УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ В РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЯХ

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и предназначена для автоматизации процесса измерения сигналов и помех в рельсовых цепях.
В настоящее время проблема заключается в том, что существующие средства измерения сигналов и помех в рельсовых линиях ориентированы на выполнение эксперимента с помощью имитации движения подвижного состава, поэтому осуществление измерений возможно только в специально выделенные технологические окна или путем проведения измерения в рельсах в промежутке между поездами. Кроме того, не обеспечивается возможность идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН, так как под отказом понимается случайное событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния элемента устройства или системы. В связи с этим, возникает задача создания устройства обеспечивающего непрерывный контроль параметров сигналов и помех в рельсовых цепях.
Известно устройство для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых линиях [Патент РФ. №95624, МПК B61L 23/16, B61L 25/06 (2006.01). «Устройство для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых линиях» / Леушин В.Б., Анчиков C.B., Быстрое СВ., Рогулин В.А.; СамГУПС (РФ). - №2010104505/22; Заявлено 09.02.2010; Опубл. 10.07.2010, БИ №19].
Устройство содержит платформу, на которой расположены: блок измерения параметров сигналов, выполненный в виде двух приемных локомотивных катушек и предназначенный для восприятия сигналов и помех переменного тока с рельсовых линий, блок искусственной асимметрии, предназначенный для первоначальной установки заранее определенного уровня асимметрии рельсовой линии и приемного тракта устройства, блок регистрации сигналов, блок ввода информации и нормативный шунт, подвешенный снизу платформы над рельсовой линией и предназначенный для имитации прохождения колесной пары локомотива по рельсовым линиям. При этом первая и вторая приемные локомотивные катушки блока измерения параметров сигналов подключены к первому и второму входам блока искусственной асимметрии, соответственно, выход блока искусственной асимметрии соединен с первым входом блока регистрации сигналов, второй вход блока регистрации сигналов соединен с выходом блока ввода информации.
Платформа расположена на ручной тележке для перемещения вдоль рельсовой линии.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы измеряют постоянную составляющую в рельсовых линиях и с помощью блока искусственной асимметрии устанавливается определенный уровень асимметрии рельсовой линии и приемного тракта. Затем оператор перемещает тележку с платформой и в произвольный момент времени накладывает на рельсовую линию нормативный шунт и производит регистрацию сигналов и помех в рельсовой линии в условиях максимально близких к эксплуатационным. Токи сигналов и помех в рельсовых линиях наводят в первой и второй приемных локомотивных катушках ЭДС. ЭДС наведенные в первой и второй приемных локомотивных катушках от сигнального тока и помех в рельсовой линии суммируются, а ЭДС наведенные в этих же приемных локомотивных катушках от тягового тока вычитаются. Далее сигналы поступают в блок регистрации сигналов. Блок регистрации сигналов осуществляет запись и хранение результатов измерений для последующей обработки. Кроме того, оператор, посредством блока ввода информации, осуществляет ввод данных о месте расположения платформы и месте расположения источника сигналов и помех в блок регистрации сигналов.
Достоинством данного устройства является достоверность и оперативность регистрации сигналов и помех в рельсовых линиях.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет оперативно регистрировать местоположение и ординату места фиксации сигналов и помех в рельсовых линиях и не обеспечивает возможность идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН.
Это обусловлено тем, что устройство постоянно движется вдоль рельсовой линии и непрерывно снимает показания приборов без точного определения координат места приема кодовых сигналов АЛСН, поскольку координаты места приема кодовых сигналов АЛСН определяются исходя из визуальных наблюдений оператора.
Кроме того, измерения проводят только в специально выделенные технологические окна, что приводит к простою поездов, или путем проведения измерения в рельсах в промежутке между поездами, что затруднительно при интенсивном графике движения поездов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым решением является «Устройство для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых линиях» [Патент №106204 РФ, МПК B61L 23/16, B61L 23/06/Леушина В.Б., Волик В.Г.; СамГУПС (РФ). - №2011105545/11; Заявлено 14.02.2011, Опубл. 10.07.2011, БИ №21.]
Устройство содержит платформу, на которой расположены блок измерения параметров сигналов, выполненный в виде двух приемных локомотивных катушек и предназначенный для восприятия сигналов и помех переменного тока с рельсовых линий, блок искусственной асимметрии, предназначенный для первоначальной установки заранее определенного уровня асимметрии рельсовой линии и приемного тракта устройства, блок регистрации сигналов, блок ввода информации, нормативный шунт, подвешенный снизу платформы над рельсовой линией и предназначенный для имитации прохождения колесной пары локомотива по рельсовым линиям и датчик оборотов колеса ручной тележки, предназначенный для фиксации места расположения платформы и места расположения источника сигналов и помех.
При этом первая и вторая приемные локомотивные катушки блока измерения параметров сигналов подключены к первому и второму входам блока искусственной асимметрии, соответственно, выход блока искусственной асимметрии соединен с первым входом блока регистрации сигналов, второй вход блока регистрации сигналов соединен с выходом блока ввода информации. Платформа расположена на ручной тележке для перемещения вдоль рельсовой линии.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы измеряют постоянную составляющую в рельсовых линиях и с помощью блока искусственной асимметрии устанавливают определенный уровень асимметрии рельсовой линии и приемного тракта. Затем оператор перемещает тележку с платформой и в произвольный момент времени, накладывает на рельсовую линию нормативный шунт и производит регистрацию сигналов и помех в рельсовой линии в условиях максимально близких к эксплуатационным. Токи сигналов и помех в рельсовых линиях наводят в первой и второй приемных локомотивных катушках ЭДС.ЭДС наведенные в первой и второй приемных локомотивных катушках от сигнального тока и помех в рельсовой линии суммируются, а ЭДС наведенные в этих же приемных локомотивных катушках от тягового тока вычитаются.
Далее токи сигналов и помех в рельсовых линиях поступают в блок регистрации сигналов, где осуществляется запись и хранение результатов измерений для последующей обработки. Посредством датчика оборотов колеса ручной тележки в блок регистрации сигналов вводят сообщение о количестве оборотов колеса ручной тележки, по которым вычисляют, и фиксирую место расположения начала эксперимента и ординату расположения ручной тележки. Поэтому ординату расположения изолирующих стыков и элементов стрелочного перевода, ординату места подключения к рельсовым линиям, отсасывающей линии и т.д. устройство устанавливает автоматически. Полученные необходимые для последующего анализа данные о сопровождающих эксперимент факторах (величине напряжения и тока в проводах ЛЭП и т.д.) оператор посредством блока ввода информации вводит в блок регистрации сигналов, который фиксирует их. Затем полученные данные отправляют для проведения полного анализа параметров исследуемого участка пути с обнаруженными отклонениями от заданных норм и с последующими рекомендациями по их устранению на внешний стационарный компьютер, который использует специальные программные средства.
Достоинством данного устройства является достоверность и оперативность регистрации сигналов и помех в рельсовых линиях и каналах автоматической локомотивной сигнализации и автоматическое определение ординаты места фиксации сигналов и помех.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает возможности идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН. Обусловлено это тем, что измерения проводятся периодически только в специально выделенные технологические окна или путем проведения измерения в рельсах в промежутке между поездами. Поэтому момент сбоя устройств АЛСН может произойти после проведения измерений.
Кроме того, проведение полного анализа параметров исследуемого участка пути с обнаруженными отклонениями от заданных норм и с последующими рекомендациями по их устранению возможно лишь в режиме постобработки на внешнем стационарном компьютере с использованием специальных программных средств.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке устройства для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых цепях, позволяющего обеспечить возможность идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН.
Для решения поставленной задачи в устройстве для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых цепях, содержащем платформу, на которой расположены блок измерения параметров сигналов, предназначенный для восприятия сигналов и помех переменного тока с рельсовых линий и блок регистрации сигналов, платформа установлена стационарно между рельсовой линией и дроссель-трансформатором, блок измерения параметров сигналов выполнен в виде датчиков тока, а блок регистрации сигналов выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя и предназначен для регистрации и первичной обработки параметров сигналов и помех в рельсовой линии, и дополнительно установлен блок приема/передачи информации, при этом входы блока измерения параметров сигналов, соединены с рельсовой цепью с помощью дроссельных перемычек, установленных внутри датчиков тока, а выходы блока измерения параметров сигналов соединены с блоком регистрации сигналов, выход которого соединен с входом блока приема/передачи информации, а его выход соединен с линией связи.
Признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, являются: установка платформы стационарно между рельсовой линией и дроссель-трансформатором; выполнение блока измерения параметров сигналов в виде датчиков тока; выполнение блока регистрации сигналов на базе аналого-цифрового преобразователя; дополнительная установка блока приема/передачи информации и новые взаимосвязи. Наличие отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Благодаря отличительным признакам обеспечивается возможность идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН.
Это обусловлено тем, что измерение сигналов и помех проводится не в отведенные технологические окна или путем проведения измерения в рельсах в промежутке между поездами, а постоянно. Поэтому четко фиксируется прекращение кодовых сигналов АЛСН на кодированных участках в рельсовых цепях, т.е. моменты сбоев устройств АЛСН и оперативное их устранение, что обеспечивает безопасность движения поездов на железнодорожном транспорте.
На фигуре представлена функциональная схема устройства для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых цепях.
Устройство для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых цепях содержит: стационарную платформу 1, и расположенные на ней блок измерения параметров сигналов 2, блок регистрации сигналов 3, блок приема/передачи информации 4.
Стационарная платформа 1, расположена на полушпалке в непосредственной близости с дроссель-трансформатором.
Блок измерения параметров сигналов 2, выполнен в виде пяти датчиков тока, предназначен для восприятия сигналов и помех переменного тока с рельсовых линий, и установлен на платформе в специальный антивандальный ящик из бакелитовой фанеры возле дроссель-трансформатора.
Блок регистрации сигналов 3 выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя и предназначен для регистрации и первичной обработки параметров сигналов и помех в рельсовой линии. Блок приема/передачи информации 4 состоит из приемно-передающей аппаратуры и существующей линии связи и предназначен для организации информационного обмена между блоком регистрации сигналов 3 и блоком приема/передачи информации, расположенным в аппаратном помещении на станции.
При этом входы блока измерения параметров сигналов 2, соединены с рельсовой цепью с помощью дроссельных перемычек 5, а выходы - с блоком регистрации сигналов 3, выход которого соединен с входом блока приема/передачи информации 4, выход которого, в сою очередь, соединен с линией связи.
Устройство для измерения параметров сигналов и помех в рельсовых цепях работает следующим образом.
Токи сигналов и помех, протекающие по дроссельным перемычкам, входящим в состав рельсовой линии создают вокруг них магнитное поле. Датчики тока блока измерения параметров сигналов 2 фиксируют параметры этого поля. Величина токов сигналов и помех, протекающих в дроссельных перемычках, преобразуется датчиками тока 2 в напряжение, пропорциональное их величине. Выходное напряжение датчиков тока 2 поступает на вход блока регистрации сигналов 3. Блок регистрации сигналов 3 преобразует полученные значения напряжений в цифровую последовательность. Затем полученная цифровая последовательность поступает на вход блока приема/передачи информации 4. Блока приема/передачи информации 4 осуществляет модуляцию сигнала и передачу его в линию связи. Переданный по линии связи сигнал поступает в блок приема/передачи информации, установленный в аппаратном помещении на станции, где осуществляется процесс демодуляции сигнала, дальнейшая его обработка и передача информации всем подключенным АРМам, а также увязка с системами диспетчерского контроля.