SK500152010A3 - Spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom - Google Patents

Description

Vynález sa týka spôsobu nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom. Spôsob sa vykonáva pomocou bezpečného vyhodnotenia voľnosti či obsadenosti koľajového obvodu koľajovým vozidlom prostredníctvom nastavovacích prvkov napájacieho konca a nastavovacích prvkov prijímacieho konca, pričom sa vyhodnocuje šuntový stav.

Doterajší stav techniky

Pri koľajových obvodoch s digitálnym koľajovým prijímačom nebol spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom až doteraz ekonomicky efektívne riešený, ani nebol využívaný. To je nevýhodné preto, že v dôsledku toho koľajový obvod s digitálnym koľajovým prijímačom nedosahuje požadovanú alebo možnú odolnosť proti ohrozujúcim prúdom. Pritom výskyt ohrozujúcich prúdov je v dôsledku zavádzania nových výkonných hnacích jednotiek a hnacích vozidiel s asynchrónnymi motormi oveľa častejší a dosahuje oveľa vyššie intenzity, ako tomu bolo v minulosti pri používaní pulzne šírkovej regulácie trakčných pohonov vozidiel a jednotiek, teda pred prevádzkovaním výkonných hnacích jednotiek a hnacích vozidiel s asynchrónnymi motormi. To sa nepriaznivo prejavovalo v nedostatočnej úrovni parametrov odolnosti koľajových obvodov proti ohrozujúcim prúdom. Táto odolnosť je vyžadovaná na základe požiadaviek technických špecifikácií interoperability medzi hnacími trakčnými vozidlami či jednotkami a medzi koľajovými obvodmi.

Dostupné moderné riešenie odolnosti elektronických koľajových obvodov proti ohrozujúcim prúdom je zrejmé z CZ 296 242 zo dňa 26. 11. 2004. Ide o riešenie, kedy sa do koľajového obvodu privádza korektná zložka napätia a rovnako zmluvne deformovaná zložka napätia. Týmto spôsobom je možné na základe matematickej analýzy vyhodnotiť bezpečne voľnosť či obsadenosť koľajového úseku koľajovým vozidlom. Nevýhoda tohto riešenia je náročné generovanie a aplikovanie zmluvne deformovanej zložky napätia. Obzvlášť tento spôsob vyžaduje náročnú vybavenosť pracovníkov vykonávajúcich reguláciu, údržbu a servis takto koncipovaných koľajových obvodov meracími prístrojmi.

Ďalšie dostupné riešenie bezpečného vyhodnotenia voľnosti koľajového obvodu je zrejmé z CZ 297 033 zo dňa 16. 07. 2003. Toto uskutočnenie vynálezu neeliminuje s potrebnou účinnosťou vplyv ohrozujúcich prúdov, takže bezpečné vyhodnotenie voľnosti či obsadenosti koľajového úseku koľajovým vozidlom nie je dostatočne funkčne efektívne. Danou problematikou sa tiež zaoberá riešenie podľa úžitkového vzoru CZ 15508 z 11. 05. 2005 s elektronickým fázovo citlivým koľajovým prijímačom. Ide o analógový systém elektronického fázovo citlivého prijímača, ktorého odolnosť proti ohrozujúcim prúdom je založená na zvýšenom činiteli vypnutia. Toto riešenie, podobne ako riešenie dvojfázového koľajového prijímača podľa vynálezu CZ 257 559, vychádza z už prekonanej koncepcie odolnosti proti ohrozujúcim prúdom, založenej na zvýšenom činiteli vypnutia. Táto odolnosť je pri uvedených riešeniach síce zvýšená nad, v tej dobe, obvyklú úroveň, ale je stále na zhruba polovičnej hodnote, ktorú doporučujú drafty TSI (Technická Špecifikácia Interoperability) Európskeho Normalizačného Inštitútu „CENELEC“.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody doteraz známych riešení sa odstránia alebo podstatne obmedzia spôsobom nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom podľa tohto vynálezu.

Podstata tohto vynálezu spočíva v tom, že v prvom kroku dochádza pri voľnom stave koľajového obvodu k nastavovaniu všetkých uvažovaných kombinácií diskretizovaných hodnôt nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a nastavovacích prvkov výstroja prijímačového konca koľajového obvodu po zvolených krokoch, odlišujúcich sa od nominálnej hodnoty nastavovacích prvkov napájacieho konca a od nominálnej hodnoty nastavovacích prvkov prijímacieho konca o jednotky percent. Nastavovanie v tomto prvom kroku sa uskutočňuje tak dlho, kým je nájdený optimálny fázový uhol medzi koľajovým napätím, ktoré je odvodené od napájacieho koľajového napätia, a medzi referenčným napätím pre voľný stav koľajového obvodu. Pre tento optimálny fázový uhol sa vypočíta havarijný stav a šuntový stav koľajového obvodu.

V druhom kroku dochádza k druhej zmene nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a nastavovacích prvkov výstroja prijímačového konca koľajového obvodu, podľa uvažovaných kombinácií nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a nastavovacích prvkov výstroja prijímačového konca, postupne po krokoch, odlišujúcich sa rádovo o jednotky percent, od hodnôt prislúchajúcich optimálnemu stavu podľa prvého kroku tak, že je cieľom nájsť výsledný fázový uhol koľajového obvodu. Preto sa týmto účelom deter2

SK 288183 B6 minuje množina hodnôt optimálnej konfigurácie nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a optimálna konfigurácia nastavovacích prvkov výstroja prijímačového konca koľajového obvodu taká, kedy sú navzájom najpriaznivejšie podmienky pre šuntový stav a havarijný stav koľajového obvodu. Na čo je zvolený postup, kedy sa volia koľajové napätia pri havarijnom stave čo najnižšie tak, aby bola nájdená k tomu zodpovedajúca čo najnižšia hodnota koľajového napätia pri šuntovom stave. Potom pre takto získané hodnoty výstroja napájacieho konca a pre takto získané hodnoty výstroja prijímačového konca koľajového obvodu sa pevne nastaví takto nájdená výsledná hodnota nastavovacích prvkov napájacieho konca a výsledná hodnota nastavovacích prvkov prijímačového konca koľajového obvodu, a tým aj takto nájdený výsledný fázový uhol medzi koľajovým napätím a referenčným napätím koľajového obvodu, napríklad formou konfiguračných dát koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom.

Výhodne sa priebežne vykonáva veľmi presné meranie hodnoty referenčného napätia, vrátane všetkých interferenčných a ohrozujúcich zložiek referenčného napätia, ktoré môže byť do obvodov referenčného napätia indukované z okolia koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom. Teda sú merané také napätia, vyvolávané ohrozujúcimi prúdmi tak, že keď je zistená nadlimitná hodnota týchto interferenčných a ohrozujúcich zložiek referenčného napätia, je digitálnemu koľajovému prijímaču vydaný príkaz k jeho bezpečnému odbudeniu tak, že sa daný koľajový obvod s digitálnym koľajovým prijímačom bezpečne javí ako obsadený koľajovým vozidlom.

Hlavnou výhodou spôsobu nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom a s napájacím koncom je dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom. Dochádza k optimálnemu výpočtu týchto parametrov a k následnému jednoznačnému nastaveniu predovšetkým fázových pomerov medzi koľajovým napätím a referenčným napätím, na základe optimalizácie šuntového a havarijného stavu objektívne, teda bez negatívneho vplyvu ľudského činiteľa. Tento proces výrazne urýchľuje predmetnú činnosť a skracuje súvisiacu výluku železničnej premávky. Ďalšou výhodou je skutočnosť, že v prípade výskytu nadlimitných zložiek ohrozujúceho napätia v referenčnom napätí neodkladne dôjde k obsadeniu daného elektrického koľajového úseku daného koľajového obvodu, čím sa včas predchádza nebezpečnému stavu a vzniknutá porucha je hlásená, respektíve sa včas prejaví.

Ďalšou prednosťou je, že nastavenie rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu, teda ich parametrizácia, je súčasťou konfiguračných dát. Implementuje sa jednorazovo pred začatím činnosti koľajového obvodu s digitálnym koľajovým prijímačom na základe optimalizácie šuntového a havarijného stavu, v závislosti na dĺžke koľajového obvodu a mernej zvodovej admitancii.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je podrobne popísaný na príkladnom vyhotovení, znázornenom na pripojených výkresoch, z ktorých zobrazuje obr. 1 zovšeobecnené schematické znázornenie koľajového obvodu, obr. 2 vektorový diagram fázovej závislosti a obr. 3 znázorňuje diskretizáciu výsledných hodnôt nastavovacích prvkov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V tomto príkladnom uskutočnení, znázornenom schematicky na obr. 1, 2 a 3, je popísaný spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP a s napájacím koncom NK na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom IR. Spôsob je ďalej objasnený na základe vektorového diagramu uvedeného na obr. 2, ktorý znázorňuje priebeh koľajového napätia UK vo vzťahu k referenčnému napätiu UR. Hľadanie optimálnych a výsledných hodnôt nastavovacích prvkov NPN napájacieho konca NK a nastavovacích prvkov NPP prijímačového konca PK koľajového obvodu KO je zrejmé z obr. 3.

V prvom kroku dochádza pri voľnom stave VS koľajového obvodu KO k nastavovaniu všetkých uvažovaných kombinácií diskretizovaných hodnôt H (obr. 3) nastavovacích prvkov NPN výstroja a nastavovacích prvkov NPP výstroja prijímačového konca koľajového obvodu KO, po zvolených krokoch ZK, odlišujúcich sa od nominálnej hodnoty NHN nastavovacích prvkov NPP napájacieho konca NK a od nominálnej hodnoty NHP nastavovacích prvkov prijímačového konca výstroja koľajového obvodu KO o rádovo o jednotky percent; takže je nájdený optimálny fázový uhol ao (obr. 2) medzi koľajovým napätím UK, ktoré je odvodené od napájacieho koľajového napätia NUK, a referenčným napätím UR pre voľný stav VS koľajového obvodu KO. Pre tento optimálny fázový uhol ao sa vypočíta havarijný stav HS a šuntový stav SS koľajového obvodu KO.

V druhom kroku dochádza k ďalšej zmene nastavovacích prvkov NPN výstroja napájacieho konca a nastavovacích prvkov NPP výstroja prijímačového konca koľajového obvodu KO podľa uvažovaných kombi3

SK 288183 B6 nácií nastavovacích prvkov NPN výstroja napájacieho konca a nastavovacích prvkov NPP výstroja prijímačového konca postupne po krokoch, odlišujúcich sa o jednotky percent, od hodnôt prislúchajúcich optimálnemu stavu podľa prvého kroku tak, že je cieľom nájsť výsledný fázový uhol av koľajového obvodu KO. Preto sa determinuje množina hodnôt optimálnej konfigurácie NPNO nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a množina hodnôt NPPO optimálnej konfigurácie nastavovacích prvkov výstroja prijímačového konca PK koľajového obvodu KO taká, kedy sú navzájom najpriaznivejšie podmienky pre šuntový stav SS a havarijný stav HS koľajového obvodu KO. Preto je zvolený postup, kedy sa volí koľajové napätie UKH pri havarijnom stave čo najnižšie tak, aby bola nájdená k tomu zodpovedajúca najnižšia hodnota UKS koľajového napätia pri šuntovom stave SS. Na čo sa pre takto získané hodnoty výstroja napájacieho konca NK a pre hodnoty výstroja prijímačového konca PK koľajového obvodu KO pevne nastaví takto nájdená výsledná hodnota VHN nastavovacích prvkov napájacieho konca a výsledná hodnota VHP nastavovacích prvkov prijímačového konca, a tým sa rovnako nastaví aj takto nájdený výsledný fázový uhol av medzi koľajovým napätím UK a referenčným napätím UR koľajového obvodu KO, napríklad formou konfiguračných dát koľajového obvodu KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP a s napájacím koncom NK.

Výhodný spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP a s napájacím koncom NK na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom IR je zrejmý zo zovšeobecneného schematického výkresu uskutočnenia uvedeného na obr. 1. V tomto prípade dochádza priebežne k veľmi presnému meraniu hodnoty referenčného napätia UR vrátane všetkých interferenčných a ohrozujúcich zložiek URR referenčného napätia, ktoré môžu byť do obvodov referenčného napätia UR indukované z okolia koľajového obvodu KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP a s napájacím koncom NK. Teda sú merané také napätia vyvolávané ohrozujúcimi prúdmi IR. Preto, keď je zistená nadlimitná hodnota URRn interferenčných a ohrozujúcich zložiek referenčného napätia, je vydaný digitálnemu koľajovému prijímaču DKP príkaz na jeho bezpečné odbudenie tak, že sa daný koľajový obvod KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP bezpečne javí ako obsadený koľajovým vozidlom KV.

Priemyselná využiteľnosť

Ako vyplýva z uvedeného popisu, je možné spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu KO s digitálnym koľajovým prijímačom DKP a napájacím koncom NK na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom IR použiť tak pri novej výstavbe železničných zabezpečovacích zariadení s koľajovými obvodmi KO s digitálnymi koľajovými prijímačmi DKP, ako pri inováciách jestvujúcich koľajových obvodov. Vynález nájde uplatnenie najmä na všetkých elektrizovaných tratiach, po ktorých majú jazdiť výkonné hnacie vozidlá a hnacie jednotky s asynchrónnymi motormi, ktorých emisie ohrozujúcich prúdov dosahujú vysoké, až nadlimitné hodnoty v zmysle platných noriem.

Claims (2)

1. Spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu (KO) s digitálnym koľajovým prijímačom (DKP) a s napájacím koncom (NK) na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom (IR) pomocou bezpečného vyhodnotenia voľnosti či obsadenosti koľajového obvodu (KO) koľajovým vozidlom (KV), prostredníctvom nastavovacích prvkov (NPN) napájacieho konca (NK) a nastavovacích prvkov (NPP) prijímacieho konca (PK), pričom sa vyhodnocuje šuntový stav (SS) a havarijný stav (HS), vyznačujúci sa tým, že v prvom kroku sa nastavujú pri voľnom stave (VS) koľajového obvodu (KO) všetky uvažované kombinácie diskretizovaných hodnôt (H) nastavovacích prvkov (NPN) výstroja napájacieho konca (NK) a nastavovacích prvkov (NPP) výstroja prijímačového konca (PK) koľajového obvodu (KO), po zvolených krokoch (ZK), odlišujúcich sa od nominálnej hodnoty (NHN) nastavovacích prvkov (NPN) napájacieho konca a od nominálnej hodnoty (NHP) nastavovacích prvkov (NPP) prijímačového konca výstroja koľajového obvodu (KO) o jednotky percent, až do nájdenia optimálneho fázového uhla (oo) medzi koľajovým napätím (UK), ktoré je odvodené od napájacieho koľajového napätia (NUK), a medzi referenčným napätím (UR) pre voľný stav (VS) koľajového obvodu (KO); s tým, že pre tento optimálny fázový uhol (oo) sa vypočíta havarijný stav (HS) a šuntový stav (SS) koľajového obvodu (KO); pričom v druhom kroku sa koriguje predchádzajúce nastavenie nastavovacích prvkov (NPN) výstroja napájacieho konca (NK) a nastavovacích prvkov (NPP) výstroja prijímačového konca (NP) koľajového obvodu (KO), podľa uvažovaných kombinácií nastavovacích prvkov (NPN) výstroja napájacieho konca (NK) a nastavovacích prvkov (NPP) výstroja prijímačového konca (PK) postupne po krokoch odlišujúcich sa o jednotky percent od hodnôt prislúchajúcich optimálnemu stavu podľa prvého kroku až do nájdenia výsledného fázového uhla (ov) koľajového obvodu (KO), preto sa následne determinuje prvá množina hodnôt optimálnej konfigurácie (NPNO) nastavovacích prvkov výstroja napájacieho konca a druhá množina hodnôt optimálnej konfigurácie (NPPO) nastavova4

SK 288183 B6 cích prvkov výstroja prijímačového konca koľajového obvodu (KO), až do dosiahnutia najpriaznivejšej podmienky pre šuntový stav (SS) a súčasne aj pre havarijný stav (HS) koľajového obvodu (KO); následne sa volí koľajové napätie (UKH) pri havarijnom stave čo najnižšie, na nájdenie tomu zodpovedajúcej čo najnižšej hodnoty koľajového napätia (UKS) pri šuntovom stave (SS); na čo sa pre takto získané hodnoty výstroja na5 pájacieho konca (NK) a pre hodnoty výstroja prijímačového konca (PK) koľajového obvodu (KO) pevne nastaví takto nájdená výsledná hodnota (VHN) nastavovacích prvkov (NPN) napájacieho konca (NK) a výsledná hodnota (VHP) nastavovacích prvkov (NPP) prijímačového konca (PK), a tým aj takto nájdený výsledný fázový uhol (av) medzi koľajovým napätím (UK) a referenčným napätím (UR) koľajového obvodu (KO), prednostne formou konfiguračných dát koľajového obvodu (KO) s digitálnym koľajovým prijímačom (DKP)

10 s napájacím koncom (NK).

2. Spôsob nastavenia rozhodujúcich parametrov koľajového obvodu (KO) s digitálnym koľajovým prijímačom (DKP) a s napájacím koncom (NK) na dosiahnutie vyššej odolnosti proti ohrozujúcim prúdom (IR) podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa priebežne presne merajú hodnoty referenčného napätia (UR) vrátane všetkých interferenčných a ohrozujúcich zložiek (URR) referenčného napätia, ktoré môžu 15 byť do obvodov referenčného napätia (UR) indukované z okolia koľajového obvodu (KO) s digitálnym koľajovým prijímačom (DKP) a s napájacím koncom (NK); a tiež sa merajú prípadné napätia vyvolávané ohrozujúcimi prúdmi (IR), takže keď je zistená nadlimitná hodnota (URRn) interferenčných a ohrozujúcich zložiek referenčného napätia, vydáva sa digitálnemu koľajovému prijímaču (DKP) príkaz na jeho bezpečné odbudenie, čím sa daný koľajový obvod (KO) s digitálnym koľajovým prijímačom (DKP) bezpečne javí ako obsa20 dený koľajovým vozidlom (KV).