Система автоматизированного ведения грузового поезда с регулятором скорости, адаптированным к езде по конкретному профилю пути

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для управления движением грузовых электровозов. Система включает первый и второй вычислительные блоки, блок памяти, блок определения местоположения поезда на профиле пути, приемник сигналов спутниковой навигации, блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля, измерительные средства, средства индикации параметров движения поезда, блок управления режимом тяги, блок управления режимом торможения, цепи управления локомотивом, датчик тока якоря тяговых двигателей, датчик тока возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения, блок формирования команд запрета управления режимами тяги и торможением, первый, второй и третий блоки высоковольтной гальванической развязки, датчик пути и скорости, блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде. Достигается возможность регулирования скорости поезда с учетом профиля пути конкретного участка. 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для автоматизации управления движением грузовых электровозов.

Известно устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, датчик меток времени, датчик давления в тормозной магистрали, выход датчика пути и скорости подключен к входам блока определения пройденного пути и блока определения скорости, второй вход блока определения скорости соединен с выходом датчика меток времени, входом блока определения текущего времени и входом элемента и, второй вход элемента и соединен с выходами элемента задания режима ручного управления и порогового элемента, выход элемента и соединен с входом элемента или, второй вход которого соединен с выходом блока определения пройденного пути, а выход - с входом управления регистратора. Информационные входы регистратора соединены с выходами датчика давления в тормозной магистрали, блока определения текущего времени и блока определения скорости. Выход блока определения скорости связан также с входом порогового элемента (см. RU 2041100, B61L 25/02, 1995). Известное устройство позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении. Однако это устройство не позволяет осуществлять автоматизированное управление движением поезда с выбором энергооптимального алгоритма движения.

Наиболее близким по технической сущности является система автоматизированного ведения грузового поезда, содержащая вычислительный блок с подключенными к нему блоком памяти, измерительными средствами и средствами индикации параметров движения поезда, а также блоком управления режимом тяги и блоком управления режимом торможения, выходы которых соединены с цепями управления поездом, имеющая датчики тока якоря и возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, три блока высоковольтной гальванической развязки, вычислитель, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения и блок формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, при этом выход датчика тока якоря тягового двигателя через первый блок высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом вычислителя, со вторым входом которого через второй блок высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика тока возбуждения тягового двигателя, датчик напряжения контактной сети через третий блок высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока памяти, выход блока моделирования динамических характеристик поезда соединен с входом блока сравнения, ко второму входу которого подключен блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока сравнения соединен с входом блока формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока управления режимом тяги и блока управления режимом торможения (см. RU 2299144, B61L 3/00,). Это устройство, также как и приведенный выше аналог, позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении, и кроме того, позволяет вести поезд по заданному расписанию движения и конкретному маршруту.

Также известны регуляторы скорости, встроенные в системы управления конкретными локомотивами ([1], [2], [3]). Эти регуляторы позволяют для локомотивов с плавным регулированием силы тяги и электрического торможения поддерживать заданное машинистом значение скорости с заданной в регуляторе скорости точностью, обычно+-2 или 3 км/ч. Однако эти устройства не позволяет обеспечивать необходимое качество регулирования скорости, а именно осуществляют регулирование скорости за счет скачкообразного изменения сил, что приводит к значительным продольно-динамическим силам в составе. Также эти регуляторы скорости реагируют на факт выхода скорости за заданный диапазон, что в сочетании с большой инерцией состава не позволяет оперативно реагировать на изменение профиля пути. Для примера можно рассмотреть переход поезда со спуска на подъем. Имеющиеся регуляторы скорости сначала допустят падение скорости ниже заданной на величину заданного коридора скорости (2 или 3 км/ч) за счет въезда на подъем, и только потом резко увеличат силу тяги, что приведет как к рывку в составе поезда, так и к перерасходу энергии на компенсацию провала скорости.

Технический результат предлагаемого решения заключается в том, что регулирование скорости для конкретного поезда, двигающегося по конкретному участку, осуществляется не только по отклонению, но в первую очередь с учетом профиля пути конкретного участка. Заявляемая система автоматизированного ведения грузового с регулятором скорости, адаптированным к конкретному участку движения позволяет автоматически поддерживать заданную скорость, учитывая не только реальную скорость поезда, но и прогноз по необходимой силе тяги или торможения, которые определяются из местоположения поезда на профиле пути и величине этого профиля. Это позволяет получать снизить продольные силы в составе поезда, расход электроэнергии за счет отсутствия провалов по скорости в начале подъема, а также повысить качество регулирования скорости.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемую автоматизированного ведения грузового с регулятором скорости, адаптированным к конкретному участку движения, содержащую первый вычислительный блок с подключенными к нему блоком памяти, а также блоком управления режимом тяги и блоком управления режимом торможения, выходы которых соединены с цепями управления поездом, датчики тока якоря и возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, три блока высоковольтной гальванической развязки, второй вычислительный блок, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения и блок формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, при этом выход датчика тока якоря тягового двигателя через первый блок высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом второго вычислительного блока, со вторым входом которого через второй блок высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика тока возбуждения тягового двигателя, датчик напряжения контактной сети через третий блок высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом второго вычислительного блока, выход которого подключен к первому входу блока моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока памяти, выход блока моделирования динамических характеристик поезда соединен с входом блока сравнения, ко второму входу которого подключен блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока сравнения соединен с входом блока формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока управления режимом тяги и блока управления режимом торможения, введены блок приемника сигнала географической координаты, выход которого подключен к входу блока определения местоположения поезда на профиле пути, а также блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля, при этом блок определения местоположения поезда на профиле пути и блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля взаимосвязаны с первым вычислительным блоком.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы автоматизированного ведения грузового с регулятором скорости, адаптированным к конкретному участку движения.

Система автоматизированного ведения грузового с регулятором скорости, адаптированным к конкретному участку движения содержит первый вычислительный блок 1 с подключенными к нему блоком 2 памяти, блоками определения местоположения поезда на профиле пути 20, получающего данные о географической координате от приемника сигналов спутниковой навигации 22, и блока расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля 21 и измерительными средствами 3 и средствами 4 индикации параметров движения поезда, блок 5 управления режимом тяги, блок 6 управления режимом торможения, выходы блока 5 управления режимом тяги и блока 6 управления режимом торможения соединены с цепями 7 управления локомотивом, датчик 8 тока якоря тяговых двигателей, датчик 9 тока возбуждения тяговых двигателей, датчик 10 напряжения контактной сети, второй вычислительный блок 11, блок 12 моделирования динамических характеристик поезда, блок 13 сравнения, блок 14 формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход датчика 8 тока якоря тягового двигателя через первый блок 15 высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом вычислительного блока 11, со вторым входом которого через второй блок 16 высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика 9 тока возбуждения тягового двигателя, датчик 10 напряжения контактной сети через третий блок 17 высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом блока 11, датчик 18 пути и скорости соединен с четвертым входом блока 11, выход которого подключен к первому входу блока 12 моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока 2 памяти, выход блока 12 моделирования динамических усилий в составе поезда соединен с входом блока 13 сравнения, ко второму входу которого подключен блок 19 формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока 13 сравнения соединен с входом блока 14 формирования команд запрета управлением режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока 5 управления режимом тяги и блока 6 управления режимом торможения.

Если мы знаем профиль пути, то, получая местоположение от спутника, а профиль из базы данных, мы можем лучше осуществлять управление. Поэтому физически добавлены приемник GPS координат (22), а структурно два блока: один по координате помещает поезд на профиль (блок 20), а другой считает по профилю нужную силу тяги/торможения (21).

Вычислительный блок 1 на основе данных о профиле и плане пути, расписании движения, составе поезда, ограничениях скорости, хранящихся в блоке памяти 2, а также на основе оперативных данных о местоположении поезда, получаемых от блоков 22 и 20, рассчитывает и помещает в блок памяти 2 энергооптимальную траекторию движения поезда (желаемый прогноз по скорости), и на ее основе рассчитывает в блоке 21 прогноз по силе, которая необходима для реализации оптимальной траектории движения и которая соответствует местоположению поезда и конкретному профилю пути, хранящемуся в блоке памяти 2, на основе этой прогнозной силы блок 1 формирует задания на управление тягой локомотива или электрического торможения локомотива, или тормозами локомотива и состава, воздействуя с помощью блоков 5 и 6 на цепи управления локомотива 7. При формировании команд тяги и электрического торможения второй вычислительный блок 11 на основе данных о токах якоря 8 и возбуждении 9 тяговых двигателей, а также напряжении в контактной сети 10, поступающих через высоковольтную гальваническую развязку 15, и с учетом данных о скорости поезда, получаемых от датчика пути и скорости 18 рассчитывает фактическую силу тяги/торможения либо получает значение реализованной силы тяги или электрического торможения непосредственно от локомотива. На основе этих данных, а также данных о профиле и плане пути и составе поезда, поступающих из блока памяти 2, блок 12 моделирования динамических усилий в составе поезда рассчитывает максимальное реализованное усилие в составе. Сигнал с выхода блока 12 поступает на блок сравнения 13, в то время как на второй вход блока сравнения 13 поступает сигнал о максимально допустимой силе тяги/торможения в данной точке профиля. На выходе блока 13 формируется сигнал управления тягой или тормозами как минимальный из желаемого и допустимого по динамике, а также соответствует расчетным силам, необходимым для ведения поезда по конкретному профилю пути

Список литературы:

1. Савоськин А.Н., Пудовиков О.Е. Новая структура регулятора скорости для грузовых локомотивов / Известия Петербургского университета путей сообщения, выпуск №2 / 2007

2. Курихин А. Локомотивы «Ермак» и «Дончак», Железнодорожная техника, 06/11/2013

3. Савоськин А.И., Пудовиков О.Е. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Автоматизированные системы управления подвижным составом» Часть I -М.:МИИТ,2002.

Система автоматизированного ведения грузового поезда, содержащая первый вычислительный блок с подключенными к нему блоком памяти, а также блоком управления режимом тяги и блоком управления режимом торможения, выходы которых соединены с цепями управления поездом, датчики тока якоря и возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, три блока высоковольтной гальванической развязки, второй вычислительный блок, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения и блок формирования команд запрета управления режимами тяги и торможением, при этом выход датчика тока якоря тягового двигателя через первый блок высоковольтной гальванической развязки соединен с первым входом второго вычислительного блока, со вторым входом которого через второй блок высоковольтной гальванической развязки соединен выход датчика тока возбуждения тягового двигателя, датчик напряжения контактной сети через третий блок высоковольтной гальванической развязки соединен с третьим входом второго вычислительного блока, выход которого подключен к первому входу блока моделирования динамических характеристик поезда, ко второму входу которого подключен выход блока памяти, выход блока моделирования динамических характеристик поезда соединен с входом блока сравнения, ко второму входу которого подключен блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде, выход блока сравнения соединен с входом блока формирования команд запрета управления режимами тяги и торможением, выход которого подключен к соответствующим управляющим входам блока управления режимом тяги и блока управления режимом торможения, отличающаяся тем, что в нее введены блок приемника сигнала географической координаты, выход которого подключен к входу блока определения местоположения поезда на профиле пути, а также блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля, при этом блок определения местоположения поезда на профиле пути и блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля взаимосвязаны с первым вычислительным блоком.



 

Похожие патенты:

Защитное устройство (1) для устройств (2), соединенных с рельсами и/или шпалами, в частности точечных путевых датчиков, содержит крышку (3), ограничивающую полость (4) для приема соединенного со шпалами или рельсами устройства (2), и по меньшей мере два соединенных с крышкой (3) крепежных элемента (6, 7) для крепления защитного устройства к рельсу (8) и/или шпале (9).

Изобретение относится к системам оптимизации энергопотребления. Система оптимизации энергопотребления транспортного средства включает в себя устройство расчета маршрута и генератор профилей скорости.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Система содержит устройства закрепления, выполненные в виде домкратовидных точечных замедлителей и установленные на каждом пути станционного парка группами из не менее семи устройств закрепления на заданном расстоянии друг от друга, путевые датчики фиксации прохода осей подвижного состава, закрепленные на рельсе каждого пути станционного парка в начале и в конце первой группы устройств закрепления, последовательно соединенные блок контроля состояния путевых датчиков и контроллер, выходом соединенный через центральный процессор системы электрической централизации с соответствующим входом аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места дежурного по станции.

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ включает оценку технического состояния узлов, агрегатов, подсистем, единиц и подвижного состава в целом на стадиях эксплуатации и ремонта, определение вида и уровня опасности неисправностей, формирование и представление персоналу указаний к действиям, устранение выявленных неисправностей и недопущение пропуска опасного состояния в эксплуатацию, формирование актов технической готовности, автоматическую передачу и накопление их в диагностической сети, формирование сводной диагностической информации о техническом состоянии парка подвижного состава, представление ее руководителям эксплуатации и/или ремонтов и осуществление интегрированного планирования и управления эксплуатацией и ремонтом парка подвижного состава.

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. В способе с учетом по меньшей мере одного задания для рейса вычисляют данные движения (FD) и на основе данных движения (FD) генерируют рекомендацию для действий и отображают на устройстве отображения рекомендаций для действий, или генерируют управляющий сигнал, который действует на устройство (18) управления транспортным средством, а в качестве задания для рейса учитывают по меньшей мере один параметр (L) воздушного давления.
Изобретение относится к системам управления движением поездов. Способ заключается в том, что определяют затраты на вводимую на участке пути электрическую энергию и/или нагрузку на окружающую среду при производстве вводимой на участке пути электрической энергии.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит управляющий блок дежурного по станции, в котором осуществляется контроль и замыкание стрелок в необходимом положении, и исполнительные блоки ручных стрелочных переводов с замками, при этом управляющий блок выполнен в виде управляющего вычислительного комплекса с подключенным к нему приемо-передающим устройством.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит комплексное локомотивное устройство безопасности с блоками автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической локомотивной сигнализации, блок определения скорости движения локомотива и блок автоматического управления торможением поезда, анализатор работы блоков сигнализации, вычислитель, блок определения скорости движения локомотива.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте. В способе определяют работоспособность бортовой аппаратуры АЛС, задают последовательности тестовых кодовых сигналов, используя различные сочетания и смены комбинаций кодовых сигналов, повторяя заданные последовательности тестовых кодовых сигналов с задержкой между кодовыми сигналами, с искажениями, затем сравнивают заданные последовательности кодовых сигналов с показаниями локомотивного светофора с учетом инерционности распознавания сигналов аппаратурой АЛС и временной задержки на включение показаний локомотивного светофора.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Система мониторинга электропоездов содержит диагностическую сеть с центром мониторинга, состоящую из сервера, рабочих станций пользователей и беспроводных терминалов, связанных по радиоканалу с центром управления, расположенным на подвижном транспортном средстве.

Изобретение относится к методам контроля бесстыковых рельсовых цепей (РЦ) периодической подачей дискретных сигналов переменного тока при интервальном регулировании движения поездов.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для определения и контроля позиции поезда на пути. Система включает волоконно-оптический кабель с герметичной заглушкой, проложенный вдоль пути на заданном расстоянии, центр управления движением поездов, в котором установлены информационно-управляющий сервер, устройство электрической централизации, стационарный радиоприемопередатчик, сенсорное устройство слежения за движением поездов по перегону, блок формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, блок интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм и бортовую часть, включающую приемник спутниковой навигационной системы, блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии, бортовой контроллер и локомотивную радиостанцию.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для определения и контроля позиции поезда на пути. Система включает волоконно-оптический кабель с герметичной заглушкой, проложенный вдоль пути на заданном расстоянии, центр управления движением поездов, в котором установлены информационно-управляющий сервер, устройство электрической централизации, стационарный радиоприемопередатчик, сенсорное устройство слежения за движением поездов по перегону, блок формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, блок интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм и бортовую часть, включающую приемник спутниковой навигационной системы, блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии, бортовой контроллер и локомотивную радиостанцию.

Изобретение относится к путевым устройствам для управления подвижным составом. Предложен способ управления поездным и маневровым локомотивами.

Изобретение относится к путевым устройствам для управления подвижным составом. Предложен способ управления поездным и маневровым локомотивами.

Изобретение относится к области радиосвязи и навигации для железнодорожного транспорта. Бортовое навигационное коммуникационное устройство содержит модем GSM-R с SIM-картой, GSM и навигационную антенны, установленные на крыше головного вагона электропоезда, и размещенные в едином корпусе два процессорных модуля, входами/выходами соединенные между собой, два блока контроля, интерфейс индикации, вход которого соединен с информационными выходами процессорных модулей, модуль навигации, модем LTE с SIM-картой, Ethernet интерфейсы, RS-232 интерфейсы и CAN интерфейсы, два модуля питания и семь встроеных на внешней стороне корпуса разъемов.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте для защиты устройств АЛС от помех. Способ основан на отключении работы системы АЛС на участке пути, находящемся под влиянием ЛЭП, с сохранением показаний локомотивного светофора при следовании по всей длине участка, подверженного влиянию помех, выключение действия системы АЛС происходит при участии информации ГЛОНАСС на участках, где наблюдается воздействие электромагнитных помех от ЛЭП, на участках с короткими рельсовыми цепями, на мостах с металлическими фермами и подвесными ЛЭП.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля местонахождения подвижного состава. Способ заключается в передаче сигналов с головного спутника в заданные моменты времени, приеме указанных сигналов приемником на подвижном составе на земле.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля местонахождения подвижного состава. Способ заключается в передаче сигналов с головного спутника в заданные моменты времени, приеме указанных сигналов приемником на подвижном составе на земле.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для обнаружения остановки рельсового транспортного средства. Система содержит по меньшей мере одно устройство управления, которое подключено или выполнено с возможностью подключения для приема сигналов датчиков, причем сигналы датчиков представляют соответственно по меньшей мере одну скорость, по меньшей мере одно шинное присоединение, посредством которого устройство управления подключено или выполнено с возможностью подключения к шине данных рельсового транспортного средства для их обмена.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для управления движением грузовых электровозов. Система включает первый и второй вычислительные блоки, блок памяти, блок определения местоположения поезда на профиле пути, приемник сигналов спутниковой навигации, блок расчета прогнозной силы тяги или торможения для конкретного поезда в конкретном месте профиля, измерительные средства, средства индикации параметров движения поезда, блок управления режимом тяги, блок управления режимом торможения, цепи управления локомотивом, датчик тока якоря тяговых двигателей, датчик тока возбуждения тяговых двигателей, датчик напряжения контактной сети, блок моделирования динамических характеристик поезда, блок сравнения, блок формирования команд запрета управления режимами тяги и торможением, первый, второй и третий блоки высоковольтной гальванической развязки, датчик пути и скорости, блок формирования сигнала, соответствующего предельно допустимому усилию в поезде. Достигается возможность регулирования скорости поезда с учетом профиля пути конкретного участка. 1 ил.

Наверх