УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СВОБОДНОСТИ СТАНЦИОННЫХ УЧАСТКОВ ПУТИ
DEVICE FOR CONTROL OF FREENESS OF STATION SECTIONS OF TRACK

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования на станционных участках пути на магистральном и промышленном железнодорожном транспорте в качестве средств контроля свободности станционных путей и стрелочных секций как автономное средство, так и в составе устройств релейно-процессорной, микропроцессорной или электрической централизации стрелок и сигналов, а также ключевой зависимости при любом виде тяги поездов.
Известна система микропроцессорной централизации (МПЦ) ZBS2000, основанная на системе переездной сигнализации BUES2000, поставляемой компанией Scheidt & Bachmann. В зону действия МПЦ ZBS2000 могут входить следующие технологические единицы: станция, блокпост, пункты примыкания или ответвления, сопряжения с системой блокировки в начале и конце участка.
Для каждого из этих технологических пунктов предусмотрены собственное интеллектуальное логическое устройство, в котором используется безопасная вычислительная система и к которому подключают необходимое число блоков для управления стрелками, светофорами и счетчиками осей.
В системе ZBS2000 для контроля свободности пути применяются счетчики осей подвижного состава. Входящие в их состав датчики прохода колес состоят из двух малых индуктивных шлейфов, встроенных в компактный корпус, крепящийся к рельсу.
Расположенное в непосредственной близости от пути управляющее устройство анализирует сигналы от датчиков и передает информацию о каждой проследовавшей оси и направлении ее движения по шине CAN в вычислительную систему МПЦ. Подсчет числа осей и формирование извещения о свободности или занятости участка пути осуществляются устройствами управления МПЦ.
На станционных путях, включая стрелочные участки, также используются счетчики осей. Предусмотрена возможность формирования общего участка контроля свободности из нескольких стрелок и отрезков пути между ними в каждой горловине станции. На перегонах между технологическими пунктами системы ZBS2000 предусмотрен сквозной контроль свободности пути. Для этого в начале и конце перегона устанавливают счетчики осей, причем счетчик осей в конце перегона устанавливают рядом с входным сигналом соседней станции с некоторым перекрытием относительно счетчика осей станционной зоны. Данные о числе осей передаются по линейной сети связи для обработки и принятия решения («Железные дороги мира», №1, 2005).
Известна система контроля свободности участков пути методом счета осей (ЭССО), разработанная и выпускаемая НПЦ «Промэлектроника».
Ответственным элементом системы ЭССО является датчик контроля прохода осей подвижного состава.
ЭССО - это микропроцессорная система, обеспечивающая автоматический контроль свободности (занятости) участков пути любой сложности и конфигурации (с любым числом ответвлений).
В состав системы ЭССО входят напольные и постовые устройства. Напольные устройства (счетные пункты), предназначенные для подсчета числа прошедших осей, состоят из реверсивных рельсовых датчиков индукционного типа с комплектом креплений на подошвы рельсов, напольных электронных модулей, которые образуют счетный пункт (СП), разграничивающий подобно изолированному стыку смежные участки пути. Постовые устройства анализируют информацию о числе прошедших осей и принимают решение о свободности или занятости участков пути. Информация о числе прошедших осей посредством линии передается на центральный пункт, где обрабатывают информацию, полученную от двух, трех или четырех СП, и принимают решение о состоянии контролируемого участка. Под контролируемым участком понимается участок пути, огражденный СП со всех концов (найдено в Интернете).
Известно устройство для реализации способа определения свободности от подвижного состава железнодорожного перегона, представляющее собой два полукомплекта, устанавливаемых на счетных участках станций, ограничивающих перегон. Каждый полукомплект содержит рельсовые датчики, установленные на контрольном путевом участке, сигнал с которых через формирователь поступает на вход блока приемников, данные с которого поступают на блок интерфейса со счетчиками осей (БИСО), формирующего кодовые посылки в локальную магистраль и принимающего кодовые посылки из локальной магистрали, блока интерфейса с электрической централизацией (БИЭЦ), на вход которого подаются сигналы контроля занятости счетного участка, прибытия с прилегающей станции и отправления на прилегающую станцию, выход которого управляет включением реле, формирующего кодовые посылки в локальную магистраль радиоканала локомотива и принимающего кодовые посылки из локальной магистрали, антенны, подключенной к радиомодему, управляемому блоком интерфейса с радиоканалом (БИРК), формирующего кодовые посылки в локальную магистраль и принимающего кодовые посылки из локальной магистрали, и блока управления (БУ), формирующего кодовые посылки в локальную магистраль и принимающего кодовые посылки из локальной магистрали (патент РФ на изобретение №2238866, B61L 21/06).
Известно устройство для осуществления способа определения свободности от проезда участка железнодорожного пути, содержащее релейный блок управления источником сигнала, ограждающего контролируемый участок железнодорожного пути со стороны одной границы этого участка, блок сравнения выходных сигналов, содержащих информацию о количестве осей поезда, проследовавшего через одну и другую границы контролируемого участка, один и другой информационные каналы, обеспечивающие получение сравниваемых сигналов и содержащие путевые датчики, реагирующие на изменение параметров рельсов при взаимодействии их с колесными парами поезда, первые кодирующий и декодирующий блоки, подключенные к линии связи, при этом блок сравнения связан выходом с входом блока управления, который выходом соединен с упомянутым источником сигнала, блоки обработки входных сигналов, реверсивные счетчики, выполненные с возможностью формирования цифровых сигналов, цифровые компараторы, реле с фронтовыми контактами, вторые кодирующие и декодирующие блоки, один и другой датчики занятости поездом зон рельсов возле одной и другой границ контролируемого участка, генераторы стимулирующих сигналов, генераторы переключающих сигналов, мажоритарные элементы формирования выходных сигналов, блоки контроля функционирования этих элементов, блоки памяти и упомянутый блок сравнения выходных сигналов выполнен на основе цифрового компаратора, а каждый информационный канал содержит n=2m+1 (где m - любое целое число) путевых датчиков и цепей преобразования входных сигналов, формируемых путевыми датчиками в промежуточные сигналы и n цепей контроля резервирования (патент РФ на изобретение №2104894, В61L 1|16) - прототип.
Недостатками рассмотренных устройств является сложность реализации из-за большого количества аппаратурных средств и значит - большого количества кабельных сетей.
Задачами изобретения является обеспечение непрерывного контроля состояния свободности путей и стрелочных секций любой конфигурации; обеспечение устойчивой работы при переключении фидеров питания; обеспечение возможности избирательного искусственного восстановления исходного состояния после сбоя в работе, а также после производства работ по техническому обслуживанию или по замене аппаратуры; обеспечение возможности накопления информации, регистрации событий и состояний контролируемых путевых участков и стрелочных секций с помощью любого персонального компьютера при значительном сокращении аппаратурных средств и кабельных сетей для реализации поставленных задач, обеспечивает снижение стоимости оборудования участков пути по сравнению с рельсовыми цепями, снижение затрат на содержание устройств СЦБ и верхнего строения пути, уменьшение простоев подвижного состава и увеличение пропускной способности за счет уменьшения времени на восстановление устройств СЦБ.
Для решения поставленных задач предлагается устройство контроля свободности станционных участков пути, содержащее пост электрической централизации (ПЭЦ), в состав которого входят блок электрической централизации (БЭЦ), блок бесперебойного питания (БПП), блок путевых реле (БПР), постовой решающий блок (ПРБ), блок искусственного восстановления работоспособности (БИВР), кроме того, устройство контроля свободности станционных участков пути содержит пункт счета осей (ПСО) с путевыми датчиками (ПД) и напольными счетно-решающими блоками (НСРБ), кабели питания и связи, причем вход ББП является входом бесперебойного питания ПЭЦ, а выход ББП соединен с первым входом ПРБ, второй вход которого соединен с выходом БИВР, а выход ПРБ соединен с входом БПР, в каждом ПСО выход ПД соединен с входом НСРБ, отличающееся тем, что в него введены n - напольных ретрансляторов сигналов (НРС), где n - количество НРС, m - путевых разветвительных коробок (ПРК), где m - количество ПРК, причем в каждую из m - путевых разветвительных коробок введены первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой НСР, а в каждый ПСО введена кабельная муфта, блок путевых реле содержит k - путевых реле, где k - количество путевых реле, причем вход первого НРС первой ПРК соединен с первым выходом ПРБ, второй выход которого соединен с первым входом четвертого НРС m-ной ПРК, группа входов-выходов второго НРС первой ПРК является первой группой входов-выходов для связи с ПСО, вход-выход третьего НРС первой ПРК соединен с входами первого и k-того ПСО, выходы первого, второго и третьего НРС в первой и m-ной ПРК объединены в своей ПРК и соединены с четвертым, пятым и шестым соответственно первыми входами НРС в своей ПРК, первый и второй выходы ПРБ, первый вход первого НРС первой разветвительной кoробки, первый вход четвертого НРС m-ной разветвительной коробки и вторые входы четвертых НРС в первой и m-ной ПРК образуют контур питания и связи, первая, вторая и третья группы входов-выходов первой ПРК являются первой, второй и третьей соответственно группами входов-выходов для связи с ПСО, первая, вторая, третья и четвертая группы входов-выходов m-ной ПРК являются четвертой, пятой, шестой и седьмой соответственно группами входов-выходов для связи с ПСО.
1
1
1
1
1
1
1
На чертеже представлена блок-схема устройства контроля свободности станционных участков пути, где 1 - пост электрической централизации (ПЭЦ), 2 - блок электрической централизации (БЭЦ), 3 - блок бесперебойного питания (ББП), 4 - блок путевых реле (БПР), 5 - блок искусственного восстановления работоспособности (БИВР), 6 - постовой решающий блок (ПРБ), 7,…,7m - путевые разветвительные коробки (ПРК), 8,…,8n-13,…,13n - напольные ретрансляторы сигналов (НРС), 14,…,14k - пункты счета осей (ПСО), 15,…,15к - кабельные муфты (КМ), 16,…,16к - напольные счетно-решающие блоки (НСРБ), 17,…,17к - путевые датчики (ПД).
ПСО размещаются на границах контролируемых путевых участков и стрелочных секций, а также на границах участков приближения к станции.
Кабели питания и связи образуют контур и ветви, которые обеспечивают связь ПСО с ПРБ, а также электропитание ПСО четной и нечетной горловин станции таким образом, что одиночный обрыв контура не влияет на работоспособность других станционных узлов.
НРС предназначены для поддержания в заданных пределах параметров сигналов обмена данными между ПСО и ПРБ.
В каждой ПРК первый и четвертый НРС входят в контур питания и связи, а второй и пятый НРС и третий и шестой НСР формируют ветви.
ПРБ включает в себя контроллер и блок включения исполнительных реле.
Устройство работает следующим образом.
1
1
1,
1
1
1
Во время прохода подвижного состава ПД 17,…,17k и ПСО 14-14k формируют электрические сигналы, несущие информацию о факте проследования оси подвижного состава и направлении его движения. Сигналы от ПД 17…,17к по специализированному кабелю поступают в НСРБ 16,…,16к, которые подсчитывают количество осей, зафиксированных ПД 17,…,17к с учетом направления их движения. ПРБ 6 непрерывно, поочередно опрашивает ПСО 14-14k, которые, получив запрос, передают информацию о количестве проследовавших осей на ПРБ 6, которое обрабатывает полученную информацию по двум независимым вычислительным каналам и управляет работой путевых реле БПР 4.
Режим самотестирования.
1
1
1
1
1
В процессе работы устройства НСРБ 16-16k непрерывно самостоятельно тестируются, контролируют работоспособность ПД 17-17k и правильность положения ПД 17-17k относительно рельсов. В случае появления неисправности или неправильного положения ПД 17-17k относительно рельсов НСРБ 16-16k переходит в защитное состояние, что приводит к выключению соответствующего путевого реле БПР 4 на ПЭЦ 1.
Режим сбоя в работе ПСО.
1
В случае сбоя в работе любого ПСО 14-14k путевые реле ПСО, граничащие с ПСО, находящегося в режиме сбоя, остаются обесточенными после фактического освобождения контролируемого участка (секции) подвижным составом. Для устранения ложной занятости путевых участков и стрелочных секций БИВР 5 искусственно восстанавливает работоспособность путевого участка или стрелочной секции нажатием соответствующей кнопки, индивидуальной для каждого путевого участка или стрелочной секции.
Таким образом, предлагаемое устройство контроля свободности станционных участков пути обеспечивает: непрерывный контроль состояния свободности путей и стрелочных секций любой конфигурации; устойчивую работу при переключении фидеров питания; возможность избирательного искусственного восстановления исходного состояния после сбоя в работе, а также после производства работ по техническому обслуживанию или по замене аппаратуры; возможность накопления информации, регистрации событий и состояний контролируемых путевых участков и стрелочных секций с помощью любого персонального компьютера при значительном сокращении аппаратурных средств и кабельных сетей, снижение стоимости оборудования участков пути по сравнению с рельсовыми цепями, снижение затрат на содержание устройств СЦБ и верхнего строения пути, уменьшение простоев подвижного состава и увеличение пропускной способности за счет уменьшения времени на восстановление устройств СЦБ.