Пристрій контролю зайнятості залізничної колії

Изобретение относится к путевым устройствам автоматики и может быть использовано в системах сигнализации, централизации и блокировки в тех случаях, когда оборудование железнодорожных путей традиционными рельсовыми цепями невозможно или нецелесообразно. В частности, применение металлических шпал или металлических оснований (толстых листов) для укладки на них рельсов, стрелочных переводов и т.п. делает весьма затруднительным оборудование таких участков рельсовыми цепями. В тех случаях, когда путевое развитие может измениться в достаточно короткие сроки (например, на горно-добывающих предприятиях, карьерах и др.), оборудование ж.д. путей стационарными устройствами СЦБ становится нецелесообразным из-за больших затрат. В литературе описаны основные тенденции по применению современной микроэлектроники в железнодорожной автоматике в настоящее время и в перспективе и приведен конкретный пример контроля занятости участка пути, на котором расположен переезд (Куммер П.И., Коптева Т.В. Электронные системы автоматики на зарубежных железных дорогах. - М.: Транспорт, 1990. - С.8 11, 38 - 45). Контроль занятости ж.д. пути осуществляется с помощью путевых точечных датчиков, применение которых существенно расширяет возможности устройств контроля и автоматизации, в частности, позволяет подсчитывать число прошедших через датчик осей, на основе этой информации рассчитывать скорость поезда, определять момент включения переездной сигнализации и т.д. и содержащего по аналогии с предложенным устройством счетчики осей, выходной блок и блок питания. Известны также некоторые конструкции путевых датчиков (Куммер П.И., Ковалев А,Г., Коптева Т.В., Аветикян Г.А. Железнодорожная автоматика за рубежом. - М.: Транспорт, 1985. С.138 - 143). Там же содержится указание на то, что для реверсивного счета осей необходимо установить на расстоянии 50 - 70мм друг от друга два точечных датчика. Приводится описание путевых блокировок, основанных на использовании счетчиков осей. Известно также устройство для контроля прибывающих составов (А.с. СССР №492414, кл. B61L21/06, 1975), которое содержит на станции отправления блок управления, выход которого соединен с выходным светофором, а вход - с выходом приемника, подключенного к одному из концов линии связи, на станции приема блок отсчета осей, входы которого подключены к точечным путевым датчикам, а один из выходов к первому входу двоичного счетчика, кнопочный манипулятор один выход которого через промежуточный накопитель соединен с одним из входов преобразователя кода, а другой выход - с одним из входов регистрирующего индикатора, формирователь сигналов, передатчик, подключенный к другому концу линии связи, при этом оно дополнительно содержит на станции приема блок сравнения и дешифратор, при этом один вход блока сравнения соединен с другим выходом блока отсчета, другой вход - с выходом двоичного счетчика, один выход - с другим входом преобразователя кода, другой выход - с одним из входов дешифратора, третий выход - с одним из входов передатчика, а четвертый выход - с входным светофором, выход преобразователя кода подключен ко второму входу двоичного счетчика, другой вход дешифратора соединен с третьим выходом кнопочного манипулятора, первый выход - с другим входом регистрирующего индикатора, а второй выход через формирователь сигналов - с другим входом передатчика. Общими признаками известного устройства с заявленным является наличие точечных путевых датчиков блока счета осей, блока сравнения, выходного блока и блока питания. Усовершенствованием известного решения является устройство контроля полноты прибывания составов (А.с. СССР №779142, кл. B61L21/06, 1980), которое дополнительно снабжено соединенным двумя входами с точечными путевыми датчиками анализатором направления движения, третий вход которого соединен с выходом блока сравнения, один выход подключен к входу блока счета осей, выход которого соединен с входом промежуточного накопителя. Устройство для контроля полноты прибывающих составов в принципе может быть использовано для контроля занятости пути и в таком виде оно рассматривается далее. Объясняется это тем, что с его помощью можно определять и сравнивать число осей вагонов, вошедших на контролируемый участок и вышедших с него. Все представленные аналоги, в том числе и прототип, имеют общий существенный недостаток, заключающийся в том, что с их помощью можно контролировать только проходной или тупиковый участок ж.д. пути, в то время, как на практике возникает необходимость контроля занятости участков с несколькими входными - выходными путями. Например, участок с одним стрелочным переводом имеет три входных - выходных пути. Невозможность осуществления необходимого контроля объясняется тем, что известные устройства позволяют контролировать только сквозной или тупиковый пути. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать устройство контроля занятости железнодорожного пути, в котором введение новых элементов и их взаимосвязь, позволило бы контролировать участок, имеющий любое количество входных и выходных путей, движение по которым может осуществляться в обоих направлениях и за счет этого снизить количество блоков и элементов, которые потребовались бы для решения этой же задачи известными способами. Поставленная задача решается тем. что в устройство контроля занятости железнодорожного пути, содержащее точечные путевые датчики, анализаторы направления движения, блок счета количества осей, блок сравнения, выходной блок, блок питания согласно изобретению дополнительно введены три логических элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй счетчики осей, составляющие блок счета, при этом первые выходы анализаторов направления движения подключены к входам первого логического элемента ИЛИ-НЕ, вторые выходы анализаторов направления движения подключены к входам второго логического элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к счетному входу первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к счетному входу второго счетчика, двоичные выходы обоих счетчиков поразрядно подключены к входам блока сравнения, к выходу которого подключен вход выходного блока, первый вход третьего элемента ИЛИ-НЕ подключен к кнопке ручного сброса содержимого счетчиков, первый выход выходного блока подключен ко второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входам сброса содержимого всех счетчиков, а второй выход выходного блока использован для получения информации о занятости контролируемого участка. Использование в предлагаемом устройстве первого и второго элементов ИЛИ-НЕ позволяет накапливать в десятичных счетчиках информацию о количестве осей, вошедших на контролируемый участок по любому пути и количество осей, вышедших с участка также по любому пути, а использование третьего элемента ИЛИ-НЕ позволяет осуществлять сброс содержимого счетчиков как в случае совпадения записанных в них чисел, так и по ручной команде при любых числах, записанных в счетчиках, что обеспечивает автоматический контроль занятости контролируемого участка и подготовку устройства к новому циклу работы, так и обнуление счетчиков по ручной команде в случае неправильной работы датчиков или анализаторов направления движения. На фиг.1 представлена структурная схема устройства контроля занятости; на фиг.2 принципиальная схема устройства; на фиг.3 расположение точечных путевых датчиков, позволяющее контролировать различные типовые участки пути, в том числе: а -участка тупикового пути, б - проходного участка пути, в - участка с одним стрелочным переводом, г - участка с тремя стрелочными переводами. Устройство (см. фиг.1) содержит путевые точечные датчики любой конструкции (описанные в упомянутой ранее книге "Железнодорожная автоматика за рубежом"), расположенные 50 70мм друг от друга, что необходимо для реверсивного счета осей. Датчики снабжены элементами крепления к рельсам (на фиг.1 не показаны) и установлены попарно на входных и выходных путях контролируемого участка 1. Принято, что в данный момент времени на контролируемом участке 1 может быть только один состав. Датчики на схеме представлены поз.2 - 11. Выходы точечных датчиков 10 и 11 подключены к анализатору направления движения 12, выходы 8 и 9 - к анализатору 13 и т.д. В качестве анализаторов направлена движения может быть использована любая из известных схем, например, описанная в статье "Автоматизация взвешивания на заводе "Азовсталь" (Зайцев B.C., Клафас Ф.В. Кошевая Л.П. Журнал "Механизация и автоматизация производства", №12, 1968). Принятая система расположения датчиков предполагает, что при входе осей на контролируемый участок вначале срабатывают датчики, у которых четный номер, а затем датчики, у которых нечетный номер. При выходе осей с контролируемого участка датчики срабатывают в обратном порядке. Выходы анализаторов направления движения подключены ко входам логических элементов ИЛИ-НЕ, в качестве которых могут быть использованы, например микросхемы 133ЛЕ3. Ко входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ 17 подключены выходы анализаторов направления движения, на которых появляется сигнал при срабатывании вначале датчиков 2, затем 3. затем 5, 6, затем 7 и т.д. (условное направление движения "вперед" - В). Ко входу второго логического элемента ИЛИНЕ 18 подключены выходы анализаторов направления движения, на которых появляется сигнал при срабатывании вначале датчиков 3 затем 2, 5, затем 4, т.е. при условном направлении движения назад. Выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен ко входу счетчика 19, подсчитывающего количество осей подвижного состава, вошедших на контролируемый участок по любому пути, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен ко входу счетчика 20, подсчитывающего количество осей, вышедших с контролируемого участка также по любому пути. В качестве счетчиков осей предлагается использовать трехразрядные счетчики, собранные на микросхемах К155ИЕ6. Двоичные выходы счетчиков 19, 20 подключены к входам блока сравнения 21, выполненных на микросхемах К134СП1, выходы которого подключены к входам выходного блока 22, содержащего одновибратор К155АГЗ и транзисторный ключ, нагрузкой которого является реле, которое формирует первый выход выходного блока 22, другой выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ-НЕ (23), ко второму входу которого подключена кнопка ручного сброса ("сброс") 24, а выход третьего элемента ИЛИ--НЕ подключен ко входам сброса всех счетчиков. На фиг.2 показана принципиальная схема устройства как один из возможных вариантов его реализации. Микросхемы 25 и 26 представляют собой первый и второй элементы ИЛИ-НЕ. На входы элемента 25 поступают сигналы от анализаторов направления движения, фиксирующих направление движения вагонов "Вперед", на входы элемента 26 поступают сигналы от анализаторов направления движения, фиксирующих направление движения вагонов "назад". Сигналы от микросхем 25 и 26 поступают на входы трехразрядных счетчиков, собранных на микросхемах 27, 28, 29 и 30, 31, 32 соответственно. Применение трехразрядных счетчиков позволяет подсчитывать до 999 осей вагонов, входящих на контролируемый участок или выходящих с него. Это соответствует 249 четырехосным вагонам, что позволяет контролировать участки железнодорожного пути значительной протяженности. Сигналы от счетчиков поразрядно подаются на блок сравнения, выполненный на микросхемах 33, 34, 35. Блок сравнения формирует сигнал занятости железнодорожного пути, если содержимое счетчика, собранного на микросхемах 27, 28, 29 не соответствует содержимому счетчика, собранного на микросхемах 30, 31, 32. Микросхемы 33, 34, 35 включены по схеме с поразрядным переносом результата сравнения, что позволяет снимать сигнал о занятости участка только с микросхемы 33. В случае несовпадения содержимого счетчиков сигнал низкого уровня с микросхемы 33 поступает на вход микросхемы 36 (К155АГЗ), которая в этом случае не запускается. Этот же сигнал низкого уровня поступает через резистор 37 на транзистор 38, запирая его. Обмотка реле 39 обесточивается, нормально открытый контакт 40 разомкнут, нормально замкнутый контакт 41 замкнут. Горит красный светодиод 42, сигнализируя о занятости участка. Если содержимое счетчиков одинаково, то на выходе микросхемы 33 появляется сигнал высокого уровня. Запускается одновибратор 36, формируя импульс низкого уровня длительностью 10мкс, поступающий на вход третьего элемента ИЛИ-НЕ 23, который формирует импульс сброса счетчиков 27 - 32. Счетчики обнуляются, на выходе микросхемы 33 сохраняется сигнал высокого уровня. Транзистор 38 открывается, реле 39 срабатывает, диод 42 гаснет, загорается диод 43 зеленого свечения, сигнализируя о том, что контролируемый участок свободен.