Локомотивное устройство управления движением поезда
LOCOMOTIVE DEVICE FOR TRAIN CONTROL

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к локомотивным устройствам управления и обеспечения безопасности движения поездов, и может быть использовано на участках железных дорог с предельным заполнением их расчетной пропускной способности.
Известно комплексное локомотивное устройство безопасности для управления движением поезда, включающее модуль автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и модуль многозначной автоматической локомотивной сигнализации, входы которых подключены к блоку приемных локомотивных катушек через последовательно соединенные фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь (см. «Унифицированное комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ-У)» / Под редакцией В.И. Зорина и В.И. Астрахана, стр. 53, рис. 2.5). Работа этого устройства базируется на использовании системы автоматической локомотивной сигнализации АЛСН и системы автоматической локомотивной сигнализации АЛС-ЕН, снабжающей локомотив расширенной информацией о допустимой по условиям безопасности движения скорости.
Известное устройство обеспечивает требуемую безопасность и скорость движения поездов, но не позволяет получить максимальную пропускную способность железнодорожного участка из-за частых сбоев в приеме кодов автоматической локомотивной сигнализации в местах повышенного уровня помех от внешних источников (например, пересечение железнодорожных путей с линиями электропередач) и на коротких рельсовых цепях, где могут приниматься неполные кодовые циклы сигналов АЛС.
Из известных локомотивных устройств управления движением поезда наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является принятое в качестве прототипа локомотивное устройство управления движением поезда, содержащее комплексное локомотивное устройство безопасности с модулем автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и модулем многозначной автоматической локомотивной сигнализации, входы которых подключены к блоку приемных локомотивных катушек через последовательно соединенные фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, а также содержащее блок определения скорости движения локомотива и блок автоматического управления торможением поезда, входы которого соединены с выходами модулей автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации, а также содержащее вычислитель и анализатор работы модулей автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации, причем входы анализатора подключены к выходам модулей автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации, а его выход соединен с первым входом вычислителя, ко второму входу которого подключен выход блока определения скорости движения локомотива, при этом вход/выход вычислителя соединен с выходом/входом блока автоматического управления торможением поезда (RU 95621, B61L 3/20, 10.07.2010).
Данное устройство защищено от неодновременных сбоев в работе каждого из модулей автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации и поэтому имеет более высокую надежность по сравнению с другими известными техническими решениями.
Недостаток устройства заключается в отсутствие средств, предотвращающих излишние торможения при одновременных сбоях в работе модулей автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации. Такие сбои могут происходить, например, при пересечении железнодорожных путей с линиями электропередач и при следовании локомотива по коротким рельсовым цепям, где могут приниматься неполные кодовые циклы сигналов АЛС (например, по стрелочным секциям в горловинах станций). Кроме этого, могут встречаться участки, где имеются или временно исправно работают путевые устройства только одной из систем: АЛСН или АЛС-ЕН.
Технический результат изобретения заключается в повышении пропускной способности участков за счет предотвращения лишних торможений поезда, вызванных сбоями в работе устройств автоматической локомотивной сигнализации, при которых полностью на некоторое время нарушается правильное декодирование всех сигналов АЛС на локомотиве.
Технический результат достигается тем, что в локомотивное устройство управления движением поезда, содержащее комплексное локомотивное устройство безопасности с модулями автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации, входы которых соединены с выходом блока приемных катушек через последовательно соединенные фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, а выходы подключены к блоку автоматического торможения поезда и к анализатору сигналов, выход которого подключен к первому входу вычислителя, второй вход которого соединен с блоком определения скорости движения, при этом вход/выход вычислителя соединен с выходом/входом блока автоматического торможения поезда, согласно изобретению введены последовательно соединенные выпрямитель, интегратор и пороговый элемент, при этом дополнительный выход фильтра нижних частот соединен с входом выпрямителя, а выход порогового элемента подключен к третьему входу вычислителя.
На чертеже приведена структурная схема предлагаемого локомотивного устройства управления движением поезда.
Локомотивное устройство управления движением поезда содержит комплексное локомотивное устройство безопасности 1 с модулями автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) 2 и многозначной автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-ЕН) 3, входы которых соединены с выходом блока 4 приемных катушек через последовательно соединенные фильтр нижних частот 5 и аналого-цифровой преобразователь 6, а выходы подключены к блоку 7 автоматического торможения поезда и к анализатору 8 сигналов, выход которого подключен к первому входу вычислителя 9, второй вход которого соединен с блоком 10 определения скорости движения, при этом вход/выход вычислителя 9 соединен с выходом/входом блока 7 автоматического торможения поезда. Выпрямитель 11, интегратор 12 и пороговый элемент 13 соединены последовательно, при этом дополнительный выход фильтра нижних частот 5 соединен с входом выпрямителя 11, а выход порогового элемента 13 подключен к третьему входу вычислителя 9.
Локомотивное устройство управления движением поезда функционирует следующим образом.
Сигналы модулей 2 АЛСН и 3 АЛС-ЕН поступают в блок 7 автоматического управления торможением, обеспечивая безопасное управление работой движущегося локомотива. Одновременно информация из модулей 2 АЛСН и 3 АЛС-ЕН поступает в анализатор 8 сигналов, в котором осуществляется контроль передаваемых сигналов и формирование команд для задания алгоритмов работы вычислителя 9 в различных эксплуатационных ситуациях. Модуль 3 АЛС-ЕН контролирует свободность до пяти блок участков впереди поезда, что необходимо для обеспечения скоростного движения, модуль 2 АЛСН контролирует свободность до трех блок участков впереди поезда и передает информацию о показаниях путевых сигналов по пути следования поезда. При пропадании сигнала от модуля 3 АЛС-ЕН анализатор 8 сигналов формирует команды вычислителю 9 по данным только от модуля 2 АЛСН. При пропадании сигнала от модуля 2 АЛСН анализатор 8 сигналов выдает команды вычислителю 9 по данным только модуля 3 АЛС-ЕН. Вычислитель 9 рассчитывает в каждой точке пути максимально возможную скорость движения, определяемую максимально допустимой интенсивностью прицельного служебного торможения локомотива до конца блока участка, по которому движется поезд. Если служебное торможение уже не решает проблемы своевременной остановки поезда перед препятствием и модуль 2 АЛСН (или модуль 3 АЛС-ЕН) подготавливает для блока 8 автоматического управления торможением команду на экстренное торможение поезда, то для предотвращения лишних экстренных торможений при сбоях в работе АЛС каждый раз вычислитель 9 формирует и передает в блок 7 автоматического торможения поезда команду торможения с временной задержкой начала торможения, рассчитанной для данной эксплуатационной ситуации и не нарушающей текущие условия по безопасности движения. Выбор подходящего алгоритма функционирования в вычислителе 9 задается командами из анализатора 8 сигналов, который вырабатывает их с учетом истории принимаемых сигналов АЛС. Для работы вычислителя 9 в него из блока 10 определения скорости движения локомотива непрерывно поступает информация о мгновенной скорости движения поезда, а из блока 7 автоматического управления торможением поступает информация о расстоянии до конца блок участка (препятствия). Кроме этого, в отличие от прототипа, в вычислитель 9 из порогового элемента 13 подается логический сигнал, несущий информацию об отсутствии перед данным локомотивом на этой же рельсовой цепи другого поездного шунта. Это расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства по сравнению с прототипом и, в частности, обеспечивает возможность формирования дополнительной задержки на экстренное торможение порядка 1-2 секунд при движении поезда по рельсовой цепи, свободной перед данным локомотивом от другого подвижного состава. Признаком отсутствия перед данным локомотивом на этой же рельсовой цепи другого поездного шунта является наличие сигналов АЛС некоторого минимального уровня в текущей рельсовой цепи. Наличие сигналов АЛС определяется пороговым элементом 13 только по уровню этих сигналов, поскольку правильное декодирование сигналов модулями 2 АЛСН и 3 АЛС-ЕН может быть нарушено помехами. Пороговый элемент 13 настроен так, чтобы отличить сигналы АЛС в текущей рельсовой цепи, преобразованные фильтром нижних частот 5, выпрямителем 11 и интегратором 12, от фоновых помех в рельсовой цепи. Наличие таких сигналов АЛС из своей рельсовой цепи гарантирует, что весь данный путевой участок перед локомотивом свободен и кривую торможения можно рассчитывать из условия допустимой скорости проезда границы этого путевого участка. Анализатор 8 сигналов разрешает этот режим вычислителю 9, если история поездной ситуации гарантирует, что нет опасности получения упомянутого сигнала АЛС при наличии единицы подвижного состава, находящейся на той же рельсовой цепи близко к данному локомотиву. Когда поезд идет с малой скоростью под сигнал КЖ, то во многих случаях перечисленные условия соблюдаются, до остановки локомотива перед границей следующей рельсовой цепи есть запас по времени экстренного торможения, и задержка момента начала необратимого экстренного торможения поезда на 1-2 секунды существенно повышает вероятность того, что до начала торможения сбой в хотя бы одном из модулей 2 АЛСН или 3 АЛС-ЕН будет самоустранен и это лишнее торможение будет предотвращено.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение пропускной способности участков за счет предотвращения торможений поездов, вызванных такими сбоями в работе устройств автоматической локомотивной сигнализации, при которых на некоторое время полностью нарушается правильное декодирование всех сигналов АЛС на локомотиве.