УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ С ЦИФРОВЫМ КАНАЛОМ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, к техническим средствам регулирования движения и ограждения поездов, предназначено для использования в качестве средства интервального регулирования на малодеятельных участках железных дорог, в том числе, на участках железных дорог, оборудованных устройствами полуавтоматической блокировки.
Известен «Способ определения свободности от поезда участка железнодорожного пути и устройство для осуществления этого способа» (патент на изобретение №2104849, заявка №95101365, приор. 19.01.1995, опубликовано: 20.02.1998, B61L 1/16, B61L 21/06, B61L 23/00, B61L 23/28,) в котором формирование входных сигналов, которые несут информацию о количестве осей и направлении движения поезда, и изменение состояний сигнала, ограждающего участок железнодорожного пути, в зависимости от результатов сравнения входных сигналов. Дополнительно выполняют следующие операции: формируют управляющие сигналы, входные сигналы преобразуют в цифровые промежуточные сигналы, из которых формируют выходные сигналы, содержащие информацию входных сигналов, формируют сигнал обратной связи, генерируют стимулирующие и переключающие сигналы, определенным образом меняют состояния всех разрядов промежуточных и выходных сигналов, запоминают соответствующие текущие значения выходных сигналов, в определенной временной последовательности сравнивают соответствующие выходные и переключающие сигналы, при поразрядной идентичности двух значений сравниваемых выходных сигналов сигнал, ограждающий участок железнодорожного пути, переводят из запрещающего состояния в разрешающее. При этом резервируют операции формирования входных сигналов и преобразования их в промежуточные сигналы и контролируют указанные операции формирования и преобразования сигналов. Способ реализуется устройством, которое содержит релейный блок управления источником сигнала, ограждающего участок, блок сравнения выходных сигналов, информационные каналы, включающие в себя путевые датчики, первые кодирующий и декодирующий блоки и линию связи. Это достигается блоком обработки входных сигналов, реверсивным счетчиком, цифровым компаратором, реле, дополнительными кодирующим и декодирующим блоками, датчиком занятости поездом определенных зон рельсов, генератором стимулирующих и переключающих сигналов, мажоритарным элементом с блоками контроля, блоком памяти. При этом каждый информационный канал выполнен с резервированием, дополнен цепями преобразования входных сигналов, цепями контроля резервирования и содержит три путевых датчика, три цепи преобразования, три цепи контроля резервирования и реле. Путевые датчики выполнены с возможностью реагирования на различные параметры рельсов. Фронтовые контакты реле каждого информационного канала соединены по схеме, реализующей мажоритарную логику по отношению к количеству неработоспособных цепей преобразования и цепей контроля.
Однако данное техническое решение не решает задачу безопасной передачи блокировочных сигналов между станциями.
Известно также устройство для полуавтоматического регулирования движения поездов, содержащее цепи задания маршрутов приема и отправления на станциях (Степанов Н.М. «Релейная полуавтоматическая блокировка (РПБ) РПБ-ГТСС» - М.: Транспорт, 1979, с.14-20).
Недостатком известного устройства является обязательное наличие проводной линии, что снижает надежность, безопасность и живучесть процесса регулирования движения поездов, удорожает и усложняет строительство и техническое обслуживание и ограничивает длину перегона между станциями.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является «Устройство для полуавтоматического регулирования движения поездов с радиотелемеханическим каналом», выбранное за прототип (патент РФ на изобретение №2087359, B61L 23/28, заявка: 94025970/11, приор. 11.07.1994, опубликовано: 20.08.1997), которое содержит цепи задания маршрутов приема и отправления на станциях в передающем тракте, формирователи управляющих сигналов, преобразователи параллельного кода в последовательный, кодеры и передатчики. В приемном тракте имеются приемники, декодеры, мажоритарные блоки, преобразователи последовательного кода в параллельный и цифроаналоговые преобразователи, а также телефонные блоки. Управляющие сигналы формируются в цифровом параллельном коде, которые преобразуются в последовательный, кодируются и передаются на смежную станцию, где они принимаются, декодируются и по ним осуществляется моделирование состояний линейной схемы той станции, откуда поступил приказ.
Однако данное устройство с радиоканалом имеет ограниченное функциональное назначение. А именно, оно предназначено только для временной эксплуатации при отсутствии или повреждениях проводной связи.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей путем использования современных цифровых быстродействующих помехозащищенных каналов связи, обеспечение безопасности движения поездов, повышение надежности и живучести регулирования движения поездов, уменьшение капитальных затрат, материалов, оборудования и строительной техники, сокращение сроков строительства и затрат на обслуживание каналов связи, снятие ограничений по длине перегонов.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении эффективности организации движения поездов и эксплуатации устройств автоматики, телемеханики и связи при использовании современных каналов связи путем модернизации действующих устройств РПБ-82 при замене физических линий связи на цифровые каналы связи.
Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для полуавтоматического регулирования движения поездов с цифровым каналом, содержащее релейную полуавтоматическую блокировку с дополнительными цепями передачи блокировочных сигналов для организации движения поездов по перегону, дополнительно на каждой станции снабжено двумя микропроцессорными блоками контроля и управления, работающими в активном и пассивном режимах, схемой контроля и защиты и схемой увязки. Причем микропроцессорные блоки контроля и управления выполнены с дискретными парафазными (прямыми и инверсными) входами контроля и дискретными парафазными (прямыми и инверсными) выходами управления, а также содержащими последовательные интерфейсы. При этом дискретные прямые и инверсные входы контроля соединены со схемой увязки, а дискретные прямые и инверсные выходы управления соединены со схемой контроля и защиты, выходы которой соединены со входами схемы увязки, связанной с релейной полуавтоматической блокировкой каждой станции, а последовательные интерфейсы соединены с цифровыми каналами связи между двумя станциями.
Таким образом, решение поставленной задачи достигается за счет использования в схеме устройства, защищенного кодированием, новых элементов, блоков и новых каналов связей.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства.
Устройство для полуавтоматического регулирования движения поездов с цифровым каналом содержит на каждой станции:
релейная полуавтоматическая блокировка (РПБ) - 1;
два микропроцессорных блока контроля и управления - 2 и 3, причем выполненные в следующих рабочих режимах: активном - блок 2 и пассивном - блок 3;
схема контроля и защиты - 4;
схемы увязок - 5;
конвертор 6;
цифровые каналы связи - 7
Между станциями осуществляется передача следующих блокировочных сигналов РПБ 1:
- дача согласия - ЧДС (НДС);
- путевое отправление - НОС (ЧОС);
- путевое прибытие - ЧДП (НДП).
Когда блокировочные сигналы РПБ 1 не передаются, то по каналам связи 7 передаются вспомогательные сигналы, обеспечивающие контроль работоспособности каналов связи 7.
Обмен данными между станциями А и Б по цифровым каналам связи 7 обеспечивает передачу и прием данных с использованием микропроцессорных блоков контроля и управления 2 и 3. Используются также четыре конвертора 6, которые обеспечивают постоянный обмен данными между станциями по двум каналам связи 7 с применением парафазных сигналов (передачи прямого и инверсного кодов сигналов).
В качестве элементов сопряжения в схемах контроля и защиты 4 и в схемах увязки 5 со схемами РПБ 1 используются реле.
Схемы контроля и защиты 4 обеспечивают контроль парафазности, контроль приема единичных сигналов, защиту от сбоев и отказов, выявленных при приеме сигналов, вызванных импульсными помехами и электростатическими разрядами. Контроль принимаемых сигналов осуществляется постоянно. В выключенном состоянии схемы контроля и защиты 4 отключают цепи обмена данными от схем увязки 5. Включение схем контроля и защиты 4 осуществляются ручным способом. При выявлении отказов, для исключения накопления отказов, схемы защиты контроля и защиты 4 автоматически выключаются.
Схемы увязки 5 со схемами РПБ 1 обеспечивают возможность передачи и обработку принятых по цифровым каналам связи 7 блокировочных сигналов РПБ 1.
Для обеспечения безопасности движения поездов при передаче блокировочных сигналов микропроцессорными блоками контроля и управления 2, 3 и схемами контроля и защиты 4 осуществляется:
- постоянная передача сигналов по каналам связи 7;
- передача сигналов по двум каналам связи 7 в прямом и обратном (инверсном) кодах (парафазно);
- контроль программными средствами правильности приема сообщений по каналам связи 7 с использованием контроля четности принятых байтов и контрольных сумм сообщений;
- контроль правильности принимаемых сигналов с использованием релейных схем, обеспечивающих контроль парафазности принимаемых по двум каналам связи 7 сигналов и прием только одного сигнала;
- исключение возможности реализации блокировочных сигналов при нарушении правильности принимаемых сигналов;
- автоматическое выключение схем контроля и защиты 4 ? при превышении допустимого времени рассогласования принимаемых сигналов для исключения накопления неисправностей;
- ручное включение схем контроля и защиты 4 после устранения неисправностей и контроля работоспособности устройства.
Для обеспечения обмена между станциями А и Б на каждой станции размещаются по два микропроцессорных блока контроля и управления 2, 3, которые работают в активном (блок 2) и пассивном (блок 3) режимах.
Активный микропроцессорный блок контроля и управления 2 одной станции, например станции А, через канал связи 7 связан с пассивным микропроцессорным блоком контроля и управления 3 другой станции, например станции Б, организуя два встречных канала связи 7.
Микропроцессорные блоки контроля и управления 2, работающие в активных режимах:
- циклически опрашивают свои входы ЧДС, ЧДП, HOC, OCH;
- циклически передают сообщения на пассивный блок 3 соседней станции, содержащие сигналы управления ЧДС, ЧДП, HOC, OCH соответствующие состоянию своих входов, а также запрос о получении состояния входов пассивных блоков 3;
- получают сообщения от пассивных блоков 3 о состоянии их входов НДС, НДП, ЧОС, ОСЧ;
- осуществляют вывод сигналов управления НДС, НДП, ЧОС, ОСЧ (соответствующих состоянию входов пассивных блоков) на свои выходы.
Микропроцессорные блоки контроля и управления 3, работающие в пассивных режимах:
- циклически опрашивают свои входы НДС, НДП, ЧОС, ОСЧ;
- при приеме сигналов управления от активных блоков 2 осуществляют вывод сигналов управления ЧДС, ЧДП, НОС, OCH (соответствующих состоянию входов активных блоков) на свои выходы;
- передают сообщения активным блокам 2 о состоянии своих входов.
Передача сигналов осуществляется прямыми и инверсными кодами (парафазное кодирование). Передача кодов осуществляется следующим образом:
- по одному каналу от активного 2 к пассивному блоку 3 передается прямой код сигнала;
- по другому каналу от пассивного 3 к активному блоку 2 передается инверсный код сигнала.
По каналам связи 7 передаются следующие блокировочные сигналы:
- дача согласия - ЧДС (НДС);
- путевое отправление - НОС (ЧОС);
- путевое прибытие - ЧДП (НДП).
При отсутствии блокировочных сигналов передается сигнал «отсутствие блокировочных сигналов» - ОСЧ (ОСН).
Алгоритм работы схем соответствует описанию работы схемных решений линейной цепи для однопутного участка, представленного в документе «Типовые проектные решения. Релейная полуавтоматическая блокировка РПБ-82».
Для обмена данными на каждой станции размещаются по два микропроцессорных блока контроля и управления 2, 3, выполненные в виде, например, БКУ-16/8 17436-00-00, каждый из которых обеспечивает ввод и контроль до 16 дискретных сигналов и вывод до 8 команд управления. В качестве связи с оборудованием каналов связи 7 может использоваться стандартный интерфейс RS-485.
Для сопряжения с оборудованием связи цифровых каналов 7 используются конверторы 6, выполненные, например, в виде К-713Б, обеспечивающие преобразование интерфейсов RS-485 в G.703.1, используемые в оборудовании связи цифровых каналов 7. При использовании каналов связи 7 с другими интерфейсами, могут использоваться соответствующие устройства согласования интерфейсов.
В качестве элементов сопряжения в схемах контроля и защиты 4 и в схемах увязки 5 со схемами РПБ 1 могут использоваться реле типа РЭЛ или ДЗ-2700.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет осуществить реализацию возможности оборудования существующих систем РПБ-82 на перегонах цифровыми каналами связи и модернизацию действующих устройств РПБ-82 при замене физических линий связи на цифровые каналы связи при использовании предлагаемых технических решений.
Областью применения схемных решений являются действующие однопутные участки, оборудованные РПБ-82 и вновь проектируемые однопутные участки при использовании цифровых каналов для передачи блокировочных сигналов.