SK34098A3 - Method for braking and/or stopping a vehicle travelling along a track, and apparatus therefor - Google Patents

Description

Spôsob brzdenia a/alebo zastavenia koľajového vozidla a zariadenie na jeho vykonávanie

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu brzdenia a/alebo zastavenia vozidla železnidného typu pohybujúceho sa na koľaji a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Prevádzka železničných súprav je tradiCne riadená signálmi rozmiestenými pozdĺž železničných trati. Za vykonávanie príkazov signalizačných zariadení zodpovedá strojvodca, ktorý Často sleduje signály pri nepriaznivých vonkajších podmienkach, napr. v hmle, pri Bnežení, ostrom slnečnom svite.

Je známe, že strojvodca má k dispozícii technické prostriedky na kontrolu rýchlosti vozidla. Sú to systémy, ktoré sú pevne zabudované na urCených známych úsekoch pozdĺž železničných tratí. Vozidlo je opatrené prijímacou anténou, ktorá detekuje jeho prechod nad prvým systémom, súCasne sa zapína Časomiera, ktorá sa vyprie pri prechode nad nasledujúcim systémom. Pretože je známa vzdialenosť medzi oboma systémami a Cas, za ktorý vozidlo prešlo túto vzdialenosť, je ľahké vypočítať jeho rýchlosť. Je však treba poznamenať, že ide o priemernú rýchlosť medzi dvoma systémami a nie o okamžitú rýchlosť vozidla v určitom bode. Vzdialenosť medzi systémami sa však môže zmeniť vplyvom vonkajších podmienok, napr. klimatických, alebo ich chybným nastavením pri údržbe.

Všeobecne sa dá považovať také meranie za menej presné.

V dokumente DE-A-2630970 je opísaný spôsob zabezpečenia železničnej dopravy, podľa ktorého sa príkaz svetelnej signalizácie prenáša prenosovým zariadením do kontrolného zariadenia v prechádzajúcom vozidle.

Na zaistenie vyššieho stupňa zabezpečenia sa v dokumente EP-A-0252199 navrhuje zariadenie na presný prenos údajov medzi okolím a prechádzajúcim vozidlom. Toto zariadenie je usporiadané jednak z pozemného prostriedku pevne zabudovaného na trati a jednak z palubného prostriedku umiesteného vo vozidle. Pozemný prostriedok je opatrený výsielačom, ktorý prenáša pomocou systému kódované návestné informácie. Palubný prostriedok je opatrený prijímačom spojeným s aspoň jednou anténou, ktorá je umiestená pod vozidlom tak, aby zachytila signál vysielacieho systému a počítačom na dekódovanie a spracovanie prijatých informácií. Současťou zariadenia je takisto prostriedok na kódovanie informácii signalizácie z trate, aktívny vysielač modulácie kmitočtu magnetického poľa, prostriedok porovnávania amplitúdy vyžarovaného magnetického poľa a prostriedok kontroly kmitočtu odosielaného z vysielacieho systému. V tomto prípade je prostriedok porovnávania amplitúdy vyžarovaného magnetického poľa a prostriedok kontroly kmitočtu pripojený na prostriedok na vydanie bezpečnostného signálu, ktorý v prípade poruchy zaistí v pozemnom prostriedku príslušnú bezpečnostnú akciu. Systém je v tomto prípade stále aktívny a správu vysiela nepretržite. Správa je zachytená anténou umiestenou vo vozidle a palubnými prostriedkami je analýzovaná.

Zariadenie opísané v dokumente EP-A-0252199 je dosť zložité a drahé a samozrejme nie je nutné inštalovať také zariadenie v prípade, keď má byť vyslaný len príkaz na brzdenie a/alebo zastavenie vozidla na trati.

V dokumente DE-A-2648383 je opísané zariadenie na meranie rýchlosti vozidla, napr. automobilu, zmeraním zmeny indukcie, ktorá nastane v zariadení v tvare indukčnej slučky umiestenej v zemi pri vjazdu vozidla do účinného poľa.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je spôsob brzdenia a/alebo zastavenia vozidla železničného typu, pohybujúceho sa po koľaji. Vykonávanie tohto spôsobu nevyžaduje inštaláciu zložitého zariadenia a umožní presné meranie, ktoré nie je ovplyvniteľné vonkajšími podmienkami, napr. klimatickými, prípadne nepresným nastavením systémov pri ich údržbe.

Podstatou vynálezu je takisto zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu. Zariadenie obsahuje veľmi malý počet súčiastok a pri porovnateľnej spoľahlivosti s technikou opísanou v dokumente EP-A-0252199 je jeho cena nižšia.

Zariadenie podľa vynálezu je usporiadané známym spôsobom jednak z pozemného prostriedku zabudovaného na trati a opatreného aspoh jedným vysielacím systémom, ktorý vyžaruje magnetické pole, a jednak z palubného prostriedku opatreného aspoň jednou anténou, nej lepšie umiestenou pod vozom v smere vysielacieho systému.

Spôsob podľa vynálezu spočíva v detekcii okamihu vstupu do magnetického poľa vyžarovaného systémom a okamihu výstupu z tohto poľa, pričom čas medzi týmito krajnými momentmi sa meria zodpovedajúcim prostriedkom, ktorý je umiestený v kabíne vozidla. Detekcia vstupu a výstupu z magnetického poľa sa robí pomocou antény umiestenej pod vozidlom.

Vysielací systém výhodne vyžaruje kmitočtovo modulované magnetické pole prenášajúce údaje z kódovacieho zariadenia, ktoré je riadené napr. svetelnou signalizáciou.

Dĺžka systému je kalibrovaná a informácia týkajúca sa jeho dĺžky môže byť prípadne prenesená v zakódovanej forme v správe, ktorá je anténou prenesená do palubného prostriedku.

Keď je známy časový interval prechodu vozidla magnetickým poľom a dĺžka systému, je ľahké vypočítať rýchlosť vozidla.

Keď bude rýchlosť vozidla vyššia napr. o 5 X než je nariadená rýchlosť, bude Ba aktivovať brzdový okruh.

Je výhodné, aby okamihy vstupu a výstupu z magnetického poľa neboli určené prekročením pevnej prahovej hodnoty tohto poľa, ale prekročením stanoveného percenta maximálneho magnetického poľa pri prechode nad príslušným systémom.

Podľa výhodného vyhotovenia vynálezu sa dá spoľahlivosť merania ešte zvýšiť. Meranie magnetického poľa sa urobí v dvoch krokoch, a to keď je magnetické pole maximálne a zodpovedá napr. logickému stavu 1, a keď je magnetické pole minimálne a zodpovedá napr. logickému stavu .

Podľa aplikácie sa teda dá kalkulovať buď s väčšou alebo so strednou hodnotou z oboch zistených rýchlostí.

Vynález sa takisto týka zariadenia na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu. Zariadenie je známym spôsobom usporiadané z pozemného prostriedku zabudovaného na trati a opatreného aspoň jedným systémom vyžarujúcim magnetické pole, pričom toto pole môže byť modulované, a z palubného prostriedku opatreného aspoň jednou anténou, ktorá je vhodne umiestená pod vozidlom tak, aby zachytila magnetické pole vyžarované systémom, ktorého dĺžka je kalibrovaná.

Podľa výhodného vyhotovenia vysielací systém vyžaruje megnetické pole modulované údajmi z kódovacieho zariadenia, ktoré je pripojené na svetelnú signalizáciu.

Systém je výhodne zabudovaný medzi obe koľajnice trate tak, že vzhľadom na os koľají je posunutý. Podľa výhodného .vyhotovenia tvorí systém jediný dostatočne pevný závit, ktorý pôsobí ako sekundárne vinutie transformátora megnetického okruhu v primárnom obvode, z ktorého vychádza frekvenčné modulovaný prúd.

Primárne vinutie je výhodne uložené vnútri jediného závitu s osou kolmou na rovinu závitu, ktorý je v koľaji pripevnený pätkami v tvare S.

Prijímaciu anténu, ktorá je umiestená pod vozidlom, tvoria dve vinutia, z ktorých jedno je ľavotočivé a druhé • pravotočivé.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou výkresov, na ktorých znázorňujú:

obr. i - schéma prvého vyhotovenia zariadenia s použitím zastavovacieho systému, obr. 2 - druhé vyhotovenie zariadenia, ktoré je navyše opatrené systémom na riadenie rýchlosti, obr. 3 - schéma pozemného prostriedku zariadenia, obr. 4 - schéma palubného prostriedku zariadenia.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Na obr. 1 a 2 sú dva príklady zariadenia podľa vynálezu. Zariadenie je usporiadané jednak z pozemného prostriedku X, ktorý je zabudovaný na trati a prípadne spojený so signalizačným alebo vysielacím zariadením 2, a jednak z palubného prostriedku 3, ktorý je umiestený vo vozidle a spojený s brzdovým okruhom.

V prvom príklade na obr. 1 je zariadenie opatrené jediným systémom B· Funkciou zariadenia je v tomto prípade iba vydať príkaz na brzdenie, alebo pripadne na zastavenie vozidla, keď systém vysiela správu na zastavenie.

Na obr. 2 je znázornený druhý príklad, v ktorom iný systém £ (v anglickej terminológii speed trap) má lunkciu riadenia rýchlosti. V tomto prípade zariadenie umožni po prechode vozidla cez prvý systém £ určit jeho rýchlosť a pripadne aktivovať brzdový okruh vozidla, keď rýchlosť prekročí napr. 5 * nariadenej rýchlosti.

Je treba poznamenať, že každý systém (tedy i systém &) umožní urobiť kontrolu rýchlosti vozidla.

Na presné zmeranie rýchlosti pri prechode vozidla nad jedným systémom je nutné poznať jeho presnú dĺžku a okamihy vstupu a výstupu z magnetického poľa, ktoré vyžaruje. Informácia o dĺžke systému môže byť napr. zakódovaná a oznámená v správe vysielanej týmto systémom.

Stanovenie okamihu vstupu a výstupu z magnetického poľa je trocha zložitejšie, pretože nominálna amplitúda v strede systému zachytená anténou sa podstatne mení vplyvom rôznych okolnosti, napr. vplyvom napájacieho napätia zosilňovača pozemného prostriedku, vzdialenosti, ktorá ho oddeľuje od systému, výSky vzduchovej medzery medzi systémom a anténou prijímača, ktorá sa takisto mení v závislosti na opotrebení kolies a koľajníc a vplyvom prípadného bočného posuvu antény proti systémom v zákrutách ap.

Použitie jedinej pevnej prahovej úrovne prijatej palubným prostriedkom by viedlo k nadsadeniu dĺžky systému z ktorého vychádza silný signál a teda k podceneniu rýchlosti, pri ktorej je systém prekročený.

Je najmä výhodné, aby sa okamihy vstupu a výstupu z magnetického poľa neurčovali prekročením hodnoty pevného prahu poľa, ale prekročením stanoveného percenta maximálneho magnetického poľa zisteného nad systémom v priebehu skúšky.

Iná dôležitá príčina nepresnosti v určení okamihu vstupu a výstupu z magnetického poľa je ekutečnosť, že magnetické pole zachytené anténou je podľa výhodného vyhotovenia vynálezu modulované správou vysllanou systémom: takisto v prípade prenosu kmitočtovou moduláciou spôsobí obmedzenie priepustného pásma vyžadovaného normami vysielania moduláciu amplitúdy, ktorá sa prejaví tým, že amplitúda prijatého signálu v jednom bode pozdĺž systému závisí nielen na úsečke tohto bodu vzhľadom k stredu systému, ale aj na skutočnosti, že bit prijatej správy v tomto okamihu je na stave 1 alebo 0. To vedie k odchýlke úsečky bodu vstupu a výstupu z magnetického poľa v závislosti na momentálnom tvarovánl predávanej správy.

Je výhodné, aby celé spracovanie týkajúce sa stanovenie rýchlosti bolo urobené dvakrát: nejprv sa zisti maximálne magnetické pole a okamihy vstupu a výstupu napr. pri logickom stave 1 a z toho sa vypočíta prvá rýchlosť, potom sa zisti magnetické pole a okamihy vstupu a výstupu pri logickom stave 0 a z toho sa stanov! druhá rýchlosť.

Na obr. 3 je znázornený systém pozemného prostriedku. Systém, ktorý vyžaruje kalibrované magnetické pole, tvorí jediný závit z nehrdzavejúcej ocele, ktorého dĺžka je 150 cm a šírka 30 cm. Závit je vlastne sekundárny obvodo transformátora magnetického okruhu v primárnom obvode, z ktorého kontinuálne vychádza modulovaný prúd. Je treba poznamenať, že dĺžka závitu je prispôsobená dĺžke správy prenášanej z trate do vlaku a takisto maximálnej rýchlosti vlaku.

Primárne vinutie je výhodne uložené v osi vnútri jediného závitu a kolmo na jeho rovinu. Dostatočne pevný jediný závit je vložený medzi obe koľajnice a z oboch strán prichytený pätkami v tvare S. Primárne vedenie je výhodne zaliate do puzdra pripevneného pod pripevfíovaclmi pätkami.

Systém je umiestený pozdĺžne medzi obe koľajnice v smere pohybu vlaku a vzhľadom na os koľaje je posunutý.

Riadiaci obvod zaisťuje prísun takého napätia, ktoré umožni riadiť relé KTBL s logickým výstupom typu porucha/bezpečie, keď je závitom generované magnetické pole dostačujúce a so správnym kmitočtom.

Relé KTBL môže byť takisto použité na okamžitú detekciu prípadnej poruchy systému alebo kódovacieho zariadenia.

Informácia prenášaná do vozidla vysielacím systémom je generovaná kódovacím zariadením umiesteným v blízkosti majáka. Kódovacie zariadenie je spojené cez prúdový transformátor so svetelnou signalizáciou a poskytuje tak návestnú informáciu. Rozhranie so systémom signalizácie môže byť urobené použitím spojenia kódovacieho zariadenia buď s logickým obvodom signalizácie typu relé prucha/bezpeCie alebo b modulom Trackside Functional Module (TFM) typu Solid State Interlocking (SSI).

Na obr. 4 je znázornený palubný prostriedok, ktorý je opatrený aspott jednou vonkajšou prijímacou anténou £. Anténa je umiestená pod vozidlom 3. a vzhľadom na os koľaje v smere cesty vozidla je posunutá. Prijímacia anténa je výhodne urobená z pravotočivého a ľavotočivého vinutia na tej istej osi. Také usporiadanie umožní, aby anténa nereagovala na vysielacie systémy aktívne v opačnom smere cesty, alebo na súbežných koľajoch. Toto vyhotovenie umožní teda bezpeCný kontakt s príslušným vysielacím systémom. Magnetické toky prijímané pravotočivým a ľavotočivým vinutím antény sú sfázované hneď ako pod anténou prechádza príslušný systém. Naopak, keď uvedená anténa zachytí systém na súbežnej koľaji alebo v opačnom smere cesty vozidla, jej obe vinutia zachytia magnetické toky toho istého smeru a v dôsledku toho sú signály prijaté týmito protismernými vinutiami v protifáze. To umožní palubnému prostriedku bezpečne rozlíšiť príslušné vysielacie systémy.

Je dostatoCné, aby hnacie vozidlo súpravy bolo opatrené jedinou anténou umiestenou pod jeho kabínou. V obojsmerných súpravách je anténa inštalovaná na prednej a zadnej časti súpravy. Každá anténa je teda určená danému smeru cesty.

Hneď ako vozidlo prechádza nad systémom, je prenos urobený moduláciou kmitočtu magnetického poľa vyžarovaného systémom vyladeným na 100 KHz.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY .1. Spôsob brzdenia a/alebo zastavenia vozidla železničného typu pohybujúceho sa na koľaji, ktorý je vykonávaný zariadením usporiadaným z pozemného prostriedku (1) zabudovaného na trati a z palubného prostriedku (3), keď pozemný prostriedok je opatrený aspoň jedným systémom (A) vyžarujúcim magnetické pole, a palubný prostriedok je opatrený aspoň jednou anténou (5) umiestenou nejlepgie pod vozidlom v smere k systému (A), vyznačujúci sa tým, že touto anténou (5) sa detekuje okamih vstupu do magnetického poľa vyžarovaného systémom a okamih výstupu z tohto magnetického poľa, zároveň sa odpočíta čas prechodu vozidla nad magnetickým poľom a pri známej dĺžke systému sa vypočíta rýchlosť vozidla.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že na základe informácie týkajúcej sa rýchlosti vozidla prebieha následne akcia brzdového okruhu (6).
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že vysielací systém (A) vyžaruje magnetické pole modulované údajmi z kódovacieho zariadenia (4), ktoré je spojené so svetelnou signalizáciou (2).
4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že vysielací systém (A) prenesie na anténu (5) kódovanú informáciu definujúcu jej dĺžku.
5. 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že okamihy vstupu a výstupu z magnetického poľa sú definované určenou percentuálnou hodnotou maximálneho magnetického poľa pri prechode nad príslušným systémom.
6. 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov.

   vyznačujúci sa tým, Se v prípade, keď systém vyžaruje modulované magnetické pole, sa jeho meranie robí v dvoch- krokoch, a to jednak keď je magnetické pole maximálne a zodpovedá napr. logickému stavu 1 a jednak keď je magnetické pole minimálne a zodpovedá napr. logickému stavu O.
7. 7. Zariadenie na vykonávanie spOsobu podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, ktoré je usporiadané z pozemného prostriedku (1) zabudovaného na trati, ktorý je opatrený aspoň jedným systémom (A) vyžarujúcim magnetické pole, a z palubného prostriedku (3) opatreného aspoň jednou anténou (5) umiestenou nejlepéie pod vozidlom v smere tohto systému, vyznačuj ú ce sa tým, že dĺžka systému je kalibrovaná.
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že systém je umiestený medzi obe koľajnice tak, že je vzhľadom na os koľaje posunutý.
9. 9. Zariadenie podľa nároku 7 alebo 8, vyznaču j úce sa tým, že systém tvorí jediný dostatočne pevný závit, ktorý je sekundárnym vinutím transformátora magnetického okruhu v primárnom obvode, z ktorého vychádza frekvenčné modulovaný prúd.
10. 10. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 7 až 9, vyznačujúce sa tým, že primárne vinutie je umiestené vnútri jediného závitu v osi kolmej na rovinu závitu, ktorý je prichytený k trati pätkami v tvare S.
11. 11. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 7 až 10, vyznačujúce sa tým, že prijímacia anténa umiestená pod vozidlom v smere k vysielaciemu systému, je usporiadaná z dvoch vinutí, kde jedno je pravotočivé a druhé ľavotočivé.