CZ13936U1

CZ13936U1 - Device for safe identification of a track section and train passage freedom

Info

Publication number: CZ13936U1
Application number: CZ200314781U
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Ing. Snášel; Miroslav Pech; Jiří Ing. Kabeš; Antonín Ing. Faran
Original assignee: Ažd Praha S. R. O.
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2004-01-20

Description

Zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlakuDevice for safe identification of rail section freedom and train passage

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku, napájeného pouze z jedné strany, a k bezpečné identifikaci jízdy vlaku nebo jeho dílu v tomto úseku analogovou metodou.The invention relates to a device for the safe identification of the freedom of a track section fed on one side only and for the safe identification of the movement of a train or its part in this section by an analogue method.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosavadní kolejové obvody, napájené z jedné strany kolejového úseku, patří do kategorie kolejových obvodů s dvojím přenosem. Tyto tzv. ventilové kolejové obvody pracují na následujícím principu. Kolejnice jsou napájeny střídavým proudem a na druhém konci kolejového obvodu je tento signál usměrněn pomocí diody. Příjezdem vlaku dojde k elektrickému přemostění diody nápravou vozidla. Následným vyhodnocením střídavého a stejnosměrného proudu rozlišujeme stav kolejového obvodu. Nevýhodou tohoto zařízení je pracné nastavení šuntové citlivosti, nespolehlivost zařízení a nízká odolnost vůči atmosférickým poruchám.Existing track circuits supplied from one side of the track section belong to the category of dual-track track circuits. These so-called valve rail circuits work on the following principle. The rails are supplied with alternating current and at the other end of the track circuit this signal is rectified by a diode. When the train arrives, the diode is bridged electrically by the vehicle axle. Subsequent evaluation of AC and DC current distinguishes the state of the track circuit. The disadvantage of this device is the laborious adjustment of shunt sensitivity, unreliability of the device and low resistance to atmospheric disturbances.

Dalším prvkem je zařízení k identifikaci průjezdu vlaku podle přihlášky vynálezu PV 2002 3924, kde v krátkém kolejovém obvodu vyhodnocujeme spolehlivě přiblížení či vzdálení vlaku nebo jeho dílu analogovou metodou. V tomto zařízení je kolejový obvod napájen ze dvou stran. Nevýhodou použití tohoto principu je napájení kolejového obvodu ze dvou stran a tím nutnost kopat kabelové trasy.Another element is a train identification device according to the patent application PV 2002 3924, where in a short track circuit we reliably evaluate the approach or distance of the train or its part by an analogue method. In this device, the track circuit is powered from two sides. The disadvantage of using this principle is the power supply of the rail circuit from two sides and thus the necessity to dig cable routes.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku, tvořené snímačem napětí a proudu, který je přes transformátor s ochrannými prvky připojen dvěma vodiči ke kolej išti, přičemž ve vstupní větvi snímače je zapojen generátor pracovní frekvence řízený regulátorem amplitudy generovaného signálu a zesilovačem generovaného signálu, zatímco ve výstupní větvi je snímač proudu a napětí připojen do analogově digitálního převodníku, jehož výstupy jsou vedeny do počítače, řídícího svými povely regulátor, vypočítávajícího stavy zařízení a komunikujícího s návazným zařízením přes vstupně výstupní rozhraní, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že ke kolejovému obvodu kolejiště je připojen dynamický proudový omezovač s procesorem a proudovým omezovačem.The aforementioned drawbacks are largely eliminated by a device for the safe identification of rail section and train passage, consisting of a voltage and current sensor connected via a two-conductor transformer to the rail, with an operating frequency generator controlled by an amplitude controller of the generated signal and the amplifier of the generated signal, while in the output branch, the current and voltage sensor is connected to an analog-to-digital converter whose outputs are routed to a computer controlling its commands, calculating the device states and communicating with the connected device via an I / O interface The solution is based on the fact that a dynamic current limiter with processor and current limiter is connected to the rail circuit of the rail.

Zařízení podle tohoto technického řešení generuje do kolej iště měřící frekvenci a měří jeho skutečnou impedanci. Impedance kolej iště se mění jízdou vlaku, působením atmosférických vlivů a stárnutím materiálů. Hlavní a nedílnou součástí nového technického řešení je to, že měřící frekvence napájí přes kolejnicové pásy dynamický proudový omezovač. Ten na základě napětí na jeho svorkách dohodnutým přesně definovaným způsobem mění impedanci kolejového obvodu.The device according to this invention generates a measuring frequency into the rail and measures its actual impedance. The rail impedance changes even further when the train is running, due to atmospheric influences and material aging. The main and integral part of the new technical solution is that the measuring frequency feeds a dynamic current limiter over the rails. It changes the impedance of the track circuit in a precisely defined manner based on the voltage at its terminals.

Tímto způsobem je možné bezpečně zjistit volnost kolejového obvodu analogovou metodou a zároveň lze změřit vzdálenost vlaku nebo jeho dílu od napájecího konce.In this way, it is possible to safely determine the freedom of the track circuit by an analogue method and at the same time to measure the distance of the train or its part from the supply end.

Další podstatnou výhodou tohoto technického řešení je nastavení stálé šuntové citlivosti, kterou dosáhneme změnou napětí generovaného signálu. Při velkém napětí jsou velké výkonové ztráty a kolejový obvod se stává neekonomický, při malém napětí dochází k nespolehlivému vyhodnocení jízdy. Technické řešení umožňuje sledovat napětí na začátku i na konci kolejového obvodu a změnou chování dynamického proudového omezovače regulovat optimálně generovaný signál na vstupu.Another significant advantage of this technical solution is the setting of constant shunt sensitivity, which is achieved by changing the voltage of the generated signal. At high voltages there are high power losses and the track circuit becomes uneconomical, at low voltages unreliable driving evaluations occur. The technical solution enables to monitor the voltage at the beginning and at the end of the track circuit and to control the optimally generated signal at the input by changing the behavior of the dynamic current limiter.

Zařízení umožňuje samočinné nastavení parametrů bez zásahu obsluhy, má svoji diagnostiku a jeho výstupy lze použít u koncepčně starých i nových zařízení.The device allows automatic parameter setting without operator intervention, has its diagnostics and its outputs can be used for conceptually old and new devices.

-1 CZ 13936 Ul-1 CZ 13936 Ul

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, který znázorňuje zapojení jednoho bodu zařízení podle tohoto technického řešení.The technical solution will be explained in more detail by means of a drawing which shows the connection of one point of the device according to this technical solution.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je podle přiloženého obrázku tvořeno snímačem 3 napětí a proudu, který je přes transformátor 4 s ochrannými prvky připojen dvěma vodiči ke kolejišti 8, přičemž ve vstupní větvi snímače 3 je zapojen generátor pracovní frekvence řízený regulátorem 2 amplitudy generovaného signálu a zesilovačem generovaného signálu, zatímco ve výstupní větvi je snímač 3 proudu a napětí připojen do analoío gově digitálního převodníku, jehož výstupy jsou vedeny do počítače 5, řídícího svými povely regulátor 2, vypočítávajícího stavy zařízení a komunikujícího s návazným zařízením přes vstupně výstupní rozhraní 6, kdy ke kolejovému obvodu kolejiště 8 je připojen dynamický proudový omezovač 9 s procesorem a proudovým omezovačem.The device for safe identification of rail section and train passage according to the attached figure consists of a voltage and current sensor 3, which is connected via a transformer 4 with protective elements to two rails 8, the input frequency of the sensor 3 is connected to the amplitude of the generated signal and the amplifier generated signal, while in the output branch, the current and voltage sensor 3 is connected to an analogue digital converter whose outputs are routed to a computer 5 controlling its controller 2 calculating the device states and communicating with the downstream device via the input interface 6, in which a dynamic current limiter 9 with a processor and current limiter is connected to the rail circuit of the rail 8.

Zařízení k identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je podle přiloženého obrázku tvořeno generátorem i signálu, regulátorem 2 amplitudy, snímačem 3 proudu a napětí a transformátorem 4, jehož sekundární vinutí je propojeno s jednotlivými kolejemi kolejiště 8. Na druhém konci kolejového obvodu je dynamický proudový omezovač 9.The device for identification of the rail section and train passage according to the attached figure consists of a signal generator 1, an amplitude regulator 2, a current and voltage sensor 3 and a transformer 4, the secondary winding of which is connected to individual rails. limiter 9.

Výstupy snímačů 3 proudu a napětí jsou přivedeny na analogově digitální převodníky počítače 5, který zároveň vydává povely pro řízení regulátoru 2 amplitudy, povely pro vstupně výstupní rozhraní 6 a povely pro diagnostiku 7.The outputs of the current and voltage sensors 3 are connected to the analog-to-digital converters of the computer 5, which also issues commands for controlling the amplitude controller 2, commands for the input / output interface 6 and commands for the diagnostics 7.

Generátor 1 generuje pracovní frekvenci celého zařízení. Regulátor 2 amplitudy upravuje amplitudu generovaného signálu. Snímače 3 proudu a napětí snímají proudy tekoucí do a z kolejiště 8 a napětí na transformátoru 4. Transformátor 4 zajišťuje galvanické oddělení kolejiště 8 od zařízení a spolu s ochrannými prvky chrání zařízení proti přepětí. Výstupy snímačů 3 proudu a napětí jsou zavedeny do analogově digitální brány převodníků počítače 5, kde se analogové hodnoty převedou na digitální, které se dále zpracují a vyhodnotí. Na základě vyhodnocených údajů se řídí regulátor 2 amplitudy a vstupně výstupní rozhraní 6. Všechny potřebné informace se zapisují do diagnostiky 7.Generator 1 generates the operating frequency of the entire device. The amplitude controller 2 adjusts the amplitude of the generated signal. The current and voltage sensors 3 sense the currents flowing into and out of the rail 8 and the voltage on the transformer 4. The transformer 4 ensures galvanic separation of the rail 8 from the device and protects the device against overvoltage together with the protective elements. The outputs of the current and voltage sensors 3 are fed to the analog-digital gateway of the converters of the computer 5, where the analog values are converted to digital, which are further processed and evaluated. Based on the evaluated data, the amplitude controller 2 and the input / output interface 6 are controlled. All necessary information is written to the diagnostics 7.

Kolejiště 8 je složené z vodivých kolejnicových pásů a nevodivých pražců. Dynamický proudový omezovač 9 je řízen mikroprocesorem a sleduje napětí mezi kolejnicemi. Při přivedení napětí na jeho svorky se jím změří jeho velikost a po změření napětí tento změní svoji impedanci analogově podle předem definované křivky. Tvar křivky charakterizující velikost napětí je snímán snímačem 3 proudu a napětí a vyhodnocován počítačem 5.The track 8 is composed of conductive rail strips and non-conductive sleepers. The dynamic current limiter 9 is controlled by a microprocessor and monitors the voltage between the rails. When the voltage is applied to its terminals, it measures its magnitude and, after measuring the voltage, it changes its impedance analogously to a predefined curve. The shape of the voltage curve is sensed by the current and voltage sensor 3 and evaluated by the computer 5.

Přijetím vlaku nebo jeho dílu dojde k vodivému spojení kolejnic nápravou. To má za následek pokles napětí na dynamickém proudovém omezovači 9, který přestane generovat domluvený tvar impedanční křivky. Při jízdě vlaku se impedance kolejové smyčky mění v závislosti na vzdálenosti vlaku.Acceptance of the train or its part will lead to the conductive connection of the rails through the axle. This results in a voltage drop on the dynamic current limiter 9 which stops generating the agreed shape of the impedance curve. When the train is running, the rail loop impedance varies depending on the train distance.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení k bezpečné identifikaci volnosti kolejového úseku a průjezdu vlaku je průmyslově vy40 užitelné pro bezpečné sledování volnosti kolejového úseku a k bezpečnému sledování pohybu vlaku.An apparatus for safely identifying track section and train passage is industrially useful 40 for safely monitoring track section freedom and for monitoring train movement safely.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. Device for the safe identification of rail section and train passage, consisting of a voltage and current sensor connected by two conductors to the rails via a protective transformer, the operating frequency generator of which is controlled in the sensor input line

5, an amplitude regulator of the generated signal and an amplifier of the generated signal, while in the output branch, the current and voltage sensors are connected to an analog-to-digital converter whose outputs are routed to a computer controlling its regulators to calculate the states of the device; characterized in that a dynamic current limiter (9) is connected to the track circuit of the track (8)

10 with processor and current limiter.