КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ПРОЙДЕННОГО ПУТИ

Полезная модель относится к приемно-измерительному оборудованию локомотивной системы управления движением поезда и может быть использована для высокоточного измерения пройденного подвижным составом как магистрального пути, так и пути на участке прицельного торможения, в частности, у остановочных платформ и на тупиковых путях станций.
Известно автономное бортовое устройство для определения положения и скорости рельсового экипажа (RU №2282197, МПК G01P 3/64 (2006.01). Устройство содержит два идентичных регистратора (приемно-излучающих устройства), установленные под днищем транспортного средства. Регистратор состоит из блока управления, соединенного с передающей антенной, являющейся источником СВЧ-излучения, и приемной антенны, являющейся приемником отраженного СВЧ-излучения, соединенной со стробирующим усилителем. При перемещении устройства над железнодорожным полотном регистраторы воспринимают сигналы, отраженные от шпал рельсошпальной решетки, детектируют их, выделяют и подсчитывают накопленное число максимумов принятого сигнала, соответствующих нахождению первого регистратора над серединой очередной шпалы. Это позволяет подсчитать количество пройденных шпал и тем самым определить положение подвижного состава на рельсовой колее.
Недостатком аналога является:
- ненадежность метода подсчета шпал вследствие сбоев, обусловленных проездом подвижным составом по участкам пути, сплошь покрытыми слоем щебня, по стрелочным переводам, сдвоенным шпалам, над посторонними предметами внутри колеи;
- высокая вероятность пропуска очередного максимума сигнала вследствие уменьшения его амплитуды в силу различных причин (например, маскировкой его массой других сигналов от подстилающей поверхности);
- повышенная мощность облучения подстилающей поверхности для обеспечения устойчивого распознавания максимума сигнала, отраженного от очередной шпалы;
- необходимость наличия информации об эпюрах укладки шпал на данном участке пути (2000 шпал/км, 1840 шпал/км и т.д.), включая кривые.
Наиболее близким к заявляемому устройству техническим решением является локомотивная система определения скорости движения и пройденного пути по заявке на изобретение №200813777223 от 24.09.2008 г., МПК G01P 3/64 (2006.01). Система содержит приемно-излучающие устройства, каждое из которых включает блок СВЧ-излучателя с передающей антенной и блок приемника с приемной антенной и усилителем отраженного СВЧ-излучения, а также программируемый микропроцессор с блоками корреляционно-экстремальной обработки, блоками расчета текущей скорости и интегратором скорости для определения пройденного пути. Примененный в системе корреляционно-экстремальный способ и специальный алгоритм обработки отраженных сигналов позволяет получать принципиально более высокие точности определения текущей скорости подвижного состава и пройденного им пути, а также подавлять помеху, обусловленную периодическим расположением шпал в рельсошпальной решетке вдоль направления движения. Однако текущее местоположение подвижного состава в заданной относительной системе координат определяется системой недостаточно точно, что связано с неизбежным накоплением погрешности измерения пройденного пути даже системах отличающихся повышенной точностью. Это прежде всего относится к измерению пути пройденного подвижным составом на участке прицельного торможения, в частности, у остановочных платформ и на тупиковых путях станций.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности определения текущего местоположения подвижного состава на участках прицельного торможения, например, у остановочных платформ и на тупиковых путях станций, то есть повышение точности измерения пройденного пути на этих участках.
Решение указанной задачи достигается тем, что комплексная автоматическая локомотивная система определения скорости движения и пройденного пути, включающая связанную с системой автоведения поезда систему определения скорости движения и пройденного пути с приемно-излучающими устройствами, каждое из которых включает блок СВЧ-излучателя с передающей антенной и блок приемника с приемной антенной и усилителем отраженного СВЧ-излучения, а также аналого-цифровой преобразователь, блок селекции выходной скорости локомотива и интегратор скорости для определения пройденного пути, в отличие от прототипа дополнительно снабжена модулем точного измерения пройденного пути на участке прицельного торможения, содержащем путевой репер, установленный в начале участка прицельного торможения, соединенный с аналого-цифровым преобразователем локомотивный детектор сигнала путевого репера, выход которого соединен с входом индикатора сигнала на пульте машиниста, входом блока включения режима прицельного торможения системы автоведения и входом счетчика обратного счета пройденного пути на участке прицельного торможения, другой вход которого соединен с интегратором скорости для определения пройденного пути, а выход - с блоком регистрации расстояния до точки прицельной остановки системы автоведения. Кроме того, система снабжена блоком автоматического включения локомотивного детектора сигнала путевого репера для перевода системы в режим «ожидание репера и вступления на участок прицельного торможения» (блок ОР) при завершении прицельного торможения и полной остановки подвижного состава. Вход блока ОР через блок селекции выходной скорости локомотива соединен с блоком регистрации текущей скорости системы автоведения поезда, а выход - с блоком выключения режима прицельного торможения системы автоведения и входом индикатора сигнала на пульте машиниста.
На чертеже представлена структурная схема заявляемой системы. Комплексная автоматическая локомотивная система определения скорости движения и пройденного пути включает систему определения скорости движения и пройденного пути 1, связанную с системой автоведения 2 или иной системой или устройством, осуществляющей управление прицельным торможением подвижного состава, и модуль 3 точного измерения пройденного пути на участке прицельного торможения, в состав которого входят пассивный или активный путевой репер 4, установленный в начале участка прицельного торможения, локомотивный детектор сигнала путевого репера 5, блок ОР 6 - блок автоматического включения локомотивного детектора сигнала путевого репера для перевода системы в режим «ожидание репера и вступления на участок прицельного торможения» при завершении прицельного торможения и полной остановки подвижного состава, индикатор 7 сигнала путевого репера на пульте машиниста, извещающий машиниста о вступлении поезда в зону прицельного торможения и выхода из нее, счетчик 8 обратного счета пройденного пути на участке прицельного торможения с устройством установки заданного начального значения тормозного пути.
0
ост
Система работает следующим образом. Любое последнее торможение подвижного состава и его полная остановка переводят систему в режим «ожидание репера и вступления на участок прицельного торможения». В этот режим систему переводит блок ОР 6, в котором непрерывно производится определение знака производной скорости и момента времени, когда значения скорости и ее производной одновременно оказываются равными нулю. Система 1 непрерывно осуществляет штатное облучение подстилающей поверхности электромагнитными волнами выбранного СВЧ-диапазона f и по отраженному излучению формирует на выходе блока селекции выходной скорости локомотива текущие значение скорости локомотива, поступающее в блок ОР 6, а на выходе интегратора скорости для определения пройденного пути системы 1 формируется текущее значение пройденного пути. Признаком торможения и остановки подвижного состава является отрицательное значение производной скорости, а затем-нулевое значение и производной скорости, и ее абсолютных значений. По этим признакам блок ОР 6 вырабатывает на своем выходе кратковременный импульс, который по входу блока 5 индикатора сигнала путевого репера выключает его, а по 3-ему входу системы автоведения 2 блокирует ее работу по 2-ему и 4-ому входам. На 2-й вход системы 2 подается текущее расстояния S, оставшееся до точки прицельной остановки, вырабатываемое счетчиком 8 обратного счета пройденного пути на участке прицельного торможения, а на 4-й вход этой системы - значение текущей скорости, вырабатываемое системой 1.
торм
0
торм
пр
ост
торм
пр
пр
ост
торм
ост
доп
ост
Путевой репер 4 устанавливается непосредственно перед остановочными платформами и на тупиковых путях станций на одном и том же заданном расстоянии L от точки требуемой прицельной остановки подвижного состава (значения этого расстояния для платформ и тупиковых путей могут различаться). При наезде подвижного состава на путевой репер 4, то есть при вступлении подвижного состава на участок прицельного торможения, репером строго в том же СВЧ-диапазоне f формируется переизлученный сигнал, специально выбранная форма которого принципиально отличается от формы сигналов, отраженных от подстилающей поверхности. Этот сигнал подвергается штатной экстремально-корреляционной обработке системой 1 и подается на вход локомотивного детектора 5 сигнала путевого репера, который реагирует на сигнал только указанной формы. В результате детектор 5 вырабатывает на своем выходе кратковременный импульс перевода системы из режима ожидания в режим прицельного торможения. Этот импульс по 1-ому входу системы 2 включает индикатор 7 сигнала путевого репера, разблокирует 2-й и 4-й входы системы 2 и включает счетчик 8 обратного счета пройденного пути. При этом в счетчике 8 актуализируется хранящееся в его памяти значение L, по которому и накапливаемому значению пройденного пути с момента прохода репера - L, на его выходе формируется значение S=L-L.Значение L формируется счетчиком 8 на основании данных о пройденном пути, поступающих на его вход из интегратора скорости для определения пройденного пути системы 1. Значение S поступает на 2-й вход системы автоведения 2, которая на основании сравнения кривой прицельного торможения V(S) с допустимой кривой V(S) осуществляет требуемое управление торможением. При завершении прицельного торможения блок ОР 6 вновь вырабатывает импульс перевода системы в режим «ожидание репера», и она подготовлена к выполнению очередного прицельного торможения.
ост
торм
ост
Реализация заявляемой полезной модели позволит повысить точность измерения расстояния S оставшегося до точки прицельной остановки, и, следовательно, точность определения выполняемой траектории прицельного торможения V(S), что необходимо при осуществлении прицельной остановки подвижного состава у остановочных платформ или перед препятствиями.