Системы автоблокировки

1. РазвитиеАБ. В России первая автоблокировка с рельсовыми цепями на опытном участке длиной 3 км была построена в 1915 году. В послереволюционной России в 1931 году с целью выбора наиболее перспективной системы АБ были закуплены в США, Германии и построены системы АБ четырех типов: 1 - С рельсовыми цепями переменного тока частотой 50 Гц 2 - С рельсовыми и линейными цепями постоянного тока на первичных элементах питания. 3 - С рельсовыми цепями переменного тока с фазочувствительными двухэлементными секторными реле и питанием от высоковольтной линии. 4 - Импульсно проводная АБ Наиболее перспективной оказалась числовая кодовая автоблокировка (ЧКАБ), разработанная в 1945 году в Центральном научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта. С 1952 года ее стали применять как основную систему.

2. Автоблокировка числового кода

Принцип работы сигнальных реле:

В релейном шкафу на каждой сигнальной точке установлена передающая и приемная аппаратура. Передающая: кодовый путевой трансмиттер КПТ, питающий трансформатор ПТ. Приемная: релейный трансформатор РТ, защитный фильтр Ф, импульсное реле И, дешифраторная ячейка, схема управления огнями светофора, схема контроля целости нити лампы красного огня.

Принцип работы: Через контакт трансмиттерного реле Т в рельсовую цепь (РЦ) поступает код З, Ж или КЖ, соответствующий показанию предвходного сигнала 1. У проходного светофора 3 этот код принимается импульсным путевым реле И и передается на дешифратор (Д). На выходе дешифратора включены реле Ж и З, управляющие огнями светофора 3. Прием любого кода означает свободность РЦ, соответственно этому ставится под ток сигнальное реле Ж, через контакты которого подается питание в цепь разрешающих огней светофора. Для включения на светофоре 3 зеленого огня необходимо знать также свободность первого блок-участка. Это достигается дешифрацией принимаемого кода. При приеме кодов З и Ж, соответствующих горению на светофоре 1 разрешающего (зеленого или желтого) огня, встает под ток реле З, и подает питание на лампу
зеленого огня.

Соответствующий показанию светофора 3 код передается также на трансмиттерное реле, которое посылает его в РЦ блок-участка 5. Дешифрация кода на сигнальной точке 5 происходит аналогично.

Работа дешифратора: При передаче на дешифратор кодового импульса образуется цепь заряда конденсатора С1. После того, как счетчик 1 встанет под ток, конденсатор С1 обеспечит питание реле Ж и заряд конденсатора С2. При наступлении длинного кодового интервала счетчик 1 обесточивается и готовит цепь для повторного заряда конденсатора С1 от следующего импульса. До этого времени реле Ж остается под током за счет заряда конденсатора С2.

Реле З должно встать под ток только при приеме кодов З или Ж. Отличие этих кодов от кода КЖ поясняет диаграмма, представленная на рис. 1.2. Первый интервал у кодов З и Ж короткий (0,12 с), вследствие чего к моменту прихода второго импульса (И^) под током за счет замедления остаются счетчики 1 и 1А. В этом случае образуется цепь заряда конденсатора С3, необходимого для питания реле З. При коде КЖ счетчик 1 в длинном интервале обесточится, и подачи питания на конденсатор С3 и реле 3 не произойдет.

3. Работа предвходной сигнальной точки и увязка со станцией

Увязка между перегоном и станцией осуществляется как по прибытию, так и по отправлению поездов. Увязка по прибытию предназначена для решения следующих задач:

- согласование показаний предвходного и входного светофоров;

- извещение ДСП о приближении поезда к станции за два блок-участка.

На входном светофоре предусмотрено значительно больше показаний, чем на проходном (например, два желтых с зеленой полосой или без нее, соответствующих приему поезда на боковой путь по пологой - проезд со скоростью не более 80 км/ч или обычной стрелке - проезд со скоростью не более 40 км/час). В соответствии с этим перегонный светофор, предшествующий входному, должен заранее предупреждать об имеющихся на станции скоростных ограничениях. По этой причине к трем основным показаниям проходного светофора (красный, желтый и зеленый) на предвходном светофоре добавляется желтый мигающий огонь (прием на станцию на боковой путь) и, при наличии на станции пологих стрелок, - зеленый мигающий огонь.

Рассмотрим предназначенную для увязки показаний светофоров цепь
зс-озс при отсутствии в маршруте приема пологих стрелок (рис. 2.1). При открытии входного светофора (НРУ^) и установленном на главный путь маршруте приема (НГМ^), что соответствует желтому или зеленому показанию входного светофора, в цепь зс - озс со станции подается питание, ставящее под ток реле ЗС в РШ предвходной сигнальной точки. Фронтовые контакты этого реле обесточивают реле З и подключают непрерывное питание к зеленому огню предвходного светофора. При приеме поезда на боковой путь реле ЗС остается без тока, через его тыловые контакты проходит цепь питания реле З, которое через контакты КПТ включает мигающее реле М. После проверки исправности комплекта мигания (блок конденсаторов БК и реле КМ) в схему включения предвходного светофора поступает прерываемое контактами реле М питание, что обеспечивает мигающий режим горения желтого огня. Извещение ДСП о приближении поезда необходимо для своевременного открытия входного сигнала и исключения остановки подвижного состава перед станцией. Для решения этой задачи предусмотрена цепь извещения и-ои и реле нечетного извещения о приближении поезда НИП. При занятии третьего блок-участка (рис. 2.3) (второго участка приближения) реле извещения о приближении поезда ИП в РШ предвходного светофора обесточивается, и на станционное реле НИП подается питание обратной полярности. Медленно действующий повторитель НИП двухобмоточное реле Н2ИП тыловыми контактами включает на табло ДСП красный индикатор второго участка приближения, одновременно с занятием его кратковременно звенит звонок. При занятии поездом первого участка приближения в РШ обесточится сигнальное реле Ж, что приведет к отключению питания реле НИП и его повторителя Н1ИП. Последнее подаст питание на красный индикатор первого участка приближения и кратковременное питание - на звонок. Так как при нахождении поезда на первом участке приближения передача информации о состоянии второго участка по цепи и - ои невозможна, а цепь зс - озс с перекрытием предвходного сигнала теряет свое основное назначение, то становится возможным передача необходимой информации о состояния второго участка приближения по цепи зс - озс на вторую обмотку реле Н2ИП.

Увязка перегонных устройств со станционными при отправлении поезда необходима для информации о состоянии двух участков удаления и, соответственно этому, выбора огня на выходном сигнале. Для этого код релейного конца РЦ первого участка удаления поступает на пост ЭЦ, где происходит его дешифрация. В результате дешифрации реле Ж и З управляют индикацией состояния участков удаления и участвуют в выборе показания при открытии выходного светофора (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема увязки по отправлению

Для работы аппаратуры РШ и схем увязки предусмотрено несколько полюсов питания: пх-ох (220 В переменного напряжения), сх-мсх (16 В переменного напряжения), п-м (12 В постоянного напряжения), лп-лм (до 60 В постоянного напряжения).

4. Особенности построения систем АБ при одностороннем и двустороннем движении поездов.

Двусторонее движение поездов используется либо на однопутном участке либо при закрытии одного из путей двухпутного участка на капитальный ремонт.

При отсутствии светофоров в одном из направлений движение осуществляется по кодам АЛС. Выбор кода или показания светофора возможен двумя способами: через цепи извещения приближения или перекоммутацией релейных и питающих концов РЦ. При движении поезда в неправильном направлении нормальное положение проходных светофоров погашенное, передача сигнальных кодов осуществляется на аппаратуру автоматической локомотивной сигнализации. При изменении направления движения реле его смены Н получает питание обратной полярности и ставит под ток свой повторитель ПН, который выключает разрешающие огни светофора и переводит работу трансимттерного реле Т в режим кода КЖ. При занятии участка обесточивается реле И, а затем - реле Ж, включающее кодирование РЦ с релейного конца контактами реле ДТ. Передаваемый в РЦ код определяется свободностью блок-участков 5 и 7, информация о состоянии которых передается на сигнальную точку 3 по цепи извещения и - ои. При свободности обоих участков известитель приближения ИП находится под током прямой полярности и подключает код З, при свободности только ближайшего блок-участка - под током обратной полярности (код Ж), при его занятости - без тока (код КЖ, предупреждающий о необходимости остановки поезда). После освобождения поездом блок-участка код с питающего конца РЦ в интервалах работы ДТ поступит на обмотку импульсного реле, которое поставит под ток реле Ж и выключит кодирование с релейного конца.

5. Четырехпроводная схема смены направления. Работа в основном режиме. Контроль перегона осуществляется по одной двухпроводной цепи К-ОК, изменение направления - по другой двухпроводной цепи Н-ОН. В контрольной цепи включены реле контроля перегона КП (КШ1-280) и занятости перегона 1ЗП (НМШМ4-105/1000) и 2ЗП (АНШ2-1230); контакты повторителей сигнального реле Ж и реле Ж1 - Ж2 и Ж5 - для контроля свободности всех блок-участков перегона; контакты станционных реле направления СН (КШ1-280) и ПН (НМШ1-400) для переключения контрольных цепей в зависимости от установленного направления движения. Питание контрольной цепи всегда осуществляется со стороны станции, стоящей в положении отправления, а на станции приема в цепь включено реле контроля перегона КП, которое при свободном перегоне находится под током. В цепь изменения направления включены перегонные реле Н и станционные реле направления СН; контакты вспомогательных реле В и реле вспомогательного режима смены направления ВСН, контакты реле вспомогательного приема ПВ и отправления ОВ для переключения цепей при смене направления. Питание цепи всегда осуществляется со стороны станции, установленной на прием. Реле ЗП - реле контроля занятости перегона, реле ПКП - повторитель реле контроля перегона, реле ВКП) - вспомогательное реле контроля перегона, реле СН1 - повторитель станционных реле направления. В схеме контактами реле ОЗ проверяется закрытое положение выходных светофоров и отсутствие неразделанного маршрута отправления; контактами реле КЖ - наличие ключа-жезла в аппарате; контактами реле 1ИП - свободность первого, ближайшего к станции блок-участка. Контакты реле СН1 и ПН осуществляют коммутацию приборов схемы при изменении направления движения. Контактом реле ПВ цепь контроля перегона отключается от источника питания, для предохранения его от перегрузки на время вспомогательного режима. На станции, установленной на прием, реле В находится без тока, а на станции отправления - под током, получая питание через поляризованный якорь реле СН. Контактами реле В изменяется питание цепи направления при смене направления движения. Реле КП контролирует свободность перегона на станции приема. Медленнодействующий на возбуждение с термическим элементом повторитель реле контроля ПКП и вспомогательное реле ВКП, контролирующее остывание термического элемента, исключают возможность смены направления при кратковременной потере шунта под короткими подвижными единицами. Термоэлемент реле обеспечивает 8-15 с замедления на возбуждение реле, значительно перекрывающее время возможной потери шунта. Параллельно обмотке реле ПКП для замедления на отпускание якоря подключен конденсатор, что исключает мигание лампы занятия перегона при кратковременных нарушениях цепи контроля перегона и в основном дает возможность контактам реле ПКП, включенным в цепь направления, защитить станционное реле СН от переброса поляризованного якоря под действием электромагнитной энергии перегонных реле направления Н, накопленной при попытке сменить направление в случае сообщения проводов цепи направления. На станции отправления к цепям направления подключено станционное реле направления СН, управляющее цепями сигнальных реле выходных светофоров. Работа схемы входного светофора не зависит от направления движения. На станции отправления в цепь контроля перегона при отсутствии заданного маршрута отправления включено низкоомное реле 1ЗП. Если перегон свободен, то реле 1ЗП и реле КП станции приема находятся под током. На станциях лампочки контроля перегона погашены. При заданном маршруте отправления (реле ОЗ обесточено) в цепь контроля перегона включается высокоомное реле 2ЗП, также возбужденное при свободном перегоне; ток в цепи контроля перегона уменьшается, реле КП станции приема обесточивается и включает лампочку КП на табло. Для большей надежности обесточивания реле КП при включении в цепь контроля перегона реле 2ЗП меняется полярность питания цепи. На станции отправления индикация контроля занятия перегона включается реле ЗП - общим медленнодействующим повторителем реле 1ЗП и 2ЗП. На станции приема реле ЗП находится под током, получая питание через контакт реле направления СН1. Фронтовой контакт реле направления станции отправления включен в схему реле ЗП и обеспечивает контроль исправности цепи направления. С выходом поезда на перегон и возбуждением реле ОЗ цепь контроля перегона остается разомкнутой контактами реле Ж2 и Ж5 сигнальных установок перегона. Этим исключается возможность изменить направление движения при нахождении поезда на перегоне. До полного освобождения перегона состояние станционных реле будет неизменным, и на станциях приема и отправления будут гореть лампочки занятия перегона. После освобождения перегона линейная цепь схемы контроля перегона восстанавливается, приходя в исходное состояние.

6. Четырехпроводная схема смены направления движения поездов. Работа схемы в вспомогательном режиме. При повреждении одной или нескольких рельсовых цепей смена направления выполняется при помощи вспомогательного режима. При этом дежурные обеих станций нажимают пломбируемые кнопки вспомогательного режима. При сообщении или обрыве проводов К-ОК и Н-ОН смена направления исключается. Нормальная смена направления при указанном повреждении исключается. Вспомогательный режим изменения направления осуществлен без использования проводов связи. Вспомогательный режим изменения направления производится одновременным нажатием нормально запломбированных кнопок дежурными двух соседних станций. На станции, установленной на отправление, нажимается кнопка ОВ, а на станции, установленной на прием, - кнопка ПВ. При нажатии кнопки ОВ включается реле ОВ. Контактами реле ОВ через тыловой контакт реле ЗП к линии подключается реле вспомогательной смены направления ВСН. За счет электромагнитной энергии, накопленной обмотками реле направления перегонных установок, при включении реле ОВ может кратковременно сработать реле ВСН, что привело бы к смене направления движения без необходимой проверки нажатия кнопки ПВ на станции, установленной на прием. Для исключения такой возможности реле ВСН подключается к линии через контакт медленно действующего реле ЗП. Реле ЗП выполняет дополнительные функции обратного повторителя реле ОВ. Для проверки нормальной работы реле ЗП в качестве обратного повторителя реле ОВ, в цепь срабатывания реле ОВ включен фронтовой контакт реле ЗП. Реле ПВ на станции, стоящей на отправление, кратковременно включается (за счет разряда конденсатора) после выключения реле СНО и СН, чем фиксируется нажатие кнопки ОВ на станции, стоящей на прием, и подает питание в линию Н-ОН на реле ВСН станции приема. Одновременно реле ПВ включает реле 1ЗП и ЗП, так как контакт реле ЗП в цепи реле СН будет участвовать в смене направления после посылки прямого импульса смены направления со станции приема. На станции приема, реле ВСН, сработав от тока обратной полярности замыкает цепи включения реле ВКП и В. Через контакт включившегося ВКП срабатывает реле ПКП и замыкает цепь реле В. Схема направления подготовлена к смене направления. После разряда конденсатора и выключения реле ПВ на станции отправления отключаются реле ВСН и ОВ на станции приема. Цепь реле направления восстанавливается и происходит обычный цикл смены направления. Питание на реле СН1, СН2 в обход контакта выключенного реле ЗП подается через контакт нажатой кнопки ОВ (Реле ЗП после прохождения цикла смены направления не может сработать из-за нарушения цепи контроля свободности перегона при повреждении рельсовых цепей и в других случаях). Станция встала на отправление. При снижении сопротивления изоляции в линии К-ОК при нормальной смены направления может не обесточится на станции, стоявшей на отправление, реле 1ЗП и реле СНД. И посылка обратного импульса становится невозможной. Требуется восстановление сопротивления изоляции до нормы. Однако до восстановления сопротивления изоляции, нажатием вспомогательных кнопок смены направления можно закончить начатую смену направления. Для этого на станции, стоявшей на отправление, необходимо снова включить реле В, что осуществляется контактом реле ПВ, чтобы подать питание обратной полярности на реле ВСН станции, устанавливаемой на отправление, и включить там снова реле В. Другим контактом реле ПВ выключается реле 1ЗП и как результат реле СНД. Таким образом, после обесточивания реле ПВ проходит обратный импульс смены направления. Контакт реле СНВ в схеме реле 1ЗП при аварийной смене направления и для исключения замедления, если аварийной сменой пользуются из-за снижения сопротивления изоляции, с тем чтобы реле 1ЗП выключилось раньше выключения реле ПВ и повторного срабатывания реле СНД не произошло.

7. Системы и средства повышения безопасности движения поездов. АЛСН Электропневматический клапан автостопа. подает звуковой сигнал во время проверки бдительности машиниста; производит экстренное торможение поезда при потере бдительности машинистом; выключает двигатели при экстренном торможении. Комплексное локомотивное унифицированное устройство безопасности КЛУБ-У. На железных дорогах России к локомотивным системам обеспечения безопасности движения предъявляются требования по исполнению следующих функций:

прием от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН, а также от радиоканала МАЛС и радиоканала систем координатного регулирования движения поездов информации о местоположении впереди идущего поезда, показаниях путевых светофоров и временных ограничениях скорости;

прием от путевых устройств точечного канала связи, в том числе САУТ, данных для уточнения местоположения и идентификации пути следования;

измерение скорости, определение местоположения (координаты) локомотива или МВПС, ускорения и текущего времени;

контроль состояния тормозной системы и эффективности тормозных средств;

определение допустимой скорости движения поезда в зависимости от поездной обстановки (расстояния до впередиидущего поезда), показаний светофоров, постоянных и временных ограничений скорости, профиля пути, веса и длины поезда, эффективности тормозных средств;

непрерывное сравнение фактической скорости с допустимой и автоматическое отключение тяги и торможение поезда при превышении допустимой скорости;

исключение несанкционированного машинистом движения локомотива или МВПС;

контроль бдительности и бодрствования машиниста.