способ контроля свободности рельсовой линии

Формула изобретения

Способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце контролируют изменение сигнала, при комплексных входных сопротивлениях концов рельсовой линии с емкостной составляющей фиксируют опорное напряжение, по которому определяют пороговые напряжения занятия и освобождения, с которыми сравнивают текущее напряжение рельсовой линии, при превышении порогового напряжения занятия над текущим напряжением фиксируют занятие рельсовой линии, а при превышении текущего напряжения над пороговым напряжением освобождения - освобождение, отличающийся тем, что опорное напряжение определяют по величине всплеска напряжения, который появляется при подходе поезда к рельсовой линии и является функцией опорного напряжения, при длительном занятии путевого участка (более 15 минут) сравнивают текущие напряжения свободных впереди лежащей и позади лежащей рельсовых линий и в случае их примерного равенства (отличаются не более чем на 15%) за опорное напряжение занятой и обеих смежных свободных рельсовых линий принимают это текущее напряжение при условии, что зоны влияния шунтов свободных рельсовых линий свободны от подвижного состава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханики для регулирования движения поездов.

Известен способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что значение текущего напряжения на приемнике сравнивают с пороговыми значениями. Превышение текущего напряжения над пороговым фиксируют как свободность путевого участка, в противном случае - занятость [Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983 г. (аналог на стр.37-38)].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния рельсовых линий.

Известен также способ контроля свободного состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка [Патент РФ №2241625, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободных путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В. Опубл. 10.12.2004 г., БИ №34, 2004 г.].

Недостатком этого способа является то, что при интенсивном выпадении осадков может быть зафиксирована ложная занятость.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение надежности контроля состояния рельсовой линии.

Способ контроля свободности рельсовой линии заключается в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце контролируют изменение сигнала, при комплексных входных сопротивлениях концов рельсовой линии с емкостной составляющей фиксируют опорное напряжение, по которому определяют пороговые напряжения занятия и освобождения, с которыми сравнивают текущее напряжение рельсовой линии, при превышении порогового напряжения занятия над текущим напряжением фиксируют занятие рельсовой линии, а при превышении текущего напряжения над пороговым напряжением освобождения - освобождение, причем опорное напряжение определяют по величине всплеска напряжения, который появляется при подходе поезда к рельсовой линии и является функцией опорного напряжения, при длительном занятии рельсовой линии (более 15 минут) сравнивают текущие напряжения свободных смежных рельсовых линий и в случае их примерного равенства (отличаются не более чем на 15%) за опорное напряжение занятой и обеих смежных свободных рельсовых линий принимают это текущее напряжение при условии, что зоны влияния шунтов свободных рельсовых линий свободны от подвижного состава.

На чертеже приведены кривые зависимости напряжения на входе приемника от координаты шунта при входных сопротивлениях по концам Z_ВХО=0,4 e ^-j45 Ом и различных состояниях балласта. По вертикальной оси откладываются значения напряжений, по горизонтальной оси - координата шунта на рельсовых линиях (i-2)-ой, (i-1)-ой, i-ой, (i+1)-ой, (i+2)-ой.

Линия GHKMNTPR представляет такую зависимость при сухом балласте, линия G₁H ₁K₁M₁N ₁T₁R₁ - при влажном, линия G₂Н₂ К₂М₂N ₂Т₂Р₂R ₂ - при намокающем. Точки G, R, G₁ , R₁, G₂, R ₂ соответствуют концам этих линий соответственно, точки Н, М, N, H, H₁, M₁ , N₁, H₁, H ₂, M₂, N₂, Н₂ - местам подключения приборов рельсовых линий.

Для сокращения времени влияния поездного шунта на напряжение приемного конца i-ой рельсовой линии следует предусмотреть приемник и генератор такими, чтобы входные сопротивления концов Z_ВХО были комплексными с емкостной составляющей 0,4 е^-j45 Ом. Точки L, L ₁, L₂ и S, S₁ , S₂ соответствуют максимальным значениям напряжений (всплескам) при подходе и уходе поезда соответственно. Величины этих всплесков (отрезки А, В, С, D, Е, F) при прочих равных условиях (одинаковых входных сопротивлениях по концам, длинах рельсовых линий, частотах сигнального тока) зависят только от сопротивления изоляции. Воздействие шунта приближающегося поезда на напряжение приемного конца i-ой рельсовой линии происходит не с момента занятия смежной (i-1)-ой рельсовой линии, а только в зоне влияния шунта от приближающегося поезда (участки между точками К и М, K₁ и M₁ , К₂ и М₂). Влияния шунта удаляющегося поезда заканчивается до освобождения (i+1)-ой рельсовой линии, а именно с освобождением зоны влияния шунта удаляющегося поезда (участки между точками N и Т, N ₁ и T₁, N₂ и Т₂).

Значение опорного напряжения i-ой рельсовой линии фиксируют следующим образом. Величину текущего напряжения на входе приемника i-ой рельсовой линии заносят в память в момент занятия (i-1)-ой рельсовой линии при свободном состоянии (i+1)-ой рельсовой линии. Затем измеряют величину всплеска напряжения (отрезки А, С, Е) и проверяют ее соответствие опорному напряжению по зависимости U_Bi= (U_OHi), где U_Bi - величина всплеска напряжения при вступлении поезда на i-ую рельсовую линию. При наличии такого соответствия зафиксированное ранее значение опорного напряжения U_OHi сохраняется. Если соответствие отсутствует, что может случиться при намокании балласта (кривая G₂H ₂K₂L₂M ₂N₂S₂T ₂P₂R₂), то производится коррекция опорного напряжения по величине всплеска U_Bi. Первоначальная фиксация опорного напряжения при занятии (i-1)-ой рельсовой линии необходима потому, что в отсутствии фиксации всплеска, что может произойти при интенсивном выпадении осадков или очень низком сопротивлении изоляции, значение опорного напряжения не было бы зафиксировано вовсе. Эффект от предложенной коррекции состоит в том, что ее производят перед непосредственным вступлением поезда на i-ую рельсовую линию. Вторым существенным фактором, сокращающим время воздействия на напряжение i-ой рельсовой линии, является отсутствие влияния шунта после ухода поезда за точку Т.

Для сокращения времени воздействия шунта на напряжение i-ой рельсовой линии останавливать поезд перед i-ым участком необходимо перед точкой К, т.е. вне зоны влияния шунта на текущее напряжение на входе приемника i-ой рельсовой линии U_i. Если на перегоне предусматриваются проходные светофоры, то они должны устанавливаться вне зоны влияния шунта (перед участком КМ). Кроме того, на подвижном составе средствами системы автоматического управления торможением (САУТ) машинист извещается о приближении к точке К. Участок КМ составляет 20-30% длины рельсовой линии.

В случае длительной остановки поезда и при интенсивном выпадении осадков путевой участок перед поездом и участок за ним могу оказаться ложно занятыми (не происходит обновление опорного напряжения из-за занятия смежного участка), проходной светофор и система АЛС будут подавать запрещающие сигналы. После ухода поезда фиксация освобождения рельсовых линий не произойдет.

Для коррекции опорного напряжения при остановке поезда на i-ой рельсовой линии сравнивают текущие напряжения свободных смежных рельсовых линий (i+1)-ой и (i-1)-ой. Если они существенно не отличаются (отличие не превосходит ±10%), то эти напряжения принимают за опорные U_OHi+1, U _OHi-1 для (i+1)-ой и (i-1)-ой рельсовых линий соответственно. Таким же может быть принято и опорное напряжение U _OHi для i-ой занятой рельсовой линии, но с поправкой на то, что этот участок частично защищен поездом от воздействия дождя. Контроль напряжения на участках (i-1)-ом и (i+1)-ом должен осуществляться с учетом того, что в зонах влияния шунтов на эти рельсовые линии отсутствуют шунты других поездов.

Анализ работы рельсовой цепи на ЭВМ показал, что предлагаемый способ позволит контролировать состояние рельсовых линий даже при снижении сопротивления изоляции ниже 0,03 Ом·км, что значительно повышает безопасность движения поездов.