Устройства автоматики и телемеханики в комплексе технических средств железнодорожного транспорта

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Задача № 1

Задача № 2

Системы КЛУБ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Основу транспортной системы составляет железнодорожный транспорт, обладающий огромным перевозочным потенциалом. Железные дороги способны осуществлять регулярные перевозки грузов и пассажиров на различные расстояния, независимо от времени года и суток, при любых погодных и климатических условиях, при этом требуется безусловное обеспечение безопасности движения и пассажиров, а также сохранности перевозимых грузов.

В комплексе технических средств железнодорожного транспорта важное место занимают устройства автоматики и телемеханики. Они позволяют обеспечить высокий уровень безопасности движения поездов, увеличить пропускную способность перегонов и станций, автоматизировать многие операции по управлению движением поездов.

Целью курса дисциплины «Технические средства обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте» является изучение технических средств и условий их применения в практике эксплуатационной деятельности железных дорог.

Задача № 1

Рассчитать фактическое и потребное тормозное нажатие в пассажирском и грузовом поездах.

Исходные данные:

1) Количество вагонов в пассажирском поезде (m) — 15 вагонов;

2) Масса брутто пассажирского поезда (qбр) — 700 тонн;

3) Тормозное нажатие на ось пассажирского вагона — 7 тс;

4) Норма тормозного нажатия на 100 тс веса пассажирского поезда — 55 тс;

5) Количество вагонов в грузовом поезде (m) — 55 вагонов;

6) Масса брутто грузового поезда (qбр) — 4000 тонн;

7) Тормозное нажатие на ось грузового вагона — 5 тс;

8) Норма тормозного нажатия на 100 тс веса грузового поезда — 31 тс;

Решение:

1. Для пассажирского поезда.

Общее количество осей в составе пассажирского поезда:

где 4 — количество осей одного грузового вагона.

Общее тормозное нажатие пассажирского поезда:

где 7 — тормозное нажатие на ось пассажирского вагона.

Фактическое тормозное нажатие пассажирского поезда:

;

Если фактическое тормозное нажатие больше или равно потребному (из дано QПОТРПАС = 55 тс), то поезд может быть отправлен со станции формирования.

Для отправления пассажирского поезда должно выполняться условие:

60 > 55

Вывод:

Так как условие выполняется, т. е. фактическое тормозное нажатие при расчетах получились больше потребного тормозного нажатия, то пассажирский поезд может быть отправлен со станции формирования.

2. Для грузового поезда.

Общее количество осей в составе грузового поезда:

.

Общее тормозное нажатие грузового поезда:

.

Фактическое тормозное нажатие грузового поезда:

.

Если фактическое тормозное нажатие больше или равно потребному (из дано), то поезд может быть отправлен со станции формирования.

Для отправления поезда должно выполняться условие:

27,5 < 31

Вывод:

Так как данное условие не выполняется, т. е. фактическое тормозное нажатие меньше потребного тормозного нажатия, то грузовой поезд не может быть отправлен со станции формирования.

ЗАДАЧА № 2

поезд торможение путь платформа Дано:

Мачтовый светофор (без лестницы, диаметр трубы мачты): D = 133 мм;

Высокая пассажирская платформа шириной: b = 3000 мм;

Низкая пассажирская платформа шириной: b = 2000 мм.

Определить:

Минимальное расстояние между осями смежных путей светофоров и платформ, сигналов и опор и других устройств на станции при размещении в междупутье.

Решение:

Минимальное расстояние между осями смежных путей на станции при размещении в междупутье определяется по формуле:

где b — ширина устройства, расположенного в междупутье;

g — габаритное расстояние от оси пути до устройства.

Расстояние между осями для размещения мачтового светофора:

;

где 4900 мм — ширина габарита приближения строений С.

Для пассажирской платформы:

;

где 1920 мм — расстояние от оси пути до края высокой пассажирской платформы.

;

где 1745 мм — расстояние от оси пути до края низкой пассажирской платформы.

Габаритом приближения строений называется предельное поперечное, перпендикулярное оси пути очертание, внутри которого не должны заходить никакие части сооружений и устройств, за исключением вагонных замедлителей и контактного провода.

Габарит С

Системы КЛУБ

Изобретение системы КЛУБ относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на всех типах локомотивов, моторвагонных подвижных составах с целью повышения безопасности и регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, а также в составе многоуровневой системы интервального регулирования. Комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ) содержит включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования интерфейсов, шлюз. Блок электроники включает в себя CAN интерфейс, двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения. Блок индикации локомотивный включает в себя плату управления дисплеем, дисплей TFT, плату управления модулем светофоров, модуль индикации светофоров, модуль ввода, рукоятку бдительности, клавиатуру. Достигается результат — повышение безопасности регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, повышение точности определения координат локомотива. Известно устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, содержащее усилитель электропневматического клапана ЭПК, выход которого соединен со входом электропневматического клапана, а вход — с выходом безопасной схемы контроля СКБ, входы которой соединены с выходами модулей центральной обработки информации МЦО и МЦО, которые соединены между собой, два модуля измерения параметров движения ИПД и ИПД, входы которых соединены с датчиками пути и скорости ДПС, два модуля непрерывных каналов внешних устройств ВУ и ВУ, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута ММ с приемником спутниковой навигации СП, вход которого соединен с антенной спутниковой навигации СНС, модуль радиоканала РК, один из входов которого соединен с радиомодемом, который соединен с радиоантенной.

Недостатками этого устройства являются:

— отсутствие визуального контроля результатов обработки входных сигналов, что делает невозможным использование данного устройства без подключения к нему дополнительного блока индикации;

— отсутствие функции регистрации результатов контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, что может привести к неправильной оценке причин возникновения возможных нештатных ситуаций (например, незапланированная остановка локомотива вследствие экстренного торможения).

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, повышение точности определения координат локомотива, возможность установки заявленного устройства на все типы поездов, использующих типовые протоколы, такие как CAN, MVB, RS-485, RS-422, RS232, USB, Ethernet.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в том, что комплексное локомотивное устройство безопасности является закрытой системой реального времени с модульной архитектурой, в которую дополнительно введен блок контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, введены функции служебного и принудительного торможения, позволяющие осуществить плавную остановку состава, выполнена синхронизация данных о географических координатах, принимаемых со спутника, с данными, получаемыми с базовой станции. Организована возможность взаимодействия заявленного устройства с поездами, использующими различные протоколы обмена данных. Шлюз предназначен для согласования взаимодействия между системами управления поездом и комплексным локомотивным устройством безопасности и реализации обмена данными, с фиксированной фильтрацией сообщений.

Электропитание комплексного локомотивного устройства безопасности строится по следующему принципу: электропитание от бортовой сети поступает на вторичные источники электропитания, которые осуществляют преобразование уровня напряжения бортовой сети в необходимый каждому модулю уровень напряжения.

КЛУБ — это:

1. Комплексное локомотивное устройство безопасности, содержащее включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования интерфейсов, шлюз, при этом блок электроники выполнен с возможностью приема и обработки сигналов от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН, датчиков пути и скорости, антенны спутниковой навигационной системы, сигнала о положении ключа электропневматического клапана, сигналов от управляющих устройств локомотива, а также контроля и организации режима обмена информацией с другими устройствами с помощью внутреннего CAN интерфейса, организации режима обмена информацией с радиомодемом по цифровому интерфейсу и формирования сигнала управления электропневматическим клапаном, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения, причем дополнительные входы/выходы модуля центральной обработки соединены с соответствующими входами/выходами системы безопасности, выход которой соединен с усилителем электропневматического клапана, связанного с электропневматическим клапаном, вход модуля спутниковой навигационной системы соединен с антенной спутниковой навигационной системы, а соответствующий выход соединен с модулем электронной карты, выход которой соединен с модулем радиоканала, входы/выходы которого соединены с радиомодемом, подключенным к дуплексному фильтру, соединенному с радиоантенной, входы блока внешних соединений соединены с датчиками пути и скорости, выходы которого соединены с соответствующими входами модуля коммутации и подключения, выходы которого подключены к входам двухканального модуля измерителя параметров движения, а двухканальный модуль внешнего устройства соединен с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, блок индикации локомотивный выполнен с возможностью подготовки и индикации информации, взаимодействия с машинистом посредством рукояток бдительности, ввода и отображения локомотивных и поездных характеристик, а также отображения сигналов светофоров и свободных блок-участков, текущего времени, времени движения по графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости, целевой скорости, ускорения, режима работы, частоты канала АЛСН или индикатора работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий впередилежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков давления в тормозной магистрали, датчиков давления тормозного цилиндра и датчиков давления уравнительного резервуара, кроме того, технологической информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима записи на кассету регистрации, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу плату управления дисплеем, соединенную с дисплеем TFT, плату управления модулем светофоров, соединенную с модулем индикации светофоров, модуль ввода, входы которого соединены с рукоятками бдительности и клавиатурой, блок коммутации и регистрации выполнен с возможностью обработки данных от локомотивных устройств, данных с датчика давления в тормозной магистрали, датчика давления тормозного цилиндра и датчика давления уравнительного резервуара, выполнения служебного и принудительного торможения, а также для включения питания устройства, и включает в себя подключенное к внутреннему CAN интерфейсу устройство формирования и регистрации, входы которого соединены с устройствами локомотива с аналоговыми выходами, датчиком давления в тормозной магистрали, датчиком давления тормозного цилиндра и датчиком давления уравнительного резервуара, вход/выход подключен к плате управления, соединенной с платой реле, выходы которой соединены с электропневматическим вентилем, песочницей локомотива, с тормозным и отпускным вентилями приставки крана машиниста, и блоком контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, выход которого подключен к электропневматическому клапану, блок регистрации включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль регистрации, соединенный с кассетой регистрации, блок согласования интерфейсов включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль обработки сигналов, вход/выход которого соединен с модулем развязки, входы которого подключены к телемеханической системе контроля бодрствования машиниста, тревожным кнопкам, а входы/выходы — к системе автоматического управления торможением, шлюз включает в себя устройство управления, соответствующие входы/выходы которого соединены с преобразователем внутреннего CAN интерфейса, подключенного к внутреннему CAN интерфейсу, также с преобразователем внешнего CAN интерфейса, подключенного к внешнему CAN интерфейсу, и с преобразователем интерфейса локомотива, подключенного к интерфейсу локомотива.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит блок индикации скорости, который выполнен с возможностью индикации допустимой и фактической скоростей и состоит из платы управления, соединенной с платой индикации.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит блок индикации локомотивный помощника машиниста, который выполнен с возможностью индикации сигналов светофоров и свободных блок-участков и состоит из платы управления, соединенной с платой индикации.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности специальную, подключенную к модулю ввода.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности помощника машиниста, подключенную к модулю ввода.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит преобразователь интерфейса RS-232, входы/выходы которого подключены к устройству управления, а вход соединен с выходом возимой радиостанции, подключенной к радиоантенне через дуплексный фильтр.

1) Гундорова Е. П. Технические средства железных дорог: Учебное пособие. М., 2000.

2) Сапожников В. В. Техническая эксплуатация устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики. М., 2003.

3)Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. трансп. Устинский А. А. и др. М.: Транспорт, 1985 г.