Спосіб визначення зони додаткового шунтування
Власники патенту UA 2353537:
Область техніки, до якої належить винахід
Відомий спосіб визначення зони додаткового шунтування (ЗДШ) (Дмитрієв B.C., Мінін В.А. Системи автоблокування з рейковими ланцюгами тональної частоти. М: Транспорт, 1992, 184 с.), який дозволяє визначити зону додаткового шунтування з використанням нормативного шунта за рахунок різниці між точками початку шунтування при сухому та мокрому стані баласту.
Недоліком даного способу є використання нормативного шунта для визначення зони додаткового шунтування, що нетехнологічно і призводить до явного зниження її величини.
Найбільш близьким за технічною сутністю до винаходу є спосіб визначення додаткової зони шунтування за патентом №2250847, кл. B61L 23/16 прийнятий за прототип.
Спосіб визначення додаткової зони шунтування полягає в тому, що знаходять різницю між точкою початку шунтування нормативним шунтом в умовах нормального та шунтового режимів, а зону додаткового шунтування визначають як відстань між точками початку шунтування рейкового ланцюга нормативним шунтом при підсохлому баласті та при максимальному баласті час ходу поїзда блок-дільницею.
Недоліком даного способу є використання нормативного шунту для визначення ЗДШ, що призводить до явного заниження її величини, оскільки опір поїзного шунта, як правило, значно менше нормативного опору 0,06 Ом, отже, шунтування поїздом РЦ відбувається раніше, ніж нормативним шунтом.Крім того, виконання операції виміру ЗДШ за допомогою нормативного шунту (вручну) вкрай нетехнологічне і займає значну частину часу, відведеного на регламентні роботи.
Завданням винаходу є підвищення достовірності та скорочення часу визначення ЗДШ.
Технічний результат, що досягається при здійсненні запропонованого винаходу, полягає у збільшенні ефективності процесу вимірювання ЗДШ та підвищенні безпеки руху поїздів.
Спосіб визначення зони додаткового шунтування полягає в тому, що знаходять різницю між точкою початку шунтування в умовах нормального та шунтового режимів. Під точкою початку шунтування в умовах нормального режиму розуміється координата накладання шунта на сусідній з РЦ, що вимірюється, при якій напруга на колійному приймачі вимірюваної РЦ дорівнює пороговому напрузі заняття. Під точкою початку шунтування за умов шунтового режиму розуміється координата накладання шунта (на точці підключення), коли РЦ перетворюється на шунтовой режим.
Розглядаються РЦ, що мають комплексні опори по кінцях рейкових ліній із ємнісною складовою. У РЦ такого роду зміна амплітуди сигналу АРС під час руху поїзда має характер, представлений на фіг.1. Запис осцилограми сигналу АРС зроблено на РЦ системи «Рух» (Кузнєцов С.В. та ін., «Система «Рух»: стаціонарна апаратура, центральний пост та єдина система радіозв'язку», Сучасні технології автоматизації, 2001 №2) при швидкості поїзда 18 км/год.
Крапки на осцилограмі з моментами часу t1, t2, t3, t4 відповідають меж РЦ P1, Р2, Р3. На початку рейкових ланцюгів (моменти часу t1, t2, t3, t4) струм АРС мінімальний. У міру просування поїзда РЦ струм зростає, досягаючи максимуму приблизно насередині РЦ. Потім відбувається зниження струму АРС. У момент знаходження передньої колісної пари поїзда на відстані, що дорівнює ЗДШ від точки підключення (початку РЦ), відбувається заняття попереду РЦ через проміжок часу, рівний часу реакції системи, генератор струму АРС перемикається з ближньої до поїзда точки підключення на наступну по ходу руху, що супроводжується стрибкоподібною зміною величини сигналу АРС на поїзних котушках.
Тимчасові відрізки Δt1, Δt2, Δt3, Δt4 між стрибкоподібною зміною величини сигналу АРС і початком РЦ, збільшені на час реакції системи, відповідають ЗДШ. Під реакцією системи розуміється час між фактичним заняттям РЦ (напруга на колійному приймачі нижче порога заняття) та перемиканням генератора струму АРС. Для релейних систем це сумарний час перемикання реле. В інформаційних системах час реакції визначається частотою інформаційних посилок. Як система може розглядатися станційна апаратура інтервального регулювання руху поїздів.
Подальше зниження рівня струму АРС при під'їзді до точки підключення змінюється його збільшенням після проїзду точки підключення (моменти часу t1, t2,
t3, t4). Таким чином, має місце фіксований мінімум сигналу АРС при знаходженні перших колісних пар поїзда на точці підключення РЦ. Тимчасові відрізки Δt1, Δt2, Δt3, Δt4, збільшені на час реакції системи, множать на швидкість поїзда та отримують ЗДШ у лінійних одиницях.
Визначення моменту перемикання генератора струму АРС і моменту знаходження поїзда на точці підключення РЦ характерною зміною величини сигналу АРС є основою запропонованого способу.
На фіг.2 представлений збільшений ділянку осцилограми фіг.1, на якому позначено час реакції системи tpc. СигналАРС подається імпульсними посилками тривалістю 0,2 с, періодом 0,35 с, таким чином, точність визначення моменту часу зміни зазначеного імпульсного сигналу визначається часом відсутності імпульсу, що становить
0,15 с. Середньоквадратична похибка визначення тимчасового відрізка також дорівнює 0,15 с. При швидкості поїзда, наприклад, 24 км/год середньоквадратична похибка визначення ЗДШ не перевищує 1 м, тобто. за час відсутності імпульсу поїзд проходить відстань трохи більше 1 м.
Для реалізації запропонованого способу поїзду, наступному по ділянці, що вимірюється, задають постійну швидкість не більше 24 км/год. Для найповнішої реалізації ефективності способу довжину вимірюваної ділянки доцільно вибрати не менше відстані між станціями. Вимірювальним приладом, що записує, вхід якого підключений до поїзних котушок, роблять безперервну запис сигналу на носій інформації. Вимірювальним приладом, що записує, може служити записуючий осцилограф Agilent 54622D або ноутбук з типовою звуковою картою. Для запису сигналів, представлених на фіг.1 і фіг.2, був використаний ноутбук ThinkPad з програмою SPECTRALAB, яка дозволяє використовувати ноутбук у режимі осцилографа не тільки в реальному часі, але й дозволяє записувати сигнал у форматі WAVE, обробляти та відтворювати процес на екрані дисплея. Записаний сигнал обробляють, пропускаючи через фільтр зі смугою пропускання фільтра від 3200 Гц до 3500 Гц (функція фільтрації передбачена в SPECTRALAB), відтворюють на екрані дисплея і після вибору зручного масштабу візуально визначають час між моментом перемикання генератора струму АРС і моментом перебування першої коліс на початку РЦ. Момент перемикання генератора струму АРС визначають по стрибкоподібномузміни сигналу, після віднімання часу реакції системи отримують час початку шунтування (заняття) РЦ в умовах нормального режиму. Момент знаходження першої колісної пари поїзда на початку РЦ (початок шунтового режиму) визначають характерним мінімумом сигналу. Обчислюють різницю між часом початку шунтового режиму та часом початку шунтування РЦ в умовах нормального режиму.
Шляхом множення отриманої різниці швидкість поїзда отримують ЗДШ. Так, наприклад, при швидкості поїзда 18 км/год часу реакції системи 0,35 с і часу Δt3=3,6 с, визначеному по фіг.2, ЗДШ становить 20 м. ЗДШ тієї ж РЦ, виміряна з використанням нормативного шунта, становить 16 м. Отже, вимір ЗДШ у реальних умовах із використанням поїзда, тобто. у більш жорстких умовах свідчить про підвищення достовірності визначення ЗДШ на 25%.
Запропонований спосіб дозволяє суттєво підвищити достовірність визначення ЗДШ та скоротити час вимірювання ЗДШ для РЦ з комплексними вхідними опорами кінців рейкового ланцюга з ємнісною складовою.