Устройства автоматической локомотивной сигнализации
УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Выполнил
студент гр. СОД.1-13-1
Чекашев В.Б.
«__» ____________ 2016 г.
Принял
преподаватель,
Лымарев В.И.
«__» ____________ 2016 г.
Красноярск 2016
УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Устройства автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) осуществляющие интервальное регулирование движения поездов, предназначены для обеспечения безопасности движения, увеличения пропускной способности железнодорожных линий и улучшения условий труда локомотивных бригад.
АЛС включает в себя путевые и локомотивные (поездные) устройства. Посредством путевых устройств осуществляется контроль свободности блок-участков и передача электрических сигналов в рельсы, в зависимости от состояний пути и показаний путевых светофоров. Локомотивные устройства осуществляют прием, усиление и дешифрирование сигналов, управляют огнями локомотивного светофора, устройствами контроля бдительности, контроля скорости или автоматического регулирования скорости.
В системах АЛС непрерывного действия прием сигналов, передаваемых с пути, осуществляется непрерывно, в любой точке пути. Применение непрерывного канала связи придает системе АЛС одно из основных эксплуатационных качеств, присущих системам безопасности, – автоматическое приведение устройств в более запрещающее состояние и к торможению поезда при различного рода неисправностях. При повреждениях в электрических схемах отдельных приборов и узлов, в линиях передачи, в локомотивных приемных устройствах, при выключениях источников питания и при других неисправностях исключаются положения, опасные для движения поездов.
Благодаря непрерывности связи путевых устройств с локомотивными в любом месте каждого блок-участка системы непрерывного действия являются наиболее совершенными системами интервального регулирования. Любой перерыв в приеме кодовых сигналов на время больше заданного равнозначен получению сигнала, запрещающего движение. Это дает непрерывный контроль исправного состояния устройств и обеспечивает высокую безопасность движения.
Непрерывность передачи и приема электрических сигналов позволяет быстро получить информацию об изменении состояния пути и показаний путевых светофоров. Это повышает безопасность движения при внезапно возникших препятствиях и обеспечивает более высокую пропускную способность железнодорожных линий.
У низкочастотных систем АЛСН в качестве линии связи используются чаще всего рельсовые нити, по которым проходит сигнальный ток низкой частоты (25-2000 Гц), образующий около рельсов магнитное поле. Перед первой колесной парой П1 на локомотиве установлены приемные катушки ПК (рис. 1), кодовый трансмиттер Т в зависимости от показания путевого светофора модулирует питающий источник ПИ (передатчик-модулятор). Последний присоединен к рельсовой линии так, чтобы сигнальный ток протекал навстречу приближающемуся поезду.
Рис. 1. Структурная схема низкочастотной АЛСН
Напряжение, индуктированное на приемных катушках, пропорционально силе тока, протекающего по рельсам. К последовательно подключенным приемным катушкам присоединен локомотивный приемник ЛП, который таким образом непрерывно связан с передатчиком ПИ зашифрованной информации независимо от положения поезда на рельсовой цепи. Возможное изменение показания светофора сразу будет предано на локомотив. Информация на локомотив может передаваться в том случае, если есть часть рельсовой цепи между передатчиком ПИ и локомотивом свободна от подвижного состава. Если эта часть рельсовой цепи занята впереди идущим поездом, сигнальный ток замкнется преимущественно через колесные пары этого поезда и передача информации на следующий поезд не произойдет. Этим обеспечивается передача информации одному поезду, вне зависимости от количества поездов на рельсовой цепи. При определенных обстоятельствах, однако, может произойти прохождение сигнала под колесными парами первого поезда и его ошибочный прием на последующем.
Устройства АЛС в зависимости от конкретных условий эксплуатации линий, на которых они применяются, обеспечивают сигнализацию о разрешаемой скорости движения условным цветом огней локомотивного светофора или цифровыми знаками индикатора контролируемой скорости движения, или сочетанием показаний локомотивного светофора и цифровыми знаками индикатора контролируемой скорости.
В эксплуатируемой в настоящее время на дорогах России числовой системе АЛС локомотивный светофор дает четыре сигнальных показания (рис. 2): зеленый З при приближении к путевому светофору с зеленым огнем и получении кодового сигнала З с тремя импульсами в кодовом цикле; желтый Ж при приближении к путевому светофору с желтым огнем и получении кодового сигнала Ж с двумя импульсами в кодовом цикле; красный с желтым КЖ при приближении к закрытому путевому светофору и получении кодового сигнала КЖ с одним импульсом в кодовом цикле; красный К после проезда путевого светофора с запрещающим показанием, а также во всех случаях после прекращения приема кодовых сигналов КЖ. Кроме этих показаний, локомотивный светофор сигнализирует также белым огнем о прекращении действия АЛС при движении по путям, не оборудованным устройствами для передачи сигналов АЛС. Белый огонь зажигается при отсутствии кодовых сигналов, если перед прекращением приема сигналов передавался кодовый сигнал З или Ж.
Рис. 2. Увязка между показаниями путевых и локомотивных светофоров при числовой системе АЛС: а – при трехзначной АБ; б – при четырехзначной АБ
Устройства АЛС должны давать информацию о разрешаемой скорости движения, соответствующей показаниям путевых светофоров, к которым приближается поезд.
Назначение, устройство, принцип действия АЛС
Автоматическая локомотивная сигнализация бывает точечного типа (АЛСТ) и непрерывного действия (АЛСН). АЛСН делится на частотную (многозначная АЛСН) и числового кода. АЛСТ применяется на участках с полуавтоблокировкой (ПАБ), преимущественно в метрополитенах. АЛСН – на участках с автоблокировкой (АБ). АЛСН характеризуется применением либо совместно с АБ, либо как самостоятельное средство (АЛСО) с разграничением поездов раздельными пунктами или пространством.
Локомотивная сигнализация облегчает условия труда машиниста и повышает безопасность движения поездов. Так, сигналы пути, будучи воспроизведенными, на локомотиве, воспринимаются и осознаются машинистом, что даёт ему возможность уверенно вести поезд в любых условиях, даже при плохой видимости сигналов, подаваемых путевыми светофорами.
Передача сигналов с пути на локомотив ведётся индуктивным способом. В АЛСН сообщения в кабину машиниста передаются непрерывно, т.е. всё время пока поезд следует по перегонам и станциям, а в точечных системах только в местах (точках) передачи сигналов с пути на локомотив перед путевыми светофорами.
Путевые устройства, будучи связанными с путевыми светофорами, передают с помощью устройств передачи сигналов сообщения о подаваемых ими сигналах на движущийся локомотив, где они воспринимаются приёмными катушками. Для непрерывной передачи сигналов на локомотив используются ходовые рельсы пути, по которым навстречу поезду пропускается переменный ток, создающий переменное магнитное поле вокруг рельсов.
Для передачи на локомотив информации о показаниях путевых светофоров, к которым приближается поезд, в АЛС применяется группа электрических сигналов – код. Каждый сигнал путевого светофора имеет свой код. В зависимости от того, чем электрические сигналы, составляющие код данной системы локомотивной сигнализации, отличаются друг от друга, различают следующие коды: числовой, частотный, частотно-импульсный, фазовый и др. У числового кода электрические сигналы являются кодовыми комбинациями из элементов тока – импульсов, разделённых интервалами. Кодовые комбинации отличаются числом импульсов в комбинации, при этом сообщение заключено во всей совокупности импульсов, составляющих кодовую комбинацию. Зелёному огню локомотивного светофора соответствует кодовая комбинация, содержащая три импульса с длинным интервалом, отделяющим их от трёх импульсов следующей комбинации; жёлтому, - содержащая два импульса; жёлтому огню с красным – один импульс. Красному огню соответствует отсутствие электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока с небольшими интервалами между ними.
Наибольшее распространение на сети железных дорог России получила автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (АЛСН).
АЛСН передаёт непрерывно в кабину локомотива сигналы путевых светофоров, а также периодически проверяет бдительность машиниста при зелёном (З), жёлтом (Ж), жёлтом с красным (КЖ), красном (К) и белом (Б) огнях локомотивного светофора и контролирует скорость поезда при КЖ и К огнях с принудительной остановкой поезда устройствами в случае потери бдительности машинистом или превышения контролируемой скорости.
Во время движения поезда по перегону локомотивный светофор предварительно и непрерывно (за целый блок-участок) предупреждает машиниста о сигнале, подаваемом проходным светофором трёхзначной автоблокировки, к которому приближается поезд.
Локомотивный светофор сигнализирует:
- зелёным огнём – о приближении поезда к путевому светофору с одним зелёным огнём, с одним жёлтым мигающим огнём, с одним зелёным мигающим огнём или с одним жёлтым и одним зелёным огнями;
- жёлтым огнём – о приближении поезда к путевому светофору с одним жёлтым огнём, с двумя жёлтыми огнями, с двумя жёлтыми огнями, из них верхний мигающий, а также с другими огнями, указывающими на следование с отклонением по стрелочному переводу;
- жёлтым огнём с красным – о приближении поезда к путевому светофору с красным огнём;
- красным огнём – загорается в случае проезда путевого светофора с красным огнём;
- белым огнём – локомотивные устройства включены, но сигналы с пути не передаются и машинист должен руководствоваться только сигналами путевых светофоров.
Контроль скорости движения поезда и проверка бдительности осуществляется комплексом устройств в составе электропневматического клапана ЭПК, рукоятки бдительности РБ, дополнительных приборов безопасности ДПБ (Л159, Л168, Л143, УКБМ), скоростемера, дешифратора АЛСН. Проверка бдительности и контроль скорости необходимы для повышения безопасности движения и действуют на основании информации о сигналах путевых светофоров. При остановке локомотива или поезда действие проверки бдительности и контроля скорости прекращается.
Проверка бдительности машиниста, прежде всего, нужна при приближении поезда к закрытому светофору и наиболее эффективна, когда производится периодически и вступает в действие возможно реже лишь в случаях прямой необходимости. Машинист при проверке подтверждает бдительность нажатием рукоятки бдительности в ответ на предварительную световую сигнализацию ПСС (4-6 сек.) – мигание лампы, выполненной с помощью блоков Л159 и Л143. Если РБ не будет нажата в течении 4-6 секунд, то раздастся свисток ЭПК и, если и в этот раз РБ не будет нажата в течении 7-8 секунд, то это устройствами расценивается как потеря машинистом способности вести поезд и локомотивная сигнализация, воздействуя на тормозную систему поезда, автоматически останавливает поезд. Проверка бдительности проводится однократно и периодически.
Однократная проверка бдительности действует при всех сменах сигналов на локомотивном светофоре и независимо от скорости движения поезда, а также при появлении и смене белого огня на нём и требует от машиниста подтверждения бдительности, в противном случае поезд останавливается принудительно. При появлении зелёного огня на ЛС нажатия РБ не требуется.
Периодическая проверка бдительности машиниста производится для пассажирских поездов через каждые 20-30 сек. – посредством устройства контроля бдительности машиниста УКБМ, для грузовых – 30-40 сек. При зелёном огне локомотивного светофора периодическая проверка бдительности отменяется, кроме схемы с УКБМ «Снежинка» на пассажирских поездах в режиме «Ночь» – 90-120 сек. Проверка бдительности начинает работать при скорости более 10 км/ч на белый, красный и красный с жёлтым огни ЛС, а на жёлтый огонь при скорости более 60 км/ч. При следовании локомотива по белому огню ЛС по участку не оборудованному устройствами АЛСН проверка бдительности машиниста осуществляется через каждые 70-90 сек., при этом машинист обязан нажать одновременно кнопки РБ и ВК (вспомогательная кнопка), а тумблер ДЗ (с АЛСН – без АЛСН) поставить в положение «без АЛСН».
Контроль скорости состоит в том, что устройства локомотивной сигнализации не допускают следования поезда при красном с жёлтым и красном огнях локомотивного светофора со скоростью выше контролируемой Vк. При превышении контролируемой скорости устройства АЛСН мгновенно реагируют предупредительным свистком ЭПК, говорящем машинисту о необходимости снижения скорости. В противном случае через 7-8 секунд происходит экстренное торможение поезда, которое не может быть предотвращено нажатием рукоятки бдительности. Скорость проследования напольного светофора с жёлтым огнём не должна превышать 60 км/ч, с красным огнём – не более 20 км/ч.