RU2025355C1

RU2025355C1 - Method and device for controlling of railway track utilization

Info

Publication number: RU2025355C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Иосифович Полевой; Сергей Константинович Стрельцов
Original assignee: Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: railway control relays. SUBSTANCE: method is provided in which direct and reflected direct current pulse amplitudes are compared and their differences permit defining the length of the free track section. The device accommodates a voltage source together with a current limiter, pendulum contact transmitter, two analog-digital, transducers, two comparators, three registers and a time-pulse generator. EFFECT: higher accuracy of results, reduced operation time. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к устройствам контроля состояния участков подгорочного пути, и может быть использовано для регулирования движения состава. The invention relates to the field of railway automation, in particular to devices for monitoring the condition of sections of the subglottal path, and can be used to control the movement of the train.

Широко известен способ контроля заполнения пути, заключающийся в сравнении напряжений на двух смежных путевых участках. A well-known way to control the filling of the path, which consists in comparing stresses at two adjacent track sections.

Известен способ контроля состояния путевого участка (реактивная рельсовая цепь), заключающийся в подаче в рельсовую цепь импульса постоянного тока, получении из нее преобразованного импульса обратной полярности за счет реактивного элемента на противоположном конце и фиксации нового импульса приемным устройством, если путевой участок при этом был свободен. A known method of monitoring the condition of the track section (reactive rail circuit), which consists in supplying a direct current pulse to the rail circuit, receiving from it a converted pulse of reverse polarity due to the reactive element at the opposite end and fixing a new pulse by the receiving device if the track section was free .

Известное устройство контроля пути, выбранное в качестве прототипа, содержит источник питания, который через ограничитель тока и контакт маятникового трансмиттера подключен к началу рельсовой линии, к которому также подключена и обмотка импульсно-путевого реле, а к противоположному концу - катушка индуктивности, контакт реле включен в цепь дешифратора. The known path monitoring device, selected as a prototype, contains a power source that is connected through the current limiter and the contact of the pendulum transmitter to the beginning of the rail line, to which the pulse-track relay winding is also connected, and the inductance coil to the opposite end, the relay contact is on to the decoder circuit.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают контроля свободной части занятого пути, а контролируют весь путь целиком (свободен, занят). The disadvantage of this method and device is that they do not provide control of the free part of the busy path, but control the entire path as a whole (free, busy).

Цель изобретения - повышение точности за счет отслеживания длины свободного конца занятого пути. The purpose of the invention is to increase accuracy by tracking the length of the free end of a busy path.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля заполнения пути, заключающемся в том, что подают в рельсовую линию импульс постоянного тока, фиксируют отраженный импульс и определяют амплитуду отраженного импульса, определяют разность между амплитудой импульса, передаваемого в рельсовую линию, и амплитудой отраженного импульса и по величине этой разности определяют длину свободной части пути. Устройство контроля заполнения пути, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный к рельсовой линии через ограничитель и контакт маятникового трансмиттера, снабжено генератором импульсов, диодами, конденсаторами, аналого-цифровыми преобразователями, регистрами и блоками сравнения, одни входы которого подключены к выходам одного из аналого-цифровых преобразователей, а другие входы - к выходам первого регистра, информационные входы которого подключены к выходам второго регистра, соединенным с первыми входами второго блока сравнения, выход которого подключен к входу синхронизации первого регистра, а вторые входы - к выходам третьего регистра, соединенным с информационными входами второго регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенным к входу синхронизации третьего регистра, информационные входы которого подключены к выходам другого аналого-цифрового преобразователя, один вход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии, а другой - с катодом одного из диодов, анод которого подключен к другому рельсу рельсовой линии, к которому подключены одна из обкладок конденсатора и один из входов первого аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с другой обкладкой конденсатора и катодом другого диода, анод которого подключен к первому рельсу рельсовой линии. This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the filling of the path, which consists in supplying a direct current pulse to the rail line, the reflected pulse is recorded and the amplitude of the reflected pulse is determined, the difference between the amplitude of the pulse transmitted to the rail line and the amplitude of the reflected pulse is determined and the magnitude of this difference determines the length of the free part of the path. A path filling control device containing a DC voltage source connected to the rail line through a limiter and a pendulum transmitter contact is equipped with a pulse generator, diodes, capacitors, analog-to-digital converters, registers and comparison units, one of whose inputs is connected to the outputs of one of the analog-digital converters, and other inputs - to the outputs of the first register, the information inputs of which are connected to the outputs of the second register connected to the first inputs of the second block comparison, the output of which is connected to the synchronization input of the first register, and the second inputs to the outputs of the third register connected to the information inputs of the second register, the synchronization input of which is connected to the output of the pulse generator connected to the synchronization input of the third register, the information inputs of which are connected to the outputs of another analog-to-digital Converter, one input of which is connected to one of the rails of the rail line, and the other to the cathode of one of the diodes, the anode of which is connected to another rail of p lsovoy line to which is connected one of the capacitor plates and one of the inputs of the first analog-to-digital converter, the other input of which is connected to the other plate of the capacitor and the cathode of another diode, an anode of which is connected to the first rail track line.

Заявленный контроль соотношения прямого и обратного импульсов посредством аналого-цифровых преобразователей, регистров и блоков сравнения способствует достижению цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. The claimed control of the ratio of forward and reverse pulses by means of analog-to-digital converters, registers and comparison units contributes to the achievement of the objective of the invention. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". A comparison of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." When studying the known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

П р и м е р осуществления способа. В рельсовую линию с одного из ее концов было подано напряжение через ограничитель тока. Величина направления между рельсами на конце линии была зафиксирована и являлась функцией двух переменных: величины сопротивления изоляции (r_и) и места расположения шунта (Х_ш - расстояние до шунта от питающего конца, при этом сопротивлением шунта, в большинстве случаев, можно пренебречь). Таким образом, при неизменном напряжении источника питания и постоянном значении величины сопротивления ограничителя тока напряжение между рельсами на питающем конце при включенном источнике U_нп = f₁(r_и, Х_ш). Величина напряжения в реактивном импульсе за счет индуктивности рельс в переходном процессе (значение импульса таково, что от него может сработать реле, и для исключения срабатывания путевого реле от энергии, запасенной в рельсовой линии, предусматривается замедление у реле ПДТ за счет замыкания накоротко одной обмотки) достаточно велика.PRI me R implementation of the method. Voltage was applied to the rail line from one of its ends through a current limiter. The direction between the rails at the end of the line was fixed and was a function of two variables: the value of the insulation resistance (r _and ) and the location of the shunt (X _w is the distance to the shunt from the supply end, while the resistance of the shunt, in most cases, can be neglected). Thus, with a constant voltage of the power source and a constant value of the resistance of the current limiter, the voltage between the rails at the supply end when the source is turned on is U _np = f ₁ (r _u , X _w ). The magnitude of the voltage in the reactive pulse due to the inductance of the rails in the transient process (the pulse value is such that a relay can trip from it, and to prevent the trip relay from working with energy stored in the rail line, it is necessary to slow down the PDT relay by shorting one winding) big enough.

Величина обратного импульса зависит от r_и, Х_ш, а также от интервала времени, прошедшего с момента выключения питания t (фиг. 2). Однако амплитуда обратного импульса U_A зависит только от r_и и Х_ш (r_p - сопротивление рельс учитывается как неизменное). Итак, U_A = f₂(r_и, Х_ш). Отсюда, U_нп = = f₁(r_и, Х_ш) и U_A = f₂(r_и, Х_ш) - два уравнения с двумя неизвестными, из которых может быть определено r_и и Х_ш.The magnitude of the reverse pulse depends on r _and , X _W , as well as on the time interval elapsed since the power was turned off t (Fig. 2). However, the amplitude of the reverse pulse U _A depends only on r _and and X _W (r _p - rail resistance is taken into account as unchanged). So, U _A = f ₂ (r _u , X _w ). Hence, U _nn = f ₁ (r _and , X _w ) and U _A = f ₂ (r _and , X _w ) are two equations with two unknowns, from which r _and and X _w can be determined.

Аналитически упомянутые зависимости выглядят достаточно сложно. Однако для практической реализации может быть предложен экспериментальный метод. Для каждого значения сопротивления изоляции (например, с шагом 0,05 Ом км) при различных расстояниях от шунта до питающего конца (например, с шагом 50 м) измеряются напряжения прямого импульса и амплитуды обратного и заносится в таблицу вместе с известными r_и и Х_ш. Если таблица составлена на все возможные r_и и Х_ш, то произведя обратный эксперимент, измеряя напряжение прямого импульса и амплитуду обратного, можно установить, к каким r_и и Х_ш они относятся. Таблица необходима для записи информации в блок сравнения о Х_ш (может быть записана информация об r_и).Analytically mentioned dependencies look rather complicated. However, an experimental method may be proposed for practical implementation. For each insulation resistance value (for example, in increments of 0.05 Ohm km) at various distances from the shunt to the supply end (for example, in increments of 50 m), the voltage of the forward pulse and the amplitude of the inverse are measured and entered in the table along with the known r _and and X _w . If the table is made up of all the possible _and r and _w, then producing a reverse experiment, measuring the voltage pulse and the amplitude of the direct return, we can establish to what r _u and _w they relate. The table is necessary for recording information in the comparison block about X _W (information about r _and can be written).

На искусственной рельсовой линии был проведен предложенный эксперимент согласно предложенного способа, который подтвердил характер зависимостей напряжения от r_и и Х_ш.On an artificial rail line, the proposed experiment was carried out according to the proposed method, which confirmed the nature of the dependence of the voltage on r _and and X _W.

На фиг. 1 представлена схема устройства контроля заполнения пути; на фиг. 2 - зависимость напряжения от времени в прямом и обратном импульсах. In FIG. 1 is a diagram of a path filling control device; in FIG. 2 - voltage versus time in forward and reverse pulses.

Устройство контроля заполнения пути содержит источник напряжения 1, ограничитель тока 2, контакт маятникового трансмиттера 3, рельсовую линию 4, шунт 5, диоды 6 и 10, конденсатор 7, первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 8 и 11, регистры памяти 12, 13, 14, тактовый генератор 15, первый и второй блоки сравнения 9 и 16. The path filling control device comprises a voltage source 1, a current limiter 2, a pendulum transmitter contact 3, a rail line 4, a shunt 5, diodes 6 and 10, a capacitor 7, the first and second analog-to-digital converters (ADCs) 8 and 11, memory registers 12 , 13, 14, clock 15, first and second comparison units 9 and 16.

Когда нет шунта 5 и, следовательно, нет обратного импульса, на всех линиях выхода блока сравнения 9 появляются логические единицы (ЛЕ), указывая на свободность всего пути. Приборы соединены следующим образом. Источник напряжения 1 через ограничитель 2 и контакт маятникового трансмиттера 3 соединен с концом рельсовой линии 4. К этому же концу через диоды 10 и 6 подключены соответственно первый 8 и второй 11 АЦП, к входу первого из них подключен конденсатор 7, к выходу - часть входов блока сравнения 9, вторая часть входов которого соединена с выходом первого регистра 14, входы данных которого соединены с выходами второго регистра 13 и частью входов блока сравнения 16, выход которого соединен с входом синхронизации первого регистра 14, а вторая часть входов - с входом второго регистра 13 и выходом третьего 12, входы данных которого соединены с выходами второго АЦП 11, вход синхронизации третьего регистра 12 соединен с выходом тактового генератора 15 и входом синхронизации второго регистра 13. When there is no shunt 5 and, therefore, there is no reverse pulse, logical units (LUs) appear on all output lines of the comparison unit 9, indicating the freedom of the entire path. The devices are connected as follows. The voltage source 1 through the limiter 2 and the contact of the pendulum transmitter 3 is connected to the end of the rail line 4. The first 8 and second 11 ADCs are connected to the same end through diodes 10 and 6, the capacitor 7 is connected to the input of the first one, and part of the inputs is connected to the output a comparison unit 9, the second part of the inputs of which is connected to the output of the first register 14, the data inputs of which are connected to the outputs of the second register 13 and part of the inputs of the comparison unit 16, the output of which is connected to the synchronization input of the first register 14, and the second part of the inputs - the input of the second register 13 and the output of the third 12, the data inputs of which are connected to the outputs of the second ADC 11, the synchronization input of the third register 12 is connected to the output of the clock generator 15 and the synchronization input of the second register 13.

На фиг. 2 ломаная линия KLMN представляет конфигурацию прямого импульса, а линия NBAC - обратного. Точки В и А соответствуют двум моментам t₁ и t₂ замеров напряжения в обратном импульсе.In FIG. 2, the KLMN broken line represents the forward impulse configuration, and the NBAC line represents the reverse impulse. Points B and A correspond to two moments t ₁ and t _{2 of} voltage measurements in the reverse pulse.

Действие схемы осуществляется следующим образом. Через контакт 3 и ограничитель 2 напряжение подается в рельсовую линию и на вход первого АЦП 8. На этом входе независимо от момента времени (импульс или интервал) поддерживается определенное напряжение, которое, естественно, зависит от r_и и Х_ш. С выхода АЦП 8 на часть линий блока сравнения 9 поступает информация о величине напряжения в прямом импульсе. На другую часть линий блока сравнения 9 с регистра 14 поступает информация об амплитуде обратного импульса. На вход регистра 12 непрерывно поступает информация в двоичном коде о текущем значении величины обратного импульса с АЦП 11. Выделение прямого и обратного импульсов осуществляется диодами 6 и 10. Действие устройства определения величины амплитуды импульса (аналогичные устройства были заявлены ранее и известны экспертизе) протекает следующим образом. Посредством тактового генератора по срезу импульса осуществляется перезапись информации из регистра 12 в регистр 13 и одновременно с этим - из АЦП 11 в регистр 12. В то время, когда на входе АЦП 11 отсутствует обратный импульс, на всех выходах регистров 12 и 13 сохраняются логические нули и поэтому на выходе компаратора так же сохраняется такой же ноль. С нарастанием отрицательного импульса информации о напряжении обратного импульса на выходе регистра 12 представляет двоичное число, превышающее аналогичное на выходе регистра 13. Поэтому на выходе блока сравнения 16 появляется логическая единица. При спаде отрицательного импульса (точки В и А) напряжение на входах блока сравнения 16 отражает процесс спада (В перестает быть больше А) и на выходе В > А понижается потенциал. Это, в свою очередь, инициирует запись информации с регистра 13 в регистр 14.The action of the scheme is as follows. Through pin 3 and limiter 2, the voltage is supplied to the rail line and to the input of the first ADC 8. At this input, regardless of the time (pulse or interval), a certain voltage is maintained, which, of course, depends on r _and and X _w . From the output of the ADC 8, part of the lines of the comparison unit 9 receives information about the magnitude of the voltage in the forward pulse. On the other part of the lines of the comparison unit 9 from the register 14 receives information about the amplitude of the reverse pulse. The input of the register 12 continuously receives information in binary code about the current value of the magnitude of the return pulse from the ADC 11. The extraction of the forward and reverse pulses is carried out by diodes 6 and 10. The action of the device for determining the magnitude of the pulse amplitude (similar devices were announced earlier and are known to experts) proceeds as follows . By means of a clock generator, the information is transferred from register 12 to register 13 by means of a pulse cut, and at the same time, from ADC 11 to register 12. While there is no reverse pulse at the input of ADC 11, logical zeros are stored at all outputs of registers 12 and 13 and therefore, the same zero is also saved at the output of the comparator. With the increase in the negative pulse of information about the voltage of the reverse pulse at the output of the register 12 represents a binary number that exceeds the same at the output of the register 13. Therefore, the logical unit appears at the output of the comparison unit 16. When the negative pulse drops (points B and A), the voltage at the inputs of the comparison unit 16 reflects the decline process (B ceases to be larger than A) and the potential decreases at the output B> A. This, in turn, initiates the recording of information from register 13 to register 14.

Таким образом, на входы А4, А5, А6, А7 блока сравнения 9 поступает информация об амплитуде обратного импульса. Блок сравнения 9 может быть прошит на определение Х_ш = f₃(U_нп, U_A) или r_и = f₄(U_нп, U_A).Thus, the inputs A4, A5, A6, A7 of the comparison unit 9 receives information about the amplitude of the reverse pulse. The comparison unit 9 can be flashed to determine X _w = f ₃ (U _np , U _A ) or r _u = f ₄ (U _np , U _A ).

Для составления таблицы аналитическим путем должна быть решена система уравнений U_нп = f₁(r_и, Х_ш); U_A = f₂(r_и, Х_ш) относительно Х_ш или r_и.To compile the table analytically, the system of equations U _np = f ₁ (r _u , X _w ) must be solved; U _A = f ₂ (r _and , X _W ) relative to X _W or r _and .

Предложенное устройство предусматривает использование элементов не первого класса надежности, а потому должно быть задублировано. В случае синхронной работы обоих устройств информации о свободной части пути будет достаточно достоверной, чтобы ею пользоваться на сортировочной горке. The proposed device provides for the use of elements not of the first class of reliability, and therefore should be duplicated. In the case of synchronous operation of both devices, information about the free part of the track will be reliable enough to use on a sorting slide.

Использование предлагаемого способа контроля заполнения пути позволит по сравнению с существующим сократить расход аппаратуры, кабеля, а также использовать предложение для контроля сопротивления изоляции. Вместе с тем предложение может быть использовано для определения длины маневрового маршрута на занятый путь. Using the proposed method of monitoring the filling of the path will allow, in comparison with the existing one, to reduce the consumption of equipment, cable, as well as use the proposal to control the insulation resistance. However, the proposal can be used to determine the length of the shunting route on a busy path.

Claims

1. The way to control the filling of the path, which consists in the fact that a direct current pulse is supplied to the rail line, the reflected pulse is recorded and the amplitude of the reflected pulse is determined, characterized in that the difference between the amplitude of the pulse supplied to the rail line and the amplitude of the reflected pulse is determined and the magnitude of this difference determines the length of the free part of the path.

2. A device for monitoring the filling of the path, containing a constant voltage source connected to the rail line through the limiter and the contact of the pendulum transmitter, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with a pulse generator, diodes, capacitor, analog-to-digital converters, registers and comparison blocks, one of the inputs of one of which is connected to the outputs of one of the analog-to-digital converters, and the other inputs are to the outputs of the first register, the information inputs of which are connected to the outputs odes of the second register connected to the first inputs of the second comparison unit, the output of which is connected to the synchronization input of the first register, and the second inputs to the outputs of the third register connected to the information inputs of the second register, the synchronization input of which is connected to the output of the pulse generator connected to the synchronization input third register, the information inputs of which are connected to the outputs of another analog-to-digital Converter, one input of which is connected to one of the rails of the rail line, and the other input - with the cathode of one of the diodes, the anode of which is connected to another rail of the rail line, to which one of the plates of the capacitor and one of the inputs of the first analog-to-digital converter are connected, the other input of which is connected to the other plate of the capacitor and the cathode of the other diode, the anode of which is connected to the first rail of the rail line.