CZ300198B6

CZ300198B6 - Zpusob nastavení rozhodujících parametru kolejového obvodu s digitálním kolejovým prijímacem a s napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudum

Info

Publication number: CZ300198B6
Application number: CZ20070669A
Authority: CZ
Inventors: Faran@Antonín; Mlnarík@Karel; Dobiáš@Radek; Srb@Stanislav; Bukac@Pavel; Konarski@Jan; Votocek@Libor; Charvát@Michal
Original assignee: Ažd Praha S. R. O.
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-03-11
Also published as: SK500152010A3; SK288183B6; WO2009036711A3; WO2009036711A2; CZ2007669A3

Abstract

Pri provádení zpusobu nastavení rozhodujících parametru kolejového obvodu s digitálním kolejovým prijímacem a s napájecím koncem se v prvním kroku nastavují pri volném stavu (VS) kolejového obvodu (KO) všechny uvažované kombinace diskretizovaných hodnot (H) nastavovacích prvku (NPN) výstroje napájecího konce (NK) a nastavovacích prvku (NPP) výstroje prijímacového konce (PK) kolejového obvodu (KO), po zvolených krocích (ZK), až do nalezení optimálního fázového úhlu (.alfa.o) mezi kolejovým napetím (UK) a mezi referencním napetím (UR) pro volný stav (VS) kolejového obvodu (KO), s tím, že pro tento optimální fázový úhel (.alfa.o) se vypocítá havarijní stav (HS) a šuntový stav (SS) kolejového obvodu (KO). Ve druhém kroku se koriguje predchozí nastavení nastavovacích prvku (NPN) a nastavovacích prvku (NPP) kolejového obvodu (KO) dle uvažovaných kombinací nastavovacích prvku (NPN) a nastavovacích prvku (NPP) postupne po krocích, až do nalezení výsledného fázového úhlu (.alfa.v) kolejového obvodu (KO), a následne se determinuje první množina hodnot optimální konfigurace (NPNO) nastavovacích prvku (NPN) a druhá množina hodnot optimální konfigurace (NPPO) nastavovacích prvku (NPP) kolejového obvodu (KO) až do dosažení nejpríznivejší podmínky pro šuntový stav (SS) a soucasne i pro havarijní stav (HS) kolejového obvodu (KO). Nacež se pro takto získané hodnoty výstroje napájecího konce (NK) a pro hodnoty výstroje prijímacového konce (PK)kolejového obvodu (KO) pevne nastaví takto nalezená výsledná hodnota (VHN) nastavovacích prvku (NPN) napájecího konce (NK) a výsledná hodnota (VHP) nastavovacích prvku (NPP) prijímacového konce (PK),a tím i takto na

Description

Způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům

Oblast techniky

Vynález sc tyká způsobu nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům, Způsob se provádí pomocí bezpečného vyhodnocení volnosti či obsazenosti kolejového obvodu kolejovým vozidlem prostřednictvím nastavovacích prvků napájecího konce a nastavovacích prvků přijímačového konce, přičemž se vyhodnocuje šuntový stav. a havarijní stav.

Dosavadní stav techniky

U kolejových obvodů s digitálním kolejovým přijímačem nebyl způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům až. dosud ekonomicky efektivně řešen, ani nebyl vy líží ván. To je nevýhodné proto, že v důsledku toho i? kolejový obvod s digitálním kolejovým přijímačem nedosahuje požadované nebo možné odolnosti proti ohrožujícím proudům. Přitom výskyt ohrožujících proudů je v důsledku zavádění nových výkonných hnacích jednotek a hnacích vozidel s asynchronními motory mnohem častější a dosahuje mnohem vyšších intenzit než lomu bylo v minulosti při používání pulzně šířkové regulace trakčních pohonů vozidel a jednotek, tedy před provozováním výkonných hnacích jed2o notek a hnacích vozidel s asynchronními motory. To se nepříznivě projevovalo v nedostatečné úrovni parametrů odolnosti kolejových obvodů proti ohrožujícím proudům. Tato odolnost je vyžadována na základě požadavků technických specifikací interoperability mezi hnacími trakčními vozidly či jednotkami a mezi kolejovými obvody.

2? Dostupné moderní řešení odolnosti elektronických kolejových obvodů proti ohrožujícím proudům je zřejmé z patentu CZ 296 242 ze dne 26.11.2004. Jedná se o řešení, kdy se do kolejového obvodu přivádí korektní složka napětí a rovněž smluvně deformovaná složka napětí. Tímto způsobem lze na základě matematické analýzy vyhodnotit bezpečně volnost či obsazenost kolejového úseku kolejovým vozidlem. Nevýhoda tohoto řešení je náročné generování a aplikování

5o smluvně deformované složky napětí. Zejména tento způsob vyžaduje náročnou vybavenost pracovníků provádějících regulaci, údržbu a servis takto koncipovaných kolejových obvodů měřícími přístroji.

Další dostupné řešení bezpečného vyhodnocení volnosti kolejového obvodu je zřejmé z paten55 tuCZ 297 033 ze dne 16.07. 2003. foto provedení vynálezu neeliminuje s potřebnou účinností vliv ohrožujících proudů, takže bezpečné vyhodnocení volnosti či obsazenosti kolejového úseku kolejovým vozidlem není dostatečně funkčně efektivní. Danou problematikou se také zabývá řešení dle užitného vzoru CZ 15508 z 11.5.2005, tedy elektronický fázově citlivý kolejový přijímač. Jedná se analogový systém elektronického fázově citlivého přijímače, jehož odolnost proti ohrožujícím proudům je založena na zvýšeném činiteli vypnutí. Toto řešení, obdobně jako řešení dvoufázového kolejového přijímače dle vynálezu ze spisu CZ 257 559. vychází zjiž překonané koncepce odolnosti proti ohrožujícím proudům, založené na zvýšeném činiteli vypnutí. Tato odolnost je u zmíněných řešení sice zvýšená nad v té době obvyklou úroveň, ale je stále na zhruba poloviční hodnotě, kterou doporučují drafty TSI (Technická Specifikace Interoperability)

Evropského Normalizačního Institutu „CENELECA

Podstata vyná 1 ezu

Výše uvedené nevýhody dosud známých řešení se odstraní nebo podstatně omezí způsobem nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napást) ječím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům podle tohoto vynálezu.

Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom. že v prvním kroku dochází při volnem stavu kolejového obvodu k nastavování, všech uvažovaných kombinací diskretízovaných hodnot nastavovacích prvku výstroje napájecího konce a nastavovacích prvku výstroje přijímačového konce kolejového obvodu po zvolených krocích, lišících se od nominální hodnoty nastavovacích prvků napájecího konce a od nominální hodnoty nastavovacích prvků přijímačového konce o jednotky procent. Nastavování v tomto prvním kroku se provádí tak dlouho, než jc nalezen optimální fázový úhel mezi kolejovým napětím, které jc odvozeno od napájecího kolejového napětí, a mezi referenčním napětím pro volný stav kolejového obvodu. Pro tento optimální fázový úhel se vypočítá havarijní stav a šuntovv stav kolejového obvodu.

io

Ve druhém kroku dochází ke druhé změně nastavovacích prvků výstroje napájecího konce a nastavovacích prvků výstroje přijímačového konce kolejového obvodu dle uvažovaných kombinací nastavovacích prvků výstroje napájecího konce a nastavovacích prvků výstroje přijímačového konce postupně po krocích, lišících se řádově o jednotky procent od hodnot příslušejících i? optimálnímu stavu dle prvního kroku tak, že je cílem nalézt výsledný fázový úhel kolejového obvodu. Proto se za tímto účelem determinuje množina hodnot optimální konfigurace nastavovacích prvků výstroje napájecího konce a optimální konfigurace nastavovacích prvků výstroje přijímačového konce kolejového obvodu, až jsou navzájem nej příznivější podmínky pro šuntový stav a havarijní stav kolejového obvodu. Pro toto je zvolen postup, kdy se volí kolejové napětí při

2o havarijním stavu co nejnižší lak, aby byla nalezena klonili odpovídající co nejnižší hodnota kolejového napětí při šuntovém stavu. Poté se pro takto získané hodnoty výstroje napájecího konce a pro takto získané hodnoty výstroje přijímačového konce kolejového obvodu pevné nastaví takto nalezená výsledná hodnota nastavovacích prvků napájecího konce a výsledná hodnota nastavovacích prvků přijímačového konce kolejového obvodu, a tím i takto nalezený výsledný fázový úhel mezi kolejovým napětím a referenčním napětím kolejového obvodu, například formou konfiguračních dat kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem.

S výhodou se průběžně provádí velice přesné měření hodnoty referenčního napětí, včetně všech ?o interferenčních a ohrožujících složek referenčního napětí, která můžou být do obvodů referenčního napětí indukováno z okolí kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem. Jsou měřena také napětí, vyvolávaná ohrožujícími proudy. Když je zjištěna nadlimitní hodnota těchto interferenčních a ohrožujících složek referenčního napětí, je vydán digitálnímu kolejovému přijímači příkaz k jeho bezpečnému odbuzení tak, že se daný kolejový obvod s digitálním kolejovým přijímačem bezpečně jeví jako obsazený kolejovým vozidlem.

Hlavní výhodou způsobu nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem je dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům. Dochází k optimálnímu výpočtu těchto parametrů a k následnému jednoznačnému nastavělo ní především fázových poměrů mezi kolejovým napětím a referenčním napětím na základě optimalizace šuntového a havarijního stavu objektivně, tedy bez negativního vlivu lidského činitele.

Tento proces výrazné urychluje předmětnou činnost a zkracuje související výluku železničního provozu. Další výhodou je skutečnost, žc v případě výskytu nadlimitních složek ohrožujícího napětí v referenčním napětí neodkladně dojde k obsazení daného elektrického kolejového úseku daného kolejového obvodu, čímž se včas předchází nebezpečnému stavu a vzniklá porucha je hlášena, respektive se včas projeví.

Další předností je, že nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu, tedy jejich parametrizace. jc součástí konfiguračních dat. Implementuje se jednorázově před zahájením činnosti kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem na základě optimalizace šuntového a havarijního stavu, v závislosti na délce kolejového obvodu a měrné svodové admitanci.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán na příkladném provedení, znázorněném na připojených výkresech, z nichž zobrazuje obr. 1 zobecněné schemalické znázornění kolejového obvodu, obr. 2 vektorový diagram fázové závislosti a obr. 3 znázorňuje diskretizaci výsledných hodnot nastavovacích prvků,

Příklady provedenívynálezu

V tomto příkladném provedení, znázorněném schematicky na obr. 1, 2 a 3. je popsán způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu KO s digitálním kolejovým přijímačem

DKP a s napájecím koncem NK k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům IR. Způsob je dále objasněn na základě vektorového diagramu uvedeného na obr. 2, který znázorňuje průběh kolejového napětí UK ve vztahu k referenčnímu napětí UR. Hledání optimálních a výsledných hodnot nastavovacích prvků NPN napájecího konce NK a nastavovacích prvků NPP přijímačového konce PK kolejového obvodu KO je zřejmé z obr. 3.

2(1

V prvním kroku dochází při volném stavu VS kolejového obvodu KO k nastavování všech uvažovaných kombinací diskretizovaných hodnot JI podle obr. 3 nastavovacích prvků NPN výstroje a nastavovacích prvků NPP výstroje přijímačového konce PK kolejového obvodu KO po zvolených krocích ZK, lišících se od nominální hodnoty NI IN nastavovacích prvku NPN napájecího konce NK a od nominální hodnoty NHP nastavovacích prvků NPP přijímačového konce PK výstroje kolejového obvodu KO řádově o jednotky procent, takže je nalezen optimální fázový úhel oo podle obr. 2 mezi kolejovým napětím UK, které je odvozeno od napájecího kolejového napětí NUK, a mezi referenčním napětím UR pro volný stav VS kolejového obvodu KO. Pro tento optimální fázový úhel oo se vypočítá havarijní stav US a šuntový stav SS kolejového obvodu .ta KO.

Ve druhém kroku dochází k další změně nastavovacích prvků NPN výstroje napájecího konce NK a nastavovacích prvků NPP výstroje přijímačového konce PK kolejového obvodu KO, dle uvažovaných kombinací nastavovacích prvků NPN výstroje napájecího konce NK a nastavova35 cích prvků NPP výstroje přijímačového konce PK postupně po krocích, lišících se o jednotky procent od hodnot příslušejících optimálnímu stavu dle prvního kroku tak, ze je cílem nalézt výsledný fázový úhel αν kolejového obvodu KO. Proto se za tímto účelem, determinuje množina hodnot optimální konfigurace NPNO nastavovacích prvků SNPN výstroje napájecího konce NK a množina hodnot optimální konfigurace NPPO nastavovacích prvků NPP výstroje přijímačového konce PK kolejového obvodu KO taková, kdy jsou navzájem nej příznivější podmínky pro šuntový stav SS a havarijní stav HS kolejového obvodu KO. Za tímto účelem je zvolen postup, kdy se volí kolejové napětí UKH při havarijním stavu co nej nižší lak, aby byla nalezena k tomu odpovídající nejnižší hodnota kolejového napětí UKS při šuntovém stavu SS. Načež se pro takto získané hodnoty výstroje napájecího konce NK a pro hodnoty výstroje přijímačového konce PK kolejo45 vého obvodu KO pevné nastaví takto nalezená výsledná hodnota VHN nastavovacích prvků NPN napájecího konce NK a výsledná hodnota VHP nastavovacích prvků NPP přijímačového konce PK a tím se rovněž nastaví i takto nalezený výsledný fázový úhel ay mezi kolejovým napětím UK a referenčním napětím UR kolejového obvodu KO, například formou konfiguračních dat kolejového obvodu KO s digitálním kolejovým přijímačem DKP a s napájecím koncem NK,

Výhodný způsob nastavení rozhodujících parametru kolejového obvodu KO s digitálním kolejovým přijímačem DKP a s napájecím koncem NK k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům IR. je zřejmý ze zobecněného schematického výkresu provedení uvedeného na obr. 1.

V tomto případě dochází průběžně k velice přesnému měření hodnoty referenčního napětí UR

-3CZ 300198 B6 včetně všech interferenčních a ohrožujících složek URR referenčního napětí UR, která mohou být do obvodů referenčního napětí UR indukována z okolí kolejového obvodu KO s digitálním kolejovým přijímačem DKP a s napájecím koncem NK. Tedy jsou měřena také napětí vyvolávaná ohrožujícími proudy IR. Tudíž.když je zjištěna nadlimitní hodnota URRn interferenčních a ohrožujících složek URR referenčního napětí UR. je vydán digitálnímu kolejovému přijímači DKP příkaz, k jeho bezpečnému odbuzení tak, že se daný kolejový obvod KO s digitálním kolejovým přijímačem DKP bezpečné jeví jako obsazený kolejovým vozidlem KV.

ni Průmyslová využitelnost

Jak plyne z uvedeného popisu, lze způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům použít jak při nově výstavbě železničních zabezpečovacích zařízení s kolejovými obvody s digitálními kolejovými přijímači, tak při inovacích stávajících kolejových obvodů. Zejména nalezne vynález uplatnění na všech elektrizovaných tratích po nichž mají jezdit výkonná hnací vozidla a hnací jednotky s asynchronními motory, jejichž emise ohrožujících proudů dosahují vysokých, az nadlimitních, hodnot ve smyslu platných norem.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům, pomocí bezpečného vyhodnocení volnosti ěi obsazenosti kolejového obvodu (KO) kolejovým vozidlem (KV) prostřednictvím nastavovacích prvků (NPN) napájecího konce (NK) a nastavovacích prvků ?4i (NPP) přijímačového konce (PK), přičemž se vyhodnocuje šunlový stav (SS) a havarijní stav (HS), vyznačující se t í ni, že v prvním kroku se nastavují při volném stavu (VS) kolejového obvodu (KO) všechny uvažované kombinace diskretizovanýeh hodnot (li) nastavovacích prvků (NPN) výstroje napájecího konce

55 (NK) a nastavovacích prvků (NPP) výstroje přijímačového konce (PK) kolejového obvodu (KO) po zvolených krocích (ZK) lišících sc od nominální hodnoty (NHN) nastavovacích prvků (NPN) napájecího konce (NK) a od nominální hodnoty (NHP) nastavovacích prvků (NPP) přijímačového konce (PK) výstroje kolejového obvodu (KO) o jednotky procent až do nalezení optimálního fázového úhlu (ao) mezi kolejovým napětím (UK), které je odvozeno

40 od napájecího kolejového napětí (NUK), a mezi referenčním napětím (UR) pro volný stav (VS) kolejového obvodu (KO) s tím, že pro tento optimální fázový úhel (ao) se vypočítá havarijní stav (US) a šuntový stav (SS) kolejového obvodu (KO), přičemž ve druhém kroku se koriguje předchozí nastavení nastavovacích prvků (NPN) výstroje napáje45 čího konce (NK) a nastavovacích prvků (NPP) výstroje přijímačového konce (NP) kolejového obvodu (KO) dle uvažovaných kombinací nastavovacích prvků (NPN) výstroje napájecího konce (NK) a nastavovacích prvků (NPP) výstroje přijímačového konce (PK) postupně po krocích.

lišících se o jednotky procent od hodnot příslušejících optimálnímu stavu dle prvního kroku, až do nalezení výsledného fázového úhlu (αν) kolejového obvodu (KO),

5o následně se determinuje první množina hodnot optimální konfigurace (NPNO) nastavovacích prvků (NPN) výstroje napájecího konce (NK) a druhá množina hodnot optimální konfigurace (NPPO) nastavovacích prvků (NPP) výstroje přijímačového konce (PK) kolejového obvodu (KO)

-4CZ 300198 Bó až do dosažení nej příznivější podmínky pro šuntový stav (SS) a současně i pro havarijní stav (HS) kolejového obvodu (KO)_ přičemž se volí kolejové napětí (I.JKH) při havarijním stavu (HS) co nejnižší, pro nalezení tomu odpovídající co nejnižší hodnoty kolejového napětí (UKS) při šuntovém stavu (SS).

5 načež se pro takto získané hodnoty výstroje napájecího konce (NK) a pro hodnoty výstroje přijímačového konce (PK) kolejového obvodu (KO) pevně nastaví takto nalezená výsledná hodnota (VHN) nastavovacích prvků (NPN) napájecího konce (NK) a výsledná hodnota (VHP) nastavovacích prvků (NPP) přijímačového konce (PK). a tím i takto nalezeny výsledný fázový úhel (αν) mezi kolejovým napětím (UK) a referenčním napětím (UR) kolejového obvodu (KO), přednostně io formou konfiguračních dat kolejového obvodu (KO) s digitálním kolejovým přijímačem (DKP) a s napájecím koncem (NK).
2, Způsob nastavení rozhodujících parametrů kolejového obvodu s digitálním kolejovým přijímačem a s napájecím koncem k dosažení vyšší odolnosti proti ohrožujícím proudům podle náro15 ku 1, vyznačující se t í m , že se průběžně přesně měří hodnoty referenčního napětí (UR), včetně všech interferenčních a ohrožujících složek (URR) referenčního napětí (UR), která mohou být do obvodů referenčního napětí (UR) indukována z okolí kolejového obvodu (KO) s digitálním kolejovým přijímačem (DKP) a s napájecím koncem (NK).

2o a také se měří případná napětí vyvolávaná ohrožujícími proudy (IR), takže, když je zjištěna nadlimitní hodnota (URRn) interferenčních a ohrožujících složek (URR) referenčního napětí (UR), vydává se digitálnímu kolejovému přijímači (DKP) příkaz k jeho bezpečnému odbuzení, čímž se daný kolejový obvod (KO) s digitálním kolejovým přijímačem (DKP) bezpečně jeví jako obsazeny kolejovým vozidlem (KV).