СПОСОБ, КОНТРОЛЛЕР И СИСТЕМА ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ УТЕЧКИ ПУТЕВОГО СИГНАЛА ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ НА ОДНОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПУТИ
METHOD, CONTROLLER AND SYSTEM FOR DETECTING LEAKAGE OF TRACK SIGNAL ON AT LEAST ONE RAILWAY TRACK

Настоящее изобретение относится к способу детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере в одном железнодорожном пути.
Кроме того, настоящее изобретение относится к контроллеру для детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере в одном железнодорожном пути.
В конечном итоге, настоящее изобретение относится к системе для детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере в одном железнодорожном пути.
В некоторых системах путевой сигнал предусмотрен для детектирования присутствия железнодорожного вагона и для передачи информации в железнодорожный вагон. Путевой сигнал передают через рельсы железнодорожного пути в железнодорожный вагон. Однако в некоторых случаях происходит утечка, и сигнал поступает в рельсы другого пути. Таким образом, информация может быть передана в другой железнодорожный вагон, для которого не предназначалась эта информация. Имеются системы для детектирования такого короткого замыкания путем определения весь ли ток, переданный передатчиком рельсовой цепи, остается в рельсовой цепи. Например, если ток существенно уменьшается, система детектирует, что произошла утечка.
Цель изобретения состоит в том, чтобы создать улучшенные способ и систему для детектирования короткого замыкания при передаче путевого сигнала.
В соответствии с аспектом изобретения, способ детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере в одном железнодорожном пути, причем путевой сигнал представляет собой сигнал, передаваемый через рельсы железнодорожного пути, для детектирования присутствия железнодорожного вагона и/или для передачи информации в железнодорожный вагон по меньшей мере один железнодорожный путь содержит по меньшей мере два участка пути, электрически изолированные друг от друга: по меньшей мере один приемник связан с каждым участком пути, способ содержит этапы, на которых передают тестовый сигнал через первый участок пути;
активируют один или несколько приемников, связанных с множеством участков пути, при этом указанное множество приемников выполнено с возможностью приема тестового сигнала; принимают тестовый сигнал через один или несколько участков пути; определяют один или несколько участков пути, где принят тестовый сигнал; определяют, происходит ли утечка между первым участком пути и по меньшей мере одним вторым участком пути.
Дополнительные варианты осуществления изобретения могут включать в себя следующие признаки, которые могут быть скомбинированы в любой технически выполнимой комбинации:
- по меньшей мере два соседних участка находятся на одном и том же пути или на путях, которые расположены рядом друг с другом;
- тестовый сигнал подают с первого конца первого участка пути и принимают на втором конце, который противоположен первому концу;
- тестовый сигнал кодируют и/или он содержит характерный признак;
- тестовый сигнал модулируют и/или добавляют к путевому сигналу;
- частота модуляции тестового сигнала выше, чем частота модуляции путевого сигнала;
- частота модуляции тестового сигнала составляет от 200 и до 800 Гц, в частности, от 400 до 600 Гц;
- частота модуляции путевого сигнала составляет от 20 до 100 Гц, в частности, от 30 до 70 Гц;
- путевой сигнал содержит информацию о скорости железнодорожного вагона;
- соответствующий тестовый сигнал передают через каждый участок пути, во временном интервале, связанном с каждым участком пути, в котором, либо тестовый сигнал передают через соответствующий участок пути в его соответствующем временном интервале; и/или
- соответствующий тестовый сигнал передают через каждый участок пути, причем тестовые сигналы, передаваемые через разные участки пути, являются разными, в частности, имеют разный характерный признак.
В соответствии с дополнительным аспектом изобретения, представлен контроллер для детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере на одном железнодорожном пути, путевой сигнал представляет собой сигнал, передаваемый через рельсы железнодорожного пути для детектирования присутствия железнодорожного вагона и/или для передачи информации в железнодорожный вагон; указанный по меньшей мере один железнодорожный путь содержит по меньшей мере два соседних участка пути, которые электрически изолированы друг от друга; по меньшей мере один приемник связан с каждым участком пути; указанный контроллер выполнен с возможностью: передавать тестовый сигнал через первый участок пути; активировать один или несколько приемников, связанных с множеством участков путей; причем указанное множество приемников выполнено с возможностью приема тестового сигнала; принимать тестовый сигнал через один или несколько участков пути; определять один или несколько участков, где принят тестовый сигнал; определять, происходит ли утечка между первым участком пути и по меньшей мере одним вторым участком пути.
Дополнительные варианты осуществления изобретения могут включать в себя следующие признаки: контроллер выполнен с возможностью передавать путевой сигнал, в частности, модулировать тестовый сигнал и путевой сигнал.
В соответствии с другим аспектом, представлена система для детектирования утечки путевого сигнала по меньшей мере в одном железнодорожном пути, путевой сигнал представляет собой сигнал, передаваемый через рельсы железнодорожного пути для детектирования присутствия железнодорожного вагона и/или передачи информации в железнодорожный вагон; указанный по меньшей мере один железнодорожный путь содержит по меньшей мере два соседних участка пути, изолированные друг от друга; система содержит контроллер, соответствующий варианту, раскрытому в настоящем описании; по меньшей мере один передатчик для излучения тестового сигнала через первый участок пути; указанный по меньшей мере один первый излучатель соединен с контроллером; множество приемников для приема тестового сигнала через один или несколько участков пути; причем каждый приемник связан по меньшей мере с одним участком пути.
Дополнительные варианты осуществления изобретения могут включать в себя следующие признаки: по меньшей мере один передатчик расположен на первом конце первого участка пути и по меньшей мере один приемник расположен на втором конце первого участка пути, который является противоположным первому концу; система содержит дополнительные приемники, соединенные друг с другом, в частности, рядом с участками пути.
Таким образом, в соответствии с подходом для детального представления описанных выше признаков настоящего изобретения, более конкретное описание изобретения, кратко представленное выше, можно читать со ссылкой на варианты осуществления изобретения. Приложенные чертежи относятся к вариантам осуществления изобретения и описаны следующим образом:
на фиг. 1 схематично показана система, в которой возникает неисправность;
на фиг. 2 схематично показана система, соответствующая изобретению;
на фиг. 3 схематично показан тестовый сигнал, в соответствии с изобретением;
на фиг. 4 схематично показан тестовый сигнал, модулированный или добавленный к путевому сигналу; и
на фиг. 5 схематично показаны другие этапы способа в соответствии с изобретением.
На фиг. 1 показана система 1, содержащая два пути, а именно, первый путь 3 и второй путь 5. В других вариантах система может даже содержать три или больше путей или только один путь. В соответствии с одним вариантом, первый путь 3 и второй путь 5 расположены рядом друг с другом, в частности, по существу, параллельно друг другу. Например, пути 3, 5 расположены на железнодорожной станции.
Первый путь 3 имеет первый рельс 7 и второй рельс 9. Второй путь 5 также имеет первый рельс 11 и второй рельс 13.
Каждый путь 3, 5 включает в себя несколько участков 15, 17, 19, 21 пути. На фиг. 1 показаны два участка пути для каждого пути 3, 5. Однако каждый путь может содержать еще больше или меньше участков пути. Например, первый путь 3 включает в себя первый участок 15 пути и второй участок 17 пути. Второй путь 5 включает в себя также первый участок 19 пути и второй участок 21 пути. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, система включает в себя по меньшей мере два участка 15, 17, 19, 21 пути в одном и том же пути или на нескольких путях 3,5.
Участки 15 и 17 первого пути 3 механически изолированы друг от друга, например, с помощью механического изолятора 23. Также участки 19 и 21 второго пути 5 механически изолированы друг от друга, например, с помощью механического изолятора 25. Кроме того, первый путь 3 и второй путь 5 изолированы друг от друга, например, с помощью промежутка между путями 3,5.
Контроллер 30 выполнен с возможностью передачи путевого сигнала через каждый участок 15, 17, 19, 21 пути. Например, через каждый участок пути передают разный путевой сигнал.
В варианте осуществления изобретения, через первый участок 15 первого пути 3 передают первый путевой сигнал, через второй участок 17 первого пути 3 передают второй путевой сигнал, через первый участок 19 второго пути 5 передают третий путевой сигнал, и через второй участок 21 второго пути 5 передают четвертый путевой сигнал.
Путевые сигналы обычно передают через два рельса 7, 9, 11, 13 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути. В соответствии с этим, соответственно по меньшей мере один передатчик 26, 27, 28, 29 связан с рельсами 7, 9, 11, 13 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути. В варианте осуществления изобретения передатчик 26, 27, 28, 29, например, предусмотрен в контроллере 30. В других вариантах осуществления изобретения передатчик 26, 27, 28, 29 может быть расположен рядом с соответствующими участками 15, 17, 19, 21 пути, например, в отдельном модуле.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, путевые сигналы индуцируются на первом конце 32 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути. Другими словами, выходной порт передатчиков 26, 27, 28, 29 электрически соединен с первым концом 32 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути.
Кроме того, с каждым участком пути связан по меньшей мере один приемник 35а - 35d. В варианте осуществления изобретения каждый приемник 35а - 35d соединен с обоими рельсами 7, 9, 11, 13 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути. Например, приемник может быть размещен в контроллере 30. В других вариантах осуществления изобретения каждый приемник 35а - 35d расположен рядом, или по соседству с соответствующим участком пути.
В некоторых вариантах осуществления изобретения приемник 35а - 35d выполнен с возможностью приема сигналов на втором конце 34 каждого участка 15, 17, 19, 21 пути, который расположен противоположно первому концу 32, вдоль направления пути. Входной порт соответствующих приемников 35а - 35d соединен со вторым концом 34 соответствующего участка 15, 17, 19, 21 пути. Например по меньшей мере один приемник 35а - 35d может быть приспособлен для приема путевого сигнала.
Таким образом, в соответствии с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми здесь, для каждого участка 15, 17, 19, 21 пути, один или больше передатчиков 26, 27, 28, 29 и один или больше приемников 35а - 35d соединены с противоположными концами 32, 34 соответствующего участка пути, с которым они связаны. Другими словами, выходной порт одного или больше передатчиков 26, 27, 28, 29 может быть соединен с первым концом 32 или вторым концом 34 соответствующего участка 15, 17, 19, 21 пути, и один или больше приемников соединен с другим из концов 32, 34 соответствующего участка 15, 17, 19, 21 пути. В некоторых вариантах осуществления изобретения, для каждого участка 15, 17, 19, 21 пути компоновка может быть разной.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, путевой сигнал передают через один или больше участков 15, 17, 19, 21 пути для определения, присутствует ли железнодорожный вагон на соответствующем участке 15, 17, 19, 21 пути, и/или для передачи информации в железнодорожный вагон 36. Например, информация включает в себя информацию о скорости железнодорожного вагона, например, разрешенной скорости на определенном участке 15, 17, 19, 21 пути.
Железнодорожный вагон 36 содержит один или больше соответствующих приемников, выполненных с возможностью приема путевых сигналов, передаваемых через рельсы на пути 3, 5. В варианте осуществления изобретения железнодорожный вагон 36 может принимать путевые сигналы, только если железнодорожный вагон 36 находится на соответствующем участке 15, 17, 19, 21 пути перед передаваемым путевым сигналом.
Присутствие железнодорожного вагона 36 детектируется путем измерения электрической проводимости межу осями железнодорожного вагона 36. Таким образом, сигнал, передаваемый через первый рельс 7, принимается на втором рельсе 9 и наоборот.
Кроме того, на фиг. 1 показано электрическое соединение 38 с неисправностью между вторым участком 17 первого пути 3 и вторым участком 21 второго пути 5. Таким образом, если контроллер 30, в частности, второй передатчик 27 передает второй путевой сигнал через второй участок 17 первого пути 3, он также передает его через второй участок 21 второго пути 5. Таким образом, железнодорожный вагон 36 может принимать второй путевой сигнал, который не предназначен для него, из-за короткого замыкания электрического соединения 38. Таким образом, существует риск того, что железнодорожный вагон будет принимать неправильную информацию о скорости.
На фиг. 2 показан вариант осуществления системы, в соответствии с изобретением. Одни и те же элементы обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, как на фиг. 1. На фиг. 2 показана только одна передающая компоновка, без подробного представления передатчика 26. Однако для каждого другого участка 17, 19 и 21 пути может быть предусмотрена дополнительная передающая компоновка с соответствующими передатчиками 27, 28, 29. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, первый тестовый сигнал и/или путевой сигнал представляет собой дифференциальный сигнал передачи на обоих рельсах 7, 9. Например, контроллер 30 передает первый тестовый сигнал и/или путевой сигнал.
Как уже было описано со ссылкой на вариант, представленный на фиг. 1, приемники 35а - 35d, связанные с участками 15, 17, 19, 21 пути, соединены со вторым концом 34 соответствующих участков 15, 17, 19 и 21 пути. Другими словами соответствующий приемник 35а - 35d связан с каждым участком 15, 17, 19 и 21 пути.
В варианте осуществления изобретения первый принимаемый сигнал 40 предоставляется в контроллер 30 первым приемником 35а, который связан с первым участком 15 первого пути 3, второй принимаемый сигнал 42 предоставляется в контроллер 30 приемником 35b, связанным со вторым участком 17 первого пути 3, третий принимаемый сигнал 44 предоставляется в контроллер 30 приемником 35 с, который связан с первым участком 19 второго пути 5, и четвертый принимаемый сигнал 42 предоставляется в контроллер 30 приемником 35d, который связан со вторым участком 21 второго пути 5. Таким образом, контроллер 30 обеспечивается соответствующими принимаемыми сигналами 40, 42, 44, 46 каждым приемником 35а - 35d, связанным с участками 15, 17, 19, 21 пути по меньшей мере с участками пути, которые находятся рядом с первым участком 15 пути.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, соответствующий контроллер для излучения тестового сигнала и/или путевого сигнала связан с каждым участком пути. Таким образом, каждый контроллер передает и/или генерирует тестовые сигналы и/или путевые сигналы только для участка 15, 17, 19, 21 пути, с которым связан контроллер. В таком варианте осуществления изобретения один и больше приемников 35а - 35d, связанных с каждым участком 15, 17, 19, 21 пути, предоставляют принимаемые сигналы 40, 42, 44, 46 в каждый из контроллеров.
В другом варианте контроллер 30 генерирует и принимает все тестовые сигналы и/или путевые сигналы для каждого участка 15, 17, 19, 21 пути. В соответствии с дополнительным вариантом, один контроллер может быть связан с несколькими участками пути, но не со всеми участками пути.
Как описано здесь выше, контроллер 30 выполнен с возможностью излучения первого путевого сигнала и первого тестового сигнала 39 и приема сигналов 40, 42, 44, 46. Принимаемые сигналы 40, 42, 44, 46 могут включать в себя первый путевой сигнал и/или первый тестовый сигнал.
На фиг. 3 показан вариант тестового сигнала 50. Тестовый сигнал 50 включает в себя характерный признак 52, включающий в себя, например, от 4 до 20 битов, в частности, от 6 до 12 битов. На фиг. 3 характерный признак включает в себя 8 битов. В соответствии с вариантом, который может быть скомбинирован с другими вариантами, раскрытыми здесь, тестовый сигнал 50, предусмотренный для каждого участка 15, 17, 19, 21 пути, имеет разный характерный признак. Другими словами по меньшей мере один передатчик 26, 27, 28, 29, связанный с одним участком пути, выполнен с возможностью передачи тестового сигнала, который отличается от тестового сигнала, передаваемого передатчиком 26, 27, 28, 29, который связан с другим участком 15, 17, 19, 21 пути. Другими словами, один или несколько контроллеров 30 предоставляют разный характерный признак 52 для каждого участка 15, 17, 19, 21 пути.
Таким образом, один или несколько контроллеров 30 выполнены с возможностью определения, в частности, путем анализа характерного признака 52 принимаемого тестового сигнала 50, каким передатчиком 26, 27, 28, 29 или через какой участок 15, 17, 19, 21 пути был передан тестовый сигнал 50. Например по меньшей мере один контроллер 30 может использовать Булеву логику, для определения, происходит ли утечка и также может определять путь утечки.
Например, если тестовый сигнал 50, переданный по меньшей мере одним передатчиком 26, 27, 28, 29, связанным с определенным участком 15, 17, 19, 21 пути, был принят только по меньшей мере одним приемником 35а - 35d, связанным с тем же участком 15, 17, 19, 21 пути, то утечка в другой участок пути не происходит. Однако, в случае, когда тестовый сигнал, переданный передатчиком, связанным с определенным участком 15, 17, 19, 21 пути, принимается приемником, связанным с другим участком 15, 17, 19, 21 пути, то утечка происходит. В варианте осуществления изобретения контроллер 30 предоставляет первый тестовый сигнал 39, который должен быть передан через первый участок 15 первого пути 3. Затем контроллер принимает принимаемые сигналы 40 и 44, оба из которых включают в себя первый тестовый сигнал 39, который, например, может быть определен по сигнатуре 52. Таким образом, поскольку принимаемый сигнал 44 включает в себя первый тестовый сигнал, который принят по меньшей мере одним приемником 35 с, связанным с первым участком 19 второго пути, контроллер может определять, что имеется короткозамкнутое электрическое соединение 38 или утечка между первыми участками 15, 19 первого и второго путей 3, 5.
В соответствии с дополнительным вариантом, который может быть скомбинирован с другими вариантами, раскрытыми здесь, только по меньшей мере один передатчик 26, 27, 28, 29, связанный с одним участком 15, 17, 19, 21 пути для передачи тестового сигнала, является активным одновременно. Другими словами, каждый тестовый сигнал передают в определенном временном интервале, используя по меньшей мере один передатчик 26, 27, 28, 29, связанный с соответствующим участком 15, 17, 19, 21 пути. Например, контроллер, например, контроллер 30, может координировать передачу тестовых сигналов 39, 50.
В некоторых вариантах контроллер выполнен с возможностью передачи и/или генерирования тестового сигнала 39, 50, только когда железнодорожный вагон 36 не присутствует на соответствующем участке 15, 17, 19, 21 пути. В соответствии с другим вариантом, принимаемый тестовый сигнал оценивают только, если принимаемый путевой сигнал указывает, что железнодорожный вагон не присутствует на участке пути. В некоторых вариантах тестовый сигнал излучается только, если принимаемый путевой сигнал указывает, что никакой железнодорожный вагон 36 не присутствует на участке пути.
В варианте осуществления изобретения контроллер 30 может быть связан с взаимным сцеплением.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, характерный признак 52 модулируется, используя манипуляцию со сдвигом частоты (FSK). Несущая частота находится в диапазоне от 200 до 800 Гц, в частности, от 400 до 600 Гц. Например, характерный признак модулируется с частотой 500 Гц.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, который может быть скомбинирован с другими вариантами, раскрытыми здесь, тестовый сигнал 50 добавляют к путевому сигналу или модулируют на нем.
Например, частота модуляции путевого сигнала составляет от 20 до 100 Гц, в частности, от 30 до 70 Гц.
Например, путевой сигнал представляет собой сигнал, модулированный на основной несущей частоте 50 Гц и со скоростями передачи кода от 1,25 до 4 Гц. Другой вариант может включать в себя вторичную частотную несущую на частоте 178 Гц со скоростями передачи кодов от 1,25 до 7 Гц. На фиг. 4 показан сигнал 54, передаваемый передатчиком, связанным с одним участком 15, 17, 19, 21 пути, и принимаемый сигнал 56, принимаемый приемником, связанным с тем же участком пути. Как можно видеть, принимаемый сигнал 56 ослаблен рельсами пути. Сигнал 54 включает в себя путевой сигнал и тестовый сигнал.
Например, в течение периодов 58 времени излучается тестовый сигнал, и в течение периодов 60 времени излучается путевой сигнал. Таким образом, в некоторые периоды времени путевой сигнал и тестовый сигнал передают одновременно, в некоторые периоды времени они накладываются друг на друга, и в некоторые периоды времени их передают один за другим. Другими словами, тестовый сигнал и путевой сигнал излучаются независимо друг от друга соответствующим контроллером 30 и/или передатчиком 26, 27, 28, 29.
На фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций способа, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На первом этапе 1000, контроллер 30 адаптирован для передачи тестового сигнала 50, например, используя по меньшей мере один первый передатчик 26, через первый участок 15 пути. Например, тестовый сигнал 50 имеет характерный признак, специфичный для первого участка 15 пути.
На втором этапе 1010, тестовый сигнал 50 принимается с помощью одного или нескольких приемников 35а - 35d, связанных с тем же первым участком 15 пути и/или другими участками 17, 19, 21 пути.
На этапе 1020, контроллер 30 определяет один или больше участков 15, 17, 19, 21 пути, где принят тестовый сигнал. Другими словами, какой из принимаемых сигналов 40, 42, 44, 46 принят.
Затем, на этапе 1030, контроллер определяет, происходит ли утечка между первым участком 15 первого пути 3 и по меньшей мере одним вторым участком пути. Например, если ни один из приемников 35b - 35d, связанных с другими участками пути, не принимает тестовый сигнал, контроллер определяет, что утечка между участками пути не происходит.
Однако, если один или несколько из других приемников 35b - 35d принимает тестовый сигнал, контроллер определяет, что утечка происходит. Например, в случае фиг. 2, приемник 35 с принимает тестовый сигнал и передает принятый сигнал 44 в контроллер 30. Таким образом, контроллер 30 может определить, что происходит утечка 38 между первым участком 15 первого пути 3 и первым участком 19 второго пути 5.
Если утечка определена, передача путевого сигнала, включающего в себя код скорости, блокируется. Таким образом, исключается угроза безопасности.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, после завершения передачи тестового сигнала через первый участок пути, контроллер 30 передает дополнительный тестовый сигнал, например, с другим характерным признаком, через второй передатчик 27, для определения, происходит ли утечка между вторым участком 17 первого пути 3 и другим участком 15, 19, 21 пути.
В соответствии с вариантами, раскрытыми здесь, один и тот же контроллер 30 может обеспечивать сигналы для путевого сигнала и тестового сигнала. Таким образом, может использоваться существующее оборудование для путевого сигнала.
Система и способ, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают надежное решение для детектирования утечки путевого сигнала, которое не чувствительно к воздействию шумов.