Устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации и комплекс контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации

Авторы патента:

Полезные модели относятся к средствам автоматизации на железнодорожном транспорте, в частности, к системам автоматической локомотивной сигнализации и может быть использованы преимущественно в системах контроля кодирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации. Технический в повышении информативности регистрируемых сигналов за счет записи на съемный носитель памяти устройства регистрации синхронизированных по времени сигналов автоматической сигнализации от локомотивных приемных катушек и CAN-сообщений от устройства локомотивной безопасности. Использование устройства регистрации в комплексе контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации позволяет повысить достоверность контроля кодирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации рельсовыми цепями и локомотивным устройством безопасности. В части устройства регистрации это достигается тем, что другие информационные входы микроконтроллера устройства подключены через блок согласования ко второму входу устройства, предназначенного для подключения к CAN-шине локомотивного устройства безопасности, а программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек. В части комплекса - за счет того, что в него введен блок памяти, вход/выход которого подключен к соответствующему выходу/входу центрального процессора, в качестве устройства регистрации используют предлагаемое устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации, при этом программное обеспечение центрального процессора устройства дешифрации выполнено с возможностью выделения сигналов автоматической системы сигнализации из CAN-сообщений и одновременного визуального представления на мониторе блока отображения синхронизированных по времени сигналов автоматической системы сигнализации от локомотивных приемных катушек и локомотивного устройства безопасности. 1 ил.

Известно устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), содержащее блок управления, приемные катушки аппаратуры АЛСН, к которым подключена локомотивная аппаратура дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой дешифратор кода АЛСН, блок сравнения, оперативное запоминающее устройство с функцией цифровой линии задержки сигнала, датчик угла поворота для регистрации пройденного локомотивом пути, блок задания режима, выполненный в виде клавиатуры, индикатор, энергонезависимую память устройства хранения кодовых сигналов, таймер и блок интерфейсов (RU 2317589 C1, G07C 5/00, B61L 25/06, 20.02.2008).

Известное устройство осуществляет регистрацию кодовых сигналов АЛСН в рельсовых цепях в моменты сбоев локомотивной аппаратуры дешифрации кодовых сигналов АЛСН, что позволяет с большей достоверностью выявить причины сбоев в рельсовых цепях. Однако известное устройство не позволяет регистрировать сигналы автоматической системы сигнализации, кодированные локомотивным устройством безопасности, управляющим безопасностью движения локомотива.

Известна система регистрации и дешифрации сигналов автоблокировки с тональными рельсовыми цепями (АБТ) и автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), регистрирующая во время работы мгновенное значение сигналов тональных рельсовых цепей, время события, географическую координату и скорость движения с последующей дешифрацией сигналов для выявления проблемных участков пути (http://www.micromax.ru/catalog/product.shtml/rewrite/i/21:1-1:1).

Известная система включает установленный на локомотиве регистратор сигналов со съемным носителем памяти для записи сигналов автоблокировки с тональными-рельсовыми цепями (АБТ) и автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) непосредственно с датчиков/катушек с привязкой местоположения фрагмента записи по сигналам системы глобального позиционирования и стационарное устройство дешифрации данных, включающее центральный процессор с блоком отображения, блоком считывания данных съемного носителя памяти устройства регистрации и блоком ввода-вывода.

Регистратор сигналов известной системы является наиболее близким аналогом предлагаемого регистратора сигналов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого комплекса контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации является известная система регистрации и дешифрации.

Однако известная система не позволяет анализировать работоспособность локомотивных устройств безопасности. Кроме того, известная система обладает низкой информативностью, так как фиксирует только частоты сигналов АЛСН.

Решаемая задача заключается в создании устройства для регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации и комплекса контроля кодирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивающих возможность анализа работоспособности локомотивного устройства безопасности и состояния рельсовой цепи.

Технический результат в части устройства регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации заключается в повышении информативности регистрируемых сигналов за счет записи на съемный носитель памяти синхронизированных по времени сигналов автоматической сигнализации от локомотивных приемных катушек и CAN-сообщений от устройства локомотивной безопасности.

Это достигается тем, что в устройстве регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации содержит установленные в корпусе микроконтроллер, блок аналого-цифрового преобразования, включенный между первым входом устройства, предназначенным для подключения устройства к выводам локомотивных катушек приема сигналов системы автоматической локомотивной сигнализации, и первым информационным входом микроконтроллера, соответствующими выходами подключенного к входам съемного носителя памяти и блока индикации, элементы индикации которого расположены на лицевой панели корпуса, и блок питания, при этом другие информационные входы микроконтроллера подключены через блок согласования ко второму входу устройства, предназначенному для подключения к CAN-шине локомотивного устройства безопасности, а программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек.

Блок аналого-цифрового преобразования включает последовательно соединенные делитель и аналого-цифровой преобразователь, при этом входы делителя подключены к первому входу устройства, а выход аналого-цифрового преобразователя - к первому информационному входу микроконтроллера.

Блок сопряжения включает последовательно соединенные CAN-формирователь и гальваническую развязку, при этом CAN-формирователь подключен ко второму входу устройства, а выходы гальванической развязки - к другим информационным входам микроконтроллера.

Съемный носитель памяти выполнен в виде карты памяти и подключен к MCI-порту микроконтроллера.

Устройство может включать сторожевой таймер, выходом подключенный к RST-порту микроконтроллера.

Блок индикации включает элемент индикации питания, элемент индикации записи CAN-сообщений на съемный блок памяти и элемент индикации записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель памяти.

Технический результат в части комплекса контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации заключается в повышении достоверности контроля кодирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации рельсовыми цепями и локомотивным устройством безопасности.

Технический результат достигается тем, что в комплексе контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации, содержащим установленный на локомотиве с бортовым локомотивным устройством безопасности устройство регистрации и стационарное устройство дешифрации данных, включающее центральный процессор с блоком отображения, блоком считывания данных съемного носителя памяти устройства регистрации и блоком ввода-вывода, введен блок памяти, вход/выход которого подключен к соответствующему выходу/входу центрального процессора, в качестве устройства регистрации используют предлагаемое устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации, при этом программное обеспечение центрального процессора устройства дешифрации выполнено с возможностью выделения сигналов автоматической системы сигнализации из CAN-сообщений и одновременного визуального представления на мониторе блока отображения синхронизированных по времени сигналов автоматической системы сигнализации от локомотивных приемных катушек и локомотивного устройства безопасности.

В одном из вариантов выполнения стационарное устройство дешифрации включает последовательно соединенные блок анализа и блок принятия решения, вход которого подключен к соответствующему выходу центрального процессора, другим входом/выходом соединенного с выходом/входом блока анализа.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема комплекса контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации.

Комплекс контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации включает установленное на локомотиве устройство 1 регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации, содержащий установленные в корпусе микроконтроллер 2, блок 3 аналого-цифрового преобразования, включенный между первым входом 4 устройства 1 и первым информационным входом микроконтроллера 2, соответствующими выходами подключенного к входам съемного носителя 5 памяти и блока 6 индикации, элементы индикации которого размещены на лицевой панели корпуса. Второй информационный вход микроконтроллера 2 подключен через блок 7 согласования ко второму входу 8 устройства 1. Регистратор включает также блок 9 питания.

При этом первый вход 4 устройства 1 регистрации подключен к выводам локомотивных приемных катушек 10, а второй вход 8 - к CAN-шине установленного на локомотиве локомотивного устройства 11 безопасности, соответствующий вход которого подключен к выводам локомотивных приемных катушек 10. Программное обеспечение микроконтроллера 2 выполнено с возможностью регистрации на носитель 5 памяти CAN-сообщений, синхронизированных по времени с сигналами автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных катушек 10.

Блок 3 аналого-цифрового преобразования включает последовательно соединенные делитель с высоким входным сопротивлением и аналого-цифровой преобразователь (на чертеже не показаны). При этом входы делителя подключены к первому входу 4 устройства 1, а выход аналого-цифрового преобразователя - к первому информационному входу микроконтроллера 2. Такое выполнение блока 3 аналого-цифрового преобразования позволяет исключить влияние устройства 1 регистрации на прием устройством 11 безопасности сигналов системы автоматической локомотивной сигнализации с локомотивных катушек 10.

Блок 7 сопряжения выполнен в виде последовательно соединенных CAN-формирователя и гальванической развязки (на чертеже не показаны). При этом CAN-формирователь подключен ко второму входу 8 устройства 1 регистрации, а выходы гальванической развязки - к другим информационным входам микроконтроллера 2. Такое выполнение блока 7 согласования в случае внутреннего обрыва или внутреннего короткого замыкания исключает влияние на подключенные внешние цепи питания устройства 11 безопасности и обеспечивает согласование уровней напряжения входных сигналов и напряжения микроконтроллера 2.

Съемный носитель 5 памяти выполнен в виде карты памяти и подключен к MCI-порту микроконтроллера 2.

Для осуществления перезапуска микроконтроллера 2 в случае программного зависания в процессе функционирования в устройство 1 регистрации сигналов автоматической локомотивной системы сигнализации введен сторожевой таймер (на чертеже не показан), подключенный выходом к RST-порту микроконтроллера 2.

Блок 6 индикации включает элементы индикации питания, записи CAN-сообщений сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель 5 памяти и записи.

Для удобства извлечения съемного носителя 5 корпус устройства в месте расположения носителя 5 памяти выполнен с отверстием, снабженным защитной крышкой.

Комплекс контроля кодирования сигналов автоматической локомотивной системы сигнализации содержит также стационарное устройство 12 дешифрации данных съемного носителя 5 памяти устройства 1 регистрации, включающее центральный процессор 13 с блоком 14 отображения, блоком 15 считывания данных съемного носителя 5 памяти, блоком 16 ввода/вывода и блок 17 памяти. При этом программное обеспечение центрального процессора 13 выполнено с возможностью выделения сигналов автоматической системы сигнализации из CAN-сообщений и одновременного визуального представления на мониторе блока отображения синхронизированных по времени сигналов автоматической системы сигнализации от локомотивных приемных катушек 10 и локомотивного устройства 11 безопасности.

В одном из вариантов выполнения комплекса устройство 12 дешифрации дополнительно включает последовательно соединенные блок 18 анализа и блок 19 принятия решения, вход которого подключен к соответствующему выходу центрального процессора 13, другим входом/выходом соединенного с выходом/входом блока 18 анализа.

Комплекс контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации работает следующим образом.

По ходу локомотива локомотивные приемные катушки 10 передают сигналы рельсовой цепи в локомотивное устройство 11 безопасности, установленное на локомотиве. В качестве локомотивного устройства 11 безопасности используют комплексное локомотивное устройство безопасности типов КЛУБ-У, КЛУБ-УП, безопасный локомотивный объединенный комплекс типов БЛОК, БЛОК-М, ДКСВ-М.

Одновременно сигналы приемных 1 катушек АЛСН поступают на вход блока 3 аналого-цифрового преобразования, который декодирует сигнал от приемных катушек 10 в цифровой код и передает его на первый информационный вход микроконтроллера 2. На другие информационные входы микроконтроллера 2 через блок 7 сопряжения поступают CAN сообщения с локомотивного устройства 11 безопасности.

Микроконтроллер 2 осуществляет управление индикацией о состоянии функционирования устройства 1, приемом входных данных от аналого-цифрового преобразователя сигналов приемных катушек 10 и сопряжения 7, передачей полученных данных для записи на съемный носитель 5 памяти.

Блок 6 индикации включает три светодиода, расположенные на лицевой панели прибора: зеленый, желтый и красный.

Светодиоды блока 6 определяют следующие признаки функционирования устройства 1:

- зеленый светодиод при свечении с небольшим мерцанием - включение блока 9 питания, устройство готово к работе;

- желтый светодиод в режиме мигания сигнализирует о записи CAN-сообщений на съемный носитель 5 памяти;

- красный светодиод в режиме мигания сигнализирует о записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации с приемных катушек 10 на съемный носитель 5 памяти;

- режим мигания одновременно трех светодиодов с периодом большой длительности означает ошибку съемного носителя 5 памяти или его отсутствие, что требует замены его или установки.

После поездки съемный носитель 5 памяти подключают через устройство 15 считывания к центральному процессору 13. Центральный процессор 13 из CAN-сообщений устройства локомотивной безопасности выделяет информацию о сигналах автоматической локомотивной сигнализации и осуществляет преобразование информации о сигналах автоматической локомотивной сигнализации как от приемных катушек 10, так и от устройства 1 локомотивной безопасности для их визуального представления на экране монитора блока 14 отображения. Визуальное представление синхронизированных по времени сигналов автоматической системы сигнализации от локомотивных приемных катушек 10 и локомотивного устройства 1 безопасности позволяет с наибольшей достоверностью контролировать качество кодирования рельсовых цепей, а также работу напольных устройств системы автоматической сигнализации и бортового устройства безопасности, причинами которых может быть искажения кодовых импульсов, а именно, искажения временных параметров, амплитудные искажения, заполнение интервалов кода от посторонних источников и т.д.

Кроме того, центральный процессор 13 из CAN-сообщений одновременно с информацией о сигналах автоматической локомотивной сигнализации выделяет данные о координате пути исследуемого участка, что позволяет при обнаружении неисправности в работе напольных устройств системы автоматической локомотивной сигнализации определить местоположение неисправной рельсовой цепи.

Данные о результатах визуального анализа оператор посредством блока 16 ввода/вывода вводит в процессор 13, который передает их в блок 17 памяти одновременно с информацией о неисправностях характерные для них сигналы автоматической локомотивной сигнализации.

По мере накопления информации о неисправностях и характерных для них сигналов автоматической локомотивной сигнализации возможен вариант выполнения комплекса, позволяющего в автоматическом режиме принимать решения о выявленных неисправностях. В этом случае центральный процессор 13 считанные с носителя 5 сигналы автоматической сигнализации непосредственно от локомотивных приемных катушек и устройства 11 локомотивной безопасности направляет в блок 18 анализа. В случае наличия искажений в полученных сигналах блок 18 анализа формирует соответствующую команду центральному процессору 13, в соответствии с которой процессор 13 запрашивает данные блока 17 памяти и направляет их в блок 18 анализа. В блоке 18 анализа считанные с носителя сигналы сравниваются с сигналами блока 17 памяти и при совпадении сигналов выявляют характерную для таких сигналов неисправность при кодировании сигналов автоматической сигнализации либо устройств системы автоматической локомотивной сигнализации, либо локомотивного устройства 11 безопасности. Блок 18 направляет результаты анализа в блок 19 принятия решения, который выдает соответствующие рекомендации для устранения выявленных нарушений.

1. Устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации, содержащий установленные в корпусе микроконтроллер, блок аналого-цифрового преобразования, включенный между первым входом устройства, предназначенным для подключения устройства к выводам локомотивных катушек приема сигналов системы автоматической локомотивной сигнализации, и первым информационным входом микроконтроллера, соответствующими выходами подключенного к входам съемного носителя памяти и блока индикации, элементы индикации которого расположены на лицевой панели корпуса, и блок питания, отличающееся тем, что другие информационные входы микроконтроллера подключены через блок согласования ко второму входу устройства, предназначенного для подключения к CAN-шине локомотивного устройства безопасности, а программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок аналого-цифрового преобразования включает последовательно соединенные делитель и аналого-цифровой преобразователь, при этом входы делителя подключены к первому входу устройства, а выход аналого-цифрового преобразователя - к первому информационному входу микроконтроллера.

3. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что блок сопряжения включает последовательно соединенные CAN формирователь и гальваническую развязку, при этом CAN формирователь подключен ко второму входу устройства, а выходы гальванической развязки - к другим информационным входам микроконтроллера.

4. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что съемный носитель памяти выполнен в виде карты памяти и подключен к MCI-порту микроконтроллера.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что съемный носитель памяти выполнен в виде карты памяти и подключен к MCI-порту микроконтроллера.

6. Устройство по любому из пп.1, 2 или 5, отличающееся тем, что введен сторожевой таймер, выходом подключенный к RST-порту микроконтроллера.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что введен сторожевой таймер, выходом подключенный к RST-порту микроконтроллера.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что введен сторожевой таймер, выходом подключенный к RST-порту микроконтроллера.

9. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7 или 8, отличающееся тем, что блок индикации включает элемент индикации питания, элемент индикации записи CAN-сообщений на съемный блок памяти и элемент индикации записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель памяти.

10. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок индикации включает элемент индикации питания, элемент индикации записи CAN-сообщений на съемный носитель памяти и элемент индикации записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель памяти.

11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок индикации включает элемент индикации питания, элемент индикации записи CAN-сообщений на съемный носитель памяти и элемент индикации записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель памяти.

12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок индикации включает элемент индикации питания, элемент индикации записи CAN-сообщений на съемный носитель памяти и элемент индикации записи сигналов автоматической локомотивной сигнализации на съемный носитель памяти.

13. Комплекс контроля кодирования сигналов автоматической системы сигнализации, содержащий установленный на локомотиве с бортовым локомотивным устройством безопасности устройство регистрации и стационарное устройство дешифрации данных, включающее центральный процессор с блоком отображения, блоком считывания данных съемного носителя памяти устройства регистрации и блоком ввода-вывода, отличающийся тем, что в него введен блок памяти, вход/выход которого подключен к соответствующему выходу/входу центрального процессора, в качестве устройства регистрации используют устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации по пп.1-12, при этом программное обеспечение центрального процессора устройства дешифрации выполнено с возможностью выделения сигналов автоматической системы сигнализации из CAN-сообщений и одновременного визуального представления на мониторе блока отображения синхронизированных по времени сигналов автоматической системы сигнализации от локомотивных приемных катушек и локомотивного устройства безопасности.

14. Комплекс по п.13, отличающийся тем, что в устройство дешифрации введены последовательно соединенные блок анализа и блок принятия решения, вход которого подключен к соответствующему выходу центрального процессора, другим входом/выходом соединенного с выходом/входом блока анализа.