РАЗВЕТВЛЕННЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕКРЕСТНОГО СЪЕЗДА
BRANCHED TRACK CIRCUITS OF SCISSORS CROSSING

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена.
Известны разветвленные однониточные рельсовые цепи переменного тока (В.С.Аркатов и др. «Рельсовые цепи магистральных железных дорог». - М.: Транспорт 1992 г., рис.6.8, стр.293) частотой 25 Гц с генератором и двумя путевыми реле типа ДСШ-13, применяемые на изолированных перекрестных съездах, кодируемых по шлейфу. Недостатком является однониточная схема пропуска тягового тока, которая затрудняет контроль целостности рельсовых нитей и не позволяет кодировать сигналами автоматической регулировки скорости (АРС) через рельсы.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются разветвленные рельсовые цепи перекрестного съезда (Воронин В.А. Рельсовые цепи на метрополитене. - М.: Транспорт, 2001 г., стр.15, рис.4.4.б), принятые за прототип.
Известные разветвленные рельсовые цепи перекрестного съезда состоят из четырех симметрично расположенных стрелочных секций, образующих два прямых рельсовых участка и перекрестье. Изоляция установлена на прямом рельсовом участке в районе стрелочных переводов и внутри центра перекрестья. Такая схема установки изоляции разбивает перекрестный съезд на шесть секций, которые соответственно контролируются шестью приемо-передающими парами точек подключения. Для пропуска тягового тока применяются путевые дроссели с сигнальной обмоткой (дроссель-трансформаторы). Используется схема с установкой восьми дросселей, четыре из которых расположены на концах перекрестного съезда.
Одним из недостатков известных рельсовых цепей является однониточная схема пропуска тягового тока на двух изолированных участках, находящихся посередине прямых путей, что исключает устойчивый прием сигналов АРС поездом.
Другим недостатком является наличие рельсовых нитей, которые при разбивке съезда на изолированные стрелочные участки и установке по их концам питающей и приемной аппаратуры рельсовых цепей остаются вне контроля их повреждения. К неконтролируемым рельсам, прежде всего, относятся отдельные рельсы соединительных путей, рельсы и цельнолитые элементы глухого пересечения, а также внешние рельсовые нити прямых рельсовых участков между стрелочными соединителями. Отсутствие контроля вызвано наличием обходного пути: стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить одного ответвления - внешняя рельсовая нить смежного ответвления - стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить второго прямого участка - стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить противоположного ответвления - внешняя рельсовая нить ответвления, смежного с противоположным - стрелочный соединитель.
Задачей заявляемого изобретения является повышение безопасности движения поездов по перекрестному съезду.
Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в повышении степени контроля целостности рельсовых нитей перекрестного съезда и обеспечение устойчивого приема сигналов АРС, что повышает безопасность движения поездов.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
К перекрестному съезду, имеющему соединители, изоляцию, установленную в районе переводных кривых и в центре глухого пересечения перекрестья, подключены 4 путевых генератора и 4 путевых приемника. Генераторы и приемники подключены таким образом, что выделенные пары генератор-приемник разбивают перекрестный съезд на шесть электрически связанных контролируемых рельсовых участков, в которые входят два прямых рельсовых участка и четыре ответвления. Контроль каждого из шести рельсовых участков производится циклически в разное время. Дополнительно, для повышения степени контроля рельсовых нитей, последовательно с выходом каждого из путевых генераторов и входом каждого из путевых приемников включен конденсатор. В силу симметрии перекрестного съезда величины емкостей конденсаторов, установленных на общих концах стрелочных секций, равны между собой, и величины емкостей конденсаторов, установленных на ответвлениях, равны между собой. При этом соотношение величин емкостей конденсаторов удовлетворяет условиям резонанса напряжения на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в тракте прохождения сигнала от генератора к приемнику. Для пропуска тягового тока к четырем концам перекрестного съезда подключены путевые дроссели.
Перекрестный съезд в таком включении состоит из двух разветвленных рельсовых цепей, каждая из которых состоит из прямого участка рельсовой линии и прилегающих к нему двух ответвлений. Каждая из разветвленных рельсовых цепей считается занятой при занятии соответствующих прямого рельсового участка или хотя бы одного ответвления и считается свободной при свободности соответствующих прямого рельсового участка и каждого из ответвлений.
На фиг.1 представлен общий вид разветвленных рельсовых цепей перекрестного съезда, состоящий из четырех симметрично расположенных стрелочных секций Стр.1, Стр.2, Стр.3, Стр.4, которые образуют прямые участки рельсовых линий 1, 2 и перекрестье 3, сформированное ответвлениями стрелочных секций Стр.1, Стр.2, Стр.3, Стр.4. В схему рельсовых цепей входят путевые дроссели Д1, Д2, Д3, Д4, путевые генераторы Г1, Г2, Г3, Г4 и путевые приемники П1, П2, П3, П4.
Рельсовые цепи работают следующим образом.
В процессе работы системы автоматического регулирования движением поездов последовательно в разные моменты времени активизируются пары генератор-приемник и контролируется каждый из шести рельсовых участков перекрестного съезда. Активизация пары генератор-приемник предусматривает подачу сигнала контроля рельсовой линии генератором, установленным на одном конце контролируемого рельсового участка, и прием этого сигнала приемником, установленным на другом конце контролируемого рельсового участка в отведенный момент времени. Активизация пар генератор-приемник имеет циклический характер, предусматривающий разнесение во времени опросов каждого рельсового участка. Если уровень сигнала на приемнике выше порогового значения, то контролируемый рельсовый участок считается свободным, если уровень сигнала на приемнике ниже порогового значения, то контролируемый рельсовый участок считается занятым. Принятое решение о занятости/свободное рельсового участка сохраняет свою силу до момента обновления результата. Обновление результата происходит в следующем цикле после опроса остальных рельсовых участков. Порядок опроса рельсовых участков значения не имеет, один из вариантов цикла опроса приведен в таблице 1.
Таблица 1
№ такта опроса
№ генератора
№ приемника
Название рельсового участка
1
Г1
П1
Прямой участок 1
2
Г1
П2
Ответвление стрелки 1
3
Г2
П1
Ответвление стрелки 2
4
ГЗ
П4
Ответвление стрелки 3
5
Г4
П3
Ответвление стрелки 4
6
Г4
П4
Прямой участок 2
Электрический сигнал контроля рельсовой линии (КРЛ) с путевого генератора Г1 поступает через конденсатор С1 в прямой участок рельсовой линии. Вход путевого генератора Г1, конденсатор С1, рельсовая линия 5, сопротивление которой имеет индуктивный характер, и конденсатор С2 образуют последовательный резонансный контур, настроенный на несущую частоту сигнала КРЛ. В последовательном контуре на резонансной частоте индуктивное сопротивление рельсов компенсируется емкостным сопротивлением конденсаторов и обеспечивается максимальный сигнал в нормальном режиме. При установке нормативного шунта на прямой участок происходит активное шунтирование сигнала, уменьшение уровня сигнала меньше порогового значения и занятие прямого участка. При обрыве внешней рельсовой нити в средней части прямого участка сигнал проходит по обходному пути: стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить одного ответвления - внешняя рельсовая нить смежного ответвления - стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить второго прямого участка - стрелочный соединитель - внешняя рельсовая нить противоположного ответвления - внешняя рельсовая нить ответвления, смежного с противоположным - стрелочный соединитель. Индуктивность обходного пути значительно превышает индуктивность оборванной рельсовой нити прямого участка между стрелочными соединителями, поэтому условие резонанса нарушается, и в расстроенном резонансном контуре уровень сигнала на приемнике становится меньше порогового. Рельсовый участок занимается, следовательно, контрольный режим выполняется. Аналогичные процессы происходят и при опросе ответвлений. Учитывая, что генераторы Г2, ГЗ и приемники П2, ПЗ подключены у изолирующих стыков внутри глухого перекрестья, контролируются все элементы ответвления, включая соединитель. Исключение составляют только необтекаемые сигнальным током отдельные рельсы на переводных кривых, прилегающие к изолирующим стыкам.
Поскольку схема пропуска тягового тока по перекрестному съезду двухниточная, то обеспечиваются условия для устойчивого приема сигналов АРС на поезде.
Амплитудно-частотные характеристики трактов передачи сигнала путевой генератор Г1 - путевой приемник П1 (кривая 1) и путевой генератор Г1 - путевой приемник П2 (кривая 2) представлены на фиг.2. Из фиг.2 следует, что оба тракта имеют резонансную характеристику и настроены на несущую частоту сигнала КРЛ.
Изолирующие стыки, установленные в районе переводных кривых, могут находиться как на ответвлении, так и на прямом рельсовом участке, обходной путь от этого не меняется. Все изложенное справедливо как для одного, так и для другого случая.
Рельсовая цепь может быть реализована в рамках системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др., «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи», Современные технологии автоматизации, 2001 г., №2). Особенностью работы рельсовых цепей системы «Движение» является сравнительно высокая несущая частота сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц. За один цикл опроса 1,4 с проверяются восемь рельсовых участков. В качестве конденсаторов могут быть применены конденсаторы широкого класса емкостью (10…70) мкФ. В качестве генератора и приемника может быть использовано устройство, аналогичное приемопередатчику системы АБ-УЕ (И.В.Беляков и др., «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, 2002 г., №6). В качестве путевых дросселей может быть использован дроссель-трансформатор ДТМ - 0,17-1000, сигнальная обмотка которого работает в режиме холостого хода.
Таким образом, введение восьми конденсаторов, а также выполнение условия резонанса напряжения на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в тракте прохождения сигнала от генератора к приемнику позволяет добиться повышения степени контроля целостности рельсовых нитей перекрестного съезда, обеспечить возможность устойчивого приема сигналов АРС на поезде и, как следствие, повысить безопасность движения поездов.