УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРОВЕРКИ СЦЕПЛЕНИЯ ВАГОНОВ ПОЕЗДА
DEVICE FOR AUTOMATIC MONITORING OF CARRIAGE COUPLING OF TRAIN

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в основном к устройствам автоматической проверки железнодорожных вагонов, в частности к устройствам, которые автоматически определяют, отцеплен ли вагон.
Уровень техники
В основном известные устройства проверки вагонов выполняют проверку на основе измерения давления в тормозном шланге и определяют, что вагон отцеплен, когда давление в тормозном шланге падает.
Однако когда известные устройства проверки вагонов определяют, отцеплен ли грузовой вагон, на основе измерения давления в тормозном шланге, возникает проблема, связанная с ошибкой в определении уменьшения давления, которая возникает при падении давления из-за отцепления вагона при торможении поезда.
Кроме того, проблема заключается в том, что в известных устройствах в качестве источника питания использована батарея, имеющая ограниченную емкость, так что батарею необходимо заменять или перезаряжать через определенные промежутки времени (около 2,8 дня). Еще одна проблема связана с тем, что размеры и вес известного устройства проверки вагонов возрастают из-за веса и объема батареи, так что работать с известными устройствами не удобно. Кроме того, устройство проверки вагонов известного типа необходимо каждый раз повторно устанавливать в вагон при формировании состава. Соответственно, возникает проблема, связанная с тем, что когда грузовой вагон отцеплен, то невозможно заметить отцепление следующего вагона в составе поезда, что может привести к неприятностям со следующим вагоном.
Данные проблемы решены в корейском патенте №331352 «Устройство проверки вагонов поезда и способ проверки», который был получен данным заявителем ранее. Как показано на фиг.1, клемма выходного сигнала переключателя 140 вида работ в рабочей комнате оператора и блок 150 считывания идентификационного номера присоединены к клеммам входных сигналов управления микрокомпьютера 130 в рабочей комнате. Клемма выходного сигнала управления дисплеем микрокомпьютера 130 присоединена к клемме входного сигнала дисплея 120. Блок аварийного предупреждения 110 присоединен к клемме выходного сигнала аварийного предупреждения микрокомпьютера 130. Клемма входного сигнала управления беспроводного устройства защиты поезда, которое представляет собой средство 170 передачи сигнала предупреждения, подключено к другой клемме выходного сигнала предупреждения микрокомпьютера 130. Кроме того, к клемме входного/выходного сигнала передачи/приема микрокомпьютера 130 подключен приемопередатчик 160, чем завершается комплектация оборудования 100 рабочей комнаты.
Клеммы входного сигнала микрокомпьютера 240 железнодорожного вагона присоединены к соответствующим клеммам выходного сигнала датчика 211 давления, датчика 212 ускорения, оптического датчика 220 и переключателя 250 режимов работы железнодорожного вагона. Кроме того, клемма 260 сигнала заднего света присоединена к клемме выходного сигнала управления микрокомпьютера 240 железнодорожного вагона. Микрокомпьютер 240 железнодорожного вагона подключен к терминалу входного/выходного сигнала приемопередатчика 230 железнодорожного вагона, и затем питание, генерируемое на выходной клемме солнечной батареи, представляющей собой передвижную электростанцию 270, подается на соответствующие элементы устройства, размещенные в железнодорожном вагоне, завершая комплектацию оборудования 200 железнодорожного вагона. В итоге, оборудование 100 рабочей комнаты размещают в локомотиве, а оборудование 200 железнодорожного вагона размещают в железнодорожном вагоне.
В описанном выше устройстве выходные сигналы с датчика 211 давления и датчика 212 ускорения сравниваются с заранее определенными значениями, благодаря чему определяют, отцеплен ли вагон.
Однако в упомянутом выше известном устройстве определяют ускорение вагона с помощью датчика 212 ускорения и давление в тормозном шланге, так что все еще существует проблема, связанная с тем, что размеры и вес известного устройства проверки железнодорожных вагонов возрастают из-за веса и размеров батареи, вследствие чего известное устройство не удобно в эксплуатации и обслуживании.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение было сделано с учетом проблем, связанных с применением известного устройства проверки железнодорожных вагонов. Целью настоящего изобретения является создание устройства автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда, которое фиксирует различие в скоростях железнодорожного вагона и локомотива, а также изменение длины поезда на ходу, определяя тем самым, расцеплены ли железнодорожный вагон и локомотив.
Решение технической проблемы
Для достижения указанных выше целей устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов в соответствии с настоящим изобретением содержит детектор железнодорожного вагона, служащий для определения скорости вагона поезда в реальном времени, детектор локомотива, служащий для определения скорости локомотива в реальном времени, блок обработки данных, служащий для определения наличия сцепления локомотива и вагона путем сравнения значения скорости, полученного от детектора вагона, со значением скорости, полученным от детектора локомотива, и выходной блок для приема сигнала из блока обработки данных и выдачи сообщения об отцеплении вагона.
Далее, устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда в соответствии с настоящим изобретением содержит детектор железнодорожного вагона для определения положения вагона поезда в реальном времени, детектор локомотива для определения положения локомотива в реальном времени, блок обработки данных для определения наличия сцепления локомотива и вагона путем определения изменения длины поезда на основе данных месторасположения, полученных от детектора железнодорожного вагона и детектора локомотива, и выходной блок для приема сигнала из блока обработки данных и выдачи сообщения об отцеплении вагона.
В предпочтительном варианте блок обработки данных определяет изменение длины поезда путем сравнения длины поезда в неподвижном состоянии с длиной поезда на ходу.
В предпочтительном варианте блок обработки данных дает возможность оператору получать данные о длине поезда в неподвижном состоянии.
По меньшей мере, один из детекторов железнодорожного вагона или локомотива может содержать приемник системы глобального позиционирования (GPS).
В случае отцепления вагона блок обработки данных может подавать рабочий сигнал на блок аварийного торможения.
Когда определено, что вагон отцеплен, блок обработки данных может передать сигнал об отцеплении в рабочую комнату локомотива, здание станции или в соседний поезд с использованием средства связи.
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением скорость железнодорожного вагона сравнивают со скоростью локомотива в реальном времени, что дает возможность быстро и точно определить, отцеплен ли вагон.
Более того, в соответствии с настоящим изобретением определяют изменение длины поезда на ходу, посредством чего определяют, отцеплен ли вагон.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведено известное устройство проверки железнодорожных вагонов.
На фиг.2 приведено устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 приведено устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи подробно описано устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержит детектор 10 железнодорожного вагона, служащий для определения скорости железнодорожного вагона поезда в реальном времени, детектор 20 локомотива, служащий для определения скорости локомотива поезда в реальном времени, блок 30 обработки данных, служащий для определения наличия сцепления железнодорожного вагона и локомотива путем сравнения значения скорости, полученного от детектора железнодорожного вагона, со значением скорости, полученным от детектора локомотива, и выходной блок 40, который принимает сигналы от блока 30 обработки данных и сообщает об отцеплении железнодорожного вагона.
Детектор 10 железнодорожного вагона содержит блок 11 определения скорости железнодорожного вагона, беспроводной приемопередающий блок 12 и блок 13 управления железнодорожным вагоном.
Блок 11 определения скорости железнодорожного вагона определяет скорость вагона в реальном времени и может использовать одновременно или независимо приемник системы глобального позиционирования (GPS) и измеритель скорости.
Приемник GPS, который используют как блок измерения скорости железнодорожного вагона, определяет скорость вагона с помощью нескольких спутников в реальном времени. Затем блок 13 управления с помощью ряда беспроводных приемопередающих блоков 12 передает найденное значение скорости на блок 30 обработки данных.
Блок 30 обработки данных, размещенный в локомотиве, принимает данные о скорости, поступающие с блока определения скорости железнодорожного вагона через беспроводной приемопередающий блок 22 локомотива. В другом варианте блок 30 обработки данных, установленный снаружи локомотива, должен быть снабжен своим собственным беспроводным приемопередающим оборудованием. Блок 11 определения скорости железнодорожного вагона затем может получать данные о скорости через беспроводное приемопередающее оборудование, которое установлено в блоке 30 обработки данных.
Передачу и прием данных через беспроводной приемопередающий блок 12 железнодорожного вагона можно заменить на технологию осуществления связи по линии электропередачи (связь по ЛЭП). Желательно, чтобы передача и прием данных по технологии связи по ЛЭП осуществлялась по линии электропередачи, по которой подается электроэнергия на поезд.
Измеритель скорости представляет собой прибор типа тахометра. Он измеряет скорость железнодорожного вагона в реальном времени с использованием только оборудования, смонтированного в железнодорожном вагоне, а не снаружи вагона. Блок 13 управления железнодорожным вагоном выделяет данные о скорости, поступающие от измерителя скорости, и передает данные о скорости на детектор 20 локомотива.
Детектор 20 локомотива содержит блок 21 определения скорости локомотива, беспроводной приемопередающий блок 22 локомотива и блок 23 управления локомотивом.
Блок 21 определения скорости локомотива определяет скорость локомотива в реальном времени и может использовать одновременно или по выбору приемник GPS и измеритель скорости, аналогично блоку 11 определения скорости железнодорожного вагона.
Приемник GPS и измеритель скорости, использованные как блок 21 определения скорости локомотива, работают так же как приемник GPS и измеритель скорости, использованные как блок 11 определения скорости железнодорожного вагона.
Беспроводной приемопередающий блок 22 локомотива принимает данные о скорости от беспроводного приемопередающего блока 12 железнодорожного вагона и передает их в блок 30 обработки данных. В это же время блок 23 управления локомотивом передает на блок 30 обработки данных данные о скорости, полученные от приемопередающего блока 22 локомотива, и данные о скорости, полученные блоком 21 определения скорости локомотива. Когда блок 30 обработки данных установлен снаружи локомотива, беспроводной приемопередающий блок 22 локомотива играет роль блока передачи данных о скорости, которые получены от блока 21 определения скорости локомотива, на блок 30 обработки данных, который расположен на расстоянии, как и беспроводной приемопередающий блок 12.
Передачу и прием данных с помощью беспроводного приемопередающего блока 22 локомотива можно заменить на технологию осуществления связи по линии электропередачи (связь по ЛЭП), как и в случае беспроводного приемопередающего блока 12 железнодорожного вагона.
Блок 30 обработки данных анализирует данные о скорости локомотива и данные о скорости, полученные от детектора 10 железнодорожного вагона, сравнивая при этом их значения.
Если в результате такого сравнения и анализа окажется, что скорость локомотива не равна скорости железнодорожного вагона, то это означает отцепление вагона от локомотива. Таким образом, сведения об отцеплении выдает выходной блок 40.
Выходной блок 40 может быть выполнен в виде дисплея, который визуально показывает расцепление соединения, или может быть выполнен в виде блока, выдающего сигнал предупреждения.
Детектор 20 локомотива и блок 30 обработки данных могут быть элементами блока управления, установленного в комнате оператора локомотива. Блок 30 обработки данных может быть установлен в пункте управления на земле. В этом случае блок 30 обработки данных принимает данные о скорости от блока управления, установленного в рабочей комнате локомотива, и детектора 10 железнодорожного вагона через беспроводное средство связи и выполняет сравнение значений скоростей в пункте управления на земле.
Вместе с тем выходной блок 40 может быть установлен в рабочей комнате локомотива и может сообщать оператору о состоянии сцепления вагонов. В то же время выходной блок 40 может быть установлен в другом составе или в здании станции и оповещать о состоянии сцепления вагонов с наружной стороны через беспроводное средство связи.
Когда определено, что соединение вагонов нарушено, блок 30 обработки данных передает сигнал об отцеплении в рабочую комнату локомотива, здание станции или соседний поезд с помощью средства 70 связи. В результате инцидент может быть предотвращен.
В этом случае средство 70 связи может быть выполнено в виде беспроводного или проводного устройства. В случае использования проводного устройства средство 70 связи может быть выполнено с использованием технологии связи по ЛЭП.
Передача и прием данных по беспроводной связи выполняются с использованием устройства беспроводной защиты поезда, описанного в корейском патенте №175108. Подробности этого описания здесь не приводятся.
Желательно, чтобы передача и прием данных по PLC-технологии выполнялась бы с использованием линии силовой сети, по которой подается питание на поезд. В этом случае в железнодорожном вагоне или локомотиве устанавливают модем или систему, которая распределяет мощность или передаваемые данные по PLC-технологии.
Кроме того, в случае отцепления соединения блок 30 обработки данных подает рабочий сигнал на устройство 80 экстренного торможения. В предпочтительном варианте устройство 80 экстренного торможения автоматически останавливает поезд, если он не остановился в течение некоторого времени после получения сигнала об отцеплении.
Ниже со ссылкой на фиг.3 описан другой предпочтительный вариант устройства автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство автоматической проверки железнодорожных вагонов поезда в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержит детектор 10' железнодорожного вагона, служащий для определения положения железнодорожного вагона поезда в реальном времени, детектор 20' локомотива, служащий для определения положения локомотива поезда в реальном времени, блок 30' обработки данных, служащий для определения изменения длины поезда на основе данных о местоположении, полученных от детектора 10' железнодорожного вагона и детектора 20' локомотива, и определения наличия сцепления локомотива с железнодорожным вагоном, и выходной блок 40, который принимает сигналы от блока 30' обработки данных и сообщает об отцеплении железнодорожного вагона.
Детектор 10' железнодорожного вагона и детектор 20' локомотива соответственно определяют положения железнодорожного вагона и локомотива с использованием приемников GPS и передают их в блок 30' обработки данных.
Детектор 10' железнодорожного вагона содержит блок 11' определения положения железнодорожного вагона, беспроводной приемопередающий блок 12 железнодорожного вагона и блок управления 13 железнодорожным вагоном. Детектор 20' локомотива содержит блок 21' определения положения железнодорожного вагона, беспроводной приемопередающий блок 22 железнодорожного вагона и блок 23 управления железнодорожным вагоном.
Блок 30' обработки данных вычисляет длину поезда, используя данные о положении железнодорожного вагона, полученные от детектора 10'' железнодорожного вагона, и данные о положении локомотива, полученные от детектора локомотива. Разница между положением железнодорожного вагона и положением локомотива принимается за длину состава.
Как описано выше, блок 30' обработки данных вычисляет длину поезда в реальном времени, сравнивает ранее определенную длину состава с текущим значением длины состава и, если длина поезда изменяется, то фиксирует, что железнодорожный вагон отцеплен. Поэтому, если разница между положением железнодорожного вагона и положением локомотива возрастает, то констатируется, что соединение вагона расцеплено.
В этом случае блок 30' обработки данных может установить опорное значение длины состава, когда состав стоит, и находит изменение длины путем сравнения опорного значения с длиной состава на ходу. Длину состава до его отправки принимают за опорное значение и затем это опорное значение сравнивают с длиной состава на ходу.
Поскольку длина состава может изменяться, когда состав стоит, блок обработки 30' данных в предпочтительном варианте определяет длину состава в неподвижном состоянии непосредственно перед отправкой поезда.
Блок 30' обработки данных может предоставлять оператору возможность получать информацию о длине поезда в неподвижном состоянии. Поэтому оператор может ввести данные о длине состава в качестве опорного значения для сравнения. Кроме того, оператор дает команду блоку 30' обработки данных автоматически выявлять изменяемую длину состава с использованием приемников GPS и затем вводить опорное значение в базу данных.
Номера позиций данного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, которые не указаны в описании, означают элементы, которые выполняют те же функции, что и элементы ранее рассмотренного варианта с теми же самыми номерами.
Для получения информации о скорости и положении состава был использован корейский патент №330424 «Способ и устройство идентификации и отслеживания объектов в движении с использованием технологии GPS», который заявителем подан ранее. Подробное описание этого патента не приводится.
Хотя настоящее изобретение описано только на примере вышеприведенных предпочтительных вариантов его осуществления, оно не ограничено этими вариантами. Более того, могут быть сделаны различные усовершенствования, не выходящие за пределы объема и сущности настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может быть использовано как устройство проверки железнодорожных вагонов поезда, которое проверяет состояние сцепления железнодорожного вагона и локомотива.