Перспективные системы интервального регулирования движения поездов

КУРГАНСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

-филиал федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

в г. Кургане

Факультет среднего профессионального образования

 

Перспективные системы интервального регулирования движения поездов

(учебное пособие)

 

(25/01/12/)

 

 

Курган

2011 г.

ВВЕДЕНИЕ

 

Традиционные системы регулирования движения поездов (автоблокировка постоянного тока, кодовая автоблокировка) за более чем полувековой период интенсивной эксплуатации доказали свою достаточную надёжность и эффективность и, безусловно, сыграли большую роль в обеспечении безопасности движения поездов и развитии пропускных способностей. Вместе с тем, присущие им существенные недостатки заставляли разработчиков заниматься поиском современных альтернативных решений.

К недостаткам существующих систем можно отнести:

- удалённость и размещение аппаратуры автоблокировки на большой территории, что при отсутствии надёжных дорог и транспорта затрудняет техническое обслуживание и устранение возникших отказов;

- рельсовые цепи на базе низких частот (25, 50, 75 Гц) недостаточно надежны при пониженном сопротивлении балласта, что вызывает их частые отказы и даже закрытие устройств автоблокировки;

- высокое энергопотребление устройств, к тому же связанное со строительством двух высоковольтных линий и пунктов питания на каждой сигнальной установке;

- слабая защищённость от опасных и мешающих отказов при коротком замыкании в изолирующих стыках, при этом не исключаются опасные ошибки эксплуатационного персонала, связанные с нарушением чередования полярностей;

- при «потере шунта» короткой подвижной единицей возможно ложное появление разрешающего огня на проходном светофоре;

- при потере машинистом способности к управлению поездом автостопное торможение не обеспечивает безопасность движения в случае проезда красного огня напольного светофора;

- для обеспечения пропуска тягового тока в обход изолированных стыков требуется установка дорогих металлоёмких дроссель-трансформаторов;

- устаревшая элементная база;

- отсутствие диагностики состояния устройств.

При всём многообразии разрабатываемых и внедряемых новых систем регулирования движения поездов можно выделить ряд основных направлений, по которым ведётся эта работа:

- использование в системах электронной элементной базы и реле 4-го поколения типа РЭЛ и ПЛ;

- разработка и использование неограниченных или ограниченных изостыками тональных рельсовых цепей различных диапазонов частот с амплитудной или частотной модуляцией;

- централизация основной части оборудования на станциях, ограничивающих перегон или в транспортабельных модулях;

- использование промышленных ЭВМ и микропроцессоров для решения вопросов регулирования движения поездов и обеспечения безопасности движения;

- всё более широкое внедрение в системы элементов логики, исключающих создание опасных ситуаций при движении поездов;

- использование для целей интервального регулирования движения поездов цифрового радиоканала передачи информации и спутниковых навигационных систем, позволяющих перейти от фиксированных блок-участков к подвижным, за счет чего значительно увеличить пропускную способность перегона и, одновременно, резко сократить стоимость систем автоматики.

Изучение новых систем ввиду отсутствия учебной литературы вызывает определённые сложности. Настоящим изданием делается попытка объединения разрозненных данных о разрабатываемых системах с целью оказания помощи студентам в изучении новых систем.

 

Глава 1. ТОНАЛЬНЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ

Общие сведения о тональных рельсовых цепях

 

Тональные рельсовые цепи (ТРЦ) без изолирующих стыков составляют основу систем автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры. Они обладают рядом существенных эксплуатационных, технических и экономических преимуществ.

Использование сигнального тока тонального диапазона позволяет повысить защищенность от воздействия помех тягового тока, снизить в несколько раз потребляемую мощность по сравнению с кодовой рельсовой цепью, применить современную элементную базу, централизованно размещать аппаратуру, существенно снизить взаимные влияния между рельсовыми цепями.

К достоинствам ТРЦ следует отнести также возможность исключения в них малонадежных в эксплуатации изолирующих стыков. Это особенно важно для участков с цельносварными рельсовыми плетями, в первую очередь для линий, где такие рельсовые плети укладываются на длину всего перегона. Установка изолирующих стыков в этом случае не только снижает прочность пути, но и уменьшает эффективность использования цельносварных плетей. При отсутствии изолирующих стыков обеспечивается надежная электрическая непрерывность цепи возврата тягового тока, в несколько раз сокращается число металлоемких дроссель-трансформаторов, содержащих большую массу дефицитной электротехнической меди, снижаются потери электроэнергии на тягу поездов.

Исследования показали, что в ТРЦ в наибольшей степени по сравнению с другими известными типами рельсовых цепей обеспечивается электромагнитная совместимость (ЭМС) с электрооборудованием перспективного подвижного состава.

Вся аппаратура ТРЦ, кроме согласующих путевых трансформаторов и элементов защиты, размещается на прилегающих к перегону станциях.

Эти особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обнаружение и устранение отказов в устройствах. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств, сокращается время нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. в зоне повышенной опасности, что способствует решению задач по улучшению условий труда и техники безопасности. Сокращаются затраты труда на текущее обслуживание устройств, снижается число трудоемких операций, повышается качество выполнения работ, особенно при внедрении индустриальных методов обслуживания, снижается стоимость строительства и технического обслуживания устройств.

Использование на перегоне неограниченных рельсовых цепей тональной частоты позволяет для питания двух смежных рельсовых цепей использовать один комплект питающей аппаратуры и одну пару жил сигнального кабеля. Два приемника смежных рельсовых цепей также подключаются к рельсовой линии одной парой жил кабеля. Эти же жилы используются для передачи кодовых сигналов числовой АЛС.

В зависимости от используемого диапазона частот контрольного сигнала в настоящее время применяют две разновидности тональных рельсовых цепей, со 100% амплитудной модуляцией: ТРЦ3 и ТРЦ4 (рис. 1.1). В ТРЦ3 (рельсовые цепи третьего поколения) несущими являются частоты 420, 480, 580, 720 и 780Гц. В рельсовых цепях ТРЦ4 несущими являются частоты 4500, 5000, 5500 Гц. Для амплитудной модуляции в рельсовых цепях обоих поколений используются частоты – 8 и 12 Гц.

Таким образом, для работы ТРЦ третьего поколения используется десять амплитудно - модулированных сигналов (АМ - сигналов): 8/8, 8/12, 9/8, 9/12, 11/8, 11/12, 14/8, 14/12, 15/8, 15/12, а для работы ТРЦ4 – шесть АМ - сигналов: 4/8, 4/12, 5/8, 5/12, 6/8, 6/12, где первая цифра обозначает номер несущей частоты (цифра 8 соответствует частоте 420 Гц, 9 – 480Гц, 11 – 580Гц, 14 - 720 Гц, 15 – 780 Гц, 4 – 4.5 кГц, 5 – 5 кГц и 6 – 5,5 кГц), а вторая цифра обозначает частоту модуляции в Гц.

 

 

Рис. 1.1 Схема формирования АМ - сигнала 420/8

 

Бесстыковые рельсовые цепи не имеют четко выраженной границы шунтирования, а имеют зону дополнительно шунтирования, которая является плавающей и изменяется в зависимости от сопротивления балласта в пределах около 10% от длины рельсовой цепи. Расстояние от точки подключения аппаратуры РЦ к рельсовой линии, на котором фиксируется занятие РЦ при приближении поезда, или освобождения РЦ при удалении поезда, определяет длину зоны дополнительного шунтирования (lш). Наличие зоны дополнительного шунтирования вызывает перекрытие проходного светофора на запрещающее показание перед движущимся поездом. Для исключения опасной ситуации у каждой сигнальной установки устраиваются две короткие (длиной до 300м) высокочастотные РЦ типа ТРЦ4, имеющие зону дополнительного шунтирования не более 15м или две РЦ типа ТРЦ3 с несущей частотой 780 или 720 Гц, имеющие зону дополнительного шунтирования не более 40м. В дополнение к этому проходной светофор относится от точки подключения релейного или питающего конца рельсовой цепи, образующей зону дополнительного шунтирования навстречу движущемуся поезду на 20м при использовании ТРЦ4 и на 40м при использовании верхних частот ТРЦ3.

Схема бесстыковой тональной рельсовой цепи третьего поколения с централизованным размещением аппаратуры показана на рисунке 1.2.

Основная аппаратура таких рельсовых цепей располагается на постах ЭЦ станций, прилегающих к перегону, или в транспортабельных модулях, расположенных посередине перегона. На центральном посту располагаются: путевой генератор, путевой фильтр, путевой приемник, путевое реле и разделительный конденсатор «Срц» емкостью 4мкФ, используемый для подключения передающих устройств АЛС к тональным рельсовым цепям.

На перегоне в путевых ящиках, расположенных непосредственно в точках подключения к рельсовой линии релейного и питающего концов, располагается следующая аппаратура:

- изолирующие трансформаторы типа ПОБС-2А, обеспечивающие согласование высокого сопротивления кабельной линии с низким сопротивлением рельсовой линий;

- автоматические выключатели АВМ2-15, обеспечивающие защиту изолирующего трансформатора от асимметрии тягового тока;

 

 

 

Рис. 1.2 Схема неограниченных тональных рельсовых цепей ТРЦ3

 

- разрядники, обеспечивающие защиту аппаратуры питающего и релейного концов от перенапряжений;

- защитные сопротивления Rз, ограничивающие ток асимметрии, а также обеспечивающие шунтовой режим и режим короткого замыкания рельсовой цепи.

Постовая аппаратура релейного и питающего концов соединяется с перегонной двумя сигнально-блокировочными кабелями парной скрутки. Для исключения подпитки путевого приемника рельсовой цепи в случае понижения изоляции кабеля, питающие и релейные концы рельсовых цепей должны размещаться в разных кабелях с обязательной организацией схемы контроля исправности кабельных цепей. Максимальная длина кабельной линии ТРЦ не должна превышать 12км.

Защита рельсовых цепей от взаимного влияния как в пределах одного пути, так и между параллельными путями обеспечивается применением различных несущих частот и частот модуляции. Чередование несущих частот (fн) на каждом пути должно обеспечивать наличие между двумя ближайшими РЦ с одинаковыми значениями fн не менее чем двух пар РЦ с другими несущими частотами (рис. 1.3).

 

 

 

Рис. 1.3 Чередование несущих частот и частот модуляции ТРЦ3

 

Аппаратура тональных рельсовых цепей

В состав генератора входят: а) Выпрямитель, представляющий из себя диодный мост со сглаживающими…  

Принцип работы и регулировка тональных рельсовых цепей

Принципиальная схема рельсовой цепи ТРЦ3 для участка с электротягой постоянного тока представлена на рис. 1.2. Генератор ГП3 питает две смежные… Для обеспечения требуемого сопротивления питающего и приемного концов и… Для защиты аппаратуры рельсовой цепи от перенапряжений на питающем и приемном концах устанавливаются автоматические…

Схема контроля изоляции жил кабеля

 

В системах автоблокировок с рельсовыми цепями тональной частоты (ТРЦ) и централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ, ЦАБс, ЦАБ-АЛСО, АБТЦ) для передачи сигналов ТРЦ и АЛСН используются симметричные кабели парной скрутки жил. Передающие и приемные цепи размещаются, как правило, в разных кабелях. Однако при повреждениях кабеля появляется возможность увеличения взаимных влияний между цепями. К таким повреждениям относятся, прежде всего, обрывы цепей и замыкания между жилами разных пар.

С целью контроля исправности кабельных цепей применяется специальная схема контроля (рис. 1.11), размещаемая на посту ЭЦ. Для каждого из путей двухпутного участка строится своя схема контроля с использованием реле типа АНШ2-1230. В схеме имеются две идентичных цепи контроля, в одну из которых включены цепи питающих концов, а в другую – релейных. Реле ПКЛ и РКЛ (контрольные реле питающих и релейных линий), включенные между одним из полюсов питания и первой контролируемой цепью, контролируют обрыв любой из цепей или изъятие путевых трансформаторов.

В качестве источника питания устанавливается блок БВЗ, напряжение на выходе которого составляет около 200В при подаче на его вход напряжения 220В переменного тока. Для получения напряжения 220В применяется двукратная трансформация напряжения посредством трансформаторов типа СТ-5МП.

При исправном состоянии кабельных цепей все контрольные реле возбуждены, получая питание от блоков БВЗ через контролируемые цепи и резисторы R5 в питающей и R6 в релейной цепи (режим контроля). Напряжение на обмотках каждого контрольного реле в режиме контроля составляет 3,7 - 4,3В, что на 40% больше напряжения отпускания якоря. Возбуждено также общеконтрольное реле КЛ через фронтовые контакты всех индивидуальных контрольных реле ПКЛ и РКЛ. На табло белая лампа «Контроль кабеля» горит ровным светом, фронтовым контактом реле КЛ замыкается цепь питания генераторов рельсовых цепей.

 

 

 

Рис. 1.11 Схема контроля изоляции жил кабелей ТРЦ.

 

В случае замыкания между жилами, понижения изоляции между ними или сообщения одной из жил с землей одно или несколько контрольных реле оказываются зашунтированными и отпускают свои якоря. Своими фронтовыми контактами контрольные реле выключат групповое реле КЛ, которое, в свою очередь, снимет питание с генераторов рельсовых цепей, а на табло включит в мигающем режиме красную лампу, фиксируя опасную неисправность. После устранения повреждения схема автоматически переходит в режим контроля, так как все контрольные реле возбудятся и своими контактами замкнут цепь питания реле КЛ. Восстанавливается цепь питания генераторов ТРЦ и нормальное функционирование устройств АБ.

В случае размыкания кабельной цепи, например, при обрыве жилы или изъятии (хищении) одного из путевых трансформаторов ПОБС-2М в путевом ящике, все контрольные реле, в том числе и ПКЛ (или РКЛ) лишаются питания, отпускает якорь реле КЛ, на табло белая лампа включается в мигающий режим, фиксируя повреждение. Питание генераторов рельсовых цепей при этом сохраняется, так как непосредственной угрозы безопасности движения не создается.

В обоих случаях, когда общеконтрольное реле КЛ отпускает якорь, шунтируя своими контактами резисторы R1, R2, R3 и R4, схема переводится в режим запуска. Напряжение на обмотках каждого контрольного реле в этом режиме должно быть 8,75 - 11,0В, что обеcпечивается подбором соответствующего значения сопротивления резисторов R5 в питающей и R6 в релейной цепи. Кроме того, их включение обусловлено необходимостью защиты цепи от чрезмерного возрастания тока, например, в случае замыкания на землю крайней по схеме кабельной жилы. Сопротивление резисторов R1, R2, R3 и R4 принимаются 18кОм, а сопротивления резисторов R5 и R6 в зависимости от числа контролируемых цепей соответствует данным таблицы 1.10. Тип резисторов R1- R6 – МЛТ-2.

 

Таблица 1.10

Число контролируемых цепей
Сопротивление резисторов R5, R6, кОм

 

В схеме возможно, хотя и чрезвычайно редко, возникновение такой ситуации, когда при относительно большом сопротивлении изоляции схема контроля зафиксирует повреждение. В режиме запуска все контрольные реле возбудятся, реле КЛ после срабатывания снова переключит схему в режим контроля. В результате весь процесс начнет повторяться с цикличностью, определяемой временем замедления реле КЛ на отпускание. Для увеличения этого времени параллельно обмотке реле включен конденсатор емкостью 1000мкФ.

Глава 2. Системы автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры

Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры АБТЦ-2000

Общие положения

Основу системы автоблокировки без изолирующих стыков с централизованным размещением аппаратуры составляют тональные рельсовые цепи третьего… Аппаратура АБТЦ размещается на станциях, ограничивающих перегон, в… Соединение постовой и перегонной аппаратуры, а также увязка аппаратуры, расположенной на смежных станциях,…

Методика выбора частот и длин ТРЦ в системе АБТЦ

Расстановка светофоров на перегоне осуществляется на основании тяговых расчётов с учётом заданных размеров движения и характеристик обращающихся… На рисунке 2.1 представлены структурные схемы размещения ТРЦ в пределах… - РЦ1 – короткая РЦ, примыкающая к границе блок-участка своим релейным или питающим концом и обеспечивающая на этом…

Состав аппаратуры АБТЦ и схемные решения

АБТЦ содержит станционные и перегонные устройства. К станционным устройствам относятся: - схема тональных рельсовых цепей ТРЦ-3; - схема включения огней светофоров;

Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры, интегрированная в МПЦ системы Ebilock-950 (АБТЦ-Е)

 

Общие положения

Система управления перегонными объектами СЦБ на базе МПЦ Ebilock-950 (микропроцессорная автоблокировка АБТЦ-Е с централизованным размещением… АБТЦ-Е обеспечивает движение поездов по обезличенным путям в правильном… Объектами АБТЦ, включенными в систему управления и контроля МПЦ Ebilock 950, являются:

Схема интеграции АБТЦ в МПЦ Ebilock 950.

 

МПЦ состоит из процессорного устройства, которое выполняет функции обработки зависимостей, и системы объектных контроллеров, являющихся интерфейсами к напольным объектам (рис. 2.22). Объектные контроллеры могут быть установлены как в непосредственной близости к напольным объектам управления, так и на центральном посту вместе с процессором. Размещение контроллеров у напольных объектов значительно (примерно в 3 раза) снижает расход кабеля по сравнению с размещением их на центральном посту.

Центральное устройствоцентрализации состоит из двух идентичных центральных компьютеров, один из которых находится в рабочем режиме, а другой - в фоновом режиме (горячий резерв). В процессе работы идет непрерывная передача информации с основного компьютера на резервный, поэтому, в случае выхода основного компьютера из строя, происходит немедленное переключение на резервный с автоматической перезагрузкой неисправного в течение 1,5 мин, после чего происходит обратное переключение. Если сбой в работе основного компьютера не позволяет его использовать, система продолжает работать на резервном компьютере до тех пор, пока не будет устранена неисправность.

Для обеспечения безопасности каждый из компьютеров имеет два независимых безопасных процессорных устройства, работающих параллельно по индивидуальному программному обеспечению. Решение принимается только при совпадении конечных результатов обработки двух процессорных устройств.

 

Рис. 2.22 Структурная схема интеграции автоблокировки АБТЦ-2000

в МПЦ Ebilock 950

 

Напольное оборудование подключается к центральному компьютеру с помощью петель связи. Петля представляет собой четырехпроводный кабель (две витые пары) между петлевым портом центрального компьютера и концентраторами. Возможно использование для этих целей оптоволоконных каналов. Использование петлевой структуры позволяет предотвратить отказ всей петли связи в случае одиночного повреждения.

Концентратор связи обеспечивает обмен информацией между портом центрального компьютера и объектными контроллерами через петлю связи. Один концентратор может обеспечивать связь с восемью объектными контроллерами. Для повышения надежности системы каждый концентратор имеет две микропроцессорные платы, одна из которых находится в горячем резерве.

Для каждого объекта перегона (сигнал, переезд), как и для станционных объектов, предусмотрен свой объектный контроллер (ОК). Объектный контроллер представляет собой устройство с набором интерфейсных модулей для управления и контроля состояния напольного оборудования. Объектный контроллер принимает приказы, транслируемые концентратором, и преобразует их в сигналы управления напольным оборудованием. Аналогичным образом, сигналы, поступившие от напольного оборудования, объектный контроллер преобразует в телеграммы о состоянии устройств и возникших неисправностях, передаваемые в концентратор для трансляции

в центральный компьютер. Связь объектных контроллеров с напольным оборудованием осуществляется с помощью сигнально-блокировочных кабелей.

Сигнальный контроллер управляет сигнальными показаниями светофора и содержит безопасные реле, которые при потере связи с ЦП или при выявления неисправности, влияющей на безопасность, обесточиваются и подают питание с выхода платы на запрещающую лампу светофора. Кроме того, сигнальный объектный контроллер обеспечивает следующие функции:

- контроля состояния светофорных ламп;

- включение более запрещающего сигнального показания вместо требуемого в случае обнаружения неисправности в лампах, необходимых для его отображения (например, сигнальное показание “желтый” при неисправности лампы зеленого огня светофора);

- управление двухнитевыми лампами вместо однонитевых;

- “мягкое” включение ламп (снижает нагрузку на лампы при их включении из холодного состояния);

- работу светофора в режимах «День», «Ночь», «ДСН» (переключение режимов «День», «Ночь» осуществляется внутри платы LMP при получении соответствующего приказа, а переключение в режим «ДСН» - при помощи внешних реле);

- управление режимом мигания светофорной лампы;

- выявление заземления жил кабеля между объектным контроллером и сигнальными лампами.

Сигнальный контроллер (рис. 2.23) состоит из платы ССМ и платы LMP.

 

Рис. 2.23 Подключение светофора АБТЦ к сигнальному объектному контроллеру

Плата ССМ – процессорная плата, содержащая ПЗУ с программой работы данного контроллера. Плата имеет четыре безопасных входа для контроля состояния контактов (в ОК светофора – это контакты контрольных реле состояния изоляции кабеля) и является ядром объектного контроллера. Плата LMP – интерфейсная плата светофорного ОК применяется для управления сигналами и маршрутными указателями. К выходам платы подключаются до шести обмоток сигнальных трансформаторов (два для запрещающих и четыре – для разрешающих ламп светофора). Настройка сигнального контроллера на определенный тип сигнала осуществляется с помощью переключателей, расположенных на платах настройки.

Релейный объектный контроллер безопасного ввода/вывода обеспечивает управление выходным напряжением, контроль состояния контактов схем и управление реле первого класса надежности. Контроллер определяет следующие состояния контактов релейной схемы: замкнут, разомкнут, обрыв, короткое замыкание. В МПЦ Ebilock-950 данный тип контроллера используется для построения интерфейсов с релейными устройствами автоблокировки и других перегонных устройств автоматики (кодирование перегонных рельсовых цепей, увязка с МПЦ, изменение направления движения поездов, увязка с АПС, САУТ, оповещение монтеров пути на перегоне и т.д.).

Релейный объектный контроллер может иметь от четырех до двенадцати выходов. На каждый выход, в случае получения соответствующего приказа от центрального процессора, выдается напряжение 24В постоянного тока для подключения соответствующего интерфейсного реле.

Порядок передачи информации в системе Ebilock 950

В связи с тем, что к обмену информацией между центральным компьютером централизации и системой объектных контроллеров предъявляются высокие… Существует два формата передаваемой информации: сообщения и кадры. Данные,…  

Микропроцессорная система автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры АБТЦ-М

 

Принципы построения системы АБТЦ-М

Аппаратура АБТЦ-М выполнена на микропроцессорной базе. В ней полностью исключены все релейные схемы, формирование и обработка сигналов ТРЦ… Аппаратура системы размещена централизованно в релейных помещениях постов ЭЦ… При разработке АБТЦ-М использованы следующие принципы: - иерархическое построение системы, позволяющее максимально…

Контроль рельсовой линии и формирование сигналов

АЛСН и АЛС-ЕН

В системе АБТЦ-М используются неограниченные тональные рельсовые цепи, рабочий диапазон частот которых лежит в пределах от 400 до 950 Гц. Для… Комплексный сигнал, представляющий сумму КРЛ и сигналов АЛСН и (или) АЛС-ЕН… Рельсовая цепь (РЦ) характеризуется двумя состояниями: свободна или занята. РЦ считается свободной при соблюдении трех…

Управление проходными светофорами

Разрешающее сигнальное показание проходного светофора изменяется на запрещающее показание при занятии любой РЦ блок-участка, ограждаемого этим… Запрещающее сигнальное показание проходного светофора изменяется на… - фиксация свободности всех РЦ блок-участка, ограждаемых этим светофором;

Управление аппаратурой автоматической переездной сигнализации

Аппаратурой автоматической переездной сигнализации (АПС) управляют и контролируют ее состояние с помощью блока БПСП (блок переездной сигнализации…  

Взаимодействие с аппаратурой электрической централизации

 

Взаимодействие с аппаратурой электрической централизации осуществляется с помощью блока БИЭЦ. От системы АБТЦ-М на аппаратуру ЭЦ поступают данные о свободности или занятости участков приближения и удаления, о состоянии перегона, установленном направлении движения, показаниях первых сигнальных точек по удалению. От ЭЦ на АБТЦ-М передается информация о показании входного светофора, режиме пропуска поезда по станции и команды смены направления движения (основным или вспомогательным режимом), задания режима горения ламп на проходных светофорах (нормальный или ДСН), разблокирования перегона.

Интерфейс с релейными системами электрической централизации релейный, с микропроцессорными системами - стандартный из ряда RS232 - RS485. АБТЦ-М взаимодействует с аппаратурой ДЦ и ДК через CAN-интерфейс верхнего уровня с помощью устройства преобразования интерфейса УПИ-RS232, УПИ-RS422/485 или УПИ-USB.

Смена направления движения на перегоне

На однопутном перегоне смена направления осуществляется дежурным по станции приёма нажатием кнопки смены направления. На двухпутном перегоне смена… При занятости перегона или заблокированном запрещающем сигнале проходного… Устройства системы диагностируются непрерывно всеми микропроцессорными блоками посредством самотестирования во время…

Глава 3. Системы автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры

Кодовая электронная блокировка КЭБ-1

 

Основные положения

Необходимость сокращения расхо­дов на техническое обслуживание и повышение надеж­ности работы уст­ройств, возрастаю­щие требования по обеспечению… Система КЭБ-1 применяется для интервально­го регулирования движения по­ездов… Основными элементами КЭБ-1 являются генератор ко­дов ГК-КЭБ и приемник-де­шифратор ПД-КЭБ. Генератор кодов ГК-КЭБ…

Основные принципы построения безопасных схем

В аппаратуре КЭБ-1 применены безопасные схемы логического умножения (схемы И) и ячейки-памяти (триггеры). Основным принципом построения безопасных схем И является применение оптопар… Двухвходовая схема И (рис. 3.1а), построенная согласно указанным принципам, работает так. При поступлении ТИ светодиод…

Аппаратура КЭБ-1

    Рис. 3.3 Функциональная схема блока ГК-КЭБ

Принципиальные схемы сигнальных установок

Кодовая электронная автоблокировка предназначена для применения на однопутных и двухпутных участках железной дороги с односторонним и двухсторонним… В данной системе автоблокировки применяются кодовые импульсные рельсовые цепи… Сигналами светофоров управляют посредством числовых кодовых сигналов «К», «КЖ», «Ж» и «З», передаваемых по рельсовым…

Микропроцессорная унифицированная система автоматической блокировки АБ-УЕ

АБ-УЕ представляет собой децентрализованную систему автоблокировки на микропроцессорной элементной базе. Она отличается отсутствием электромагнитных… Автоблокировка АБ-УЕ выполняет следующие функции: - контроль целостности и свободности рельсовых линий;

Глава 4. ЛОКОМОТИВНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Общие положения

Анализ безопасности движения поездов за длительный период показывает, что проезды запрещающих сигналов и превышение установленных скоростей вызывают…    

Комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное КЛУБ-У

КЛУБ-У является базовым устройством комплексной унифицированной системы регулирования и обеспечения безопасности движения поездов КУРС-Б. КЛУБ-У… КЛУБ-У не только однократно или периодически контролирует бдительность… - обеспечивать невозможность проезда светофора с запрещающим сигналом без разрешения дежурного по станции при условии…

Функциональная схема КЛУБ-У

Для реализации своих функций КЛУБ-У принимает информацию из следующих источников (рис. 4.2):

- из каналов АЛСН и АЛС-ЕН (приемные катушки ПК) - о показании напольного светофора и свободности впереди лежащих блок-участков;

- от систем локомотива – о включении (выключении) тяги, положении крана машиниста, ключа ЭПК, давлении в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и уравнительных резервуарах;

- от спутниковой навигационной системы СНС и датчиков пути и скорости ДПС - параметры движения поезда (точное место нахождения и фактическая скорость), а также текущее время;

- из внутренней энергонезависимой памяти - данные электронной карты пути, графика движения поездов, имеющихся по маршруту следования ограничениях скорости (информация вводится в память перед поездкой).

 

 

Рис. 4.2 Функциональная схема КЛУБ-У

 

С помощью канала цифровой радиосвязи КЛУБ-У осуществляет обмен информацией c переездными и станционными устройствами автоматики и системами оповещения работающих на путях.

В состав аппаратуры КЛУБ-У входят следующие блоки:

- блок электроники локомотивный БЭЛ-У;

- блок индикации локомотивный БИЛ-УВ;

- блок коммутации и регистрации БКР-У-1М;

- источник питания ИП-ЛЭ;

- Радиостанция «МОСТ».

Блок электроники локомотивный БЭЛ-У осуществляет прием, логическую обработку поступающей информации и выработку выходных воздействий, передаваемых по линии CAN-интерфейса к другим устройствам из состава КЛУБ-У. БЭЛ-У принимает информацию по каналам АЛСН, АЛС-ЕН, от антенны СНС, датчиков ДПС, цепей управления локомотивом, рукояток и кнопок БИЛ-УВ, систем САУТ и ТС КБМ, а также осуществляет обмен информацией по радиоканалу. В состав блока входят следующие модули.

а) Модуль центрального обработчика (МЦО). В данном модуле выполняется вся логическая обработка информации, поступающей в изделие, и вырабатываются выходные воздействия. МЦО выполняет следующие функции:

- формирование окончательного значения допустимой и целевой скорости движения по информации от модулей БВУ и МРК;

- сравнение фактической скорости с допустимой скоростью и, при ее превышении, снятие напряжения с ЭПК;

- анализ информации с ТС КБМ, РБ, РБС, данных о сигнале светофора, включении САУТ, допустимой скорости и снятие напряжения с ЭПК при потере бдительности машиниста;

- прием сигналов от систем локомотива о включении и выключении тяги, положении ключа ЭПК;

- выявление ситуации самопроизвольного скатывания локомотива;

- контроль результатов фонового теста модулей изделия и ряд других функций.

МЦО состоит из двух комплектов обработки информации, при этом один из комплектов формирует выходные воздействия, а второй лишь обрабатывает входную информацию, не воздействуя на выходы, т. е. находится в «горячем» резерве. С целью обеспечения безопасности каждый из двух модулей МЦО включает в себя два канала обработки информации (канал А и канал В) и безопасную схему контроля.

б) Модуль внешнего устройства (БВУ) принимает сигналы от приемных катушек (ПК) и выполняет следующие функции:

- прием амплитудно-манипулированных сигналов АЛСН и фазоманипулированных сигналов АЛС-ЕН, их фильтрация и выделение кодовых циклов;

- декодирование принятой информации, формирование информации о количестве свободных блок-участков, направлении движения, сигнальном показании, типе кодового трансмиттера;

- защита от ложного приема разрешающего сигнала из канала АЛС-ЕН при сходе изостыков;

- отслеживание границ блок-участков по каналу АЛС-ЕН;

- формирование целевой скорости, равной скорости проезда впереди стоящего светофора с учетом введенных локомотивных характеристик;

- при разрешающих показаниях светофора – формирование допустимой скорости Vдоп;

в) Модуль радиоканала (МРК) предназначен для радиообмена информацией с автоматизированной системой контроля АРМ-ДСП и передачи результатов по CAN-интерфейсу другим устройствам КЛУБ-У.

г) Модуль маршрута (ММ) предназначен для приема и обработки сигналов от спутниковой навигационной системы (единое время, географические долгота и широта, сведения о достоверности информации). ММ определяет координату (пройденный путь), расстояние до находящегося впереди препятствия, текущее время с точностью до секунды. Модуль содержит электронную карту маршрута движения, с помощью которой определяется блок-участок, направление движения, путь, вид препятствия. Данные в электронную карту заносятся перед поездкой и сохраняются при выключении электропитания.

д) Измеритель параметров движения (ИПД) предназначен для обработки данных, полученных от датчиков пути и скорости, и вычисления по предварительным данным результирующего значения скорости и пройденного пути. Для повышения достоверности вычисления ИПД имеет двухканальную структуру.

е) Приемо-передающее устройство точечного канала связи (ППУ-ТКС) предназначено для обмена дискретной информацией по каналу ТКС.

Блок индикации локомотивный БИЛ-УВ предназначен для отображения машинисту оперативной и служебной информации систем КЛУБ-У и САУТ, обеспечивает диагностирование КЛУБ-У, а также ввод и отображение локомотивных и поездных характеристик (рис.4.3).

 

 

 

Рис 4.3 Блок индикации локомотивный, унифицированный БИЛ-У

В состав БИЛ-УВ входят: блок индикации локомотивный БИЛ-У, блок ввода локомотивный универсальный БВЛ-У, кассета регистрации КР, а также три рукоятки проверки бдительности. Рукоятка бдительности РБ и рукоятка бдительности специальная РБС используются для контроля бдительности машиниста, рукоятка РБП – для контроля бдительности помощника машиниста.

БИЛ-У обеспечивает отображение следующей информации:

- показание локомотивного светофора;

- режим работы («Поездной», «Маневровый», режим двойной тяги «РДТ»;

- координата пути;

- текущее время;

- фактическая скорость (Vф);

- режим работы блока индикации БИЛ;

- готовность кассеты регистрации;

- результаты тестирования и отказы;

- значение расчетного тормозного коэффициента, программного замедления, программной скорости.

БВЛ-У обеспечивает ввод во внутреннюю энергонезависимую память поездных и локомотивных характеристик и команд управления, а также переключение режимов работы блока (индикации ввода, контроля характеристик и диагностики). Для выполнения этих функций на панели управления блока расположены 10 цифровых кнопок, кнопки переключения режимов, кнопки управления локомотивом и кнопки управления САУТ (рис. 4.4).


 

Рис. 4.4 Блок ввода локомотивный БВЛ - У

 

КЛУБ-У обеспечивает включение сигнала «Внимание!» и через 6±2 секунды снятие напряжения с ЭПК, если машинист не подтвердит бдительность нажатием на соответствующую рукоятку. КЛУБ-У должен отменять однократный контроль бодрствования машиниста при разрешающих сигналах локомотивного светофора, если контролируемая скорость снижается.

Кассета регистрации (КР) – съёмное устройство, предназначенное для записи информации, поступающей от КЛУБ-У через БИЛ, хранения в обесточенном состоянии и считывания этой информации с помощью стационарного устройства дешифрации СУД-У. Кассета обеспечивает непрерывную запись в течении 10 часов работы около сорока параметров, отображающих время, режим движения, показание локомотивного светофора, состояние тормозного оборудования, режимы торможения и т. д.

Блок коммутации и регистрации БКР-У предназначен для приема аналоговых и дискретных сигналов, проведения предварительной обработки собранной информации с последующей передачей по CAN-интерфейсу другим устройствам КЛУБ-У и выполняет следующие функции:

- приём аналоговых сигналов от датчиков давления в уравнительном резервуаре (ДДУР), в тормозном цилиндре (ДДТЦ) и в тормозной магистрали (ДДТМ);

- приём дискретных цифровых сигналов тифона «Тf», свистка, «0-контр», включения компрессора «Kom», контроля цепи «EptK», сигнала «Перекрыша» «EptP», сигнала торможения «EptT»;

- формирование сигналов о движении со скоростью 2 км/ч и более, 10 км/ч и более, 20 км/ч и более, 60 км/ч и более;

- проведение предварительной обработки собранной информации с последующей передачей по САN-интерфейсу другим устройствам КЛУБ-У;

- формирование сигналов служебного и экстренного торможения через приставку крана машиниста (ПКМ) и электропневмовентиль (ЭПВ), сигнала на разбор тяги;

- питание блоков и устройств КЛУБ-У от источника питания ИП-ЛЭ.

Источник электропитания локомотивный электронной аппаратуры ИП-ЛЭ обеспечивает электронную аппаратуру подвижного состава различных типов: локомотивов и электропоездов постоянного и переменного тока, тепловозов, автомотрис и дрезин напряжением постоянного тока 50±5 В.

Радиостанция РВ1-М «МОСТ» предназначена для обмена цифровой информацией в симплексном одночастотном и (или) двухчастотном режиме с аналогичными радиостанциями, расположенными на промежуточных линейных пунктах.

Взаимодействие КЛУБ-У с системой САУТ. КЛУБ-У взаимодействует с системой автоматического управления тормозами САУТ. Система САУТ-ЦМ автоматически определяет эффективность тормозной системы поезда и, при необходимости, производит управляемое служебное торможение. Для обеспечения возможности остановки локомотива служебным торможением системой САУТ-ЦМ, КЛУБ-У производит автостопное торможение при фактической скорости на 6км/ч выше допустимой (Vфак =Vдоп+6км/час).

На блоке БИЛ системы КЛУБ-У, помимо сигнала включенного и исправного состояния САУТ – ЦМ485, дополнительно должна осуществляться следующая индикация:

- допустимая скорость Vдоп, равная значению программируемой скорости от системы САУТ;

- целевая скорость Vцел - скорость проезда места ограничения скорости;

- запрет отпуска;

- коэффициент торможения.

При включенной системе САУТ в КЛУБ-У отменяются следующие функции:

- периодическая проверка бдительности при всех сигналах светофора на блоке БИЛ, кроме белого;

- одноразовый контроль бодрствования машиниста при разрешающих показаниях светофора на блоке БИЛ при снижении контролируемой скорости;

- формирование кривой торможения при сигнале «КЖ» на блоке БИЛ, при наличии САУТ в параметре «конфигурация».

Система КЛУБ-У должна выключать напряжение на ЭПК при передаче системой САУТ команды «Выключить ЭПК».

 

Взаимодействие КЛУБ-У с телемеханической системой ТСКБМ. КЛУБ-У взаимодействует с телемеханической системой контроля бодрствования машиниста. ТСКБМ производит непрерывный контроль уровня бодрствования машиниста по электрическому сопротивлению кожи. Сигналы от датчиков, размещаемых в браслете, с помощью микропередатчика поступают на стационарный блок для обработки и индикации. После обработки полученной информации система КЛУБ-У принимает решение можно осуществлять дальнейшее движение или нет.

Таблица 4.1

Совместная работа КЛУБ-У с САУТ-ЦМ и ТСКБМ

Состояние Контроль скорости КЛУБ-У Периодический контроль бдительности КЛУБ-У Примечание
САУТ и ТСКБМ включены отменяется* отменяется *)Вводится периодич. проверка по «белому» показанию ЛС
САУТ вкл. ТСКБМ выкл. отменяется сохраняется  
САУТ выкл. ТСКБМ вкл. сохраняется отменяется  
САУТ и ТСКБМ выкл. сохраняется сохраняется  

При совместной работе с ТСКБМ, КЛУБ-У должен обеспечивать при наличии ТСКБМ в параметре «Конфигурация», вводимом в БВЛ-У, следующие функции:

- отмену всех периодических проверок бдительности при наличии сигнала от ТСКБМ «Машинист бодр»;

- трёхкратное снятие напряжения с ЭПК с возможным восстановлением питания при нажатии рукоятки «РБС» при наличии сигнала от ТСКБМ «Машинист не бодр», четвёртое снятие напряжения с ЭПК является невосстанавливаемым до выхода ТСКБМ из конфигурации, либо передачи им сигнала «Машинист бодр»;

- формирование периодической проверки бдительности при всех сигналах светофора во время движения независимо от значения фактической, контролируемой и допустимой скоростей в случае отсутствия ТСКБМ в параметре «конфигурация» системы.

 

4.3 Система автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ/485

 

Общие положения

Модернизированная аппаратура САУТ-ЦМ предназначена для автоматического управления торможением грузовых и пассажирских поездов, обращающихся на…  

Структурная схема САУТ-ЦМ

 

САУТ-ЦМ состоит из путевой и локомотивной аппаратуры (рис. 4.5). Путевые точки устанавливаются у предвходных, входных, маршрутных светофоров, а также на выходе станции. Каждая путевая точка содержит программируемые унифицированные генераторы (ГПУ), устанавливаемые в релейных шкафах или путевых коробках, и контур, образованный участком правого по направлению движения рельса длиной до 10м и электрической цепью подключения этого участка к путевому генератору. Генератор питает контур током частоты 19,6кГц, модулированным по амплитуде с целью передачи на локомотив в цифровом виде информации о номере точки, ее типе, а также об

 

установленном на станции маршруте. Глубина модуляции сигнала 100% при частоте огибающей 2,45 кГц. Каждый генератор путем внешней коммутации позволяет выбрать и передать на локомотив одну из восьми кодовых посылок. По принятой кодовой посылке локомотивные устройства САУТ-ЦМ выбирают из памяти необходимую информацию о маршруте следования, которая является основой для контроля допустимой скорости движения.

В системе САУТ-ЦМ предусмотрено использование 16 кодовых посылок. В связи с этим выпускаются генераторы двух типов, различающихся набором указанных посылок. Генераторы типа 1 запрограммированы для передачи посылок с № 0 по № 7 (выводы «Код 0» … «Код 7»). Генераторы типа 2 запрограммированы для передачи кодовых посылок № 8 по № 15 (выводы «Код 8» … «Код 15»).

Для подключения шлейфа точки САУТ-ЦМ предусмотрено 3 вывода: «Вых. 0», «Вых. 1» и «Вых. 2». При длине шлейфа до 15м он подключается к выводам «Вых. 0» и «Вых. 1» (рис. 4.9). При большей длине шлейфа используются выводы «Вых. 0» и «Вых. 2».

В случаях, когда передача информации не осуществляется, генератор переводится в режим ожидания. Контроль исправности шлейфа в режиме ожидания обеспечивается протеканием немодулированного тока частоты 13,07 кГц, который локомотивными устройствами САУТ не воспринимается.

Исправность генератора и шлейфа контролируется внутренними цепями диагностики, при этом в режиме ожидания постоянное напряжение 12 вольт присутствует на выводах «Контр. 0» и «Контр. 1», а в рабочем режиме – на выводах «Контр. 0» и «Контр. 2». Одновременное появление или исчезновение указанных напряжений свидетельствует о неисправностях в генераторе или шлейфе. В качестве контрольных используются реле ШО1 и ШО2 типа НМШ2-900.

Конструктивно разработаны генераторы двух типов: «Н» - для установки на полках релейных шкафов, и «Ш» - для установки в штепсельную розетку для реле ДСШ. С учетом набора кодовых посылок и конструктивного исполнения генераторы выпускаются четырех типов: Н1, Н2, Ш1 и Ш2.

Функционирование локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ предусматривается практически во всех штатных и нештатных ситуациях. Например, при движении поезда по зеленому показанию АЛС САУТ-ЦМ осуществляет контроль максимально допустимой скорости Vmax. При скорости Vmax САУТ-ЦМ отключает тягу, а при превышении Vmax на 2км/час осуществляет автоматическое служебное торможение для снижения скорости до установленной величины. Максимально допустимая скорость устанавливается до 160 км/час при программировании системы на заводе или в депо.

При движении поезда по желтому показанию АЛС к проходному светофору с желтым огнем или к входному светофору станции с одним желтым огнем САУТ-ЦМ обеспечивает в начале блок-участка контроль максимально допустимой скорости движения Vmax. На расстоянии необходимого тормозного пути до путевого светофора с желтым показанием САУТ-ЦМ отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение до скорости Vкж проследования путевого светофора с желтым показанием.

При движении поезда по красно-желтому показанию АЛС к путевому светофору с запрещающим показанием САУТ-ЦМ в начале блок-участка контролирует превышение допустимой скорости движения на красный сигнал Vкж. На расстоянии необходимого тормозного пути до сигнала САУТ-ЦМ отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение поезда до полной остановки на расстоянии 10-150 м. перед путевым светофором.

САУТ-ЦМ передает машинисту следующую информацию:

- о резерве скорости в каждой точке пути (разность допустимой и фактической скоростей);

- о длине блок-участка или маршрута приема поезда на станцию в момент проследования путевого светофора, а при дальнейшем движении - о текущем расстоянии до путевого светофора;

- о фактической эффективности тормозных средств поезда.

САУТ-ЦМ обеспечивает выдачу машинисту более 20 речевых сообщений о показании напольных светофоров, крупных искусственных сооружениях, станциях, переездах, опасных местах и т.д. Отдельные речевые сообщения, начинающиеся словом "Внимание", используются для дополнительной проверки бдительности машиниста и требуют нажатия рукоятки бдительности. Воспроизведение речевых сообщений, связанных с сигнальными показаниями АЛСН, осуществляется при смене кодов АЛСН взамен свистка ЭПК.

Для выполнения своих функций локомотивные устройства САУТ-ЦМ получают информацию из следующих источников:

- из программно-задающего устройства (ПЗУ) – базу данных о перегонах и маршрутах приема на станцию;

- от унифицированных путевых генераторов через антенну, установленную на локомотиве - о допустимой скорости движения на данном участке пути, длине блок-участка, приведенном уклоне, номере маршрута или перегона;

- от датчиков угла поворота ДПС1 и ДПС2 - о пройденном пути по контролируемому участку, фактической скорости и ускорению поезда;

- от АЛСН (КЛУБ) о показаниях локомотивного светофора, состоянии импульсного реле, рукояток бдительности РБ1, РБ2 и блока индикации (БИЛ);

- от датчиков давления (ДД) о величине разрядки тормозной магистрали (ТМ) при управлении САУТ-ЦМ пневматическим тормозом (ПТ), о наполнении тормозных цилиндров (ТЦ) при управлении САУТ-ЦМ электропневматическим тормозом (ЭПТ).

- от цепей управления локомотива - «контроль исправности ЭПТ» (при наличии этого сигнала САУТ-ЦМ осуществляет служебное торможение поезда посредством ЭПТ), сигналы "Тяга" (тяговый режим), "ХВП" (ход вперед), "ХНЗ" (ход назад) и "Рекуп." (режим рекуперации).

Автоматическое управление торможением на основе поступающей информации САУТ-ЦМ осуществляет выдачей следующих команд:

- команда «О» (отключение тяги) - производится разбор схемы моторного режима локомотива или МВПС;

- команда «П» (перекрыша тормозов) - осуществляется подготовка тормозной схемы к последующему торможению;

- команда «Т» - при управлении пневматическим тормозом осуществляется ступень служебного торможения путем обесточивания тормозного вентиля ПЭКМ;

- команда «ЭПТ» - при управлении электропневматическими тормозами осуществляется ступень служебного торможения;

- сигнал «ЭПК» - (экстренное торможение) - обесточивается катушка электропневматического клапана;

- команда «Рег» - регистрация включенного состояния САУТ-ЦМ на ленте скоростемера или кассете КЛУБ-У.

САУТ-ЦМ обеспечивает отображение следующей информации на пульте машиниста (ПМ):

- индикатор «Vф. км/час» - отображает фактическую скорость движения поезда;

- индикатор «Sм» - отображает расстояние, измеряемое САУТ-ЦМ до точки прицельной остановки в метрах. Величина расстояния изменяется от максимального значения в начале блок-участка (станционного пути) до нулевого значения в точке прицельной остановки;

-индикатор «Vдоп. км/ч» - отображает вычисленную допустимую (программную) скорость движения;

- сигнал «θр» - отображает на индикаторе тормозной коэффициент при нажатой и удерживаемой кнопке «Комплект» на пульте машиниста.

Напольные устройства САУТ-ЦМ

- любые две точки САУТ-ЦМ, расположенные последовательно по маршруту движенияпоезда, должны быть разделены светофором (проходным, входным или…    

Глава 5 СХЕМА ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ (по методическим указаниям ГТСС И-228-94)

 

Основные положения

Настоящая схема разработана с целью исключения возникновения опасной ситуации при подпитке проводов контроля свободности перегона от постороннего… В новой схеме вместо реле второго поколения КШ, не относящегося к первому… - исключает возможность смены направления при подпитке цепей контроля свободности перегона или смены направления от…

Работа схемы при изменении направления движения (нормальный режим)

Изменение направления движения происходит в четыре этапа: 1 этап – цикл проверки свободности перегона; 2 этап – переключение перегонных реле направления;

Вспомогательный режим работы схемы

При повреждении одной или нескольких рельсовых цепей на перегоне нормальная смена направления исключается. В этом случае предусмотрен… Изменение направления производится одновременным нажатием нормально… За счёт электромагнитной энергии, накопленной обмотками реле направления перегонных установок, при возбуждении реле…

Защита схемы направления от подпиток различной полярности в проводах К-ОК и Н-ОН

1. Подпитка проводов К-ОК током обратной полярности. В этом случае ток обратной полярности вычитается из тока прямой полярности от источника питания… 2. Подпитка проводов К-ОК током прямой полярности. После начала смены… 3. Подпитка проводов К-ОК током прямой полярности при занятом перегоне. Такая подпитка позволяет начать смену…

Глава 6. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕЕЗДНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ ТОНАЛЬНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ НАЛОЖЕНИЯ

 

Основные положения

- расчетная точка подачи извещения, как правило, не совпадает с границей рельсовой цепи автоблокировки, что требует дополнительных схемных решений… - для фиксации освобождения участка приближения к переезду требуется установка… - своевременная подача извещения на переезд обеспечивается лишь при движении поезда в правильном и установленном…

Порядок подачи извещения на переезд

Извещение на переезд подается при вступлении на участок приближения поезда, следующего в любом направлении, независимо от специализации путей и… На однопутных и двухпутных участках дорог при движении поезда, как в… При движении поезда в неустановленном направлении действия автоблокировки переезд открывается после проследования…

Схема рельсовых цепей наложения

 

В качестве контрольного сигнала в рельсовых цепях наложения используются амплитудно-модулированные сигналы с несущими частотами 420, 480, 580, 720, 780 Гц и частотами модуляции 8 или 12 Гц (ТРЦ 3-го поколения). Рельсовые цепи являются неограниченными, поэтому для исключения их взаимного влияния рельсовые цепи с одинаковыми несущими частотами и частотами модуляции могут повторяться при расстоянии от питающего конца одной рельсовой цепи до приемного конца другой не менее 1750-2000м в зависимости от длины влияющей рельсовой цепи. С этой же целью частоты модуляции на двухпутных участках должны выбираться таким образом, чтобы каждому значению несущей частоты на соседних путях присваивались отличные друг от друга значения частот модуляции. Максимальные длины тональных рельсовых цепей с несущей частотой 420, 480 или 580 Гц допускаются 900-1000 м, а с несущими частотами 720 или 780 Гц – 150-300 метров. На рисунке 6.3 показано оборудование четного пути двухпутного участка рельсовыми цепями

наложения без учета согласовывающей и защитной аппаратуры, устанавливаемой в путевых ящиках.

Аппаратура тональных рельсовых цепей, используемых для подачи извещения на переезд, располагается в релейных шкафах, не имеющих обогрева. В связи с этим в схемы ТРЦ введены дополнительные путевые реле, исключающие опасную ситуацию в случае неотпадания якоря основного путевого реле. Дополнительное путевое реле подключается к выходному усилителю путевого приемника ПП (выводы 23-61) через блок выпрямителей сопряжения БВС4Л. Все путевые реле используются типа АНШ2-310.

С целью экономии кабеля применена трансляция рельсовых цепей, входящих в состав участка 1У (4У). Питание генератора рельсовой цепи ЧП2 осуществлено через фронтовые контакты путевых реле рельсовой цепи ЧП1, поэтому при

 

 

вступлении поезда на рельсовую цепь ЧП1 снимается питание с рельсовой цепи ЧП2 чем фиксируется занятие первого участка приближения.

При работе тональных рельсовых цепей наложения совместно с рельсовыми цепями автоблокировки предусматривают включение элементов защиты, исключающих или снижающих их взаимное влияние (рис. 6.4). Защита тональных рельсовых цепей от шунтирующего воздействия кодовой рельсовой цепи обеспечивается включением путевого фильтра ФПМ, настроенного на несущую частоту ближайшей ТРЦ, последовательно с обмоткой питающего трансформатора кодовой рельсовой цепи. ФПМ в этом случае работает как заграждающий фильтр. Кодовая рельсовая цепь защищается от шунтирующего воздействия тональной рельсовой цепи путем включения заграждающих фильтров, представляющих собой последовательный LC контур (реактор РОБС-1Г и конденсатор С), настроенный на несущую частоту ТРЦ, во вторичную обмотку путевого трансформатора на релейном и питающем концах тональной рельсовой цепи.

 

Рис. 6.4. Защита кодовых РЦ и тональных РЦ наложения от взаимного влияния при электротяге постоянного тока

 

Подробно состав аппаратуры, устройство и регулировка тональных рельсовых цепей третьего поколения (ТРЦ3) рассмотрены в главе 1 настоящего пособия.

 

Схемы управления переездной сигнализацией на двухпутных участках

Аппаратура АПС располагается в релейных шкафах, устанавливаемых на переезде. Схема управления сигнализацией для четного пути двухпутного перегона… - 2Н – реле направления; - 2ПН1, 2ПН2 – реле правильного направления движения (повторители прямой полярности реле 2Н);

Схемы светофорной сигнализации и включения шлагбаумов

Схемы включения световой сигнализации и автошлагбаумов представлены на рисунках 6.8 и 6.9. Реле схем имеют следующее назначение: - ВМ – обеспечивает выдержку времени 13-15 секунд на опускание брусьев… - ВЭМ – реле выключения электромагнитной муфты;

Схемы включения заградительных светофоров

На рисунках 6.8, 6.10 представлена схема включения заградительной сигнализации для четного пути двухпутного перегона. Реле схем имеют следующее… - зГ1, зГ2, зГ3, зГ4 – реле включения заградительной сигнализации и их… - зГ1Л, зГ2Л – линейные повторители реле включения заградительной сигнализации;

Схема включения устройств заграждения переезда (УЗП)

Устройство заграждения переезда предназначено для предотвращения въезда транспортного средства на переезд при закрытом положении шлагбаумов и включенных красных мигающих огнях на переездных светофо­рах. УЗП обеспечивает:

- автоматическое ограждение переезда подъемом крышек УЗ (устройств заграждения) при нахождении поезда на участ­ке приближения к переезду;

- контроль транспортных средств в зонах крышек УЗ при ограждении переезда;

- выезд с переезда транспортных средств при поднятых крышках УЗ;

- информацию дежурного по переезду об исправном состоянии и о возникших неисправностях УЗП.

В состав УЗП входят следующие изделия (рис. 6.11):

- устройства заградительные УЗ1-УЗ4, устанавливаемые в полотно автодороги;

- система контроля свободности зон крышек, состоящая из базового блока ББК и 4-х стоек контроля зоны крышек КЗК с локаторами ДТР;

- щиток УЗП с кнопками управления и лампочками контроля работы устройств заграждения.

Технические данные УЗП:

- питание УЗП осуществляется от сети однофазного переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц;

- мощность, потребляемая УЗП, от сети - 2,0 кВт;

- ширина перекрываемой проезжей части дороги до10 м;

- время подъема крышки УЗ не более 7с;

- высота подъема переднего бруса крышки УЗ от уровня дороги 0,45 м;

- усилие на поднятый край крышки УЗ, необходимое для принудительного закрывания крышки, не более 150 кГс;

 

 

 

Рис. 6.11 Схема оборудования переезда устройствами заграждения

- подъем (опускание) крышки УЗ осуществляется приводом ЭП-УЗП с электродвигателем МСТ-0,3;

- размер зоны контроля КЗК от 0,8 до 10 м;

- угол диаграммы направленности излучения КЗК - 30°;

- эффективная площадь обнаруженного объекта в зоне контроля более - 0,5 м . - время обнаружения транспортного средства в зоне контроля - 0,4 с.

УЗП работает следующим образом. При появлении поезда на участке приближения к переезду в релейном шкафу переездной сигнализации обесточиваются включающие реле В1, В2 их повторители ПВ1, ПВ2 и включается световая и звуковая сигнализация. Тыловыми контактами реле ПВ1, ПВ2 замыкается цепь питания их обратного повторителя ОПВ, расположенного в релейном шкафу УЗП (рис. 6.9, 6.12), через фронтовые контакты которого включается блок базового контроля ББК-М и 4 датчика обнаружения транспортных средств КЗК. Через 13-15с обесточивается реле ВМ, брусья шлагбаумов опускаются в горизонтальное положение, что фиксируется возбуждением реле зУ. Фронтовыми контактами реле зУ замыкается цепь возбуждения реле включения заградительного устройства ВУЗ, которое притягивает якорь, самоблокируется и включает блок выдержки времени ВВ. Через 3 - 6с (время необходимое для прохождения транспортного средства от УЗ на въезде до УЗ на выезде) блок срабатывает, последовательно возбуждаются реле управления подъемом крышек заградительных устройств УП и реле ВУЗМ. В отрезок времени между возбуждениями реле ВУЗ и его медленнодействующего повторителя ВУЗМ создается цепь возбуждения фрикционного реле Ф и зарядки конденсаторного блока ЗКБ, подключенного к обмотке реле Ф через его собственный фронтовой контакт (рис. 6.12). Тыловыми контактами реле ВУЗМ цепь питания реле Ф обрывается, но оно остается на замедлении 10-12 с за счет конденсаторного блока. Тыловыми контактами ВУЗМ обрывается питание обмоток 1-3 поляризованных пусковых реле, а фронтовыми включается питание обмоток 2-4, их якоря перебрасываются в обратную полярность и переключают цепи фазосдвигающих конденсаторов в положение, соответствующее вращению двигателей на подъем. Фронтовыми контактами реле ВУЗ и ВУЗМ замыкается цепь возбуждения повторителей реле Ф, которые срабатывают последовательно в следующем порядке: ПФ, 4Ф, 2Ф, 3Ф и 1Ф. В такой же последовательности возбуждаются нейтральные пусковые реле 4НПС, 2НПС, 3НПС, 1НПС. Последовательное возбуждение реле НПС позволяет избежать большого пускового тока при включении электродвигателей четырех устройств заграждения.

После срабатывания реле ППС и НПС подается питание на электродвигатели приводов и в течение 4 - 7с крышки УЗ занимают заграждающее положение, препятствующее въезду транспортного средства на переезд. Питание электродвигателей осуществляется от однофазной сети переменного тока, поэтому используется схема с конденсаторным пуском. Выключение электродвигателей приводов после подъема крышек УЗ осуществляется рабочими контактами автопереключателя. В случае работы электродвигателей на фрикцию (крышки УЗ не могут быть подняты или опущены из-за наличия препятствия), выключение реле НПС и электродвигателей осуществляется контактами фрикционного реле Ф после окончания его замедления.

 

Срабатывание реле НПС каждого из приводов возможно при условии отсутствия в зоне крышек транспортного средства. Контроль свободности зоны крышки УЗ осуществляется ультразвуковым датчиком КЗК. Конструктивно датчик выполнен в пылевлагонепроницаемом металлическом корпусе с рупорным акустическим излучателем из специальной пластмассы. Принцип действия датчика основан на локации ультразвуковыми импульсами заданной зоны пространства с последующей временной обработкой отраженных сигналов. Датчик имеет два релейных выхода: обнаружения и контроля исправности, связанные с соответствующими исполнительными реле РЗК и РН, расположенными в релейном шкафу УЗП. Реле обнаружения находится под током при свободной зоне крышки УЗП и обесточивается при появлении в зоне обнаружения транспортного средства. Реле контроля находится, под током при исправном КЗК. При возникновении неисправности КЗК обесточиваются оба реле. Фронтовые контакты реле зоны контроля РЗК подготавливают цепь питания нейтральных пусковых реле НПС. В цепь питания поляризованных пусковых реле ППС включены фронтовые контакты реле РН, поэтому их срабатывание возможно только при исправном ультразвуковом локаторе соответствующей стойки КЗК.

В случае появления транспортного средства в зоне крышек УЗ в момент их подъема происходит обесточивание соответствующего реле зоны контроля РЗК,

нейтрального пускового реле НПС и электродвигатель выключается. После освобождения транспортным средством зоны контроля реле РЗК вновь встает под ток и, за время замедления на отпускание якоря своего обратного повторителя РЗКМ, возбуждается фрикционное реле Ф, а конденсатор ЗКБ получает заряд, необходимый для удержания реле Ф под током на время работы электродвигателя привода УЗ. Через фронтовые контакты реле Ф и его повторителей вновь возбуждаются пусковые реле и крышка УЗ поднимается.

Схема управления УЗП дает возможность дежурному по переезду опустить поднятые крышки УЗ для выезда транспортного средства из зоны переезда. Для этого дежурному по переезду необходимо нажать кнопку "Выезд 1" или кнопку "Выезд 3" соответственно для первого или третьего устройства заграждения (рис. 6.13). Контактами кнопки замыкается цепь возбуждения реле выезда 1РВ (ЗРВ), после чего срабатывают фрикционное реле Ф, его повторители и нейтральные пусковые реле 1НПС (3НПС), а поляризованные реле 1ППС (ЗППС) получает прямую полярность и электропривод начинает работать на опускание крышки соответствующего УЗ. После отпускания кнопки обесточива­ется реле 1РВ (ЗРВ), реле 1ППС (ЗППС) перебрасывает якорь в обратную полярность, включая электропривод на подъем крышки УЗ.

После проследования поездом переезда, в релейном шкафу АПС возбуждаются включающие реле В1, В2 и их повторители ПВ1, ПВ2, контактами которых в релейном шкафу УЗП выключается реле ВУЗ. Через тыловой контакт обесточившегося реле ВУЗ и фронтовой контакт его медленнодействующего на отпадание повторителя ВУЗМ получает питание реле Ф, возбуждаются его повторители 1Ф-4Ф, нейтральные пусковые реле 1НПС-4НПС, а поляризованные пусковые реле 1ППС-4ППС получают питание прямой полярности. Электродвигатели приводов начинают работать на опускание крышек УЗ.

 

 

Рис. 6.13 Схема щитка управления УЗП

 

После того, как крышки опустятся, возбуждаются реле контроля их нижнего положения 1ПК-4ПК, через фронтовые контакты которых получают питание реле открытия шлагбаумов ОША и ОШБ, и электродвигатели включаются в работу. После подъема шлагбаумов в вертикальное положение срабатывают контакты автопереключателя SQ2, последовательно выключая реле ВДА и ВДБ, ОША и ОШБ и электродвигатели. Одновременно эти же контакты с контролем нижнего положения крышек УЗ замыкают цепь возбуждения управляющих реле У1, У2, в релейном шкафу АПС, которые выключают красные мигающие огни переездных светофоров.

Дежурный по переезду имеет возможность поднять или опустить крышки УЗ при отсутствии поезда на участке приближения. Подъем крышек осуществляется нажатием на щитке АПС кнопки с фиксацией «Закрытие», при этом, как и в случае с автоматической дачей извещения о приближении поезда, в шка­фу АПС обесточивается реле ПВ1 и ПВ2, включаются устройства переездной сигнализации, а в шкафу УЗП возбуждается реле ОПВ. Через 13-15с опускаются брусья шлагбаумов, срабатывает реле ВУЗ, осуществляется подъем крышек УЗ. При возвращении кнопки "Закрытие" в прежнее положение происходит опускание крышек УЗ и открытие пере­езда.

Дежурный по переезду при неисправности устройств заграждения имеет возможность опустить крышки УЗ и выключить их из работы, обеспечив независимую от УЗП работу устройств АПС. Для аварийного опускания крышек УЗ на щитке АПС нажимается кнопка "Закрытие", а на щитке УЗП - пломбируемая кнопка «Нормализация». При этом на переезде включается сигнализация, шлагбаумы, а затем крышки всех УЗ опускаются, фронтовыми контактами реле Н (нормализация) реле ВУЗ и ОПВ выключаются из работы, тыловыми контактами этого же а реле шунтируются контакты контроля нижнего положения крышек УЗ (1ПК-4ПК) в цепи управляющих реле У1, У2 и реле открытия шлагбаумов ОША, ОШБ. С этого момента система АПС

 

Работает как на переезде, не оборудованном устройствами заграждения. Выключение сигнализации из работы в этом случае произойдет без контроля опущенного положения УЗ, поэтому перед возвращением кнопки «Закрытие» в прежнее положение дежурный работник должен убедиться, что крышки УЗ опущены и, если какая-либо крышка не заняла нижнее положение, то ее необходимо опустить с помощью курбельной рукоятки.

Для контроля положения крышек и состояния датчиков КЗК на щитке УЗП предусмотрены светодиоды:

- 4 светодиода зеленого свечения У31...У34, сигнализирующие ровным светом о нижнем по­ложении крышек УЗ, мигающим светом при потере контроля положения крышек;

- 4 светодиода красного свечения У31...У34, сигнализирующие ровным светом о поднятом по­ложений крышек УЗ;

- 4 светодиода зеленого свечения и 4 светодиода желтого свечения КЗК1...КЗК4 ровным светом сигнализируют об исправном состоянии датчиков КЗК и отсутствии транспортного средства в зоне крышек; при неисправности датчиков зеленые светодиоды горят мигающим светом; светодиоды желтого свечения КЗК1...КЗК4 гаснут при нахождении транспортного средства над соответствующей крышкой У31...У34; при отсутствии поезда на участке приближения к переезду светодиоды КЗК не горят.

Наличие основного и резервного питания контролируется горением светодиодов "Питание основное" и "Питание резервное".

Контроль нажатого положения кнопки "Нормализация" осуществляется горением светодиода красного свечения "Выкл. УЗП".

На щитке УЗП установлены четыре кнопки:

две кнопки без фиксации, непломбируемые "Выезд 1" и "Выезд 3" для опускания крышки соответственно У31 и УЗЗ на выезде транспортного средства с переезда;

кнопка с фиксацией, пломбируемая "Нормализация" для опускания крышек УЗ, выключения устройства заграждения из работы при неисправности и обеспечения независимой работы АПС, кнопка без фиксации, непломбируемая "Контроль" для проверки исправной работы СКС.

Рекомендумая литература

 

1. Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2кн. Кн. 2. – 3-е изд. – М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000 – 1008с.

2. Методические материалы по курсу «Устройство, эксплуатация и техническое обслуживание систем автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты» - Москва 2002.

3. Руководство по эксплуатации 16936-20-00 РЭ. Кодовая автоматическая блокировка на электронной элементной базе КЭБ. Приемник – дешифратор ПД-КЭБ.

4. Руководство по эксплуатации 16936-70-00 РЭ. Кодовая автоматическая блокировка на электронной элементной базе КЭБ. Генератор кодов ГК-КЭБ.

5. УРГУПС, Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Соколов В.И. Кодовая автоматическая блокировка на электронной элементной базе КЭБ-1. Екатеринбург 2002г.

6. ГТСС. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. И-277-00. Кодовая электронная блокировка КЭБ-1. № ЦШТех-14/49 от 26.10.2001г.

7. ГТСС. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. И-278-01. Кодовая электронная блокировка КЭБ-1 для однопутных участков. № ЦШТех-14/50 от 26.10.2001г.

8. УРГУПС, «Кафедра автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Кораблев Е.А. Изучение кодовой электронной блокировки. Екатеринбург 2005г.

9. ГТСС. Указание о применении схемы контроля исправности кабеля в системах АБ с ТРЦ и централизованном размещением аппаратуры. ЦШТех-16/40 от 25.04.2005г.

9. Журнал «Автоматика, связь, информатика», №3, 1999г., №10, 2001г., №5, 2002г., №12, 2005г.

10. ГТСС. Типовые материалы для проектирования. 410003-ТМП. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования АБТЦ-2000. Альбомы 1, 3, 5. 2000г.

11. Микропроцессорная система централизации стрелок и сигналов Ebilock 950 М., «ТРАНСИЗДАТ», 2008г., 368с.

 

 

Оглавление

 

ВВЕДЕНИЕ…........................................................................................................ 3

Глава 1. ТОНАЛЬНЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ…….……….……… 5

1.1 Общие сведения о тональных рельсовых цепях …..………..…………. 5

1.2 Аппаратура тональных рельсовых цепей ………………………..…...... 8

Путевые генераторы ГП3 и ГП4 ………………………………………..……. 8

Путевые фильтры ФПМ и ФРЦ4Л …………………………………..……... 12

Путевые приемники ПП и ПРЦ4Л ………………………………..………... 14

Трансформатор уравнивающий УТ3 ………………………………..…….. . 20

1.3 Принцип работы и регулировка тональных рельсовых цепей …..... .. 21

1.4 Схема контроля изоляции жил кабеля ……………………………..…… 23

Глава 2. СИСТЕМЫ АВТОБЛОКИРОВКИ С ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ АППАРАТУРЫ……………………………………….. 26

2.1 Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры АБТЦ-2000……..……………………………… 26

2.1.1 Основные положения ………………………………………….…. 26

2.1.2 Методика выбора частот и длин ТРЦ в системе АБТЦ …….… 27

2.1.3 Состав аппаратуры АБТЦ и схемные решения …………..…. 29

2.2 Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и

централизованным размещением аппаратуры, интегрированная

в МПЦ системы Ebilock-950 (АБТЦ-Е)……………………………… 56

2.3 Микропроцессорная система автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры АБТЦ-М……………………………………… 64

ГЛАВА 3. Системы автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры

Кодовые электронные блокировки КЭБ-1 и КЭБ-2

3.1.1 Основные положения …………..………………………………… …..71

3.1.2 Основные принципы построения безопасных схем ……………........72

3.1.3 Аппаратура КЭБ-1 ……………………………………………………..74

3.1.4 Принципиальные схемы сигнальных установок ……………….…. …. 92

3.2 Унифицированная микропроцессорная система автоматической блокировки АБ-УЕ………………………………………………………………………………….. 104

ГЛАВА 4. Локомотивные микропроцессорные системы обеспечения безопасности движения поездов

4.1 Общие положения…………………………………………………………… 110

4.2 Комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное КЛУБ-У………………………………………………………………………….. 111

Система автоматического управления торможением поездов

САУТ-ЦМ/485……………………………………………………………………. 118

ГЛАВА5 Схема изменения направления движения (по методическим указаниям ГТСС И-228-94)…………………………..……………………….. 135

5.1 Основные положения ……………………………………………..……... 135

5.2 Работа схемы при изменении направления движения (нормальный режим)……………………………………………………………………….….…136

5.3 Вспомогательный режим работы схемы ……………………………… 140

5.4 Защита схемы направления от подпитки токами различной полярности

проводов К- ОК и Н-ОН…………………………………………………….…..... 141

ГЛАВА 6. Устройства автоматики на переезде

6.Основныеположения……………………………………………… ……. 143

6.2 Расчет длин участков приближения к переезду………………………..145

6.3 Порядок подачи извещения на переезд………………………………....146

6.4 Схема рельсовых цепей наложения……………………………………..147

6.5 Схемы управления переездной сигнализацией на двухпутных

участках……………………………………………………………………… 150

6.6 Схемы светофорной сигнализации и включения шлагбаумов………..156

6.7 Схемы включения заградительных светофоров……………………….. 160

6.8 Схема включения устройств заграждения переезда (УЗП)………….. 162

 

Рекомендумая литература……………………..………………….……. 170