УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИЕЙ
RAILWAY CROSSING SIGNALLING HARDWARE CONTROL DEVICE

Устройство относится к средствам безопасности движения в местах пересечения железнодорожного и автомобильного транспорта, а именно к сигнальным устройствам, предупреждающим автотранспорт о приближении железнодорожного транспорта.
Известно устройство управления переездной сигнализацией, которое содержит рельсовую цепь участка приближения, имеющую питающий и релейный концы, переездные светофоры, схему управления переездными светофорами и устройства электроснабжения, обеспечивающие электропитанием аппаратуру питающего и релейного концов рельсовой цепи, и источник переменного тока, питающего конца, выходы которого подключены к входу рельсовой цепи (Казаков А.А. и др. Системы интервального регулирования движением поездов. - М.: Транспорт, 1986. - С.172, рис.8.7). Недостатком этого устройства является необходимость наличия специального устройства электроснабжения на релейном конце рельсовой цепи и проводной или кабельной линии связи от аппаратуры релейного конца рельсовой цепи до питающего конца рельсовой цепи. Это повышает стоимость устройства управления переездной сигнализацией и обусловливает увеличенные капитальные и эксплуатационные расходы.
Известен способ и устройство управления автоматической переездной сигнализацией (Авторское свидетельство СССР №1342796 А1, кл. B61L 29/32, опубл. БИ №37, 1987 г. Устройство для автоматического ограждения переезда, Е.Г.Угрюмов, Ю.А.Бакулин, Ю.А.Ерохин), в котором на питающем конце в рельсовую линию подаются зондирующие импульсы и по времени поступления отраженных импульсов от колесной пары поезда вычисляется координата и скорость поезда, и принимается решение о закрытии переезда. Недостатком этого устройства является сложность его реализации из-за сильного затухания сигнала в рельсовой линии.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению являются способ и устройство, использующее зондирующие электрические импульсы, посылаемые в контролируемую короткозамкнутую рельсовую линию и последующее измерение электрических параметров импульса тока через определенные интервалы времени, а устройство импульсного зондирования включает генератор импульсов напряжения, токовый резистор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, устройство управления и индикации (Грачев Г.Н., Муратова Л.И., Гуменик М.Б. Новый метод построения и расчета рельсовых цепей // Транспорт. Наука, техника, управление / ВИНТИ РАН. - 1994, №9. - С.13, рис.1, С.15, рис.3 и Пат. РФ №2117596, МПК B61L 23/16. Грачев Г.Н., Гуменик М.Б., Колюжный К.О., Липовецкий Ю.А. - Опубл. 20.08.1998. Бюл. №25). Недостатком этого технического решения является недостаточная длина рельсовой цепи участка приближения.
Целью изобретения является увеличение длины рельсовой цепи участка приближения к переезду.
Указанная цель достигается тем, что в аппаратуру питающего конца рельсовой цепи участка приближения введены безопасный динамический элемент, который реализуется на известных схемотехнических решениях (Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ: РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. - С.Пб.: ПГУПС. - С.86, рис.7.6) и приемник радиосигнала, а в аппаратуру релейного конца рельсовой цепи участка приближения введены источник электропитания, накопитель напряжения, стабилизатор напряжения, генератор импульсов, датчик тока, реализованный, например, с использованием трансформатора тока или на других функционально аналогичных элементах, формирователь информационного сигнала, радиомодем и ключ.
Сущность изобретения заключается в том, что управляющий вход ключа подключен к выходу генератора импульсов, причем вход стабилизатора напряжения соединен с выходом накопителя напряжения, входами соединенного с выходами источника электропитания, а один из силовых электродов ключа подключен через первичную цепь датчика тока к одному из рельсов релейного конца рельсовой цепи и к первому входу источника электропитания, а второй из силовых электродов ключа соединен с другим рельсом рельсовой цепи и вторым входом источника электропитания, причем вторичная цепь датчика тока подключена к входу формирователя информационного сигнала, выход которого соединен с входом радиомодема, выходом через радиоканал подключенного к приемнику радиосигнала, выход которого соединен с входом безопасного динамического элемента, выходом подключенного к управляющему входу схемы управления переездными светофорами, а выходы стабилизатора напряжения соединены с питающими входами генератора импульсов, формирователя информационного сигнала и радиомодема.
На фиг.1 приведена схема устройства управления переездной сигнализацией, содержащая рельсовую линию 1 участка приближения к переезду 2 с указанным стрелкой правильным направлением движения поездов и переездные светофоры 3 и 4, подключенные к выходу схемы управления этими светофорами 5. На питающем конце рельсовой линии 1 имеется источник переменного тока 6, выходы которого соединены с рельсами рельсовой линии 1, и приемник радиосигналов 8, подключенный к входу безопасного динамического элемента 7. Выход элемента 7 подключен к управляющему входу схемы управления переездными светофорами 5. Первый и второй рельсы релейного конца рельсовой линии 1 соединены с питающими входами источника электропитания 9. Один из силовых электродов ключа 13 подключен к первому рельсу и первому питающему входу источника электропитания 9, а другой силовой электрод через входную цепь датчика тока 14 соединен с другим рельсом рельсовой цепи 1 и вторым питающим входом источника электропитания 9. Управляющий вход ключа 13 подключен к выходу генератора импульсов 12. Выходы источника электропитания 9 соединены с входами накопителя напряжения 10, выходы которого подключены к входам стабилизатора 11, выходы стабилизатора 11 соединены с питающими входами генератора импульсов 12, питающими входами формирователя информационного сигнала 15 и питающими входами радиомодема 16. Выход датчика тока 14 подключен к входам формирователя информационного сигнала 15, выход которого подключен к входу радиомодема 16. Выход радиомодема 16 подключен к приемнику радиосигнала 8 по радиоканалу 17.
ВХ
ВЫХ
ИП
НЭ
ГИ
ДТ
С
Временные диаграммы работы фиг.2 содержат эпюры входного тока рельсовой цепи на выходе источника тока 6 I(t), эпюры выходного напряжения на входе источника электропитания U(t), эпюры выходного напряжения на выходе источника электропитания 9 U(t), эпюры выходного напряжения на выходе накопителя энергии 10 U(t), эпюры выходного сигнала генератора импульсов напряжения 12 U(t), управляющего работой ключа 13, эпюры напряжения вторичной обмотки датчика тока 14 U(t), эпюры напряжения на выходе формирователя информационного сигнала 15 U(t).
Устройство переездной сигнализации работает следующим образом.
ВХ
ВЫХ
ИП
НЭ
ГИ
В рельсы питающего конца рельсовой линии 1 от источника переменного тока 6 поступает электрический сигнал переменного тока (эпюра I(t) фиг.2). В отсутствие поезда на участке приближения он по рельсам передается на релейный конец рельсовой линии 1 и поступает на вход источника электропитания 9 (эпюра U(t), фиг.2), который осуществляет преобразование входного переменного напряжения в выходное выпрямленное напряжение (эпюра U(t), фиг.2), передаваемое на вход накопителя напряжения 10. Сглаженное напряжение накопителя 10 (эпюра U(t), фиг.2) подается на стабилизатор 11, который обеспечивает электропитанием генератор импульсов 12, формирователь информационного сигнала 15 и радиомодем 16. Генератор вырабатывает импульсы напряжения, управляющие процессами включения и выключения ключа 13 (эпюра U(t), фиг.2). Вследствие чего, при свободном участке приближения происходит периодическое шунтирование релейного конца рельсовой цепи ключом 13, который обладает сопротивлением во включенном состоянии, меньшим или равным сопротивлению поездного шунта.
Электропитание аппаратуры релейного конца рельсовой цепи осуществляется за счет энергии, поступающей от источника переменного тока 6. Современные средства микроэлектроники позволяют реализовать схему генератора импульсов 12, формирователя информационного сигнала 15 и радиомодема 16 с потребляемой мощностью не более 5-15 мВт. Если в качестве ключа 13 применить МОП транзистор, то мощность для управления этим ключом пренебрежимо мала. Мощность, поступающая на аппаратуру релейного конца рельсовой цепи от ее питающего конца, то есть от источника переменного тока 6, лежит в переделах нескольких сотен милливатт. Поэтому для функционирования рассматриваемой аппаратуры релейного конца вполне достаточно этой мощности. Обеспечение электропитанием генератора импульсов 12 и формирователя информационного сигнала 15 в моменты времени замкнутого состояния ключа 13 осуществляется накопителем энергии 10, который по сущности работы является пиковым детектором.
ДТ
С
Импульсные изменения тока в цепи ключа регистрируются через датчик тока 14 и поступают на вход формирователя информационного сигнала 15 (эпюра U(t), фиг.2). Импульсы с выхода формирователя информационного сигнала 15 передаются на вход радиомодема 16 (эпюра U(t), фиг.2), который передает их по радиоканалу 17 на вход приемника радиосигналов 8. Импульсы с выхода приемника подаются на вход безопасного динамического элемента 7. Выходной сигнал элемента 7, соответствующий требованиям безопасности, передается на управляющий вход схемы управления переездными светофорами 5, которая включает разрешающие показания переездных светофоров 3 и 4. Движение дорожного транспорта через переезд 2 открыто.
Таким образом, при свободном состоянии рельсовой цепи участка приближения на входе безопасного динамического элемента 7 будет присутствовать периодическая последовательность импульсов напряжения с частотой, обусловленной работой генератора импульсов 12. Это вызывает появление соответствующего разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5.
При вступлении поезда на участок приближения рельсовая цепь шунтируется колесными парами подвижного состава, что приведет к прекращению поступления входного тока на источник питания 9 релейного конца рельсовой цепи. Это прекратит функционирование всей аппаратуры релейного конца. Формирование импульсов напряжения на выходе приемника радиосигналов 8 и соответственно на входе безопасного динамического элемента 7 прекратится. Это приведет к снятию разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5. На светофорах 3 и 4 появляются запрещающие показания. Движение дорожного транспорта по переезду 2 прекращается.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении реализуются условия безопасности, которым должны удовлетворять устройства функционирования переезда.
Светофоры 3 и 4 показаны как условные разрешающие или запрещающие элементы. В общем виде вместо них или совместно с ними могут применяться шлагбаумы различного типа или известные устройства заграждения переезда (УЗП).
Как видно из приведенной схемы, в аппаратуре релейного конца отсутствует источник электроснабжения. Процессы работы предложенной схемы показывают, что рельсовая цепь одновременно выполняет функцию передачи электропитания от питающего конца к релейному, функцию контрольного режима рельсовой линии и функцию датчика информации о свободности или занятости участка приближения. Информация о свободности участка приближения поступает на переезд от релейного конца по радиоканалу, что позволяет существенно увеличить длину участка приближения.
Таким образом, для функционирования предлагаемого технического решения между релейным и питающим концами не требуется вводить каких-либо проводных коммуникационных сооружений, а применение радиоканала позволяет значительно увеличить длину рельсовой цепи.
Следовательно, в предложенном изобретении обеспечивается увеличение длины рельсовой цепи участка приближения к переезду.