RU2526364C1

RU2526364C1 - Device to control crossing alarm

Info

Publication number: RU2526364C1
Application number: RU2013111890/11A
Authority: RU
Inventors: Ростислав Васильевич Гнитько; Вадим Вадимович Ляной; Валерий Александрович Сисин; Игорь Германович Тильк
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Промэлектроника" (ЗАО "НПЦ "Промэлектроника")
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device to control crossing alarm comprises a circuit of control of crossing traffic lights connected with crossing traffic lights, and a rail chain of a section approaching the crossing, having rail lines limited by isolation joints. Equipment of a supply end of a rail chain includes a source of AC current and a detector of jumps of amplitude of inlet current of the rail chain, and composition of equipment of a relay end includes a source of power supply, a voltage accumulator, a voltage stabiliser, a pulse generator and a switch of relay end switching. Equipment of the relay end is connected to rails from the isolation joint, which limits the section approaching the crossing, at the distance not exceeding the area of additional shunting.

EFFECT: increased length of a section approaching a crossing.

2 dwg

Description

Устройство относится к средствам безопасности движения в местах пересечения железнодорожного, автомобильного и т.п. движения, а именно к сигнальным устройствам, предупреждающим дорожный транспорт, что приближается рельсовый транспорт.The device relates to traffic safety at the intersection of rail, road, etc. traffic, namely, to signaling devices warning road transport that rail transport is approaching.

Известно устройство управления переездной сигнализацией, которое содержит рельсовую цепь участка приближения, имеющую питающий и релейный концы, переездные светофоры, схему управления переездными светофорами и устройства электроснабжения, обеспечивающие электропитанием аппаратуру питающего и релейного концов рельсовой цепи и источник переменного тока, питающего конца, один из выходов которого подключен к одному из рельсов рельсовой цепи (Казаков А.А. и др. Системы интервального регулирования движением поездов. - М.: Транспорт, 1986. - С.172, рис.8. 7).A control device for crossing signaling is known which comprises a rail circuit of a proximity section having a supply and relay ends, crossing traffic lights, a control circuit of crossing traffic lights and power supply devices providing power to the equipment of the supply and relay ends of the rail circuit and an alternating current source supplying one of the outputs which is connected to one of the rails of the rail chain (Kazakov A.A. and other Systems of interval regulation of the movement of trains. - M .: Transport, 1986. - P.17 2, Fig. 8. 7).

Недостатками этого устройства является необходимость наличия специального устройства электроснабжения на релейном конце рельсовой цепи и проводной или кабельной линии связи от аппаратуры релейного конца рельсовой цепи до питающего конца рельсовой цепи. Это повышает стоимость устройств управления переездной сигнализацией и обусловливает увеличенные эксплуатационные расходы.The disadvantages of this device is the need for a special power supply device at the relay end of the rail circuit and a wire or cable communication line from the equipment of the relay end of the rail circuit to the supply end of the rail circuit. This increases the cost of the crossing alarm control devices and results in increased operating costs.

Известно также устройство переездной сигнализации, где в аппаратуру питающего конца рельсовой цепи участка приближения введены датчик тока, выпрямитель, пороговый усилитель и безопасный динамический элемент, а в аппаратуру релейного конца рельсовой цепи участка приближения введены источник электропитания, накопитель напряжения, генератор импульсов и ключ (Патент РФ №2455185). Это позволяет исключить необходимость проведения на релейный конец каких либо коммуникационных связей и подведения к аппаратуре релейного конца источников электроснабжения, снизить стоимость устройства управления переездной сигнализации и уменьшить эксплуатационные расходы. Недостатком данного устройства является недостаточная длина рельсовой цепи участка приближения и уменьшение надежности работы устройства с увеличением длины участка приближения. Данное устройство взято за прототип.A crossing alarm device is also known, where a current sensor, a rectifier, a threshold amplifier and a safe dynamic element are introduced into the equipment of the supply end of the rail circuit of the proximity section, and a power supply, voltage storage, pulse generator and key are introduced into the equipment of the relay end of the rail circuit of the proximity section (Patent RF №2455185). This eliminates the need for any communication links at the relay end and leads to the relay end equipment of power supply sources, reduces the cost of the crossing signaling control device and reduces operating costs. The disadvantage of this device is the insufficient length of the rail chain of the proximity section and a decrease in the reliability of the device with an increase in the length of the proximity section. This device is taken as a prototype.

Целью изобретения является увеличение длины участка приближения (удаления) к переезду и повышение надежности работы.The aim of the invention is to increase the length of the area of approximation (removal) to move and increase the reliability.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления переездной сигнализации, которое содержит схему управления переездными светофорами, выход которой соединен с входами переездных светофоров, и рельсовую цепь участка приближения к переезду, имеющую рельсовые линии, ограниченные изоляционными стыками, аппаратуру питающего и релейного концов, где в состав аппаратуры питающего конца рельсовой цепи входит источник переменного тока и детектор скачков амплитуды (и/или фазы) входного тока РЦ, а в состав аппаратуры релейного конца входит источник электропитания, накопитель напряжения, генератор импульсов и ключ коммутации релейного конца, аппаратура релейного конца подключается к рельсам на некотором расстоянии от изоляционных стыков, которые ограждают участок приближения или удаления поезда к переезду.This goal is achieved by the fact that in the control device of the crossing signaling, which contains the control circuit of the traffic lights, the output of which is connected to the inputs of the crossing traffic lights, and the rail circuit of the section for approaching the crossing, having rail lines bounded by insulating joints, equipment for the supply and relay ends, where the equipment of the supply end of the rail circuit includes an AC source and a detector of jumps in the amplitude (and / or phase) of the input current of the RC, and the equipment of the relay end of the input It supplies a power source, a voltage storage device, a pulse generator and a switch key for the relay end, the equipment of the relay end is connected to the rails at a certain distance from the insulating joints that enclose the area of approach or removal of the train to the move.

На фиг.1 приведена схема устройства управления переездной сигнализацией. Аппаратура релейного конца РЦ подключена к рельсам на некотором расстоянии от изолирующих стыков, ограничивающих участок приближения. На фиг.2 приведена зависимость изменения скачков тока (амплитудной модуляции сигнального тока) от сопротивления балласта и физической длины РЦ при замыкании и размыкании релейного конца.Figure 1 shows a diagram of a control device crossing the alarm system. The equipment of the relay end of the RC is connected to the rails at a certain distance from the insulating joints that limit the approach section. Figure 2 shows the dependence of the change in current jumps (amplitude modulation of the signal current) on the resistance of the ballast and the physical length of the RC when closing and opening the relay end.

Устройство управления переездной сигнализацией на переезде 1 содержит рельсовые линии участка приближения 2 с указанным стрелкой направлением движения поездов и переездные светофоры 3 и 4, подключенные к выходу схемы управления 5 этими светофорами. На питающем конце рельсовой цепи содержится источник переменного тока 6, первый выход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии 2, а второй выход через первичную цепь датчика тока 7 подключен к другому рельсу рельсовой линии 2. Вторичная цепь датчика тока 7 соединена с входом выпрямителя (детектора) 8, выход которого подключен к входу порогового усилителя 9, выходом соединенного с входом безопасного динамического элемента 10. Выход элемента 10 подключен к управляющему входу схемы управления переездными светофорами 5. Первый и второй рельсы релейного конца рельсовой линии 2 соединены с входами источника электропитания 11 и с силовыми электродами ключа 12, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов 13. Выходы источника электропитания 11 соединены с входами накопителя напряжения 14, выходы которого через стабилизатор напряжения 15 подключены к питающим входам генератора импульсов 13.The crossing signaling control device at level 1 contains the rail lines of approaching section 2 with the direction of train movement indicated by the arrow and the crossing traffic lights 3 and 4 connected to the output of the control circuit 5 of these traffic lights. At the supply end of the rail circuit contains an AC source 6, the first output of which is connected to one of the rails of the rail line 2, and the second output through the primary circuit of the current sensor 7 is connected to another rail of the rail line 2. The secondary circuit of the current sensor 7 is connected to the input of the rectifier ( detector) 8, the output of which is connected to the input of the threshold amplifier 9, the output connected to the input of the safe dynamic element 10. The output of the element 10 is connected to the control input of the control circuit of traffic lights 5. The first and second the rails of the relay end of the rail line 2 are connected to the inputs of the power supply 11 and to the power electrodes of the key 12, the control input of which is connected to the output of the pulse generator 13. The outputs of the power supply 11 are connected to the inputs of the voltage storage 14, the outputs of which through the voltage regulator 15 are connected to the power inputs pulse generator 13.

Переездная сигнализация работает следующим образом. В рельсы питающего конца рельсовой линии 2 от источника переменного тока 6 поступает электрический сигнал переменного тока. При отсутствии поезда на участке приближения сигнальный ток передается по рельсам на релейный конец рельсовой цепи и поступает на вход источника электропитания 11, который осуществляет преобразование входного переменного напряжения в выходное постоянное, передаваемое на вход накопителя напряжения 14. Накопитель напряжения 14 через стабилизатор напряжения 15 обеспечивает электропитанием генератор импульсов 13, который вырабатывает импульсы напряжения, управляющие процессами включения и выключения ключа 12. Вследствие этого при свободном участке приближения происходит периодическое шунтирование релейного конца рельсовой цепи ключом 12, который обладает малым сопротивлением во включенном состоянии.Crossing alarm works as follows. In the rails of the supply end of the rail line 2 from the AC source 6 receives an electrical signal of alternating current. In the absence of a train at the approaching site, the signal current is transmitted along the rails to the relay end of the rail circuit and is fed to the input of the power supply 11, which converts the input AC voltage to the output constant, which is transmitted to the input of the voltage storage 14. The voltage storage 14 through the voltage regulator 15 provides power a pulse generator 13, which generates voltage pulses that control the processes of turning on and off the key 12. As a result, with free In the approximation section, the relay end of the rail circuit is periodically shunted by the key 12, which has low resistance in the on state.

Электропитание аппаратуры релейного конца рельсовой цепи осуществляется за счет энергии, поступающей от источника переменного напряжения 6. Современные средства микроэлектроники позволяют реализовать схему генератора импульсов 13 с потребляемой мощностью не более 5-15 мВт. Если в качестве ключа 12 применить МОП транзистор, то мощность для управления этим ключом пренебрежимо мала. Мощность, поступающая в аппаратуру релейного конца известных импульсных и фазовых рельсовых цепей от ее питающего конца, то есть от источника переменного напряжения 6, лежит в переделах нескольких сотен милливатт. Поэтому для функционирования рассматриваемой аппаратуры релейного конца вполне достаточно этой мощности. Обеспечение электропитанием генератора импульсов 13 в моменты времени замкнутого состояния ключа 12 осуществляется накопителем напряжения 14, который по сущности работы является пиковым детектором.The power supply of the equipment of the relay end of the rail circuit is carried out due to the energy supplied from the AC voltage source 6. Modern means of microelectronics make it possible to implement a pulse generator circuit 13 with a power consumption of not more than 5-15 mW. If a MOS transistor is used as key 12, then the power for controlling this key is negligible. The power supplied to the relay end equipment of known pulse and phase rail circuits from its supply end, that is, from an AC voltage source 6, lies in the range of several hundred milliwatts. Therefore, for the functioning of the considered equipment of the relay end, this power is quite enough. The power supply of the pulse generator 13 at the time points of the closed state of the switch 12 is carried out by the voltage accumulator 14, which in essence is a peak detector.

Коммутация релейного конца обусловливает импульсные изменения тока, потребляемого рельсовой цепью от источника переменного тока 6. Эти изменения через датчик тока 7 поступают на вход выпрямителя (детектора) 8 и после выпрямления попадают на вход порогового усилителя 9, который по практической реализации аналогичен известному триггеру Шмидта.Switching of the relay end causes pulsed changes in the current consumed by the rail circuit from the AC source 6. These changes are transmitted through the current sensor 7 to the input of the rectifier (detector) 8 and, after rectification, go to the input of the threshold amplifier 9, which, in practical implementation, is similar to the well-known Schmidt trigger.

Импульсы порогового усилителя 9 поступают на вход безопасного динамического элемента 10, который реализуется на известных схемотехнических решениях (Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ: РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. - С.Пб.: ПГУПС. - С.86, рис.7. 6). Выходной сигнал элемента 10, соответствующий требованиям безопасности, передается на управляющий вход схемы управления переездными светофорами 5, которая включает разрешающие показания переездных светофоров 3 и 4. Движение дорожного транспорта через переезд 1 открыто.The pulses of the threshold amplifier 9 are fed to the input of a safe dynamic element 10, which is implemented on well-known circuitry solutions (Safety of railway automation and telemechanics. Methods and principles for ensuring the safety of microelectronic compressors: RTM 32 TSSh 1115842.01-94. - S.Pb .: PGUPS. - S .86, Fig. 7.6). The output signal of the element 10, which meets the safety requirements, is transmitted to the control input of the crossing traffic control circuit 5, which includes the permissive indications of the crossing traffic lights 3 and 4. The movement of road vehicles through level 1 is open.

Таким образом, при свободном состоянии рельсовой линии 2 участка приближения на выходе порогового усилителя 9 будут присутствовать импульсы напряжения, что обусловит импульсную работу безопасного элемента 10 и появление соответствующего разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5.Thus, when the rail line 2 of the proximity section is in a free state, voltage pulses will be present at the output of the threshold amplifier 9, which will cause the pulsed operation of the safe element 10 and the appearance of the corresponding enable signal at the input of the crossing signaling control circuit 5.

При вступлении поезда на участок приближения рельсовые линии 2 шунтируются колесными парами подвижного состава, что определит отсутствие импульсного потребления тока от источника переменного напряжения б. Это прекратит функционирование безопасного элемента 10 и приведет к отключению разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5. На светофорах 3 и 4 появляются запрещающие показания. Движение дорожного транспорта по переезду 1 прекращается.When the train enters the approaching area, the rail lines 2 are shunted by the wheelsets of the rolling stock, which will determine the absence of pulsed current consumption from the AC voltage source b. This will stop the functioning of the safe element 10 and lead to the disconnection of the enable signal at the input of the control circuit of the crossing signaling system 5. At the traffic lights 3 and 4, prohibitive indications appear. The movement of road transport on moving 1 is terminated.

Из диаграммы (фиг.2) следует, что при увеличении физической длины рельсовой цепи скачки тока уменьшаются. При длине рельсовой цепи ≈ 1,3 км и уменьшении сопротивления балласта до 0,5 Ом·км скачки тока становятся равными нулю, а РЦ неработоспособной. Это ограничивает практическую длину реализации РЦ и участка приближения, как в прототипе, на уровне не более 1,1 км.From the diagram (figure 2) it follows that with an increase in the physical length of the rail circuit, current surges decrease. With a rail chain length of ≈ 1.3 km and a decrease in ballast resistance to 0.5 Ohm · km, the current jumps become equal to zero, and the RC is inoperative. This limits the practical length of the implementation of the RC and the approximation area, as in the prototype, at the level of not more than 1.1 km.

В предлагаемом устройстве аппаратуру релейного конца подключают к рельсам от питающего конца на расстоянии, при котором обеспечиваются скачки сигнального тока не менее некоторой гарантируемой величины, что существенно улучшает условия работы аппаратуры как релейного, так и питающего конца и повышает надежность ее работы. Изоляционные стыки участка приближения устанавливают на некотором расстоянии от аппаратуры релейного конца РЦ в зоне не более длины зоны дополнительного шунтирования.In the proposed device, the equipment of the relay end is connected to the rails from the supply end at a distance at which the signal current jumps of at least some guaranteed value are provided, which significantly improves the operating conditions of the equipment of both the relay and supply end and increases the reliability of its operation. The insulating joints of the approximation section are installed at a certain distance from the equipment of the relay end of the RC in the zone of no more than the length of the additional bypass zone.

Светофоры 3 и 4 показаны как условные разрешающие или запрещающие элементы. В общем виде вместо них или совместно с ними могут применяться шлагбаумы различного типа или известные устройства заграждения переезда (УЗП).Traffic lights 3 and 4 are shown as conditional enable or disable elements. In general, instead of or together with them, barriers of various types or known devices for moving barriers (USP) can be used.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении увеличена длина участка приближения, улучшены условия работы аппаратуры РЦ, что повышает надежность ее работы, и реализуются условия безопасности, которым должны удовлетворять устройства функционирования переезда.Thus, in the proposed technical solution, the length of the approaching area is increased, the working conditions of the RC equipment are improved, which increases the reliability of its operation, and the security conditions that the relocation functioning devices must satisfy are implemented.

Claims

A crossing signaling control device containing a crossing traffic control circuit, the output of which is connected to the inputs of a crossing traffic light, and a rail circuit of a section for approaching a crossing, having rail lines bounded by insulating joints, equipment for the supply and relay ends, where the equipment for the supply end of the rail circuit includes AC source and a detector of jumps in the amplitude (and / or phase) of the input current of the RC, and the relay end equipment includes a power supply, a drive n conjugation, voltage regulator, the pulse generator and the switching of the relay switch end, wherein the relay apparatus is connected to the end of the rails of the insulating seam, which limits the proximity portion (removed) to move at a distance not exceeding the area of additional shunting.