CZ27726U1

CZ27726U1 - Control device for sanding systems of rail vehicles

Info

Publication number: CZ27726U1
Application number: CZ2014-30360U
Authority: CZ
Inventors: Michal Vašíček
Original assignee: Tribotec, Spol. S R.O.
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2015-01-20

Description

Řídicí zařízení k pískovacím systémům kolejových vozidelControl equipment for rail vehicle sanding systems

Oblast technikyTechnical field

Řídicí zařízení k pískovacím systémům kolejových vozidel, jejichž alespoň jedna náprava tvořící dvojkolí má obě kola opatřena přístrojem pro dávkování písku, přičemž řídicí zařízení obsahuje řídicí jednotku a ovládací a zobrazovací panel.Control devices for rail vehicle sanding systems, at least one axle of which constitutes a wheel set, both wheels having a sand dosing device, the control device comprising a control unit and a control and display panel.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Moderní kolejová vozidla, především tramvaje, lokomotivy a železniční motorové vozy jsou vybavena zařízením k zvýšení adheze mezi kontaktními povrchy pojezdového kola a povrchu hlavy železniční kolejnice, resp. pojezdové hlavy žlábkové kolejnice. Cílem je bezpečnost provozu kolejových vozidel a zvýšení životnosti kol i kolejnic. Přitom pískování je nutné nejen při brzdění, ale i při rozjezdu, kdy zabraňuje prokluzu kol, nebo jej podstatně omezuje.Modern rail vehicles, especially trams, locomotives and rail cars, are equipped with a device to increase adhesion between the contact surfaces of the running wheel and the surface of the rail rail head, respectively. trough rail travel heads. The aim is to ensure the safety of the operation of rail vehicles and increase the life of wheels and rails. Sandblasting is necessary not only during braking, but also during starting, when it prevents the wheels from slipping or significantly reduces it.

Samozřejmě je nutné, aby dávkování písku bylo dostatečné k účinnému zvýšení adheze, na druhé straně však nevyužité nadbytečné množství písku zvyšuje provozní náklady a zbytečně zatěžuje životní okolí. Proto je snahou omezovat znečišťování trati a jejího okolí pískem a prachem. Především tím, že písek bude dopraven jen do místa kontaktu kola s kolejnicí, a to v množství, které je k svému účelu spotřebováno a přitom se nehromadilo v kolejišti.Of course, it is necessary that the dosage of sand is sufficient to effectively increase adhesion, but on the other hand, unused excess sand increases operating costs and unnecessarily burdens the environment. Therefore, the effort is to reduce the pollution of the track and its surroundings by sand and dust. First of all, the sand will only be transported to the point of contact of the wheel with the rail in an amount that is consumed for its purpose and has not accumulated in the rail.

Je zřejmé, že cestou k dosažení uspokojivého stavu z hlediska účinnosti pískování a omezení jeho negativního vlivu na okolní prostředí je omezení vlivu lidského činitele na řízení systému pískování a naopak rozšíření jeho automatizace. S tím samozřejmě souvisí množství, kompaktnost a kvalita vstupních informací, které je nutné automatickému řídicímu systému poskytnout.Obviously, the way to achieve a satisfactory state in terms of sandblasting efficiency and to limit its negative impact on the environment is to reduce the influence of the human factor on the control of the sandblasting system and, conversely, to extend its automation. Of course, this is related to the amount, compactness and quality of the input information that must be provided to the automatic control system.

Cílem technického řešení je vytvořit automatizované řídicí zařízení k pískovacím systémům kolejových vozidel, které by disponovalo nejen informacemi o stabilních terénních vlastnostech trati, ale i aktuálními dalšími informacemi, které by přispěly k odstranění nebo alespoň ke zmírnění nedostatků dosavadního stavu techniky.The aim of the technical solution is to create an automated control device for the sanding systems of rail vehicles, which would not only have information about stable terrain characteristics of the track, but also up-to-date other information that would help to eliminate or at least mitigate shortcomings of the prior art.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Technickým řešením je řídicí zařízení k pískovacím systémům kolejových vozidel, jehož podstatou je to, že obsahuje mapové podklady týkající se alespoň oblasti tratí provozovaných tímto vozidlem, a s mapovými podklady spřažený modul GPS (Global Positionning System) k registraci okamžité polohy kolejového vozidla pohybujícího se na zvolené trati a k zjištění okamžitých směrových parametrů trati, a prostředky k předávání informací o těchto parametrech do řídicí jednotky. Sledování trati se tak děje spojitě, přičemž modul GPS přesně identifikuje polohu vozu vzhledem k trati a aktuální parametry pískování.The technical solution is a control device for the sanding systems of rolling stock, which is based on the fact that it contains map data concerning at least the area of lines operated by this vehicle and a map module coupled GPS (Global Positioning System) module to register the current position of the rolling stock moving to the track and to determine the instantaneous track parameters of the track, and means to transmit information about these parameters to the control unit. Tracking is done continuously, and the GPS module accurately identifies the position of the car relative to the track and the current sanding parameters.

Na vstupy řídicí jednotky je připojeno informační vedení alespoň od čidla rychlosti jízdy a/nebo čidla teploty okolí a/nebo čidla vlhkosti okolí a/nebo od čidla přítomnosti srážek a/nebo čidla prokluzu hnacích kol. Informace těchto čidel umožňují upravovat dávkování písku podle skutečné potřeby dané provozními podmínkami. Těmi jsou především povětrnostní situace, rychlost jízdy vozidla, délka jízdní soupravy daná počtem a typem vagonů a prokluz hnacích kol.An information line is connected to the inputs of the control unit at least from the travel speed sensor and / or the ambient temperature sensor and / or the ambient humidity sensor and / or from the presence sensor and / or the drive wheel slip sensor. The information from these sensors allows you to adjust the dosage of sand to the actual needs of the operating conditions. These are mainly the weather situation, the speed of the vehicle, the length of the vehicle combination given the number and type of wagons and the slip of the drive wheels.

Ke komfortnímu ovládání pískovacího systému přispívá zobrazovací a ovládací dotykový panel připojený dvousměmým informačním vedením k řídicí jednotce.A display and control touch panel connected to the control unit via a bi-directional information line contributes to comfortable operation of the sanding system.

Výstup řídicí jednotky je přímo spřažen s ovladačem spínání a přepínání pískovacích přístrojů, které tak reagují s minimálním zpožděním na horizontální a vertikální profil trati nebo na prokluz hnacích kol. Tím je dosahováno použití jen takového množství písku, které zbytečně neznečišťuje kolejiště, přičemž spolehlivě pokryje provozní požadavky.The output of the control unit is directly coupled to the switching and switching control of the sandblasting machines, which reacts with minimal delay to the horizontal and vertical profile of the track or to the slip of the drive wheels. In this way, only a quantity of sand is achieved which does not unnecessarily pollute the rails, while reliably covering operating requirements.

-1 CZ 27726 Ul-1 CZ 27726 Ul

Objasnění výkresůClarification of drawings

Příkladné provedení řídicího zařízení k pískovacím systémům kolejových vozidel podle technického řešení je znázorněno na výkresech na příkladě obousměrného kolejového vozidla. Na obr. 1 je schéma půdorysu vozidla a na obr. 2 blokové schéma automatizovaného řídicího systému pískovacího zařízení.An exemplary embodiment of a control device for the sanding systems of rail vehicles according to the technical solution is shown in the drawings by way of example of a two-way rail vehicle. Fig. 1 is a plan view of the vehicle; and Fig. 2 is a block diagram of an automated sanding device control system.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

Příkladné provedení řídicího zařízení k pískovacím systémům je popisováno pro obousměrný vůz tramvaje městské hromadné dopravy. Rozdílnost provedení ve srovnání s drážním vozidlem je dáno jen rozdílností profilu kolejnice. U železničního vozu je kolo vedeno okolkem jeho kontaktem s vnitřním bokem hlavy kolejnice, naproti tomu kolo tramvajové je vedeno střídavě oběma boky okolku ve žlábkové koleji. Toto je však jediná rozdílnost. U obou provedení platí, že pískovací zařízení se umísťuje na první nápravu vozu z hlediska směru jízdy a případně na další nápravy dle potřeby vycházející z konstrukce tramvaje nebo drážního vozidla. Každé kolo vozidla osazené pískovacím zařízením má svůj pískovací dávkovač a svůj zásobník písku.An exemplary embodiment of a control device for a sandblasting system is described for a two-way wagon of a public transport tram. The difference in design compared to the rail vehicle is only due to the difference in rail profile. In a railway car, the wheel is guided by the flange by its contact with the inner side of the rail head, while the tram wheel is guided alternately by the two flanks of the groove in the groove track. But this is the only difference. In both embodiments, the sandblasting device is mounted on the first axle of the vehicle in terms of travel direction and possibly on other axles as required based on the design of the tram or rail vehicle. Each wheel of a vehicle fitted with a sandblasting machine has its own sandblaster and its sandbox.

Obousměrný vůz I v příkladném provedení podle obr. 1 má obvykle vpředu a vzadu vždy jeden podvozek Π., 12 s dvojicí náprav 111, 112, resp. 121, 122 tvořených dvojkolími. Hnací náprava 111. resp. 121. každého podvozku 11, 12 je opatřena samostatnými pískovacími přístrojí 101, 102, 103. 104 pro každé hnací kolo. Součástí každého pískovacího přístroje 101,102.103, 104, který je sám o sobě znám, je zásobník písku s topným prostředkem a s pneumatickým dávkovačem písku. Pískovací přístroje jsou proto připojeny k neznázoměnému, obvykle společnému elektrickému systému a společnému vzduchotlakovému systému obsahujícímu kompresor, zásobník vzduchu a příslušné regulační a zabezpečovací prostředky, nebo jsou vybaveny dmychadly jako samostatným zdrojem tlakového vzduchu každého pískovacího přístroje. Z důvodu požadavku na dodávku stejného množství vzduchu k levému a pravému pískovacímu přístroji je v případě společného vzduchotlakého systému každý pneumatický dávkovač písku ovládán samostatným pneumatickým proporcionálním ventilem připojeným k elektrickému systému vozu. K výstupu dávkovače písku je připojeno dopravní potrubí písku, které končí výstupní hubicí umístěnou co nejblíže kolejnici v malé vzdálenosti před místem kontaktu kola podle směru jízdy vozu.The two-way car I in the exemplary embodiment of FIG. 1 usually has a front and rear bogie Π., 12 with a pair of axles 111, 112, respectively. 121, 122 consisting of wheelsets. Drive axle 111. resp. 121. each bogie 11, 12 is provided with separate sanding devices 101, 102, 103, 104 for each drive wheel. Each sandblasting machine 101, 102, 103, 104, known per se, includes a sand reservoir with a heating means and a pneumatic sand dispenser. The sandblasting machines are therefore connected to an unrecognized, usually common electrical system and a common air pressure system comprising a compressor, an air reservoir and associated control and safety means, or equipped with blowers as a separate source of compressed air for each sandblasting machine. Because of the requirement to supply the same amount of air to the left and right sanding equipment, in the case of a common air pressure system, each pneumatic sand dispenser is controlled by a separate pneumatic proportional valve connected to the vehicle electrical system. Connected to the outlet of the sand dispenser is a sand transport pipe that terminates with an outlet spout positioned as close as possible to the rail at a small distance in front of the wheel contact point according to the direction of travel of the car.

Zařízení podle technického řešení uspořádané na podvozcích H, 12 obousměrného motorového vozu 1 je schematicky znázorněno na obr. 2. Obsahuje modul GPS 13 (Global Positionning System), čidlo 14 rychlostí jízdy, čidlo 15 teploty okolí vozu, čidlo 16 vlhkosti a/nebo srážek v okolí vozu a čidlo 17 prokluzu hnacích kol. Na základě signálu čidel 15 a 16 řídicí jednotka 3 vyhodnotí srážky jako dešťové a/nebo sněhové. V příkladném provedení čidlo 17 prokluzu porovnává okamžitou úhlovou rychlost hnacího kola, tedy kola nebo kol nápravy 111 a/nebo nápravy 121, s okamžitou úhlovou rychlostí vlečeného kola, tedy kola nebo kol nápravy 112 a/nebo nápravy 122. To je výhodné zvláště při rozjezdu kolejového vozidla, kdy prokluzující kola poškozují povrch kolejnice, který se stává hrbolatým.The device according to the invention arranged on the bogies H, 12 of the bidirectional motor car 1 is schematically shown in Fig. 2. It comprises a GPS module 13 (Global Positioning System), driving speed sensor 14, ambient temperature sensor 15, humidity and / or rain sensor 16 in the vicinity of the car and a drive wheel slip sensor 17. Based on the sensor signals 15 and 16, the control unit 3 evaluates the precipitation as rain and / or snow. In an exemplary embodiment, the slip sensor 17 compares the instantaneous angular velocity of the drive wheel, i.e. the wheel or wheels of the axle 111 and / or the axle 121, with the instantaneous angular speed of the trailing wheel, i.e. the wheel or wheels of the axle 112 and / or the axle 122. a rail vehicle where slip wheels damage the rail surface which becomes bumpy.

V obou kabinách A, B obousměrného motorového vozu I je umístěn zobrazovací a ovládací dotykový panel 2A, resp. 2B, přičemž je ve funkci jen ten, který se nachází v přední kabině A, B podle aktuálního směru jízdy vozu. Zobrazovací a ovládací dotykové panely 2A, resp. 2B jsou připojeny dvousměmými sdělovacími vedeními 20A, resp. 20B na vstup řídicí jednotky 3 řídicího systému pískovacího zařízení.In both cabins A, B of the bidirectional motor car I there is a display and control touch panel 2A, respectively. 2B, wherein only the one located in the front cabin A, B according to the current direction of travel of the vehicle is in operation. Display and control touch panels 2A resp. 2B are connected by two-way communication lines 20A and 20A, respectively. 20B to the input of the control unit 3 of the sanding device control system.

Řidič vybere například na zobrazovacím a ovládacím panelu 2A voličem 21 směr jízdy vozu 1, čímž je jako přední kabina aktivována kabina A. Tím je zvolena přední náprava 111 podvozkuFor example, on the display and control panel 2A, the driver selects the direction of travel of the car 1, thereby activating cab A as the front cab. This selects the chassis front axle 111.

11. jejíž kola budou při této jízdě obsluhována pískovacími přístrojí 101, 103. Voličem 22 řidič zvolí číslo trati a voličem 23 směr jízdy po této trati, například z konečné stanice X do konečné stanice Y. Prostřednictvím voliče 24 řidič předá do řídicí jednotky 3 informace o aktuálním kalendářním datu, kterou řídicí jednotka 3 vyhodnotí z hlediska obvyklých meteorologických pod-2CZ 27726 Ul mínek pro dané období. Informace o aktuálním kalendářním datu nebo o ročním období mohou být odebírány i z modulu 13 GPS.11. Wheels of which will be serviced by the sandblasting machines 101, 103 during this journey. By means of selector 22 the driver selects the route number and selector 23 the direction of travel there, for example from terminal X to terminal Y. on the current calendar date, which the control unit 3 evaluates in terms of the usual meteorological sub-2C 27726 Ulm for a given period. Information about the current date or time of year can also be taken from the GPS 13 module.

Řídicí jednotka obsahuje mapové podklady 31. s nimi spřažený blok 32 identifikace polohy vozu na trati, blok 33 provozních čidel a s ním spřažený blok 34 vlivu podmínek okolí vozu.The control unit comprises the map data 31 associated with the wagon position identification block 32, the operating sensor block 33 and the associated wagon surrounding environment block 34 associated therewith.

Blok 32 identifikace polohy vozu zpracovává informace o směru jízdy na příslušné lince a rychlostí jízdy, které řídicí jednotka 3 dále využívá spolu s mapovými podklady 31, informacemi modulu 13 GPS ve spřažení s neznázoměným tachografem a informacemi výstupu čidla Γ7 prokluzu hnacích kol. Údaje takto zpracované řídicí jednotkou 3 jsou ukládány v neznázoměné paměti. GPS přitom neřídí aktivně pískovací proces.The wagon position identification block 32 processes the travel direction information on the respective line and speed, which the control unit 3 further uses together with the map data 31, the GPS module 13 information associated with a tachograph (not shown) and the output information of the drive wheel slip sensor Γ7. The data thus processed by the control unit 3 is stored in a memory (not shown). GPS does not actively control the sanding process.

V řídicí jednotce 3 je integrován ovladač 10 přepínání pískovacích přístrojů 101,102,103, 104. Podle orientace přední kabiny, kterou je aktuálně například kabina A vozu 1, se přípoji dávkovače písku pískovacích přístrojů 101, 103 aktuálně přední nápravy 111 podvozku H, přičemž množství písku dodaného mezi kolo a kolejnici se v příkladném provedení řídí frekvencí pískovacích cyklů a/nebo množstvím vzduchu za časovou jednotku. Zobrazovací část 25 zobrazovacího a ovládacího dotykového panelu 2A, 2B graficky informuje o poloze vozu 1 na trati, případně o povětrnostních podmínkách okolí, funkci jednotlivých pískovacích přístrojů 101, 103, poruchách a podobně.In the control unit 3, a sandblast switching controller 10, 101, 102, 103, 104 is integrated. Depending on the orientation of the front cab, such as cabin A of the car 1, the sandblaster metering units 101, 103 of the currently front axle 111 of chassis H are connected. In the exemplary embodiment, the wheel and rail are controlled by the frequency of the sanding cycles and / or the amount of air per time unit. The display part 25 of the display and control touch panel 2A, 2B graphically informs about the position of the wagon 1 on the track, eventually the weather conditions, the function of the individual sanding machines 101, 103, faults and the like.

Zařízení lze analogicky použít i u systémů, jejichž pískovací přístroje mají prakticky plynulou konstantní dodávku písku za časovou jednotku a kde by byla tudíž regulována délka jednoho pískovacího cyklu, případně délka jednoho piskovacího cyklu v kombinaci s frekvencí pískovacích cyklů.The device can be used analogously also in systems whose sandblasting machines have practically continuous constant supply of sand per time unit and where the length of one sanding cycle or the length of one sanding cycle in combination with the sanding cycle frequency would be regulated.

Zařízením podle technického řešení se snižuje spotřeba písku automatickým dávkováním písku podle jeho skutečné potřeby, čímž současně klesá zatížení životního prostředí v okolí trati. Současně je omezen vliv případných nedostatků způsobených lidským činitelem, které se projevují v případě, když je řízení systému odkázáno na obsluhu řidičem.The device according to the technical solution reduces the consumption of sand by automatic dosing of sand according to its real need, which at the same time decreases the environmental load around the track. At the same time, the impact of any human-related defects occurring when the management of the system is dependent on the driver is limited.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Control device for sanding systems of rail vehicles, at least one axle (111, 121) forming a wheel set, both traveling wheels provided with a sanding device (101, 102, 103, 104) for pouring sand under its wheels, the control device comprising a control unit (3) and a display and control touch panel (2A, 2B), characterized in that it comprises map data (31) relating to at least an area of the lines operated by the vehicle (1) and a map module (13) coupled to the map data (31). Global Positioning System) to register the instantaneous position of a rolling stock (1) moving on a selected track and to detect instantaneous track parameters of the track and means to transmit information about these parameters to the control unit (3).

Control device according to claim 1, characterized in that an information line is connected to the inputs of the control unit (3) at least from the driving speed sensor (14) and / or the ambient temperature sensor (15) and / or the humidity sensor (16). and / or collisions around and / or from the drive wheel slip sensor (17).

Control device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a display and control touch panel (2A, 2B) connected by a two-way information line (20A, 20B) to the control unit (3).

-3EN 27726 Ul

Control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the output of the control unit (3) is coupled to a control (10) of the switching and switching of the sanding devices (101, 102, 103, 104).