RU2680924C1 - Рельсовая цепь - Google Patents
Рельсовая цепь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680924C1 RU2680924C1 RU2018100776A RU2018100776A RU2680924C1 RU 2680924 C1 RU2680924 C1 RU 2680924C1 RU 2018100776 A RU2018100776 A RU 2018100776A RU 2018100776 A RU2018100776 A RU 2018100776A RU 2680924 C1 RU2680924 C1 RU 2680924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- phase
- rail
- signal
- rail line
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
- B61L23/08—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only
- B61L23/14—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
- B61L23/16—Track circuits specially adapted for section blocking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Изобретение относится к железнодорожной автоматике для интервального регулирования движения поездов. Рельсовая цепь содержит рельсовую линию, к одному концу которой через первый разделительный конденсатор подключен путевой генератор, к другому концу через второй разделительный конденсатор подключен путевой приемник, цепь настроена в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии. Сигнал контроля рельсовой линии подается кодовыми посылками, имеет фазокодовую манипуляцию с длительностью кодового интервала не менее одного периода первой гармоники переменной составляющей асимметрии тягового тока в рельсах. Кодовая посылка сигнала контроля рельсовой линии содержит четное число кодовых интервалов, и каждому кодовому интервалу, имеющему несущую частоту с фазой ϕ, соответствует кодовый интервал с фазой ϕ+180°. Достигается снижение влияния асимметрии тягового тока на колебание уровня сигнала на входе приемника рельсовой цепи, повышается надежность рельсовой цепи. 1 табл., 4 ил.
Description
Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена.
Известна микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ (И.В. Беляков и др., «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, 2002, №6), предназначенная для контроля состояния рельсовых линий. В состав аппаратуры сигнальной точки входят приемопередатчик сигналов контроля состояния рельсовых линий (КРЛ) и устройства защиты и согласования. Для контроля состояния рельсовых линий используется кодированные сигналы с двукратной фазовой модуляцией на несущих частотах: 1953 Гц, 2170 Гц, 2441 Гц, 2790 Гц. Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является рельсовая цепь по полезной модели №96830, кл. B61L 23/16, принятая за прототип.
Известное устройство содержит рельсовую линию, к одному концу которой через разделительный конденсатор подключен генератор, к другому концу через разделительный конденсатор подключен путевой приемник, выполненные с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, настроенную в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии.
Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.
Задачей заявляемого изобретения является повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи.
Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в существенном уменьшении помехового влияния асимметрии тягового тока на величину сигнала контроля рельсовой линии.
Указанный технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой через первый разделительный конденсатор подключен путевой генератор, к другому концу через второй разделительный конденсатор подключен путевой приемник, настроенная в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии, имеющего фазокодовую манипуляцию с длительностью кодового интервала не менее одного периода первой гармоники переменной составляющей асимметрии тягового тока в рельсах, подается кодовыми посылками, причем кодовая посылка сигнала контроля рельсовой линии содержит четное число кодовых интервалов, а каждому кодовому интервалу, имеющему несущую частоту с фазой ϕ, соответствует кодовый интервал с фазой ϕ+180°.
Под фазокодовой манипуляцией сигнала контроля рельсовой линии следует понимать такую модуляцию сигнала, при которой устанавливается определенная последовательность (код) изменений начальных фаз высокочастотных колебаний в кодовых интервалах, на которые разбивается кодовая посылка. Длительность кодовых интервалов постоянна. При этом кодовый интервал может содержать от единиц до десятков периодов несущей частоты. Начальные фазы высокочастотных колебаний в соседних кодовых интервалах отличаются на 0°,+90°, -90° или 180°.
Устройство и работа рельсовой цепи поясняются фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, а также таблицей.
На фиг. 1 представлен общий вид рельсовой цепи, которая включает: генератор 1, приемник 2, рельсовую линию 3, первый разделительный конденсатор С1, второй разделительный конденсатор С2.
Рельсовая цепь работает следующим образом.
Электрический сигнал контроля рельсовой линии (КРЛ), имеющий фазокодовую манипуляцию, от генератора 1 проходит через разделительный конденсатор С1 и поступает в рельсовую линию 3. После прохождения рельсовой линии 3 сигнал через разделительный конденсатор С2 поступает на приемник 2, который декодирует фазокодоманипулированный сигнал с получением индивидуального кода, измеряет уровень сигнала и сравнивает его с порогами занятия и освобождения рельсовой цепи. В случае распознавания индивидуального кода сигнала, отсутствия повреждения рельсовой линии 3 и отсутствия шунта уровень сигнала на приемнике находится выше порога занятия, рельсовая цепь считается свободной (нормальный режим).
При приближении поезда, вследствие шунтирования, уровень сигнала на приемнике уменьшается и становится ниже порога занятия. Рельсовая цепь считается занятой. При удалении поезда шунтирование рельсовой цепи ослабляется, уровень сигнала на приемнике увеличивается и становится выше порога освобождения, рельсовая цепь считается свободной. При этом решение о состоянии рельсовой цепи принимается исключительно по уровню сигнала, а персональный фазомодулированный код является дополнительным защитным фактором, не позволяющим срабатывать от сигналов соседних рельсовых цепей, имеющих другой персональный код.
Выполнение условия резонанса напряжения на несущей частоте фазокодоманипулированного сигнала КРЛ в этом режиме путем соответствующего подбора емкости конденсаторов обеспечивает максимум сигнала КРЛ с подавлением боковых частот.
Кроме сигналов рельсовых цепей в рельсах присутствуют постоянная и переменная составляющие выпрямленного подстанцией обратного тягового тока. Постоянная составляющая приемниками не воспринимается из-за наличия разделительных конденсаторов. Часть переменной составляющей вследствие естественной асимметрии сопротивления рельс проходит в приемник и вызывает изменение уровня сигнала, которое может быть причиной ложного срабатывания рельсовой цепи. Переменная составляющая выпрямленного тяговой подстанцией трехфазного напряжения промышленной частоты 50 Гц в рельсах представляет собой последовательность импульсов сложной формы с частотой 300 или 600 Гц, в зависимости от схемы выпрямления. Переменная составляющая тока асимметрии Ia на входе приемника резонансной рельсовой цепи, возбуждаемая выпрямленным напряжением, является последовательностью импульсов частотой 300 или 600 Гц сфазированных затухающих осцилляций с частотой настройки резонанса, равной несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии. Расчетные осциллограммы тока асимметрии Ia и тока фазокодоманипулированного сигнала Ic на входе приемника в резонансной рельсовой цепи, развернутые во времени t, представлены на фиг. 2 и фиг. 3, соответственно. В качестве фазокодоманипулированного рассмотрен синусоидальный сигнал частотой 3350 Гц, кодовый интервал которого равен 16-и периодам. Фаза каждого последующего кодового интервала отличается от предыдущего на 180°. Амплитуда тока фазокодоманипулированного сигнала соизмерима с максимальными выбросами тока асимметрии.
При наложении тока фазокодоманипулированного сигнала Iс на переменную составляющую асимметрии тягового тока Ia происходит амплитудное суммирование сигналов. Осциллограмма результирующего суммарного сигнала IΣ на входе приемника в резонансной рельсовой цепи, развернутого во времени t, представлена на фиг. 4. При длительности кодового интервала не менее одного периода первой гармоники переменной составляющей асимметрии тягового тока каждый кодовый интервал гарантированно накладывается на один и более импульсов сфазированных затухающих осцилляций. При наложении на синфазный помеховый сигнал происходит суммирование амплитуды. На фиг. 4 суммирование происходит в 1-м, 3-м и 5-м кодовом интервалах. При наложении на противофазный помеховый сигнал происходит амплитудное вычитание сигналов. На фиг. 4 вычитание происходит во 2-м и 4-м кодовом интервалах. При этом информационное содержание кода в динамическом диапазоне, определяемом алгоритмом распознавания сигнала, не меняется. Таким образом под действием помехи происходит искажение измеренной приемником интегральной величины сигнала, пропорциональной энергии кодовой посылки. Очевидно, что из множества реализуемых кодов возможно выбрать только те, длительность которых равна четному числу кодовых интервалов, и в составе которых попарно каждому кодовому интервалу, имеющему несущую частоту с фазой ϕ, соответствует кодовый интервал в противофазе, т.е. с фазой ϕ+180°. При измерении суммарной энергии описанных пар кодовых интервалов, в случае, когда фаза помехи отличается от фаз пары кодовых интервалов на 0°, 180°, происходит компенсация амплитудных искажений сигнала рельсовой цепи. В случае, когда фаза помехи отличается от фаз пары кодовых интервалов на ±90°, полной компенсации амплитудных искажений не происходит, но алгебраическое суммирование сигнала и помехи заменяется геометрическим (векторным), что минимизирует амплитудные искажения сигнала рельсовой цепи. Данное техническое решение позволяет построить код, длительность которого состоит из четного числа кодовых интервалов и попарно каждому кодовому интервалу с фазой ϕ соответствует кодовый интервал с фазой ϕ+180°.
Для пояснения формирования кода, максимально устойчивого к амплитудному изменению под действием помехи в рельсовой цепи, в таблице представлены расчетные данные максимального и минимального значений энергии четырех кодовых интервалов фазокодоманипулированного сигнала с фазами ϕ0, ϕ1, ϕ2, ϕ3, просуммированного с синусоидальной помехой при двух значениях фаз, соответствующих максимальному и минимальному значениям энергии суммарного сигнала. В качестве помехи упрощенно взят синусоидальный непрерывный сигнал с частотой, равной несущей частоте сигнала КРЛ с фиксированной фазой, амплитуда которого равна амплитуде фазокодоманипулированного сигнала. Энергия одного кодового интервала фазокодоманипулированного сигнала, как и энергия помехи за время равное кодовому интервалу, условно считается равной единице. Суммарная энергия сигнала, состоящего из четырех кодовых интервалов, равна 4. Рассмотрены шесть кодов: от нулевого кода, не имеющего фазовых переходов, до кода, имеющего инверсные пары кодовых интервалов, представленного в конце таблицы.
Из таблицы следует, что наиболее устойчивым к изменению суммарной энергии сигнала и помехи под воздействием помехи является код с последовательностью фаз 0°, 180°,+90°, -90°, имеющий пары кодовых интервалов с инверсными фазами, что возможно при четном количестве кодовых интервалов в кодовой посылке. Причем, порядок расположения кодовых интервалов в кодовой посылке роли не играет, поскольку суммарная энергия кодового сигнала при этом не изменится. Любое сочетание фаз в кодовой посылке, представляющее собой разные информационные коды, например,0°, 180°, -90°,+90°, 0°, 180°,+90°, -90°, 180°, 0°, -90°+90°, 180°, -90°, 0°,+90°, при выполнении условия четности количества кодовых интервалов и парности кодовых интервалов с инверсными фазами, является наиболее устойчивыми к амплитудным изменениям.
Рельсовая цепь может быть реализована в рамках системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др., «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи», Современные технологии автоматизации, 2001, №2). Особенностью работы рельсовой цепи системы «Движение» являются сравнительно высокая несущая частота сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц. В качестве конденсаторов можно применить конденсаторы широкого класса емкостью 10÷70 мкФ. В качестве путевых трансформаторов можно применить трансформаторы с коэффициентом трансформации 40. В качестве генератора и приемника рельсовой цепи может быть использовано устройство аналогичное приемопередатчику системы АБ-УЕ (И.В. Беляков и др., «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, 2002, №6).
Использование кодового сигнала с фазокодовой манипуляцией в качестве сигнала контроля рельсовой линии требует выполнения дополнительных условий построения кодовых посылок. Носителями информации о фазе является фиксированный отрезок несущей частоты - кодовый интервал, длительность которого - не менее одного периода первой гармоники переменной составляющей асимметрии тягового тока в рельсах. Число кодовых интервалов должно быть четным, причем попарно каждому кодовому интервалу с фазой ϕ должен соответствовать кодовый интервал с фазой ϕ+180°.
Выполнение указанных условий позволяет существенно минимизировать изменение величины сигнала под воздействием помехи на входе приемника рельсовой цепи, что повышает надежность и безопасность работы рельсовой цепи.
Claims (1)
- Рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой через первый разделительный конденсатор подключен путевой генератор, к другому концу через второй разделительный конденсатор подключен путевой приемник, настроенная в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии, отличающаяся тем, что сигнал контроля рельсовой линии, имеющий фазокодовую манипуляцию с длительностью кодового интервала не менее одного периода первой гармоники переменной составляющей асимметрии тягового тока в рельсах, подается кодовыми посылками, причем кодовая посылка сигнала контроля рельсовой линии содержит четное число кодовых интервалов, а каждому кодовому интервалу, имеющему несущую частоту с фазой ϕ, соответствует кодовый интервал с фазой ϕ + 180°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100776A RU2680924C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Рельсовая цепь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100776A RU2680924C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Рельсовая цепь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680924C1 true RU2680924C1 (ru) | 2019-02-28 |
Family
ID=65632570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100776A RU2680924C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Рельсовая цепь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680924C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1226343A1 (ru) * | 1984-11-27 | 1986-04-23 | Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта | Цифровой фазометр |
RU33675U1 (ru) * | 2003-06-03 | 2003-10-27 | Омский государственный университет путей сообщения | Однозвенный апериодический сглаживающий фильтр с запирающим контуром 600 Гц |
RU2328400C1 (ru) * | 2006-10-26 | 2008-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
RU96830U1 (ru) * | 2010-03-26 | 2010-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
RU2538471C2 (ru) * | 2013-05-15 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
-
2018
- 2018-01-10 RU RU2018100776A patent/RU2680924C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1226343A1 (ru) * | 1984-11-27 | 1986-04-23 | Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта | Цифровой фазометр |
RU33675U1 (ru) * | 2003-06-03 | 2003-10-27 | Омский государственный университет путей сообщения | Однозвенный апериодический сглаживающий фильтр с запирающим контуром 600 Гц |
RU2328400C1 (ru) * | 2006-10-26 | 2008-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
RU96830U1 (ru) * | 2010-03-26 | 2010-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
RU2538471C2 (ru) * | 2013-05-15 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Рельсовая цепь |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Федоров Н.Е. "Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями" Учебное пособие, Самара: СамГАПС, 2004, с. 41-48. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4218655A (en) | Method and apparatus for transmitting intelligence over a carrier wave | |
US4106007A (en) | Method and apparatus for transmitting intelligence over a carrier wave | |
EP0771711B1 (en) | Audiofrequency track circuit with data transmission (digital TC) transceiver interface | |
TWI393648B (zh) | 軌道電路中之量測資料的評估方法及裝置 | |
EP2090491A1 (en) | System for the detection of trains on railway lines | |
US3740549A (en) | Remote signaling system for train control | |
RU96830U1 (ru) | Рельсовая цепь | |
CN110531155A (zh) | 一种用于户变关系识别的投切电阻信号生成方法及系统 | |
US20150092868A1 (en) | Twacs transmitter and receiver | |
RU2680924C1 (ru) | Рельсовая цепь | |
Trautmann et al. | Implementation of simultaneous energy and data transfer in a contactless connector | |
SE459246B (sv) | Saett att oeka antalet signaler som kan saendas fraan en markstation till ett raelsfordon | |
RU2328400C1 (ru) | Рельсовая цепь | |
RU2538471C2 (ru) | Рельсовая цепь | |
Yang et al. | Feature-based solution to harmonics interference on track circuit in electrified heavy haul railway | |
JP2010173537A (ja) | 狭帯域多周波軌道回路装置 | |
RU2423268C1 (ru) | Способ контроля состояния рельсовой линии | |
RU2453460C1 (ru) | Устройство для приема сигнала из рельсовой цепи | |
RU2668007C1 (ru) | Устройство для контроля состояния изолирующих стыков в тональных рельсовых цепях | |
JP5441218B2 (ja) | 軌道回路装置 | |
RU2457137C1 (ru) | Приемное устройство тональной рельсовой цепи | |
US1304294A (en) | Double resonant circuit | |
Mariscotti | On the common mode to differential mode transformation of conducted disturbance in double track traction lines | |
RU2748826C1 (ru) | Устройство для контроля излома рельсов на участках с электротягой переменного тока | |
Shamanov | Principles of Normalization of the Level of Interference from the Traction Current in the Operation of Automatics and Remote-Controlled Receivers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200111 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210210 |