СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
METHOD OF CONTROL OF RAIL CIRCUIT STATE

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике для интервального регулирования движения поездов.
Известен способ контроля свободного состояния рельсовой линии по патенту РФ №2025358 кл. B61L 23/16, заключающийся в том, что в рельсовые цепи (РЦ) на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце периодически контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по величине сигнала фиксируют состояние путевого участка.
Недостатком этого способа является то, что периодичность контроля сигналов переменного тока при максимальной допустимой скорости и относительно большом периоде опроса РЦ может привести к «опаздыванию» реакции РЦ на время, равное периоду контроля. Следовательно, существует опасность заезда поезда на незанятую бесстыковую РЦ и неполучение поездом информации о допустимой скорости, при наличии действующей системы АЛС-АРС.
Известен также способ контроля состояния рельсовых цепей по патенту РФ №2341395 кл. B61L 23/16, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце текущее значение напряжения сигнала сравнивают с пороговыми значениями напряжения занятия и освобождения. В случае превышения порогового напряжения занятия над текущим значением напряжения фиксируют занятие рельсовой цепи, а в случае превышения текущего значения напряжения над пороговым напряжением освобождения фиксируют освобождение рельсовой цепи. При комплексных входных сопротивлениях концов рельсовой цепи с емкостной составляющей для определения пороговых напряжений занятия и освобождения находят максимальное напряжение в шунтовом и контрольном режимах и минимальное напряжение в нормальном режиме Для определения максимального напряжения в шунтовом режиме на среднюю часть контролируемой рельсовой цепи накладывают нормативный шунт, на смежные рельсовые цепи накладывают дополнительные шунты, сопротивление которых значительно меньше 0,06 Ом. Меняя координаты наложения каждого из трех шунтов фиксируют наибольшее значение напряжения на контролируемой рельсовой цепи при максимальном сопротивлении изоляции рельсовой линии. Для определения максимального напряжения в контрольном режиме в средней части контролируемой рельсовой цепи имитируют обрыв рельсовой нити, на смежные рельсовые цепи накладывают дополнительные шунты, меняя координаты наложения шунтов и координату обрыва рельсовой нити, фиксируют наибольшее значение напряжения на контролируемой рельсовой цепи при минимальном сопротивлении изоляции рельсовой линии. Для определения минимального напряжения в нормальном режиме на соседние со смежными рельсовыми цепями, накладывают дополнительные шунты, меняя координаты наложения шунтов, фиксируют наименьшее значение напряжения на контролируемой рельсовой цепи при минимальном сопротивлении изоляции рельсовой линии, пороговое напряжение занятия выбирают из условия
Umax⋅Кз<Uз<Umin/Кз, где
Uз - пороговое напряжение занятия; Umax - наибольшее из значений напряжения, полученных в шунтовом и контрольном режимах; Umin - минимальное напряжение в нормальном режиме; Кз - коэффициент запаса, который учитывает колебания напряжения источника питания, влияние помех и других факторов, равный 1,0-1,3.
Пороговое напряжение освобождения определяют из выражения
Uo=Uз/Кв, где
Uo - пороговое напряжение освобождения; Кв - коэффициент возврата, обеспечивающий путевому приемнику релейную передаточную характеристику, равный 0,9-0,95.
Недостатком этого способа является то, что при осуществлении контроля бесстыковых рельсовых цепей путем периодического опроса дискретными сигналами переменного тока, при движении поезда, занятие РЦ происходит не в момент равенства уровня напряжения на приемнике пороговому напряжению занятия РЦ, а запаздывает на время ожидания следующего опроса РЦ. При неблагоприятном стечении обстоятельств время ожидания достигает периода опроса РЦ. При максимальной допустимой скорости, относительно большом периоде опроса РЦ и уменьшении сопротивления балласта существует опасность заезда поезда на незанятую бесстыковую РЦ и, как следствие, неполучения поездом информации о допустимой скорости при наличии действующей системы АЛС-АРС.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Задачей, на достижение которой направлено заявляемое изобретение, является определение такого порогового напряжения занятия РЦ, которое гарантированно приводит к занятию РЦ до заезда на нее подвижной единицы при неблагоприятном стечении обстоятельств.
Под неблагоприятным стечением обстоятельств следует понимать наличие сигнала АЛС-АРС с максимальной разрешенной скоростью на данной РЦ и проведение конца опроса РЦ непосредственно перед выполнением условия ее занятия, а также минимальное сопротивление балласта, которое минимизирует зону дополнительного шунтирования.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности контроля состояния РЦ и, как следствие, повышение безопасности движения поездов.
Способ контроля состояния рельсовой цепи, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом конце текущее значение напряжения сигнала сравнивают с пороговыми значениями напряжений занятия и освобождения, для определения которых находят нижнюю и верхнюю границы области установки пороговых напряжений занятия и освобождения, в качестве нижней границы выбирают максимальное напряжение в шунтовом и контрольном режимах, помноженное на коэффициент запаса. При осуществлении контроля бесстыковой рельсовой цепи с действующей системой АЛС-АРС путем периодического опроса дискретными сигналами переменного тока определяют критическую величину зоны дополнительного шунтирования как произведение максимальной разрешенной скорости на рельсовой цепи и периода опроса. В качестве минимального порогового значения напряжения занятия, соответствующего критической величине зоны дополнительного шунтирования, выбирают наименьшее значение, соответствующее неблагоприятной совокупности значений параметров рельсовой цепи. В качестве нижней границы выбирают наибольшее из значений напряжений в шунтовом и контрольном режимах и минимального порогового значения напряжения занятия, соответствующего критической величине зоны дополнительного шунтирования, помноженное на коэффициент запаса.
Под неблагоприятной совокупностью значений параметров рельсовой цепи следует понимать минимальное сопротивление изоляции рельсовой линии и другие параметры, влияющие на величину зоны дополнительного шунтирования, например, колебания напряжения питания и т.д.
На чертеже представлены схематическое изображение двух бесстыковых рельсовых цепей РЦ1, РЦ2 и график изменения напряжения на приемнике РЦ2, расположенном в точке подключения РЦ1/РЦ2 в зависимости от координаты поездного шунта. На оси ординат отложено напряжение Uрц2 на приемнике РЦ2. На оси абсцисс отложена координата поездного шунта L. Введены обозначения: Uнр - напряжение в нормальном режиме; Uш - напряжение в шунтовом режиме; Uз - пороговое напряжение занятия рельсовой цепи. В моменты времени t1, t2, t3, t4 происходит опрос состояния рельсовой цепи РЦ2 с постоянным временным периодом Tопр=t2-t1, причем длительность посылки опроса значительно меньше периода опроса. В моменты времени t1, t2, t3, t4 поездной шунт находится в точках 1, 2, 3, 4, соответственно. Направление движения принято от РЦ1 к РЦ2.
Для реализации предлагаемого способа по проектной документации определяют максимальную допустимую скорость поезда Vд.max на рельсовой цепи РЦ2 в случае свободности впереди лежащих рельсовых цепей. При подходе к РЦ2 текущая скорость поезда не должна превышать допустимую скорость на РЦ2. Умножая полученную скорость Vд.max на период опроса рельсовой цепи Топр, получают максимальное расстояние, которое может пройти поезд после последнего опроса свободной впереди лежащей рельсовой цепи РЦ2 (момент времени t3) до ее занятия по результатам последующего опроса (момент времени t4). Если предыдущий опрос происходил (момент времени t3) непосредственно перед выполнением условия занятия рельсовой цепи, то полученное расстояние является минимальной допустимой зоной дополнительного шунтирования (ЗДШmin) по приближению к рельсовой цепи РЦ2. Уровень напряжения на приемнике, соответствующий полученной ЗДШmin определяют либо практически - установкой нормативного шунта, либо путем расчета при минимальном сопротивлении балласта.
Полученное значение сравнивают с максимальными значениями напряжения, полученными в шунтовом и контрольном режимах и выбирают наибольшее из трех значений. Выбранное значение умножают на коэффициент запаса и получают нижнюю границу установки пороговых напряжений занятия рельсовой цепи. Установка порога занятия рельсовой цепи выше полученной нижней границы гарантирует не только выполнение шунтового и контрольного режимов, но и обеспечивает своевременное занятие впереди лежащей рельсовой цепи при подходе к ней поезда при неблагоприятном стечении обстоятельств.
Найденное таким способом пороговое значение напряжения занятия рельсовой цепи позволяет своевременно занимать рельсовую цепь при осуществлении контроля бесстыковых рельсовых цепей путем периодического опроса дискретными сигналами переменного тока и без пропусков принимать сигналы допустимой скорости на поезде при работе с действующей системой АЛС-АРС.
Предложенный способ позволяет существенно повысить достоверность контроля состояния рельсовых цепей.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности контроля состояния РЦ, уменьшение риска несвоевременного кодирования РЦ сигналами АЛС-АРС и, как следствие, повышение безопасности движения поездов.