Устройство локомотивной сигнализации

 

Изобретение относится к технике сигнализации и может быть использовано для проверки бдительности и контроля состояния машиниста электровоза, тепловоза, моторизованного поезда. Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, блок выделения фазической составляющей, амплитудно-временной селектор, временной селектор, введены электроакустический преобразователь, мультиплексор, усилитель , тональный генератор, цифровой регулятор громкости, группа компараторов, регистр и элемент ИЛ И. При снижении уровня бдительности машиниста устройство формирует звуковой сигнал, громкость которого зависит от уровня внешнего шума, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ сОциАл ис тиче ских

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 08 В 3/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802461/24 (22) 26.01.90 (46) 15.02.93. Бюл, № 6 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) О.И.Грибков, А.М.Анненков и M.À.Шевандин (56) Спивак 1О.Г, Прибор контролирует бдительность, "Электрическая и тепловодная тяга", 1987, ¹ 5, с. 22-25. (54) УСТРОЙСТВО ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к технике сигнализации и может быть использовано для проверки бдительности и контроля состояИзобретение относится к транспорту, в частности к устройствам локомотивной сигнализации, проверки бдительности и для контроля состояния машиниста электровоза, тепловоза и моторизованного поезда.

Область применения — железнодорожный транспорт, Известно устройство автоматической локомотивной сигнализации АЛСН с контролем бдительности машиниста и абсолютно действующим автостопом. Оно содержит приемные катушки для приема сигнальных кодов, из рельсовой цели, фильтры, усилитель, дешифратор для расшифровки сигнальных кодов, локомотивный светофор, электропневматический клапан, скоростимер, рукоятку бдительности. В случае смены показаний. локомотивного светофора с более оазрешающего на менее разрешающие Ж 1795489 А1 ния машиниста электровоза, тепловоза, моторизованного поезда, Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, блок выделения фазической составляющей, амплитудно-временной селектор, временной селектор, введены электроакустический преобразователь, мультиплексор, усилитель, тональный генератор, цифровой регулятор громкости, группа компараторов, регистр и элемент ИЛИ. При снижении уровня бдительности машиниста устройство формирует звуковой сигнал, громкость которого зависит от уровня внешнего шума, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. показания включается предупредительный сигнал(свисток) ЭПК, если машиниог в течении 6-8 с после начала действия свистка подтверждает свою бдительность кратковременным нажатием рукоятки бдительности РБ, то автостоп отключается и автостопного торможения не происходит.

Машинист путем служебного торможения производит остановку перед закрытым светофором, Если машинист в течении 6-8 секунд не подтвердит свою бдительность нажатием РБ, то включается автостоп и производится экстренное торможение поезда.

Здесь функцию подачи предупредительного сигнала, выдержки времени 6-8 с и управления торможения выполняет злектропневматический клапан ЭПК.

Недостатком этого устройства является то, что оно не исключает проезд запрещаю1795489 щих сигналов по вине машиниста, не исключается рефлекторное нажатие рукоятки бдительности. Интенсивность звукового сигнала . предупредительной сигнализации (ЭПК) настроена на наихудший режим восприятия его машинистом и составляет порядка 80 д6. Количество срабатываний за смену достаточно велико, что сказывается на комфортность работы.

Известна система звукового предупреждения, содержащая громкоговорители, размещенные в различных местах рабочей зоны, подключенные к усилителям, связанных с мультиплексором, коммутирующих ими в соответствии с командами управления и сигнализации, вырабатываемых центральным блоком управления, подключен задающий генератор, который может вырабатывать запрограммированные серии сигналов, выбор которых осуществляется оператором. Данная система формирует предупредительные сигналы различной интенсивности, уровень которых зависит от уровня производственного фона в зоне работ и времени суток. К недостаткам нужно отнести значительную сложность системы, зависимость предупредительного сигнала от местной программы и независимость от функционального состояния человека.

Наиболее близким к изобретению является устройство контроля бдительности машиниста, которое работает совместно с типовым устройством АЛСН и содержит датчики для сьема информации, усилитель, источник тока управляемый напряжением, блок формирования сигнала управления, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, усилитель фазической составляющей электрического сопротивления кожи (ЗСК), формирователь ограничитель, селектор помех, логической блок, одновибратор, тактовый . генератор, две группы счетчиков, рукоятку бдительности и ЭПК. По существу усилитель, источник тока управляемый напряжением, фильтр нижних частот, блок формирования сигнала управления, полосовой фильтр и усилитель физической составляющей выполняют функции блока выделения физической составляющей ЭСК.

А формирователь, ограничитель и селектор помех по существу является амплитудновременным селектором. Устройство выделяет физическую составляющую ЭСК и подает предупредительный сигнал ЭПК в случае увеличения межимпульсного интервала более 60 с. В ответ на предупредительный свисток машинист нажимает РБ (как в типовой АЛСН). При этом цепь ЭПК замыкается. Если РБ была нажата рефлекторно, как это частот бывает в типовой системе контроля, то через 3-4 с цепь ЭПК вновь разомкнется. Если первый предупредительный сигнал вызовет необходимую активизацию машиниста, то появится сигнал фазической составляющей, в результате чего цепь ЭПК замкнется до следующего случая снижения уровня бодрствования. Это устройство выгодно отличается от аналогов. Оно следит за психофизиологическим состоянием маши"0 ниста, не давая ему уснуть, отменяя все периодические проверки бдительности, при этом свистки ЭПК раздаются только при смене огней локомотивного светофора, Так, по результатам одиннадцати поездок с гру>5 зовыми поездами установлено, что при работе устройства было отмечено в общей сложности 923 свистка ЭПК. При этом УКБМ сработало 22 раза.

Таким образом несмотря на то, что

20 среднее число срабатываний УКБМ в 42 раза меньше количества отмененных свистков

ЭПК, общее их количество остается еще очень большим. Это плохо сказывается на комфортность работы машиниста, Предупредительный сигнал ЭПК по-прежнему настроен на наихудшие условия его восприятия (повышенный. уровень шумов в кабине и пониженный уровень бдительности машиниста), что приводит к преждевре30 менному утомлению, а в конечном итоге к снижению безопасности движения поездов.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройст35 ва, Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее датчик, выход которого соединен с входом амплитудно-временного селектора и временной селектор в него дополнительно введены электроакустический преобразователь, мультиплексор, усилитель, тональный генератор, цифровой регулятор громкости, группа компараторов, регистр и элемент ИЛИ, первый

45 вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым установочным входом временного селектора, выход амплитудно-временного селектора соединен со вторым входом элемента ИЛИ и со вторым

50 установочным входом временного селектора, выход которого соединен с управляющим входом регистра и с первым выводом мультиплексора, второй вывод которого соединен с электроакустическим преобразователем, третий вывод — с входом усилителя, выход которого соединен с первыми входами группы компараторов, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы которого соединены с управляющими входами

1795489 цифрового регулятора громкости, вход которого подключен к выходу тонального генератора, а выход соединен с четвертым выходом мультиплексора, вторые входы группы компараторов являются входами 5 опорного напряжения, при этом временной селектор содержит два счетчика, элемент

НЕ, элемент И и тактовый генератор, выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, выход которого соединен с 10 тактовым входом второго счетчика и с первым входом элемента И, выход которого является выходом временного селектора, выход второго счетчика соединен со вторым входом элемента И и с входом элемента НЕ, 15 . выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика, установочные входы первого и второго счетчиков являются соответственно первытм и вторым установочными входами временного селектора. 20

Таким образом существенными отличиями являются; — электроакустический преобразователь, связанный с мультиплексором; — мультиплексор, первый вывод которо- 25 го соединен с выходом временного селектора, второй вывод с электроакустическим преобразователем, третий вывод — с входом усилителя, четвертый вывод — к выходу цифрового регулятора громкости; 30 — усилитель, связанный с третьим выводом мультиплексора, а выходом подключенный к первым входам набора компараторов; — цифровой регулятор громкости, выходом связанный с четвертым выводом муль- 35 типлексора, а входом с выходом тонального генератора, при этом входы управления подключены к выходам регистра; — тональный генератор, выходом подключенный ко входу цифрового регулятора 40 громкости; — набор компараторов, на первые входы которых подключен выход усилителя, а на вторые входы поданы опорные напряжения, эквивалентные уровням шума в кабине и 45 возрастающие от первого к последнему; — выход временного селектора подключен к управляющему входу регис гра; — регистр, информационными входами связанный с выходами компараторов, а вы.- 50 ходами со входами управления цифрового регулятора громкости; — связь первого вывода мультиплексора с выходом временного селектора; — элемент ИЛИ, первый вход которого 55 является входом устройства, а выход соединен с первым установочным входом временного селектора, ко второму входу элемента

ИЛИ подключен выход амплитудно-временного селектора; — временной селектор, содержащий два счетчика, элемент НЕ, элемент И и тактовый генератор; — логический элемент И, выход которого является выходом временного селектора.

Структурная схема устройства показана на чертеже, Устройство локомотивной сигнализации содержит датчики для сьема информации (электрического сопротивления кожи) 1, блок выделения фазической составляющей кожи 2, амплитудно-временной селектор 3, логический элемент ИЛИ 4, элемент логический И 7, тактовый генератор 5, временный селектор межимпульсного интервала физи- . ческой составляющей 6, логический элемент

Н Е 8, электроакустический преобразователь 9, мультиплексор 10, усилитель 11, набор компараторов 12-15, регистр 16, цифровой регулятор громкости 17, тональный генератор 18, Устройство работает следующим образом, С помощью датчиков 1 машинист локомотива подключается к блоку выделения физической составляющей, Известными методами {как и в прототипе) в этом блоке происходит выделение информативного показателя электрического сопротивления кожи, а именно физической составляющей

ЭСК. Далее выход блока 2 связан со входом блока 3, где происходит амплитудно-временная селекция выделенного сигнала.

Происходит это также общеизвестными методами: на вход блока пропускается импульс, если уровень импульса физической составляющей ЭСК больше 1 от тонической составляющей и длительность импульса более 0,4 с. Выход блока 3 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 4, С приходом каждого импульса с блока 3 логический элемент 4 подает на установочные входы временного селектора 6 сигналы установки нуля, Импульсы тактовой частоты от тактового генератора 5 поступают на тактовый счетный вход временного селектора

6, Период следования тактовых сигналов и коэффициент пересчета селектора 6 позволяет контролировать критическую величину межимпульсного интервала, а также обеспечивает величину задержки, соответствующее времени реакции машиниста на предупредительный сигнал. При развитии дремотного состояния физическая составляющая затухает и, следовательно, возрастает длительность межимпульсного интервала. Если длительность ме>кимпульсного интервала достигнет критического значения (60 с), то состояние выхода селектора

6 выдаст на выходе соответствующую ко1795489

30

40 манду на включение предупредительного сигнала. В ответ на звуковой сигнал машинист нажимает рукоятку бдительности РБ (вход устройства). При этом цепь подачи акустического сигнала размыкается. Но если РБ нажата рефлекторно, как это часто бывает, то фазическая составляющая не восстанавливается и через 3 с вновь звучит сигнал. Это вынудит машиниста к повторному нажатию РБ, Так будет пока машинист не активизируется, т.е. не восстановится временно снизившаяся функция внимания. Если же первый предупредительный. сигнал вызовет необходимую активизацию, появится сигнал фазической составляющей. В результате нажатия РБ цепь замкнется до следующего случая снижения уровня бодрствования.

В данном устройстве отсутствует пневматический свисток и звуковой предупредительный сигнал подается с помощью электроакустического преобразователя 9.

По логическому сигналу управления выхода блока И 7 мультиплексор 10 подключает электроакустический преобразователь 9 к цифровому регулятору громкости 17, на вход которого поступает сигнал тонального генератора 18. Электроакустический преобразователь вырабатывает звуковые сигналы заданной громкости, в зависимости от команд, поступающих по шине управления на регулятор громкости 17 с регистра 16. Логическим сигналом управления с выхода блока И 7 регистра 16 переводится при этом из режима параллельная запись в режим хранения. Положительной особенностью даннога устройства является то, что воспроизводятся звуковые предупредительные сигналы только той громкости, каФормула изобретения

1. Устройство локомотивной сигнализации, содержащее датчик, выход которого соединен с входом амплитудно-временного селектора, и временной селектор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены электроакустический преобразователь, мультиплексор, усилитель, то. нальный генератор, цифровой регулятор громкости, группа компараторов, регистр и элемент ИЛИ, первый вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым установочным входом временного селектора, выход амплитудно-временного

20 кой поступила команда управления с регистра на регулятор громкости. При нажатии

РБ при помощи логического элемента ИЛИ

4 обнуляется не только временной селектор

6, но также происходит переключение регистра 16 в режим "параллельная запись" и. подключается электроакустический преобразователь 9 с помощью мультиплексора 10 к усилителю 11. B этом режиме преобразователь 9 выполняет функцию микрофона, а усилитель 11 является микрофонным усилителем. Выходной сигнал с усилителя 11 поступает на первые входы набора компараторов 12-15. На вторые входы компараторов поступают опорные сигналы (например с делителя нап ряжения), эквивалентными различным уровням шума в кабине локомотива и убывающие от первого к последнему. Например, блок 12 настроен на 80 бД; 13-70 дБ, Выходы компараторов поступают на информационные входы регистра 16, тем самым формируется сигнал управления регулятора громкости 17.

Таким образом обеспечивается ступенчатое регулирование громкостью цифрового регулятора в зависимости от уровня шума в кабине машиниста.

Предложенное устройство локомотивной сигнализации выгодно отличается от известных аналогов. Повышается комфортность работы машиниста в сочетании с повышением надежности восприятия предупредительных сигналов. Учитывается реальная шумовая установка в кабине так и психофизическое состояние машиниста, повышается функциональная надежность устройства. селектора соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с вторым установочным входом временного селектора, выход которого соединен с управляющим входом регистра и с первым выводом мультиплексора, второй вывод которого соединен с электроакустическим преобразователем, третий вывод — с входом усилителя, выход которого соединен с первыми входами группы компараторов, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы которого соединены с управляющими входами цифрового регулятора громкости, вход которого подключен к выходу тонального генератора, а выход соединен с четвертым выводом мультиплек10

1795489

Составитель О.Грибков

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Т,Иванова

Заказ 432 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 сора, вторые входы группы компараторов являются входами опорного напряжения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что временной селектор содержит два счетчика, элемент НЕ, элемент И и тактовый генератор, выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика и с первым входом элемента

И, выход которого является выходом временного селектора, выход второго счетчика соединен с вторым входом элемента И и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика, установочные входы первого и второго счетчиков являются соответственно первым и вторым установочными входами временного селектора,