CN1042688A - 铁路机车行车自控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于交通技术领域,涉及铁路机车的安全运行,适用于铁路蒸汽机车和内燃机车的自动控制。其主要由道口障碍信号机,地址标志器,中央处理器,键盘,执行部分组成。能够自动识别道口障碍物及制动等,可以避免因自然条件和司机本身的状况造成的行车事故。
Description
本发明属于交通技术领域,涉及铁路机车的安全运行,适用于铁路蒸汽机车和内燃机车的自动控制。
现有的铁路机车运行,完全由司机根据铁路行车标志和道路情况,用手动控制。使用这种控制方法,由于自然条件如雾、雨、黑夜的影响,及司机本身的状况容易出现控制失误,造成行车事故。
本发明的目的是提供一种机车运行自控系统,能够帮助司机,自动识别行车标志,及障碍物等,控制机车速度或进行刹车,
本发明主要由五部分组成。第一部分为道口障碍信号机;第二部分为地址标志器;第三部分为中央处理器;第四部分为键盘;第五部分为执行;当道口有障碍物如车辆时,超过规定时间,道口障碍信号机发出障碍信号,并传输给中央处理器。中央处理器接收到信号后,给出相应的指令,使执行部分工作,机车减速或刹车。通过键盘可以输入十六种速度及九十九个不停车站数。地址标志主要是用来确定机车运行位置和到站情况,从而决定车速和不停车站。利用键盘还可以决定手动和自动方式。执行部分为一可逆电机和五个三极管,三极管控制可逆电机的旋转方向,可逆电机带动机车速度控制器。
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的控制系统图。图中1为电磁铁,2为信号机,3传输电缆,4压力触点开关,5地址标志,6鸣笛标志,7钢轨,8速度传感器,9障碍传感器,10、11地址传感器,12鸣笛传感器,13传感器架,14机车。
图3为本发明压力触点开关4的结构图。图中15为承重板,16为承重弹簧,17限位块,18维修盖板,19保护弹簧,20微动开关。
图4、图5、图6为本发明的电子线路图。
信号机2主要由压力触点开关、延时判断和电子开关组成。延时判断用来识别障碍物,决定是否给电子开关信号。电子开关控制电磁铁1。在道口有车辆等障碍物时,承重板15接触车辆等障碍后,与承重弹簧16一起下移,并带动保护弹簧19触动微动开关20,此时发出障碍信号,此信号立即送给信号机2,信号机2接收信号后进行识别判断。由上给出的障碍信号时间,即微动开关20接通时间小于或等于规定时间,信号机2判断障碍物通过,电磁铁1不得电,机车接收不到障碍信号;如果障碍信号时间大于规定的时间,也就是障碍物在压力开关4上停留时间超过规定范围,信号机2判断道口有障碍物。立即通过传输电缆3向距道口一定距离,一定间隔的电磁铁1,发出障碍信号机车在这一去间运行时,就会通过障碍传感器9拾取信号,并送中央处理器,障碍传感器9安装在机车传感架13,传感器架13固定在机车适当位置。
地址标志器由地址标志即行车标志和地址传感器10、11构成。地址标志为磁性材料,安装在铁路钢轨7的一侧,按BCD码编制,四位计十六个地址码,每个地址码表示一个特定的数据指令,每种指令确定一种速度。地址传感器10、11安装在机车传感器架13上。机车14根据地址标志和地址传感器10、11可以自动决定机车速度。
中央处理器由图1中虚框所示,有如下部分:鸣笛放大执行,计数器,自动输出、报警,放大整形,地址寄存,地址选通,数据Ⅰ,数据Ⅱ,数据比较器,寄存器,予置减法计数器,模拟开关,秒脉冲选通,二、十制转换。中央处理器可以是标准微机。
如图4、图5、图6所示,鸣笛放大执行主要由IC1-3、IC1-4、IC8组成;计数器为IC10;制动信号输出由IC12-1、IC12-2、IC11-4、完成,报警器由IC11-1、IC11-2、IC11-3组成,地址信号放大整形由IC1-1、IC1-2、IC14-1、IC14-2组成,地址寄存器为IC3,地址选通由IC5、IC6组成,数据Ⅰ为由二极管组成的矩阵编码器,其数据待编。数据Ⅱ由IC25、IC26、IC27组成,数据比较器由IC23、IC24组成,寄存器由IC16、IC17组成,予置减法计数器由IC18、IC19、IC20组成,模拟开关为IC7,秒脉冲选通为IC21,二、十制转换为IC27。
如图1和图5所示障碍传感器9拾取障碍信号后其中一路送给由IC9、IC7组成的地址选通向数据I查询,查询出该地址数据,送给由IC23和IC24组成的数据比较器与由IC25,IC26、IC27组成的行车速度数据Ⅱ(如图4)进行比较。由于原始存入障碍数据Ⅰ小于数据Ⅱ,数据比较器中的IC24第5脚A>B端输出高电位信号。这一高电位信号使三极管G2和G3导通,电流沿三极管G1、G2电机,三极管G5到地端,电机反转并带动机车速度控制器向减速方向移动使机车减速。
如图1和5所示障碍传感器9拾取的信号另一路送入由IC10组成的计数器进行计数,并起动由IC11-1、IC11-2、IC11-3组成的报警器发出报警信号。当计数器计数到112时即IC10的第1脚和第13脚都输出高电位,与非门IC12-1变为低电位。此时IC12-2倒相,输出高电位,驱动或非门IC11-4输出制动信号。如果计数器只计数到012或102便不再继续计数,那么IC12-2、输出低电位,IC11-4没有制动信号输出。此时IC9、IC7判断障碍物已经离开道口,障碍信号消失,机车恢复原始键入车速。
如图1和图2所示,地址标志5靠安装在机车14传感器架13上的地址传感器10、11识别,地址传感器10、11拾取的每一组地址码通过由IC1-1、IC1-2组成的放大器放大,再通过由IC14-1、IC14-2组成的比较整形电路整形后,送入由IC3组成的地址寄存器寄存。寄存的地址码送由IC5、IC6组成的地址选通。通过地址选通取出特定的数据Ⅰ,送到由IC23、IC24组成的数据比较器中与由IC25、IC26、IC27组成的行车速度数据Ⅱ(如图4)进行比较。根据数据Ⅰ和数据Ⅱ的大小,数据比较器输出加减或锁定车速的指令,供由G1、G2、G3、G4、G5和直流电机组成的执行部分执行,即电机的正转,反转或停转。参照图1、2和图5当有鸣笛标志出现时,机车鸣笛传感器12拾取信号后,由IC1-3、IC1-4、IC8放大执行。同时通过与非门IC2封锁地址码进入由IC3组成的地址寄存器。
如图1和图6所示,键盘可输入两种指令,其一是速度指令十六个,可任意键入编定的十六种不同车速(0-160公里/小时),其二是置数指令,把数字予置减法计数器,。键盘键入指令通过IC13、IC14-3、IC14-4、IC15转换为BCD码,存入由IC16、IC17组成的寄存器中,寄存器有两路输出,其一路由IC16的第1、13、14、15脚送入IC6的第10、11、13、14脚即地址选通,选出键入车速指令,送数据比较器。另一路由予置键对IC18、IC19进行置数,予置减法计数器一经置于数字便自行递减计数即每通过一个车站,IC5送出一个时钟信号,通过e送入予置减法计数器中,计数器便执行减一计算(如图5)。当IC18、IC19输出全部为低电位时,即予置减法计数器计数完毕,IC20输出高电位,通过f使IC7即模拟开关接通进站信号,表示该车站执行停车。否则机车则减速通过不停车站。键盘可键入一至九十九个中间不停车站。
执行部分参照图1和图4。由IC23、IC24组成的数据比较器,分别输出A=B、A>B、A<B三种信号。当A=B为高电位时A>B、A<B都为低电位,表示行车速度等于安全原始速度,三极管G1截止不通电,电机不转动,机车速度控制器保持原位置,机车保持车速。当A>B为高电位时,A=B、A<B都为低电位,表示机车速度超过安全行驶速度三极管G3、G4、G1导通,电流反方向通过电机绕组,电机反转,带动机车速度控制器向减速方向移动。机车执行减速行驶,直至A=B时机车保持车速。当A<B输出高电位时,A=B、A>B为低电位,表示机车速度低于键盘键入原始车速,三极管G1、G2、G5导通,电流经三极管G1、G2、G5正方向通过电机绕组,电机正向旋转带动机车速度控制器向加速方向移动,机车执行加速行驶,直至A=B机车保持车速。
本发明与现有技术相比,其优点是自动控制机车的行驶,可以帮助司机控制行车速度等,能够避免由于自然条件和司机本身的状况造成的行车事故。
Claims (6)
1、铁路机车控制系统,其特征是由道口障碍信号机,地址标志器,中央处理器,键盘执行部分组成,所述的道口障碍信号机主要包括压力触点开关,延时判断和电子开关,地址标志器包括地址标志和地址传感器,执行部分有五个三极管和一个可逆电机,中央处理器包括鸣笛放大执行,计数器,制动输出、报警,放大整形,地址寄存,地址选通,数据I,数据Ⅱ,数据比较器,寄存器,予置减法计数器,模拟开关,秒脉冲选通,二、十制转换等部分。
2、根据权利要求1所述的铁路机车控制系统,其特征在于当铁路道口有障碍物出现时,压力触点开关接通,发出接通信号给信号机,超过规定时间限度,信号机发出障碍信号,经障碍传感器送入中央处理器处理,指令执行部分执行。
3、根据权利要求2所述的铁路机车控制系统,其特征在于压力触点开关的接通是靠承重板,承重弹簧,保护弹簧,微动开关,限位块等实现的。
4、根据权利要求1所述的铁路机车控制系统,其特征在于铁轨一侧安装有磁性材料做成的地址标志,地址传感器识别地址标志后,把信号送给中央处理器处理,确定行车速度。
5、根据权利要求3所述的铁路机车行车控制系统,其特征在于地址标志为十六个地址码,每个地址码表示一个特定速度指令。
6、根据权利要求1所述的铁路机车控制系统,其特征在于中央处理器中的鸣笛放大执行由IC1-3、IC1-4、IC8组成,计数器为IC10,制动信号输出由IC12-1、IC12-2、IC11-4、组成,报警器由IC11-1、IC11-2、IC11-3组成,地址信号放大整形由IC1-1、IC1-2、IC14-1、IC14-2组成,地址寄存器为IC3,地址选通由IC5、IC6组成,数据Ⅰ二极管矩阵编码器,数据Ⅱ由IC25、IC26、IC27组成,数据比较器由IC23、IC24组成,寄存器由IC26、IC27组成,予置减法计数器由IC18、IC19、IC20组成,模拟开关为IC7,秒脉冲选通为IC21,二、十制转换为IC27。
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