Method of determination of the railway rolling stock coordinates within the track circuit

Abstract

Метою цієї роботи є вирішення однієї з важливих проблем на залізничному транспорті – контроль за положенням рухомих одиниць в межах перегонів. Для вирішення цієї проблеми запропоновано метод постійного моніторингу рейкового кола із визначенням координати накладання поїзного шунта в шунтовому режимі роботи. Оскільки у складі моделі є первинні параметри рейкової лінії, які з часом можуть змінювати свої значення, то запропоновано їх визначати в іншому (нормальному) режимі роботи рейкового кола. Отже, відповідно до запропонованої моделі, спочатку здійснюється визначення вторинних та первинних параметрів рейкового кола у нормальному режимі роботи рейкового кола. Далі, вже у шунтовому режимі його роботи, отримані параметри використовуються під час визначення координати рухомої одиниці. За цим методом, насамперед, визначається режим роботи рейкового кола, який полягає у визначенні стану за його вхідним імпедансом. Виконання цього кроку здійснюється у два етапи: на першому етапі, за станом колійного реле, констатується факт, що рейкове коло не працює у нормальному режимі роботи, а на другому – за значенням вхідного імпедансу рейкової лінії відокремлюється шунтовий режим від контрольного. У шунтовому режимі роботи рейкової лінії визначається координата, а за потреби – швидкість та прискорення рухомої одиниці, яка знаходиться у межах цього рейкового кола. Для підвищення точності визначення зазначених параметрів, у нормальному режимі роботи рейкового кола, за виміряними значеннями струму, напруги і фазового зсуву між ними, уточняються значення вторинних параметрів рейкової лінії шляхом розв’язання оберненої задачі. Зазначений метод не потребує проведення значного об’єму обчислень та дає змогу визначити вторинні параметри рейкової лінії, а через них – і опір її ізоляції. Використання окресленого методу дає змогу визначати відстань, а за потреби – швидкість та прискорення рухомої одиниці, яка знаходиться в межах рейкового кола. Отримані параметри можна використати для контролю за рухомими рейковими одиницями на перегонах між станціями. Застосування цього методу також може бути корисним на ділянках наближення до залізничних переїздів з метою реалізації фіксованого часу сповіщення. Крім цього, завдяки використанню окресленої моделі, можливо також, у контрольному режимі роботи визначати і координату пошкодження рейкової лінії, що дасть змогу зменшити витрати часу на виявлення та усунення пошкодження.

This work aims to solve one of the essential problems in railway transport – control over the position of moving units within the race. A method of constant monitoring of the track circuit with a determination of the coordinate of the train shunt placement in the shunt mode of working is proposed to solve this problem. Since the model includes the primary parameters of the track circuit, which may change their values over time, it is suggested to determine them in another (normal) working mode of the track circuit. Therefore, according to the proposed model, the secondary and primary parameters of the track circuit are first determined in the track circuit's normal work mode. Next, already in the shunt mode of its work, the obtained parameters are used to determine the coordinates of the moving unit. According to this method, firstly, the work mode of the track circuit is determined, which consists in determining the state by its input impedance. This step is performed in two stages. In the first stage, based on the state of the track relay, the fact that the track circuit doesn't work in normal mode is verified. In the second stage, the shunt mode is separated from the control mode by the value of the track circuit input impedance. In the shunt mode of the track circuit operation, the coordinate and, if necessary, the speed and acceleration of the moving unit located within the given track circuit are determined. In the normal mode of the track circuit line operation, the values of its secondary parameters are specified based on the measured values of current, voltage, and phase shift between them. This operation is performed to increase the precision of the speed and acceleration determination by solving an inverse problem. In the control mode of the track circuit operation, it is possible to determine the coordinates of damage. This method does not require a significant volume of calculations. It makes it possible to determine the secondary parameters of the track circuit and through them, the resistance of its insulation. Using this method makes it possible to determine the distance and, if necessary, the speed and acceleration of a moving unit within the track circuit. The resulting parameters can be used for positioning moving rolling stock on runs between stations. The application of this method can also be useful in sections of the railway crossings approach to implement a fixed warning time. In addition, thanks to the use of the outlined model, in the control mode of the track circuit operation,is possible to determine the damage coordinate. It will make it possible to reduce the time spent on damage detection and elimination