Вычисление допустимой скорости по алгоритму «Препятствие»

При наличии в конфигурации КЛУБ-У электронной карты участка следования и при обнаружении модулями СНС и ММ локомотива внутри данного участка модуль ММ постоянно передает в CAN-интерфейс данные о впередилежащих по ходу движения целях на участке до 5 км. В случае, если на этом участке находится более 15 целей, то модуль ММ передает циклически данные только о 15 ближайших целях. Кроме того, модуль ММ контролирует прохождение хвостом поезда конца места ограничения скорости (цели). После этого модуль ММ перестает передавать сообщения о данной цели и прекращает работать с кривой торможения для этой цели. При этом модуль МЦО имеет данные (погрешность не более 100 метров) о местоположении локомотива, о координатах всех оставшихся впередилежащих целей, в том числе светофоров.

Для каждой цели, определенной модулем ММ, модуль МЦО рассчитывает значение допустимой скорости, которое обес­пе­чит экстренное торможение поезда к началу места ограни­чения скорости до значения целевой скорости, передаваемого из ММ.

Из всех вычисленных значений скорости выбирается минимальная, и она принимается в качестве максимально допустимой скорости движения в данный момент времени.

Модуль измерителя параметров движения (ИПД)

Модуль ИПД является программно-аппаратным и функционирует в реальном масштабе времени. Аппаратная часть его размещена в трёх ячейках: ВПД (вычислителя параметров движения), ЭК (электронной карты) и СНС (спутниковой навигационной системы).

Вычислитель параметров движения (ВПД)

Модуль ВПД также является программно-аппаратным, функционирующим в реальном масштабе времени. Аппаратная часть его размещена в одной ячейке ВПД. Основные функции ВПД:

- приём информационных сигналов от двух двухканальных датчиков пути и скорости;

- вычисление значений фактической скорости локомотива и пройденного пути;

- проверка достоверности принятой информации;

- приём и передача данных в системный интерфейс;

- хранение постоянных параметров.

Постоянные параметры хранятся в электрически перепро­грам­мируемом постоянном запоминающем устройстве ППЗУ, встроенном в процессор канала А. Постоянные параметры этого модуля доступны всем модулям КЛУБ-У и передаются цикличес­ки в системный интерфейс через 500 мс или по запросу. Эти параметры заносятся в КЛУБ-У техническим персоналом на стоянке с БВЛ-У и регистрируются на кассете регистрации КР.

К записываемым машинистами и техническим персона­лом параметрам относятся:

- табельный номер машиниста;

- номер поезда;

- признак категории поезда;

- длина состава в осях;

- длина состава в условных вагонах;

- номер локомотива или ведущей секции многосекционного локомотива;

- масса поезда;

- признак времени (летнее/зимнее);

- признак типа локомотива;

- значение установленной на данной дороге максимальной скорости движения локомотива;

- значение скорости движения на сигнал «КЖ» БИЛ-У;

- расчетная длина блок-участка;

- диаметр бандажа 1-ой и 2-ой колесных пар (на которых установлены датчики измерения пути и скорости), мм;

- число зубцов датчика измерения пути и скорости;

- признак конфигурации установки датчиков измерения пути и скорости;

- значение допустимой скорости движения на сигнал «З» БИЛ-У;

- признак изменения координаты пути (возрастание или убывание);

• суммарный пробег локомотива, км.

В аппаратуре КЛУБ-У используются датчики пути и скорости универсальные (ДПС-У), устанавливаемые на буксах колесных пар. ДПС-У осуществляют формирование электричес­ких сигналов, частота следования которых пропорциональна скорости движения поезда.

Технические параметры датчика:

- максимальная угловая скорость вращения оси датчика не более 2122 об/мин;

- направление вращения оси датчика – произвольное;

- количество каналов датчика- 2;

- количество импульсов за один оборот оси датчика – 42;

- связь оси датчика с осью колесной пары локомотива – безредукторная.

ДПС-У имеет два идентичных канала, один из которых является информационным, а другой – вспомогательным. Сигна­лы каждого канала сдвинуты между собой на четверть периода следования импульсов, что дает возможность определять направ­ле­ние вращения датчика скорости и используется для опреде­ления направления движения локомотива.

Вычислитель параметров движения ВПД реализован на базе трех микропроцессоров, расположенных в одной ячейке, и обеспечивает двухканальную обработку сигналов. В одном из микропроцессоров организован приём информационных данных от двух датчиков скорости с использованием четырех раздельных счетчиков импульсов. На входы счетчиков поступают сигналы от датчиков ДПС-У непосредственно по соединительным прово­дам. Подсчет количества импульсов осуществляется за период времени 1,2 с. Разность количества импульсов, подсчи­тан­ных счетчиками в двух каналах одного датчика в течение 1,2 с, не должна превышать двух импульсов. Решение о работоспо­соб­ности ВПД принимает МЦО. Исключение ВПД из конфигурации осуществляется при рассогласовании данных в двух каналах на число 2, пропадании сообщений на время 2,4с или при пере­да­че сообщений от ВПД с информацией о внутренних сбоях и сбоях в работе датчиков ДПС-У. Через 1с после исключения ВПД из конфигурации модуль МЦО перезапускается. Если после перезапуска модуль ВПД работает корректно, он снова включается в конфигурацию.

При нормальном функционировании датчиков ДПС-У вычисление скорости производится по формуле:

V=3,6 ,

где:

V - скорость локомотива в км/час:

Д-диаметр колеса оси колесной пары, на которой установлен ДПС-У, мм;

Z- количество импульсов за один оборот оси датчика -42;

N- количество импульсов, зафиксированные счетчиком импуль­сов в одном цикле измерения Т;

T – длительность одного цикла измерения скорости в с;

3,6 – коэффициент перевода единиц измерения;

 - константа (3,14…).

Вычисление скорости производится по сигналам от каждого датчика отдельными микропроцессорами (в каналах А и Б). Результаты вычислений передаются по системному интерфейсу в модуль МЦО. При этом на блок индикации машиниста БИЛ-У передается более высокое значение скорости (по условиям безо­пас­ности движения). Эти же микропроцессоры производят вычисление пройденного локомотивом пути (при наличии или отсутствии электронной карты). Фактическая скорость локомо­тива измеряется с погрешностью 1 км/час в диапазоне от 1 до 80 км/час и  2 км/час - при скоростях более 80км/час.

При движении без электронной карты и движении «вперёд» («назад») пройденный путь вычисляется как сумма (раз­ность) предыдущего значения пройденного пути и пройден­ного пути, определенного по результатам подсчета количества импульсов от датчика скорости за очередной период измерения.

Для определения текущей железнодорожной координаты пути во время движения в аппаратуру КЛУБ-У вводится значение начальной координаты (километровой отметки) отправления поезда. При движении по электронной карте данные о железнодо­рожных координатах локомотива определяются по сигналам от спутниковой навигационной системы.

В ячейке ВПД производится контроль исправности каналов вычисления скорости движения. Сбоем датчиков скорости считает­ся потеря данных в линии на время более 7 с и несов­па­дение количества импульсов на двух выходах одного датчика на величину более 2. При неисправности одного из датчиков ДПС-У модуль ВПД принимает решение, с каким из двух датчиков работать. Проверка на обрыв проводов или отказ датчиков производится по сигналу перевода контроллера машиниста из нулевого положения в тяговое. При появлении этого сигнала производится отсчёт периода времени 76 с и проверяется прой­ден­ный путь. Если он равен 0, считается, что произошёл выход датчика ДПС-У из строя, и снимается напряжение с катушки ЭПК.