RU2273567C1 - System to control movement of passenger electric locomotive - Google Patents
System to control movement of passenger electric locomotive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273567C1 RU2273567C1 RU2004128726/11A RU2004128726A RU2273567C1 RU 2273567 C1 RU2273567 C1 RU 2273567C1 RU 2004128726/11 A RU2004128726/11 A RU 2004128726/11A RU 2004128726 A RU2004128726 A RU 2004128726A RU 2273567 C1 RU2273567 C1 RU 2273567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- control
- output
- input
- traction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для автоматизации управления движением пассажирских электровозов.The invention relates to railway transport and can be used to automate the movement of passenger electric locomotives.
Известно устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, датчик меток времени, датчик давления в тормозной магистрали, выход датчика пути и скорости подключен к входам блока определения пройденного пути и блока определения скорости, второй вход блока определения скорости соединен с выходом датчика меток времени, входом блока определения текущего времени и входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходами элемента задания режима ручного управления и порогового элемента, выход элемента И соединен с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока определения пройденного пути, а выход - с входом управления регистратора. Информационные входы регистратора соединены с выходами датчика давления в тормозной магистрали, блока определения текущего времени и блока определения скорости. Выход блока определения скорости связан также с входом порогового элемента (см. RU 2041100, B 61 L 25/02, 1995).A device for recording parameters of a train’s movement, comprising a track and speed sensor, a time stamp sensor, a brake pressure sensor, a track and speed sensor output is connected to the inputs of a track distance determination unit and a speed determination unit, a second input of a speed determination unit is connected to a sensor output time stamps, the input of the current time determination unit and the input of the AND element, the second input of the AND element is connected to the outputs of the manual control mode setting element and the threshold element, the output of the This AND is connected to the input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the unit for determining the distance traveled, and the output to the control input of the registrar. Information inputs of the recorder are connected to the outputs of the brake pressure sensor, current time determination unit and speed determination unit. The output of the speed determination unit is also connected to the input of the threshold element (see RU 2041100, B 61 L 25/02, 1995).
Известное устройство позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении.The known device allows the driver to have operational information about the parameters of the movement of the train, the state of its braking system in the parking lot and during movement.
Однако это устройство не позволяет осуществлять автоматизированное управление движением пассажирского электровоза.However, this device does not allow automated control of the movement of a passenger electric locomotive.
Наиболее близкой по технической сущности является система управления движением электропоезда, содержащая датчик пути и скорости, выход которого подключен к блоку определения скорости, генератор временных меток, выход которого подключен к блоку определения текущего времени и второму входу блока определения скорости, датчик давления, установленный на тормозной магистрали, пульт управления, подключенный к цепям управления электропоезда, блок управления режимом тяги и блок управления режимом торможения, вычислительный блок, блок памяти, тактовый генератор, контроллер, два дешифратора, блок управления, три блока сопряжения, блок индикации и блок речевого информатора, причем блок определения скорости, генератор временных меток, блок определения текущего времени и пульт управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам первого блока сопряжения, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, к второму, третьему и четвертому входам которого подключены соответственно блок управления, блок памяти и тактовый генератор, причем тактовый генератор соединен с шестым входом первого блока сопряжения, блок управления через контроллер подключен к блоку памяти, первый выход вычислительного блока через второй блок сопряжения соединен с блоком индикации, второй выход вычислительного блока через третий блок сопряжения соединен с блоком речевого информатора, третий выход вычислительного блока через первый дешифратор подключен к блоку управления режимом тяги, четвертый выход вычислительного блока через второй дешифратор подключен к блоку управления режимом торможения, выходы блока управления режимом тяги, блока управления режимом торможения подключены к цепям управления электропоезда, выход блока управления режимом тяги подключен также к седьмому входу первого блока сопряжения (см. RU 2213669, B 60 L 15/40, B 61 L 3/20, 2003).The closest in technical essence is a system for controlling the movement of an electric train containing a track and speed sensor, the output of which is connected to a speed determination unit, a time stamp generator, the output of which is connected to a current time determination unit and a second input of a speed determination unit, a pressure sensor mounted on the brake highways, a control panel connected to the control circuits of the electric train, a control unit for traction mode and a control unit for braking mode, a computing unit, a memory unit, a clock generator, a controller, two decoders, a control unit, three interface units, an indication unit and a voice informant unit, the speed determining unit, the time stamp generator, the current time determining unit, and the control panel being connected to the first, second, third, fourth, and fifth, respectively the inputs of the first interface unit, the output of which is connected to the first input of the computing unit, to the second, third and fourth inputs of which are connected, respectively, the control unit, memory unit and clock or, moreover, the clock generator is connected to the sixth input of the first interface unit, the control unit through the controller is connected to the memory unit, the first output of the computing unit through the second interface unit is connected to the display unit, the second output of the computing unit through the third interface unit is connected to the voice informant unit, the third the output of the computing unit through the first decoder is connected to the thrust control unit, the fourth output of the computing unit through the second decoder is connected to the mode control unit braking, outputs of the traction mode control unit, braking mode control unit are connected to electric train control circuits, the output of the traction mode control unit is also connected to the seventh input of the first interface unit (see RU 2213669, B 60 L 15/40, B 61 L 3/20, 2003).
Однако это устройство не позволяет осуществлять автоматизированное управление движением пассажирского электровоза с расчетом энергооптимального режима движения в реальном времени с учетом сложившейся поездной обстановки, поскольку в прототипе расчет оптимальной траектории производится предварительно на АРМе и не учитывает временные ограничения скорости, задержку в движении по запрещающим показаниям светофоров, задержки по отправлению. Прототип также на позволяет управлять пневматическими тормозами электровоза и поезда и не обеспечивает набор позиций контроллера с контролем допустимых токов на тяговых двигателях.However, this device does not allow automated control of the movement of a passenger electric locomotive with the calculation of the energy-optimal driving mode in real time, taking into account the prevailing train situation, since in the prototype the optimal trajectory is calculated previously on the workstation and does not take into account time limits of speed, traffic delay due to prohibitory indications of traffic lights, delays in departure. The prototype also makes it possible to control the pneumatic brakes of an electric locomotive and a train and does not provide a set of controller positions with the control of permissible currents on traction motors.
Предлагается новое устройство, технический результат которого заключается в автоматизации управления движением пассажирского поезда, включая пуск и разгон с контролем допустимого тока на тяговых двигателях, расчет в реальном времени режима ведения поезда на перегонах в зависимости от реальной поездной обстановки на участке и автоматическую реализацию этого режима, подтормаживание при выполнении ограничений скорости, точное торможение под сигналы, требующие снижения скорости (желтый, красно-желтый сигналы локомотивного светофора) как электропневматическими, электродинамическими, так и пневматическими тормозами электровоза и поезда, а также отображение информации о текущей и оптимальной динамике движения пассажирского поезда.A new device is proposed, the technical result of which is to automate the control of the movement of a passenger train, including starting and accelerating with control of the permissible current on traction engines, real-time calculation of the train driving mode on hauls depending on the real train situation on the site and the automatic implementation of this mode, braking when speed limits are met, accurate braking for signals requiring speed reduction (yellow, red-yellow locomotive traffic signals) to to the electro-pneumatic, electro- and pneumatic brakes and electric trains, as well as displaying information about the current and optimum driving dynamics of a passenger train.
Технический результат заключается также в повышении точности выполнения графика движения поезда, в снижении расхода электроэнергии на тягу пассажирского поезда, в повышении безопасности движения, в снижении психофизиологической нагрузки на машиниста пассажирского электровоза.The technical result is also to increase the accuracy of the execution of the train schedule, to reduce the energy consumption for traction of a passenger train, to increase traffic safety, to reduce the psychophysiological load on the driver of a passenger electric locomotive.
Технический результат достигается тем, что в систему управления движением пассажирского электровоза, содержащую датчик пути и скорости, выход которого подключен к блоку определения скорости, генератор временных меток, выход которого подключен к блоку определения текущего времени и второму входу блока определения скорости, датчик давления, установленный на тормозном цилиндре, пульт управления, подключенный к цепям управления электровоза, блок управления режимом тяги и блок управления режимом торможения, вычислительный блок, блок памяти, тактовый генератор, контроллер, два дешифратора, блок управления, три блока сопряжения, блок индикации и блок речевого информатора, причем блок определения скорости, генератор временных меток, блок определения текущего времени, датчик давления, пульт управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам первого блока сопряжения, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, к второму, третьему и четвертому входам которого подключены соответственно блок управления, блок памяти и тактовый генератор, причем тактовый генератор соединен с шестым входом первого блока сопряжения, блок управления через контроллер подключен к блоку памяти, первый выход вычислительного блока через второй блок сопряжения соединен с блоком индикации, второй выход вычислительного блока через третий блок сопряжения соединен с блоком речевого информатора, третий выход вычислительного блока через первый дешифратор подключен к блоку управления режимом тяги, четвертый выход вычислительного блока через второй дешифратор подключен к блоку управления режимом торможения, выходы блока управления режимом тяги, блока управления режимом торможения подключены к цепям управления пассажирского электровоза, выход блока управления режимом тяги подключен также к седьмому входу первого блока сопряжения, введены второй датчик давления, блок измерения напряжения в контактной сети и токов на тяговых двигателях, снабженный последовательным портом, вычислительный блок снабжен дополнительным последовательным портом, при этом второй датчик давления, предназначенный для контроля отпуска тормозов со сверхзарядкой тормозной магистрали, установлен на уравнительном резервуаре и подключен к восьмому входу первого блока сопряжения, а блок измерения напряжения в контактной сети и токов на тяговых двигателях через последовательный порт подключен к дополнительному последовательному порту вычислительного блока, который выполнен с возможностью вычисления им оптимального скоростного режима движения в реальном времени, минимизирующего затраченную энергию на тягу.The technical result is achieved by the fact that in the motion control system of a passenger electric locomotive containing a path and speed sensor, the output of which is connected to the speed determination unit, a time stamp generator, the output of which is connected to the current time determination unit and the second input of the speed determination unit, is a pressure sensor installed on the brake cylinder, a control panel connected to an electric locomotive control circuit, a traction control unit and a braking control unit, a computing unit, a memory unit and, a clock generator, a controller, two decoders, a control unit, three pairing units, an indication unit and a voice informant unit, the speed determining unit, the time stamp generator, the current time determining unit, the pressure sensor, and the control panel being connected respectively to the first, second, the third, fourth and fifth inputs of the first interface unit, the output of which is connected to the first input of the computing unit, to the second, third and fourth inputs of which are connected respectively the control unit, the memory unit a clock generator, the clock generator being connected to the sixth input of the first interface unit, the control unit through the controller connected to the memory unit, the first output of the computing unit through the second interface unit connected to the display unit, the second output of the computing unit through the third interface unit connected to the voice informant unit, the third output of the computing unit through the first decoder is connected to the thrust control unit, the fourth output of the computing unit through the second decoder is connected to the unit control board, the outputs of the control unit for traction mode, the control unit for braking mode are connected to the control circuits of a passenger electric locomotive, the output of the control unit for traction mode is also connected to the seventh input of the first interface unit, a second pressure sensor, a unit for measuring voltage in the contact network and currents for traction are introduced engines equipped with a serial port, the computing unit is equipped with an additional serial port, while the second pressure sensor is designed to control vacation brakes with overcharging of the brake line, mounted on the surge tank and connected to the eighth input of the first interface unit, and the unit for measuring voltage in the contact network and currents on traction motors through the serial port is connected to an additional serial port of the computing unit, which is configured to calculate the optimal speed real-time driving mode, minimizing the energy spent on traction.
На чертеже представлена структурная схема системы управления движением пассажирского электровоза.The drawing shows a structural diagram of a traffic control system for a passenger electric locomotive.
Устройство содержит датчик 1 пути и скорости, выход которого подключен к блоку 2 определения скорости, генератор 3 временных меток, выход которого подключен к блоку 4 определения текущего времени и второму входу блока 2 определения скорости, датчики 5 и 23 давления, установленные соответственно на тормозном цилиндре и уравнительном резервуаре, блок 6 измерения напряжения в контактной сети и токов на тяговых двигателях, пульт 7 управления. Блок 2 определения скорости, генератор 3 временных меток, блок 4 определения текущего времени, датчики 5 и 23 давления, пульт 7 управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, восьмому и пятому входам первого блока 8 сопряжения, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока 9, ко второму, третьему и четвертому входам которого подключены соответственно блок 10 управления, блок 11 памяти и тактовый генератор 12, причем тактовый генератор 12 соединен с шестым входом первого блока 8 сопряжения, блок 10 управления через контроллер 13 подключен к блоку памяти, первый выход вычислительного блока 9 через второй блок сопряжения 14 соединен с блоком 15 индикации, второй выход вычислительного блока 9 через третий блок 16 сопряжения соединен с блоком 17 речевого информатора, третий выход вычислительного блока 9 через первый дешифратор 18 подключен к блоку 19 управления режимом тяги, четвертый выход вычислительного блока 9 через второй дешифратор 20 подключен к блоку 21 управления режимом торможения, выходы блока 19 управления режимом тяги, блока 21 управления режимом торможения подключены к цепям 22 управления электровоза, выход блока 19 управления режимом тяги подключен также к седьмому входу первого блока 8 сопряжения. Блок 6 измерения напряжения в контактной сети и токов на тяговых двигателях подключен по последовательному каналу к вычислительному блоку.The device comprises a path and speed sensor 1, the output of which is connected to the speed determination unit 2, a time stamp generator 3, the output of which is connected to the current time determination unit 4 and the second input of the speed determination unit 2, pressure sensors 5 and 23 mounted respectively on the brake cylinder and surge tank, block 6 measuring voltage in the contact network and currents on traction motors, control panel 7. The speed determination unit 2, the time stamp generator 3, the current time determination unit 4, pressure sensors 5 and 23, the control panel 7 are connected respectively to the first, second, third, fourth, eighth and fifth inputs of the first interface unit 8, the output of which is connected to the first the input of the computing unit 9, to the second, third and fourth inputs of which the control unit 10, the memory unit 11 and the clock generator 12 are connected, the clock generator 12 being connected to the sixth input of the first interface unit 8, the control unit 10 through the controller 13 is connected to the memory unit, the first output of the computing unit 9 through the second interface unit 14 is connected to the display unit 15, the second output of the computing unit 9 through the third interface unit 16 is connected to the voice informant unit 17, the third output of the computing unit 9 through the first decoder 18 is connected to the thrust mode control unit 19, the fourth output of the computing unit 9 through the second decoder 20 is connected to the braking mode control unit 21, the outputs of the thrust mode control unit 19, the p control unit 21 the brakes are connected to the electric locomotive control circuits 22, the output of the traction control unit 19 is also connected to the seventh input of the first interface unit 8. Block 6 measuring the voltage in the contact network and currents on traction motors is connected via a serial channel to the computing unit.
Датчик 1 пути и скорости (ДПС) устанавливается на буксу колесной пары пассажирского электровоза и служит для получения последовательности импульсов, частота которых пропорциональна скорости вращения колесной пары и соответственно скорости движения. С осью колесной пары механически связан диск модулятора, который с помощью, например оптопары, преобразует частоту вращения колесной пары в последовательность импульсов. Блок 2 определения скорости вычисляет скорость движения путем подсчета количества импульсов от датчика 1 пути и скорости на заданном интервале времени с последующим умножением на коэффициент, пропорциональный диаметру колеса. Значение интервала времени поступает с выхода генератора 3 временных меток. Генератор 3 временных меток представляет собой кварцевый генератор с делителем частоты. Он формирует стабильное значение интервалов времени, которые поступают в блок 2 определения скорости и в блок 4 определения текущего времени. Блок 4 определения текущего времени выполнен на базе делителей частоты. Он формирует выходной сигнал, представляющий собой код секунд, минут и часов текущего астрономического времени. Датчики 5 и 23 давления устанавливаются на трубопроводе тормозных цилиндров и уравнительном резервуаре. Они представляет собой электромеханические преобразователи давления в электрический сигнал, например, - ток. Блок измерения 6 напряжения в контактной сети и токов на тяговых двигателях устанавливается в высоковольтной камере и состоит из высоковольтного делителя, выход которого поступает на мультиплексор и с его выхода на АЦП и далее на контроллер, каналы измерения токов на тяговых двигателях также заводятся на мультиплексор и оцифровываются АЦП, результаты измерения передаются в вычислительный блок по последовательному каналу. Пульт 7 управления состоит из контроллера машиниста, с помощью которого машинист в ручном режиме управляет пассажирским электровозом в режиме тяги и электродинамического торможения и крана машиниста для управления электропневматическим и пневматическим торможениями. Если машинист принимает решение управлять пассажирским электровозом вручную от указанных органов управления, в первый блок 8 сопряжения поступает соответствующий сигнал и система управления переходит в режим советчика. Кроме того, от пульта 7 управления поступают релейные сигналы о наличии напряжения в контактной сети, о срабатывании автостопа и сигнал о боксовании колесных пар пассажирского электровоза. Также от пульта управления поступают сигналы автоматической локомотивной сигнализации о допустимых скоростях движения, которые формируются штатной системой безопасности и они повторяют сигналы напольных светофоров. Система управления движением пассажирского электровоза с пульта 7 управления получает следующие потенциальные сигналы автоматической локомотивной сигнализации: зеленый огонь - разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь, желтый огонь - разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит один или два желтых огня, красно-желтый огонь - разрешается движение с готовностью остановиться; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит красный огонь, белый огонь указывает, что локомотивные устройства включены, но показания путевых светофоров на локомотивный светофор не передаются. Первый блок 8 сопряжения преобразует сигналы разного вида от блоков 2, 3, 4, 5, 23, 7 и 12 в цифровой код, который по параллельному порту передается в вычислительный блок 9, который построен на базе процессора. Синхронизация работы вычислительного блока 9 и первого блока 8 сопряжения осуществляется от тактового генератора 12. Вычислительный блок 9 (процессор) по заданному алгоритму вырабатывает коды команд для дешифраторов 18, 20 и блоков сопряжения 14, 16. Входные данные в вычислительный блок 9 поступают из блока 11 памяти, а сигналы обратной связи с выхода первого блока 8 сопряжения. Блок 11 памяти выполнен на ППЗУ и предназначен для хранения базы данных для управления движением пассажирским электровозом. Контроллер 13 представляет собой микропроцессорный модуль, обеспечивающий считывание информации из блока 11 памяти в вычислительный блок 9. Блок 10 управления состоит из кнопочной клавиатуры и микроконтроллера, предназначенного для формирования кодовых посылок в вычислительный блок 9. Блок 10 управления служит для задания режимов работы системы и оперативной коррекции параметров управления. Второй и третий блоки 14 и 16 сопряжения предназначены соответственно для управления режимом отображения информации на блоке 15 индикации и для управления режимом выдачи речевой информации блоком 17. Второй блок 14 сопряжения, в частности, может состоять из ОЗУ для хранения информации, ПЗУ знакогенератора и порта ввода данных из вычислительного блока 9, а блок 15 индикации может быть выполнен на основе вакуумного люминесцентного индикатора, содержащего, например, 4 строки по 20 символов. Дешифраторы 18 и 20 состоят из буферных регистров и микроконтроллеров, обеспечивающих преобразование кодов команд вычислительного блока 9 в сигналы управления блоками 19 и 21. На выходе первого дешифратора 18 формируются сигналы управления, соответствующие следующим командам: запрет тяги, набор одной позиции, сброс одной позиции, автоматический набор до ходовой позиции, автоматический сброс до ходовой позиции, автоматический сброс до нулевой позиции, фиксация позиции, набор одной позиции ослабления поля тяговых электродвигателей, сброс одной позиции ослабления поля тяговых электродвигателей. На выходе второго дешифратора 20 формируются сигналы управления соответствующие следующим командам: перекрыша - поддержание установленного в предыдущем такте давления в тормозных цилиндрах в режиме пневматического, электропневматического или электродинамического торможения, тормоз - увеличение давления в тормозных цилиндрах в режиме пневматического, электропневматического или электродинамического торможения, отпуск - уменьшение давления в тормозных цилиндрах в режиме электропневматического или электродинамического торможения, полный отпуск - уменьшение давления до 0 МПа в тормозных цилиндрах в режиме пневматического, электропневматического или электродинамического торможения. Блоки 19, 20 управления режимами тяги и торможения выполнены на ключевых модулях, например твердотельных реле, обеспечивающих подачу напряжения питания в соответствующие цепи 22 управления электровозом. Цепи 22 управления пассажирского электровоза представляют собой контактные группы контроллера и крана машиниста. Блоки 19 и 21 управления режимами тяги и торможения подключены параллельно указанным контактным группам. Тактовый генератор 12 выполнен на основе кварцевого резонатора и служит для синхронизации работы вычислительного блока 9 и первого блока сопряжения 8. Третий блок 16 сопряжения, в частности, может содержать ППЗУ для хранения программы формирования звука, а также звуковые файлы для выдачи речевых сообщений и буферные регистры для сопряжения с блоком процессора, а блок 17 речевого информатора может быть выполнен на основе цифрового сигнального процессора, ЦАП и УНЧ.The sensor 1 of the path and speed (DPS) is installed on the axle box of a wheel pair of a passenger electric locomotive and serves to obtain a sequence of pulses whose frequency is proportional to the speed of rotation of the wheel pair and, accordingly, the speed of movement. A modulator disk is mechanically connected to the axis of the wheel pair, which, using, for example, optocouplers, converts the frequency of rotation of the wheel pair into a sequence of pulses. The speed determination unit 2 calculates the speed of movement by counting the number of pulses from the path sensor 1 and speed for a given time interval, followed by multiplying by a factor proportional to the diameter of the wheel. The value of the time interval comes from the output of the generator 3 time stamps. The time stamp generator 3 is a crystal oscillator with a frequency divider. It forms a stable value of the time intervals that enter the block 2 determine the speed and block 4 determine the current time. Block 4 determining the current time is made on the basis of frequency dividers. It generates an output signal, which is a code of seconds, minutes and hours of the current astronomical time. Pressure sensors 5 and 23 are installed on the brake cylinder pipe and surge tank. They are electromechanical converters of pressure into an electrical signal, for example, current. The measuring unit 6 of the voltage in the contact network and currents on the traction motors is installed in the high-voltage chamber and consists of a high-voltage divider, the output of which goes to the multiplexer and from its output to the ADC and further to the controller, the channels for measuring currents on the traction motors are also fed to the multiplexer and digitized ADC, the measurement results are transmitted to the computing unit via a serial channel. The control panel 7 consists of a driver’s controller, with which the driver manually controls a passenger electric locomotive in traction and electrodynamic braking and the driver’s crane to control electro-pneumatic and pneumatic braking. If the driver decides to control the passenger electric locomotive manually from the specified controls, the corresponding signal is sent to the first interface unit 8 and the control system goes into adviser mode. In addition, from the control panel 7 relay signals are received about the presence of voltage in the contact network, about the operation of the hitchhiking and a signal about the boxing of the wheelsets of a passenger electric locomotive. Also, signals from the automatic locomotive signaling of permissible speeds are generated from the control panel, which are formed by the standard safety system and they repeat the signals of outdoor traffic lights. The control system for the movement of a passenger electric locomotive from the control panel 7 receives the following potential signals of an automatic locomotive alarm: green light - movement is allowed; at the traffic light to which the train is approaching, a green light burns, yellow light - movement is allowed; at the traffic light to which the train is approaching, one or two yellow lights are on, red and yellow lights are allowed to move with a willingness to stop; at the traffic light to which the train is approaching, a red light is on, a white light indicates that the locomotive devices are turned on, but the readings of the traffic lights are not transmitted to the locomotive traffic light. The first interface unit 8 converts signals of various types from blocks 2, 3, 4, 5, 23, 7, and 12 into a digital code, which is transmitted via a parallel port to a computing unit 9, which is based on a processor. The synchronization of the operation of the computing unit 9 and the first conjugation unit 8 is carried out from the clock generator 12. The computing unit 9 (processor) generates command codes for the decoders 18, 20 and the interface units 14, 16. according to the specified algorithm. The input data to the computing unit 9 comes from block 11 memory, and feedback signals from the output of the first block 8 of the pair. The memory unit 11 is made on the ROM and is designed to store a database for controlling the movement of a passenger electric locomotive. The controller 13 is a microprocessor module that provides reading information from the memory unit 11 to the computing unit 9. The control unit 10 consists of a keypad and a microcontroller designed to generate code messages in the computing unit 9. The control unit 10 serves to set the operating modes of the system and operational correction of control parameters. The second and third conjugation units 14 and 16 are respectively designed to control the display mode of the information on the indicating unit 15 and to control the mode of issuing voice information by the unit 17. The second interface unit 14, in particular, may consist of RAM for storing information, ROM of the character generator and input port data from the computing unit 9, and the display unit 15 can be based on a vacuum fluorescent indicator, containing, for example, 4 lines of 20 characters each. The decoders 18 and 20 consist of buffer registers and microcontrollers that provide the conversion of the command codes of the computing unit 9 into control signals of the blocks 19 and 21. At the output of the first decoder 18, control signals corresponding to the following commands are generated: prohibition of traction, dialing one position, resetting one position, automatic dialing to the running position, automatic resetting to the running position, automatic resetting to zero position, fixing the position, set one position of attenuation of the field of traction motors, resetting one th position of the weakening of the field of traction motors. The output of the second decoder 20 generates control signals corresponding to the following commands: overlapping - maintaining the pressure set in the previous cycle in the brake cylinders in the pneumatic, electro-pneumatic or electrodynamic braking mode, brake - increasing the pressure in the brake cylinders in the pneumatic, electro-pneumatic or electrodynamic braking mode, vacation - pressure reduction in brake cylinders in the mode of electro-pneumatic or electrodynamic braking, p ull Vacation - reducing the pressure to 0 MPa in the brake cylinders in the mode of pneumatic, electro-pneumatic or electrodynamic braking. The traction and braking control units 19, 20 are made on key modules, for example, solid-state relays, which supply voltage to the corresponding electric locomotive control circuits 22. The passenger electric locomotive control circuits 22 are contact groups of the controller and the driver’s crane. Blocks 19 and 21 control modes of traction and braking connected in parallel to the specified contact groups. The clock generator 12 is made on the basis of a quartz resonator and serves to synchronize the operation of the computing unit 9 and the first interface unit 8. The third interface unit 16, in particular, may contain an EPROM for storing the sound generation program, as well as sound files for issuing voice messages and buffer registers for interfacing with the processor unit, and the voice informant unit 17 can be performed on the basis of a digital signal processor, DAC, and ULF.
База данных для системы управления движением пассажирским электровозом, которая заносится в блок 11 памяти, создается с помощью специального автоматизированного рабочего места (АРМ) и содержит: расписание движения, характеристики электровоза, профиль и план пути, расположение путевых объектов, постоянные ограничения скорости.The database for the passenger electric locomotive traffic control system, which is entered in the memory unit 11, is created using a special automated workstation (AWS) and contains: the movement schedule, characteristics of the electric locomotive, profile and track plan, location of track objects, constant speed limits.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Режим тяги. Для приведения пассажирского электровоза в движение машинист с помощью блока управления 10 выдает команду "Пуск", которая подается в вычислительный блок 9 и на вход контроллера 13. При этом из блока 11 памяти под управлением контроллера 13 переписывается в вычислительный блок 9 информация о времени хода по расписанию, а из блока 4 - текущее астрономическое время. Вычислительный блок 9 определяет время, оставшееся до проследования или прибытия поезда на следующую контрольную станцию, и производит расчет оптимальной траектории движения в пространстве скорости и пути с учетом постоянных и временных ограничений скорости, минимизирующей энергию на тягу. Траектория движения состоит из участков разгона, поддержания скорости, выбега и торможения. Так как на остановке фактическая скорость равна нулю и соответственно она меньше расчетной, то вычислительный блок 8 формирует код команды включения одной из позиций тяги, а на выходе первого дешифратора 18 вырабатывается требуемая команда, поступающая в блок 19 управления режимом тяги. В электровозе устанавливается необходимая позиция тяги, собирается силовая электрическая цепь включения тяговых электродвигателей, и поезд приходит в движение.Traction mode. To bring the passenger electric locomotive into motion, the driver, using the control unit 10, issues the “Start” command, which is sent to the computing unit 9 and to the input of the controller 13. At the same time, information about the travel time from the memory unit 11 under the control of the controller 13 is transferred to the computing unit 9 schedule, and from block 4 - the current astronomical time. Computing unit 9 determines the time remaining for the train to follow or arrive at the next control station, and calculates the optimal trajectory in the space of speed and track, taking into account the constant and time constraints of the speed, minimizing traction energy. The trajectory of motion consists of acceleration, speed, coast and braking sections. Since at the stop the actual speed is zero and, accordingly, it is less than the calculated one, the computing unit 8 generates the command code for turning on one of the thrust positions, and the required command is generated at the output of the first decoder 18, which enters the thrust mode control unit 19. In the electric locomotive, the required traction position is established, the power electric circuit for switching on the traction electric motors is assembled, and the train sets in motion.
На выходе датчика 1 пути и скорости формируется последовательность импульсов, пропорциональная фактической скорости движения, которая поступает на вход блока 2 определения скорости движения, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 3 временных меток. С выхода блока 2 определения скорости, сигнал о фактической скорости движения через первый блок сопряжения 8 подается в вычислительный блок 9, где сравнивается с расчетным значением скорости движения. До тех пор пока расчетная скорость движения больше фактической вычислительный блок 9 при необходимости вырабатывает код команды следующей позиции тяги, при этом максимальное значение токов на тяговых двигателях сравнивается с заданной машинистом уставкой. Если максимальный ток меньше уставки, то вычислительный блок 9 продолжает выдавать команды набора позиций, в противном случае набор позиций прекращается до тех пор, пока максимальное значение токов не станет меньше уставки.At the output of the path and speed sensor 1, a train of pulses is formed proportional to the actual speed of the movement, which is fed to the input of the speed determination unit 2, the second input of which receives a signal from the generator 3 time stamps. From the output of the speed determination unit 2, a signal about the actual speed of movement through the first interface unit 8 is supplied to the computing unit 9, where it is compared with the calculated value of the speed of movement. Until the calculated speed of movement is greater than the actual computing unit 9, if necessary, generates a command code for the next traction position, while the maximum value of the currents on the traction motors is compared with the setpoint set by the driver. If the maximum current is less than the setpoint, then the computing unit 9 continues to issue commands for positioning; otherwise, the positioning is stopped until the maximum current value is less than the setpoint.
Если в процессе разгона от пульта 7 управления поступит сигнал "боксования", то вычислительный блок 9 формирует код команды "боксование", на основании которого первый дешифратор 18 вырабатывает команду "защита от боксования", по которой блок 19 управления режимом тяги уменьшает позицию тяги, а после прекращения боксования с заданной выдержкой времени вычислительный блок 9 формирует коды команд набора позиций тяги.If during the acceleration from the control panel 7 a “boxing” signal arrives, the computing unit 9 generates a “boxing” command code, based on which the first decoder 18 generates a “boxing protection” command, according to which the traction mode control unit 19 reduces the traction position, and after the cessation of boxing with a predetermined time delay, the computing unit 9 generates codes codes for the set of traction positions.
Кроме того, в вычислительный блок 9 через первый блок сопряжения 8 от пульта управления 7 поступают сигналы автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН) о состоянии огней локомотивного светофора. В случае появления сигнала, требующего снижения скорости движения вычислительный блок 9 вырабатывает команду отключения тяги и переходит в режим торможения. При этом в блок 17 речевого оповещения через третий блок 16 сопряжения поступает команда о формировании соответствующего предупредительного звукового сообщения.In addition, the computing unit 9 through the first interface unit 8 from the control panel 7 receives signals of automatic locomotive signaling (ALSN) about the condition of the lights of a locomotive traffic light. In the event of a signal requiring a decrease in speed, the computing unit 9 generates a command to turn off the thrust and switches to braking mode. In this case, the voice notification block 17 through the third pairing block 16 receives a command to generate a corresponding warning sound message.
Режим выбега. В режиме выбега вычислительный блок 9 осуществляет сравнение фактической скорости, поступающей из блока 2 определения скорости с рассчитанной энергооптимальной траекторией. Если траектория движения на выбеге отличается от расчетной на величину, большую величины заданного порога, то вычислительный блок 9 вырабатывает код команды "включение позиции тяги".Coast Mode In coast mode, the computing unit 9 compares the actual speed coming from the speed determining unit 2 with the calculated energy-optimal path. If the path of the coastal path differs from the calculated one by an amount greater than the value of the specified threshold, then the computing unit 9 generates a command code for “turning on the thrust position”.
Режим поддержания скорости. В режиме поддержания скорости вычислительный блок 9 осуществляет сравнение фактической скорости движения, поступающей из блока 2 определения скорости, с рассчитанным значением. Если фактическая скорость лежит внутри задаваемого при настройке "коридора", то никаких дополнительных команд не выдается. Если фактическая скорость становится меньше нижнего порога, то выдается команда набора тяги, которая затем отменяется при достижении расчетной скорости. Если фактическая скорость превышает верхний порог допустимого коридора, то в зависимости от профиля и режима движения выдается либо команда торможения, или сброса тяги.Speed maintenance mode. In the speed maintenance mode, the computing unit 9 compares the actual speed of movement coming from the speed determining unit 2 with the calculated value. If the actual speed lies inside the “corridor” set when setting up, then no additional commands are issued. If the actual speed becomes less than the lower threshold, then a thrust set command is issued, which is then canceled when the calculated speed is reached. If the actual speed exceeds the upper threshold of the permissible corridor, then, depending on the profile and driving mode, either a braking command or a traction reset command is issued.
Режим торможения. В режиме торможения вычислительный блок 9 производит расчет тормозной кривой исходя из начальной и конечной скоростей, расстояния до точки, где необходимо обеспечить конечную скорость и реальной эффективности тормозов. Если указанная разность превышает заданный порог, то вычислительный блок 9 вырабатывает код команды "тормоз", которая через второй дешифратор 20 подается в блок 21 управления режимом торможения, а из него в цепи 22 управления электровозом. Электровоз начинает снижать скорость движения, отрабатывая "тормозную кривую" под контролем вычислительного блока 9. Значение давления в тормозных цилиндрах и соответственно значение тормозной силы в вычислительный блок 9 поступает от датчика 5 давления. Вычислительный блок 9 осуществляет коррекцию расчетной "тормозной кривой" таким образом, чтобы скорость движения поезда была равна заданной. При достижении требуемой скорости вычислительный блок 9 выдает команду отпуск тормозов, которая через второй дешифратор 20 подается в блок 21 управления режимом торможения, а из него в цепи 22 управления электровозом. При отпуске тормозов производится контроль давления в уравнительном резервуаре с помощью второго датчика 23 давления, обеспечивая сверхзарядку тормозной магистрали до давления 5,1-5,2 атм.Braking mode. In braking mode, the computing unit 9 calculates the braking curve based on the initial and final speeds, the distance to the point where it is necessary to ensure the final speed and the real effectiveness of the brakes. If the specified difference exceeds a predetermined threshold, then the computing unit 9 generates a brake command code, which through the second decoder 20 is supplied to the brake mode control unit 21, and from there to the electric locomotive control circuit 22. The electric locomotive begins to reduce the speed of movement, practicing the "brake curve" under the control of the computing unit 9. The pressure value in the brake cylinders and, accordingly, the value of the braking force in the computing unit 9 comes from the pressure sensor 5. Computing unit 9 corrects the calculated "brake curve" so that the speed of the train is equal to the specified. When the required speed is reached, the computing unit 9 issues a brake release command, which through the second decoder 20 is supplied to the brake mode control unit 21, and from there to the electric locomotive control circuit 22. When the brakes are released, the pressure in the equalization tank is controlled using the second pressure sensor 23, providing overcharging of the brake line to a pressure of 5.1-5.2 atm.
В любом из рассмотренных режимов машинист с помощью пульта 7 управления может вмешаться в процесс управления поездом. В этом случае через первый блок сопряжения 8 вычислительный блок 9 переводится в режим советчика. В блоке 15 индикации отображается рекомендуемый режим ведения поезда, а коды команд на входы дешифраторов 18 и 20 не поступают.In any of the considered modes, the driver using the control panel 7 can intervene in the process of controlling the train. In this case, through the first pairing unit 8, the computing unit 9 is put into adviser mode. In block 15 of the display, the recommended mode of the train is displayed, and the command codes to the inputs of the decoders 18 and 20 are not received.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128726/11A RU2273567C1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | System to control movement of passenger electric locomotive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128726/11A RU2273567C1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | System to control movement of passenger electric locomotive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2273567C1 true RU2273567C1 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=36459054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004128726/11A RU2273567C1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | System to control movement of passenger electric locomotive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2273567C1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524410C2 (en) * | 2009-04-23 | 2014-07-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of rail vehicle functioning |
| US9419398B2 (en) | 2012-08-10 | 2016-08-16 | General Electric Company | Adaptive energy transfer system and method |
| US9669851B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-06-06 | General Electric Company | Route examination system and method |
| US9689681B2 (en) | 2014-08-12 | 2017-06-27 | General Electric Company | System and method for vehicle operation |
| US9733625B2 (en) | 2006-03-20 | 2017-08-15 | General Electric Company | Trip optimization system and method for a train |
| US9828010B2 (en) | 2006-03-20 | 2017-11-28 | General Electric Company | System, method and computer software code for determining a mission plan for a powered system using signal aspect information |
| US9834237B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-12-05 | General Electric Company | Route examining system and method |
| US9950722B2 (en) | 2003-01-06 | 2018-04-24 | General Electric Company | System and method for vehicle control |
| US10308265B2 (en) | 2006-03-20 | 2019-06-04 | Ge Global Sourcing Llc | Vehicle control system and method |
| US10569792B2 (en) | 2006-03-20 | 2020-02-25 | General Electric Company | Vehicle control system and method |
| RU2715915C2 (en) * | 2017-12-11 | 2020-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз" | Method and system for control over pneumatic brakes of railway rolling stock |
| RU2807362C1 (en) * | 2023-08-15 | 2023-11-14 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Monitoring device for brake system of railway vehicle |
-
2004
- 2004-09-29 RU RU2004128726/11A patent/RU2273567C1/en active
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9950722B2 (en) | 2003-01-06 | 2018-04-24 | General Electric Company | System and method for vehicle control |
| US10569792B2 (en) | 2006-03-20 | 2020-02-25 | General Electric Company | Vehicle control system and method |
| US9733625B2 (en) | 2006-03-20 | 2017-08-15 | General Electric Company | Trip optimization system and method for a train |
| US9828010B2 (en) | 2006-03-20 | 2017-11-28 | General Electric Company | System, method and computer software code for determining a mission plan for a powered system using signal aspect information |
| US10308265B2 (en) | 2006-03-20 | 2019-06-04 | Ge Global Sourcing Llc | Vehicle control system and method |
| RU2524410C2 (en) * | 2009-04-23 | 2014-07-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of rail vehicle functioning |
| US9419398B2 (en) | 2012-08-10 | 2016-08-16 | General Electric Company | Adaptive energy transfer system and method |
| US9669851B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-06-06 | General Electric Company | Route examination system and method |
| US9834237B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-12-05 | General Electric Company | Route examining system and method |
| US9689681B2 (en) | 2014-08-12 | 2017-06-27 | General Electric Company | System and method for vehicle operation |
| EA033800B1 (en) * | 2014-08-12 | 2019-11-27 | Gen Electric | System and method for vehicle operation |
| RU2715915C2 (en) * | 2017-12-11 | 2020-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз" | Method and system for control over pneumatic brakes of railway rolling stock |
| RU2807362C1 (en) * | 2023-08-15 | 2023-11-14 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Monitoring device for brake system of railway vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102514602B (en) | Method and system for planning and controlling train travelling speed | |
| RU2273567C1 (en) | System to control movement of passenger electric locomotive | |
| RU2320498C1 (en) | Passenger electric locomotive automated control system | |
| CN102514601B (en) | Train tracking interval real-time early warning system based on CTC (central traffic control) and early warning method | |
| CA2642841C (en) | Method of forecasting train speed | |
| CN109693688B (en) | Automatic train driving control system with preset performance and control method | |
| RU2213669C1 (en) | Electric train control system | |
| CN112009522B (en) | Train control system and method for mountain track | |
| CN102328646A (en) | Urban tram braking system | |
| CN108647472B (en) | Simulation method and simulation system for tramcar priority mode | |
| RU2299144C2 (en) | System for automatic driving of freight trains | |
| CN103235843A (en) | Train operation optimal control simulation method and system for urban railway system | |
| CN109760721A (en) | A kind of train interval operation real-time regulating system and method | |
| RU103789U1 (en) | MICROPROCESSOR SYSTEM OF AUTOMATED MANAGEMENT OF PASSENGER ELECTRIC TRUCKS | |
| CN108216167B (en) | Train control method and device | |
| EP3219560B1 (en) | Method of providing brake selection recommendations to a driver of a train and train driver advisory system | |
| CN204332141U (en) | A kind of high ferro driving analog system | |
| CN212500429U (en) | Simulation device with sleeping and awakening functions of full-automatic running train of rail transit | |
| CN116137113B (en) | Heavy-duty train model driving system | |
| RU2540683C2 (en) | Automated system for freight train driving according to real-time running schedule | |
| CN202448990U (en) | Automatic driving system for high speed inter-city train | |
| RU2284275C1 (en) | Shunting locomotive brake automatic control device | |
| RU2577196C1 (en) | Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems | |
| RU94939U1 (en) | CONTROL AND CONTROL SYSTEM FOR SPEED ELECTRIC TRAIN | |
| RU2468951C1 (en) | Method of railway traffic control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100318 |