Блок внешних устройств БВУ

        БВУ предназначен  для приема непрерывных сигналов АЛСН и АЛС-ЕН и  включает в себя ячейки ВУ1-У и ВУ2-У. На каждой из ячеек находятся элементы двух идентичных независимых канала обработки сигналов.

        На рисунке 2.4 приведена структурная схема одного из каналов ячейки ВУ1–У.

        Функциональное назначение ячейки - прием непрерывных сигналов АЛСН и АЛС-ЕН, а также их передача для дальнейшей обработки  в ячейку ВУ2-У.

        Напольные устройства с помощью кодовых путевых трансмиттеров КПТ вырабатывают комбинации прямоугольных сигналов, соответствующие сигналам светофоров, которые преобразуются в сигналы синусоидальной формы, изменяющие токи в рельсовой цепи. На локомотиве эти сигналы воспроизводятся приемными катушками  КПУ и поступают на фильтр низких частот. Аналоговый сигнал с фильтра с помощью АЦП преобразуется в цифровую форму (с частотой преобразования 8 кГц). Цифровая информация подвергается математической обработке- фильтрации  и  детектированию.

       Фильтрация сигналов осуществляется с помощью полосовых цифровых фильтров. Центральные частоты этих фильтров соответствуют одной из несущих частот сигналов АЛСН (25, 75 или 50 Гц). Коды этих частот хранятся в регистре памяти РП и  поступают  в ячейку ВУ1 от ячейки ВУ2. Значения несущих частот сигналов АЛСН  задаются машинистом с помощью блока БВЛ-У  в случае движения без электронной карты; при движении по электронной карте код несущей частоты поступает из логического модуля маршрута ММ. Детектирование сигнала и сравнение его с пороговым уровнем повышает помехозащищенность и надежность правильного восстановления сигналов КПТ.

       Временная диаграмма преобразования сигналов в ячейке ВУ1 приведена на рисунке 2.5. Восстановленные импульсные сигналы КПТ поступают в ячейку ВУ-2 для последующей обработки.

       Программное и аппаратное обеспечение микроконтроллера ячейки контролирует правильность функционирования пар приемников и в случае обнаружения нештатных сигналов формирует сообщение об ошибке или неисправности.

Приемные катушки типа КПУ-1 устанавливаются на локомотиве над рельсами  на  высоте от 100 до180 мм.

 Технические параметры катушек:

- активное сопротивление – 110 ±10 Ом;

- индуктивность – 7, 1  ±0, 4 Гн;

- добротность - ≥ 5.

Электрическое соединение катушек производится последовательно. При этом ЭДС, наводимая в катушках, должна быть не менее:

- для каналов АЛСН;

на частоте несущей 25 Гц – 54 мВ;

на частоте 50 Гц – 93 мВ при автономной тяге  и 155 мВ

при электрической тяге;

- для АЛС-ЕН - 68 мВ.

Технические параметры ячейки ВУ1 соответствуют значениям, приведенным в табл.2

 

 

Таблица 2
Наименование параметра	Значение параметра
1 Канал АЛС-ЕН 1.1 Несущая частота, Гц	174, 38
1.2 Пороговая  чувствительность сигнала, мВ	от 35 до 40
1.3 Номинальное значение входного сигнала, мВ	80
1.4 Половина полосы пропускания, Гц, не менее	7
1.5 Избирательность на гармониках сети переменного тока 50 Гц, дБ, не менее	40
2 Канал АЛСН 2.1 Пороговая чувствительность на несущих частотах, мВ: 25 Гц 50А Гц (тяга автономная) 50Э Гц (тяга электрическая постоянного тока) 75 Гц	от 55 до 70 от 90 до 110 от 130 до 170 от 150 до 200
2.2 Номинальный уровень входного сигнала, мВ: 25 Гц 50А Гц (тяга автономная) 50Э Гц (тяга электрическая постоянного тока) 75 Гц	90 150 250 280
2.3 Половина полосы пропускания, Гц, не менее (для канала 25 Гц измеряется только верхняя полоса пропускания)	7
2.4 Избирательность по соседнему каналу (кроме канала 25 Гц ) и на гармониках сети переменного тока 50Гц, дБ, не менее	40

 

Рабочий динамический диапазон приемника для всех каналов - не менее 40 дБ.

 

                         Рис. 2.4 Структурная схема ВУ1

Рис 2.5 Временная диаграмма преобразования сигналов в ячейке ВУ-1

 

Структурная схема модуля ВУ-2 приведена на рисунке 2.6.

Сигналы из рельсовой цепи после обработки в ячейке ВУ-1 по отдельным цепям поступают в ячейку ВУ-2. В этой ячейке  одновременно различными дешифраторами обрабатываются сигналы каналов АЛСН и АЛС– ЕН.

Дешифрация для канала АЛСН производится с учетом длительностей и пауз восстановленных сигналов КПТ согласно рис.1, а для канала АЛС-ЕН - согласно табл.7.

Дешифрация производится с учетом поездных характеристик, поступающих от БВЛ-У по системному интерфейсу.

Для повышения достоверности принятых сигналов светофора в модуле производится принятие решение о значении сигнала, если два последующих кода из трех совпадают.

Это вызывает задержку показаний на блоке индикации машиниста.

В аппаратуре КЛУБ-У такое запаздывание может достигать 8 с

В соответствие с требованиями безопасности модуль – двухканальный и оба модуля размещены на одной ячейке ВУ-2.

Каждый модуль ВУ-2 принимает информацию от своего приёмника, обрабатывает её и выдаёт результат в системный интерфейс с учетом приоритета сигналов, поступающих из рельсовой цепи. При одновременной передаче сигналов АЛСН и АЛС-ЕН приоритет отдается АЛС-ЕН.

Процессор  модуля ВУ-2  каждую миллисекунду опрашивает состояние входного сигнала АЛСН и заполняет буфер приёма канала АЛCH длительностями символов при смене состояния в течение одного  цикла. Каждый символ из буфера приёма идентифицируется по длительности и значимости (импульс это или пауза), и из последовательности принятых символов формируются информационные посылки. Решение о соответствии принятой информационной посылки значению показания светофора принимается путём подсчета количества импульсов, пришедших до появления большой паузы.

При приёме кода “КЖ” решение принимается по пяти коротким циклам данного кода.

В случае отсутствия импульсов более чем 0, 5 сек. последняя принятая кодовая посылка считается истинной без учёта длинного интервала этой посылки, и обнуляется счётчик времени отсутствия информации из канала АЛСН.

Окончательное формирование байта показания светофора происходит, если 2 из 3 последних принятых решений совпадают. Это приводит к задержке показаний светофоров на индикаторах  БИЛ-У и БИЛ-ПОМ при смене сигналов путевых светофоров. В аппаратуре КЛУБ-У эта задержка может быть не более  8с.

Если не удаётся сформировать новые байты показания светофора достаточно долго (более 7, 2с), то происходит запись в байт светофора значений, соответствующих “Б” или “К” сигналам светофора, в зависимости от предыдущего состояния байта светофора («К» – после «КЖ», «Б» – после разрешающих)

В процессе дешифрации определяется также тип путевого трансмиттера – формирователя кодов АЛСН.

При поступлении от ВУ1 сигнала по каналу АЛС-ЕН программа каждую миллисекунду опрашивает  вход, несущий информацию о состоянии сигнала опорной частоты. Наличие уровня лог.”1” говорит о накоплении в счетчике фазы очередного значения фазы. Содержимое счетчика фазы считывается “на лету” специальной процедурой. Значение счетчика фазы равняется числу импульсов частоты 1, 5 МГц, поступивших на вход счетчика фазы до прихода переднего фронта сигнала несущей. Из принятого значения счетчика вычитается предыдущее значение, хранящееся в специально отведённой ячейке памяти. Разность является численным выражением сдвига фазы.

Расчетным путем получены численные значения, соответствующие сдвигам фазы 0, 90, -90, 180. После вычисления разности фаз определяется, в какой диапазон попала эта разность фаз, и формируется  код сдвига фазы в соответствии с табл.3.

 

 

Таблица 3

Величина сдвига фазы	Код сдвига фазы
0°	0	0
90°	0	1
- 90°	1	0
180°	1	1

 

Каждый бит информации по каналу АЛС-ЕН передаётся в течение 16 периодов несущей частоты, что соответствует 8‑ ми периодам опорной частоты, т.е. в идеальном случае можно зафиксировать очередной сдвиг фазы 8 раз. Решение принимается по 5‑ ти одинаковым принятым сдвигам фазы, т.к. возможна потеря информации при переходных процессах. Имеются 4 счетчика по модулю 5, каждый из которых инкрементируется при приходе соответствующего ему кода сдвига фазы. Как только один из счетчиков достигает 5, происходит обнуление всех счетчиков, принимается решение о величине сдвига фазы, соответствующего текущему счётчику. Старший и младший биты кода сдвига фазы заносится  в соответствующие ячейки памяти, каждая из которых накапливает технологическую информацию с избыточностью, определяемой использованием кодов Бауэра. Причём старшие тетрады этих ячеек должны содержать информационный код, а младшие - требуемую для кодов Бауэра избыточность. Занесение информации в ячейки подканалов происходит побитно до прихода кода Бауэра по обеим ячейкам, после чего формируется итоговая переменная, содержащая синхрогруппу и кодовую комбинацию.

Кодовая комбинация (КК) - кодовое слово модифицированного кода Бауэра 8/4, передаваемое по первому фазовому подканалу канала АЛС-ЕН и с учетом синхpогpуппы, содержащее данные о сигналах локомотивного светофора, количестве свободных блок-участков и контролируемой скорости.

Синхрогруппа (СГ) - кодовое слово модифицированного кода Бауэра 8/4, передаваемое по второму фазовому подканалу канала АЛС-ЕН для обеспечения защиты передаваемой информации от влияния сигналов соседних путей и смежных блок-участков и содержащее также данные о движении прямо либо с отклонением и определяющее отношение декодирования кодовой комбинации по первой или второй таблице соответствия 36982-00-01ТБ.

Сопряжённые синхрогруппы - три синхрогруппы, составляющие определённую группу, внутри которой переход с одной синхрогруппы на другую ничем не обусловлен; после приёма по каналу АЛС-ЕН сигнала “КЖ” приём каких-либо других сигналов допускается только с сопряжёнными синхрогруппами.

Выполнение алгоритма декодирования информации по каналу АЛС-ЕН заключается в анализе состояния итоговой переменной, сообщающей о готовности очередной информационной посылки, которая является сверткой информации по двум подканалам АЛС-ЕН. Старшая тетрада - синхрогруппа, младшая тетрада - кодовая комбинация.

 Производится предварительная обработка полученной информации и принимается решение об использовании вновь полученной информации для последующей технологической обработки. В противном случае делается вывод об отсутствии информации по каналу АЛС-ЕН и формируется технологическая информация по предыстории.

Таблица данных, необходимых для формирования технологической информации, полученной по каналу АЛС-ЕН, хранится в памяти программ и соответствует таблице соответствия показаний локомотивных индикаторов АЛС‑ ЕН показаниям напольных светофоров (табл. 4).

Для защиты от приёма ложной информации и определения границы блок-участка вводится понятие «настройки». Переменная «настройки» содержит номер группы сопряжения и признак допустимости  синхрогрупп, которые считываются из таблицы характеристик синхрогрупп. При приёме очередной синхрогруппы анализируется ее соответствие группе сопряжения. Предыстория хранится в байте «настройки».

Целевая скорость вычисляется путем считывания кода скорости из табл.7 в зависимости от категории поезда и дальнейшего определения значения скорости по коду.

Допустимая скорость формируется следующим образом:

 если новое значение целевой скорости меньше предыдущего, то допустимая скорость равняется предыдущему значению целевой; в случае увеличения значения целевой скорости допустимая скорость Vд: = Vц + 5.

Целевая скорость - максимально допустимая скорость проследования впереди расположенной цели (например: светофора): при движении со скоростью выше целевой скорости и отсутствии САУТ должен осуществляться периодический контроль бдительности машиниста.

Допустимая скорость - максимально допустимая скорость движения локомотива в данной точке. При ее превышении в системе КЛУБ-У формируется сигнал на включение экстренного торможения.

Кроме значений целевой и допустимой скорости, определяется длина блок-участка, признак характера движения (прямо/с отклонением), количество свободных блок-участков, признак направления движения.

Для выдачи в системный интерфейс модуль ВУ2 готовит следующие данные:

Ø результат внутреннего теста;

Ø показание светофора/количество свободных блок-участков;

Ø признак движения по прямому участку или по боковому пути;

Ø значение целевой скорости;

Ø значение допустимой  скорости;

Ø значение синхрогруппы и кодовой комбинации АЛС-ЕН;

Ø тип путевого трансмиттера;

Ø код текущей частоты настройки;

Ø код сигнала АЛСН;

Ø признак проследования границы блок-участка по АЛС-ЕН;

Ø длина блок-участка;

Ø  результат внутреннего теста.

 

Эта информация передаётся в CAN-интерфейс.

Также выдаются сообщения, сигнализирующие о переходе огибающей АЛСН из низкого в высокий уровень и наоборот.  Эти сообщения необходимы для взаимодействия с системой САУТ.

Кроме информационных сообщений, модуль ВУ2 выдаёт в нестандартной ситуации  сообщения, которые записываются на кассету регистрации. Это сообщение содержит номер версии программы, контрольную сумму программного файла, а также информацию, помогающую понять причины возникшей ситуации.

Модуль ВУ2 не входит в минимальную конфигурацию, и выключение его не приведёт к срыву ЭПК.

 Сообщения о состоянии от двух модулей ВУ2 поступают в модуль МЦО, который принимает решение считать информацию достоверной или выключить модуль ВУ2 из конфигурации.

Обнаружив, что его нет в конфигурации, модуль ВУ2 анализирует возможные причины выключения и, при необходимости, перезапускается, выдавая при этом в системный интерфейс диагностическое сообщение.

Модуль ВУ2 принимает из системного интерфейса сообщения от других модулей, содержащие информацию, необходимую  для выполнения заявленных функций.

Принимаются следующие сообщения:

       – информация о положении рукояток РБ, РБС, РБП;

        - наличие модуля маршрута и электронной карты;

       – нажатие кнопок F, ВК и  РМП на БВЛ-У;

        – необходимость формирования сообщений о состоянии огибающей АЛСН;

         – категория поезда;

         -локомотивные характеристики;

        - допустимая скорость движения на “Ж” и “З”;

        - вид тяги;

        - средняя длина блок-участка.

Модуль ВУ2 циклически через »500 мс выдаёт в системный интерфейс сообщение о своём состоянии, содержащее информационное поле данных. Остальные модули при необходимости принимают это сообщение и выделяют из него нужные данные.

По запросу от блока БСИ модуль ВУ2 выдаёт сообщения, повторяющие огибающую АЛСН для функционирования системы САУТ.

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: