Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для автоматизации управления движением грузовых электропоездов.
Известно устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, датчик меток времени, датчик давления в тормозной магистрали, выход датчика пути и скорости подключен к входам блока определения пройденного пути и блока определения скорости, второй вход блока определения скорости соединен с выходом датчика меток времени, входом блока определения текущего времени и входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходами элемента задания режима ручного управления и порогового элемента, выход элемента И соединен с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока определения пройденного пути, а выход - с входом управления регистратора. Информационные входы регистратора соединены с выходами датчика давления в тормозной магистрали, блока определения текущего времени и блока определения скорости. Выход блока определения скорости связан также с входом порогового элемента (см. RU2041100, B61L 25/02, 1995). Известное устройство позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении. Однако это устройство не позволяет осуществлять автоматизированное управление движением электропоезда с выбором энергооптимального алгоритма движения.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система автоматизированного ведения грузового поезда, содержащая вычислительный блок с подключенными к нему блоком памяти, измерительными средствами и средствами индикации параметров движения поезда, а также блоком управления режимом тяги и блоком управления режимом торможения, выходы которых соединены с цепями управления поездом, имеющая датчики тока якоря и возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, три блока высоковольтной гальванической развязки, вычислитель, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения и блок формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, при этом выход датчика тока якоря тягового двигателя через первый блок высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом вычислителя, со вторым входом которого через второй блок высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика тока возбуждения тягового двигателя, датчик напряжения контактной сети через третий блок высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока памяти, выход блока моделирования динамических характеристик поезда соединен с входом блока сравнения, ко второму входу которого подключен блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока сравнения соединен с входом блока формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока управления режимом тяги и блока управления режимом торможения (см. RU2299144 B61L 3/00 (2006/01). Это устройство также, как и приведенный выше аналог, позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении и, кроме того, позволяет вести поезд с заданной средней скоростью движения или по фиксированному расписанию движения, которое обновляется 2 раза в год. Однако это устройство не позволяет вести поезд по расписанию, которое формируется оперативно с учетом текущей обстановки на железной дороге.
Технический результат предлагаемого решения заключается в том, что конкретный поезд следует по расписанию движения, которое сформировано непосредственно для него. Раньше система вела поезд или без расписания по средней скорости, или по расписанию, которое записывали 1 раз в полгода в депо. Заявляемая система автоматизированного ведения грузового поезда по оперативному расписанию движения позволяет автоматически обновлять расписание конкретного поезда в реальном времени. Это позволяет получать в режиме реального времени расписание движения конкретного поезда.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемую систему автоматизированного ведения грузового поезда по оперативному расписанию движения, содержащую вычислительный блок с подключенными к нему блоком памяти, измерительными средствами и средствами индикации параметров движения поезда, а также блоком управления режимом тяги и блоком управления режимом торможения, выходы которых соединены с цепями управления поездом, содержащую также датчики тока якоря и возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, три блока высоковольтной гальванической развязки, вычислитель, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения и блок формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, при этом выход датчика тока якоря тягового двигателя через первый блок высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом вычислителя, со вторым входом которого через второй блок высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика тока возбуждения тягового двигателя, датчик напряжения контактной сети через третий блок высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока памяти, выход блока моделирования динамических характеристик поезда соединен с входом блока сравнения, ко второму входу которого подключен блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока сравнения соединен с входом блока формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока управления режимом тяги и блока управления режимом торможения, введен блок восприятия информации об оперативном расписании движения поезда, связанный со средствами приема сигналов сотовой связи и подключенный к блоку памяти.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы автоматизированного ведения грузового поезда по оперативному расписанию движения.
Система автоматизированного ведения грузового поезда по оперативному расписанию движения содержит вычислительный блок 1 с подключенными к нему блоком 2 памяти, с подключенным к ним блоком 20 восприятия информации об оперативном расписании движения поезда по сотовой связи и измерительными средствами 3 и средствами 4 индикации параметров движения поезда, блок 5 управления режимом тяги, блок 6 управления режимом торможения, выходы блока 5 управления режимом тяги и блока 6 управления режимом торможения соединены с цепями 7 управления локомотивом, датчик 8 тока якоря тяговых двигателей, датчик 9 тока возбуждения тяговых двигателей, датчик 10 напряжения контактной сети, вычислитель 11, блок 12 моделирования динамических характеристик поезда, блок 13 сравнения, блок 14 формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход датчика 8 тока якоря тягового двигателя через первый блок 15 высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом вычислителя 11, со вторым входом которого через второй блок 16 высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика 9 тока возбуждения тягового двигателя, датчик 10 напряжения контактной сети через третий блок 17 высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом вычислителя 11, датчик 18 пути и скорости соединен с четвертым входом вычислителя 11, выход которого подключен к первому входу блока 12 моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока 2 памяти, выход блока 12 моделирования динамических усилий в составе поезда соединен с входом блока 13 сравнения, ко второму входу которого подключен блок 19 формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока 13 сравнения соединен с входом блока 14 формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока 5 управления режимом тяги и блока 6 управления режимом торможения.
Система автоматизированного ведения грузового поезда по оперативному расписанию движения работает следующим образом.
Вычислительный блок 1 после старта системы выдает запрос блоку 20 на получение расписания движения, блок 20 запрашивает сервер с оперативным расписанием и получает от него оперативное расписание движения конкретного поезда на данный момент, полученное по сотовой связи расписание сохраняется в блоке памяти 2. Далее вычислительный блок 1 на основе данных о профиле и плане пути, расписании движения, составе поезда, ограничениях скорости, хранящихся в блоке памяти 2, а также на основе оперативных данных о местоположении поезда, его скорости, получаемых от датчика 18 пути и скорости, сигнале светофора, получаемых от измерительных средств 3, рассчитывает и помещает в блок памяти 2 энергооптимальную траекторию движения поезда, и на ее основе формирует задания на управление тягой локомотива или тормозами локомотива и состава, воздействуя с помощью блоков 5 и 6 на цепи управления локомотива 7. При формировании команд тяги и торможения блок вычислителя 11 на основе данных о токах якоря 8 и возбуждении 9 тяговых двигателей, а также напряжении в контактной сети 10, поступающих через высоковольтную гальваническую развязку 15, рассчитывает фактическую силу тяги/торможения. На основе этих данных, а также данных о профиле и плане пути и составе поезда, поступающих из блока памяти 2, блок 12 моделирования динамических усилий в составе поезда рассчитывает максимальное реализованное усилие в составе. Сигнал с выхода блока 12 поступает на блок сравнения 13, в то время как на второй вход блока сравнения 13 поступает сигнал о максимально допустимой силе тяги/торможения в данной точке профиля. На выходе блока 13 формируется сигнал управления тягой или тормозами как минимальный из желаемого и допустимого по динамике, этот сигнал управления тягой/торможением обеспечивает движение поезда по расписанию, заданному по сотовой связи через блок 20 восприятия информации об оперативном расписании движения поезда.