RU2288128C1

RU2288128C1 - Rail line checking method

Info

Publication number: RU2288128C1
Application number: RU2005112599/11A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иосифович Полевой (RU); Юрий Иосифович Полевой; Людмила Владимировна Полева (RU); Людмила Владимировна Полевая; Марина Васильевна Трошина (RU); Марина Васильевна Трошина; кова Юли Геннадьевна Пол (RU); Юлия Геннадьевна Полякова
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-27

Abstract

FIELD: railway transport; signaling and communication; interval traffic control.

SUBSTANCE: proposed method is based on principle of comparing of current voltage at inlet of truck receiver and threshold values which are determined by reference voltage. Threshold voltage is corrected depending on current state of ballast, air temperature and humidity.

EFFECT: provision of reliable control of free state of rail line with exclusion of false indication of its occupancy.

2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике для регулирования движения поездов.The invention relates to railway equipment, namely to railway automation and telemechanics for regulating the movement of trains.

Известен способ контроля состояния рельсовой линии (РЛ), заключающийся в том, что значение текущего напряжения на входе приемника сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения. Превышение значения текущего напряжения над пороговым напряжением освобождения фиксируют как свободное состояние РЛ, превышение порогового значения занятия над текущим значением напряжения - как занятое состояние РЛ [Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983, стр.37-38].A known method of monitoring the state of the rail line (RL), which consists in the fact that the value of the current voltage at the input of the receiver is compared with the threshold values of occupation and release. The excess of the current voltage value over the release threshold voltage is recorded as the free state of the radar, the excess of the occupation threshold value over the current voltage value is recorded as the occupied state of the radar [Kotlyarenko N.F. Track lock and auto adjustment. - M .: Transport, 1983, pp. 37-38].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния рельсовой линии.The disadvantage of this method is that with a reduced insulation resistance, false control of the state of the rail line is possible.

Известен также способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают переменное напряжение, а на другом конце контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения напряжения и его величине фиксируют состояние РЛ [Патент №2238867, Способ контроля свободности путевых участков. Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Яковлев В.Н., Смышляев В.А., Гуменников В.Б.].There is also a method of monitoring the state of the rail line, which consists in the fact that an alternating voltage is applied to the rail line at one end, and the voltage change is controlled at the other end depending on the coordinate of the train shunt and the state of the radar is fixed by the nature of the voltage change and its magnitude [Patent No. 2238867, Method for controlling the freedom of track sections. Polevoy Yu.I., Polevaya L.V., Yakovlev V.N., Smyshlyaev V.A., Gumennikov VB].

Недостатком этого способа является то, что при интенсивном выпадении осадков может быть зафиксирована ложная занятость.The disadvantage of this method is that with intense rainfall, false employment can be recorded.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

Технический результат достигается тем, что способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают напряжение переменного тока, а на другом конце контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта (текущее напряжение на входе приемника), в момент занятия предыдущей РЛ (рассматриваемая и последующая РЛ свободны) фиксируют опорное напряжение - напряжение на входе приемника, которое умножают на коэффициент снижения напряжения и получают пороговое напряжение. Коэффициент снижения напряжения - отношение напряжения на приемном конце свободной рельсовой линии к аналогичному напряжению при наложенном нормативном шунте на координате подключения приемника или генератора (сопротивления по концам приняты одинаковыми). При превышении порогового напряжения над текущим значением напряжения фиксируют занятие РЛ, а при превышении текущего напряжения над пороговым - освобождение. Коэффициент снижения напряжения ставят в зависимость от текущего напряжения, т.е от состояния балласта. При дальнейшем следовании поезда по рассматриваемой и смежных РЛ осуществляют коррекцию порогового напряжения с учетом температуры окружающей среды и влажности воздуха, а интенсивность коррекции (коэффициент коррекции) зависит от исходного состояния сопротивления балласта. Коэффициент коррекции указывает во сколько раз (1,001-1,01) изменяется напряжение в момент коррекции (через каждые 1-10 с).The technical result is achieved by the fact that the method of monitoring the state of the rail line, which consists in the fact that AC voltage is applied to the rail line at one end, and the voltage change is controlled at the other end depending on the coordinate of the train shunt (current voltage at the receiver input), the moment of occupation of the previous radar (the considered and subsequent radar is free) fix the reference voltage - the voltage at the input of the receiver, which is multiplied by the voltage reduction coefficient and obtain a threshold voltage. Voltage reduction coefficient is the ratio of the voltage at the receiving end of a free rail line to the same voltage when a standard shunt is applied at the coordinate of the connection of the receiver or generator (the resistance at the ends are assumed to be the same). If the threshold voltage exceeds the current voltage value, the occupation of the radar is recorded, and when the current voltage exceeds the threshold voltage, it is released. The voltage reduction coefficient is dependent on the current voltage, i.e., on the state of the ballast. When the train further follows along the considered and adjacent radars, the threshold voltage is corrected taking into account the ambient temperature and air humidity, and the correction intensity (correction coefficient) depends on the initial state of the ballast resistance. The correction factor indicates how many times (1.001-1.01) the voltage changes at the time of correction (every 1-10 s).

На фиг.1 приведена схема рельсовой цепи. На фиг.2 приведены графики зависимости коэффициента высыхания балласта от времени занятия трех участков при различных значениях температуры окружающей среды и влажности воздуха.Figure 1 shows a diagram of a rail circuit. Figure 2 shows graphs of the dependence of the drying coefficient of the ballast from the time of the occupation of three sections at different values of ambient temperature and air humidity.

Коэффициент высыхания показывает, во сколько раз повышается сопротивление изоляции в единицу времени.The drying coefficient shows how many times the insulation resistance increases per unit time.

Кривые семейства T₁ представляют зависимости коэффициента высыхания балласта К_ВС при температуре T₁ от времени занятия участков t при различных значениях влажности воздуха (V₁,...,V_N). Кривые семейства Т_г представляют аналогичные зависимости при температуре Т_г, кривые семейства Т₃ - при температуре Т₃ и т.д. Кривые представлены для условий: T₁ - самая высокая температура, V₁ - самая низкая влажность, т.е. лучшие условия высыхания балласта. Необходимость учета этих параметров связана с тем, что при длительном занятии хотя бы одного из участков рельсовой линии возможно повышение напряжения на приемном конце при наличии шунта при высыхании балласта до значения, когда фиксируется освобождение рельсовой линии. Поэтому коэффициент снижения напряжения должен корректироваться посредством коэффициента высыхания балласта. Пороговое напряжение занятия зависит от времени занятия (t) и коэффициента высыхания балласта.The curves of the T ₁ family represent the dependences of the ballast drying coefficient K _BC at temperature T ₁ on the time it takes for the sections t to be used for various values of air humidity (V ₁ , ..., V _N ). Curves of the T _g family represent similar dependences at a temperature of T _g , curves of the T ₃ family represent a temperature at T ₃ , etc. The curves are presented for conditions: T ₁ - the highest temperature, V ₁ - the lowest humidity, i.e. better drying conditions for ballast. The need to take these parameters into account is due to the fact that during prolonged occupation of at least one of the sections of the rail line, voltage may increase at the receiving end if there is a shunt when the ballast dries to the value when the rail line is free. Therefore, the voltage reduction coefficient should be adjusted by means of a ballast drying coefficient. Occupation threshold voltage depends on occupation time (t) and ballast drying coefficient.

Предлагаемый способ реализован в рельсовой цепи, изображенной на фиг.1, которая содержит источник питания 1, ограничитель тока 2, рельсовую линию 3, полосовой фильтр 4, выпрямитель со сглаживающим фильтром 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7, компаратор 8, счетчик 9, переключающее устройство 10, датчик влажности воздуха 11, датчик температуры окружающей среды 12, тактовый генератор 13, минусовой полюс источника питания 14, путевое реле 15 с контактом 16, контакт путевого реле предыдущей РЛ (участок приближения) 17 (при движении слева направо эта РЛ расположена левее РЛ 3), контакт путевого реле следующей РЛ (участок удаления) 18 (при движении слева направо эта РЛ расположена правее РЛ).The proposed method is implemented in the rail circuit shown in figure 1, which contains a power source 1, a current limiter 2, a rail line 3, a bandpass filter 4, a rectifier with a smoothing filter 5, an analog-to-digital converter (ADC) 6, read-only memory ( ROM) 7, comparator 8, counter 9, switching device 10, air humidity sensor 11, ambient temperature sensor 12, clock generator 13, negative pole of power supply 14, travel relay 15 with contact 16, contact of the travel relay of the previous radar ( izheniya) 17 (moving from left to right, this is to the left RL RL 3), track following the track relay RL (removal portion) 18 (moving from left to right, this is located to the right RL RL).

Действие рельсовой цепи осуществляется следующим образом. От источника питания 1 посредством резистора 2, рельсовой линии 3, фильтра 4, выпрямителя 5 напряжение подается на вход АЦП 6. К выходу АЦП подключен первый вход ПЗУ 7 и первый вход компаратора 8, к выходу ПЗУ подключены вход Вх счетчика 9 и первый вход Вх1 тактового генератора 10. Ко второму входу компаратора 8 подключен выход счетчика 9. К первому, второму и третьему входам переключающего устройства подключены соответственно выходы датчика влажности 11, датчика температуры 12 и тактового генератора 13. К выходу+1 счетчика 9 подключен выход переключающего устройства 10, а к входу С счетчика 9, ко второму входу Вх2 тактового генератора 13 и ко второму входу Вх2 ПЗУ 7 через последовательно соединенные фронтовые контакты путевых реле рассматриваемого участка 16, участка приближения 17 и участка удаления 18 подключен минусовой полюс источника питания 14. Выходы обмотки путевого реле 15 подключены к выходу Вых компаратора 8 и полюсу 14.The action of the rail chain is as follows. From the power supply 1 through the resistor 2, the rail line 3, the filter 4, the rectifier 5, the voltage is supplied to the input of the ADC 6. The first input of the ROM 7 and the first input of the comparator 8 are connected to the output of the ADC, the input of the counter input 9 and the first input of input 1 are connected to the output of the ROM the clock generator 10. The output of the counter 9 is connected to the second input of the comparator 8. The outputs of the humidity sensor 11, the temperature sensor 12 and the clock generator 13 are connected respectively to the first, second and third inputs of the switching device 13. I switch the output to the output + 1 of the counter 9 its device 10, and to the input C of the counter 9, to the second input Вх2 of the clock generator 13 and to the second input Вх2 of the ROM 7 through the series-connected front contacts of the path relays of the considered section 16, the approximation section 17 and the removal section 18, the negative pole of the power supply 14 is connected. The outputs of the winding of the track relay 15 are connected to the output of the outputs of the comparator 8 and the pole 14.

В отсутствие поезда на РЛ 3 и смежных с ней рельсовых линиях (на фиг.1 не обозначены) на вход С счетчика 9 поступает потенциал логического нуля (ЛН) и за счет входа Вх происходит непрерывное обновление информации в счетчике (ИМС К155ИЕ7) 9, а вход+1 на счетчик не воздействуют. Напряжение от источника питания 1 через элементы 2, 3, 4 и 5 поступает на вход АЦП 6. В отсутствие поезда при стабильном напряжении источника питания значение текущего напряжения на входе АЦП однозначно отражает состояние балласта. С выхода АЦП двоичный код поступает на первый вход ПЗУ, которое преобразует входное напряжение, и на выходе появляется значение порогового напряжения. Преобразование сигнала (микросхема ПЗУ прошита соответствующим образом) происходит путем перемножения входного сигнала на коэффициент, значение которого зависит от времени занятия рельсовой линии РЛ 3 и смежных с ней линий. В результате пороговое напряжение подстраивается (адаптируется) под значение сопротивления изоляции, т.е. соответствует состоянию балласта. При свободном состоянии рассматриваемой и обоих смежных РЛ (замкнуты контакты 16, 17, 18) на входах С счетчика 9, входе Вх2 тактового генератора 13 и входе Вх2 ПЗУ 7 присутствует потенциал ЛН. При этом генератор 13 заторможен, а в счетчике 9 за счет входа Вх информация непрерывно обновляется, ПЗУ 7 непрерывно преобразует входной сигнал. На входе Вх и выходе Вых счетчика 9 присутствуют одинаковые сигналы (двоичные коды соответствуют пороговому значению напряжения). Двоичный код на первом входе компаратора 8 существенно превышает двоичный код на втором входе компаратора 8, за счет чего возбуждено реле 15. Путевое реле будет обесточено при понижении двоичного кода на входе Вх1 компаратора 8 ниже значения двоичного кода на входе Вх2. С момента занятия смежной РЛ (контакт 17 разомкнется) вход Вх счетчика 9 закрывается, а тактовый генератор 13 за счет входа Вх2 начинает работать. Частота задающего каскада генератора 13 регулируется посредством входа Вх1, на который поступает сигнал с выхода ПЗУ, так учитывается состояние балласта в момент занятия смежной РЛ. Эта частота может быть изменена при проходе следующего поезда при условии, что рельсовая линия 3 и обе смежные с ней были свободны. У генератора 13 несколько выходных линий (восемь), объединенных в один выход Вых. Каждая из линий имеет свою частоту, например первая линия - частоту 1 импульс в секунду, вторая - 2 импульса в секунду, третья - 3 импульса в секунду и т.д. Переключающее устройство 10 осуществляет подключение одной их выходных линий генератора 13 к входу+1 счетчика 9 в зависимости от состояния выхода датчика влажности воздуха 11 и датчика температуры 12 в соответствии с кривыми на фиг.2. Таким образом, при коррекции порогового напряжения учитывается исходное состояние балласта, интенсивность высыхания балласта (от влажности окружающей среды и температуры воздуха).In the absence of a train on RL 3 and adjacent rail lines (not indicated in Fig. 1), the input of counter 9 receives the potential of logical zero (LN) and input Bx continuously updates the information in the counter (IC K155IE7) 9, and input + 1 does not affect the counter. The voltage from the power source 1 through the elements 2, 3, 4 and 5 is fed to the input of the ADC 6. In the absence of a train with a stable voltage of the power supply, the value of the current voltage at the input of the ADC clearly reflects the state of the ballast. From the ADC output, the binary code is fed to the first input of the ROM, which converts the input voltage, and the threshold voltage value appears at the output. The signal conversion (ROM chip is appropriately stitched) is done by multiplying the input signal by a coefficient, the value of which depends on the time of occupation of the RL 3 rail line and adjacent lines. As a result, the threshold voltage is adjusted (adapted) to the value of the insulation resistance, i.e. corresponds to the state of ballast. In the free state of the considered and both adjacent radar (contacts 16, 17, 18 are closed) at the inputs C of the counter 9, input Bx2 of clock generator 13 and input Bx2 of ROM 7 there is a potential of LN. In this case, the generator 13 is inhibited, and in the counter 9, due to the input Bx, the information is continuously updated, the ROM 7 continuously converts the input signal. At the input I and output of the output of the counter 9 there are the same signals (binary codes correspond to the threshold voltage value). The binary code at the first input of comparator 8 significantly exceeds the binary code at the second input of comparator 8, due to which the relay 15 is activated. The track relay will be de-energized when the binary code at input Bx1 of comparator 8 is lower than the value of the binary code at input Bx2. From the moment of occupation of the adjacent RL (contact 17 opens), the input Вх of the counter 9 is closed, and the clock generator 13 starts to work due to the input Вх2. The frequency of the master stage of the generator 13 is controlled by the input Bx1, which receives a signal from the output of the ROM, so the ballast state at the time of occupation of the adjacent radar is taken into account. This frequency can be changed during the passage of the next train, provided that the rail line 3 and both adjacent to it were free. Generator 13 has several output lines (eight) combined into one output of the Output. Each line has its own frequency, for example, the first line - a frequency of 1 pulse per second, the second - 2 pulses per second, the third - 3 pulses per second, etc. The switching device 10 connects one of the output lines of the generator 13 to the input + 1 of the counter 9, depending on the output state of the air humidity sensor 11 and the temperature sensor 12 in accordance with the curves in FIG. 2. Thus, the correction of the threshold voltage takes into account the initial state of the ballast, the intensity of drying of the ballast (from environmental humidity and air temperature).

Предложенный способ позволяет существенно увеличить безопасность движения поездов за счет достоверного контроля состояния рельсовой линии.The proposed method can significantly increase the safety of train traffic due to reliable monitoring of the state of the rail line.

Claims

A method of monitoring the condition of the rail line, which consists in the fact that AC voltage is applied to the rail line at one end, and voltage is received at the other end and the voltage change is controlled depending on the coordinate of the train shunt, after occupying the previous rail line, the reference voltage is recorded - voltage at the input of the receiver, which is multiplied by a voltage reduction coefficient and a threshold voltage is obtained, when the threshold voltage exceeds the current voltage value, the occupation of the relay is recorded of the new line, and when the current voltage exceeds the threshold, it is released, characterized in that the voltage reduction coefficient is taken depending on the current voltage determined by the ballast state, and when the train continues to follow the considered and adjacent rail lines, the threshold voltage is adjusted taking into account the ambient temperature environment and humidity, and the correction intensity is taken dependent on the initial state of the ballast resistance.