RU2392153C2

RU2392153C2 - Method to control track state and device to this end

Info

Publication number: RU2392153C2
Application number: RU2008136534/11A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иосифович Полевой (RU); Юрий Иосифович Полевой; Андрей Владимирович Вайшнарас (RU); Андрей Владимирович Вайшнарас
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-06-20
Also published as: RU2008136534A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed method consists in that line generator and receiver are connected in turns to every trackside, while AC signal is sent into rail circuit on one end to be received on the other end. Reception end voltages and supply end currents are registered for every track. Supply end current is checked for compliance with reception end voltage, if these differ occupied line is registered and if they comply, track is considered clear. Proposed device comprises signal generator (15), pulse counter (2), ADC (20), registers (25), memory unit (26), decoder (3) and element "AND" (27). Additionally, proposed device incorporates clock signal generator (1), switch (4), matching transformers (5-9), limiting resistor (16), bandpass filters (17, 19), rectifiers (18, 22), smoothing filters (19, 23) and trigger (29).

EFFECT: higher reliability of track state control.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, и может быть использовано для регулирования движения поездов.The invention relates to railway equipment, namely to railway automation and telemechanics, and can be used to regulate the movement of trains.

Известен способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что определяют количество свободных путевых участков на перегоне и сумму значений напряжений на этих же участках, а затем находят среднее арифметическое значение напряжений. Текущее значение каждого из участков сравнивают со средним арифметическим значением. При существенном отличии текущего значения от среднего арифметического фиксируют занятость путевого участка, в противном случае - свободность [Патент РФ №2025358, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков и устройство для его осуществления. Авторы: Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова И.В., Кравцова Н.А., БИ №24, 1994 г.].There is a method of controlling the freedom of the rail line, which consists in determining the number of free track sections on the leg and the sum of the stress values in the same sections, and then find the arithmetic mean value of the stresses. The current value of each of the sections is compared with the arithmetic mean value. With a significant difference between the current value and the arithmetic average, the busyness of the track section is fixed, otherwise, it is free [RF Patent No. 2025358, IPC B61L 23/16. A method of controlling the freedom of track sections and a device for its implementation. Authors: Polevoy Yu.I., Streltsov S.K., Mazalova I.V., Kravtsova N.A., BI No. 24, 1994].

Недостатком этого способа является то, что при наличии значительной продольной асимметрии возможен ложный контроль состояния путевых участков.The disadvantage of this method is that in the presence of significant longitudinal asymmetry, false control of the state of the track sections is possible.

Известен способ контроля свободного состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце его принимают. При этом зарегистрированные текущие значения сигналов сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения. Путевой генератор и приемник поочередно подключают к каждой рельсовой линии перегона и регистрируют напряжение приемного и ток питающего концов каждой рельсовой линии. Занятие рельсовой линии фиксируют при превышении тока источника питания, подключенного на входном конце, над пороговым значением, которое соответствует току источника питания при наложении на этот конец нормативного шунта при сухом балласте, а освобождение фиксируют, когда напряжение приемного конца и ток питающего конца достигают соответствующих друг другу пороговых значений освобождения, которые для каждого из сопротивлений балласта определяют путем наложения шунта на расстоянии защитного участка и измерения значения тока источника питания, включенного на выходном конце рельсовой линии, и напряжения на входе приемника, включенного на другом конце. [Патент РФ №2271949, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Трошина М.В. БИ №8, 2004 г.].A known method of monitoring the free state of the rail line, which consists in the fact that in the rail line at one end serves an AC signal, and at the other end it is received. In this case, the recorded current signal values are compared with the threshold values of occupation and release. The track generator and receiver are alternately connected to each rail haul line and the voltage of the receiving and current supply ends of each rail line are recorded. Occupation of the rail line is fixed when the current of the power source connected at the input end is exceeded by a threshold value that corresponds to the current of the power source when a normative shunt is applied to this end with dry ballast, and the release is fixed when the voltage of the receiving end and the current of the supply end reach their respective to each other threshold release values, which for each of the ballast resistances are determined by applying a shunt at a distance of the protective section and measuring the value of the source current Single supply included at the output end of the rail line and the voltage on the input of the receiver included in the other end. [RF patent No. 2271949, IPC B61L 23/16. A way to control the freedom of track sections. Authors: Polevoy Yu.I., Polevaya L.V., Troshina M.V. BI No. 8, 2004].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния путевых участков.The disadvantage of this method is that with a reduced insulation resistance, false monitoring of the condition of the track sections is possible.

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

Известно устройство контроля свободности рельсовой линии, содержащее генератор импульсов, два счетчика импульсов, пять триггеров, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, блок памяти, два регистра, субтрактор, демультиплексор [Патент РФ №2025358. Способ контроля свободности путевых участков и устройство для его осуществления, авторы Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова И.А., Кравцова Н.А., БИ №24, 1994 г.].A device for monitoring the freedom of a rail line containing a pulse generator, two pulse counters, five triggers, a multiplexer, an analog-to-digital converter, an adder, a memory unit, two registers, a subtractor, a demultiplexer [RF Patent No. 2025358. The way to control the freedom of track sections and a device for its implementation, the authors Polevoy Yu.I., Streltsov SK, Mazalova IA, Kravtsova NA, BI No. 24, 1994].

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.The disadvantage of this device is the low reliability with reduced insulation resistance.

Техническим результатом является повышение надежности контроля состояния рельсовой линии.The technical result is to increase the reliability of monitoring the state of the rail line.

Технический результат достигается тем, что путевой генератор и приемник поочередно подключают к каждой рельсовой линии перегона, в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце его принимают, регистрируют напряжения приемных и токи питающих концов каждой рельсовой линии, причем определяют соответствие тока питающего конца напряжению приемного, при их несоответствии фиксируют занятие рельсовой линии, а при соответствии - освобождение.The technical result is achieved by the fact that the track generator and the receiver are alternately connected to each rail line, an alternating current signal is supplied to the rail line at one end, and it is received at the other end, the voltage of the receiving ends and the currents of the supply ends of each rail line are recorded, and the correspondence is determined the current of the supplying end to the voltage of the receiving one, if they do not match, the occupation of the rail line is recorded, and if it is, the release is recorded.

Устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее генератор сигналов, счетчик импульсов, АЦП, регистры, блок памяти, дешифратор, элемент И, дополнительно содержит тактовый генератор, переключающее устройство, согласующие трансформаторы, ограничивающий резистор, полосовые фильтры, выпрямители, сглаживающие фильтры и триггер, причем выход тактового генератора подсоединен к входу счетчика, выходы которого подсоединены к входам дешифратора, в свою очередь, его выходы подсоединены к входу переключающего устройства, причем один из выходов дешифратора подсоединен к входам первого элемента И, выходы которого подсоединены ко вторым входам ППЗУ, и второго элемента И, выход которого подсоединен к входу С регистра, а рельсовые линии через трансформаторы подсоединены к линейным входам переключающего устройства, к входу которого через резистор подсоединен выход генератора, а к выходу - через первый полосовой фильтр, первый выпрямитель, первый сглаживающий фильтр и первый АЦП подсоединены входы первого элемента И, к полюсам резистора через второй полосовой фильтр, второй выпрямитель, второй сглаживающий фильтр и второй АЦП подсоединены входы D регистра, выходы которого подсоединены к первым входам ППЗУ, выходы которого подсоединены к входам триггера.A rail line condition monitoring device comprising a signal generator, a pulse counter, an ADC, registers, a memory unit, a decoder, an And element, further comprises a clock generator, a switching device, matching transformers, a limiting resistor, band-pass filters, rectifiers, smoothing filters and a trigger, moreover the output of the clock generator is connected to the input of the counter, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder, in turn, its outputs are connected to the input of the switching device, one of which The outputs of the decoder are connected to the inputs of the first AND element, the outputs of which are connected to the second inputs of the ROM, and the second AND element, the output of which is connected to the C input of the register, and the rail lines through transformers are connected to the linear inputs of the switching device, to the input of which the generator output is connected through the resistor and to the output - through the first bandpass filter, the first rectifier, the first smoothing filter and the first ADC, the inputs of the first element And are connected to the poles of the resistor through the second bandpass filter, the second rectifiers, the second smoothing filter and the second ADC register D inputs are connected, the outputs of which are connected to first inputs of PROM, whose outputs are connected to inputs of the trigger.

На фиг.1 представлена схема рельсовой цепи. На фиг.2 - графики зависимостей токов питающего и напряжения приемного концов от координаты шунта.Figure 1 presents the diagram of the rail chain. Figure 2 - graphs of the dependences of the currents of the supply and voltage of the receiving ends from the coordinates of the shunt.

На фиг.1 представлена рельсовая цепь, которая содержит следующие элементы: тактовый генератор ТГ 1, счетчик СТ 2, дешифратор ДШ 3, переключающее устройство ПУ 4, согласующие трансформаторы 5, 6, 7, 8 и 9, рельсовые линии 10, 11, 12, 13 и 14, генератор 15, ограничивающий резистор 16, первый полосовой фильтр 17, первый выпрямитель 18, первый сглаживающий фильтр 19, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 20, второй полосовой фильтр 21, второй выпрямитель 22, второй сглаживающий фильтр 23, второй АЦП 24, регистр 25, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 26, первый элемент И 27, второй элемент И 28 и триггер 29.Figure 1 presents the rail circuit, which contains the following elements: TG 1 clock generator, CT 2 counter, DS 3 decoder, PU 4 switching device, matching transformers 5, 6, 7, 8 and 9, rail lines 10, 11, 12 , 13 and 14, the generator 15, the limiting resistor 16, the first bandpass filter 17, the first rectifier 18, the first smoothing filter 19, the first analog-to-digital converter (ADC) 20, the second bandpass filter 21, the second rectifier 22, the second smoothing filter 23, second ADC 24, register 25, programmable read-only memory (EPROM) 26, the first element And 27, the second element And 28 and trigger 29.

На фиг.2 приведена кривая 30 - зависимость тока питающего конца (в А) от координаты шунта (в км) при подсоединении приборов ко второй рельсовой линии, кривая 31 - зависимость тока питающего конца (в А) от координаты шунта (в км) при подсоединении приборов к третьей рельсовой линии и кривая 34 - зависимость напряжения приемного конца (в В) от координаты поездного шунта (в км) при подсоединении приборов ко второй рельсовой линии. Линия 32 указывает на границу между рельсовыми линиями 11 и 12 (место подсоединения приборов рельсовой цепи), а линия 33 - на границу между рельсовыми линиями 12 и 13.Figure 2 shows the curve 30 - the dependence of the current of the supply end (in A) from the coordinate of the shunt (in km) when connecting devices to the second rail line, curve 31 - the dependence of the current of the supply end (in A) from the coordinate of the shunt (in km) at connecting devices to the third rail line and curve 34 - dependence of the voltage of the receiving end (in V) on the coordinate of the train shunt (in km) when connecting devices to the second rail line. Line 32 indicates the boundary between the rail lines 11 and 12 (the connection point of the rail circuit devices), and line 33 indicates the boundary between the rail lines 12 and 13.

Приборы рельсовой цепи (фиг.1) соединены следующим образом. Выход тактового генератора 1 подсоединен к входу С счетчика 2, выходы 1, 2, 4, 8 этого счетчика подсоединены соответственно к входам 1, 2, 4, 8 дешифратора 3, выходы 0..15 дешифратора подсоединены к входу ВХ1 переключающего устройства 4, кроме того, выход 2 дешифратора 3 подсоединен к входу первого элемента И 27 и входу второго элемента И 31. К линейным входам ВЛ1, ВЛ2, ВЛЗ, ВЛ4, ВЛ16 переключающего устройства через трансформаторы 5, 6, 7, 8 и 9 подсоединены рельсовые линии 10, 11, 12, 13 и 14, а к входу ВХ2 этого устройства через резистор 16 подсоединен выход генератора 15. К выходу ВЫХ переключающего устройства через первый полосовой фильтр 17, первый выпрямитель 18, первый сглаживающий фильтр 19 и первый АЦП 20 подсоединены входы первого элемента И 27, выходы которого подсоединены ко вторым входам (В0, B1, B2, В3) ППЗУ 26. К полюсам резистора 16 через второй полосовой фильтр 21, второй выпрямитель 22, второй сглаживающий фильтр 23 и второй АЦП 24 подсоединены входы D1, D2, D3, D4 регистра 25. Выходы А1, А2, A3, А4 регистра 25 соответственно подсоединены к первым входам (А0, А1, А2, A3) ППЗУ 26. Выход D01 ППЗУ 26 подсоединен к входу S триггера 29, а выход DO4 ППЗУ 26 подсоединен к входу R триггера 29.The devices of the rail circuit (figure 1) are connected as follows. The output of the clock generator 1 is connected to the input C of the counter 2, the outputs 1, 2, 4, 8 of this counter are connected respectively to the inputs 1, 2, 4, 8 of the decoder 3, the outputs 0..15 of the decoder are connected to the input BX1 of the switching device 4, except Moreover, the output 2 of the decoder 3 is connected to the input of the first element And 27 and the input of the second element And 31. Rail lines 10 are connected to the line inputs of VL1, VL2, VLZ, VL4, VL16 through the transformers 5, 6, 7, 8 and 9, 11, 12, 13 and 14, and the output of the generator 15 is connected to the input ВХ2 of this device through the resistor 16. the output OUT of the switching device through the first band-pass filter 17, the first rectifier 18, the first smoothing filter 19 and the first ADC 20 connected to the inputs of the first element And 27, the outputs of which are connected to the second inputs (B0, B1, B2, B3) of the ROM 26. To the poles of the resistor 16 through the second bandpass filter 21, the second rectifier 22, the second smoothing filter 23 and the second ADC 24 connected to the inputs D1, D2, D3, D4 of the register 25. The outputs A1, A2, A3, A4 of the register 25 are respectively connected to the first inputs (A0, A1 , A2, A3) EEPROM 26. The output D01 EPROM 26 is connected to the input S of the trigger 29, and the output DO4 PROM 26 is connected to R input of the flip-flop 29.

Работа устройства, реализующего заявляемый способ, осуществляется следующим образом. После поступления каждого импульса от тактового генератора 1 счетчик 2 переходит в новую позицию, на выходах дешифратора 3 появляется новая двоичная комбинация и переключающее устройство 4 поочередно подключает к каждой рельсовой линии приборы питающего и приемного концов. Информация о напряжении приемного конца каждой рельсовой линии поступает через согласующие трансформаторы 5, 6, 7, 8 и 9, элементы 17, 18, 19, 20 и 27 на соответствующие входы ППЗУ 26 при условии, что в данный момент времени приборы питающего и релейного концов подключены к рельсовой линии 2. Информация о токе питающего конца поступает в виде значения падения напряжения на резисторе 16 через элементы 21, 22, 23 на вход второго АЦП 24. Двоичный код (пропорциональный величине тока питающего конца) с выхода второго АЦП 24 поступает в регистр 25 при условии, что приборы рельсовой цепи соответственно подсоединены ко второй рельсовой линии 12, а рельсовые линии 1 и 2 свободны. С выхода регистра 25 информация поступает на первые входы ППЗУ 26. На выходах первого ППЗУ 26 в случае соответствия значений на первых и вторых входах (соответствия значений тока питающего конца второй рельсовой линии 12 и напряжения ее приемного конца) появляется значение соответственно 1000, в результате чего на входе S триггера 29 появляется сигнал логической единицы, триггер взводится, чем фиксируется свободность рельсовой линии. Если адреса на первых и вторых входах ППЗУ 26 не соответствуют, то есть напряжение приемного конца второй рельсовой линии 12 не соответствует току ее питающего конца, то на выходах ППЗУ 26 появляется сигнал 0001, в результате чего на входе R триггера 29 появляется сигнал логической единицы, триггер сбрасывается, чем фиксируется занятость рельсовой линии.The operation of the device that implements the inventive method is as follows. After each pulse arrives from the clock generator 1, the counter 2 moves to a new position, a new binary combination appears at the outputs of the decoder 3 and the switching device 4 alternately connects the devices of the supply and receiving ends to each rail line. Information about the voltage of the receiving end of each rail line is supplied through matching transformers 5, 6, 7, 8 and 9, elements 17, 18, 19, 20 and 27 to the corresponding inputs of the ROM 26, provided that at the given moment the devices of the supply and relay ends connected to the rail 2. Information about the current of the supply end is supplied in the form of the voltage drop across the resistor 16 through the elements 21, 22, 23 to the input of the second ADC 24. The binary code (proportional to the value of the current of the supply end) from the output of the second ADC 24 enters the register 25 provided that with Orae track circuit are respectively connected to the second line of the rail 12, and rail lines 1 and 2 are free. From the output of the register 25, information is supplied to the first inputs of the EPROM 26. At the outputs of the first EPROM 26, if the values at the first and second inputs match (the values of the current of the supply end of the second rail line 12 and the voltage of its receiving end), a value of 1000 appears, resulting in at the input S of the trigger 29, a signal of a logical unit appears, the trigger is cocked, which fixes the freedom of the rail line. If the addresses at the first and second inputs of the EPROM 26 do not correspond, that is, the voltage of the receiving end of the second rail line 12 does not correspond to the current of its supply end, then the signal 0001 appears at the outputs of the EPROM 26, as a result of which a logic unit signal appears at the input R of trigger 29, the trigger is reset, which fixes the occupancy of the rail line.

Т.к. приборы питающих и приемных концов циклически переключаются, то имеется возможность зафиксировать ток источника питания и напряжение на входе приемника на любом из концов любой рельсовой линии.Because the devices of the supply and receiving ends are cyclically switched, it is possible to fix the current of the power source and the voltage at the input of the receiver at any end of any rail line.

Данное изобретение позволит повысить достоверность контроля состояния рельсовых линий при пониженном сопротивлении изоляции.This invention will improve the reliability of monitoring the status of rail lines with reduced insulation resistance.

Claims

1. A method of monitoring the free state of the rail line, which consists in the fact that the track generator and receiver are alternately connected to each rail line, an alternating current signal is supplied to the rail line at one end, and it is received at the other end, and the receiving voltages and supply currents are recorded. the ends of each rail line, characterized in that they determine the correspondence of the current of the supply end to the voltage of the receiving one, if they do not match, the occupation of the rail line is recorded, and if it is, release.

2. The device control the freedom of the rail line containing a signal generator, pulse counter, ADC, registers, a memory unit, a decoder, element And, characterized in that it further comprises a clock generator, a switching device, matching transformers, a limiting resistor, bandpass filters, rectifiers , smoothing filters and a trigger, and the output of the clock generator is connected to the input of the counter, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder, in turn, its outputs are connected to the input of the switching devices, and one of the outputs of the decoder is connected to the inputs of the first element And, the outputs of which are connected to the second inputs of the ROM, and the second element And, the output of which is connected to the input of the register, and rail lines through transformers are connected to the linear inputs of the switching device, to the input of which the resistor is connected to the output of the generator, and the outputs of the first element And are connected to the poles of the resistor through the second to the output through the first bandpass filter, the first rectifier, the first smoothing filter and the first ADC olosovoy filter, a second rectifier, a second smoothing filter and the second ADC register D inputs are connected, the outputs of which are connected to first inputs of PROM, whose outputs are connected to inputs of the trigger.