RU2768805C1 - Устройство для позиционирования рельсового транспорта - Google Patents

Устройство для позиционирования рельсового транспорта Download PDF

Info

Publication number
RU2768805C1
RU2768805C1 RU2021111825A RU2021111825A RU2768805C1 RU 2768805 C1 RU2768805 C1 RU 2768805C1 RU 2021111825 A RU2021111825 A RU 2021111825A RU 2021111825 A RU2021111825 A RU 2021111825A RU 2768805 C1 RU2768805 C1 RU 2768805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
railway
rail
unit
rail transport
Prior art date
Application number
RU2021111825A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Владимирович Дзюба
Александр Игоревич Долгий
Андрей Леонидович Охотников
Игорь Наумович Розенберг
Сергей Викторович Соколов
Дмитрий Викторович Швалов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте"
Priority to RU2021111825A priority Critical patent/RU2768805C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2768805C1 publication Critical patent/RU2768805C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Изобретение относится к средствам определения местоположения подвижных единиц рельсового транспорта. Устройство содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник, соединенный с вычислительным блоком, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены бесконтактный измеритель тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход вычислительного блока является выходом устройства. Позиционирование осуществляют на основе анализа измеренных параметров тока, протекающего по рельсам и колесной паре подвижной единицы, с вычислением текущей координаты местоположения подвижной единицы в пределах участка железной дороги известной длины. Достигается повышение точности позиционирования на протяжении всего участка железной дороги без формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для определения местоположения подвижных единиц железнодорожного рельсового транспорта.
Известно устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащее подключенный к рельсам на одном конце рельсовой линии блок измерения временного интервала и информационный блок, а на другом конце рельсовой линии к рельсам подключен калибровочный шунт, блок определения занятости участка, соединенный с рельсами на одном конце рельсовой линии, ключевые элементы, подключенные первыми входами к выходу блока измерения временного интервала, блок памяти и блок вычисления координаты транспортного средства, связанный выходом с информационным блоком, одним входом - с выходом одного ключевого элемента, соединенного вторым входом с одним выходом блока определения занятости участка, другой вход которого подключен к второму входу другого ключевого элемента, связанного выходом с входом блока памяти, соединенного выходом с другим входом блока вычисления координаты транспортного средства (SU1162653, B61L 25/02, 23.06.1985).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов и непосредственное подключение аппаратуры к рельсовой линии.
Известно устройство для контроля местоположения подвижного состава, содержащее установленный на локомотиве генератор с передающей антенной, индуктивно связанной с расположенным на пути шлейфом, подключенным через резонансный усилитель к входам амплитудного дискриминатора и формирователя когерентного сигнала, выход которого подключен к одному входу фазового демодулятора, выходом подключенного к индикатору, ключевой элемент, одним входом подключенным к выходу амплитудного дискриминатора, другим - к выходу резонансного усилителя, а выходом - к другому входу фазового демодулятора (SU1219441, B61L 25/02, 23.03.1986).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемый вдоль пути шлейф, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки шлейфа.
Известно устройство для определения координаты подвижного объекта, содержащее установленный на подвижном объекте передатчик с индуктивным элементом связи, а на пути - взаимодействующую с упомянутым индуктивным элементом связи трехпроводную индуктивную линию, два провода которой уложены со скрещением и подсоединены к выводу одной из обмоток линейного трансформатора, к среднему выводу которой подключен третий провод через одну из обмоток токового трансформатора, другой конец которой соединен с концами первого и второго проводов, и фазовый приемник, к входам которого подключены другие обмотки линейного и токового трансформаторов, дополнительно устройство снабжено реверсивным счетчиком, элементами И, ИЛИ, НЕ и задержки, D- и JK-триггерами и дополнительными токовым и линейным трансформаторами, фазовым приемником и трехпроводной индуктивной линией, два провода которой уложены с удвоенным шагом скрещения по отношению к первой и подключены к выводам первичной обмотки второго линейного трансформатора, к среднему выводу которой через одну из обмоток второго токового трансформатора подключен третий провод второй индуктивной линии, другой конец которого соединен с концами первого и второго ее проводов, а другие обмотки вторых линейного и токового трансформаторов подключены к входам второго фазового приемника, причем выход первого фазового приемника подключен к счетным входам D-и JК-триггеров и к входу элемента задержки, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходам JK-триггера, выходы - соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, а выход второго фазового приемника подключен к установочному входу D-триггера, к входу элемента НЕ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу D-триггера, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочным входам JК-триггера (SU 1252223, B61L 3/20, 23.08.1986).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемую вдоль пути индуктивную линию, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки индуктивной линии.
В качестве прототипа принято устройство для определения расстояния до препятствия с локомотива, содержащее установленные на локомотиве и связанные с рельсовыми нитями генератор и приемник, первыми выходами подключенные к одному и другому входу измерителя расстояния, генератор выполнен в виде низкочастотного импульсного генератора, а устройство снабжено установленными на локомотиве перед первой тележкой измерительной колесной парой, колеса которой отделены друг от друга изолированной вставкой, причем первый и второй вход приемника, второй и третий выход низкочастотного импульсного генератора связаны соответственно с одним и другим колесом измерительной колесной пары, а четвертый выход передатчика подключен к запрещающему входу приемника (SU 1137001, B61L 23/18, 30.01.1985).
Недостатком данного устройства является необходимость установки дополнительной измерительной колесной пары, а также формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка железной дороги.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для позиционирования рельсового транспорта, содержащем установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник и измеритель, согласно изобретению измеритель жестко закреплен на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта и выполнен в виде бесконтактного измерителя тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход которого подключен ко входу вычислительного блока с подключенным к нему модулем памяти, в котором записана электронная карта маршрута, выход вычислительного блока является выходом устройства.
На чертеже приведена функциональная схема устройства для позиционирования рельсового транспорта.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта содержит установленные на подвижной единице 1 железнодорожного рельсового транспорта приемник 2, соединенный с вычислительным блоком 3, к которому подключен модуль 4 памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на оси 5 колесной пары 6 подвижной единицы 1 железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены бесконтактный измеритель 7 тока с подключенным к нему передатчиком 8, который по радиоканалу соединен со входом приемника 2, выход вычислительного блока 3 является выходом устройства.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта работает следующим образом.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта на основе анализа измеренных параметров тока, протекающего по рельсам и колесной паре 6 подвижной единицы 1 железнодорожного рельсового транспорта, позволяет производить вычисление текущей координаты (местоположения) подвижной единицы в пределах участка железной дороги известной длины.
При движении подвижной единицы 1 железнодорожного рельсового транспорта вдоль рельсовой линии по ее колесной паре протекает ток, равный (см. Брылеев А.М. и др. «Устройство и работа рельсовых цепей», М., Транспорт, 1966) [1]:
Figure 00000001
, (1)
где U – известное выходное напряжение источника тока;
|ZП| – модуль сопротивления передачи тока по рельсовой линии.
Сопротивление передачи тока по рельсовой линии определяется как:
Figure 00000002
, (2)
где
Figure 00000003
– известный обратный коэффициент снижения тока в четырехполюснике Н, который является схемой замещения аппаратуры питающего конца рельсовой цепи (см. В.С. Аркатов и др. «Рельсовые цепи магистральных железных дорог», справочник, 3-е изд., М., ООО «Миссия-М», 2006) [2]
Figure 00000004
– известное обратное входное сопротивление четырехполюсника Н,
RШ – известное сопротивление поездного шунта;
А, В, С, D – коэффициенты четырехполюсника, который является схемой замещения рельсовой линии (см. [1]):
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
;
l – длина рельсовой линии;
Zв – известное комплексное волновое сопротивление рельсовой линии;
Figure 00000008
– известный комплексный коэффициент распространения тока, определяемый как
Figure 00000009
;
Zр – удельное сопротивление рельсов (зависит от типа рельсов и типа стыковых соединителей), Zб – удельное сопротивление балласта или изоляции,
Figure 00000010
– соответственно действительная и мнимая составляющие
Figure 00000011
.
Подставляя в (1) выражения для составляющих формулы (2) и заменив l на х (х – расстояние от колесной пары до конца рельсовой линии известной длины l, расположенной под известным азимутальным углом А относительно местного меридиана и имеющей известные координаты XК,YК конца рельсовой линии в двумерной декартовой системе координат, которые записаны в виде электронной карты в модуле 4 памяти), получим выражение для амплитуды тока I:
Figure 00000012
, (3)
где
Figure 00000013
;
Figure 00000014
;
АН, ВН – известные коэффициенты четырехполюсника Н (см. [2]).
Информация о пути (длина рельсовой линии (блок-участка), координаты ее конца и азимутальный угол наклона рельсового пути), размещенная в виде электронной карты в модуле 4 памяти, перед началом движения считывается из приборов безопасности рельсового транспорта по беспроводному каналу связи, либо скачивается через съемный носитель. Вычислительный блок 3 обращается к модулю 4 памяти для получения необходимых данных об азимутальном угле А, длине рельсовой линии и координатах XК,YК ее конца.
Учитывая комплексный характер K1, K2 и γ, запишем выражение (3) как
Figure 00000015
. (4)
В этом случае амплитуда тока, протекающего по оси колесной пары, равна:
Figure 00000016
или
Figure 00000017
Амплитуда I тока, протекающего по оси 5 колесной пары 6, измеряется бесконтактным измерителем 7 тока, жестко закрепленным на данной оси 5. Выходной сигнал бесконтактного измерителя 7 тока, соответствующий измеренной амплитуде, поступает на вход передатчика 8, выходной сигнал которого по радиоканалу поступает на вход приемника 2. С выхода приемника 2 сигнал YI, соответствующий амплитуде I (5), поступает на вход вычислительного блока 3, где относительно переменной х решается нелинейное уравнение:
Figure 00000018
с использованием известных итеративных методов (например, после предварительного умножения YI на знаменатель выражения (5) с последующим возведением в квадрат и использованием метода Ньютона-Рафсона:
Figure 00000019
Так как начальное значение х известно точно – х=l, то данный алгоритм сходится за 2-4 шага, что обеспечивает определение координаты х практически в реальном времени). После определения значения х в вычислительном блоке 3 рассчитываются текущие проекции расстояния колесной пары от конца рельсовой линии на оси двумерной декартовой системы координат:
хt=x
Figure 00000020
sinA, yt= x
Figure 00000020
cosA,
и окончательно – текущие координаты колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта в двумерной декартовой системе координат:
Хt= XК - x
Figure 00000020
sinA, Yt= YК - x
Figure 00000020
cosA,
которые поступают далее на выход вычислительного блока 3, который является выходом устройства. При прохождении колесной парой конца рельсовой линии, определяемого по измеренному значению известной амплитуды тока, текущие координаты полагаются равными Хt=XК, Yt=YК, что обнуляет возможные ошибки определения текущих координат колесной пары в конце каждой рельсовой линии и наряду с приведенным выше определением ее текущих координат обеспечивает высокоточное позиционирование подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышенную точность позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка железной дороги без формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов.

Claims (1)

  1. Устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник и измеритель, отличающееся тем, что измеритель жестко закреплен на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта и выполнен в виде бесконтактного измерителя тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход которого подключен ко входу вычислительного блока с подключенным к нему модулем памяти, в котором записана электронная карта маршрута, а выход вычислительного блока является выходом устройства.
RU2021111825A 2021-04-26 2021-04-26 Устройство для позиционирования рельсового транспорта RU2768805C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111825A RU2768805C1 (ru) 2021-04-26 2021-04-26 Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111825A RU2768805C1 (ru) 2021-04-26 2021-04-26 Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2768805C1 true RU2768805C1 (ru) 2022-03-24

Family

ID=80819519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021111825A RU2768805C1 (ru) 2021-04-26 2021-04-26 Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2768805C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786255C1 (ru) * 2022-08-29 2022-12-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1137001A1 (ru) * 1982-05-14 1985-01-30 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Устройство дл определени рассто ни до преп тстви от локомотива
RU2248291C2 (ru) * 2003-03-26 2005-03-20 Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий" Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда
RU2290335C1 (ru) * 2005-06-22 2006-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Желдорконсалтинг" Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда
RU2610903C1 (ru) * 2015-10-16 2017-02-17 Мезитис Марекс Способ управления закрытием железнодорожного переезда

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1137001A1 (ru) * 1982-05-14 1985-01-30 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Устройство дл определени рассто ни до преп тстви от локомотива
RU2248291C2 (ru) * 2003-03-26 2005-03-20 Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий" Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда
RU2290335C1 (ru) * 2005-06-22 2006-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Желдорконсалтинг" Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда
RU2610903C1 (ru) * 2015-10-16 2017-02-17 Мезитис Марекс Способ управления закрытием железнодорожного переезда

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786255C1 (ru) * 2022-08-29 2022-12-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101672883B (zh) 一种架空和电缆混合输电线路故障定位方法和装置
CN101797927A (zh) 基于轨枕检测的非接触式轨道交通测速定位方法及其装置
CN105223466A (zh) 一种利用模极大值比的特高压直流输电线路单端测距方法
CN106771636A (zh) 钢轨过渡电阻检测系统及方法
Persichini et al. EMC analysis of axle counters in the Italian railway network
CN103969553A (zh) 基于分段补偿原理的电缆架空线混合线路双端行波故障测距算法
US10427700B2 (en) Railroad track circuit for determining the occupancy status of a portion of a railroad
RU2768805C1 (ru) Устройство для позиционирования рельсового транспорта
Li et al. Analysis of propagation characteristics of electromagnetic disturbance from the off‐line of pantograph‐catenary in high‐speed railway viaducts
CN110834654A (zh) 列车运行轨道判断系统和方法
RU2564553C2 (ru) Способ регистрации прохождения колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления
RU2272731C2 (ru) Система контроля местоположения подвижного железнодорожного состава
Hwang et al. Pickup coil counter for detecting the presence of trains operated by wireless power transfer
Havryliuk et al. Mathematical model of the induced AC interference in DC rails of a double-track system
Zhao et al. Induction coupling between jointless track circuits and track-circuit-reader antenna
RU2786255C1 (ru) Устройство для позиционирования рельсового транспорта
Wijaya et al. Review of transmission line fault location using travelling wave method
CN111912374A (zh) 车辆铰接角角度测量系统、方法及应用车辆
CN111923963B (zh) 一种列车定位方法及装置
Havryliuk et al. Improving the positioning accuracy of train on the approach section to the railway crossing
Havryliuk Determining a Train Location at Level Crossing Approach Section by Track Circuit Input Impedance Processing Using ANN
Aliev et al. Algorithms and mathematical model for determining shunt power of intelligent track section control sensor
WO2020250149A1 (en) A device, system and method for monitoring conditions on a railway track
KR102158677B1 (ko) 실시간 전차선로 임피던스 측정 시스템 및 그 방법
CN205280879U (zh) 高铁及城市轨道交通电缆线路在线式故障定位系统