СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОЖДЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ ПОВЫШЕННОЙ МАССЫ И ДЛИНЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПО ДЛИНЕ СОСТАВА ЛОКОМОТИВАМИ
AUTOMATED DRIVING SYSTEM OF FREIGHT TRAINS OF INCREASED WEIGHT AND LENGTH WITH LOCOMOTIVES DISTRIBUTED BY TRAIN LENGTH

Изобретение относится к железнодорожной технике, в частности к системам для автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины, в которых для тяги используется несколько локомотивов, распределенных по длине поезда, оборудованных микропроцессорными системами управления.
Известна система автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины с распределенными по их длине локомотивами, содержащая на каждом локомотиве блок центрального процессора, индикации и памяти, датчики давления, пути и скорости, блок автоведения, реализующий на каждом локомотиве собственную программу ведения, автоматической локомотивной сигнализации, диагностики основных узлов и формирования сигналов управления исполнительными элементами системы, датчики тока и напряжения. На головном локомотиве блок центрального процессора подключен к передатчику приемопередающего устройства через блок формирования команд, несущих информацию об обобщенных режимах движения (патент РФ №2238860, МПК: В61С 17/12, опубл. 27.10.2004 г.) - прототип.
Недостатком известного решения является низкая надежность работы системы, связанная с высоким риском остановки поездов на линии из-за снятия напряжения с контактного провода по причине срабатывания защит тяговой подстанции.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности работы системы и выполнения графика движения, а также предотвращение остановки поездов на линии из-за срабатывания защит тяговой подстанции.
Указанный технический результат достигается тем, что система автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины с распределенными по длине состава локомотивами (с распределенной по длине состава тягой), содержащая установленные на каждом локомотиве центральный процессор, связанный с блоком автоведения, выполненным с возможностью реализации на каждом локомотиве собственной программы ведения на основе информации от блока датчиков и блока памяти, блоком приема-передачи данных, блоком ввода данных, блоком индикациии блоком управления исполнительными элементами системы, дополнительно содержит установленный на каждом локомотиве блок анализа тяговых токов, связанный с центральным процессором и блоком датчиков, при этом, для обеспечения возможности работы системы на головном и ведомых локомотивах по различным алгоритмам, на головном локомотиве блок анализа тяговых токов подключен к блоку центрального процессора, а на ведомых локомотивах отключен от блока центрального процессора соответствующего локомотива.
Все известные в настоящее время системы вождения грузовых поездов повышенной массы и длины обладают очень существенным недостатком, а именно снятием напряжения с контактного провода в условиях предельной мощности системы тягового электроснабжения из-за увеличения токовых нагрузок локомотивов. При возросшей мощности новых электровозов суммарные тяговые токи их приблизились к токам уставки защиты тяговых подстанций. В результате происходит срабатывание защит и снятие напряжения с контактного провода. Это негативно сказывается на продольной динамике состава, а также приводит к остановке поезда на перегоне, его расформированию и выводу по частям, непредвиденным задержкам поездов. Это чаще происходит в определенных местах фидерной зоны, где имеется самое низкое напряжение в контактной сети. Такое место одно, если питание фидера двустороннее или два при наличии пункта параллельного соединения.
Заявляемая система отличается от известных тем, что содержит блок анализа тяговых токов, который на головном локомотиве производит расчет и определение суммарного тока потребления составом и при приближении его к предельному значению блок центрального процессора выдает сигнал в блок управления на снижение тяговых токов системой управления, увеличивая запас по предельному току.
Заявляемая система конкретизирована на фиг. 1, где представлена блок схема, установленная на ведущем локомотиве 1 с включенным блоком анализа тяговых токов и на ведомых локомотивах 2, 3 с отключенным блоком.
Система автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины с распределенной тягой содержит установленные на каждом локомотиве 1, 2, 3 (на фигурах показано только для головного локомотива 1, для локомотивов 2 и 3 - блок схема аналогичная) блоки 4 центрального процессора, к которому подключены блок 5 ввода данных, блок 6 управления, блок 7 памяти, блок 8 индикации, блок датчиков 9, блок 10 анализа тяговых токов, блок 11 приема и передачи данных и блок 12 автоведения, формирующий собственную программу ведения на локомотивах 1, 2 и 3. Для головного локомотива 1 блок анализа тяговых токов 10 подключен через блок датчиков 9 к блоку центрального процессора 4. На ведомых локомотивах 2 и 3 блок 10 не функционирует (отключается). При этом функционирование системы на головном и ведомых локомотивах осуществляется по различным алгоритмам. Режим работы технических средств (ведущий - 1 и ведомый - 2, 3) выбирается локомотивной бригадой при запуске и настройке системы, проверке работы радиосвязи (на фиг. 1 не показана) и блока 11 (приема-передачи данных) с помощью блока ввода данных 5. Блок 10 отключается автоматически при настройке системы с помощью блока ввода данных 5 локомотивной бригадой ведомых локомотивов 2, 3. Блок приема и передачи данных 11 выполнен таким образом, чтобы принимать на головном локомотиве 1 данные о тяговых токах всех локомотивов 1-3, суммировать их и сравнивать с предельным значением тока данного фидера и при выполнении этого условия система подает команду на режим ведения состава с меньшими тяговыми токами. Суммарная величина тягового тока состава выбирается такой, чтобы исключить срабатывания защитных аппаратов тяговых подстанций, т.е. снятие напряжения с контактного провода, в результате чего микропроцессорная система управления локомотивом отключается. Повторное включение микропроцессорной системы управления происходит не раньше, чем через 2 мин. За это время скорость движения поезда может снизиться до значения, при котором повторное подключение тяги не позволит локомотиву набирать скорость, которая может снижаться вплоть до 0 км/ч. В случае остановки грузовые поезда повышенной массы и длины приходится разъединять и удалять с перегона по частям. Это приводит к большим затратам и препятствует нормальному движению поездов на линии. Восстановление нормального движения на линии может происходить через часы.
Работа устройства автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины с распределенными по длине состава локомотивами происходит следующим образом: блок датчиков 9 собирает по крайней мере информацию о тяговых токах локомотива, напряжении, скорости движения и координате местоположения поезда, сигналах светофорах и результатах измерений пневматических параметров автоматической системы торможения поезда. В блоке памяти 7 хранится информация о маршруте движения, включающая в себя данные о плане и профиле пути и ограничениях скоростей по маршруту движения. На ведущем локомотиве 1 на основе информации из блоков 7 и 9 в блоке автоведения 12 рассчитывается оптимальная траектория движения поезда. Результатами расчета блока 12 являются обобщенные режимы ведения поезда (тяга, выбег, торможение), которые передаются в блок центрального процессора 4 в виде задания. На основе информации от блока датчиков 9 о тяговых токах локомотивов 1, 2 и 3 в блоке 10 анализа тяговых токов локомотива 1 производится расчет и определение суммарного тока потребления составом. Результаты расчета в блоке 10 передаются в блок 4 центрального процессора, где производится сравнение полученного тока с предельным значением и при приближении полученного значения тока к предельному значению, в блоки управления 6 подается сигнал на снижение тяговых токов, увеличивая запас по предельному току и выдается информация на блоке индикации 8 о данных воздействиях. Блок центрального процессора 4 ведущего локомотива 1 формирует команды, несущие информацию об обобщенных режимах движения всего состава, в том числе, с учетом информации от блока анализа тяговых токов 10, которые через блок 11 ведущего локомотива 1 передаются на ведомые локомотивы 2 и 3. Для ведущего локомотива 1 задание исполняется блоком 4, через блок управления 6 исполнительными элементами системы (тяговое и тормозное оборудование локомотива), который в зависимости от скорости движения поезда и параметров работы тягового и тормозного оборудования локомотива подает управляющие сигналы на исполнительные элементы системы. На ведомых локомотивах 2, 3 блок приема-передачи 11 воспринимает информацию об обобщенных режимах ведения поезда и о снижении тяговых токов и передает ее на блоки соответствующего центрального процессора 4, где на основе полученной информации, в том числе и от собственных блоков автоведения 12, вырабатывается сигнал на изменение тяговых токов посредством блока 6 аналогично ведущему локомотиву 1. Информация об оптимальном режиме ведения поезда, режимах работы локомотивов, состоянии локомотива передается от блока центрального процессора 4 ведущего и ведомых локомотивов в блок индикации 8 каждого локомотива для отображения локомотивным бригадам на каждом локомотиве 1, 2 и 3. Применение данной системы позволит обеспечить надежное автоматизированное ведение поездов по участку движения с условиями низкой надежности работы системы тягового электроснабжения из-за увеличения токовых нагрузок в контактной сети.