RU2786255C1 - Устройство для позиционирования рельсового транспорта - Google Patents
Устройство для позиционирования рельсового транспорта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786255C1 RU2786255C1 RU2022123064A RU2022123064A RU2786255C1 RU 2786255 C1 RU2786255 C1 RU 2786255C1 RU 2022123064 A RU2022123064 A RU 2022123064A RU 2022123064 A RU2022123064 A RU 2022123064A RU 2786255 C1 RU2786255 C1 RU 2786255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail transport
- output
- railway rail
- unit
- input
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 2
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002940 Newton-Raphson method Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к средствам определения местоположения подвижных единиц железнодорожного рельсового транспорта. Устройство содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок (1), к которому подключен модуль (2) памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на корпусе (3) подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены последовательно соединенные интегратор (4), узкополосный фильтр (5), детектор (6) и аналого-цифровой преобразователь АЦП (7), к интегратору (4) подключена катушка индуктивности (8), индуктивно связанная с осью (9) колесной пары (10), АЦП (7) подключен к вычислительному блоку (1). Достигается повышение точности и помехоустойчивости позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка пути железной дороги. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для определения местоположения подвижных единиц железнодорожного рельсового транспорта.
Известно устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащее подключенный к рельсам на одном конце рельсовой линии блок измерения временного интервала и информационный блок, а на другом конце рельсовой линии к рельсам подключен калибровочный шунт, блок определения занятости участка, соединенный с рельсами на одном конце рельсовой линии, ключевые элементы, подключенные первыми входами к выходу блока измерения временного интервала, блок памяти и блок вычисления координаты транспортного средства, связанный выходом с информационным блоком, одним входом - с выходом одного ключевого элемента, соединенного вторым входом с одним выходом блока определения занятости участка, другой вход которого подключен к второму входу другого ключевого элемента, связанного выходом с входом блока памяти, соединенного выходом с другим входом блока вычисления координаты транспортного средства (SU1162653, B61L 25/02, 23.06.1985).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи в рельсовую линию дополнительных сигналов и непосредственное подключение аппаратуры к рельсовой линии.
Известно устройство для контроля местоположения подвижного состава, содержащее установленный на локомотиве генератор с передающей антенной, индуктивно связанной с расположенным на пути шлейфом, подключенным через резонансный усилитель к входам амплитудного дискриминатора и формирователя когерентного сигнала, выход которого подключен к одному входу фазового демодулятора, выходом подключенного к индикатору, ключевой элемент, одним входом подключенным к выходу амплитудного дискриминатора, другим - к выходу резонансного усилителя, а выходом - к другому входу фазового демодулятора (SU1219441, B61L 25/02, 23.03.1986).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемый вдоль пути шлейф, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки шлейфа.
Известно устройство для определения координаты подвижного объекта, содержащее установленный на подвижном объекте передатчик с индуктивным элементом связи, а на пути - взаимодействующую с упомянутым индуктивным элементом связи трехпроводную индуктивную линию, два провода которой уложены со скрещением и подсоединены к выводу одной из обмоток линейного трансформатора, к среднему выводу которой подключен третий провод через одну из обмоток токового трансформатора, другой конец которой соединен с концами первого и второго проводов, и фазовый приемник, к входам которого подключены другие обмотки линейного и токового трансформаторов, дополнительно устройство снабжено реверсивным счетчиком, элементами И, ИЛИ, НЕ и задержки, D- и JK-триггерами и дополнительными токовым и линейным трансформаторами, фазовым приемником и трехпроводной индуктивной линией, два провода которой уложены с удвоенным шагом скрещения по отношению к первой и подключены к выводам первичной обмотки второго линейного трансформатора, к среднему выводу которой через одну из обмоток второго токового трансформатора подключен третий провод второй индуктивной линии, другой конец которого соединен с концами первого и второго ее проводов, а другие обмотки вторых линейного и токового трансформаторов подключены к входам второго фазового приемника, причем выход первого фазового приемника подключен к счетным входам D-и JК-триггеров и к входу элемента задержки, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходам JK-триггера, выходы - соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, а выход второго фазового приемника подключен к установочному входу D-триггера, к входу элемента НЕ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу D-триггера, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочным входам JК-триггера (SU 1252223, B61L 3/20, 23.08.1986).
Недостатками данного устройства являются необходимость формирования и передачи сигналов в дополнительно укладываемую вдоль пути индуктивную линию, а также определение местоположения подвижного состава с точностью до зоны укладки индуктивной линии.
В качестве прототипа принято устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта приемник, соединенный с вычислительным блоком, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены бесконтактный измеритель тока с подключенным к нему передатчиком, который по радиоканалу соединен со входом приемника, выход вычислительного блока является выходом устройства (RU2768805, B61L 25/00, 24.03.2022).
Недостатком данного устройства является необходимость установки на оси колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта бесконтактного измерителя тока с подключенным к нему передатчиком, что при вибрации оси колесной пары в процессе движения приводит к погрешностям измерения бесконтактного измерителя тока, вплоть до его отказа.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности и помехоустойчивости позиционирования подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта на протяжении всего участка пути железной дороги (колеи).
Технический результат достигается тем, что в устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока является выходом устройства, согласно изобретению введены и жестко закреплены на корпусе подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта последовательно соединенные интегратор, узкополосный фильтр, детектор и аналого-цифровой преобразователь, ко входу интегратора подключены выводы катушки индуктивности, индуктивно связанной с осью колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу вычислительного блока.
На чертеже приведена функциональная схема устройства для позиционирования рельсового транспорта.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта содержит установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок 1, к которому подключен модуль 2 памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока 1 является выходом устройства, на корпусе 3 подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта жестко закреплены последовательно соединенные интегратор 4, узкополосный фильтр 5, детектор 6 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, ко входу интегратора 4 подключены выводы катушки 8 индуктивности, индуктивно связанной с осью 9 колесной пары 10 подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя 7 подключен ко входу вычислительного блока 1.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта работает следующим образом.
Устройство для позиционирования рельсового транспорта на основе анализа измеренных параметров тока, протекающего по рельсам и колесной паре подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, позволяет производить вычисление текущей координаты (местоположения) подвижной единицы в пределах участка железной дороги известной длины.
Как показано в описании выбранного в качестве прототипа технического решения по патенту RU2768805, амплитуда тока, протекающего по оси колесной пары, равна:
или
где U – известное выходное напряжение источника тока;
Переменный ток, протекающий по оси 9 колесной пары 10, создает переменное магнитное поле с индукцией 
где L – известный масштабный коэффициент, определяемый величиной индуктивности цепи протекания тока, 
- частота тока рельсовой цепи. Данное магнитное поле наводит в катушке индуктивности 8 э.д.с. 
, где k - известный масштабный коэффициент, определяемый параметрами катушки индуктивности 8. Напряжение с выхода катушки индуктивности 8 поступает на вход интегратора 4, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное текущему значению 
. С выхода интегратора 4 через узкополосный фильтр 5, обеспечивающий фильтрацию сигнала с частотой , сигнал поступает на вход детектора 6, с выхода которого снимается сигнал Y I , пропорциональный величине 
: 
, где К - известный масштабный коэффициент, определяемый параметрами цепи «катушка индуктивности 8 -...- детектор 6». Данный сигнал Y I через аналого-цифровой преобразователь 7 поступает на вход вычислительного блока 1, где относительно переменной х решается нелинейное уравнение:
с использованием известных итеративных методов (например, после предварительного умножения Y I на знаменатель выражения (1) с последующим возведением в квадрат и использованием метода Ньютона-Рафсона:
Так как начальное значение х известно точно – х=l, то данный алгоритм сходится за 2-4 шага, что обеспечивает определение координаты х практически в реальном времени). Информация о пути (длина рельсовой линии (блок-участка), координаты ее конца X К , Y К и азимутальный угол А наклона рельсового пути, размещенная в виде электронной карты в модуле 2 памяти, перед началом движения считывается из приборов безопасности рельсового транспорта по беспроводному каналу связи, либо скачивается через съемный носитель. Вычислительный блок 1 обращается к модулю 2 памяти для получения необходимых данных об азимутальном угле А , длине рельсовой линии и координатах X К , Y К ее конца. После определения значения х в вычислительном блоке 1 рассчитываются текущие проекции расстояния колесной пары от конца рельсовой линии на оси двумерной декартовой системы координат:
х t =x 
sin A , y t = x cos A ,
и окончательно – текущие координаты колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта в двумерной декартовой системе координат:
Х t = X К - x sin A , Y t = Y К - x cos A ,
поступающие далее с выхода вычислительного блока 1 на выход устройства.
При прохождении колесной парой 10 конца рельсовой линии, определяемого по измеренному значению известной амплитуды тока, текущие координаты полагаются равными Х t = X К , Y t = Y К , что обнуляет возможные ошибки определения текущих координат колесной пары в конце каждой рельсовой линии и наряду с приведенным выше определением ее текущих координат обеспечивает высокоточное позиционирование подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта.
Claims (1)
- Устройство для позиционирования рельсового транспорта, содержащее установленные на подвижной единице железнодорожного рельсового транспорта вычислительный блок, к которому подключен модуль памяти с записанной в нем электронной картой маршрута, при этом выход вычислительного блока является выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены и жестко закреплены на корпусе подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта последовательно соединенные интегратор, узкополосный фильтр, детектор и аналого-цифровой преобразователь, к входу интегратора подключены выводы катушки индуктивности, индуктивно связанной с осью колесной пары подвижной единицы железнодорожного рельсового транспорта, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу вычислительного блока.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2786255C1 true RU2786255C1 (ru) | 2022-12-19 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290335C1 (ru) * | 2005-06-22 | 2006-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Желдорконсалтинг" | Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда |
| CN101797927A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-11 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于轨枕检测的非接触式轨道交通测速定位方法及其装置 |
| CN110834654A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-25 | 北交智慧科技有限公司 | 列车运行轨道判断***和方法 |
| RU2768805C1 (ru) * | 2021-04-26 | 2022-03-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Устройство для позиционирования рельсового транспорта |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290335C1 (ru) * | 2005-06-22 | 2006-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Желдорконсалтинг" | Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда |
| CN101797927A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-11 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于轨枕检测的非接触式轨道交通测速定位方法及其装置 |
| CN110834654A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-25 | 北交智慧科技有限公司 | 列车运行轨道判断***和方法 |
| RU2768805C1 (ru) * | 2021-04-26 | 2022-03-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Устройство для позиционирования рельсового транспорта |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| B. Kroper, M. Lauer and M. Spindler, "Using the Ferromagnetic Fingerprint of Rails for Velocity Estimation and absolute Localization of Railway Vehicles," 2020 European Navigation Conference (ENC), 2020, pp. 1-10, doi: 10.23919/ENC48637.2020.9317512. S. Hensel, C. Hasberg and C. Stiller, "Probabilistic Rail Vehicle Localization With Eddy Current Sensors in Topological Maps," in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 12, no. 4, pp. 1525-1536, Dec. 2011, doi: 10.1109/TITS.2011.2161291. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102069824B (zh) | 轨道交通车辆的定位装置和方法 | |
| KR101041255B1 (ko) | 자기부상열차용 무접촉 지상 열차위치 및 속도검출장치 및 그 방법 | |
| CN102724635A (zh) | 井下人员定位的方法 | |
| CN104527735A (zh) | 基于f轨的磁浮列车定位与测速装置及方法 | |
| US20230084963A1 (en) | Device, system and method for detecting leakage current for traction power system | |
| RU2786255C1 (ru) | Устройство для позиционирования рельсового транспорта | |
| RU2564553C2 (ru) | Способ регистрации прохождения колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления | |
| KR100684465B1 (ko) | 철도 차량의 속도 측정 방법 및 그 장치 | |
| Spindler et al. | Low power and low cost sensor for train velocity estimation | |
| RU2409492C1 (ru) | Система для управления рельсовым транспортным средством и определения его позиции на рельсовом пути | |
| Geistler et al. | Robust velocity measurement for railway applications by fusing eddy current sensor signals | |
| RU2768805C1 (ru) | Устройство для позиционирования рельсового транспорта | |
| CN110068871B (zh) | 一种车载时域电磁感应-极化效应的微型测量***及方法 | |
| KR20170110988A (ko) | 철도차량 위치 측정 시스템 및 방법 | |
| Zhao et al. | Induction coupling between jointless track circuits and track-circuit-reader antenna | |
| Kypris et al. | 3-D displacement measurement for structural health monitoring using low-frequency magnetic fields | |
| CN105783685A (zh) | 一种高速铁路道岔密贴状态测试方法和*** | |
| RU2510500C1 (ru) | Способ и устройство диагностики технического состояния подземного трубопровода | |
| US11820409B2 (en) | Method for producing movement information | |
| Aliev | Analysis of point track sensors of axle counting systems for track sections | |
| CN107621629B (zh) | 一种井下精确定位***及井下定位方法 | |
| Nai et al. | A comprehensive review on train positioning technique in industries with maglev included based on cross coding inductive loop wire | |
| RU2317561C1 (ru) | Устройство регистрации магнитных полей в рельсах | |
| CN111121757B (zh) | 一种铁路机车定位与测速***及方法 | |
| CN115123348B (zh) | 一种基于感应环线的prt精确定位的***及方法 |