EA040970B1 - CONTROL DEVICE FOR MONITORING OPERATION OF ANTI-SLIP DEVICE OF RAILWAY BRAKING SYSTEM - Google Patents

CONTROL DEVICE FOR MONITORING OPERATION OF ANTI-SLIP DEVICE OF RAILWAY BRAKING SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
EA040970B1
EA040970B1 EA202192156 EA040970B1 EA 040970 B1 EA040970 B1 EA 040970B1 EA 202192156 EA202192156 EA 202192156 EA 040970 B1 EA040970 B1 EA 040970B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
slip
state
control device
instantaneous
slip device
Prior art date
Application number
EA202192156
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберто ТИОНЕ
Original Assignee
Файвеле Транспорт Италиа С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Файвеле Транспорт Италиа С.П.А. filed Critical Файвеле Транспорт Италиа С.П.А.
Publication of EA040970B1 publication Critical patent/EA040970B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение в целом относится к железнодорожным тормозным системам. В частности, изобретение относится к контролирующему устройству для отслеживания работы устройства противопроскальзывания тормозной системы железнодорожного транспорта.The invention generally relates to railway braking systems. In particular, the invention relates to a monitoring device for monitoring the operation of an anti-slip device for the braking system of a railway vehicle.

Уровень техникиState of the art

В системе железнодорожного транспорта коэффициент мгновенного сцепления между колесом и рельсом представляет собой максимальный предел тормозной силы, прилагаемый в данный момент к осям без того, чтобы колеса указанных осей начинали фазу нарастающего проскальзывания.In a railway transport system, the coefficient of instantaneous adhesion between a wheel and a rail is the maximum limit of the braking force currently applied to the axles without the wheels of said axles entering the progressive slip phase.

Когда ось входит в фазу проскальзывания, если прилагаемая тормозная сила не уменьшается быстро и должным образом, то ось постепенно теряет угловую скорость, пока не достигнет полной блокировки, с последующим немедленным перегревом и повреждением из-за перегрева поверхности колес указанной оси в точке соприкосновения колес с рельсом. Известно, что эта ситуация, помимо значительного увеличения тормозного пути из-за дальнейшего снижения коэффициента трения, может вызвать сход с рельсов транспортного средства на высоких рабочих скоростях.When the axle enters the slipping phase, if the applied braking force is not reduced quickly and properly, then the axle will gradually lose angular velocity until it reaches full lock, followed by immediate overheating and damage due to overheating of the surface of the wheels of said axle at the point of contact of the wheels with rail. It is known that this situation, in addition to a significant increase in the braking distance due to a further decrease in the coefficient of friction, can cause derailment of the vehicle at high operating speeds.

Чтобы преодолеть описанный ранее недостаток, пневматические железнодорожные тормозные системы оснащают системой защиты, известной как система противопроскальзывания.To overcome the previously described disadvantage, pneumatic railway brake systems are equipped with a protection system known as an anti-slip system.

Известная система противопроскальзывания проиллюстрирована на фиг. 1 для четырехосного транспортного средства 102, 103, 104, 105. Тормозная система 110 создает пневматическое тормозное давление в зависимости от запроса на тормозное давление или тормозную силу, не показанную на фиг. 1, путем активации тормозных цилиндров 111, 112, 113, 114. Каждый из этих тормозных цилиндров отвечает за торможение осей, соответственно, 102, 103, 104, 105, посредством пневматических подводящих трубопроводов 115, 116. Четыре блока 117, 118, 119, 120 клапанов противопроскальзывания, управляемые устройством 101 противопроскальзывания, расположены между пневматическими подводящими трубопроводами 115, 116 и соответствующими тормозными цилиндрами 111, 122 и 113, 114. Датчики 106, 107, 108, 109 угловой скорости определяют угловую скорость осей, соответственно, 102, 103, 104, 105. Указанные датчики 106, 107, 108, 109 угловой скорости электрически соединены с устройством 101 противопроскальзывания и непрерывно подают электрический сигнал, представляющий информацию о мгновенной угловой скорости каждой оси 102, 103, 104, 105. Устройство 101 противопроскальзывания непрерывно оценивает мгновенную линейную скорость транспортного средства посредством операций, выполняемых с информацией об оцененной мгновенной линейной скорости осей 102, 103, 104, 105, полученной из относительных измеренных угловых скоростей. Эти операции известны специалистам в данной области техники, такие как, например, но не исключительно, вычисление среднего между четырьмя скоростями, или мгновенного максимального значения между четырьмя мгновенными линейными скоростями осей 102, 103, 104, 105, или же, как показано на фиг. 3, максимального значения между четырьмя мгновенными скоростями 301, 302, 303, 304, связанными с осями 102, 103, 104, 105, и пятым значением, вычисленной виртуальной скоростью 305, полученной путем уменьшения значения скорости, полученного в предыдущем цикле выборки системы, уменьшенной на максимально допустимое значение замедления для рассматриваемого транспортного средства, умноженное на период выборки.A known anti-slip system is illustrated in FIG. 1 for a four-axle vehicle 102, 103, 104, 105. Brake system 110 generates air brake pressure in response to a brake pressure or brake force request, not shown in FIG. 1 by activating the brake cylinders 111, 112, 113, 114. Each of these brake cylinders is responsible for braking the axles 102, 103, 104, 105, respectively, via the pneumatic supply lines 115, 116. The four blocks 117, 118, 119, 120 anti-slip valves controlled by the anti-slip device 101 are located between the pneumatic supply lines 115, 116 and the respective brake cylinders 111, 122 and 113, 114. The angular velocity sensors 106, 107, 108, 109 determine the angular velocity of the axles 102, 103, respectively 104, 105. Said angular velocity sensors 106, 107, 108, 109 are electrically connected to the anti-slip device 101 and continuously supply an electrical signal representing information about the instantaneous angular velocity of each axis 102, 103, 104, 105. The anti-slip device 101 continuously evaluates the instantaneous linear vehicle speed through operations performed on estimated vehicle speed information th instantaneous linear speed of the axes 102, 103, 104, 105, obtained from the relative measured angular velocities. These operations are known to those skilled in the art, such as, for example, but not exclusively, calculating the average between the four speeds, or the instantaneous maximum value between the four instantaneous linear speeds of the axes 102, 103, 104, 105, or alternatively, as shown in FIG. 3, the maximum value between the four instantaneous speeds 301, 302, 303, 304 associated with the axes 102, 103, 104, 105, and the fifth value calculated by the virtual speed 305 obtained by decreasing the speed value obtained in the previous system sampling cycle, reduced by the maximum allowable deceleration for the vehicle in question multiplied by the sampling period.

Путем непрерывной оценки разностей AV между оцененной мгновенной линейной скоростью одиночной оси и оцененной мгновенной линейной скоростью транспортного средства устройство 101 противопроскальзывания определяет, вошла ли одна или более осей в фазу проскальзывания. Если одна или более осей вошла в фазу проскальзывания, устройство противопроскальзывания управляет проскальзыванием указанных осей, соответствующим образом уменьшая и регулируя давление в тормозных цилиндрах, относящихся к проскальзывающим осям, воздействуя на клапанные блоки, относящиеся к указанным проскальзывающим осям, посредством известных алгоритмов, например, описанных в EP 3393873, WO 2017175108, предотвращающих попадание указанных осей в состояние блокировки и пытающихся получить наилучшую тормозную силу, оставаясь в фазе проскальзывания.By continuously evaluating the differences AV between the estimated instantaneous linear speed of a single axle and the estimated instantaneous linear speed of the vehicle, the anti-slip device 101 determines whether one or more axles have entered a slip phase. If one or more axles have entered the slipping phase, the anti-slip device controls the slipping of said axles by reducing and adjusting the pressure in the brake cylinders associated with the slipping axles accordingly, acting on the valve blocks associated with said slipping axles, by means of known algorithms, for example, those described in EP 3393873, WO 2017175108 preventing said axles from getting into a lock state and trying to get the best braking force by staying in the slip phase.

Каждый из указанных блоков 117, 118, 119, 120 клапанов противопроскальзывания принимает детализированную форму, представленную парой пневматических электромагнитных клапанов 220, 221, показанных на фиг. 2.Each of said anti-slip valve blocks 117, 118, 119, 120 takes the detailed form represented by the pair of pneumatic solenoid valves 220, 221 shown in FIG. 2.

Пневматические электромагнитные клапаны 220, 221 получают питание от устройства 201 противопроскальзывания посредством соответствующих переключающих элементов 202, 203. Такие переключающие элементы 202, 203 обычно являются твердотельными электронными компонентами.The pneumatic solenoid valves 220, 221 are powered by the anti-slip device 201 via respective switching elements 202, 203. Such switching elements 202, 203 are typically solid state electronic components.

Для простоты иллюстрации на фиг. 2 не показано соединение соленоидов, то есть электрических катушек 204, 205, с землей.For ease of illustration, in FIG. 2 does not show the connection of the solenoids, ie the electrical coils 204, 205, to ground.

Блоки 117, 118, 119, 120 клапанов противопроскальзывания могут принимать всего четыре состояния.Blocks 117, 118, 119, 120 anti-slip valves can take a total of four states.

Первое состояние определяется как наполнение и соответствует состоянию, в котором оба электропневматических клапана отключены, как показано на фиг. 2: электропневматический клапан 220 обеспечивает доступ к давлению, присутствующему в пневматическом трубопроводе 215, соответствующему пневматическому каналу 115, 116 на фиг. 1, к тормозному цилиндру 211, соответствующему тормозному цилиндру 111, 112, 113, 114 на фиг. 1, тогда как пневматический электромагнитный клапан 221 предотвращает опорожнение тормозного цилиндра 211 и пневмопровода 215 в атмосферу. Это соThe first state is defined as filling and corresponds to the state in which both electro-pneumatic valves are turned off, as shown in FIG. 2: The electro-pneumatic valve 220 provides access to the pressure present in the pneumatic conduit 215 corresponding to the pneumatic conduit 115, 116 in FIG. 1 to brake cylinder 211 corresponding to brake cylinder 111, 112, 113, 114 in FIG. 1, while the pneumatic solenoid valve 221 prevents the brake cylinder 211 and the pneumatic conduit 215 from being emptied into the atmosphere. It's co

- 1 040970 стояние представляет собой состояние покоя или невмешательства устройства противопроскальзывания, поскольку оно фактически представляет собой прямое соединение между тормозным цилиндром 211 и пневматическим трубопроводом 215, через который тормозная система напрямую регулирует давление в тормозном цилиндре. 211 от нулевого значения до максимального значения.- 1 040970 standing is a state of rest or non-intervention of the anti-slip device, since it is actually a direct connection between the brake cylinder 211 and the pneumatic pipeline 215, through which the brake system directly regulates the pressure in the brake cylinder. 211 from zero value to maximum value.

Второе состояние определяется как поддержание и соответствует состоянию, в котором пневматический электромагнитный клапан 220 включен. В этом случае давление в тормозном цилиндре 211 не может быть изменено путем изменения давления в пневматическом трубопроводе 215. Пневматический электромагнитный клапан 221 продолжает удерживать тормозной цилиндр 211 изолированным от атмосферы. В целом, давление в тормозном цилиндре 211 сохраняет свое значение неопределенно долго, если в тормозном цилиндре нет утечек.The second state is defined as maintaining and corresponds to the state in which the pneumatic solenoid valve 220 is turned on. In this case, the pressure in the brake cylinder 211 cannot be changed by changing the pressure in the pneumatic line 215. The pneumatic solenoid valve 221 continues to keep the brake cylinder 211 isolated from the atmosphere. In general, the pressure in the brake cylinder 211 remains at its value indefinitely if there are no leaks in the brake cylinder.

Третье состояние определяется как опорожнение и соответствует состоянию, в котором оба пневматических электромагнитных клапана 220, 221 включены. В этом случае давление в тормозном цилиндре 211 не может быть изменено путем изменения давления в пневматическом трубопроводе 215. Включенный пневматический электромагнитный клапан 221 соединяет тормозной цилиндр 211 с атмосферой, снижая давление в тормозном цилиндре, возможно, до нулевого значения.The third state is defined as empty and corresponds to the state in which both pneumatic solenoid valves 220, 221 are turned on. In this case, the pressure in the brake cylinder 211 cannot be changed by changing the pressure in the pneumatic line 215. An activated pneumatic solenoid valve 221 vents the brake cylinder 211 to the atmosphere, reducing the pressure in the brake cylinder, possibly to zero.

Четвертое состояние определяется как запрещенное и соответствует состоянию, в котором только пневматический электромагнитный клапан 221 включен. В этом случае пневматический электромагнитный клапан соединяет как тормозной цилиндр 211, так и пневматический трубопровод 215 непосредственно с атмосферой, вызывая чрезмерный выпуск в атмосферу давления, создаваемого тормозной системой.The fourth state is defined as forbidden and corresponds to the state in which only the pneumatic solenoid valve 221 is turned on. In this case, the pneumatic solenoid valve connects both the brake cylinder 211 and the pneumatic conduit 215 directly to the atmosphere, causing the pressure generated by the brake system to be excessively released to the atmosphere.

Чтобы систематически избегать запрещенного состояния, переключающий элемент 203 подключен к узлу 206 после переключающего элемента 202. Таким образом, если переключающий элемент 203 был замкнут из-за неправильного управления входной схемой или из-за его короткого замыкания, он не мог бы активировать пневматический электромагнитный клапан 221, если переключающий элемент 202 не был бы также замкнут, в этом случае также был бы включен пневматический электромагнитный клапан 220, эффективно переводя тормозной цилиндр 211 в опорожненное состояние, но предотвращая чрезмерный выброс в атмосферу пневматического канала 215.In order to systematically avoid the inhibited state, the switching element 203 is connected to the node 206 after the switching element 202. Thus, if the switching element 203 was closed due to improper control of the input circuit or due to its short circuit, it could not activate the pneumatic solenoid valve. 221, if the switching element 202 were not also closed, then the pneumatic solenoid valve 220 would also be turned on, effectively placing the brake cylinder 211 in an empty state, but preventing the pneumatic passage 215 from being excessively vented to the atmosphere.

Известны различные управляющие схемы пневматических электромагнитных клапанов, с общей точкой на источнике питания или на земле, которые, однако, позволяют систематически избегать запрещенного состояния.Various control circuits for pneumatic solenoid valves are known, with a common point at the power supply or at ground, which, however, make it possible to systematically avoid the inhibited state.

В целом, по своему функциональному действию система противопроскальзывания обязательно снижает тормозную силу. Очевидно, что в определенных режимах отказа аппаратного или программного обеспечения устройство противопроскальзывания может поддерживать пневматические электромагнитные клапаны 220, 221 постоянно включенными с последующей полной потерей тормозной силы. Чтобы ограничить случаи постоянно находящихся под напряжением клапанов, Европейские железнодорожные правила UIC541-05 Тормоза - технические характеристики для конструкции различных тормозных частей - устройство противоюзовой защиты колес (WSP), §1.1.7. - EN15595 Железнодорожные приложения - Торможение - Противоюзовая защита колес §4.2.2 (BRAKES - SPECIFICATIONS FOR THE CONSTRUCTION OF VARIOUS BRAKE PARTS - WHEEL SLIDE PROTECTION DEVICE (WSP), §1.1.7. - EN15595 Railway applications Braking Wheel slide protection §4.2.2), требуют введения аппаратных устройств 210, 212 отсчета времени, генерирующих время простоя.In general, in terms of its functional effect, the anti-slip system necessarily reduces the braking force. Obviously, under certain hardware or software failure modes, the anti-slip device can keep the pneumatic solenoid valves 220, 221 constantly on, followed by a complete loss of braking force. To limit the cases of permanently energized valves, European Railway Regulations UIC541-05 Brakes - Specifications for the construction of various brake parts - Wheel Skid Protection (WSP), §1.1.7. - EN15595 Railway applications - Braking - Wheel slide protection §4.2.2. - EN15595 Railway applications Braking Wheel slide protection §4.2. 2) require the introduction of hardware timing devices 210, 212 generating dead time.

Эти устройства отсчета времени вводятся для временного ограничения непрерывной активации пневматических электромагнитных клапанов 210, 212. В частности, вышеуказанные правила налагают ограничение по времени в 10 с, обычно соблюдаемое большинством железнодорожных операторов. Однако есть железнодорожные операторы, которые считают целесообразным использовать время, отличное от рекомендованного вышеуказанными правилами.These timing devices are introduced to temporarily limit the continuous activation of the pneumatic solenoid valves 210, 212. In particular, the above rules impose a time limit of 10 seconds, which is generally observed by most railway operators. However, there are rail operators who find it appropriate to use times other than those recommended by the above rules.

На фиг. 2 представлена функциональная реализация системы управления системой противопроскальзывания. Микропроцессор 207 выполняет алгоритмы распознавания и управления осями, например, но не исключительно описанные в EP 3393873, WO 2017175108, генерируя соответствующие управляющие сигналы 208, 209 для переключающих элементов 202, 203.In FIG. 2 shows the functional implementation of the control system for the anti-slip system. The microprocessor 207 executes axis recognition and control algorithms, such as but not exclusively described in EP 3393873, WO 2017175108, generating appropriate control signals 208, 209 for the switching elements 202, 203.

Когда микропроцессор 207 переводит управляющий сигнал 208 на логический уровень 1, то есть намереваясь активировать переключающий элемент 202, переход 0 ^ 1 управляющего сигнала 208 активирует устройство 210 отсчета времени, которое, в свою очередь, переводит его выход 213 на логический уровень 1 для временного интервала T1, равного, например, но не исключительно, 10 с. Логический вентиль 216 выполняет функцию И между управляющим сигналом 208 и сигналом выхода 213, передавая сигнал 214 для фактического управления закрытием переключающего элемента 202 для последующего включения пневматического электромагнитного клапана 220.When microprocessor 207 sets control signal 208 to logic level 1, that is, intending to activate switching element 202, the 0^1 transition of control signal 208 activates timer 210, which in turn sets its output 213 to logic level 1 for the time interval T1 equal to, for example, but not exclusively, 10 s. The logic gate 216 performs an AND function between the control signal 208 and the output signal 213, passing a signal 214 to actually control the closing of the switching element 202 to subsequently turn on the pneumatic solenoid valve 220.

Когда микропроцессор 207 переводит управляющий сигнал 208 на логический уровень 0 до истечения времени T1, чтобы отключить пневматический электромагнитный клапан 220, он переводит устройство 210 отсчета времени в состояние перезапуска посредством его низкого активного входа R, подготавливая его к последующему переходу 0 ^ 1.When microprocessor 207 drives control signal 208 to logic 0 before time T1 has elapsed to deactivate pneumatic solenoid valve 220, it puts timing device 210 into the restart state via its R active low input, preparing it for the subsequent 0^1 transition.

- 2 040970- 2 040970

Если командный сигнал 208 остается постоянно заблокированным на логическом уровне 1 из-за аппаратного сбоя микропроцессора 207 или из-за ошибки программного обеспечения алгоритма управления противопроскальзыванием, то время T1, отсчитываемое устройством 210 отсчета времени, истечет, вызывая возврат сигналов 213, 214 на логический уровень 0 с последующим постоянным отключением пневматического электромагнитного клапана 220.If the command signal 208 remains permanently locked at logic level 1 due to a hardware failure of the microprocessor 207 or due to a software error of the anti-slip control algorithm, then the time T1 counted by the timer 210 will expire, causing the signals 213, 214 to return to logic level 0 followed by a permanent shutdown of the pneumatic solenoid valve 220.

То же самое происходит с устройством 212 отсчета времени в отношении пневматического электромагнитного клапана 221.The same happens with the timing device 212 in relation to the pneumatic solenoid valve 221.

В некоторых случаях имеется датчик 222 давления, который показывает микропроцессорной схеме 207 давление на входе пневматического электромагнитного клапана 220 через соединение 224, и датчик 223 давления, который показывает микропроцессорной схеме 207 давление в тормозном цилиндре 211 через соединение 225.In some cases, there is a pressure sensor 222 that indicates to the microprocessor circuit 207 the inlet pressure of the pneumatic solenoid valve 220 via connection 224, and a pressure sensor 223 that indicates to the microprocessor circuit 207 the pressure in the brake cylinder 211 via connection 225.

Известны варианты схем для реализации функции отсчета времени и запрета команд включения пневматических электромагнитных клапанов 220, 221.Known variants of circuits for the implementation of the function of counting the time and the prohibition of commands to turn on the pneumatic solenoid valves 220, 221.

Цепи отсчета времени, показанные на фиг. 2, повторяются для каждого блока клапанов противопроскальзывания 111, 112, 113, 114.The timing chains shown in Fig. 2 are repeated for each block of anti-slip valves 111, 112, 113, 114.

Описанное выше решение представляет собой известный уровень техники, признанный всеми железнодорожными операторами и агентствами по безопасности железных дорог как способ снижения риска того, что сбои аппаратных средств или проблемы с программным обеспечением могут вызвать постоянное чрезмерное снижение пневматического давления во время торможения.The solution described above is state of the art, recognized by all railroad operators and railroad safety agencies as a way to reduce the risk that hardware failures or software problems can cause a permanent excessive reduction in air pressure during braking.

В ситуациях правильной работы, чтобы удерживать одну или более осей 102 ... 105 в управляемом состоянии проскальзывания, пока состояние торможения остается в условиях ухудшенного сцепления, система противопроскальзывания выполняет непрерывную коррекцию давления, подаваемого на один или более тормозных цилиндров 111 ... 114, таким образом, сбрасывая устройство 210, 212 отсчета времени.In correct operation situations, in order to keep one or more axles 102 ... 105 in a controlled slip state, while the braking state remains in degraded conditions, the anti-slip system performs continuous correction of the pressure applied to one or more brake cylinders 111 ... 114, thus resetting the timing device 210, 212.

Однако использование схем отсчета времени в соответствии с ранее описанным предшествующим уровнем техники приводит к обратным результатам, несмотря на то, что устройство противопроскальзывания выполняет свою функцию правильно.However, the use of timing circuits in accordance with the previously described prior art is counterproductive, despite the fact that the anti-slip device performs its function correctly.

Первый случай проиллюстрирован на фиг. 4. В ответ на запрос на торможение тормозная система 110 увеличивает давление 404 в тормозном цилиндре 211. Из-за ухудшенного состояния сцепления между колесом 202 и рельсом 240, когда тормозная сила оси, создаваемая давлением 404, превышает доступную силу сцепления, колесо 202 начинает проскальзывать. Расчетная линейная скорость 401 оси начинает отличаться от линейной скорости 402 поезда в момент 403. Немедленно устройство 201 противопроскальзывания со своими собственными алгоритмами активирует фазу опорожнения, вызывая переход 0 ^ 1 в управляющих сигналах 208, 209 для включения пневматических электромагнитных клапанов, соответственно, 220, 221. С момента 403 давление начинает падать, и устройства 210, 212 отсчета времени, активируемые переходами 0 ^ 1, начинают отсчет времени, соответственно, T1, T2. Когда мгновенная расчетная линейная скорость 401 оси входит в область 405 допустимых отклонений, устройство 201 противопроскальзывания переключается с фазы опорожнения на фазу поддержания, переводя сигнал 209 на логический уровень 0 для отключения пневматического электромагнитного клапана 221. Таким образом, устройство 212 отсчета времени сбрасывается. Если мгновенная расчетная линейная скорость 401 остается в пределах области 405 допустимых отклонений, то устройство 201 противопроскальзывания сохраняет неизменным состояние поддержания. В этом случае устройство 210 отсчета времени продолжает действовать, достигая значения T1, переводя свой выход 213 в логическое состояние 0, отключая переключающий элемент 202, возвращая систему в состояние наполнения с последующей окончательной блокировкой колес.The first case is illustrated in Fig. 4. In response to a braking request, the brake system 110 increases the pressure 404 in the brake cylinder 211. Due to the degraded state of adhesion between the wheel 202 and the rail 240, when the axle braking force generated by the pressure 404 exceeds the available traction force, the wheel 202 begins to slip. . The estimated line speed 401 of the axle starts to differ from the line speed 402 of the train at time 403. Immediately, the anti-slip device 201 with its own algorithms activates the emptying phase, causing a 0^1 transition in the control signals 208, 209 to turn on the pneumatic solenoid valves, respectively, 220, 221 From moment 403, the pressure starts to drop, and timing devices 210, 212, activated by transitions 0 ^ 1, start timing, respectively, T1, T2. When the instantaneous calculated axis linear speed 401 enters the tolerance range 405, the anti-slip device 201 switches from the emptying phase to the holding phase, setting the signal 209 to logic level 0 to disable the pneumatic solenoid valve 221. Thus, the timing device 212 is reset. If the instantaneous calculated linear speed 401 remains within the tolerance range 405, then the anti-slip device 201 maintains the maintenance state unchanged. In this case, the timing device 210 continues to operate, reaching the value T1, setting its output 213 to logic 0, turning off the switching element 202, returning the system to the filling state, followed by the final wheel lock.

Второй случай, показанный на фиг. 5, имеет место в случаях чрезвычайно низкого сцепления и осей с очень высокими моментами инерции, например, в случае осей, соединенных с приводными двигателями через редуктор.The second case, shown in Fig. 5 occurs in cases of extremely low friction and axles with very high moments of inertia, for example in the case of axles connected to drive motors via a gearbox.

В ответ на запрос на торможение тормозная система 110 увеличивает давление 504 в тормозном цилиндре 211. Из-за состояния сцепления между колесом 202 и рельсом, когда тормозная сила оси, создаваемая давлением 504, превышает доступную силу сцепления, колесо начинает проскальзывать. Мгновенная расчетная линейная скорость 501 оси начинает отличаться от линейной скорости 502 поезда в момент 503. Устройство 201 противопроскальзывания немедленно активирует фазу опорожнения, вызывая переход 0 ^ 1 в управляющих сигналах 208, 209 для подачи питания на пневматические электромагнитные клапаны, соответственно, 220, 221. С момента 503 давление начинает падать, и устройства 210, 212 отсчета времени, активируемые переходами 0 ^ 1, начинают отсчет времени, соответственно, T1, T2. Из-за очень низкого сцепления, хотя давление 504 уменьшается по сравнению с активацией фазы опорожнения, мгновенная расчетная линейная скорость 501 продолжает падать, опускаясь намного ниже области 505 допустимых отклонений, останавливая свое снижение, когда тормозная сила, создаваемая давлением 504, становится меньше низкой силы сцепления.In response to the braking request, the brake system 110 increases the pressure 504 in the brake cylinder 211. Due to the state of adhesion between the wheel 202 and the rail, when the axle braking force generated by the pressure 504 exceeds the available traction force, the wheel begins to slip. The instantaneous calculated axle line speed 501 begins to differ from the train line speed 502 at time 503. The anti-slip device 201 immediately activates the emptying phase, causing a 0^1 transition in control signals 208, 209 to energize the pneumatic solenoid valves 220, 221, respectively. From the moment 503, the pressure starts to drop, and the timing devices 210, 212, activated by transitions 0 ^ 1, start timing, respectively, T1, T2. Due to the very low adhesion, although the pressure 504 decreases compared to the activation of the emptying phase, the instantaneous calculated linear speed 501 continues to fall, falling well below the tolerance area 505, stopping its decline when the braking force generated by the pressure 504 becomes less than the low force clutch.

В этом случае устройство 201 противопроскальзывания продолжает оставаться в фазе опорожне- 3 040970 ния, ожидая, пока мгновенная расчетная линейная скорость 501 оси окажется в пределах области допустимых отклонений. Из-за низкого сцепления и высокого момента инерции мгновенная расчетная линейная скорость 501 оси начинает увеличиваться очень медленно с ускорением dv/dt > 0, но очень низким. В этом случае устройства 210, 212 отсчета времени продолжают работать, достигая значения, соответственно, T1, T2. В частности, устройство 210 отсчета времени переводит свой выход 213 в логическое состояние 0, отключая переключающий элемент 202, отключая соленоиды 204, 205, возвращая систему в состояние наполнения с последующей окончательной блокировкой, колес.In this case, the anti-slip device 201 continues to remain in the emptying phase, waiting for the instantaneous calculated linear speed 501 of the axis to be within the tolerance range. Due to the low friction and high moment of inertia, the instantaneous calculated axis linear velocity 501 starts to increase very slowly with acceleration dv/dt > 0, but very low. In this case, the timing devices 210, 212 continue to operate, reaching the value T1, T2, respectively. In particular, the timing device 210 sets its output 213 to logic 0, turning off the switching element 202, turning off the solenoids 204, 205, returning the system to the filling state, followed by the final blocking of the wheels.

Следует отметить, что в случае, проиллюстрированном на фиг. 5, мгновенная расчетная линейная скорость 501 может выходить за пределы области 505 допустимых отклонений из-за чрезвычайно низкого сцепления одновременно с медленным временем отклика пневматических электромагнитных клапанов (220, 221) или из-за внезапных колебаний сцепления, не показанных на фиг. 5. В обоих случаях система противопроскальзывания регулирует давление в тормозном цилиндре, связанное с указанной мгновенной расчетной линейной скоростью 501, возвращая ее в пределы области 405 допустимых отклонений. Это нормальное событие, причем оно допускается до тех пор, пока непрерывное постоянство мгновенной расчетной линейной скорости 501 вне области 505 допустимых отклонений не сохраняется дольше времени TB.It should be noted that in the case illustrated in FIG. 5, the instantaneous calculated line speed 501 may be out of tolerance 505 due to extremely low friction coupled with slow response times of the pneumatic solenoid valves (220, 221) or due to sudden clutch oscillations not shown in FIG. 5. In both cases, the anti-slip system adjusts the brake cylinder pressure associated with the specified instantaneous calculated linear speed 501, returning it within the tolerance area 405. This is a normal event and is tolerated as long as the instantaneous design line speed 501 is not continuously constant outside tolerance 505 for longer than time TB.

Третий случай, проиллюстрированный на фиг. 6, возникает в случаях программной неисправности алгоритма или аппаратного сбоя микроконтроллера 207.The third case, illustrated in FIG. 6 occurs in cases of a software malfunction of the algorithm or a hardware failure of the microcontroller 207.

В ответ на запрос на торможение тормозная система 110 увеличивает давление 604 в тормозном цилиндре 211. Из-за состояния низкого сцепления между колесом 202 и рельсом 240, когда тормозная сила оси, создаваемая давлением 604, превышает имеющуюся силу сцепления, колесо начинает проскальзывать. Расчетная линейная скорость 601 оси начинает отличаться от линейной скорости 602 поезда в момент 603. Устройство 201 противопроскальзывания немедленно активирует фазу опорожнения, вызывая переход 0 ^ 1 в управляющих сигналах 208, 208 для включения пневматических электромагнитных клапанов, соответственно, 220, 221. С момента 603 давление начинает падать, и устройства 210, 212 отсчета времени, активируемые переходами 0 ^ 1, начинают отсчитывать время, соответственно, T1, T2. Как следствие снижения 604 давления мгновенная расчетная линейная скорость 601 оси 202 начинает восстанавливаться при пересечении области 605 допустимых отклонений с положительным наклоном. В то же время, по причинам неожиданной программной или аппаратной неисправности микропроцессора 207, устройство противопроскальзывания не реагирует, мгновенная расчетная линейная скорость 601 оси 202 полностью восстанавливает мгновенную линейную скорость 602 транспортного средства, давление не восстанавливает первоначальное значение или по меньшей мере значение, необходимое для удержания оси 202 в условиях контролируемого проскальзывания. В этом случае, только когда устройства 210, 212 отсчета времени достигли значения, соответственно, T1, T2, в частности, устройство 210 отсчета времени, переведет свой выход 213 в логическое состояние 0, отключив переключающий элемент 202, сняв подачу питания на соленоиды 204, 205, возвращая систему в состояние наполнения с последующим торможением, даже если колеса блокируются. В этом конкретном случае тормозной цилиндр остается неоправданно и на все время T1, T2 без приложенного тормозного давления, тогда как вместо этого из соображений безопасности было бы целесообразно восстановить тормозное давление, не дожидаясь истечения времени T1, T2.In response to a braking request, the braking system 110 increases the pressure 604 in the brake cylinder 211. Due to the low grip condition between the wheel 202 and the rail 240, when the axle braking force generated by the pressure 604 exceeds the available traction force, the wheel starts to slip. The estimated line speed 601 of the axle begins to differ from the line speed 602 of the train at time 603. The anti-slip device 201 immediately activates the emptying phase, causing a 0^1 transition in control signals 208, 208 to turn on the pneumatic solenoid valves, respectively, 220, 221. From time 603 the pressure starts to drop, and the timing devices 210, 212, activated by transitions 0 ^ 1, start timing, respectively, T1, T2. As a consequence of the pressure reduction 604, the instantaneous calculated linear velocity 601 of the axis 202 begins to recover when the positive slope tolerance region 605 is crossed. At the same time, due to an unexpected software or hardware malfunction of the microprocessor 207, the anti-slip device does not respond, the instantaneous calculated linear speed 601 of the axle 202 fully restores the instantaneous linear speed 602 of the vehicle, the pressure does not restore the original value, or at least the value necessary to hold axle 202 under controlled slip conditions. In this case, only when the timing devices 210, 212 have reached the value T1, T2 respectively, in particular the timing device 210, will set its output 213 to logic 0, turning off the switching element 202, de-energizing the solenoids 204, 205, returning the system to a filling state, followed by braking, even if the wheels are blocked. In this particular case, the brake cylinder unnecessarily remains for the entire time T1, T2 without applied brake pressure, while instead, for safety reasons, it would be advisable to restore the brake pressure without waiting for the time T1, T2 to expire.

Один из способов преодоления первых двух описанных случаев может состоять в том, чтобы перезапустить устройства отсчета времени до истечения времени T1, T2, эффективно принудительно увеличивая время T1, T2 и вызывая программные переходы 1 ^ 0 ^ 1 управляющих сигналов 208, 209, например, чтобы вызвать перезапуск устройств отсчета времени, но достаточно быстро, чтобы перекрываться механической инерцией пневматических электромагнитных клапанов 220, 221. В первом случае устройство противопроскальзывания может продолжать работать в правильном режиме работы; во втором случае для оси 202 будет обеспечена возможность восстановления мгновенной скорости до тех пор, пока она может достигать область 405 допустимых отклонений, что позволяет устройству противопроскальзывания повторно прикладывать минимальное давление. В некоторых случаях железнодорожные операторы запрашивали увеличение времени T1, T2 на основе реальных случаев, обычно происходящих в осенне-зимний период с ситуациями очень низкого сцепления, вызванными прелыми листьями или снегом, осевшими на рельсах на протяженных участках.One way to overcome the first two cases described could be to restart the timing devices before the time T1, T2 has elapsed, effectively forcibly increasing the time T1, T2 and causing program transitions 1^0^1 of the control signals 208, 209, for example, to cause the timing devices to restart, but fast enough to be overridden by the mechanical inertia of the pneumatic solenoid valves 220, 221. In the first case, the anti-slip device can continue to operate in the correct mode of operation; in the second case, the axle 202 will be allowed to recover the instantaneous speed as long as it can reach the tolerance region 405, which allows the anti-slip device to reapply the minimum pressure. In some cases, railway operators have requested an increase in T1, T2 times based on real cases, usually occurring in the autumn-winter period with very low grip situations caused by rotten leaves or snow deposited on the rails over long stretches.

С другой стороны, в третьем случае было бы целесообразно иметь очень короткие временные промежутки T1, T2, чтобы избежать, особенно в условиях аварийного торможения, пребывания в течение длительного времени без приложения давления к тормозному цилиндру в состоянии неисправного устройства противопроскальзывания.On the other hand, in the third case, it would be desirable to have very short time intervals T1, T2, in order to avoid, especially under emergency braking conditions, a long time without applying pressure to the brake cylinder in the state of a faulty anti-slip device.

При принятии решения о том, какие возможные решения следует принять, необходимо учитывать европейские правила:When deciding which possible solutions to take, European rules must be taken into account:

EN50126 Железнодорожные приложения. Спецификация и демонстрация надежности, доступности, ремонтопригодности и безопасности (RAMS). Основные требования и общий процесс (Railway applications. The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS).EN50126 Railway applications. Specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and security (RAMS). Basic requirements and general process (Railway applications. The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS).

- 4 040970- 4 040970

Basic requirements and generic process);basic requirements and generic process);

EN50128 Железнодорожные приложения - Системы связи, сигнализации и обработки - Программное обеспечение для систем управления и защиты железных дорог (Railway applications - Communications, signaling and processing systems -Software for railway control and protection systems);EN50128 Railway applications - Communications, signaling and processing systems - Software for railway control and protection systems;

EN50129 Железнодорожные приложения. Системы связи, сигнализации и обработки. Электронные системы сигнализации, связанные с безопасностью (Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Safety related electronic systems for signalling).EN50129 Railway applications. Communication, signaling and processing systems. Electronic signaling systems related to safety (Railway applications. Communication, signaling and processing systems. Safety related electronic systems for signaling).

В частности, стандарт EN50126 (согласно последней версии, опубликованной 8 марта 2019 г.) определяет методологию присвоения уровней безопасности SIL0/1/2/3/4 подсистемам на основе результатов анализа безопасности, а стандарты EN50128 и EN50129 (согласно последней версии, опубликованной 8 марта 2019 г.) определяют критерии проектирования, которые должны применяться к программным и аппаратным компонентам, соответственно, на основе назначенных уровней SIL. Основываясь на применении ранее процитированных стандартов, можно выразить следующие утверждения и концепции.In particular, the EN50126 standard (as of the latest version published on March 8, 2019) defines a methodology for assigning safety levels SIL0/1/2/3/4 to subsystems based on the results of a safety analysis, while EN50128 and EN50129 (as of the latest version published on 8 March 2019) define the design criteria to be applied to software and hardware components, respectively, based on assigned SIL levels. Based on the application of the previously cited standards, the following statements and concepts can be expressed.

Электронные системы, используемые для реализации функции рабочего торможения, обычно могут быть выполнены в соответствии с положениями, продиктованными вышеуказанными стандартами, ограничивая указанную реализацию уровнями безопасности не выше SIL2.The electronic systems used to implement the service braking function can usually be made in accordance with the provisions dictated by the above standards, limiting said implementation to safety levels no higher than SIL2.

Электронные системы, используемые для реализации функции экстренного торможения, могут быть выполнены в соответствии с положениями, продиктованными вышеуказанными правилами, ограничивая указанную реализацию уровнями безопасности не ниже SIL3.The electronic systems used to implement the emergency braking function may be implemented in accordance with the provisions dictated by the above rules, limiting said implementation to at least SIL3 safety levels.

Современные системы противопроскальзывания обычно производятся в соответствии с уровнями SIL2 стандартов EN50128, EN50129. Возможное решение для перезапуска устройств отсчета времени с быстрыми переходами 1 ^ 0 ^ 1 противоречит тому же условию безопасности, по которому вводятся эти устройства отсчета времени. Только конструкция, выполненная в соответствии с уровнем SIL > 3 по стандартам EN50128, EN50129, основанная на соблюдении надлежащих размеров всей системы противопроскальзывания и последующей рациональной реакции, может обеспечить адекватное и безопасное введение решения о перезапуске устройств отсчета времени при экстренном торможении.Modern anti-slip systems are usually manufactured in accordance with the SIL2 levels of the EN50128, EN50129 standards. A possible solution for restarting timers with fast transitions 1^0^1 contradicts the same safety condition that introduces these timers. Only a design made in accordance with SIL > 3 according to EN50128, EN50129, based on proper dimensions of the entire anti-slip system and subsequent rational response, can ensure an adequate and safe introduction of the decision to restart the timing devices during emergency braking.

Сложность алгоритмов противопроскальзывания, тот факт, что они все чаще используют адаптивные критерии, делает разработку систем противопроскальзывания в соответствии с уровнями безопасности SIL > 3 согласно стандартам EN50128, EN50129 чрезвычайно сложной и дорогой. Известно, что соотношение сложности разработки и стоимости сертификации между системами SIL < 2 и системами SIL > 3 обычно составляет от 1:20 до 1:40. Большой объем параметризации, сложность адаптации интерфейсов между алгоритмами противопроскальзывания, алгоритмами управления тормозами, алгоритмами синхронизации между пневматическим торможением и рекуперативным торможением, полученными с использованием приводных двигателей, требуют частичного непрерывного переписывания алгоритмов противопроскальзывания с последующей дорогостоящей повторной сертификацией SIL4 EN50128.The complexity of anti-slip algorithms, the fact that they are increasingly using adaptive criteria, makes the development of anti-slip systems in accordance with safety levels SIL > 3 according to EN50128, EN50129 standards extremely difficult and expensive. It is known that the ratio of development complexity and certification cost between SIL < 2 systems and SIL > 3 systems is usually between 1:20 and 1:40. The large amount of parameterization, the complexity of adapting interfaces between anti-slip algorithms, brake control algorithms, synchronization algorithms between air braking and regenerative braking obtained using drive motors, require partial continuous rewriting of anti-slip algorithms followed by costly re-certification of SIL4 EN50128.

Кроме того, использование устройства, разработанного в соответствии с уровнем SIL 2 EN50128, EN50129, которое фактически используется для уменьшения тормозной силы в течение определенного периода, противоречит обычному анализу безопасности для аварийного торможения, выполняемому в соответствии со стандартом EN50126. Фактически, это частый случай, когда железнодорожные операторы или агентства по безопасности теперь запрашивают блокировку устройств противопроскальзывания во время экстренного торможения, что противоречит необходимости включения устройства противопроскальзывания, особенно во время экстренного торможения, поскольку в этой ситуации необходимо иметь все средства, способствующие восстановлению сцепления и достижению кратчайшего пути до полной остановки.In addition, the use of a device designed in accordance with SIL 2 EN50128, EN50129, which is actually used to reduce the braking force for a certain period, is contrary to the normal safety analysis for emergency braking performed in accordance with EN50126. In fact, it is a frequent case that railway operators or safety agencies now request that the anti-slip devices be blocked during emergency braking, which contradicts the need to activate the anti-slip device, especially during emergency braking, since in this situation it is necessary to have all the means to help restore traction and achieve the shortest way to a complete stop.

Таким образом, в предшествующем уровне техники необходимо избегать выполнения действий по произвольному повторному запуску устройств отсчета времени посредством самого устройства противопроскальзывания, применяя только промежутки времена T1, T2, предусмотренные UIC и EN, дополнительно соглашаясь на блокировку устройства противопроскальзывания при экстренном торможении.Thus, in the prior art, it is necessary to avoid performing actions of arbitrary restarting of the timing devices by the anti-slip device itself, applying only the time intervals T1, T2 provided by UIC and EN, additionally agreeing to block the anti-slip device during emergency braking.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы избежать контрпродуктивных случаев использования известных устройств противопроскальзывания с помощью решения, которое снижает сложность и затраты на разработку.Thus, the aim of the present invention is to avoid the counterproductive uses of known anti-slip devices with a solution that reduces complexity and development costs.

Таким образом, в патенте описывается использование контролирующего устройства для железнодорожной системы противопроскальзывания. Контролирующее устройство выполнено с возможностью контролировать поведение соответствующей системы противопроскальзывания и путем применения непосредственных или опосредованных воздействий на устройства отсчета времени указанной системы противопроскальзывания, а также повышать ее общий уровень безопасности, чтобы достичь уровней безопасности, требуемых тормозными системами во время фазы экстренного торможения. Кроме того, улучшается вмешательство контролирующего устройства в работу устройств отсчета времени.Thus, the patent describes the use of a control device for a railway anti-slip system. The control device is configured to control the behavior of the corresponding anti-slip system and, by applying direct or indirect influences on the timing devices of the said anti-slip system, as well as to increase its overall safety level in order to achieve the safety levels required by the braking systems during the emergency braking phase. In addition, the intervention of the controlling device in the operation of timing devices is improved.

Кроме того, контролирующее устройство может заменить систему противопроскальзывания, если возникают неисправности указанной системы противопроскальзывания.In addition, the control device can replace the anti-slip system if malfunctions of said anti-slip system occur.

- 5 040970- 5 040970

Вышеуказанные и другие цели и преимущества достигаются, в соответствии с одним аспектом изобретения, с помощью контролирующего устройства, имеющего признаки, определенные в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения, содержание которых следует понимать как неотъемлемую часть настоящего описания.The above and other objects and advantages are achieved, in accordance with one aspect of the invention, using a control device having the features defined in claim 1 of the claims. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims, the content of which is to be understood as an integral part of the present description.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Теперь будут описаны функциональные и конструктивные особенности некоторых предпочтительных вариантов выполнения электронной системы управления аварийным и рабочим торможением, в соответствии с изобретением. Будет сделана ссылка на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает известную систему противопроскальзывания;The functional and structural features of some preferred embodiments of the electronic control system for emergency and service braking, in accordance with the invention, will now be described. Reference will be made to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows a known anti-slip system;

фиг. 2 - функциональный вариант выполнения системы управления системой противопроскальзывания;fig. 2 - functional version of the control system of the anti-slip system;

фиг. 3 - тенденцию изменения мгновенной скорости осей и вычисленной виртуальной скорости;fig. 3 - the trend of the instantaneous speed of the axes and the calculated virtual speed;

фиг. 4 - пояснительные графики первого контрпродуктивного случая схем отсчета времени согласно предшествующему уровню техники;fig. 4 are explanatory graphs of a first counterproductive case of prior art timing schemes;

фиг. 5 - пояснительные графики второго контрпродуктивного случая схем отсчета времени согласно предшествующему уровню техники;fig. 5 are explanatory graphs of a second counterproductive case of prior art timing schemes;

фиг. 6 - пояснительные графики третьего контрпродуктивного случая схем отсчета времени согласно предшествующему уровню техники;fig. 6 are explanatory diagrams of a third counterproductive case of prior art timing schemes;

фиг. 7 и 8 - соответственно, варианты выполнения контролирующего устройства;fig. 7 and 8 respectively, embodiments of the control device;

фиг. 9 - непрерывный обмен сигналами квитирования контролирующего устройства с системой противопроскальзывания для проверки правильности реакции устройства противопроскальзывания; и фиг. 10 посредством примера изображает обмен информацией между контролирующим устройством и системой противопроскальзывания, когда средство соединения состоит из коммуникационного канала.fig. 9 - continuous exchange of acknowledgment signals of the controlling device with the anti-slip system to check the correctness of the reaction of the anti-slip device; and fig. 10 shows by way of example the exchange of information between the control device and the anti-slip system when the connection means consists of a communication channel.

Подробное описаниеDetailed description

Прежде чем подробно объяснять множество вариантов выполнения изобретения, следует отметить, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и конфигурацией компонентов, представленных в последующем описании или показанных на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты выполнения и быть реализовано или практически осуществлено различными способами. Также следует понимать, что фразеология и терминология предназначены для описательных целей и не должны рассматриваться как ограничивающие. Использование слов включать и содержать и их вариации подразумевает включение элементов, цитируемых после них, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов и их эквивалентов.Before explaining in detail the many embodiments of the invention, it should be noted that the invention is not limited in its application to the details of construction and configuration of components presented in the following description or shown in the drawings. The invention may have other embodiments and be carried out or practiced in various ways. It should also be understood that the phraseology and terminology are for descriptive purposes and should not be construed as limiting. The use of the words include and contain and their variations implies the inclusion of elements quoted after them and their equivalents, as well as additional elements and their equivalents.

Ниже описан первый вариант выполнения контролирующего устройства 701, 801 для отслеживания работы устройства 703, 803 противопроскальзывания железнодорожной тормозной системы.The first embodiment of the monitoring device 701, 801 for monitoring the operation of the anti-slip device 703, 803 of the railway brake system is described below.

Устройство противопроскальзывания предназначено для приема сигналов мгновенных скоростей, по меньшей мере от двух осей 102, ..., 105, для управления давлением в тормозных цилиндрах 111, ..., 114, связанных с осями 102, ..., 105, с помощью блоков (117 ... 120) электроклапанов для предотвращения блокировки осей (102 ... 105) и управления проскальзыванием указанных осей (102 ... 105) путем регулирования давления в тормозных цилиндрах (111, ..., 114), связанных с осями 102, ..., 105 с помощью блоков 117, ..., 120 электроклапанов.The anti-slip device is designed to receive signals of instantaneous speeds from at least two axes 102, ..., 105, to control the pressure in the brake cylinders 111, ..., 114 associated with the axes 102, ..., 105, using blocks (117 ... 120) of solenoid valves to prevent blocking of the axles (102 ... 105) and to control the slipping of the specified axles (102 ... 105) by regulating the pressure in the brake cylinders (111, ..., 114) associated with axes 102, ..., 105 using blocks 117, ..., 120 electrovalves.

Каждый блок 117, ..., 120 электроклапанов содержит два пневматических электромагнитных клапана 220, 221. Каждый пневматический электромагнитный клапан 220, 221 содержит устройство 210, 212, 726, 727, 826, 827 отсчета времени, выполненное с возможностью измерения времени подачи питания соответствующего пневматического электромагнитного клапана 220, 221, и генерации сигнала, предназначенного для отключения соответствующего пневматического электромагнитного клапана 220, 221, если измеренное время подачи питания соответствующего пневматического электромагнитного клапана 220, 221 превышает заранее заданное предварительно загруженное значение T1, T2 времени.Each electrovalve block 117, ..., 120 contains two pneumatic solenoid valves 220, 221. Each pneumatic solenoid valve 220, 221 contains a timing device 210, 212, 726, 727, 826, 827, configured to measure the power supply time of the corresponding pneumatic solenoid valve 220, 221, and generating a signal for turning off the respective pneumatic solenoid valve 220, 221 if the measured power-on time of the respective pneumatic solenoid valve 220, 221 exceeds a predetermined preloaded time value T1, T2.

Контролирующее устройство 701, 801 выполнено с возможностью получать мгновенные расчетные линейные скорости 301, ..., 304, связанные с осями 102, ..., 105, управляемыми устройством 703, 803 противопроскальзывания, сравнивать мгновенные расчетные линейные скорости 301, ..., 304, связанные с осями 102, ..., 105, с линейной опорной скоростью (306) железнодорожного транспортного средства, отслеживать состояние давлений в тормозных цилиндрах 111, ..., 114.The control device 701, 801 is configured to obtain the instantaneous estimated linear speeds 301, ..., 304 associated with the axes 102, ..., 105 controlled by the anti-slip device 703, 803, compare the instantaneous calculated linear speeds 301, ..., 304, associated with the axes 102, ..., 105, with the linear reference speed (306) of the railway vehicle, monitor the state of the pressures in the brake cylinders 111, ..., 114.

Контролирующее устройство 701, 801 также выполнено с возможностью определять, для каждой оси в фазе проскальзывания, правильно ли работает устройство 703, 803 противопроскальзывания или оно работает некорректно, в зависимости от заранее заданных рабочих условий, включая заранее заданные тенденции каждой из расчетных мгновенных линейных скоростей 301, ..., 304, связанных с осями 102, ..., 105 в фазе проскальзывания, относительно опорной линейной скорости 306 железнодорожного транспортного средства, в связи с каждым из давлений в тормозных цилиндрах 111, ..., 114, связанных с осями 102, ..., 105.The control device 701, 801 is also configured to determine, for each axis in the slip phase, whether the anti-slip device 703, 803 is operating correctly or not, depending on predetermined operating conditions, including predetermined trends of each of the estimated instantaneous linear speeds 301 , . 102, ..., 105.

Кроме того, контролирующее устройство 701, 801 выполнено с возможностью поддерживать,In addition, the controller 701, 801 is configured to support,

- 6 040970 уменьшать или отменять предварительно загруженное значение T1, T2 времени по меньшей мере в одном из устройств 726, 727, 826, 827 отсчета времени, связанных с осями 102, ... 105, в фазе проскальзывания, во время выполнения подсчета указанных предварительно загруженных времен T1, T2 указанными устройствами 726, 727, 826, 827 отсчета времени, когда контролирующее устройство 701, 801 определяет, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает неправильно.- 6 040970 reduce or cancel the pre-loaded time value T1, T2 in at least one of the timers 726, 727, 826, 827 associated with the axes 102, ... 105, in the slip phase, during the execution of the counting of the specified loaded times T1, T2 by said timing devices 726, 727, 826, 827 when the controller 701, 801 determines that the anti-slip device 703, 803 is not working properly.

Таким образом, контролирующее устройство 701, 801 предназначено для прямого или опосредованного воздействия на устройства отсчета времени.Thus, the control device 701, 801 is intended to act directly or indirectly on the timing devices.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 дополнительно выполнено с возможностью поддерживать или увеличивать предварительно загруженное значение T1, T2 времени по меньшей мере в одном устройстве 726, 727, 826, 827 отсчета времени во время подсчета указанных предварительно загруженных времен T1, T2 указанными устройствами 726, 727, 826, 827 отсчета времени, связанными с осями 102 ... 105 в фазе проскальзывания, когда контролирующее устройство определяет, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает правильно.Preferably, the control device 701, 801 is further configured to maintain or increase the preloaded time value T1, T2 in at least one timer 726, 727, 826, 827 while said preloaded times T1, T2 are being counted by said devices 726, 727, 826, 827 timing associated with the axes 102 ... 105 in the phase of slip, when the controller determines that the device 703, 803 anti-slip is working correctly.

Предпочтительно можно определить, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает правильно, если оси в состоянии проскальзывания принимают одно из следующих заранее определенных рабочих условий:Preferably, it can be determined that the anti-slip device 703, 803 is operating correctly if the axles in the slip state assume one of the following predetermined operating conditions:

расчетная мгновенная линейная скорость 401 осей включена в область 405 допустимых отклонений по меньшей мере в течение заранее заданного времени TP1;the estimated instantaneous linear speed 401 of the axes is included in the tolerance range 405 for at least a predetermined time TP1;

расчетная мгновенная линейная скорость 501 осей характеризуется наличием мгновенного ускорения, превышающего заранее заданный порог As ускорения, по меньшей мере в течение заранее заданного времени TP2.the calculated instantaneous linear velocity 501 of the axes is characterized by having an instantaneous acceleration exceeding a predetermined acceleration threshold As for at least a predetermined time TP2.

Область 405, 505, 605 допустимых отклонений может зависеть от линейной опорной скорости 402, 502, 602.The tolerance area 405, 505, 605 may be dependent on the linear speed reference 402, 502, 602.

Предпочтительно можно определить, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает некорректно, если по меньшей мере одна ось в состоянии проскальзывания принимает одно из следующих заранее заданных рабочих условий:Preferably, it can be determined that the anti-slip device 703, 803 does not operate correctly if at least one axle in the slip state assumes one of the following predetermined operating conditions:

значение мгновенного давления 604 тормозного цилиндра, связанного с указанной по меньшей мере одной осью в состоянии проскальзывания, соответствует состоянию поддержания, в котором значение давления в тормозном цилиндре поддерживается постоянным, или состоянию опорожнения, при котором значение давления в тормозном цилиндре равно нулю, одновременно с мгновенным значением 606 линейной скорости, связанным с указанным мгновенным давлением 604, характеризующейся тем, что она номинально равна линейной опорной скорости транспортного средства 602 в течение заданного времени TP3;the instantaneous pressure value 604 of the brake cylinder associated with said at least one axle in the slipping state corresponds to the holding state in which the brake cylinder pressure value is maintained constant, or the emptying state in which the brake cylinder pressure value is zero, simultaneously with the instantaneous a line speed value 606 associated with said instantaneous pressure 604, characterized in that it is nominally equal to the line speed reference of the vehicle 602 for a given time TP3;

значение мгновенного давления 604 тормозного цилиндра, связанного с указанной по меньшей мере одной осью в состоянии проскальзывания, соответствует состоянию поддержания или опорожнения, одновременно со значением 607 мгновенной линейной скорости, связанным с указанным мгновенным давлением 604, характеризующейся развитием за пределами области 605 допустимых отклонений с ускорением ниже заранее заданного значения As в течение заранее заданного времени TP3.an instantaneous pressure value 604 of a brake cylinder associated with said at least one axle in a slipping state corresponds to a holding or emptying state, simultaneously with an instantaneous linear velocity value 607 associated with said instantaneous pressure 604, characterized by development outside the tolerance zone 605 with acceleration below a predetermined value As for a predetermined time TP3.

Предпочтительно можно определить, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает некорректно, если процедура непрерывного управления между контролирующим устройством 701, 801 и устройством 703, 803 противопроскальзывания настроена неправильно.Preferably, it can be determined that the anti-slip device 703, 803 does not work correctly if the continuous control procedure between the controller 701, 801 and the anti-slip device 703, 803 is set incorrectly.

Процедура непрерывного управления может включать обмен первым главным сигналом 901, сгенерированным контролирующим устройством 701, 801 и принятым устройством 703, 803 противопроскальзывания, и вторым подчиненным сигналом 902, сгенерированным устройством 703, 803 противопроскальзывания и принятым контролирующим устройством 701, 801.The continuous control procedure may include exchanging a first master signal 901 generated by the controller 701, 801 and received by the anti-creep device 703, 803 and a second slave signal 902 generated by the anti-creep device 703, 803 and received by the controller 701, 801.

Главный сигнал 901 имеет непрерывные переходы S1, ..., Sn логических состояний, определенные контролирующим устройством 701, 801, а подчиненный сигнал имеет переходы A1, ..., An логических состояний ответа, генерируемые устройством 703, 803 противопроскальзывания в ответ на переходы S1, ..., Sn главного сигнала 901.The master signal 901 has continuous logic state transitions S1, ..., Sn defined by the controller 701, 801, and the slave signal has the response logic state transitions A1, ..., An generated by the anti-slip device 703, 803 in response to the S1 transitions. , ..., Sn of the main signal 901.

Переходы A1,..., An логических состояний ответа должны происходить в течение времени TOK, начиная с соответствующего перехода S1,..., S3 главного сигнала 901, так что считается, что указанное устройство 703, 803 противопроскальзывания работает правильно.The logic response state transitions A1,..., An must occur within the time TOK starting from the corresponding transition S1,..., S3 of the main signal 901, so that said anti-slip device 703, 803 is considered to be operating correctly.

Или же процедура непрерывного управления может включать непрерывное формирование запросов 1030 информации, генерируемых контролирующим устройством 701, 801 и принимаемых устройством 703, 803 противопроскальзывания, и ответов 1031 на запросы 1030 информации.Alternatively, the continuous control procedure may include continuously generating information requests 1030 generated by the control device 701, 801 and received by the anti-slip device 703, 803, and responses 1031 to information requests 1030.

Ответы 1031 генерируются устройством 703, 803 противопроскальзывания и принимаются контролирующим устройством 701, 801. Запросы информации принимаются контролирующим устройством 801, 803 случайным образом из заранее определенного списка 1020, предварительно загруженного в энергонезависимую память контролирующего устройства 801, 803.Responses 1031 are generated by the anti-slip device 703, 803 and received by the controller 701, 801. Requests for information are received by the controller 801, 803 randomly from a predetermined list 1020 preloaded into the controller's non-volatile memory 801, 803.

Ответы 1031 вычисляются независимо устройством 703, 803 противопроскальзывания и контролирующим устройством 701, 801.The responses 1031 are calculated independently by the anti-slip device 703, 803 and the controller 701, 801.

Считается, что устройство 703, 803 противопроскальзывания работает правильно, пока контролиThe anti-slip device 703, 803 is considered to be operating correctly as long as the controls

- 7 040970 рующее устройство видит соответствие между ответом, вычисленным им самим, и ответом 1031, отправленным устройством противопроскальзывания.- 7 040970 The steering device sees a match between the answer calculated by itself and the answer 1031 sent by the anti-slip device.

В дополнительном аспекте отслеживание состояния давления в тормозном цилиндре 111, ..., 114 может осуществляться непосредственно с помощью датчиков 222, 223 давления, специфичных для каждого блока 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания, связанного с каждым тормозным цилиндром 111, ..., 114. Один из двух пневматических электромагнитных клапанов 220, 221 может быть пневматическим электромагнитным клапаном 220 наполнения. Датчики 222, 223 давления могут соответственно показывать тормозное давление перед каждым электромагнитным пневматическим клапаном 220 наполнения блоков 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания и давление в каждом тормозном цилиндре 111, ..., 114.In a further aspect, the pressure status of the brake cylinder 111, ..., 114 can be monitored directly by pressure sensors 222, 223 specific to each anti-slip valve block 117, ..., 120 associated with each brake cylinder 111, .. ., 114. One of the two pneumatic solenoid valves 220, 221 may be a filling pneumatic solenoid valve 220. The pressure sensors 222, 223 can respectively indicate the brake pressure in front of each electromagnetic pneumatic valve 220 filling blocks 117, ..., 120 anti-slip valves and the pressure in each brake cylinder 111, ..., 114.

Предпочтительно, отслеживание состояния давления в тормозном цилиндре 111, ..., 114 может осуществляться опосредованно путем наблюдения за состоянием управляющих сигналов 208, 209, относящихся к каждому блоку 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания, связанному с каждым тормозным цилиндром 111, ..., 114.Preferably, monitoring the state of the pressure in the brake cylinder 111, ..., 114 can be carried out indirectly by monitoring the state of the control signals 208, 209 related to each anti-slip valve block 117, ..., 120 associated with each brake cylinder 111, . .., 114.

В дополнительном аспекте предварительно загруженное значение времени T1, T2 может иметь значение больше или равное нулю секунд и меньше десяти секунд.In a further aspect, the preloaded time value T1, T2 may be greater than or equal to zero seconds and less than ten seconds.

Контролирующее устройство 701, 801 предпочтительно может быть выполнено с возможностью вычисления линейной опорной скорости 306, 402, 502, 602 железнодорожного транспортного средства посредством операций, выполняемых с мгновенными скоростями 301, ..., 304 осей 102, ..., 105 и по меньшей мере с одной вычисленной виртуальной скоростью 305.The controller 701, 801 may preferably be configured to calculate the linear reference speed 306, 402, 502, 602 of the railway vehicle through operations performed at the instantaneous speeds 301, ..., 304 of the axles 102, ..., 105 and at least at least one computed virtual speed 305.

Контролирующее устройство 701, 801 может быть дополнительно выполнено с возможностью вычисления линейной опорной скорости 306, 402, 502, 602 соответствующего железнодорожного транспортного средства с помощью операций, выполняемых с дополнительными мгновенными значениями скорости осей, связанных с дополнительными контролирующими устройствами или устройствами противопроскальзывания, связанными с тем же железнодорожным поездом. Дополнительные контролирующие устройства и устройства противопроскальзывания могут быть подключены к контролирующему устройству 701, 801 посредством коммуникационной сети.The controller 701, 801 may be further configured to calculate the linear reference speed 306, 402, 502, 602 of the respective rail vehicle with operations performed on additional instantaneous axle speeds associated with additional controllers or anti-slip devices associated with the or by railroad train. Additional control devices and anti-slip devices can be connected to the control device 701, 801 via a communication network.

Вышеуказанные дополнительные значения скорости могут передаваться генерирующими устройствами согласно стандарту EN50159 через указанную коммуникационную сеть в соответствии с уровнем безопасности, равным или превышающим уровень безопасности, используемый для разработки контролирующего устройства 701, 801.The above additional speeds can be transmitted by EN50159 generating devices through the specified communication network in accordance with a security level equal to or greater than the security level used to design the 701, 801 control device.

В еще одном дополнительном аспекте контролирующее устройство 701, 801 может быть выполнено с возможностью отправки команд устройству противопроскальзывания 703, 803. Команды представляют собой команды, требующие логических переходов на управляющие выходы 208, 209, и отправляются через соединительное средство 750, 850. Соединительное средство 750, 850, таким образом, может соединять контролирующее устройство 701, 801 с устройством 703, 803 противопроскальзывания. Соединительное средство 750, 850 может содержать один или более цифровых сигналов или коммуникационный канал. Множество цифровых аппаратных сигналов может обеспечить простой обмен сигналами квитирования.In yet another additional aspect, the control device 701, 801 may be configured to send commands to the anti-slip device 703, 803. The commands are commands that require logical transitions to the control outputs 208, 209 and are sent through the connection means 750, 850. The connection means 750 , 850 can thus connect the control device 701, 801 to the anti-slip device 703, 803. Connecting means 750, 850 may include one or more digital signals or a communication channel. A plurality of digital hardware signals can provide a simple exchange of handshake signals.

Коммуникационным каналом может быть, например, но не исключительно, RS232, RS485, CAN.The communication channel may be, for example, but not exclusively, RS232, RS485, CAN.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701 может быть выполнено с возможностью повторного считывания текущего значения остаточного времени с устройств 726, 727 отсчета времени каждого блока 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания и для повторной загрузки указанных устройств 726, 727 отсчета времени значением выше, чем одно повторное считывание, в случае, когда предполагается продлить оставшееся время, подлежащее подсчету. Или же контролирующее устройство 701 может быть выполнено с возможностью повторной загрузки указанных устройств 726, 727 отсчета времени значением, меньшим, чем одно повторное считывание, или нулевым значением, в случае, когда оно предназначено для реализации уменьшения или обнуления оставшегося времени, подлежащего подсчету.Preferably, the control device 701 can be configured to re-read the current value of the residual time from the timing devices 726, 727 of each anti-slip valve block 117, ..., 120 and to reload these timing devices 726, 727 with a value higher than one re-reading, in case it is intended to extend the remaining time to be counted. Alternatively, the control device 701 may be configured to reload said timing devices 726, 727 with a value less than one reread, or zero, in case it is intended to implement a reduction or zeroing of the remaining time to be counted.

Контролирующее устройство может быть выполнено с возможностью повторно считывать текущее значение остаточного времени внутренних счетчиков 828, 829, связанных с устройствами 826, 827 отсчета времени каждого блока 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания;The control device may be configured to re-read the current value of the remaining time of the internal counters 828, 829 associated with the timing devices 826, 827 of each anti-slip valve block 117, ..., 120;

если предполагается продлить оставшееся время для подсчета, повторно запускать устройства 826, 827 отсчета времени, относящиеся к соответствующей оси 112, ..., 115, и повторно загрузить внутренние счетчики 828, 829, связанные с устройствами. 826, 827 отсчета времени предварительно загруженными значениями T1, T2 времени, присущими устройствам 826, 827 отсчета времени;if it is intended to extend the remaining time for counting, restart the timing devices 826, 827 associated with the corresponding axis 112, ..., 115, and reload the internal counters 828, 829 associated with the devices. 826, 827 timing pre-loaded values T1, T2 time inherent in the devices 826, 827 timing;

если предполагается обнулить оставшееся время для подсчета, перезапускать устройства 826, 827 отсчета времени, относящиеся к соответствующей оси 112, ..., 115, и обнулить внутренние счетчики 828, 829, связанные с устройствами 826, 827 отсчета времени.if it is intended to reset the remaining time for counting, restart the timing devices 826, 827 associated with the corresponding axis 112, ..., 115, and reset the internal counters 828, 829 associated with the timing devices 826, 827.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 может быть выполнено с возможностью опосредованного перезапуска устройств 726, 727, 826, 827 отсчета времени, вызывающих изменение 404 давления, достаточное для того, чтобы вызвать выход мгновенной расчетной линейной скорости 401Preferably, the controller 701, 801 may be configured to indirectly restart the timing devices 726, 727, 826, 827 causing a pressure change 404 sufficient to cause the instantaneous calculated linear velocity 401 to be output.

- 8 040970 из области 405 допустимых отклонений. Изменение 401 давления может быть получено путем воздействия на соответствующие сигналы 720, 721, 820, 821.- 8 040970 from the area of 405 tolerances. Change 401 pressure can be obtained by acting on the corresponding signals 720, 721, 820, 821.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 может быть выполнено с возможностью блокирования устройства 703, 803 противопроскальзывания с помощью соответствующих сигналов 720, 721, 820, 821 для непосредственного приведения в действие клапанов противопроскальзывания 117, ..., 120 посредством дополнительных сигналов 732, 733, 832, 833 для работы алгоритма противопроскальзывания.Preferably, the control device 701, 801 can be configured to block the anti-slip device 703, 803 with appropriate signals 720, 721, 820, 821 to directly actuate the anti-slip valves 117, ..., 120 through additional signals 732, 733, 832, 833 for the anti-slip algorithm to work.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 может быть выполнено с возможностью блокирования устройства 703, 803 противопроскальзывания с помощью соответствующих сигналов 720, 721, 820, 821 и для непосредственного управления блоками 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания через дополнительные сигналы 732, 733, 832, 833 для работы алгоритма антиблокировки.Preferably, the control device 701, 801 can be configured to block the anti-slip device 703, 803 using the appropriate signals 720, 721, 820, 821 and to directly control the blocks 117, ..., 120 of the anti-slip valves through additional signals 732, 733, 832, 833 for the anti-blocking algorithm to work.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 может содержать сторожевую схему 706, 806, предназначенную для контроля правильной работы контролирующего устройства 701, 801. Сторожевая схема 706, 806 имеет переключающий элемент 710, 810, размещенный последовательно на питающей ветви соленоидов 714, 715, 814, 815, присущих блокам 117, ..., 120 клапанов противопроскальзывания. Переключающий элемент 710, 810 может быть установлен в замкнутом состоянии сторожевой схемой 706, 806, когда сторожевая схема 706, 806 видит правильную работу указанного контролирующего устройства 701, 801. Переключающий элемент 710, 810 может быть установлен в разомкнутом состоянии сторожевой схемой 706, 806, когда сторожевая схема 706, 806 видит некорректную работу контролирующего устройства 701, 801.Preferably, the controller 701, 801 may include a watchdog 706, 806 to monitor the correct operation of the controller 701, 801. The watchdog 706, 806 has a switching element 710, 810 placed in series on the supply branch of the solenoids 714, 715, 814, 815 inherent in blocks 117, ..., 120 anti-slip valves. The switching element 710, 810 can be set in the closed state by the watchdog 706, 806 when the watchdog 706, 806 sees the correct operation of said controller 701, 801. The switching element 710, 810 can be set in the open state by the watchdog 706, 806, when the watchdog 706, 806 detects that the controller 701, 801 is not working properly.

Контролирующее устройство может дополнительно содержать элемент 704, 804 аварийного переключения, размещенный параллельно переключающему элементу 710, 810. Элемент 704, 804 аварийного переключения может находиться в замкнутом состоянии, когда сигнал 705, 805 аварийного запроса находится в неактивном состоянии, и в разомкнутом состоянии, когда сигнал 705, 805 аварийного запроса находится в активном состоянии.The control device may further comprise an emergency switch element 704, 804 placed in parallel with the switching element 710, 810. The failover element 704, 804 may be in a closed state when the alarm request signal 705, 805 is in an inactive state and in an open state when the alarm request signal 705, 805 is active.

Предпочтительно, контролирующее устройство 701, 801 разработано в соответствии с уровнями SIL > 3 относительно стандартов EN50128 и EN50129. Кроме того, вышеуказанные дополнительные значения скорости будут генерироваться генерирующими устройствами в соответствии со стандартами EN50128, EN50129 в соответствии с уровнем, равным или превышающим уровень безопасности, используемый для разработки контролирующего устройства 701, 801.Preferably, the control device 701, 801 is designed in accordance with SIL levels > 3 in relation to EN50128 and EN50129 standards. In addition, the above additional speeds will be generated by generating devices in accordance with EN50128, EN50129 standards in accordance with a level equal to or greater than the safety level used to design the control device 701, 801.

В дополнительном аспекте контролирующее устройство 701, 801 может быть реализовано посредством резервных микропроцессорных схем, или посредством резервных программируемых логических схем, или посредством по меньшей мере одной микропроцессорной схемы и по меньшей мере одной программируемой логической схемы.In a further aspect, the controller 701, 801 may be implemented by redundant microprocessor circuits, or by redundant programmable logic circuits, or by at least one microprocessor circuit and at least one programmable logic circuit.

Предпочтительно, устройства 726, 727 отсчета времени и прилагаемые логические функции 722, 723, 734, 735 могут быть реализованы внутри контролирующего устройства. Функции, эквивалентные устройствам 726, 727 отсчета времени и прилагаемым логическим функциям 722, 723, 734, 735, могут быть реализованы посредством программного кода или внутри программируемых логических схем.Preferably, timing devices 726, 727 and accompanying logic functions 722, 723, 734, 735 may be implemented within the controller. Functions equivalent to the timing devices 726, 727 and the accompanying logic functions 722, 723, 734, 735 may be implemented via program code or within programmable logic circuits.

Фиг. 7 и 8 изображают некоторые неисключительные примеры вариантов выполнения.Fig. 7 and 8 depict some non-exclusive examples of embodiments.

Один пример варианта выполнения подробно описан ниже.One exemplary embodiment is detailed below.

Контролирующее устройство 701, 801 принимает два или большее количество сигналов 702, 802 мгновенной скорости осей 102, 103, 104, 105, поступающих от датчиков 106, 107, 108, 109 скорости. Например, но не исключительно, посредством способа, ранее описанного и проиллюстрированного на фиг. 4, контролирующее устройство 701, 801 вычисляет мгновенную линейную скорость транспортного средства в реальном времени. Кроме того, не показано на фиг. 7, 8, контролирующее устройство 701, 801 подключено через коммуникационную шину к другим бортовым системам, таким как, например, но не исключительно, другие контролирующие или устройства противопроскальзывания, от которых оно может получать информацию о скорости других осей.The controller 701, 801 receives two or more instantaneous speed signals 702, 802 of the axles 102, 103, 104, 105 from speed sensors 106, 107, 108, 109. For example, but not exclusively, through the method previously described and illustrated in FIG. 4, the controller 701, 801 calculates the instantaneous line speed of the vehicle in real time. Also, not shown in FIG. 7, 8, the controller 701, 801 is connected via a communication bus to other on-board systems, such as, for example, but not limited to, other controllers or anti-slip devices, from which it can receive information about the speed of other axles.

Поскольку вычисленная мгновенная линейная скорость транспортного средства играет непосредственную роль в анализе состояния отслеживаемой системы противопроскальзывания, функция условного вычисления имеет тот же уровень безопасности, которому должно подчиняться контролирующее устройство 701, 801. По этой причине передача информации о скорости осей, принадлежащих другим бортовым системам, также должна выполняться в соответствии с описанными процедурами для тех же уровней безопасности, которым подчиняется контролирующее устройство 701, 801, в соответствии с европейским стандартом EN50159 Железнодорожные приложения - Системы связи, сигнализации и обработки - Связь, относящаяся к безопасности, в системах передачи.Since the calculated instantaneous linear speed of the vehicle plays a direct role in the analysis of the state of the monitored anti-slip system, the conditional calculation function has the same level of security that the control device 701, 801 must obey. For this reason, the transmission of information about the speed of axles belonging to other on-board systems is also must be carried out in accordance with the procedures described for the same levels of security to which the control device 701, 801 is subject, in accordance with the European standard EN50159 Railway applications - Communications, signaling and processing systems - Communications related to safety in transmission systems.

Одни и те же два или большее количество сигналов 752, 852 мгновенной скорости осей 102, 103, 104, 105 принимаются устройством 703, 803 противопроскальзывания для выполнения алгоритма противопроскальзывания. В качестве альтернативы, сигналы 752, 852 мгновенной скорости могут быть сгенерированы и переданы контролирующим устройством 701, 801 для устройства 703, 803 противопроскальзывания в качестве воспроизведения сигналов 702, 802 мгновенной скорости. В качестве дополнительной альтернативы, сигналы 752, 852 мгновенной скорости могут генерироваться контролирующим устройстThe same two or more instantaneous speed signals 752, 852 of the axles 102, 103, 104, 105 are received by the anti-slip device 703, 803 to execute the anti-slip algorithm. Alternatively, the instantaneous speed signals 752, 852 may be generated and transmitted by the controller 701, 801 to the anti-slip device 703, 803 as a reproduction of the instantaneous speed signals 702, 802. As a further alternative, the instantaneous speed signals 752, 852 may be generated by the controller.

- 9 040970 вом 701, 801 и передаваться на устройство 703, 803 противопроскальзывания через соединительное средство 750, 850.- 9 040970 PTO 701, 801 and transmitted to the anti-slip device 703, 803 through the connecting means 750, 850.

Сигнал 705, 805 экстренного торможения может находиться в неактивном состоянии, чтобы указывать на отсутствие запроса на экстренное торможение, он находится в активном состоянии, чтобы указывать на наличие запроса на экстренное торможение.The emergency brake signal 705, 805 may be in an inactive state to indicate that there is no emergency brake request, it is in an active state to indicate that there is an emergency brake request.

Переключающий элемент 704, 804 находится в замкнутом состоянии, когда сигнал 705, 805 экстренного торможения является неактивным. Переключающий элемент 704, 804 находится в разомкнутом состоянии, когда сигнал 705, 805 экстренного торможения является активным.The switching element 704, 804 is in the closed state when the emergency brake signal 705, 805 is inactive. The switching element 704, 804 is in the open state when the emergency brake signal 705, 805 is active.

Функция сторожевого устройства 706, 806 поддерживает свой выход 711, 811 на логическом уровне 1, пока указанная функция сторожевого устройства 706, 806 подтверждает правильность работы контролирующего устройства 701, 801, и переключает свой выход 711, 811. до логического уровня 0, когда указанная сторожевая схема 706, 806 подтверждает неправильную работу контролирующего устройства 701, 801.The watchdog function 706, 806 maintains its output 711, 811 at logic level 1 while said watchdog function 706, 806 confirms that the watchdog 701, 801 is operating correctly and switches its output 711, 811 to logic level 0 when the specified watchdog circuit 706, 806 confirms the incorrect operation of the control device 701, 801.

В правильном рабочем состоянии, поскольку сигнал на выходе 711,811 находится на логическом уровне 1, контролирующее устройство 701, 801 может замкнуть переключающий элемент 710, 810, переводя внутренний сигнал 708, 808 на логический уровень 1. Переключающий элемент 710, 810 размыкается сигналом 709, 809, когда внутренний сигнал 708, 808 переводится на логический уровень 0 контролирующим устройством 701, 801, или же когда сторожевая схема 706, 806 обнаруживает ошибку в работе контролирующего устройства 701, 801.In the correct operating state, since the output 711,811 is at logic level 1, the controller 701, 801 can close the switching element 710, 810, setting the internal signal 708, 808 to logic level 1. The switching element 710, 810 is opened by the signal 709, 809 when the internal signal 708, 808 is driven to logic level 0 by the controller 701, 801, or when the watchdog 706, 806 detects an error in the controller 701, 801.

Системы безопасности, разработанные в соответствии со стандартом EN50126, требуют наличия безопасного состояния или состояния, при котором целевой уровень безопасности проекта гарантируется при наличии неисправности, которая приводит к полной неэффективности самой системы безопасности.Safety systems designed in accordance with EN50126 require a safe state, or a state in which the design safety target is guaranteed in the presence of a fault that renders the safety system itself completely ineffective.

В системе противопроскальзывания, управляемой системой безопасности более высокого уровня, безопасное состояние - это, например, но не исключительно, состояние блокировки системы во время экстренного торможения.In an anti-skid system controlled by a higher level safety system, the safe state is, for example, but not exclusively, the state of the system locking during emergency braking.

Параллельность переключающих элементов 710, 704 или 810, 804 составляет безопасное состояние системы: если на контролирующем устройстве 701, 801 произойдет сбой, который не позволяет ему выполнять безопасные действия по контролю, согласно которым система противопроскальзывания 703, 803 может работать во время экстренного торможения, сторожевая схема приводит переключающий элемент 710 в разомкнутое состояние, позволяя сигналу 705, 805 экстренного торможения в активном состоянии экстренного торможения прекращать подачу питания на соленоиды 714, 715 или 814, 815, размыкать переключатель 704, 804, приводя всю систему в состояние запрета функции противопроскальзывания во время экстренного торможения. Если требуется заблокировать функцию противопроскальзывания даже во время рабочего торможения, если на контролирующем устройстве 701, 801 происходит сбой, который не позволяет ему выполнять безопасные действия по контролю, сигнал 730, 830 подключается к сигналу соответственно, 709, 809. Таким образом, сторожевое устройство 706, 806 блокирует устройство 703, 803 противопроскальзывания также во время рабочего торможения, размыкая переключающий элемент 731, 831, когда в контролирующем устройстве 701, 801 обнаруживается неисправность.The parallelism of the switching elements 710, 704 or 810, 804 constitutes a safe state of the system: if a failure occurs on the control device 701, 801 that prevents it from performing safe control actions, according to which the anti-slip system 703, 803 can operate during emergency braking, the watchdog the circuit causes the switching element 710 to open, allowing the emergency brake signal 705, 805 to de-energize the solenoids 714, 715 or 814, 815, to open the switch 704, 804, putting the entire system in the anti-slip function inhibit state during emergency braking. If it is desired to block the anti-slip function even during service braking, if the supervisor 701, 801 experiences a failure that prevents it from performing safe monitoring actions, the signal 730, 830 is connected to the signal 709, 809 respectively. Thus, the watchdog 706 , 806 blocks the anti-slip device 703, 803 also during service braking by opening the switching element 731, 831 when a fault is detected in the control device 701, 801.

Переключающий элемент 712, 812 функционально соответствует переключающему элементу 202, используемому для подачи питания на соленоид 715, 815, соответствующий соленоиду 204 пневматического электромагнитного клапана 220. Переключающий элемент 713, 813 функционально соответствует переключающему элементу 203, используемому для подачи питания на соленоид 714, 814, соответствующий соленоиду 205 пневматического электромагнитного клапана 221.The switching element 712, 812 is functionally equivalent to the switching element 202 used to energize the solenoid 715, 815 corresponding to the solenoid 204 of the pneumatic solenoid valve 220. The switching element 713, 813 is functionally corresponding to the switching element 203 used to energize the solenoid 714, 814, corresponding to the solenoid 205 of the pneumatic solenoid valve 221.

Устройства 726, 727 отсчета времени являются цифровыми счетчиками, счет которых синхронизируется часами, не показанными на чертеже. Их содержимое может быть прочитано или изменено контролирующим устройством 701 посредством двунаправленных шин, соответственно, 724, 725.The timing devices 726, 727 are digital counters whose counting is synchronized by a clock not shown in the drawing. Their content can be read or modified by the controller 701 via the bi-directional buses 724, 725, respectively.

Устройства 826, 827 отсчета времени являются моностабильными устройствами аналогового типа. Чтобы узнать оставшееся время, которое должно быть подсчитано двумя устройствами 826, 827 отсчета времени, контролирующее устройство 801 имитирует поведение указанных устройств 826, 827 отсчета времени с помощью двух программных счетчиков 828, 829. Два программных счетчика 826, 827 предварительно загружены временем, номинально соответствующим времени T1, T2 подсчета соответствующих устройств 826, 827 отсчета времени. Управляющие сигналы 208, 209 считываются контролирующим устройством 801. Когда комбинации командных сигналов 208, 818 и 209, 819 работают путем запуска или перезапуска соответствующих устройства 826, 827 отсчета времени через соответствующие логические вентили 824, 825, контролирующее устройство 801 выполняет те же операции с двумя соответствующими программными счетчиками 826, 827, таким образом, имея непрерывную информацию в реальном времени о состояние подсчета времени соответствующих устройств 826, 827 отсчета времени.The timing devices 826, 827 are analog type monostable devices. To know the remaining time to be counted by the two timing devices 826, 827, the controller 801 simulates the behavior of said timing devices 826, 827 using two program counters 828, 829. The two program counters 826, 827 are preloaded with time nominally corresponding to time T1, T2 counting of the respective timing devices 826, 827. The control signals 208, 209 are read by the controller 801. When the command signal combinations 208, 818 and 209, 819 are operated by starting or restarting the respective timing devices 826, 827 through the respective logic gates 824, 825, the controller 801 performs the same operations with the two respective program counters 826, 827, thus having continuous real-time information about the timing status of the respective timing devices 826, 827.

Контролирующее устройство 701, 801 обычно поддерживает сигналы 732, 733 или 832, 833 на логическом уровне 0, делая логические вентили ИЛИ 734, 735 или 834, 835 прозрачными для выходных сигналов логических вентилей И 722, 723 или 822, 823.The controller 701, 801 typically keeps signals 732, 733 or 832, 833 at logic level 0, making OR logic gates 734, 735 or 834, 835 transparent to the outputs of AND logic gates 722, 723 or 822, 823.

Контролирующее устройство 701, 801 обычно поддерживает сигналы 720, 721 или 820, 821 на лоThe controller 701, 801 typically supports signals 720, 721 or 820, 821 on lo

- 10 040970 гическом уровне 1, чтобы позволить логическим элементам И соответственно 722, 723 или 822, 823 работать в соответствии со статусом других входных сигналов к указанным логическим элементам 722, 723 или 822, 823. Когда сигналы 720, 721 или 820, 821 поддерживаются контролирующим устройством 701, 801 на логическом уровне 1, а сигналы 732, 733 или 832, 833 поддерживаются на логическом уровне 0, устройство 703, 803 противопроскальзывания воздействует на устройства 726, 727 или 826, 827 отсчета времени и на переключающие элементы 712, 713 или 812, 813 аналогично тому, что описано для схемы на фиг. 2.- 10 040970 logic level 1 to allow AND gates 722, 723 or 822, 823, respectively, to operate according to the status of other input signals to the specified logic gates 722, 723 or 822, 823. When signals 720, 721 or 820, 821 are supported control device 701, 801 at logic level 1, and the signals 732, 733 or 832, 833 are maintained at logic level 0, the anti-slip device 703, 803 acts on the timing devices 726, 727 or 826, 827 and on the switching elements 712, 713 or 812, 813 in a manner similar to that described for the circuit in FIG. 2.

В любое время, например когда контролирующее устройство 701, 801 обнаруживает неисправность в устройстве 703, 803 противопроскальзывания, контролирующая схема 701, 801 может решить в качестве первого решения заблокировать систему противопроскальзывания, размыкая контакт 731, 831 с помощью сигналов 730, 830 или путем перевода сигналов 818, 819, или 720, 721, или 820, 821 на логический уровень 0. Кроме того, контролирующее устройство 701, 801 может принять решение заменить устройство 703, 803 противопроскальзывания, заблокировав устройство 703, 803 противопроскальзывания, переведя сигналы 720, 721 или 820, 821 на логический уровень 0 и напрямую управляя состоянием соленоидов 715, 714 или 815, 814 путем непосредственного управления переключающими элементами 712, 713 или 812, 813 через соответствующие сигналы 733, 732 или 833, 832. В этом случае алгоритм, используемый контролирующим устройством 701, 801 может иметь очень упрощенный тип, чтобы упростить сертификацию EN50128 SIL > 3, например, простой расчетный алгоритм, чувствительный к изменениям мгновенной скорости оси, и с порогом мгновенной скорости оси, ниже которого блок клапанов противопроскальзывания переводится в состояние опорожнения на время, достаточное для предотвращения блокировки колес.At any time, for example, when the control device 701, 801 detects a malfunction in the anti-slip device 703, 803, the control circuit 701, 801 may decide as a first decision to block the anti-slip system by opening contact 731, 831 using signals 730, 830 or by signal translation 818, 819, or 720, 721, or 820, 821 to logic level 0. In addition, the controller 701, 801 may decide to replace the anti-slip device 703, 803 by blocking the anti-slip device 703, 803 by translating signals 720, 721 or 820 , 821 to logic level 0 and directly controlling the state of the solenoids 715, 714 or 815, 814 by directly controlling the switching elements 712, 713 or 812, 813 through the corresponding signals 733, 732 or 833, 832. In this case, the algorithm used by the control device 701 , 801 can be of a very simplified type to make EN50128 SIL > 3 certification easier, e.g. p, a simple calculation algorithm sensitive to changes in instantaneous axle speed, and with an instantaneous axle speed threshold below which the anti-slip valve block is placed in an empty state for a time sufficient to prevent wheel lockup.

Контролирующее устройство 701, 801 может постоянно отслеживать действия устройства 703, 803 противопроскальзывания, сравнивая индивидуальное поведение мгновенной линейной скорости каждой оси 102, 103, 104, 105 с линейной опорной скоростью транспортного средства, и одновременно наблюдать за состоянием каждого пневматического давления применительно к тормозному цилиндру, специфичного для каждой оси 102, 103, 104, 105.The controller 701, 801 can continuously monitor the operation of the anti-slip device 703, 803 by comparing the individual behavior of the instantaneous linear speed of each axle 102, 103, 104, 105 with the vehicle's linear reference speed, and simultaneously monitor the status of each air pressure applied to the brake cylinder, specific for each axis 102, 103, 104, 105.

Кроме того, контролирующее устройство 701, 801 может контролировать работу выходов 208, 209 устройства 703, 803 противопроскальзывания.In addition, the controller 701, 801 can monitor the operation of the outputs 208, 209 of the anti-slip device 703, 803.

Состояние давления применительно к тормозному цилиндру 211 можно наблюдать как разность между тормозным давлением 215, считываемым с помощью датчика 222, и давлением в тормозном цилиндре 211, считываемым с помощью датчика 223 давления.The pressure state of the brake cylinder 211 can be observed as the difference between the brake pressure 215 read by the sensor 222 and the pressure in the brake cylinder 211 read by the pressure sensor 223.

Состояние наполнения, указывающее на полное торможение, соответствует значению давления в тормозном цилиндре 211, номинально равному давлению 215 торможения.The state of filling, indicating full braking, corresponds to the pressure value in the brake cylinder 211, nominally equal to the pressure 215 braking.

Состояние поддержания соответствует значению давления в тормозном цилиндре 211, постоянному и меньшему, чем тормозное давление 215. В частности, специалистам в данной области техники известно, что разница между тормозным давлением 215 и давлением в тормозном цилиндре 211 указывает на величину сцепления в точке контакта между осью и рельсом, то есть чем больше разница, тем меньше коэффициент трения.The hold state corresponds to a pressure value in the brake cylinder 211 that is constant and less than the brake pressure 215. In particular, those skilled in the art will know that the difference between the brake pressure 215 and the pressure in the brake cylinder 211 indicates the amount of friction at the point of contact between the axle. and rail, that is, the greater the difference, the lower the coefficient of friction.

Состояние опорожнения, указывающее на полное отпускание тормоза, соответствует нулевому значению давления в тормозном цилиндре 211.The emptying state, indicating the complete release of the brake, corresponds to zero pressure in the brake cylinder 211.

В отсутствие датчиков 222, 223 давления состояние давления применительно к тормозному цилиндру 211 может быть получено из состояния управляющих сигналов 208, 209 в соответствии с первоначально предоставленными определениями, то есть состояние наполнения соответствует отключению обоих пневматических электромагнитных клапанов, состояние поддержания соответствует включению только пневматического электромагнитного клапана 220, состояние опорожнения соответствует одновременному включению пневматических электромагнитных клапанов 220, 221.In the absence of pressure sensors 222, 223, the pressure state of the brake cylinder 211 can be obtained from the state of the control signals 208, 209 in accordance with the definitions originally provided, i.e., the filling state corresponds to turning off both pneumatic solenoid valves, the holding state corresponds to turning on only the pneumatic solenoid valve 220, the emptying state corresponds to the simultaneous actuation of the pneumatic solenoid valves 220, 221.

Для каждой оси 102, ..., 105 и на основе индивидуального поведения мгновенной скорости каждой оси 102, ..., 105 с опорной скоростью транспортного средства и состоянием каждого пневматического давления применительно к тормозному цилиндру 111, ..., 114, специфичному для каждой оси 102,..., 105, контролирующее устройство 701, 801 может решить не вмешиваться или продлить, уменьшить, перезапустить время T1, T2, связанное с каждым блоком 117, ..., 120 клапанов в соответствии с исправной работой или выявленными неисправностями.For each axle 102 . each axis 102, ..., 105, the controller 701, 801 may decide not to intervene or extend, reduce, restart the time T1, T2 associated with each block 117, ..., 120 valves in accordance with the correct operation or detected malfunctions .

Случаи, в которых контролирующее устройство может решить не вмешиваться или продлить время T1, T2, представлены, например, но не исключительно, на фиг. 4 и 5.Cases in which the controller may decide not to intervene or extend the time T1, T2 are presented, for example, but not exclusively, in FIG. 4 and 5.

Устройство контроля может принять решение не вмешиваться, когда мгновенная линейная скорость 607 остается за пределами области 604 в течение времени, превышающего TB.The monitor may decide not to intervene when the instantaneous line speed 607 stays outside the region 604 for more than TB.

Случай, в котором контролирующее устройство может принять решение об уменьшении или перезапуске времени T1, T2, представлен, например, но не исключительно на фиг. 6.The case in which the controller may decide to reduce or restart the time T1, T2 is represented, for example, but not exclusively, in FIG. 6.

Контролирующее устройство 701 может увеличить время T1, T2 устройств 726, 727 отсчета времени, соответственно, например, но не исключительно, посредством считывания остаточного времени в устройствах 726, 727 отсчета времени с помощью шин, соответственно, 724, 725, и путем повторной загрузки в указанные устройства 726, 727 отсчета времени значения времени, превышающего оставшеесяThe controller 701 may increase the time T1, T2 of the timers 726, 727, respectively, for example, but not exclusively, by reading the remaining time in the timers 726, 727 via tires 724, 725, respectively, and by reloading into the specified devices 726, 727 timing of the time value exceeding the remaining

- 11 040970 время. Контролирующее устройство 701 может сократить время T1, T2 устройств 726, 727 отсчета времени, например, но не исключительно, путем считывания остаточного времени в устройствах 726, 727 отсчета времени с помощью шин, соответственно, 724, 725, и путем повторной загрузки в указанные устройства 726, 727 отсчета времени значения времени, меньшего, чем оставшееся время, или нулевого значения.- 11 040970 time. The control device 701 can reduce the time T1, T2 of the timing devices 726, 727, for example, but not exclusively, by reading the remaining time in the timing devices 726, 727 using buses 724, 725, respectively, and by reloading into these devices 726, 727 countdown time value less than the remaining time, or zero value.

Контролирующее устройство 801 может увеличивать время T1, T2 устройств 826, 827 отсчета времени, соответственно, например, путем прямого повторного запуска устройств отсчета времени с помощью быстрого перехода 1 ^ 0 ^ 1, выполняемого для сигналов 818, 819. В этом случае устройства отсчета времени перезагрузят время, соответственно, T1, T2.The controller 801 can increase the times T1, T2 of the timers 826, 827, respectively, for example, by directly restarting the timers with a fast transition 1^0^1 performed for the signals 818, 819. In this case, the timers will reset the time, respectively, T1, T2.

Контролирующее устройство 801 может перезапустить время T1, T2 устройств отсчета времени, соответственно, 826, 827, например, напрямую сбрасывая устройства 826, 827 отсчета времени на постоянной основе посредством постоянного перехода 1 ^ 0, выполняемого для сигналов 818, 819.The controller 801 can reset the times T1, T2 of the timers 826, 827, respectively, for example, by directly resetting the timers 826, 827 on a permanent basis via a permanent 1^0 transition performed for signals 818, 819.

Во втором режиме контролирующее устройство 701, 801 может опосредованно повторно запустить время T1, T2, вызывая минимальную дестабилизацию системы, так что сама цепь 703, 803 противопроскальзывания напрямую повторно запускает устройства 726, 727 или 826, 827 отсчета времени. Контролирующее устройство 701, 801 может дестабилизировать систему, вызывая состояние опорожнения путем включения сигналов 732, 733 или 832, 833 на время, достаточное для того, чтобы вызвать снижение давления в тормозном цилиндре 221, при этом указанное уменьшение является достаточным, чтобы вывести расчетную линейную скорость 401 за верхнюю часть области 405 допустимых отклонений. В этот момент устройство противопроскальзывания, если оно активно и правильно функционирует, будет реагировать, переводя систему в состояние наполнения, воздействуя на сигналы 208, 209 и повторно запуская устройства 726, 727 или 826, 827 отсчета времени. Кроме того, устройство противопроскальзывания вызовет попадание расчетной линейной скорости 401 в область 405 допустимых отклонений. Контролирующее устройство 701, 801 определяет правильную реакцию устройства 703, 803 противопроскальзывания путем контроля выходов 208, 209 устройства 703, 803 противопроскальзывания.In the second mode, the controller 701, 801 can indirectly restart the time T1, T2, causing minimal destabilization of the system, so that the anti-slip circuit 703, 803 itself directly restarts the timing devices 726, 727 or 826, 827. The controller 701, 801 can destabilize the system, causing an empty condition by turning on the signals 732, 733 or 832, 833 for a time sufficient to cause a decrease in pressure in the brake cylinder 221, this reduction being sufficient to derive the calculated linear speed 401 for the top of the 405 tolerance area. At this point, the anti-slip device, if active and functioning correctly, will respond by placing the system in the filling state, acting on the signals 208, 209 and restarting the timing devices 726, 727 or 826, 827. In addition, the anti-slip device will cause the estimated linear speed 401 to fall within the tolerance area 405 . The controller 701, 801 determines the correct response of the anti-slip device 703, 803 by monitoring the outputs 208, 209 of the anti-slip device 703, 803.

Кроме того, контролирующее устройство 701, 801 может побудить устройство 703, 803 противопроскальзывания, запросив само устройство 701, 801 противопроскальзывания, выполнить переход 1 ^ 0 ^ 1 на выходах 208, 209 по запросу, сделанному через коммуникационное средство 750, 850. Этот способ особенно полезен в случае, показанном на фиг. 5, где устройство противопроскальзывания имеет тенденцию постоянно удерживать свои выходы 208, 209 в логическом состоянии 1 до тех пор, пока расчетная линейная скорость 501 оси не попадает в область 505 допустимых отклонений. Любой другой ранее описанный способ привел бы к повторному срабатыванию устройств 726, 727 или 826, 826 отсчета времени с целью увеличения времени, но не приведет к переходу выходов 208, 209, такому, который позволяет контролирующему устройству 701, 801 проверять состояние срока службы устройства 703, 803 противопроскальзывания.In addition, the controller 701, 801 can cause the anti-slip device 703, 803, by requesting the anti-slip device 701, 801 itself, to perform a 1^0^1 transition at outputs 208, 209 upon request made through the communication means 750, 850. This method is especially useful in the case shown in FIG. 5, where the anti-slip device tends to permanently hold its outputs 208, 209 in logic state 1 until the calculated axis linear speed 501 falls within tolerance 505. Any other method previously described would cause the timing devices 726, 727 or 826, 826 to re-trigger to increase the time, but would not result in a transition of the outputs 208, 209 such that the controller 701, 801 checks the life status of the device 703 , 803 anti-slip.

В случае, проиллюстрированном на фиг. 7, наблюдая неисправность системы, контролирующее устройство 701, 801 может принять решение о немедленном и постоянном повторном приложении тормозного давления, воздействуя на доступные сигналы, не дожидаясь, пока устройства 726, 727 или 826, 827 сделают время T1, T2 истекшим.In the case illustrated in FIG. 7, by observing a system failure, the controller 701, 801 can decide to immediately and permanently reapply brake pressure by acting on the available signals without waiting for the devices 726, 727 or 826, 827 to make time T1, T2 expire.

Кроме того, контролирующее устройство может заменить собой устройство противопроскальзывания, как описано выше, блокируя устройство 703, 803 противопроскальзывания, переводя сигналы 720, 721 или 820, 821 на логический уровень 0 и напрямую контролируя состояние соленоидов 715, 714 или 815, 814 путем непосредственного управления переключающими элементами 712, 713 или 812, 813 через сигналы, соответственно, 733, 732 или 833, 832.In addition, the control device can replace the anti-slip device as described above, blocking the anti-slip device 703, 803, setting the signals 720, 721 or 820, 821 to logic level 0 and directly monitoring the state of the solenoids 715, 714 or 815, 814 by direct control switching elements 712, 713 or 812, 813 via signals 733, 732 or 833, 832, respectively.

Схемы на фиг. 7 или 8 являются специфическими для каждого блока 117, 118, 119, 120 клапанов, связанного с устройством 101, 703, 803 противопроскальзывания и контролирующим устройством 701, 801.The schemes in Fig. 7 or 8 are specific to each valve block 117, 118, 119, 120 associated with the anti-slip device 101, 703, 803 and the control device 701, 801.

Один способ усиления критериев, в соответствии с которым контролирующее устройство 701, 801 считает правильным поведение системы 703, 803 противопроскальзывания, заключается в том, что контролирующее устройство 701, 801 реализует непрерывный обмен сигналами квитирования с системой 703, 803 противопроскальзывания с помощью соединительных средств 750, 850, проверяя правильную реакцию устройства противопроскальзывания.One way to reinforce the criteria according to which the controller 701, 801 considers the correct behavior of the anti-slip system 703, 803 is that the controller 701, 801 implements a continuous handshake signal exchange with the anti-slip system 703, 803 using the connecting means 750, 850, checking the correct reaction of the anti-slip device.

Если соединительное средство 750, 850 состоит из дискретных сигналов аппаратной связи, на фиг. 9 показан иллюстративный, но не исключительный способ: цифровой сигнал 901, принадлежащий набору дискретных сигналов 750, 850, генерируется контролирующим устройством 701, 801 и принимается устройством 703, 803 противопроскальзывания. Цифровой сигнал 902, принадлежащий набору дискретных сигналов 750, 850, генерируется устройством 703, 803 противопроскальзывания и принимается контролирующим устройством 701, 801. Сигнал 901 генерируется, например, но не исключительно, с переменной частотой. Сигнал 902 генерируется в ответ на сигнал 901, то есть устройство 703, 803 противопроскальзывания отвечает изменением A1, A2, ... An логического состояния сигнала 902 при каждом изменении S1, S2 ... Sn логического состояния сигнала 901. Устройство 703, 803 противопроскальзывания отслеживает сигнал 901 и выполняет изменения Al, A2, ... An исключительно с помощью программныхIf the connecting means 750, 850 consists of discrete hardware communication signals, in FIG. 9 shows an illustrative, but not exclusive, way: a digital signal 901 belonging to a set of discrete signals 750, 850 is generated by the controller 701, 801 and received by the anti-slip device 703, 803. A digital signal 902 belonging to a set of discrete signals 750, 850 is generated by the anti-slip device 703, 803 and received by the controller 701, 801. The signal 901 is generated, for example, but not exclusively, at a variable frequency. Signal 902 is generated in response to signal 901, i.e. the anti-slip device 703, 803 responds by changing the logic state of signal 902 A1, A2, ... An for each change S1, S2 ... Sn of the logic state of signal 901. Anti-slip device 703, 803 monitors the 901 signal and makes changes to Al, A2, ... An exclusively through software

--

Claims (4)

функций, интегрированных в процесс выполнения программы, относящийся к функции противопроскальзывания, полностью освобожденной от выполнения при вызове прерывания. Контролирующее устройство 701, 801 считает, что состояние работоспособности устройства 703, 803 противопроскальзывания является правильным, когда изменение логического состояния Al, A2, ... сигнала 902 обнаруживается в ответ на изменение логического состояния S1, S2, ... Sn сигнала 901 в течение максимального времени TOK.functions integrated into the program execution process, related to the anti-slip function, completely freed from execution when an interrupt is called. The control device 701, 801 considers that the health state of the anti-slip device 703, 803 is correct when a change in the logic state Al, A2, ... of the signal 902 is detected in response to a change in the logic state S1, S2, ... Sn of the signal 901 for maximum TOK time. Если соединительное средство 750, 850 состоит из коммуникационного канала, иллюстративный, но не исключительный способ представлен обменом информацией, показанным на фиг. 10.If the connecting means 750, 850 consists of a communication channel, an illustrative, but not exclusive, method is represented by the communication shown in FIG. 10. Контролирующее устройство 701, 801 имеет список 1020 из п запросов информации, доступной для отправки на устройство 703, 803 противопроскальзывания. Запросы информации предоставляют, например, но не исключительно, запросы информации, относящейся к переменным состояниям системы, ответы которой заранее неизвестны, но могут быть получены в реальном времени как от контролирующего устройства 701, 801, так и от устройства 703, 803 противопроскальзывания.The control device 701, 801 has a list 1020 of n requests for information available to be sent to the anti-slip device 703, 803. Requests for information provide, for example, but not exclusively, requests for information related to system state variables, the responses of which are not known in advance, but can be obtained in real time from both the control device 701, 801 and the anti-slip device 703, 803. Контролирующее устройство 701, 801 выполняет последовательность 1001 операций циклически, например, но не исключительно, с переменной частотой на этапе 1002 выполняется генерация случайного числа в диапазоне 0-n, где n соответствует максимальному количеству возможных запросов информации, и запрос информации берется из списка 1020 запросов информации.The controller 701, 801 performs a sequence 1001 of operations cyclically, for example, but not exclusively, with a variable frequency, at step 1002, a random number is generated in the range 0-n, where n corresponds to the maximum number of possible requests for information, and the request for information is taken from the list of 1020 requests information. На этапе 1003 контролирующее устройство 701, 801 отправляет запрос информации на устройство 703, 803 противопроскальзывания через коммуникационный канал, составляющий соединительное средство 750, 850.At step 1003, the control device 701, 801 sends a request for information to the anti-slip device 703, 803 via a communication channel constituting the connecting means 750, 850. На этапе 1012 устройство 703, 803 противопроскальзывания обрабатывает ответ на запрос принятой информации.In step 1012, the anti-slip device 703, 803 processes the response to the received information request. На этапе 1013 устройство 703, 803 противопроскальзывания отправляет обработанный ответ на контролирующее устройство 701, 801.In step 1013, the anti-slip device 703, 803 sends the processed response to the control device 701, 801. На этапе 1004 контролирующее устройство 701, 801, в свою очередь, обрабатывает ответ на запрос информации, взятый на этапе 1002 из списка запросов информации 1020.In step 1004, the controller 701, 801 in turn processes the response to the request for information taken in step 1002 from the list of requests for information 1020. На этапе 1005 контролирующее устройство 701, 801 проверяет соответствие между обработанным им ответом и ответом, обработанным устройством 703, 803 противопроскальзывания.In step 1005, the control device 701, 801 checks the correspondence between the response it has processed and the response processed by the anti-slip device 703, 803. В обоих описанных случаях, если контролирующее устройство 701, 801 обнаруживает неправильную реакцию со стороны устройства 703, 803 противопроскальзывания, оно может принять решение немедленно перезапустить время T1, T2 и запретить работу устройства 703, 803 противопроскальзывания размыканием переключающего элемента 701, 801 или переводом сигналов 720, 721, 820, 821 в логическое состояние 0.In both cases described, if the control device 701, 801 detects an incorrect response on the part of the anti-slip device 703, 803, it may decide to immediately restart the time T1, T2 and disable the operation of the anti-slip device 703, 803 by opening the switching element 701, 801 or by translating the signals 720 , 721, 820, 821 to logic state 0. Функции, описанные на фиг. 7 и 8, могут быть реализованы в различных альтернативных вариантах выполнения.The functions described in FIG. 7 and 8 may be implemented in various alternative embodiments. Контролирующая схема 701, 801 может быть реализована с помощью одного или нескольких микропроцессоров, или с помощью одной или нескольких схем FPGA, или с помощью сборки, образованной микропроцессором и схемой FPGA, в соответствии с такой архитектурой, в которой интеграция контролирующей схемы 701, 801 с системой противопроскальзывания приводит к общему уровню безопасности функции противоскольжения SIL > 3 согласно EN50126.The control circuit 701, 801 may be implemented by one or more microprocessors, or by one or more FPGA circuits, or by an assembly formed by a microprocessor and an FPGA circuit, in accordance with such an architecture in which the integration of the control circuit 701, 801 with anti-slip system results in an overall safety level of the anti-slip function SIL > 3 according to EN50126. Функциональные возможности, соответствующие части схемы, содержащейся внутри пунктирной линии 760, могут опционально быть полностью реализованы в программном режиме в микропроцессорах или FPGA, составляющих контролирующее устройство 701.The functionality corresponding to the portion of the circuitry contained within dashed line 760 may optionally be fully implemented in software in the microprocessors or FPGAs that make up controller 701. Переключающие элементы 704, 710, 731 или 804, 810, 831 могут представлять собой реле или твердотельные устройства.The switching elements 704, 710, 731 or 804, 810, 831 may be relays or solid state devices. Ограничения показанного выше варианта выполнения составляют предпочтительный в настоящее время вариант выполнения, но могут быть изменены без отступления от более широкого объема, определенного в основном пункте формулы изобретения.The limitations of the embodiment shown above constitute the presently preferred embodiment, but may be changed without departing from the broader scope defined in the main claim. Полученное таким образом преимущество состоит в том, что получают решение, которое устраняет контрпродуктивные случаи, связанные с известными устройствами противопроскальзывания, благодаря решению, имеющему сложность и меньшие затраты.The advantage thus obtained is that a solution is obtained which eliminates the counterproductive cases associated with known anti-slip devices, thanks to a solution having complexity and lower costs. Были описаны различные аспекты и варианты выполнения способа реализации контролирующего устройства согласно изобретению. Понятно, что каждый вариант выполнения может быть объединен с любым другим вариантом выполнения. Более того, изобретение не ограничивается описанными вариантами выполнения, но может изменяться в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.Various aspects and embodiments of the method for implementing the control device according to the invention have been described. It is understood that each embodiment may be combined with any other embodiment. Moreover, the invention is not limited to the embodiments described, but may vary within the scope defined by the appended claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Контролирующее устройство (701, 801) для отслеживания работы устройства (703, 803) противопроскальзывания железнодорожной тормозной системы, при этом указанное устройство противопроскальзывания выполнено с возможностью1. A control device (701, 801) for monitoring the operation of the anti-slip device (703, 803) of the railway brake system, while the specified anti-slip device is configured to - 13 040970 получения сигналов мгновенной скорости по меньшей мере двух осей (102, ..., 105);- 13 040970 receiving instantaneous speed signals of at least two axes (102, ..., 105); управления давлениями в тормозных цилиндрах (111, ..., 114), связанных с указанными осями (102, ..., 105), посредством блоков (117, ..., 120) электроклапанов;pressure control in the brake cylinders (111, ..., 114) associated with the specified axes (102, ..., 105), by means of blocks (117, ..., 120) electrovalves; предотвращения блокировки осей (102, ..., 105) и управления проскальзыванием указанных осей (102, ..., 105) путем управления давлениями в тормозных цилиндрах (111, ..., 114), связанных с указанными осями (102, ..., 105), посредством указанных блоков (117, ..., 120) электроклапанов, причем каждый блок из указанных блоков (117, ..., 120) электроклапанов содержит два пневматических электромагнитных клапана (220, 221); при этом каждый пневматический электромагнитный клапан (220, 221) имеет устройство (210, 212, 726, 727, 826, 827) отсчета времени, выполненное с возможностью измерения времени подачи питания на соответствующий пневматический электромагнитный клапан (220, 221), причем каждый блок выполнен с возможностью создания сигнала, отключающего указанный соответствующий пневматический электромагнитный клапан (220, 221), если измеренное время подачи питания на соответствующий пневматический электромагнитный клапан (220, 221) превышает заранее заданное предварительно загруженное значение времени (T1, T2), причем контролирующее устройство (701, 801) выполнено с возможностью получения расчетных мгновенных линейных скоростей (301, ..., 304), связанных с осями (102, ..., 105), управляемыми указанным устройством (703, 803) противопроскальзывания;prevention of blocking of the axles (102, ..., 105) and control of slipping of the specified axles (102, ..., 105) by controlling the pressures in the brake cylinders (111, ..., 114) associated with the specified axles (102, . .., 105), by means of said blocks (117, ..., 120) of electrovalves, each block of said blocks (117, ..., 120) of electrovalves containing two pneumatic solenoid valves (220, 221); wherein each pneumatic solenoid valve (220, 221) has a timing device (210, 212, 726, 727, 826, 827) configured to measure the power supply time to the corresponding pneumatic solenoid valve (220, 221), each block is configured to generate a signal that turns off the specified corresponding pneumatic solenoid valve (220, 221) if the measured time of power supply to the corresponding pneumatic solenoid valve (220, 221) exceeds a predetermined preloaded time value (T1, T2), and the control device ( 701, 801) is configured to obtain the estimated instantaneous linear speeds (301, ..., 304) associated with the axes (102, ..., 105) controlled by said anti-slip device (703, 803); сравнения указанных расчетных мгновенных линейных скоростей (301, ..., 304), связанных с осями (102, ..., 105), с линейной опорной скоростью (306) железнодорожного транспортного средства;comparing said estimated instantaneous linear speeds (301, ..., 304) associated with the axles (102, ..., 105) with a linear reference speed (306) of the railway vehicle; отслеживания состояния давлений в тормозных цилиндрах (111, ..., 114);monitoring the state of pressure in the brake cylinders (111, ..., 114); определения для каждой оси в фазе проскальзывания, правильно ли работает указанное устройство противопроскальзывания (703, 803) или оно работает неправильно в зависимости от заранее заданных рабочих условий, включая заранее заданные тенденции каждой из расчетных мгновенных линейных скоростей (301, ..., 304), связанных с осями (102, ..., 105) в фазе проскальзывания, относительно опорной линейной скорости (306) железнодорожного транспортного средства, в сочетании с каждым из давлений в тормозных цилиндрах (111, ..., 114), связанных с осями (102, ..., 105);determining for each axis in the slip phase whether the specified anti-slip device (703, 803) is working correctly or not, depending on predetermined operating conditions, including predetermined trends of each of the calculated instantaneous linear speeds (301, ..., 304) associated with the axles (102, ..., 105) in the slip phase, relative to the reference linear speed (306) of the railway vehicle, in combination with each of the pressures in the brake cylinders (111, ..., 114) associated with the axles (102, ..., 105); поддержания, уменьшения или отмены предварительно загруженного значения времени (T1, T2) по меньшей мере в одном из устройств (726, 727, 826, 827) отсчета времени, связанных с осями (102, ..., 105) в фазе проскальзывания, во время выполнения подсчета указанного предварительно загруженного времени (T1, T2) указанными устройствами (726, 727, 826, 827) отсчета времени, когда контролирующее устройство (701, 801) определяет, что устройство противопроскальзывания (703, 803) работает неправильно.maintenance, reduction or cancellation of the preloaded time value (T1, T2) in at least one of the devices (726, 727, 826, 827) of the timing associated with the axes (102, ..., 105) in the slip phase, during the timing of the counting of said preloaded time (T1, T2) by said timing devices (726, 727, 826, 827) when the control device (701, 801) determines that the anti-slip device (703, 803) is not working properly. 2. Контролирующее устройство (701, 801) по п.1, дополнительно выполненное с возможностью поддержания или увеличения предварительно загруженного значения времени (T1, T2) по меньшей мере в одном устройстве (726, 727, 826, 827) отсчета времени во время подсчета указанного предварительно загруженного времени (T1, T2) указанными устройствами (726, 727, 826, 827) отсчета времени, связанными с осями (102, ..., 105) в фазе проскальзывания, когда указанное контролирующее устройство определяет, что устройство противопроскальзывания (703, 803) работает правильно.2. The control device (701, 801) according to claim 1, further configured to maintain or increase the preloaded time value (T1, T2) in at least one timer (726, 727, 826, 827) during counting of the specified preloaded time (T1, T2) by the specified timing devices (726, 727, 826, 827) associated with the axes (102, ..., 105) in the slip phase, when the specified controller determines that the anti-slip device (703 , 803) works correctly. 3. Контролирующее устройство (701, 801) по любому из пп.1 или 2, в котором определяется, что указанное устройство противопроскальзывания (703, 803) работает правильно, если оси в состоянии проскальзывания принимают одно из следующих заранее заданных рабочих условий:3. A control device (701, 801) according to any one of claims 1 or 2, which determines that said anti-slip device (703, 803) is operating correctly if the axles in the slip state accept one of the following predetermined operating conditions: расчетная мгновенная линейная скорость (401) осей попадает в область (405) допустимых значений, по меньшей мере, в течение заранее заданного времени (TP1);the calculated instantaneous linear speed (401) of the axes falls within the region (405) of acceptable values, at least for a predetermined time (TP1); расчетная мгновенная линейная скорость (501) осей характеризуется наличием мгновенного ускорения, превышающего заданный порог (As) ускорения, по меньшей мере, в течение заранее заданного времени (TP2).the calculated instantaneous linear speed (501) of the axes is characterized by the presence of an instantaneous acceleration exceeding the predetermined acceleration threshold (As) for at least a predetermined time (TP2). 4. Контролирующее устройство (701, 801) по любому из предшествующих пунктов, в котором определяется, что указанное устройство противопроскальзывания (703, 803) работает неправильно, если по меньшей мере одна ось в состоянии проскальзывания принимает одно из следующих заранее заданных условий эксплуатации:4. A control device (701, 801) according to any one of the preceding claims, wherein it is determined that said anti-slip device (703, 803) does not operate properly if at least one axle in the slip state assumes one of the following predetermined operating conditions: значение мгновенного давления (604) тормозного цилиндра, связанного с указанной по меньшей мере одной осью в состоянии проскальзывания, представляет состояние поддержания, при котором значение давления в тормозном цилиндре поддерживается постоянным, или состояние опорожнения, при котором значение давления в тормозном цилиндре равно нулю, одновременно со значением (606) мгновенной линейной скорости, связанным с указанным мгновенным давлением (604), которая характеризуется тем, что она номинально равна линейной опорной скорости транспортного средства (602) в течение заранее заданного времени (TP3);the instantaneous pressure value (604) of the brake cylinder associated with said at least one axle in the slipping state represents a holding state in which the brake cylinder pressure value is kept constant, or an emptying state in which the brake cylinder pressure value is zero, simultaneously with an instantaneous line speed value (606) associated with said instantaneous pressure (604), which is characterized in that it is nominally equal to the vehicle's line speed reference (602) for a predetermined time (TP3); значение мгновенного давления (604) тормозного цилиндра, связанного с указанной по меньшей мере одной осью в состоянии проскальзывания, представляет состояние поддержания или опорожнения одновременно со значением (607) мгновенной линейной скорости, связанным с указанным мгновенным давлением (604), которая характеризуется изменением за пределами области (605) допустимых значений с ускорением, меньшим, чем заданное значение (As), в течение заранее заданного времениan instantaneous pressure value (604) of a brake cylinder associated with said at least one axle in a slip state represents a holding or emptying state simultaneously with an instantaneous linear velocity value (607) associated with said instantaneous pressure (604), which is characterized by a change beyond region (605) of acceptable values with acceleration less than the set value (As) for a predetermined time --
EA202192156 2019-03-08 2020-03-06 CONTROL DEVICE FOR MONITORING OPERATION OF ANTI-SLIP DEVICE OF RAILWAY BRAKING SYSTEM EA040970B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000003423 2019-03-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040970B1 true EA040970B1 (en) 2022-08-25

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU637338B2 (en) Antilock brake controller improvements
KR100521066B1 (en) Method and device for controlling braking force distribution in a motor vehicle
JPH061402B2 (en) Multiple system control circuit
US5142474A (en) Electronic control apparatus having a fail-safe mechanism for a vehicle
JP2019514772A (en) Automatic electronic control method of brake system in commercial vehicle and brake system capable of electronic control
JP2019514772A5 (en)
US5074626A (en) Antilock brake controller
US4789938A (en) Anti-skid control with fail-safe function
EP3934951B1 (en) Supervising device for monitoring the operation of an anti-slip device of a railway braking system
EA040970B1 (en) CONTROL DEVICE FOR MONITORING OPERATION OF ANTI-SLIP DEVICE OF RAILWAY BRAKING SYSTEM
KR920008333B1 (en) Antiskid control device
CN106573601B (en) Brake device with brake and method for controlling brake
JPH01164667A (en) Antiskid controller for car
JP3826673B2 (en) Vehicle travel control device
CN113767039B (en) Rotation monitoring system for at least one axle of a railway vehicle or train
JPH0138703B2 (en)
US20240132031A1 (en) Anti-skid system for an electromechanical braking system
EA043777B1 (en) ROTATION CONTROL SYSTEM ON AT LEAST ONE AXIS FOR RAILWAY VEHICLE OR TRAIN
AU2013401431A1 (en) Method for braking a rail vehicle and open-loop and/or closed-loop control device for a brake system
JPH0611272Y2 (en) Anti-skid controller
JPH05208671A (en) Antiskid control device
JPH0241964A (en) Anti-lock brake control device having failure detecting means
JPH0313104B2 (en)