Устройство для позиционирования рельсового транспорта

Авторы патента:

Соколов Сергей Викторович (RU)

Розенберг Игорь Наумович (RU)

Дубчак Ирина Александровна (RU)

Охотников Андрей Леонидович (RU)

Ярош Сергей Дмитриевич (RU)

B61L25/026 - Регистрация и определение местоположения или опознавания подвижного состава или поезда, или состояния путевых устройств

B61L25/02 - подвижного состава или поезда

Владельцы патента RU 2786255:

Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (RU)

Изобретение относится к средствам определения местоположения подвижных единиц железнодорожного рельсового транспорта. Устройство содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок (1), к которому подключен модуль (2) памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на корпусе (3) подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены последовательно соединенные интегратор (4), узкополосный фильтр (5), детектор (6) и аналого-цифровой преобразователь АЦП (7), к интегратору (4) подключена катушка индуктивности (8), индуктивно связанная с осью (9) колесной пары (10), АЦП (7) подключен к вычислительному блоку (1). Достигается повышение точности и помехоустойчивости позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка пути железной дороги. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для определения местоположения подвижных единиц железнодорожного рельсового транспорта.

Известно устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащее подключенный к рельсам на одном конце рельсовой линии блок измерения временного интервала и информационный блок, а на другом конце рельсовой линии к рельсам подключен калибровочный шунт, блок определения занятости участка, соединенный с рельсами на одном конце рельсовой линии, ключевые элементы, подключенные первыми входами к выходу блока измерения временного интервала, блок памяти и блок вычисления координаты транспортного средства, связанный выходом с информационным блоком, одним входом - с выходом одного ключевого элемента, соединенного вторым входом с одним выходом блока определения занятости участка, другой вход которого подключен к второму входу другого ключевого элемента, связанного выходом с входом блока памяти, соединенного выходом с другим входом блока вычисления координаты транспортного средства (SU1162653, B61L 25/02, 23.06.1985).

Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов и непосредственное подключение аппаратуры к рельсовой линии.

Известно устройство для контроля местоположения подвижного состава, содержащее установленный на локомотиве генератор с передающей антенной, индуктивно связанной с расположенным на пути шлейфом, подключенным через резонансный усилитель к входам амплитудного дискриминатора и формирователя когерентного сигнала, выход которого подключен к одному входу фазового демодулятора, выходом подключенного к индикатору, ключевой элемент, одним входом подключенным к выходу амплитудного дискриминатора, другим - к выходу резонансного усилителя, а выходом - к другому входу фазового демодулятора (SU1219441, B61L 25/02, 23.03.1986).

Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемый вдоль пути шлейф, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки шлейфа.

Известно устройство для определения координаты подвижного объекта, содержащее установленный на подвижном объекте передатчик с индуктивным элементом связи, а на пути - взаимодействующую с упомянутым индуктивным элементом связи трехпроводную индуктивную линию, два провода которой уложены со скрещением и подсоединены к выводу одной из обмоток линейного трансформатора, к среднему выводу которой подключен третий провод через одну из обмоток токового трансформатора, другой конец которой соединен с концами первого и второго проводов, и фазовый приемник, к входам которого подключены другие обмотки линейного и токового трансформаторов, дополнительно устройство снабжено реверсивным счетчиком, элементами И, ИЛИ, НЕ и задержки, D- и JK-триггерами и дополнительными токовым и линейным трансформаторами, фазовым приемником и трехпроводной индуктивной линией, два провода которой уложены с удвоенным шагом скрещения по отношению к первой и подключены к выводам первичной обмотки второго линейного трансформатора, к среднему выводу которой через одну из обмоток второго токового трансформатора подключен третий провод второй индуктивной линии, другой конец которого соединен с концами первого и второго ее проводов, а другие обмотки вторых линейного и токового трансформаторов подключены к входам второго фазового приемника, причем выход первого фазового приемника подключен к счетным входам D-и JК-триггеров и к входу элемента задержки, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходам JK-триггера, выходы - соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, а выход второго фазового приемника подключен к установочному входу D-триггера, к входу элемента НЕ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу D-триггера, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочным входам JК-триггера (SU 1252223, B61L 3/20, 23.08.1986).

Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемую вдоль пути индуктивную линию, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки индуктивной линии.

В качестве прототипа принято устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник, соединенный с вычислительным блоком, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены бесконтактный измеритель тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход вычислительного блока является выходом устройства (RU2768805, B61L 25/00, 24.03.2022).

Недостатком данного устройства является необходимость установки на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта бесконтактного измерителя тока с подключенным к нему передатчиком, что при вибрации оси колесной пары в процессе движения приводит к погрешностям измерения бесконтактного измерителя тока, вплоть до его отказа.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности и помехоустойчивости позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка пути железной дороги (колеи).

Технический результат достигается тем, что в устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока является выходом устройства, согласно изобретению введены и жестко закреплены на корпусе подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта последовательно соединенные интегратор, узкополосный фильтр, детектор и аналого-цифровой преобразователь, ко входу интегратора подключены выводы катушки индуктивности, индуктивно связанной с осью колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу вычислительного блока.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для позиционирования рельсового транспорта.

Устройство для позиционирования рельсового транспорта содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок 1, к которому подключен модуль 2 памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока 1 является выходом устройства, на корпусе 3 подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены последовательно соединенные интегратор 4, узкополосный фильтр 5, детектор 6 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, ко входу интегратора 4 подключены выводы катушки 8 индуктивности, индуктивно связанной с осью 9 колесной пары 10 подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя 7 подключен ко входу вычислительного блока 1.

Устройство для позиционирования рельсового транспорта работает следующим образом.

Устройство для позиционирования рельсового транспорта на основе анализа измеренных параметров тока, протекающего по рельсам и колесной паре подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, позволяет производить вычисление текущей координаты (местоположения) подвижной единицы в пределах участка железной дороги известной длины.

Как показано в описании выбранного в качестве прототипа технического решения по патенту RU2768805, амплитуда тока, протекающего по оси колесной пары, равна:

или

где U – известное выходное напряжение источника тока;

известные постоянные параметры.

Переменный ток, протекающий по оси 9 колесной пары 10, создает переменное магнитное поле с индукцией где L – известный масштабный коэффициент, определяемый величиной индуктивности цепи протекания тока, - частота тока рельсовой цепи. Данное магнитное поле наводит в катушке индуктивности 8 э.д.с. , где k - известный масштабный коэффициент, определяемый параметрами катушки индуктивности 8. Напряжение с выхода катушки индуктивности 8 поступает на вход интегратора 4, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное текущему значению . С выхода интегратора 4 через узкополосный фильтр 5, обеспечивающий фильтрацию сигнала с частотой , сигнал поступает на вход детектора 6, с выхода которого снимается сигнал Y_I, пропорциональный величине : , где К - известный масштабный коэффициент, определяемый параметрами цепи «катушка индуктивности 8 -...- детектор 6». Данный сигнал Y_I через аналого-цифровой преобразователь 7 поступает на вход вычислительного блока 1, где относительно переменной х решается нелинейное уравнение:

(2)

с использованием известных итеративных методов (например, после предварительного умножения Y_I на знаменатель выражения (1) с последующим возведением в квадрат и использованием метода Ньютона-Рафсона:

(3)

Так как начальное значение х известно точно – х=l, то данный алгоритм сходится за 2-4 шага, что обеспечивает определение координаты х практически в реальном времени). Информация о пути (длина рельсовой линии (блок-участка), координаты ее конца X_К, Y_К и азимутальный угол А наклона рельсового пути, размещенная в виде электронной карты в модуле 2 памяти, перед началом движения считывается из приборов безопасности рельсового транспорта по беспроводному каналу связи, либо скачивается через съемный носитель. Вычислительный блок 1 обращается к модулю 2 памяти для получения необходимых данных об азимутальном угле А, длине рельсовой линии и координатах X_К, Y_К ее конца. После определения значения х в вычислительном блоке 1 рассчитываются текущие проекции расстояния колесной пары от конца рельсовой линии на оси двумерной декартовой системы координат:

х_t=x sin A , y_t= xcosA,

и окончательно – текущие координаты колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта в двумерной декартовой системе координат:

Х_t = X_К - x sin A , Y_t= Y_К - xcosA,

поступающие далее с выхода вычислительного блока 1 на выход устройства.

При прохождении колесной парой 10 конца рельсовой линии, определяемого по измеренному значению известной амплитуды тока, текущие координаты полагаются равными Х_t=X_К, Y_t=Y_К, что обнуляет возможные ошибки определения текущих координат колесной пары в конце каждой рельсовой линии и наряду с приведенным выше определением ее текущих координат обеспечивает высокоточное позиционирование подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта.

Устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока является выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены и жестко закреплены на корпусе подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта последовательно соединенные интегратор, узкополосный фильтр, детектор и аналого-цифровой преобразователь, к входу интегратора подключены выводы катушки индуктивности, индуктивно связанной с осью колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу вычислительного блока.

Изобретение относится к тормозным системам железнодорожного транспорта. Система распознавания положения, занимаемого мехатронным устройством управления тормозом железнодорожного вагона относительно состава, включающего в себя указанный вагон, состоит из поддерживающей и установочной опоры, устанавливаемой на железнодорожный вагон.

Способ измерения коэффициента экранирования на испытательных участках контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации и устройство для его осуществления // 2780712

Техническое решение относится к средствам определения степени экранирующего влияния металлических элементов испытательных участков контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации на результаты измерений технико-эксплуатационных характеристик приемной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.

Устройство счета железнодорожных подвижных единиц // 2779670

Изобретение относится к средствам определения количества вагонов в подвижных составах. Устройство содержит установленные на контролируемом участке пути источники света (1) и видеорегистраторы (2), установленные на контролируемом участке таким образом, чтобы в область их обзора входили автосцепка, оси и номер контролируемой подвижной единицы.

Автоматизированная система контроля мотор-вагонного подвижного состава // 2774509

Изобретение относится к средствам контроля состояния мотор-вагонного подвижного состава и качества перевозки пассажиров. Система контроля мотор-вагонного подвижного состава содержит центр мониторинга, подсистемы мониторинга головных вагонов, моторных и прицепных вагонов, центр мониторинга связан по радиоканалам сети мобильной связи с подсистемой мониторинга головных вагонов и содержит сервер обработки данных, к которому подключен сервер приложений для персонала, к последнему подключены автоматизированные рабочие места персонала, а по радиоканалам сети мобильной связи - мобильные автоматизированные рабочие места персонала (например, смартфоны/планшеты/коммуникаторы), подсистемы мониторинга головных, моторных и прицепных вагонов оборудованы модулями сбора и обработки данных, модулями внутривагонной и межвагонной радиосвязи, а подсистема мониторинга головных вагонов содержит также навигационный модуль и модуль радиосвязи GSM, связанный с модулями межвагонной радиосвязи головных вагонов.

Устройство для позиционирования рельсового транспорта // 2768805

Изобретение относится к средствам определения местоположения подвижных единиц рельсового транспорта. Устройство содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник, соединенный с вычислительным блоком, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены бесконтактный измеритель тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход вычислительного блока является выходом устройства.

Система и способ определения угловой скорости оси железнодорожного транспортного средства // 2766480

Группа изобретений относится к измерению угловой скорости оси железнодорожного транспортного средства. Система определения угловой скорости оси железнодорожного транспортного средства содержит схему обнаружения деформации, сопряженную с осью железнодорожного транспортного средства, и средство управления.

Устройство для управления движением поезда // 2765515

Изобретение относится к средствам управления и обеспечения безопасности движения поездов. Устройство содержит комплексное локомотивное устройство безопасности, в котором выход модуля центрального вычислителя через усилитель электропневматического клапана (ЭПК) подключен к управляющему входу срывного клапана ЭПК, модуль согласования информационных потоков локомотивных сетей CAN соединен через внешний системный CAN интерфейс с системой автоматического управления служебным торможением поезда, а блок индикации соединен с внутренним CAN интерфейсом.

Система интервального регулирования движения поездов // 2763082

Изобретение относится к средствам регулирования движения поездов. Система задействует на перегоне между постами (1) с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки соседних станций блок-участки (2) с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом из локомотивов (3), вовлеченных в управление системой, установлено комплексное локомотивное устройство (4) безопасности с входящими в его состав приемниками (5, 6) автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемником (7) точечного канала (ТК), приемником (8) спутниковой навигации (СН) и приемопередатчиком (9) цифрового радиоканала связи, соединенными через межмодульный интерфейс (10) с модулем (11) центральной обработки информации (ЦОИ), модулем (12) памяти карты маршрута, модулем (13) индикации, модулем (14) регистрации, модулем (15) контроля бдительности машиниста и модулем (16) управления исполнительными цепями локомотива (3).

Устройства и способы определения местоположения рельсового транспорта и обеспечения безопасности движения с помощью беспроводной цепочечной сети // 2757164

Решение относится к средствам определения местоположения рельсового транспорта и обеспечения безопасности движения с помощью беспроводной цепочечной сети. В способе определение занятости происходит на основе анализа затуханий радиосигналов, определяемых при прохождении дейтаграмм в беспроводной цепочечной сети, состоящей из радиоустройств (РУ) малого радиуса действия, установленных в узлах цепочки и располагающихся вдоль пути так, что на свободных участках между радиоцепочечными узлами (РЦУ) наблюдается устойчивое прохождение радиосигналов, а находящийся на пути рельсовый транспорт существенно уменьшает мощность принимаемых радиосигналов в затененных узлах, вплоть до потери связи; узел, принявший дейтаграмму, подтверждает прием источнику, ретранслируя ее в следующий узел, а узел, не получивший подтверждения, возвращает дейтаграмму источнику с признаком занятости следующего звена; для образования цепочками блок-участков и обнаружения их занятости, на границах устанавливаются устройства контроля радиоцепочек (УКРЦ), которые передают навстречу друг другу дейтаграммы последовательно через все узлы цепочки; УКРЦ нескольких последовательных цепочек через порты фиксированных линий связи образуют кольцо с устройством контроля радиолинии (УКРЛ), которое осуществляет функции мастера кольца, обеспечивающего общую синхронизацию часов, разделение доступа к радиоканалу и пересылку сообщений между абонентами цепочечной сети и диспетчерским центром.

Компенсатор помех в гармоническом низкочастотном сигнале // 2754372

Изобретение относится к средствам компенсации помех в гармоническом низкочастотном сигнале рельсовых цепей и АЛС. Компенсатор содержит режекторный фильтр, подавляющий сигнальное напряжение с частотой 25 и/или 75 Гц, инвертирующий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным единице, суммирующий трехобмоточный трансформатор, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены согласно.

Способ автоматизированного учета вагонов и контейнеров в движущемся железнодорожном составе // 2784230

Изобретение относится к способу автоматизированного учета вагонов и контейнеров в движущемся железнодорожном составе. В данном способе на стандартных пластинах изготавливают единообразные инвентарные номера единиц подвижного состава и маркеры начала и конца этих единиц, а также инвентарные номера контейнеров и маркеры их начала и конца, указанные номера и маркеры устанавливают с обеих сторон единиц подвижного состава на переднем и заднем участках рам, а также с обеих сторон контейнеров на переднем и заднем краях.