RU1776596C - Устройство дл автоматической локомотивной сигнализации - Google Patents

Abstract

Использование: в области железнодорожной автоматики и может быть использовано в системах интервального регулировани  движени  поездов. Сущность изобретени : содержит приемник 2, демодул тор 3, 3 контрольных блока 4, 6, 8, настроечный блок 5, 2 индикатора 7, источник питани  1.2-3-4-5-8-9, 3-8. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулировани  движени  поездов.

Известен локомотивный дешифратор АЛСН, содержащий схемы реле счетчиков, сигнальных реле и реле соответстви . Недостатком упом нутого дешифратора  вл етс  малый объем воспринимаемой информации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  выбранное в качестве прототипа устройство автоматической локомотивной сигнализации, содержащее блок приема, выходом соединенный с блоком демодул ции, блок контрол , подключенный информационными входами к выходу блока демодул ции, блок индикации . Недостатком известного устройства  вл етс  сравнительно малый объем принимаемой информации и слаба  защита от воздействи  смежных рельсовых цепей, что исключает возможность использовани  упом нутого устройства на локомотиве, где

возможен прием чужой информации из-под колес впереди идущего поезда или с соседнего пути.

Цель изобретени  - увеличение достоверности принимаемой информации за счет исключени  вли ни  смежных рельсовых цепей на работу устройств АЛСН.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство автоматической локомотивной сигнализации содержит блок приема, выходом подключенный к входу демодул тора, информационные выходы которого подключены к одним входам блока контрол , другие входы которого соединены с адресными входами демодул тора и блоков индикации снабжено блоком настройки, информационными входами соединенными с выходом блока контрол , дополнительными блоками контрол , выходами подключенными к входам блока индикации, информационными входами - к информационным выходам демодул тора, входами управлени  - к выходу блока

(Л

С

х| vi

Os

ел ю о

настройки, адресными входами - адресным выходам демодул тора. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство отличаетс  наличием новых блоков: общий блок, настроечный блок и св з ми между логическими элементами. Сравнение за вл емого технического решени  с другими техническими решени ми показывает, что используемые логические элементы широко известны. Однако их введение в указанной св зи в за вл емое устройство приводит к существенному увеличению объема и достоверности принимаемой информации. Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени  критерию существенные отличи .

На фиг.1 представлена схема соединени  блоков устройства; на фиг.2, 3 и 4 - схемы самих блоков; на фиг.5 приведена временна  диаграмма принимаемого сигнала и работы формировател  3.1; на фиг.6 изображена временна  диаграмма работы элементов блока 3.

Изобретение осуществл етс  следующим образом.

На фиг.1 изображен приемник (ПР) 2, выход которого подключен к входу демодул тора (ДМ) 3, информационные выходы

И которого соединены с одноименными входами контрольных блоков (КБ) 4, 6 и 8, а адресные выходы (А) - с адресными нечетными (АН) и четными (АЧ) входами контрольных блоков, сигнальные выходы (S) первого контрольного блока 4 соединены с одноименными входами настроечного блока (Н Б) 5, а выходы второго 6 и третьего 8 контрольного блоков соединены соответственно с одноименными входами первого 7 и второго О индикаторов, разрешающий выход блока 5 соединен с одноименными входами блоков б и 8, к входу Р блока 4 подключен плюсовой полюс источника питани  1. (Блоки 6 и 8  вл ютс  дополнительными) . На фиг.2 изображена схема демодул тора, котора  содержит формирователь по фронту логической 1 3.1, выход которого соединен с входами обнулени  первого счетчика 3.3, второго счетчика 3.5, четвертого счетчика 3.8, формировател  по срезу логического 0 3,1.1, одним из входов второго логического элемента И 3.10 и выходом синхросигнала С блока 3. Выход формировател  логического 0 соединен с тактовым входом третьего счетчика 3.6. Выход тактового генератора 3.2, соединен с тактовым входом первого счетчика 3.3, выход Р (переполнение) которого соединен с одним из входов первого логического элемента ИЛИ 3.4 и входом первого логического элемента И 3.7, вторые входы которых соединены выходом второго счетчика 3.5. Выход первого логического элемента ИЛИ 3,4

соединен с тактовым входом второго счетчика 3.5, а выход первого логического элемента и 3.7 - с тактовым входом четвертого счетчика 3,8 через второй логический элемент ИЛИ (ИЛИ-НЕ) 3,9 соединен с еще

0 одним входом второго логического элемента И 3.10. Все выходы четвертого счетчика 3,8 соединены с информационными выходами (И) блока 3, к адресным выходам (А) которого подсоединены выходы третьего

5 счетчика 3,6 к входу обнулени  которого подсоединен выход второго логического элемента И. На фиг.З изображена схема контрольного блока 4 (6, 8), котора  содержит первый 4.2 и второй 4.3 регистры пам 0 ти, к входам данных (Д) которых подсоединены информационные (И) входы блока 4 (б, 8), а к входу синхроимпульса (С) которого подсоединены входы первого 4.1 и второго 4.8 логических элементов И, к дру5 гим входам которых подсоединены адресные (АН, АЧ) входы того же блока, к выходам которых элементов 4.1 и 4.8 соответственно подсоединены входы синхронизации реги стров 4,2 и 4.3 К выходам регистра 4.2 под0 соединены входы четвертого, п того, шестого и седьмого элементов И 4.6, а также входы первого, второго и третьего, четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4,4, ко вторым входам которых подсоединены

5 выходы второго регистра 4.3, а к выходам - входы третьего элемента И 4.5, к еще одному входу которого подсоединен вход разрешени  (Р)контрольного блока, а к выходу - вторые входы элементов И 4.6 выходы кото0 рых соединены с входами дешифратора 4.7. На фиг,4 представлена схема настроечного блока 5, содержаща  триггеры 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3 и 5,2.4, к выходам которых подсоединены сигнальные (S6, S7, S8, S9) входы

5 блока 5; остальные сигнальные входы (S2, S3, S4, S5) подсоединены к входам первого

5.3.1,второго 5.3.2, третьего 5,3.3 и четвертого 5.3.4 элементов И, ко вторым входам которых подсоединены выходы соответст0 вующих триггеров (5.2.1, 5.2.2., 5.2.3. и 5.2.4). Выходы каждого из упом нутых триггеров соединены через первый 5.1.1, второй

5.1.2,третий 5,1,3 и четвертый 5.1.4 логические элементы ИЛИ с входами обнулени 

5 трех других триггеров. Выходы элементов 5.3.1,5.3.2, 5.3.3 и 5.3.4 соединены с входом п того логического элемента ИЛИ 5.4, выход которого соединен с выходом разрешени  (Р) блока 5. На фиг.5 в верхней части показана временна  диаграмма сигнала,

врем  передачи которого (врем  цикла) - Тц. Каждый цикл состоит из трех частей. В каждой части передаетс  свой блок информации (15, 2Б, ЗБ). Система допускает наращивание таких блоков информации. Требуетс  только увеличить количество блоков КБ (6, 8, 10. 12) и у счетчика 3,6 использовать незадействованные выводы (Q7, Q8, Q9). Первый блок информации Б1 осуществл ет настройку дешифратора в момент вступлени  поезда на новую рельсовую цепь в соответствии с ее номером (на двухпутном участке блок-участка нечетного пути присваиваютс  номера 1.3, 1.3 и т.д.), а четному - 2, 4, 2, 4 и т.д.), а затем посредством этого же блока информации осуществл етс  контроль соответстви  номера рельсовой цепи настройке локомотивного приемника. Второй информационный блок 25 передает информацию о количестве свободных блок- участков (в этом и следующих информационных блоках может передаватьс  люба  друга  информаци ), а третий ЗБ - о скорости проезда 9 впереди лежащего светофора. Каждый информационный блок (1 Б, 2Б, ЗБ) состоит из двух частей: ИЧ и КЧ, перва  из которых  вл етс  информационной, а втора  - контрольной.Полезный сигнал, передаваемый на локомотив, соответствует интервалу времени Ич до 15. Так, например , если ИЧ 9ю 10012, то КЧ 6ю 01102. Такое построение ИЧ и КЧ позвол ет достаточно просто контролировать соответствие ИЧ и КЧ (несоответствие в каждом разр де) и всегда иметь одинаковую длительность 1Б, 2Б, ЗБ. Последнее обсто тельство без дополнительной аппаратуры позвол ет контролировать совпадение частот тактовых генераторов локомотивных и напольных (на схемах не показан) устройств . Разделени  кодовых циклов осуществл ет разделительный импульс РИчДл  этого, чтобы импульс РИ не был прин т за ИЧ или КЧ, длительность последних должна быть более РИ. В предложенном передача сигнала по рельсовой линии предусматриваетс  на несущей частоте fH 175 Гц (как и в АЛС-ЕН) с использованием фазовой модул ции (0 и 180°). Вертикальные линии временной диаграммы сигнала (верхн   часть фиг.5) соответствуют смене фазы в рельсовой цепи (дешифратор фиксирует смену с некоторым запаздыванием, которое везде одинаково). По услови м раскачки колебательных контуров, которые предусмотрены в локомотивном приемнике и рельсовой цепи , необходимо, чтобы минимальный интервал времени между двум  сменами фаз составл л 5-10 Тн (Тн 1/fH - период несущей частоты). Дл  надежного выделени 

одного из двух смежных интервалов времени в предложенном устройстве достаточно иметь разницу в 4 Тн. Т.е. РИ будет иметь длительность 10 Тн. а КЧ - 14 Тн, 18ТН, 22ТН,

и т.д. Если ИЧ соответствует 22 Тн, т.е. Эю или 00112, то КЧ 11002, т.е. 12ю или 58 тН. Длительность интервала 1Б (2Б, ЗБ) составл ет 70 Тн при любой длительности ИЧ. На фиг.5 (в нижней -зсти) показана временна 

диаграмма работы формировател  FL 1, ко- торый формирует короткий импульс при любой смене фазы (с 0 на 180 на 0) в рельсовой цепи.

ГТри приеме поезда на блок-участок

(блок-участки имеют номера 1, 2, 3 или 4) с отпаданием  кор  путевого реле формируетс  сигнал, в первый информационный блок 1 Б которого записана цифра 6 дл  рельсовой цепи 1,7 - дл  рельсовой цепи.

2,8-дл  рельсовой цепи 3.9-дл  рельсовой цепи 4.Цифре 5 соответствует интервал ИЧ длительность 34 Тн, цифре 7-37 Тн, цифре 8-42 Тн, цифре 9-46 Тн. Такой сигнал в первом информационном блоке- передаетс  в течение 3-х кодовых сигналов (3 Тц), Затем дл  рельсовой цепи с номером 1 в первом блоке передаетс  цифра 2, чему соответствует ИЧ 18 Тн; дл  рельсовой цепи с номером 2 - передаетс  цифра 3, чему соответствует ИЧ 22ТН и т.д.

Переключение на воспри тие сигнала с новой рельсовой цепи осуществл етс  в настроечном блоке только в момент вступлени  поезда. Это исключает возможность

приема сигнала из-под колес впереди идущего поезда. Кроме того, благодар  предус- мотренной настройке, существенно снижаетс  ложный прием информации с соседнего пути. Изменение фазы в рельсовой

линии сказываетс  на выходе локомотивного приемника, где в этот момент снижаетс  и повышаетс  напр жение (действие приемника с фазовым демодул тором в насто щей за вке не рассматриваетс ) При

каждой смене фазы в рельсовой линии на выходе формировател  3.1 (фиг.2) кратковременно по вл етс  логическа  1 (фиг.5). При этом в блоке 3 (фиг.2) обнул етс  первый счетчик 3.3, который  вл етс  делителем

частоты с коэффициентом делени  1:64, второй счетчик 3.5, который обеспечивает задержку начала работы четвертого счетчика на 8 тактов.

Это необходимо дл  того, чтобы зафиксировать длительность самого малого интервала между 8 и 12 тактами на выходе первого счетчика 3.3, следующего интервала - между 12 и 16 тактами, следующего интервала-между 16 и 20тактами и т.д. Это

позвол ет при некотором различии частот напольного и локомотивного тактовых генераторов иметь достаточно надежную работу тракта передачи информации. Изменение фазы может осуществл ть напольным шифратором на 10,14,18, 22 и т.д. тактах напольного тактового генератора (напольный генератор включает в себ  собственно генератор и делитель частоты, на фиг. не показан ). Контроль на локомотиве за изменением фазы осуществл етс  в течение 9, 10, 11 и 12 тактов дл  фиксации самого короткого интервала между сменами фаз (То 10 Тн), следующа  длительность интервала fTi 14 Тн) контролируетс  в течении 13, 14, 15 и 16 тактов и т.д. Если поступил разделительный импульс РИ длительность которого составл ет 10 Гц - Т0, то между двум  срабатывани ми формировател  3.1 (фиг.2) четвертый счетчик получает только один импульсе выхода первого счетчика 3.3, когда на выходе второго счетчика 3.5 повышаетс  потенциал, чем обеспечиваетс  прозрачность элемента 3.7 дл  импульсов с выхода первого счетчика 3.3 и затормаживание второго счетчика 3.5 за счет элемента 3.4. Повторно второй счетчик 3.5 начнет работать только после его обнулени . Поступление полезной (ИЧ) или контрольной информации приводит к тому, что четвертый счетчик отсчитывает импульсы с выхода первого счетчика 3 3 начинал со второго. Процесс фиксации информации происходит в момент поступлени  импульса с выхода формировател  3.1 на вход С блока 3. При этом длительность импульса ИЧ или КЧ фиксируетс  на информационных выходах И блока 3, с которых она будет переписана в один из контрольных блоков КБ (4, 6, 8). Выбор контрольных блоков определ етс  адресными выходами А блока 3. В каждый контрольный блок поступает в двоичном коде как информационна  ИЧ, так и контрольна  часть КЧ. Дл  записи ИЧ в блок 4 (фиг, 1, 2, 3) необходимо присутствие логической 1 на выходе А1 блока 3, дл  записи КЧ в тот же контрольный блок необходимо повышение потенциала на выходе А2 блока 3, дл  записи ИЧ в блок 6 должна присутствовать логическа  1 на выходе A3 общего блока и т.д.

Перенос логической 1 по выходам А блока 3 осуществл етс  третьим счетчиком (счетчиком Джонсона) после смены фазы и рельсовой линии. Изменение состо ни  выходных шин третьего счетчика 3.6 происходит не в момент изменени  фазы, когда формируетс  сигнал синхронизации(по этому сигналу осуществл етс  запись информации в контрольные блоки), а с некоторой задержкой, которую определ ют второй формирователь по фронту 3.1.1. Така  задержка позвол ет разделить во времени момент записи информации и момент формировани  адреса так, чтобы смена адреса происходила между синхросигналами (сигналами считывани  в блоки КБ). Обнуление третьего счетчика 3,6 происходит в том

0 случае, когда по вл етс  логическа  1 на выходе формировател  3.1, если это совпадает с состо нием счетчика 3.8, когда на его выходах в двоичном коде по вл етс  единица (0001). Така  единица по вл етс  через

5 два импульса на выходе первого счетчика 3.5, т.е. после по влени  логической единицы на выходе формировател  3.1, когда в рельсовой линии мен етс  фаза. Запись информации в контрольный блок в регистры

0 4.2 и 4.3 осуществл етс  с учетом состо ни  выходов третьего счетчика 3.6. В КБ 4 в регистр 4.2 будет происходить запись информации с выходов четвертого счетчика 3.8, через выходы демодул тора ИО, И1, И2,

5 ИЗ (фиг.2 и 1) входы контрольного блока 4 ИО, И1, И2, ИЗ (фиг.1 и 3) при условии, что выход Q1 третьего счетчика 3.6 (фиг.1) имеет повышенный потенциал и в рельсовой линии происходит измерение фазы, что обес0 печивает по вление импульса на выходе формировател  3.1 и выходе С блока 3 (фиг.2). Выход С демодул тора 3 соединен входами С всех контрольных блоков 4, 6, 8 (фиг.1), а входы А демодул тора -с входами

5 А тех же блоков. При этом на выходе элемента 4.1 (И) на врем  синхроимпульса повыситс  потенциал. Такое повышение потенциала позволит записать информацию в первый регистр 4.2. Аналогично происходит запись

0 и во второй регистр 4.3 блока 4, а также и в регистры блоков 6 и 8. Состо ние выходов регистров 4.2 и 4.3  вл етс  инверсным. Это вызвано тем, что в каждой ИЧ и КЧ (фиг.5) передаетс  информаци  времен5 ным кодом, двоичное представление которого в обоих част х (ИЧ и КЧ) представл ет инверсные коды. Так, если ИЧ соответствует Зю. т.е. 22 Тн, или 0001, то КЧ - 12ю Ф, т.е. 58 Тн или 1100. Такой способ коди0 ровани  информации в ИЧ и КЧ позвол ет достаточно просто проконтролировать соответствие между ними на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Если такое соответствие существует, то на всех вхо5 дах элемента 4.5 блока 4 присутствует логическа  единица. На самом нижнем входе элемента 4.5 така  единица присутствует посто нно (см. фиг.З и 1). В блоках 6 и 8 (см, фиг.З) повышение потенциала на нижнем входе элемента 4 происходит только при условии, что

получаема  информаци  с рел-ьсовой цепи соответствует ее номеру (будет описано ниже ). Итак, если на выходе элемента 4.5 присутствует логическа  единица, то это делает прозрачными элементы 4.6 благодар  которым на вход дешифратора 4.7 поступает информаци  с первого регистра 4.2 в двоичном коде. На выходе дешифратора 4.7 информаци  преобразована в позиционный код, т.е. понижен потенциал только на одном из выходов дешифратора. С выходами дешифратора 4.7 блоков 6 и 8 соединены, соответственно сигнальные (S) входы индикаторов 7 и 9 (фиг.1). По вление индикации возможно при условии, что блоки 6 и 8 наход тс  в рабочем состо нии. Дл  чего на входы Р блоков 6 и 8 нужно подать повышенный потенциал с выхода Р настроечного блока 5.

Работа блока 5 протекает следующим образом.

При вступлении на рельсовую цепь происходит отпадание  кор  путевого реле. Факт отпадани   кор  приводит к тому, что первые три цикла (фиг.5) кодового сигнала рельсовой цепи несут отличную от других циклов информации. Как было сказано выше , смежные рельсовые цепи нечетного пути нумеруютс  цифрами 1 и 3, а четного 2 и

4т.е. всего предусмотрено четыре разновидности рельсовых цепей: рельсовые цепи 1, 2, 3 и 4. При вступлении поезда на рельсовую цепь 1 в информационной части первого блока информации (фиг.5) передаетс  интервал, который соответствует цифре 6. Така  информаци  передаетс  трижды (три первых цикла). При этом на выходах И демодул тора 3 по вл етс  число 01102 (6ю). Это число записываетс  в контрольной части первого информационного блока интервала , который соответствует числу 10012 (9ю), выходы первого регистра 4.2 св зываютс  с входами дешифратора 4.7. При этом на выходе 6 дешифратора 4.7 по вл етс  пониженный потенциал (фиг.З). Выходы дешифратора 4.7 через разъемы

5блоков 4 и 5 соединены с входами триг- геров 5.2 и логических элементов 5,3 (фиг.З, 1, 4). Пониженный потенциал на выходе Q 6 дешифратора 4.7 изменит состо ние триггера 5.2.1 (фиг.З) и на его выходе по витс  повышенный потенциал . Посредством элементов 5.1.2, 5.1.3, 5.1.4 триггеры 5.2.2, 5.2.3, 5.2.4 окажутс 

в состо нии при котором на их выходах Q потенциал понижен. Такое состо ние триггеров делает прозрачным только элемент 5.3.1 дл  сигнала с входа Sz блока 5. Если

начина  с четвертого кодового цикла (можно и со второго) в информационной части первого информационного блока (фйг.5) будет поступать информаци  и расшифровыватьс  как число 2 ю (0010), то на выходе 2 блока 4 будет понижатьс  потенциал (фиг.З), что приведет к понижению потенциала на инверсном входе элемента 5.3.1 блока 5 (фиг.З, 1, 4). Наличие пониженного потенциала на

инверсном входе и повышенного на инверсном элементе 5.3.1 (фиг.4) приведет к повы- шению потенциала на выходе этого элемента и, как следствие, на выходе элемента 5.2 т.е. на выходе Р блока 5. Как было

сказано выше, такое повышение напр жени  устанавливает в рабочее состо ние блоки 6 и 8.

Ниже производ тс  параметры интегральных и микросхем, которые используютс  в качестве счетчиков, регистров, дешифратора генератора. Счетчик 3.3 - К155ИЕ8, счетчики 3.5 и 3.8 - К155ИЕ5, счетчик 3.6 - 564ИЕ9, генератор 3.2 - 155АГЗ, регистры 4.2 и 4.3 - К155ИР1, дешифратор

4.7- К155ИДЗ, триггеры 5.2-по два элемента К155ЛАЗ, формирователи описаны в 3 на стр.28-33. Дл  соответстви  рабочих фронтов тактовых входов ИМС и схемы могут быть использованы НЕ.

Следует отметить, что в за вке приводитс  схема одного полукомплекта. Дл  исключени  опасной ситуации необходимо, по крайней мере, использовать два полукомплекта и схему сравнени , котора  позволила

бы реализовать информацию только при

синхронной работе обоих полукомплектов.

Анализ предложенного показал, что по

сравнению с прототипом возможен прием

большего объема полезной информации и

большей достоверности. Существенное повышение достоверности может быть достигнуто , если во втором и третьем информационных блоках (фиг.5), будет передаватьс  одна и та же информаци  и затем сравниватьс  (сравнение может происходить визуально, каждый из блоков включает свой индикатор - светофор).

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  автоматической локомотивной сигнализации, содержащее установленный на локомотиве блок приема, выходом подключенный к входу демодул тора , информационные выходы которого подключены к одним входам блока контрол , другие входы которого соединены с адресными входами демодул тора, и блоки индикации, отличаю щеес  тем, что, с целью повышени  достоверности, оно снабжено блоком настройки, информационными входами соединенными с выходом блока контрол , дополнительными блоками контрол , выходами подключенными к входам блоков индикации, информационными входами - к информационным выходам демодул тора , входами управлени  - к выходу блока настройки, а адресными входами - к адресным выходам демодул тора.
2. 2. Устройство поп.1, отличающее- с   тем, что блок настройки содержит триггеры , счетными входами которых образована одна группа информационных входов блока, элементы И, элементы ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим установочным входам одних триггеров,

   а входы - к выходам других триггеров, подключенных соответственно к одним входам элементов И, инверсными входами которых образована друга  группа информационных входов блока, а выходами через элемент

   ИЛИ образован выход блока.

   г

   L

   %2.2

   %z.i

   а)

   з //

   СГ

   зе

   т

   сг

   7/ /

   92 S3

   Off

   лг

   А

   4f

   А

   %г.З

   %.#