Микропроцессорная унифицированная система автоматической блокировки АБ-УЕ

 

АБ-УЕ представляет собой децентрализованную систему автоблокировки на микропроцессорной элементной базе. Она отличается отсутствием электромагнитных реле и других электромеханических приборов на сигнальных точках перегона, наличием встроенной подсистемы дистанционного контроля и диагностики аппаратуры и возможностью дистанционного изменения настроек и технических параметров сигнальной точки. В АБ-УЕ предусмотрена возможность реализации функций любой эксплуатируемой на сети дорог системы автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры путем изменения программного обеспечения.

Автоблокировка АБ-УЕ выполняет следующие функции:

- контроль целостности и свободности рельсовых линий;

- передача информации между сигнальными точками;

- управление огнями светофоров с соблюдением условий безопасности движения;

- формирование сигналов систем автоматической локомотивной сигнализации

типа АЛС-ЕН и АЛСН числового кода;

- передачу на станцию данных о поездном положении на перегоне;

- диагностику аппаратуры сигнальных точек автоблокировки и передачу результатов диагностики на станцию;

- дистанционный контроль и изменение настроек и технических параметров сигнальной точки.

Структурная схема автоблокировки представлена на рис. 3.24. Основу автоблокировки составляют микропроцессорные приемопередатчики ППМ. В зависимости от места установки ППМ выпускается в трех вариантах исполнения. Первый вариант предназначен для работы в составе сигнальной точки автоблокировки, а два других - для увязки автоблокировки АБ-УЕ со схемами входного светофора и станционной системы централизации.

Приемопередатчик проходной сигнальной точки обеспечивает включение и контроль целостности нитей двухнитевых ламп светофоров двух направлений и работу рельсовых цепей. В его состав входят:

- модуль обработки сигналов;

- модуль интерфейса;

- усилитель мощности (УМ);

- источник питания;

- модуль управления лампами светофора;

- модем.

В ППМ, осуществляющим увязку автоблокировки со схемами входного светофора, вместо модуля управления лампами светофора устанавливается модуль сопряжения, а в приемопередатчике, устанавливаемом на посту централизации, отсутствуют модули обработки сигналов, усилителя мощности и интерфейса.

Приемопередатчики, устанавливаемые на станциях, увязывают систему АБ-УЕ со схемами централизации. Для этого к выходам станционных ППМ подключены реле извещения приближения поездов Н1ИП, Н2ИП и НЗИП, контроля состояния перегона НКП и смены направления движения НСН.

 

 

Рис. 3.24 Структурная схема унифицированной автоблокировки АБ-УЕ

 

Автоблокировка АБ-УЕ может работать с рельсовыми цепями без изолирующих стыков и с изолирующими стыками. При работе с рельсовыми цепями без изолирующих стыков в пределах каждого блок-участка организуются две рельсовые цепи длиной до 900м. каждая. Питающий конец рельсовых цепей находится в середине блок-участка, а приемные - около сигнальных точек. К рельсовой линии аппаратура питающего и релейного концов подключается через устройства защиты и согласования УЗС РЛ.

Приемопередатчик сигнальной установки имеет два выхода. Основной выход ППМ через устройство защиты и согласования с передатчиком УЗС ПРД и бесконтактный коммутатор тока БКТ подключается к кабельной линии, идущей к питающему концу рельсовых цепей. Он предназначен для передачи сигналов контроля состояния рельсовой линии КРЛ и сигналов систем АЛСН и АЛС-ЕН. Коммутатор БКТ переключает линии питающих концов рельсовых цепей при смене направления движения поездов. Дополнительный выход ППМ через УЗС ПРМ и УЗС РЛ подключается к рельсовой линии у сигнальной точки и предназначен для передачи кодовых сигналов АЛСН и АЛС-ЕН.

Для питания рельсовой линии в системе используются сигналы с двукратной фазоразностной манипуляцией. Для передачи по рельсовой линии информации используются комбинации модифицированного кода Бауэра. Два бита информации передаются одновременно изменениями фазы сигнала на 0, - 90, +90 или 180°. Один из передаваемых битов принадлежит синхрогруппе (СГ), а другой — кодовой комбинации. Синхрогруппа и несущая частота определяют принадлежность сигнала данному блок-участку. В кодовой комбинации содержится информация о показании проходного светофора и состоянии рельсовых цепей.

В АБ-УЕ используется четыре несущих частоты и восемь синхрогрупп. На несущей fl=1953 Гц передаются синхрогруппы СГ1 и СГ2, на f2=2170 Гц - СГ6 и СГ7, на f3=2441 Гц - СГ10 и СГ 11, на f4=2790 Гц — СГ12 и СГ13. На двухпутных перегонах по одному из путей используются частоты fl и f3, а по другому — f2 и f4. На однопутных перегонах используются две частоты: f 1 и f3 или f2 и f4. В любом случае сигналы с одинаковыми несущими частотами и синхрогруппами повторяются через три блок-участка, что гарантированно обеспечивает защиту бесстыковых рельсовых цепей от взаимного влияния.

С релейного конца рельсовой линии через устройство защиты и согласования УЗС ПРМ на вход ППМ поступают сигналы из "своей" и "смежной" рельсовых цепей, где происходит их преобразование в цифровую форму. Преобразованные сигналы фильтруются, демодулируются, усредняются по величине напряжения, и полученные значения сравниваются с пороговым значением. Решение о свободности "своей" рельсовой цепи принимается в том случае, если напряжение на ее выходе выше установленного порога и форма принятого сигнала совпадает с формой сигнала, переданного ППМ в рельсовую линию. Решение о свободности смежной рельсовой цепи принимается, если напряжение на ее выходе выше порогового значения, синхрогруппа сигнала соответствует блок-участку, а кодовая комбинация является разрешенной.

Увязка сигнальных установок между собой и со станциями осуществляется по рельсовым цепям и по одной двухпроводной линейной цепи. На станциях, ограничивающих перегон, устанавливаются персональные компьютеры. Станционный IBM-совместимый персональный компьютер и приемопередатчики автоблокировки объединены в специализированную компьютерную сеть, для чего в каждом приемопередатчике имеется встроенный модем. Каждый компонент сети через последовательные порты, модемы и проводные линии связан с двумя сосед­ними. Сообщение, выданное любым компонентом сети, транслируется на входы всех остальных компонентов. Передаваемое по последовательному порту двоичное слово состоит из стартового разряда, восьми разрядов данных, разряда четности и одного стоп - разряда. Длина посылки составляет 11 разрядов, а сообщений — 16 байт. Скорость передачи сообщений равна 4800 бит/с. Каждый компонент сети имеет свой уникальный восьмиразрядный адрес. Передающий и приемный каналы приемопередатчиков выступают как самостоятельные компоненты сети.

С перегона на станции по сети передается информация о поездном положении, показаниях светофоров, величине напряжений в рельсовых цепях и исправности аппаратуры сигнальных точек. Полученные данные выводятся на экран монитора автоматизированного рабочего места (АРМ) электромеханика. С помощью АРМ на сигнальных точках перегона задаются значения напряжений сигналов контроля рельсовой линии, АЛСН, АЛС-ЕН и кодовые комбинации АЛС-ЕН. Кроме этого, по сети передаются управляющие команды смены направления движения и включения кодирования. Кодовые комбинации системы АЛС-ЕН выбираются для каждой сигнальной установки в зависимости от длины блок - участка. При наличии временных ограничений скорости на перегоне могут быть выбраны более запрещающие комбинации.

Работа сети происходит следующим образом. Микроконтроллер станционного приемопередатчика каждые 64мс посылает в сеть комбинацию из двух двоичных слов — специального кода маркера, фиксирующего завершение текущего сеанса обмена и начало нового, и байта адреса одного из компонентов. Принятая комбинация воспринимается компонентом как приглашение выдать в сеть сообщение. Станционный приемопередатчик последовательно циклически перебирает адреса сети, в результате чего все компоненты сети каждый цикл передают в сеть свое сообщение. После выдачи в сеть "своего" адреса станционный контроллер также посылает сообщение.

Выданное в сеть сообщение поступает на входы всех компонентов, но принимает и обрабатывает информацию только компонент, настроенный на обмен с данным источником. Сообщение компонента-источника состоит из собственно предназначенной к передаче информации и четырех байт контроля правильности приема (рис. 3.25). Первый байт является сетевым адресом компонента-источника, а три других — байты диагностики, расширения и контрольной суммы. Байт диагностики предназначен для передачи кода обнаруженной сетевой ошибки и отказов аппаратных средств, в байте расширения указывается адрес компонента сети.

Для защиты от обработки ошибочных сообщений предусмотрены следующие процедуры контроля:

- приемник воспринимает адресный байт источника только в том случае, если его формат соответствует байту адреса, а принятый ранее байт является маркером;

- адрес сообщения, поступивший от станционного приемопередатчика, сравнивается с адресом, полученным в составе сообщения;

- компонент-приемник в процессе обработки полученной информации суммирует фактически принятые байты сообщения, а полученный результат сравнивает с контрольной суммой, полученной в конце сообщения. Совпадение контрольных сумм свидетельствует об отсутствии ошибок в принятом сообщении;

 

Рис. 3.25 Схема передачи сообщения компонентом-источником

 

- в приемнике сопоставляется ожидаемая и фактически принятая длина сообщения;

- каждый байт сообщения принимается с контролем по четности.

В любом сообщении после трансляции данных передаются байты диагностики и расширения. Они предназначены для передачи кода обнаруженной сетевой ошибки и отказов аппаратных средств.

ППМ управляет показаниями светофора в соответствии с принятой кодовой комбинацией, проверяет целостность нитей ламп, переключает нити двухнитевых ламп, формирует кодовые комбинации сигналов КРЛ, АЛС-ЕН и АЛСН, включает кодирование и смену направления движения поездов. Сформированные сигналы КРЛ и АЛС через цифроаналоговые преобразователи подаются на входы линейных усилителей мощности. На передних панелях управления ППМ установлены индикаторные светодиоды, сигнализирующие об исправной работе блока.

Автоблокировка АБ-УЕ обладает следующими преимуществами:

- более низкими затратами труда на техническое обслуживание за счет исключения реле и сокращения количества приборов;

- меньшей материалоемкостью;

- повышенной надежностью за счет применения двухканальной структуры;

- сокращением затрат на электроэнергию, потребляемую аппаратурой сигнальной точки;

- повышенной устойчивостью функционирования рельсовых цепей в условиях изменения сопротивления изоляции рельсовых линий, температуры и влажности окружающей среды, напряжения источников электропитания;

- возможностью своевременно обнаруживать и устранять отказы аппаратуры сигнальных точек за счет наличия встроенной системы диагностики и дистанционного контроля.