Автор: Кравцов Ю.А. Нестеров В.Л. Лекута Г.Ф.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение электрооборудование автоматика железнодорожный транспорт связь телемеханика
ISBN: 5-277-01688-0
Год: 1996
Похожие
Текст
СИСТЕМЫ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ
И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
ПОД РЕДАКЦИЕЙ
ДОКТОРА ТЕХН. НАУК
Ю.А. КРАВЦОВА
Утверждено
Управлением кадров
и учебных заведений МПС
в качестве учебника для
студентов вузов
железнодорожного
транспорта
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1996
УДК 656.25
Системы железнодорожной автоматики1 и телемеханики: Учеб, для вузов/
Ю. А. Кравцов, В. Л. Нестеров, Г. Ф. Лекута и др.; Подред. Ю. А. Кравцова. М.: Транс-
порт, 1996. 400 с.
Изложены основные вопросы построения систем автоматики и телемеханики на
перегонах, станционных систем автоматики и телемеханики, систем диспетчерской цент-
рализации, автоматизации работы сортировочных горок, информационных систем.
Рассмотрены вопросы безопасности движения поездов на железных дорогах, на-
дежности и технического обслуживания устройств.
Предназначен для студентов вузов железнодорожного транспорта по специаль-
ности "Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте" (специализа-
ция "Системы передачи информации, радиосвязь, микропроцессорные ииформациоиио-
управляющие системы") и может быть полезна специалистам, обслуживающим устройст-
ва СЦБ.
Ил. 260, табл. 11, библиогр. 10 иазв.
Книгу написали: Ю. А. Кравцов — гл. 3, 5 кроме п. 5 8; В. Л.
Нестеров — гл. 4 кроме п. 4.7; Г. Ф. Лекута — гл. 2, 6; И. М. Кокурин— гл. 1,9
кроме п. 9.7; В. А. Коионов— гл. 7, 8 кроме п.п. 8.4., 8.5; Л. И. Борисенко — гл. 10;
П. Ф. Бестемьяпов — и. 5.8; И. В. Беляков —- п. 4.7;
И. Д. Долгий — п. 8.4, 8.5; Л. В. Пальчик — п. 9.7.
Рецензент Кафедра "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транс-
порте" РГУПСа
Заведующий редакцией Н. Л. Немцова
Редактор М. В. Пономаренко
Учебник
КРАВЦОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
НЕСТЕРОВ ВАЛЕРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ
ЛЕКУТА ГЕННАДИЙ ФОМИЧ и др.
СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Переплет художника Г. Л. Федорова
Технические редакторы М. А. Шуйская, Н. И. Горбачева
Корректор С. А. Сержант
Лицензия Ns 010163 от 04.01.92. Подписано в печать 09.07.96. Формат 60x88 1/16. Гарнитура
Таймс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 24,5. Усл. кр.-отт. 24,5. Уч.-изд. л. 28,02. Тираж 4000 экз.
ЗаказНбЗ. С 065. Изд. N1 1-1-1/5 N1 6482. Текст набран в издательстве на ПЭВМ
Ордена "Знак Почета” издательство "ТРАНСПОРТ”, 103064, Москва, Басманный туп., ба
Отпечатано в АООТ ”Палитех-4”, 129110, Москва, ул. Б. Переяславская, 46
3202040000-065
с 049(01)-96
ISBN 5-277-01688-0
18-96
О Коллектив авторов. 1996
О Оформление, иллюстрации,
издательство "Транспорт", 1996
Глава 1
КЛАССИФИКАЦИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
1.1. Основы организации движения поездов
В соответствии с планом перевозок грузов составляют план, со-
гласно которому распределяется работа между станциями по формиро-
ванию и расформированию поездов. Деятельность всех подразделении
железнодорожного транспорта объединяет нормативный график дви-
жения поездов, который увязывают с планом пассажирских перевозок,
планом формирования и организации местной работы. На основе гра-
фика и плана формирования поездов на каждой станции разрабатыва-
ют технологический процесс обработки вагонов, который координи-
рует действия работников различных служб.
Изменения объема и характера работы станций вызывают необхо-
димость оперативного планирования работы на каждые сутки и смену
(12 ч), чтобы в зависимости от конкретных условий правильно исполь-
зовать штат и технические средства, обеспечивать выполнение плана
перевозок, графика движения, плана формирования и норм простоя ва-
гонов.
Сложная зависимость перевозочного процесса от многих факторов
обусловливает необходимость в постоянном руководстве выполнени-
ем плана перевозок, которое осуществляет оперативный персонал дис-
петчеров. В Министерстве путей сообщения оперативное руководство
работой железных дорог выполняют оперативно-распорядительные
отделы Главного управления перевозок. Каждый отдел руководит
группой дорог и координирует их действия по передаче поездов.
Оперативный контр?ль и руководство поездной работой в целом
на дороге осуществляет оперативно-распорядительный отдел службы
перевозок управления дороги через дежурных помощников начальни-
ка отдела (ДГП), возглавляемых в смене дежурным заместителем или
старшим помощником начальника отдела. Круг деятельности ДГП оп-
ределяется в зависимости от объема и сложности работы и в обычных
условиях включает в себя два-три отделения дороги.
В отделениях дорог движением поездов и местной работой руково-
дит коллектив диспетчеров. В его состав входят поездные, узловые и
локомотивные диспетчеры, а на участках с электрической тягой поез-
дов — еще и энергодиспетчеры.
3
Поездной диспетчер управляет движением поездов и местной рабо-
той на участке железной дороги длиной 100—200 км. Приказы поезд-
ного диспетчера подлежат выполнению работниками, связанными с
движением поездов и обслуживанием технических устройств на данном
участке (дежурные по станциям, машинисты локомотивов и руководи-
тели ремонтныхработ). Другим работникам запрещается давать указа-
ния по движению поездов на участке железной дороги.
Узловой диспетчер регулирует движение поездов на соединитель-
ных линиях крупного узла. Локомотивный диспетчер обеспечивает по-
езда локомотивами и локомотивными бригадами, а также направляет
локомотивы на экипировку и ремонт. Задачей энергодиспетчера явля-
ется обеспечение надежного электроснабжения участка железной доро-
ги и своевременное выполнение ремонтных работ.
Смену поездных и узловых диспетчеров возглавляет дежурный по
отделению. Общее руководство работой диспетчерского аппарата от-
деления осуществляет старший диспетчер.
Передвижениями в пределах станций, парков или районов крупных
станций управляют дежурные. При большом объеме местной работы
на станции вводят должность маневрового диспетчера. На сортиро-
вочных станциях маневровый диспетчер управляет работой сортиро-
вочной системы и ему подчиняются дежурные по паркам прибытия и
отправления, а также по горке и району формирования. На двусторон-
них сортировочных станцияхработу двух сортировочных систем коор-
динирует станционный диспетчер.
Технология и структура управления железнодорожными перевоз-
ками определяют содержание, источники и приемники информации, на
основе которых выбирают технические средства связи оперативного
персонала.
Деятельность железнодорожного транспорта по перевозкам гру-
зов и пассажиров, называется эксплуатационной работой. Основой ор-
ганизации управления ею являются план формирования поездов, гра-
фик движения поездов, оперативное планирование и диспетчерское ру-
ководство. От правильной взаимосвязи этих важнейших элементов
технологии перевозок зависит эффективность использования штата и
технических средств, качество эксплуатационной работы.
Работа железных дорог организуется на основе Правил техничес-
кой эксплуатации железных дорог- Российской Федерации (ПТЭ). Они
устанавливают основные положения и порядок работы железных
дорог и работников железнодорожного транспорта, нормы содержа-
ния сооружений, устройств и подвижного состава, систему организа-
ции движения поездов и принципы сигнализации- Инструкции и руко-
водящие указания, относящиеся к эксплуатации, проектированию и
строительству железных дорог, сооружений, устройств и подвижного
состава, должны соответствовать требованиям ПТЭ.
4
Основными документами являются Инструкция по движению поез-
дов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации
и Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Феде-
рации (ИСИ). На основе этих документов на дорогах издают дополни-
тельные указания, на станциях составляют техническо-распорядитель-
ные акты, определяющие назначение путей, светофоров и других тех-
нических средств, а также организацию поездной и местной работы.
Работники служб сигнализации и связи составляют для диспетчеров и
дежурных по станциям инструкции по пользованию системами желез-
нодорожной автоматики, телемеханики и технологической связи. Ос-
новными руководящими документами по проектированию этих систем
являются Строительные нормы и правила (СНиП П-39-75) "Железные
дороги колеи 1520 мм", Ведомственные нормы технологического про-
ектирования, а также ведомственные нормативные документы.
1.2. График движения поездов и пропускная способность
перегонов и станций
Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ)
являются эффективным средством совершенствования организации
перевозочного процесса. Наибольший эффект от их применения дости-
гается в комплексе мероприятий по реконструкции путевого развития
и тяги в условиях концентрации управления процессами перевозок.
Эффективность внедрения СЖАТ оценивают по их влиянию на про-
пускную способность, участковую скорость, капитальные затраты, экс-
плуатационные расходы, степень безопасности движения поездов, про-
изводительность и условия труда.
Наличной пропускной способностью железнодорожного участка по
перегонам называется число поездов (пар поездов), которое может
быть пропущено по участку в единицу времени (сутки, часы).
Пропускная способность перегона определяется временем хода по-
ездов по перегону, которое зависит от мощности и технического состо-
яния локомотивов, напряжения в контактной сети, использования
двойной тяги или подталкивания, массы поездов, плана, профиля и
технического состояния пути, установленных скоростей движения.
Перегон с минимальной пропускной способностью (ограничивающий)
определяет результативную пропускную способность участка в целом.
Чем меньше отношение скоростей грузового vr и пассажирского vn
поездов А = Vr/vn, тем чаще возникает необходимость обгонов и боль-
ше требуется путей на промежуточных станциях. Ограниченное число
последних и необходимость станционных интервалов снижают про-
пускную способность участка.
Станционными интервалами называют минимальные промежутки
времени для выполнения операций по приему, отправлению или про-
5
Рис. 1.1. Пакетный и иепакетный графики движения поездов
пуску поездов через станцию. Их определяют для каждого подхода к
станции отдельно для грузовых и пассажирских поездов по утвержден-
ной МПС методике.
При этом учитывают: средства сигнализации и связи при движении
поездов на перегонах; способ управления стрелками и сигналами; рас-
положение путей, сигналов, стрелочных постов и помещения дежурно-
го по станции; план и профиль подходов; серии поездных локомоти-
вов, категории поездов, массу и длину составов; тормозные пути; поря-
док и способ выдачи машинистам разрешений на занятие перегона.
Существенное увеличение пропускной способности однопутных
участков достигается при пакетном пропуске поездов (рис. 1.1, а),
когда поезда следуют в одном направлении труппой (пакетом) с мини-
мальным межпоездным интервалом 7, по сравнению с непакетным их
пропуском (рис. 1.1,6). Однако пакетное движение требует увеличения
числа станционных путей для обгона и скрещения поездов, что вынуж-
дает использовать частично пакетный их пропуск. Изменяя при по-
строении графика время отправления поездов со станций участка,
станций обгонов и скрещений, пропуская поезда без остановок или с
остановками, можно изменять пропускную способность и другие пока-
затели работы участка.
Сложная зависимость пропускной способности от большого числа
факторов делает аналитические расчеты пропускной способности при-
ближенными. Сначала ее рассчитывают для параллельного графика
при грузовых поездах установленной массы, а в случае преобладания
пассажирского (пригородного) движения — при пассажирских (приго-
родных) поездах. Далее пропускную способность распределяют между
поездами разных категорий с использованием коэффициентов съема,
которые показывают, сколько поездов при параллельном графике
"снимает" один поезд данной категории. Однако такой способ расчета
не позволяет учесть все особенности участков и другие факторы. Поэ-
тому реальную пропускную способность участка можно определить
только построением нормативного графика движения поездов. Норма-
тивы такого графика ежегодно устанавливает МПС с учетом измене-
ния технического оснащения железных дорог и технологии работы, а
также рекомендаций научно-исследовательских организаций. Графики
составляют графистъг отделений и управлений дорог, которые дважды
6
в год собираются в МПС для согласования пропуска поездов. Вычис-
лительная техника облегчает эту работу, но ее результаты целиком оп-
ределяются квалификацией графистов.
Поезда на графике показывают в следующем порядке: сначала пас-
сажирские, затем ускоренные грузовые и остальные грузовые. Схема
движения пассажирских поездов, включая пригородные, должна пред-
усматривать постоянство расписаний основных поездов на достаточно
длительный период (два-три года). При этом стремятся сохранить
время отправления наибольшего числа пассажирских поездов кругло-
годичного обращения с начальных станций, отправление дальних поез-
дов из крупных городов в вечерние часы и прибытие на конечные пунк-
ты утром. Особое внимание уделяют своевременной доставке рабочих
к началу рабочего дня пригородными поездами. Резкое уменьшение
пассажиропотока по мере удаления от головной станции обусловлива-
ет зонный график движения пригородных поездов. Кроме того, необ-
ходимо учитывать изменение пассажиропотока по периодам года,
дням недели и времени суток.
Схему движения местных поездов (сборные, вывозные и др.) выби-
рают исходя из условий организации грузовой работы станций с уче-
том согласования с технологическими процессами работы подъезд ных
путей и промышленных предприятий.
Движение грузовых поездов на графике изображают равномерно в
течение суток, что создает условия ритмичной работы всего направле-
ния.
При значительных колебаниях размеров движения график делят на
основное (ядро) и дополнительные расписания. Основное расписание
обеспечивает стабильные размеры движения, а дополнительные ис-
пользуют в периоды роста размеров перевозок. На ядро ориентируется
система использования локомотивов и основного контингента локомо-
тивных бригад, а дополнительные "нитки" графика обеспечиваются тя-
говыми средствами на основе оперативного регулирования.
Таким образом, с нормативным графиком движения увязывают
оборот локомотивов, режим работы локомотивных бригад, последо-
вательность занятия перронных и приемо-отправочных путей. Соблю-
дение графика обеспечивает наибольшую пропускную способность и
достижение наилучших показателей работы железнодорожного участ-
ка. Поэтому организация движения с наименьшими отклонениями от
графика является основной задачей поездных диспетчеров.
Пропускную способность станции считают соответствующей за-
данным размерам движения, если коэффициент загрузки наиболее за-
груженного ее элемента не превышает 0,75:
К = (771440)— Т„,
где Т — длительность занятия элемента всеми передвижениями за сутки, мин; 7в — за-
траты времени на постоянные операции, мни.
7
К постоянным операциям относят операции, длительность выпол-
нения которых не зависит от размеров движения и задается по нормам
и хронометражу (обслуживание локомотивного и вагонного хозяйств,
погрузочных пунктов, а также ремонт пути, контактной сети и других
устройств).
Элемент включает в себя стрелки, которые не могут быть исполь-
зованы одновременно в двух передвижениях. В горловине для выявле-
ния наиболее загруженного выделяют несколько элементов. Продол-
жительность занятия элемента передвижением данной категории tt за-
висит от следующих факторов: времени на приготовление маршрута и
передачу сигнала, разрешающего движение; времени на восприятие
сигнала машинистом; расчетного расстояния для рассматриваемого
передвижения; средней скорости движения. В расчетное расстояние
входят длина подвижной единицы и расстояние от сигнала до расчет-
ного элемента. Затраты времени на приготовление маршрута и переда-
чу сигнала машинисту зависят от способа управления стрелками и сиг-
налами (электрическая централизация или ключевая зависимость). Рас-
четные данные нормируют на основе хронометража.
Величина Т =S tun, где т — число передвижений данной категории
за сутки. Это число определяют по заданным размерам движения и тех-
нологии работы станции.
Рассмотренная трудоемкая методика дает приближенные результа-
ты из-за использования усредненных данных и невозможности учесть
задержки взаимоисключающих передвижений. Реальное значение про-
пускной способности станции можно определить только в результате
моделирования ее работы на ЭВМ или на основе натурных наблюде-
ний.
1.3. Основы железнодорожной сигнализации
Гарантией обеспечения безопасности движения поездов на желез-
ных дорогах является выполнение машинистами приказов, передавае-
мых сигнальными устройствами. В качестве последних преимуществен-
ное распространение получили светофоры, которые передают доста-
точное число сигнальных показаний и сочетают удобство управления с
хорошей круглосуточной видимостью сигналов. Каждое сигнальное
показание должно сообщать машинисту информацию для своевремен-
ного снижения скорости до требуемой в соответствующем месте пути.
Это достигается использованием сигнализации, при которой каждое
сигнальное показание (кроме запрещающего движение) передает ос-
новной (скорость движения у данного светофора) и предупредитель-
ный (скорость движения у следующего светофора) приказы. Поэтому
число сигнальных показаний определяется числом принятых ступеней
скорости.
8
Существует установленная скорость vy, которая представляет
собой известную машинистам максимально допустимую скорость дви-
жения поезда во всех точках пути следования, а также нулевая скорость
vo (остановка). Для стрелочных переводов с марками крестовин /9 и
'/11 допускается скорость движения на боковой путь vi не более 40 км/ч
(по переводам из рельсов Р65 с маркой крестовины */ii не более
50 км/ч). Применение стрелочных переводов с маркой крестовины
*/18 разрешает движение поездов на боковые пути со скоростью уз =
= 80 км/ч.
Основной принцип сигнализации, применяемой на железных доро-
гах — остановка подвижной единицы перед светофором с красным
сигнальным показанием и разрешение проследования светофора с жел-
тым и зеленым сигнальными показаниями.
Один непрерывно горящий или мигающий огонь разрешает про-
следование данного светофора с установленной скоростью. Зеленый
мигающий разрешает проследование следующего светофора со скорос-
тью 80 км/ч, желтый мигающий — со скоростью vi, а желтый непре-
рывно горящий огонь указывает на необходимость остановки поезда у
следующего светофора.
Горение двух огней, нижний из которых желтый, разрешает про-
следование данного светофора со скоростью vi. Наличие зеленой поло-
сы при двух огнях разрешает проследование данного светофора со ско-
ростью уз. Верхний огонь указывает скорость проследования следую-
щего светофора: непрерывно горящий желтый предупреждает о
необходимости остановки, желтый мигающий — о снижении скорости
до значения vi, зеленый мигающий — до уз.
Таким образом, горение на светофоре двух огней, нижний из кото-
рых желтый, требует отклонения поезда за этим светофором на боко-
вой путь. Горение одного желтого или зеленого огня соответствует
движению поезда за светофором по прямому пути.
Синий огонь запрещает маневры и для поездных передвижений
значения не имеет. Для запрещения маневров можно использовать
красный огонь, если это не создает препятствий для поездных передви-
жений.
Непрерывно горящий лунно-белый огонь разрешает маневры. Ми-
гающий лунно-белый огонь является пригласительным сигналом, раз-
решающим проследование данного светофора со скоростью до 20 км/ч
с готовностью остановиться в случае обнаружения препятствия.
Рассмотрим основные положения, связанные с размещением стан-
ционных светофоров (рис. 1.2). Станцию со стороны перегонов ограж-
дают входными светофорами. Входной светофор со стороны прибытия
четных поездов обозначают буквой Ч, а со стороны нечетных — Н.
Входные светофоры устанавливают на участках с тепловозной тягой на
расстоянии, не меньшем 50 м от остряка противошерстного стрелочно-
го перевода или предельного столбика первого входного пошерстного
9
о-\41 1П О-ЩМ1А JAfl MZQO-iV
—i----—i-------—----bx-------------—1—7"*----*-
//HO WI3 XsQ-IVZ ^/W/l-O yXQ-IWJ 3/7
HMZt-O H3\-O
Рис. 1.2. Схема размещения станционных светофоров
стрелочного перевода. Входной светофор на электрифицированных
участках необходимо устанавливать перед воздушным промежутком,
разделяющим контактную сеть перегона и станции. Обычно это удале-
ние от входного стрелочного перевода не превышает 300 м.
Выходные светофоры разрешают выход поездов на перегон. Их ус-
танавливают с учетом специализации станционных путей. В обозначе-
нии выходных светофоров учитывается направление движения и номер
пути отправления (41, 42, Н1А и НЗ).
Маршрутные светофоры применяют на станциях с продольным и
полупродольным расположением путей, а также на крупных станциях.
Они регулируют передачу поездов из одного района станции в другой.
Их устанавливают перед стрелками, разделяющими последовательно
расположенные группы путей, а также в горловинах крупных станций.
Обозначение маршрутных светофоров учитывает направление движе-
ния и номер пути (4М1А, 4МЗ, НМ1 и НМ2).
Выходные и маршрутные светофоры на станциях с электрической
централизацией дополняют немигающим лунно-белым огнем, разре-
шающим маневры. Если на таком светофоре установлен пригласитель-
ный сигнал, то для маневровых передвижений используют тот же сиг-
нальный комплект. На главных путях и путях безостановочного про-
пуска поездов используют мачтовые выходные и маршрутные
светофоры, а на боковых путях — карликовые. Размещение маневро-
вых светофоров требует знаний технологии работы станций. Маневро-
Рис. 1.3. Схема взаимозависимости пока-
заний светофоров на разъезде при наличии
стрелок с марками крестовин 1/9 ц 1/11
Рис. 1.4. Схема взаимосвязи сигнальных
показаний при отсутствии зеленого огня
Н* входном и выходном светофорах
10
вые светофоры обозначают буквой Л/с порядковым номером, начиная
от входного светофора, в четной горловине — с четными, а в нечет-
ной — с нечетными (Л/7, М3 и М2, М4) номерами.
Рассмотрим примеры светофорной сигнализации. Взаимозависи-
мость сигнальных показаний светофоров для движения поездов в не-
четном направлении (рис, 1.3) показана для стрелочных переводов с
марками крестовин */э и */ц.
Желтый огонь на предвходном светофоре 1 загораетсяприкрасном
и мигающем лунно-белом огнях входного светофора Н. Зеленый огонь
на светофоре 7 указывает на возможность проследования светофора Н
с установленной скоростью. Последний сигнализирует одним верхним
желтым огнем при красном огне на выходном светофоре Н1 и зеленым
огнем при желтом или зеленом огне на светофоре Н1. Поезд принима-
ют на главный путь 777 без отклонения по стрелке 7.
Желтый мигающий огонь на светофоре 7 предупреждает о том, что
входной светофор Н открыт, но его разрешается проследовать со ско-
ростью vi, поскольку поезд принимают на боковой путь 277. На свето-
форе Н горят два желтых огня, причем непрерывно горящий верхний
огонь предупреждает о том, что выходной светофор Н2 закрыт, а мига-
ние этого огня свидетельствует об открытом светофоре Н2.
При отправлении с бокового пути 277 поезд отклоняется по стрелке
2, что обусловливает скорость его движения не более vi. В этом случае
на выходном светофоре должны гореть два желтых огня. Однако для
простоты предусматривают одинаковую сигнализацию светофоров Н2
и 777, что имеет следующее обоснование. В случае приема поезда на бо-
ковой путь 277 машинист снижает скорость до vi перед светофором Н и
не превышает ее до проследования последним вагоном стрелки 7, т.е.
поезд не может развить скорость более vi на всей протяженности пути
277 до светофора Н2. Машинист, зная о приеме на боковой путь по по-
казанию входного светофора Н и о необходимости движения по стрел-
ке 2 со скоростью vi, не допускает большей скорости. Поэтому маши-
нисту достаточным является показание первого светофора, который
необходимо проезжать со скоростью vi.
В случае пропуска по главному пути 777 (рис. 1.4) поезд отклоняется
за выходным светофором Н1 по стрелке 2. Поэтому светофор 777 сигна-
лизирует двумя желтыми огнями при свободности одного блок-участ-
ка удаления и двумя желтыми огнями, из которых верхний мигающий
при свободности двух и более блок-участков. Зеленый огонь на свето-
форе 777 закрывают металлическим кругом — заглушкой (закрещен-
ный кружок на рис. 1.4). Входной светофор Н сигнализирует в этом
случае одним желтым мигающим огнем, а при пропуске поезда по бо-
ковому пути — двумя желтыми огнями аналогично ранее рассмотрен-
ному случаю. Зеленый огонь на светофоре Н также закрывают заглуш-
кой.
11
Разнообразные случаи взаимозависимости показаний светофоров
рассматриваются в Методических указаниях по применению светофор-
ной сигнализации на железных дорогах РФ (РУ-30-80), утвержденных
МПС.
1.4. Расстановка светофоров автоблокировки
В зависимости от числа сигнальных показаний автоблокировка
(АБ) может быть дву-, трех- и четырехзначной.
При двузначной АБ (рис. 1.5, а) используют два сигнальных пока-
зания — красное и зеленое. Машинист о красном огне не предупрежда-
ется. Поэтому дая своевременной остановки поезда, проезжая свето-
фор с зеленым огнем, он сразу должен видеть показание следующего
светофора на расстоянии /б2 > /вс + /т max, где ZT max — тормозной путь
при максимальной реализуемой скорости; /Вс — пуп. поезда за время
восприятия сигнала машинистом.
В условиях плохой видимости светофоров (туман, метель, кривизна
пути) эта система обеспечивает безопасность только при недопустимо
низких скоростях поездов. Поэтому на наземных дорогах двузначную
АБ не применяют.
Для уверенного ведения поезда с установленной скоростью при АБ
машинист, проехав светофор с зеленым огнем, должен видеть зеленый
огонь на следующем светофоре. При двузначной АБ достаточно раз-
граничить поезда двумя блок-участками. Межпоездное расстояние
между центрами тяжести поездов Ьг = 2/бг + /п, где /п — длина поезда.
Такое разграничение позволяет получить высокую пропускную спо-
собность. Поэтому двузначную АБ используют в метро, где длины тор-
мозных путей небольшие и влияния погодных условий нет. На участках
с плохой видимостью светофоров и на станциях в метро используют
более сложную систему сигнализации.
При трехзначной АБ (рис. 1.5, б) используют три сигнальных пока-
зания — красный, желтый и зеленый огни. Желтый огонь предупреж-
дает машиниста о красном за один блок-участок. В неблагоприятных
погодных условиях видимость желтого огня может составить несколь-
ко метров. Поэтому для остановки поезда перед красным огнем длина
каждого блок-участка должна быть не менее /ттах- По ПТЭ дая сокра-
щения межпоездного интервала длина блок-участка трехзначной АБ
должна быть не менее тормозного пути полного служебного торможе-
ния (0,8 полной тормозной силы) при максимальной реализуемой ско-
рости, но не более 120 км/ч для пассажирских поездов и 80 км/ч для
грузовых. Эта длина должна быть не менее тормозного пути авто-
стопного торможения (полная тормозная сила с задержкой начала тор-
можения на время срабатывания автостопа 12 с).
12
Движение на зеленые огни светофоров (см. рис. 1.5, б) обеспечива-
ется при разграничении поездов тремя блок-участками. Поэтому мини-
мальное межпоездное расстояние L3 = 3/бЗ + !п- Сокращение этого рас-
стояния до двух блок-участков приводит к тому, что после светофора с
зеленым огнем машинист видит желтый огонь следующего светофора и
вынужден снижать скорость. Однако двухблочное разграничение до-
пустимо, если лучшими ходовыми свойствами обладает первый поезд
(проходит станцию без остановки), а второй трогается с места и т.п.
Простота устройства и указанные преимущества обусловили наиболь-
шее распространение трехзначной АБ на дорогах.
Вблизи больших городов на железных дорогах необходимо осу-
ществлять интенсивное движение грузовых, дальних пассажирских и
пригородных поездов. Если использовать на таких участках трехзнач-
ную АБ, то длину каждого блок-участка придется делать не менее мак-
симального тормозного пути, что даст межпоездной интервал не менее
5 мин. При необходимости большей пропускной способности применя-
ют четырехзначную сигнализацию (рис. 1.5, в), при которой использу-
ют четыре сигнальных показания — красный, желтый, желтый горя-
щий одновременно с зеленым, и зеленый огни. Одновременно горящие
желтый и зеленый огни оповещают машиниста о красном огне за два
блок-участка (2/б4). Поэтому остановка любого поезда перед светофо-
ром с красным огнем гарантируется при условии 2/б4 5 1т max- Движе-
ние поездов на зеленые огни светофоров обеспечивается при мини-
а)
L? = 2Lk7
Ьз = 31бз+1п
В)
Рис. 1.5. Схемы сигнализации автоблокировки
13
*._<>! 2la. _____________
н+см
Г 1
Рис. 1.6. Схема увязки показаний локо мотивных н путевых светоф оров трехзначной авто-
блокировки
мальном межпоездном расстоянии />4 = 4/б4 + /п. Поскольку /бз = 2?б4,
то L3 = З/бз + 1ц = 6/б4 + 1п и 1з — = 2/б4 = /бз.
Следовательно, четырехзначная АБ по сравнению с трехзначной
сокращает минимальное межпоездное расстояние на /бз, что позволяет
довести межпоездной интервал до 2—3 мин.
В нашей стране все участки с АБ дополняют автоматической локо-
мотивной сигнализацией (АЛСН). Эта система передает в кабину ма-
шиниста сигнальное показание светофора, к которому приближается
поезд, на всей протяженности блок-участка, расположенного перед
этим светофором. Если при трехзначной АБ число сигнальных показа-
ний АЛСН выбрать равным трем (рис. 1.6, А), то красному огню локо-
мотивного светофора соответствует расположение поезда на блок-
участке перед путевым светофором с красным огнем и после проезда
этого светофора, что недопустимо. Поэтому применяют четырехзнач-
ную АЛСН, где в качестве дополнительного сигнального показания
локомотивного светофора (рис. 1.6, В) используют желтый огонь с
красным.
Наличие АЛСН позволяет предупредить машиниста о красном
огне за два блок-участка, в пределах которых укладывается тормозной
путь. Это позволяет на участках с трехзначной АБ повысить скорости
пассажирских поездов до 140 км/ч, а грузовых до 90 км/ч. При четы-
рехзначной АБ одновременно горящим желтому и зеленому огням пу-
тевого светофора соответствует зеленый огонь локомотивного свето-
НСЩ
т т г____________________
Рис. 1.7. Схема увязки показаний локомотивных и путевых светофоров четырехзначной
автоблокировки
14
фора (рис. 1.7, А). Поэтому машинист предупреждает о красном огне
путевого светофора за два блок-участка (2/б4), суммарная длина кото-
рых равна тормозному пути, соответствующему максимальным ско-
ростям, принятым для АБ.
Скорость проследования светофора с желтым огнем гж не должна
превышать максимальной vM, принятой для АБ. Приказами начальни-
ков дорог Уж снижают до 60 км/ч. Превышение уж вызывает автостоп-
ное торможение поезда, поэтому длина каждого блок-участка трех- и
четырехзначной АБ должна быть достаточной для снижения скорости
полным служебным торможением от vy до уж.
Это требование трудно выполнить при четырехзначной АБ, по-
скольку /б4 * 0,5/бз> а увеличение длин блок-участков недопустимо сни-
жает пропускную способность. Для устранения этого недостатка на ло-
комотивном светофоре включается желтый огонь при вступлении поез-
да на блок-участок перед светофором с одновременно горящими
желтым и зеленым огнями (рис. 1.7, В).
Известны следующие способы расстановки светофоров АБ: по за-
сечкам времени на кривой скорости расчетного поезда; по максималь-
ным тормозным путям поездов; по кривым времени, построенным для
хвоста первого и головы второго поездов.
Первый способ яв.ыешя основным при трехзначной АБ. Строят
кривую скорости с засечками времени расчетного грузового поезда А
(рис. 1.8). Для проверки дпш блок-участков на соответствие тормоз-
ным путям строят кривые скоростей грузового ускоренного В и пасса-
жирского С поездов при .шижении их с максимально возможными ско-
ростями.
Наибольшие межпоездные интервалы получаются на участках,
проходимых с наименьшими скоростями (при отправлении со станций
или на затяжных подъемах). Чтобы не снижать пропускную способ-
ность, межпоездной интервал определяют в указанных местах из усло-
вия двухблочного разграничения поездов с учетом 0,3 мин на воспри-
ятие машинистом сигнального показания и трогание поезда с места.
От входного светофора 42 станции А откладывают отрезки, рав-
ные двум максимальным тормозным путям проверочных поездов,
0,3 мин и /ц/2. По засечкам времени определяют межпоездной интервал
(5,7 мин) и округляют его в большую сторону (6 мин).
По засечкам времени от начала кривой скорости отмечаюткоорди-
нату, соответствующую выбранному интервалу (6 мин). Откладывая от
этой точки расстояние /п/2 и время 0,3 мин, получают место установки
светофора серии I. Вычитают из отметки времени светофора серии I (5
мин) отметку времени светофора 42 (1,2 мин) и делят полученную раз-
ность на два (5 — 1,2 = 3,8:2 = 1,6 мин). Добавляя полученное значение
к отметке времени светофора 42 (1,2 + 1,6 = 2,8 мин), получают отмет-
ку времени светофора серии II. Проверяют длины блок-участков 42-II
и П-I на соответствие тормозным путям.
15
Рнс. 1.8. Схема расстановки светофоров по кривой скорости с засечками времени
Длина каждого блок-участка не должна превышать 2600 м по ус-
ловиям устойчивой работы рельсовой цепи и должна быть не менее
1000 м, что создает резерв длин блок-участков для возможности ис-
пользования более мощных локомотивов. При необходимости свето-
форы смещают в пределах ± 1 мин.
От светофора серии II откладывают расстояние /п/2 и определяют
отметку времени 2,3 мин. Добавляя к последней расчетный интервал
2,3 + 6 = 8,3 мин и вычитая от соответствующей координаты расстоя-
ние /п/2, получают координату установки светофора серии 1Г. В резуль-
тате между центрами тяжести поездов, первый из которых расположен
за светофором серии IT, а второй перед светофором серии II, обеспечи-
вается расчетный интервал, но число блок-участков равно двум. Для
получения трехблочного разграничения поездов блок-участок 1—1Г
делят по времени на два и устанавливают дополнительный светофор
серии III. При этом длины блок-участков I—III и III—II' должны соот-
ветствовать указанным требованиям.
Если расстояние от выходного светофора главного пути (42 стан-
ции Б) до входного светофора Ч менее /т max, то светофор Ч сдвигают на
значение разности расстояний. Тормозные пути откладывают от свето-
фора Ч и наибольший из них определяет минимальную длину блок-
участка (но не менее 1000 м) между входным и предупредительным све-
тофорами. Для сокращения станционного интервала максимальная
длина этого блок-участка установлена 1500 м. Откладывая ее от свето-
фора Ч, получают зону допустимой установки предупредительного
светофора (на рис. 1.8 заштрихованный прямоугольник).
Выполняя аналогичные построения от светофора серии I, получа-
ют координату предупредительного светофора серии Г, которая не со-
16
ответствует заданному допуску. Поэтому светофор серии Г сдвигают к
границе допуска.
На этом расстановку светофоров заканчивают. Светофоры нумеру-
ют от четного входного светофора четными порядковыми номерами
навстречу движению поездов, а от нечетного — нечетными.
Недостатком рассмотренного способа расстановки светофоров яв-
ляется то, что длины многих блок-участков превышают /т max. Это сни-
жает пропускную способность. Поэтому на двухпутных грузонапря-
женных линиях (по разрешению МПС) применяют расстановку свето-
форов исходя из максимальных тормозных путей. При этом способе
строят кривые скорости проверочных поездов (В и С на рис. 1.8) и, на-
чиная от выходного светофора (V2 станции А), откладывают длины
блок-участков трехзначной АБ, равные /т max. Сокращение длин блок-
участков приводит к увеличению числа светофоров на 5—15 %иудоро-
жанию АБ. Однако эти расходы на грузонапряженных линиях быстро
окупаются.
Третий, наиболее трудоемкий, но и самый точный, способ приме-
няют при четырехзначной АБ и на метрополитене.
Рассмотрим расстановку светофоров по кривым времени, постро-
енным для хвоста первого XI и головы второго Г2 поездов (рис. 1.9),
при четырехзначной сигнализации. Для получения кривой XI кривую
времени сдвигают влево на расстояние /п/2, поскольку кривую времени
Рис. 1.9. Схема расстановки светофоров по кривым времени
17
tcp (S) строят для центра тяжести поезда. Для получения кривой Г2 кри-
вую времеш! подшибают в начальной точке на значение расчетного ин-
тервала 7Р и сдвигают вправо на расстояние /п/2.
На координате выходного светофора 42 между кривыми XI и Г2
проводят вертикальную линию и делят ее на равные часта, число кото-
рых равно принятому числу блок-участков разграничения поездов.
Через точки деления 1,2, 3 и 4 проводят горизонтальные линии 1—Г,
2—2', 3—3' и 4—4', точки пересечения которых 4', 3', 2' и Г с кривой XI
определяют места установки светофоров I, II, III, IV серий. Координа-
ту следующего светофора IV серии находят, проводя из точки Г верти-
кальную линию до пересечения с кривой Г2 в точке 5, а из последней
горизонтальную линию до пересечения с кривой XI в точке 5'. Анало-
гично определяют места установки остальных перегонных светофоров,
учитывая требования к длинам блок-участков.
В случае трехблочного разграничения поездов из отрезка времени
горения светофоров сверху вычитают 0,3 мин и оставшуюся часть
делят на три. При двухблочном разграничении из указанного отрезка
вычитают 0,3 мин и время стоянки 0,5 мин, а оставшуюся часть делят
на два.
Расстановка светофоров сопровождается корректировкой длин
блок-участков в допустимых пределах. Кроме указанных требований,
учитывают видимость светофоров, расположение переездов, мостов,
тоннелей, нейтральных вставок и т.д.
1.5. Эксплуатационно-технические основы оборудования станций
электрической централизацией
При оборудовании станций устройствами автоматики и телемеха-
ники следует учитывать специфические особенности организации дви-
жения поездов, связанные с возможностью нахождения и перемещения
по путям одновременно нескольких подвижных единиц, а также с вы-
полнением операций с грузами, с обслуживанием пассажиров, с форми-
рованием и расформированием составов, с их техническим осмотром и
ремонтом. По станциям возможны поездные и маневровые передвиже-
ния. Передвижения по замкнутым в пути следования стрелкам называ-
ются маршрутизированными, а по незамкнутым — немаршрутизиро-
ванными.
К поездным передвижениям относятся прием, отправление и пере-
дача поездов из одного парка в другой. Поездные передвижения мар-
шрутизированы. Поэтому все стрелки, входящие в маршруты приема,
отправления и передачи, а также охранные стрелки включаются в цент-
рализацию.
Маневровые передвижения, осуществляемые по централизован-
ным стрелкам, как правило, маршрутизируются (на промежуточных
18
станциях с небольшим объемом маневровой работы не маршрутизиру-
ются). ^маршрутизированные маневры выполняют при сортировоч-
ной работе и формировании поездов в изолированных районах стан-
ции. Эти районы могут работать независимо от централизации всей
станции или временно передаваться на местное управление для того,
чтобы в остальных районах сохранялась возможность движения поез-
дов.
При маршрутизации станции целесообразно предусматривать воз-
можность использования наибольшего числа путей для движения в
двух направлениях. На станциях двухпутных линий выделяют маршру-
ты для временного перехода на двустороннее движение по любому
путл перегона при ремонте другого пути.
Маршруты, одновременное движение по которым невозможно, на-
зываются враждебными. К ним относятся: маршруты, в которых одни
и те же стрелки находятся в различном положении; встречные маршру-
ты приема, а также приема и маневров на один и тот же путь; маршрут
приема на путь с местным управлением стрелками в противоположной
горловине, допускающим выход на путь приема; попутные маршрут
приема на путь и маршрут надвига на горку с этого пути при возмож-
ности осаживания надвигаемого состава; встречные маневровые ма-
ршруты на один и тот же участок пути в горловине станции независимо
от длины этого участка; попутные или встречные маршруты, устанав-
ливаемые по одним и тем же стрелкам в одном и том же положении;
варианты местного управления и маршруты, совместимые по положе-
нию стрелок; маршруты приема и попутные маршруты отправления по
групповому выходному светофору при отсутствии на нем маршрутно-
го указателя пути отправления. Одновременная установка враждебных
маршрутов должна исключаться схемными зависимостями.
Основным маршрутом называется кратчайший путь следования по
станции, имеющий наименьшее количество враждебных маршрутов и
допускающий наибольшую скорость движения. Вариантные маршру-
ты отличаются от основных положением стрелок.
При электрической централизации маршруты устанавливает де-
журный по станции, для чего с помощью кнопок и рукояток на пульте
он управляет стрелками и сигналами. Стрелки оборудуются электро-
приводами, которые обеспечивают перевод, запирание и контроль по-
ложения стрелок. Передвижение по стрелке с выполнением требований
безопасности допускается, если зазор между прижатым остряком и
рамным рельсом не превышает 4 мм, а второй остряк отведен от рам-
ного рельса не менее, чем на 125 мм. Информацию об установке ма-
ршрута и его использовании дежурный получает на табло. В электри-
ческую централизацию включаются стрелки, входящие в маршруты
приема, отправления и передачи поездов из одйого парка в другой, в
маневровые маршруты и в маршруты подачи и уборки локомотивов и
надвига составов на сортировочные горки, а также стрелки маневро-
19
вых районов. Для исключения перевода под движущимся составом
(при необходимости изменить маршрут) стрелки, входящие в маршрут,
замыкаются в момент открытия светофора.
Замыкание стрелок может быть предварительным и полным. Пред-
варительное замыкание происходит в момент открытия сигнала при от-
сутствии поезда на предмаршрутном участке. В этом случае при закры-
тии сигнала стрелки размыкаются. Полное замыкание стрелок осущест-
вляется при вступлении поезда на предмаршрутный участок. При
закрытии сигнала в этом случае стрелки не размыкаются. Различие
между видами замыкания заключается в продолжительности выдерж-
ки времени от момента закрытия светофора дежурным по станции до
размыкания стрелок. Выдержка времени устанавливается для обеспе-
чения остановки подвижной единицы перед перекрытым светофором.
В условиях нормального использования маршрута закрытие поезд-
ного светофора происходит в момент занятия локомотивом первого
изолированного участка маршрута. Маневровые светофоры закрыва-
ются при освобождении изолированного участка перед светофором, а в
случае его занятости — при освобождении первого изолированного
участка за светофором. При проследовании поезда по маршруту стрел-
ки размыкаются по мере занятия и освобождения путевых участков. В
случае неисправности рельсовых цепей возможно искусственное раз-
мыкание стрелок с соблюдением условий обеспечения безопасности
движения.
В устройствах электрической централизации используют линзовые
светофоры с нормально горящими огнями. В качестве входных ма-
ршрутных и выходных по главным и боковым путям, предназначае-
мых для безостановочного пропуска поездов, применяют мачтовые
светофоры. Входные светофоры для приема поездов, следующих по не-
правильному пути, выходные и маневровые устанавливаются карлико-
выми.
Светофоры размещают с правой стороны по направлению движе-
ния или над осью ограждаемого ими пути. Допускается применение
групповых выходных и маршрутных сигналов. Светофоры устанавли-
ваются в соответствии с требованиями габарита С. Расстояние от
стрелки до светофора определяется шириной междупутья и маркой
крестовины. При расстановке светофоров стремятся получить макси-
мально возможную полезную длину приемо-отправочных путей. Рас-
стояние между двумя попутными светофорами по главному пути долж-
но быть не менее длины максимального тормозного пути при полном
служебном торможении.
На двухпутных участках выходные светофоры с главных путей и
путей безостановочного пропуска, а также значительно удаленные
(свыше 600 м) от помещения дежурного по станции оборудуются при-
гласительными сигналами. На промежуточных станциях двухпутных
линий светофоры главных путей могут переводиться на автоматичес-
20
кое действие. Входные, выходные и маршрутные сигналы могут быть
открыты при следующих условиях: свободности пути приема или пер-
вого участка удаления, а также всех стрелочных участков, входящих в
маршрут; отсутствия на однопутном перегоне встречных поездов; зам-
кнутого положения стрелок в маршруте и плотном прилегании остря-
ков; запрещающего показания на светофорах враждебных маршрутов
и исключения возможности их открытия; выключенного пригласитель-
ного сигнала; отсутствия -искусственного размыкания маршрутов и
местного управления стрелками, запираемыми в маршруте. Для манев-
ровых светофоров требуется соблюдение этих же условий, за исключе-
нием свободности пути.
Для контроля свободности путей и стрелок и повышения эффектив-
ности поездной и маневровой работы станционные пути и горловины
разбиваются на изолированные участки. На их границах устанавлива-
ются изолирующие стыки, а сами участки оборудуются рельсовыми це-
пями. В стрелочную изолированную секцию включается не более трех
одиночных стрелок. Объединение в один участок нескольких стрелок
не должно снижать эффективность эксплуатационной работы на стан-
ции; необходимо также обеспечивать возможность параллельных пере-
движений.
В зоне расположения стрелок пути сходятся. В том месте, где рас-
стояние между осями путей становится равным 4100 мм, устанавлива-
ется предельный столбик. Для обеспечения требований габарита С при
передвижении по соседним путям изолирующие стыки располагают на
расстоянии не менее 3,5 м от предельного столбика в сторону пути.
Если изолирующий стык должен быть размещен ближе к соответству-
ющему предельному столбику, он называется негабаритным и на плане
станции обводится кружком. Наличие таких стыков учитывают при со-
ставлении схем.
Основными документами, в соответствии с которыми станции обо-
рудуются устройствами электрической централизации, являются схе-
матический и двухниточный планы.
На схематическом плане станции (рис. 1.10) изображают: пути с
указанием типа рельсов и полезной длины, стрелки с указанием типа
рельсов и марки крестовины, светофоры, изолирующие стыки, пост
ЭЦ, маневровые посты, вышки, релейные будки, релейные и батарей-
ные шкафы, маневровые колонки, железнодорожные мосты, путепро-
воды и пешеходные мосты, переезды, платформу и другие объекты. На
плане показывают трассу основных кабелей, высоковольтно-сигналь-
ную линию автоблокировки; указывают расстояние от оси поста ЭЦ
до каждого объекта управления.
На станции двухпутной линии главные пути всегда специализиру-
ются (1П, ПП), боковые, где это позволяет путевое развитие, обезличи-
ваются (4П, 6П). На выходных светофорах предусматривают лунно-
белые огни, используемые как пригласительные (мигающий огонь) и
21
нз Станция к
Рис. 1.10. Схематический план станции
маневровые (немигающий огонь), /77, 42, НЗ, Н4, Н6, 44, 46. На спе-
циализированных путях и в горловине устанавливают карликовые ма-
невровые светофоры М5, Мб, М7, Ml, М3, М4. Для приема поездов с
неправильных путей устанавливают дополнительные входные свето-
форы 4Д и НД. Для выполнения маневров бесстрелочные участки в
горловинах НАП, 4БН, 4АП, НБП имеют достаточную длину.
Условия зависимости между стрелками, сигналами и маршрутами
(показана часть маневровых маршрутов) изображаются в виде табли-
цы (рис. 1.11). В таблице зависимостей все возможные на станции по-
ездные маршруты делятся на категории прием, отправление. Манев-
ровые маршруты подразделяются на группы, название которых оп-
ределяется обозначением светофора. Все маршруты нумеруются;
указывается светофор, по которому разрешается движение, положение
ходовых и охранных стрелок. Каждому маршруту отводятся отдельная
строка и столбец. Для враждебных маршрутов на пересечении строки и
столбца ставят крест. Стрелки, замыкаемые в маршрутах в плюсовом
положении, отмечают знаком "+", а в минусовом знаком "—".
В таблицах зависимостей дня крупных станций враждебность ма-
ршрутов не указывается. Таблицы составляются отдельно для основ-
ных поездных маршрутов, вариантных поездных маршрутов и манев-
ровых маршрутов. В таблицах указывается положение стрелок, опре-
деляющих направление маршрута.
На двухниточном плане станции (рис. 1.12) показываются: пути и
стрелки в двухниточном изображении, стрелочные электроприводы,
контрольные замки, светофоры с расцветкой сигнальных огней, манев-
ровые колонки, посты и вышки, посты централизации, пассажирское
22
здание, релейные и батарейные шкафы, релейные будки, стрелочные и
электротяговые соединители, путевые дроссель-трансформаторы,
трансформаторные ящики, кабельные стойки, разветвительные муфты,
изолирующие стыки. Кроме того, указываются номера путей, стрелоч-
ных секций, стрелок и тупиков, кабельная магистраль, подключение
релейных шкафов, линейные провода автоблокировки, кабельные
ящики, высоковольтные линии, переезды, направление кодирования,
направление приема поездов на пути, мосты, платформы и другие объ-
екты.
На двухниточном плане разная толщина нитей рельсовой цепи
обозначает разную полярность. В однониточных рельсовых цепях
утолщенной линией обозначают нить, по которой пропускают тяговый
ток.
Изолирующие стыки на двухниточном плане расставляют с учетом
чередования полярностей, что позволяет контролировать отсутствие
короткого замыкания в стыках.
Изолирующие стыки, как правило, устанавливают в створе со све-
тофорами. У входных светофоров допускается сдвигать стыки в обе
стороны до 2 м. Перед остряками стрелок в зонах маршрутизирован-
ных маневров изолирующие стыки устанавливают у конца рамного
рельса.
направ-
ление
Наименование
наршрута
на путь in
» »
» » 1/1
с путиПГ"
» » зп
» »
» »
С путиИГ~
» » ип
» » ап
На путь If!
»» ЗЯ
» » еп
» » 6П
От м1 заме
» /гф » н!
» MS » Hl
» MS » w
» M7 » Ml
» M5 » Nt
» VI » NT
» Ml » NS
» Mt » NT
» мз » vi
v
v
v
Hl
H3
HV
HS
HI
hh_
vs
н
и
H
H
Ml
*ф
MS
NS
N7
N5
HI
N1
NT
М3
Рис. 1.11. Таблица взаимозависимостей иа станции
23
На участках с автоблокировкой главные пути станций н пути, по
которым поезда движутся со скоростью более 50 км/ч, оборудуются
устройствами АЛС. На кодируемых путях следует применять двухни-
точные рельсовые цепи и стремиться к сокращению числа изолирую-
щих стыков. У стрелок, расположенных на кодируемых участках,
стыки рекомендуется устанавливать на отклонении. Если отклонение
тоже кодируется, то на стрелке для предотвращения сбоев в воспри-
ятии кодов АЛС применяют специальную схему установки стрелочных
соединителей (рис. 1.13).
Размещение изолирующих стыков и приборов рельсовых цепей
должно обеспечивать обтекание током рамных рельсов, стрелочных
соединителей и уменьшение длин ответвлений, не обтекаемых током.
Исправность цепи ответвлений контролируется установкой на каждом
из них путевого реле, число которых не должно превышать трех в
одной рельсовой цепи. Ответвления стрелочных изолированных участ-
ков, входящих в маршруты приема и отправления, а также ответвления
длиной более 60 м должны обтекаться током рельсовой цепи.
Правильность размещения изолирующих стыков определяется
подсчетом их количества в замкнутом контуре. При четном числе изо-
лирующих стыков в контуре обеспечивается правильность чередова-
ния полярности питания в смежных рельсовых цепях. В случае нечетно-
го числа вводятся дополнительные стыки или переносятся уже у станов-
ленные.
На ответвлениях, не обтекаемых током, при негабаритных стыках
и на спаренных стрелках съездов для надежности устанавливают по два
стрелочных соединителя.
Стыковые и стрелочные соединители служат для пропуска сигналь-
ного и тягового токов через стыки рельсов. В рельсовых цепях с дрос-
сель-трансформаторами тяговый ток проходит по обеим нитям, поэто-
му на стрелках устанавливают тяговые соединители (на рис. 1.12 пока-
заны штриховой линией).
Рис. 1.13. Схема изоляции стрелок при кодировании маршрутов приема
25
На станциях применяют типовые рельсовые цепи с непрерывным и
импульсным питанием. Аппаратура рельсовых цепей размещается в
трансформаторных ящиках, релейных шкафах и на посту централиза-
ции. На путях для экономии кабеля рекомендуется располагать по обе
стороны стыка питающие или релейные концы.
На электрифицированных участках в двухниточных рельсовых
цепях для пропуска тягового тока по главным путям дроссель-транс -
форматоры устанавливают на обоих концах. На боковых путях и в гор-
ловинах допускается применять однодроссельные и однониточные
рельсовые цепи. Для пропуска тягового тока и защиты аппаратуры
рельсовых цепей от его действия предусматривают специальные меры.
Составляют вспомогательную схему пропуска тягового тока по стан-
ции. По ней проверяют правильность составления схем рельсовых
цепей и установки дроссельных перемычек и тяговых междупутных со-
единителей.
1.6. Перспективы развития систем железнодорожной
автоматики и телемеханики
Современные условия работы железных дорог, повышение скорос-
тей и интенсивности движения поездов требуют все большей степени
автоматизации управления процессом перевозок. Перспективные сис-
темы автоматики и телемеханики должны обладать качественно новы-
ми и более широкими функциональными возможностями по сравне-
нию с существующими, обеспечивать повышение уровня безопасности
движения поездов. Основные требования к новым системам: надеж-
ность действия, исключающая возникновение опасных отказов; малое
время восстановления работоспособности после возникновения отка-
зов; надежная защита от воздействия различных помех; высокое бы-
стродействие; универсальность для различных условий эксплуатации.
Наиболее полно эти требования могут быть реализованы при раз-
работке новых систем управления на современной элементной базе, и
прежде всего, с использованием микроэлектроники. Создаются микро-
электронные системы автоматической локомотивной сигнализации,
микропроцессорная централизация стрелок и сигналов, система дис-
петчерской централизации на основе применения микропроцессорных
комплектов и агрегатных модулей, комплекс горочный микропроцес-
сорный, система автоматического управления тормозами поезда. Для
построения таких систем требуется не только современная техника, но
и создание специальных программных средств. Разрабатываемые сис-
темы автоматического ведения поездов основаны на принципиально
отличных от существующих методах построения замкнутых систем ре-
гулирования.
26
Наряду с созданием новых существующие средства автоматики и
телемеханики совершенствуются в направлении повышения надежнос-
ти, быстродействия и объема передаваемой информации.
На железнодорожных участках внедряются новые виды рельсовых
цепей без изолирующих стыков и схемы рельсовых цепей, устойчиво
работающие при пониженном сопротивлении балласта. Разработаны
новые системы автоблокировки (частотная, унифицированная и с цент-
рализованным размещением аппаратуры), многозначная автоматичес-
кая локомотивная сигнализация, электрическая централизация с инду-
стриальной системой монтажа, комплексная система автоматизации
горочных процессов.
Сложность устройств железнодорожной автоматики и размещение
их на значительных расстояниях затрудняют поиск отказов и возмож-
ности современного ремонта. Для улучшения условий труда обслужи-
вающего персонала и сокращения среднего времени восстановления
используют устройства технического диагностирования основных эле-
ментов перегонных и станционных систем управления.
Развитие автоматизации оперативного управления транспортным
процессом непосредственно связано с созданием автоматизированных
рабочих мест. Создаются АРМ управленческих и оперативных работ-
ников. Для ремонтно-технологических участков разрабатываются
АРМ автоматического контроля и диагностирования аппаратуры. Ос-
новой автоматизированных рабочих мест являются персональные
ЭВМ различных типов.
Глава 2
ПУТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
2.1. Сигнальные устройства
Основным средством обеспечения безопасности и организации
движения на железных дорогах является использование сигнальных
устройств для передачи приказов машинистам подвижных единиц.
Первоначально в качестве сигнальных устройств широко применялись
семафоры, у которых сигнальные показания в светлое время суток по-
дают механически управляемые крылья, а в темное время — сигналь-
ные огни.
Почти все семафоры заменены светофорами, которые подают
большее число сигнальных показаний и имеют хорошую круглосуточ-
ную видимость.
Светофор — это сигнальный прибор, подающий сигналы огнями
своих ламп в светлое и в темное время суток.
В зависимости от оптической системы светофоры подразделя-
ются на линзовые и прожекторные, а по месту установки на мачто-
вые (рис. 2.1), карликовые (рис. 2.2) и консольные.
На дорогах применяют примерно 150 типов линзовых светофоров,
отличающихся оснасткой и высотой мачты, и шесть типов карликовых
светофоров.
Основная часть линзового светофора — светофорная головка, ко-
торую изготавливают из чугуна или силумина (из чугуна одно-, дву- и
трехзначные, а из силумина однозначные, которые укрепляют на ме-
таллических или железобетонных мачтах).
Если необходимо получить большее число сигнальных огней, на
мачте устанавливают две, а иногда и три головки.
Железобетонные мачты устанавливают непосредственно в грунте,
металлические укрепляют в чугунном стакане, закрепляемом на бетон-
ном фундаменте. Светофорные головки карликовых светофоров кре-
пят непосредственно на фундаменте, а консольные светофоры — на
железобетонных опорах контактной сети. Консольные светофоры ис-
пользуют в тех случаях, когда по условиям габарита С или видимости
невозможно установить мачтовый или карликовый светофор.
28
На мачте светофоров при необходимости при помощи типовых
кронштейнов и гарнитур подвешивают головку со световой зеленой
полосой, световой указатель в виде светящейся вертикальной стрелки,
маршрутный световой указатель, номерные щитки и отражательные
знаки.
Линзовый комплект светофорной головки представляет собой оп-
тическую систему (рис. 2.3), которая собирает световые лучи ламп в
пучок и направляет его в сторону приближающегося поезда. Для луч-
шей видимости огней головка линзового комплекта снабжена щитом,
окрашенным черной краской. Линзовые комплекты защищены от по-
падания солнечных лучей козырьками.
В линзовых светофорах применяются лампы на напряжение 12 В,
мощностью 15—25 Вт.
С начала 80-х годов для линзовых светофоров выпускаются свето-
форные лампы с двумя нитями накаливания типов ЖЛС 12-15+15 и
ЛСС 12-25+25, т.е. каждая нить рассчитана соответственно на мощ-
ность 15 и 25 Вт. Продолжительность горения основной нити лампы
2000 ч, резервной — 300 ч. Для таких ламп изготавливают специаль-
ные линзовые комплекты.
Рис. 2.1. Мачтовый светофор
29
155
232
Рис. 2.3. Линзовый комплект с ламподержателем под двухнитевую лампу:
1 — бесцветная ступенчатая линза; 2 — цветная ступенчатая линза; 3 — прижимное кольцо; 4—кор-
пус; 5—держатель лампы; 6—винт
При обслуживании светофоров особое внимание уделяется провер-
ке дневной их видимости на перегонах и станциях с пути или поезда,
своевременной замене ламп, поддержанию необходимого напряжения,
постоянной чистоте линз и светящихся полос.
При замене ламп необходимо на них измерять напряжение. При
этом 2 раза в год его проверяют при аварийном питании (по постоян-
ному току), а на лампах входного светофора и от преобразователей на-
пряжения. Если напряжение на лампах выше нормы, то это ведет к рез-
кому сокращению срока их службы, а если же напряжение ниже нормы,
то это ухудшает видимость светофоров, Поэтому следует строго при-
держиваться нормативного напряжения на зажимах ламподержателя
(11,5±®;50)В.
2.2. Стрелочные электроприводы
Стрелочные электроприводы предназначены для перевода стре-
лочных остряков, запирания и контроля положения централизованных
стрелок в устройствах электрической централизации.
Согласно ПТЭ стрелочные электроприводы всех видов должны
обеспечивать при крайних положениях стрелок плотное прилегание
прижатого остряка к рамному рельсу и подвижного сердечника кресто-
30
вины к усовику; стрелка (остряки или подвижной сердечник крестови-
ны) не должна замыкаться при зазоре между прижатым остряком и
рамным рельсом (или сердечника с усовиком) 4 мм и более; другой
остряк должен быть отведен от рамного рельса на расстояние не менее
125 мм.
На железных дорогах получил широкое распространение невзрез-
ной стрелочный электропривод СП-6; на сортировочных горках и в ма-
невровыхрайонах станции применяются быстродействующие стрелоч-
ные электроприводы СПГБ-4.
Электропривод устанавливается на гарнитуре железнодорожных
стрелок с правой или левой стороны стрелочного перевода и управля-
ется с поста электрической централизации или колонки местного уп-
равления.
Стрелочный электропривод СП-6 (рис. 2.4) состоит из: корпуса 2,
многоконтактного блокировочного устройства 1, уравнительной
муфты 3, редуктора 4 со встроенной фрикционной муфтой, контроль-
ных линеек 5 (6 — ушко контрольной линейки; 7 — палец контроль-
ной линейки), одного рабочего шибера 8, главного вала 9, блока авто-
переключателя 10, обогревательного элемента 12, панели освещения
13, блока электродвигателя 14.
Все узлы смонтированы в корпусе 2 и закрываются сварной сталь-
ной крышкой (на рис. 2.4 не показана) (11 — боковая крышка).
Рис. 2.4. Стрелочный электропривод СП-6 (вид сверху)
31
Основные характеристики невзрезного стрелочного электроприво-
да с внутренним запиранием СП-6 следующие: максимальное тяговое
усилие 6000 Н; максимальное время перевода 7,0 с; назначенный ресурс
1,2 млн. срабатываний при усилии до 3500 Н; электропитание постоян-
ным током при номинальном напряжении 30, 100, 110 и 160 В или пере-
менным током частотой 50 Гц, напряжением 110, 127, 190 и 220 В; раз-
меры 780x955x255 мм; масса — не более 175 кг.
Редуктор со встроенным фрикционом представляет собой отдель-
ный узел, монтируемый в корпусе электропривода (рнс. 2.5). Редуктор
состоит из чугунного корпуса с крышкой, внутри которого находятся
стальные валы-шестерни, зубчатые колеса нормального цилиндричес-
кого зацепления, а также фрикциошюй муфты, смонтированной внут-
ри зубчатого колеса.
Фрикционная муфта состоит из четырех подвижных и четырех не-
подвижных стальных дисков. Подвижные диски соединены с зубчатым
колесом, а неподвижные диски расположены на втулке, которая соеди-
нена шпонкой с валом-шестерней. Сжимаются диски тремя тарельча-
тыми пружинами при помощи регулировочной гайки. Усилие фрикци-
онного сцепления регулируется от 1000 до 7000 Н.
Вращение от электродвигателя на редуктор передается через
муфту, расположенную на квадрате вала-шестерни редуктора.
Блок главного вала и автопереключателя (см. рис. 2.4) состоит из
чугунного основания, на котором установлены две контактные колод-
ки, имеющие по три пары контактных пружин на каждой. Между ко-
лодками на осях в чугунном основании помещаются свободно повора-
чиваемые стальные рычаги с зубьями. На этих рычагах укреплены ко-
лодки с тремя латунными контактными ножами каждая, из них два
узких для контрольных цепей и один широкий для рабочей цепи.
Под действием двух пружин растяжения, закрепленных параллель-
но на упорных рычагах, ножевой рычаг с зубом контактными ножами
врублен в контактные пластины на глубину не менее 9 мм.
Рис. 2.5. Механическая переда-
ча электопривода СП-6:
1 — главный вал шиберной шестер-
ни; 2 — рабочий шибер; 3 — кон-
трольные линейки; 4—рабочая шес-
терня; 5 — рабочий вал; 6, 11,12 ,
13 — шестерни редуктора; 7 — фрик-
ционная муфта; 3—регулировочная
гайка; 9 — муфта сцепления; 10 —
электродвигатель; 14—ведущее зуб-
чатое колесо
32
Над контактными колодками установлены защитные кожуха из
прозрачной пластмассы д ля предохранения контактов от попадания на
них капель конденсата.
Контрольные линейки имеют вырезы, в которые попеременно при
ходе их вместе с остряками стрелок попадают зубья рычагов. Над кон-
тактными пружинами, предназначенными для контрольных цепей, рас-
положены обогревательные элементы для обогрева контактов с целью
исключить обледенение, ведущее к потере контроля положения стре-
лок. Питание обогревательного элемента осуществляется переменным
током частотой 50 Гц, напряжением 220 В с последующим понижением
напряжения трансформатором ПОБС-5А до 24 В. Обогреватели в
электроприводе выключаются блокировочным контактом курбельно-
го выключателя. Сезонное включение и выключение обогревательного
элемента осуществляется специальными предохранителями, устанав-
ливаемыми в релейных шкафах, кабельных ящиках и т.д. Электропри-
вод закрывается сварной стальной крышкой, имеющей уплотнение из
резины. Изнутри электропривод запирается специальным замком.
Внутри электропривода установлен курбельный выключатель,
блокировочные контакты которого исключают возможность управле-
ния по команде с поста электрической централизации в момент откры-
тия заслонки. При снятом электродвигателе электропривод может
быть переведен на ручное управление рукояткой при помощи специ-
альной оси, надеваемой на выступающий из редуктора квадрат вала-
шестерни.
Работа электропривода начинается с момента подачи напряжения
на блок электродвигателя. Вал электродвигателя, вращаясь, через
муфту и систему механической передачи редуктора приводит во враще-
ние зубчатое колесо с упором, которое "выжимает" ролик одного из
упорных рычагов и выводит конец этого рычага из выреза диска глав-
ного вала. Одновременно с этим упорный рычаг переключает через
ролик рычаг с зубом с установленными на нем контактными ножами из
контрольного положения в рабочее. После поворота иа 46° зубчатое
колесо с упором вращает диск главного вала шиберной шестерни (см.
рис. 2.5).
В начале вращения главного вала шиберной шестерни один из за-
порных зубьев шестерни отпирает запорный зуб рабочего шибера со
стороны прижатого остряка и профилем эвольвенты запорного зуба
шестерни заставляет перемещаться рабочий шибер, одновременно за-
цепляясь с рабочими зубьями шестерни в том же направлении.
В конце перевода стрелки рабочий шибер останавливается, и
упорный рычаг под действием двух параллельных пружин растяжения
попадает в вырез диска главного вала шиберной шестерни. Одновре-
менно с этим рычаг с зубом и контактными ножами под действием
упорного рычага переключается и замыкает контрольные контакты,
размыкая при этом рабочие контакты. В конце перевода другой за-
33
2 Зак 1462
порный зуб шестерни запирает другой запорный зуб рабочего шибера
со стороны второго прижатого остряка.
Контрольные линейки служат для контроля отвода другого остря-
ка от рамного рельса на расстояние не менее 125 мм. При взрезе стрел-
ки электропривод подлежит тщательному техническому осмотру.
Электроприводы СПГБ-4 и СПГБ-4М — электромехани-
ческие с внутренним запиранием, быстродействующие, невзрезные, с
бесконтактными автопереключателями.
Основные характеристики электроприводов следующие: макси-
мальное усилие перевода 2000 Н; время перевода стрелки 0,5—0,6 с на
горках и 1—1,2 с в маневровых районах; назначенный ресурс 1-Ю6
переводов стрелки при условии соблюдения правил эксплуатации; ход
шибера (154±2) мм; электропитание двигателя осуществляется постоян-
ным током напряжением 200—220 В. Средний срок службы электро-
приводов три года. Размеры 780x955x255 мм, масса не более 190 кг.
Такие электроприводы устанавливают с левой и правой сторон стрел-
ки.
В электроприводах СПГБ-4 и СПГБ-4М вместо контактного авто-
переключателя установлен бесконтактный автопереключатель, в кото-
ром использован индуктивный (трансформаторный) принцип.
Действие индукционного переключателя основано на изменении
коэффициента взаимоиндукции первичной и вторичной катушек
трансформатора в результате смещения пассивного шунта. В момент
нахождения шунта против полюсов, на которых помещены катушки,
воздушный зазор между шунтом и полюсами минимален, и во вторич-
ной катушке индуцируется требуемая ЭДС. С увеличением воздушного
зазора ЭДС на выходе резко уменьшается. Таким образом, включение
и выключение реле сопровождаются активным воздействием шунта.
2.3. Электропривод ограждающих устройств
Электропривод автошлагбаума (рис. 2.6) состоит из литого чугун-
ного корпуса, электродвигателя, редуктора, смонтированного в само-
стоятельном корпусе, приводного вала, с вращением которого повора-
чивается металлическая рама бруса шлагбаума, автопереключателя,
автоматически переключающего цепи в момент подъема и опускания
бруса шлагбаума, клеммных 12-ппырных коло док для разделки кабеля
и подключения монтажных проводов, амортизационного устройства,
смягчающего удары бруса в крайних положениях (при открытии и за-
крытии шлагбаума), системы рычагов и тяг, соединяющих редуктор,
приводной вал, амортизационное устройство.
В редукторе привода установлено фрикционное устройство, пред-
отвращающее остановку якоря электродвигателя в случае появления
препятствия, мешающего движению бруса, благодаря чему предотвра-
34
щается повреждение электродвигателя. Фрикционное усилие регулиру-
ется специальной пружиной. При регулировке необходимо установить
такое нажатие, чтобы ток работы на фрикцию был не более 3,2 А. По-
дъем и опускание бруса должны обеспечиваться с некоторым запасом
силы, рассчитанным на возможную разбалансировку бруса и загрязне-
ние трущихся деталей.
Корпус представляет собой литую конструкцию из чугуна, нижняя
наружная поверхность которой выровнена для установки и закрепле-
ния на типовом светофорном (или специальном) фундаменте. На верх-
ней части корпуса крепят сигнальный механизм, представляющий
собой стойку с кронштейнами, на которой имеются две однозначные
светофорные головки и громкий звонок.
В нижней и верхней частях корпуса расположены отверстия для
ввода кабеля и проводов.
Заградительный брус шлагбаума поднимается и опускается при
действии электродвигателя. Брус соединен с металлической рамой
осью и шариковым фиксирующим устройством. Такое соединение до-
пускает при незначительном усилии поворот бруса на 45° в обе сторо-
Рис. 2.6. Электропривод автоматического шлагбаума:
1 — крышка корпуса; 2 — подставка для установки специальных устройств; 3 — коромысло; 4 — oct
выходного вала* 5—тяга кривошипа 6— кривошип, 7— редуктор; 8— фрикцион; 9— корпус; 10—
электродвигатель; 11 — отверстие для ввода кабелей и проводов; 12—амортизаторы; 13—двуплечий
рычаг; 14 — автопереключатель (контактор)
35
2*
ны вдоль оси, крепящей ее к раме. Благодаря этому вероятность по-
вреждения бруса при случайном наезде автотранспорта значительно
уменьшена.
На брусе укреплены три сигнальных фонаря. Два из них, средний и
находящийся у основания бруса, односторонние. Они сигнализируют
красным огнем в сторону автотранспорта. Третий фонарь, располо-
женный у края бруса, двусторонний. В сторону автотранспорта он сиг-
нализирует красным огнем, а в обратную сторону белым, указывая в
ночное время границу перекрытия дороги автотранспорту, освобожда-
ющему переезд. В фонарях применены лампы мощностью 10 Вт на на-
пряжение 12 В. В горизонтальном положении брус не заперт и при от-
ключении электропитания может быть переведен в вертикальное поло-
жение вручную.
Когда брус находится в вертикальном положении, коромысло по-
вернуто на 90° против часовой стрелки относительно первоначального
положения и расположено в "мертвой" зоне, благодаря чему брус в вер-
тикальном положении оказывается запертым. Запирание бруса в этом
положении необходимо для предотвращения неконтролируемого опус-
кания шлагбаума.
Автопереключатель (контактор) электрических цепей содержит
контактную систему нажимного типа, переключаемую толкателями
под действием кулачков, закрепленных на выходном валу электропри-
вода.
Контактная система состоит из трех групп контактов. В каждой
группе имеется по одной замкнутой и разомкнутой паре контактов.
Когда вал вращается, контакты переключаются.
В электроприводе автошлагбаума применен электродвигатель СЛ-
571к постоянного тока с параллельным возбуждением. Его основные
характеристики: полезная мощность 95 Вт, частота вращения якоря
2200 об/мин, напряжение 24 В, номинальный ток 7 А, напряжение 0,5 В.
Электропривод с двигателем СЛ-571к обеспечивает подъем и опуска-
ние бруса длиной 4 или 6 м за 4—9 с при рабочем токе не более 3 А.
Согласно ПТЭ автоматические шлагбаумы должны оставаться в
закрытом положении, и сигнализация должна продолжать действовать
до полного освобождения переезда поездом.
Закрытое (горизонтальное) положение бруса обычно обеспечива-
ется силами трения в механизме электропривода. Масса бруса может
быть уравновешена противовесом, что снижает требуемый вращаю-
щий момент на выходном валу электропривода. При эксплуатации
электропривода может возникнуть ситуация, когда под опускающимся
брусом может оказаться автомобиль, и дальнейшее опускание бруса
окажется невозможным. Для предотвращения заторможенного состоя-
ния электродвигателя в электроприводе требуется соответствующая за-
щита.
36
Угловой поворот бруса шлагбаума необходимо контролировать
для своевременного выключения электродвигателя в конце хода приво-
да, контроля положения бруса, включения и выключения оптической и
акустической сигнализации. Поэтому электропривод должен иметь
автопереключатель (контактный или бесконтактный), осуществляю-
щий эти операции.
Поскольку масса бруса, противовеса и двух вращающихся частей
обладает значительной инерционностью, электропривод должен быть
снабжен амортизатором, поглощающим ударные нагрузки. Электро-
привод необходимо закреплять на прочном фундаменте. Он нуждается
в минимальном уходе и имеет минимальную стоимость при сроке служ-
бы не менее 10 лет.
2.4. Устройства и аппаратура кабельных сетей
Напольные устройства (светофоры, стрелочные электроприводы,
рельсовые цепи и т.д.) соединяются между собой и с аппаратурой по-
стов электрической централизации кабелями, которые вместе с кабель-
ной арматурой образуют кабельную сеть.
Кабельная сеть выполняется сигнальными кабелями с различ-
ным числом (отЗ до 61) медных жил диаметром 0,9 или 1,0 мм сече-
нием 0,785 мм2 на номинальное напряжение 380 В переменного тока
или 700 В постоянного. Электрическое сопротивление жилы постоян-
ному току при температуре окружающей среды плюс 20 °C не превы-
шает 23,3 Ом/км для жилы диаметром 1,0 мм и не более 28,8*Ом для
жилы диаметром 0,9 мм.
В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики при-
меняются следующие сигнально-блокировочные кабели:
СБПБ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами,
полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке с броней из
двух стальных лент и наружным покровом;
СБВБ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке с броней
из двух стальных лент и наружным покровом;
СБПу — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией, в утолщенной полиэтиленовой оболочке;
СББбШп— кабель сигнально-блокировочный с медными жилами,
полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в полиэти-
леновом защитном шланге;
СББбШв — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами,
полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в поливи-
нилхлоридном защитном шланге;
37
СБВБГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, с броней
из д вух стальных лент;
СБВГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке;
СБПБГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке, с броней из
д вух стальных лент.
Число пар и жил приведено в таблице.
Марка кабеля Число пар Число жил
СБВГ СБПБ, СБПБГ, СБВБ, СБВБГ, > СББбШв,| СББбШп, СБПу J 1,3, 4,7, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30 1,3, 4,7, 10, 12, 14, 19,24,27, 30 3, 4, 5, 7,9, 12, 16, 19,21,24, 27,30, 33,37,42,48,61 3,4, 5, 7,9, 12, 16, 19,21,24, 27, 30, 33, 37, 42, 48, 61
При центральном питании устройств ЭЦ кабели от напольных уст-
ройств прокладывают на центральный пост, предварительно группи-
руя в горловинах станции в разветвительных муфтах. Для каждой сети
устанавливают разветвительную муфту стрелочную СТ, сигнальную С,
релейную Р или питающую П.
Кабельные линии составляют на основе схематического плана с
осигнализованием и плана изоляции путей станции. На этих планах
указаны расстояния между постом ЭЦ и стрелочным электроприво-
дом, светофорами и приборами рельсовых цепей, а также нанесена
трасса укладки групповых кабелей.
Кабельные трассы на станциях прокладывают так, чтобы они
имели наименьшую длину, минимальные число переходов под путями
и количество разветвительных муфт; они не должны проходить в мес-
тах, занятых подземными и наземными сооружениями. Рекомендуется
прокладывать трассу по бровке крайнего железнодорожного пути или
между малодеятельными путями. Запрещается прокладка кабеля под
стрелочными переводами, глухими пересечениями и рельсовыми сты-
ками.
Длина кабелей
L= 1,03(/т + /з+/п + 4>),
38
где 1,03 — коэффициент, учитывающий изгибы кабеля при прокладке; /т — длина тран-
шеи между конечными точками прокладываемого кабеля, м; 13 — запасная длина у каж-
дого кабеля в случае перезаделки (при длине кабеля 50 м запас ие предусматривается),
равная 1 м;/п — длина кабеля иа подъем от дна траншеи до муфты или клеммной колодки
на посту, в релейном шкафу и т.д (для муфты In = 1 и); /р — длина кабеля для разделки в
муфтах, равная 0,5 м.
Кабельная сеть стрелок предусматривает жилы кабеля
для управления и контроля положения стрелки, очистки стрелок и
электрообогрева стрелочных электроприводов. Расчет кабельной
линии сводится к определению сечения жил кабеля, необходимого для
включения стрелочного электропривода, находящегося на определен-
ном расстоянии от поста ЭЦ.
Сигнальные кабели имеют стандартный диаметр жил, поэтому для
получения необходимых сечений проводов, идущих к приборам, жилы
кабеля дублируют.
Расчет кабельной сети управления с учетом дублирования жил
ведут по формуле
г _ К (ПцПц
ст"гк/р \ПпП0 ) '
где La — максимально допустимая длина стрелочного кабеля, м; А — допустимое
падение напряжения, В; /р — расчетный рабочий ток (ток фрикции) двигателя; гх — со-
противление 1 м жилы кабеля, Ом; ITn, По — число жил кабеля соответственно в прямом
и обратном проводах.
Число жил кабеля для включения ламп светофоров в кабель-
ной сети светофоров и маршрутных усилителей
определяется по принципиальным схемам каждого светофора. В случае
центрального питания светофоров от сети напряжением 220 В макси-
мальные длины кабелей без дублирования жил зависят от типа сиг-
нальных трансформаторов, огневых реле, мощности и числа одновре-
менно горящих ламп на светофоре. Поэтому при проектировании даль-
ность управления для каждого светофора определяется по таблицам,
приведенным в справочной литературе.
Для современных схем с малогабаритными штепсельными реле
дальность управления линзовым светофором без дублирования жил с
одной горящей лампой мощностью 15 Вт составляет 4 км, с двумя
одновременно горящими лампами — 2,6 км. Если на светофоре уста-
новлены лампы мощностью 25 Вт, то соответствующие расстояния со-
ставляют 3 и 2,5 км. При больших расстояниях жилы кабеля не дубли-
руют, а переходят на питание светофоров от местных источников.
Кабель к маршрутным указателям рассчитывается по специальным
номограммам в зависимости от мощности и числа одновременно горя-
щих ламп. Дальность управления указателем скорости (зеленая полоса)
2,5 км.
39
Кабельную сеть релейных трансформаторов
не разрешается совмещать с другими кабельными сетями. Предельная
длина между путевым реле и дроссель-трансформатором или релейным
трансформатором, при которых не требуется дублирования жил кабе-
ля, указана в нормалях рельсовых цепей.
При построении к а б е л ь н о й сети питающих транс-
форматоров станционных рельсовых цепей переменного тока
частотой 50 Гц их подключают к одной фазе трансформаторов ТС ре-
лейной панели, а частотой 25 Гц — к гфеобразователю ПЧ 50/25-300.
Напряжение переменного тока на первичной обмотке питающего и ко-
дирующего трансформаторов должно быть не менее 200 В.
Питающие трансформаторы рельсовых цепей группируют в от-
дельные лучи так, чтобы нарушение питания одного луча выводило из
действия по возможности меньшее число маршрутов. Лучи группиру-
ют по горловинам станции, по районам и в зависимости от расположе-
ния их на путях относительно друг друга и трассы кабеля. В отдельные
лучи объединяют питающие трансформаторы рельсовых цепей глав-
ных и кодируемых путей.
Для монтажа и подключения кабелей, проложенных от аппарату-
ры рельсовых цепей, служат кабельные стайки, которые состоят из кор-
пуса с крышкой. Корпус закреплен на опорной конструкции, состоя-
щей из труб с фланцами (одной у концевых или двух у проходных), при-
варенных к стальной пластине. Кабельные стойки подключаются к
рельсам тросовыми перемычками.
Разветвительные муфты (рис. 2.7) предназначены для устройства
ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым трансфор-
маторным ящикам рельсовых цепей и стрелочных электроприводов и
другим устройствам.
Корпус и крышка муфты — литые, чугунные. В пазах крышек уло-
жены прокладки из резинового зубчатого шнура. Муфты комплекту-
ются металлическими трубами для защипы вводимых кабелей от меха-
нических повреждений. Трубы крепятся к корпусу муфты болтами с
510
Рис. 2.7. Разветвигелыия муфта:
1 — два отверсгиа диаметром 28 мм; 2 — четыре
отверстия диаметром 16 мм; розетка; 4— от-
верстие диаметром 21 мм
40
Рис. 2.8. Универсальная муфта УКМ-12
Рис. 2.9. Универсальная муфта УПМ-24
гайками. Внутри муфты установлены клеммные панели на семь контак-
тов и съемные перегородки для выделения зон прокладки жил каждого
ответвляющего кабеля. Муфта снабжена розеткой для подключения те-
лефона.
Универсальные концевые муфты УКМ-12 (рис. 2.8) предназначены
для присоединения жил кабеля в аппаратуре, установки малогабарит-
ной аппаратуры рельсовых цепей и подключения ее к рельсам. В муфте
имеется одно отверстие диаметром 25 мм для ввода кабелей.
Универсальные промежуточные муфты УПМ-24 (рис. 2.9) служат
для тех же целей, что и муфта УКМ-12, а также для соединения ка-
белей и установки блока селеновых выпрямителей ВВС. В этом случае
снимают две клеммные панели. В муфте имеется два отверстия диа-
метром 25 мм для ввода кабелей.
Корпуса и крышки муфт — литые, чугунные. Муфты комплек-
туются металлическими трубами для защиты вводимых кабелей от ме-
ханических повреждений: муфта УКМ-12 — одной трубой, муфта
УПМ-24— двумя.
Чугунные муфты СМ применяют для подземного соединения сиг-
нально-блокировочного кабеля. Они состоят из верхней и нижней
полумуфт, двух полухомутов, крышки и болтов, стягивающих полу-
муфты и крепящих крышку.
41
Глава 3
РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ
3.1. Виды рельсовых цепей
Рельсовая цепь является основным элементом современных систем
автоматики и телемеханики, регулирующих движение поездов на же-
лезных дорогах. Она выполняет функции датчика информации о сво-
бодности и целости рельсового пути изолированного участка, а также
используется в качестве телемеханического канала связи между про-
ходными светофорами и между путевыми и локомотивными устройст-
вами.
Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппа-
ратуры, подключаемой к ней в начале и конце (рис. 3.1). Проводами
рельсовой линии РЛ служат рельсы железнодорожного пути. Рельсо-
вая линия — это электрическая цепь с равномерно распределенными
параметрами (продольное электрическое сопротивление рельсов и
проводимость изоляции между рельсами). Изоляцией между прово-
дами рельсовой линии являются шпалы, балласт и земляное полот-
но. В начале рельсовой линии через устройства согласования УСН
включен источник питания (генератор) G, а в конце рельсовой линии
через устройства согласования УСК включен приемник П. Смежные
рельсовые цепи электрически разграничивают разделительными уст-
ройствами РУ.
Первичные параметры рельсовых линий. Рельсовая линия состоит
из отдельных рельсовых звеньев, электрически соединенных между
Рис. 3.1. Структурная схема рельсовой цепи
42
собой в пределах одной рельсовой цепи. Длина звена 12,5 или 25 м.
Применяют также звенья (плети) длиной 800 м. Электрически рельсы
соединяют между собой стыковыми соединителями, а также стыковы-
ми накладками, создающими параллельную цепь для пропуска тока.
На основе опытных данных установлены следующие границы из-
менения удельного километрического сопротивления рельсовой цепи
на постоянном токе в зависимости от состояния стыков и температуры
окружающей среды: 0,3—0,6 Ом/км при штепсельных соединителях;
0,1—0,2 Ом/км при стальных приварных.
Предельные значения удельного сопротивления учитывают при со-
ответствующих режимах работы рельсовой цепи.
В общем случае рельсовую линию рассматривают в виде двух цепей
"рельс—земля", связанных взаимной индуктивностью Мп и соответст-
вующим удельным сопротивлением взаимоиндуктивности.
При протекании переменного тока по цепи "рельс—земля" вокруг
каждой рельсовой нити образуется переменное магнитное поле, кото-
рое наводит в ней ЭДС самоиндукции, а в соседней цепи, образованной
второй рельсовой нитью и землей, ЭДС взаимоиндукции.
Полное удельное километрическое сопротивление переменному
Току z является комплексным; оно возрастает с повышением частоты
тока. На значение активной и индуктивной составляющей полного со-
противления рельсов влияют частота тока, форма сечения рельсов,
проводимость и магнитная проницаемость стали. Взаимная индуктив-
ность является комплексной величиной; мнимая часть ее отражает по-
тери энергии в земле.
Полное сопротивление петли, образованной рельсами участка дли-
ной / (рис. 3.2, а),
zl = Uli = zil + zzl — 2zMl = (zi + Z2 — 2zMy,
где zi н Z2 — удельные километрическне полные сопротивления первого н второго рель-
СОВ.
Для симметричной рельсовой линии:
zl = 2(zi — zMy; z — 2(z i —— zM). (3.1)
Удельное сопротивление двух параллельно включенных одинако-
вых рельсов (рис. 3.2, б):
, й 1 . ., 1 . ч 1 _2
= j = 2<z 1+Zm)/; z3 = ^(zi+zm) = ^z£ ,
где E= ^1 + (4 zM / z) — коэффициент, учитывающий взаимоиндукцию между рельса-
МИ.
43
6) 1/2 2,1
Рис. 3.2. Эквивалентные схемы продольно-
го сопротивления рельсов
Значения параметров полного сопротивления рельсов Р65 в зависи-
мости от частоты сигнального тока приведены в таблице.
Ток утечки из рельса в рельс протекает по проводникам с различ-
ным типом электропроводимости. Рельсы и металлические детали
верхнего строения пути обладают электронной проводимостью; бал-
ласт, шпалы, земляное полотно и грунт, в которых всегда имеется
влага, обладают ионной-проводимостью, их можно рассматривать как
своеобразные электролиты. Поэтому протекание тока утечки из рельса
в рельс возможно лишь при условии, что на границах раздела элемен-
тов с электронной и ионной проводимостью имеют место определен-
ные электрохимические реакции, в результате которых возникают не-
обходимые носители электричества (ионы и электроны).
Сопротивление изоляции рельсовой линии является распределенным
параметром. Обычно его выражают через удельное сопротивление,
включенное между рельсами, отнесенное к 1 км рельсовой линии. Нор-
мативное значение минимального удельного сопротивления изоляции
рельсовой линии 1 Ом- км.
Частота, Гц Расчетное сопротивление Нормативное сопротивление Взаимная индуктивность Е
Модуль, Ом/км Аргу- мент, град Моду- ль, Ом/км Аргу- мент, град Модуль мГн/км Аргумент, град Модуль Аргумент, град
25 0,45 52 0,5 52 1,35 —6,40 1,61 9,54
50 0,68 60 0,8 65 1,28 —7 1,73 6,10
75 0,92 64 1,07 68 1,24 —7,15 1,76 5,4
125 1,39 68 1,53 70 1,19 —7,35 1,78 4,10
175 1,8 71 2,0 72 1,16 —7,47 1,88 3,40
225 2,3 73 2,0 75 1,13- —7,58 1,85 2,32
475 4,5 77 — — 1,06 —8,30 1,96 1,40
725 6,6 80 — — 1,02 —8,53 1,96 0,25
1000 8,9 81 — — 0,985 —9,10 1,94 —0,25
2000 17,3 84 — — 0,915 —9,54 1,9 —1,25
3000 23 85 — — — — — —
5000 42 86 — — 0,83 —10,55 1,86 —2,28
44
Неблагоприятные метеорологические условия, прикоторых сопро-
тивление изоляции линии минимально, бывают летом при высокой
температуре и влажности, так как в этом случае повышается интенсив-
ность электрохимических процессов. Засорение балласта солями улуч-
шает условия протекания электрохимических процессов, что приводит
к существенному снижению сопротивления изоляции. С понижением
влажности и температуры интенсивность электрохимических процес-
сов снижается, и сопротивление изоляции рельсовой линии увеличива-
ется. Зимой при отрицательных температурах сопротивление изоляции
50—100 Ом- км, что позволяет в расчетах принимать его равным беско-
нечности.
Часть тока утечки, попадая в балласт и землю, растекается в них
сложным образом. Поэтому в случае разрыва рельсовой нити непре-
рывность электрической цепи не нарушается, так как сохраняются пути
продольного распространения тока в земле. Протекание тока может
быть отражено с помощью эквивалентной схемы сопротивления изоля-
ции (рис. 3.3). Параметры гИ1 и ги2 характеризуют переходные сопро-
тивления между каждым рельсом и землей, сопротивление которой,
как провода с очень большим сечением, принимается равным нулю.
Сопротивление гн12 характеризует часть тока утечки, проходящего как
бы непосредственно из рельса в рельс по верхнему слою балласта и
шпалам.
Наряду с сопротивлением изоляции гн первичным параметром
рельсовой линии является также проводимость изоляции g, представ-
ляющая собой величину, обратную сопротивлению изоляции, т.е. g =
= i/Ги; gi = 1/Гн1; g2 = 1/ги2; g!2 = 1/ГИ12.
Значения сопротивлений гИ1 и гИ2 при отсутствии посторонних под-
ключений к рельсам, например опор контактной сети, в большинстве
случаев одинаковы: ги1 = Гн25 g\ - g2, т.е. рельсовые линии являются
симметричными.
Рис. 3.3. Эквивалентная схема сопротивле-
ния изоляции рельсовой линии
Рис. 3.4. Схемы соединения смежных рель-
совых цепей
45
Коэффициент поверхностной проводимости т характеризует отно-
шение между составляющими сопротивления изоляции в симметрич-
ных рельсовых цепях: т = giz/gi = Гн1/Гн12-
Полные сопротивление и проводимость изоляции рельсовой линии
могут быть выражены через их составляющие:
Я1 2 2/я
g=gn + y ; gn~g \+2т’
(3.2)
2ги1Ги12 , , 1+2/и . 1 +2>и
г _ ------------ Ги1 = Ги ------,-- > ги12 = гл «
2ГИ1+ГИ12 2
Первичные параметры рельсовой линии существенно влияют на
уровень сигнала на входе путевого приемника. При исправной и сво-
бодной рельсовой цепи на входе путевого приемника имеет место
такой уровень сигнала, при котором обеспечивается его нормальная
работа. Путевой приемник в этом случае фиксирует свободность кон-
тролируемого участка.
В случае нахождения подвижной единицы на рельсовой цепи или
при электрическом размыкании рельсовой нити сигнал на входе путе-
вого приемника уменьшается настолько, что приемник возвращается в
исходное состояние, соответствующее отсутствию сигнала на его
входе, и выдает дискретную информацию о занятости контролируемо-
го участка.
Принципиальные схемы и параметры элементов согласующих и
разделительных устройств (УСН.УСК, РУ) рельсовых цепей зависят от
области их применения (перегон, станция), вида тяги (автономная,
электрическая), рода сигнального тока (постоянный, переменный), ре-
жима питания (непрерывный, импульсный, кодовый), типа путевого
приемника (постоянного тока — нейтральный и поляризованный;
переменного тока — одноэлементный и фазочувствительный), способа
наложения кодовых сигналов АЛСН (непрерывный, после вступления
поезда, при задании маршрута).
Протеканию тока в смежные рельсовые цепи препятствуют разде-
лительные устройства. Чем меньше значение составляющих тока ис-
точника питания, ответвляющихся в смежные рельсовые цепи, тем
лучше заградительные свойства разделительных устройств. Наилуч-
шие заградительные свойства удается получить, если рельсовые нити
смежных рельсовых цепей соединяют специальными изолирующими
элементами.
Рельсовые цепи с изолирующими стыками (рис. 3.4, а) имеют наи-
более широкое применение. Однако наряду с положительными качест-
вами изолирующие стыки обладают рядом недостатков, главным из
которых является низкая надежность. Поэтому применяют рельсовые
46
цепи без изолирующих стыков двух видов: неограниченные и с элект-
рическими стыками.
Неограниченные рельсовые цепи (рис. 3.4, 6) характеризуются тем,
что согласующие устройства смежных рельсовых цепей подключают к
рельсам в одних и тех же точках. В этом случае составляющие тока ис-
точника питания в своей и смежной рельсовых цепях оказываются оди-
наковыми.
Электрические стыки в рельсовых цепях (рис. 3.5) уменьшают со-
ставляющую тока источника питания, ответвляющуюся в смежную
рельсовую цепь. Заградительные свойства электрического стыка про-
являются вследствие того, что ток в смежные рельсовые цепи ответвля-
ется через относительно большое сопротивление параллельного конту-
ра, образованного конденсатором и индуктивностью отрезков рельсо-
вых нитей и соединительных перемычек. Известно большое число
различных схем электрических стыков. На рис. 3.5 приведена одна из
схем с S-образной укладкой соединительной перемычки.
Виды рельсовых цепей в зависимости от рода тяги поездов. При
автономной тяге все приборы рельсовой цепи обеспечивают протека-
ние только сигнального тока. При электрической тяге по рельсам,
кроме сигнального тока 1С, течет также тяговый ток 7Т, что обусловли-
вает ряд особенностей в схемах УСН и УСК.
В рельсовых цепях с изолирующими стыками необходимо обеспе-
чивать непрерывность электрической цепи тягового тока. Это достига-
ется применением дроссель-трансформаторов ДТ (рис. 3.6). Тяговые
токи первого /Т1 и второго Лг рельса протекают через путевые полуоб-
мотки ДТ в противоположных направлениях, вследствие чего магнит-
ные потоки, создаваемые этими токами в сердечнике ДТ, направлены
встречно. При равенстве тяговых токов в рельсах магнитные потоки
взаимно компенсируются, и во вторичной обмотке ДТ, к которой под-
ключена аппаратура рельсовой цепи, напряжение не индуцируется.
Сигнальный ток протекает через путевую обмотку дроссель-трансфор-
матора в одном направлении, вследствие чего в ней индуцируется на-
пряжение, необходимое для работы рельсовой цепи.
При неравенстве тяговых токов в рельсах, которое может возник-
нуть в случае асимметрии рельсовой линии, тяговый ток и его гармони-
Гис. 3.5. Схема электрического стыка
47
ческие составляющие индуцируют во вторичных обмотках ДТ напря-
жение, которое воздействует на устройства рельсовой цепи. На участ-
ках с электрической тягой переменного тока при некоторых аварийных
ситуациях (например, в случае электрического разрыва цепи одного из
рельсов) напряжение, создаваемое в аппаратуре рельсовой цепи тяго-
вым током, может быть значительным и опасным для обслуживающе-
го персонала. Кроме того, оно может вызвать порчу приборов рельсо-
вой цепи.
Для обеспечения нормальной работы рельсовой цепи и защиты об-
служивающего персонала при повышенном влиянии тягового тока в
аварийных ситуациях схемы рельсовых цепей в зависимости от вида
тяги содержат различные защитные элементы.
В рельсовых цепях применяют постоянный (при автономной тяге) и
переменный ток, непрерывное и импульсное питание. Чем ниже часто-
та сигнального тока, тем меньше сопротивление рельсовых нитей и
лучше условия работы рельсовых цепей, поэтому в основном применя-
ют переменный ток в диапазоне частот до 500 Гц. Для передачи необхо-
димой информации по рельсовой цепи, как по телемеханическому ка-
Рис. 3.7. Схема рельсовой цепи с путевым
преобразователем частоты
Рис. 3.8. Схема рельсовой цепи с локомо-
тивным приемником
48
налу связи, используют различные виды модуляции: амплитудную,
частотную, фазоразностную. При кодировании информации использу-
ют также числовые и временные признаки.
В рельсовых цепях с путевыми преобразователями частоты (рис.
3.7) источник питания и путевой приемник включают на одном конце
рельсовой линии. Особенность этих цепей заключается в том, что они
питаются от тока частотой f\, а путевой приемник работает от тока
частотой /2 благодаря включению на противоположном конце линии
путевого преобразователя частоты ППЧ. Наибольшее применение по-
лучили рельсовые цепи, которые питаются током частотой 50 Гц. В ка-
честве путевого преобразователя частоты используется вентиль, а путе-
вым приемником является реле постоянного тока.
В рельсовых цепях, описанных выше, приемник подключен гальва-
нически (кондуктивно) и является потенциальным. В рельсовой цепи
(рис. 3.8) приемник подключен индуктивно и является токовым. Пере-
менный сигнальный ток /с, протекая от источника питания по рельсам,
создает вокруг них магнитное поле, которое наводит в приемных ка-
тушках индуктивности ЭДС, вызывающую срабатывание приемника.
Приемные катушки могут быть установлены на пути под подошвой
рельса (тогда токовый приемник называется путевым) или на локомо-
тиве перед первой колесной парой над головкой рельса (тогда токовый
приемник называется локомотивным Л77).
Приемники, срабатывание которых зависит только от уровня сиг-
нала, имеют один воспринимающий элемент (см. рис. 3.5—3.8). Наряду
с одноэлементными применяют приемники, срабатывание которых за-
висит не только от амплитуды сигнала, но и от его фазы. Такие прием-
ники имеют два воспринимающих элемента. На один из них (путевой)
поступает рабочий сигнал, амплитуда и фаза которого зависят от со-
стояния рельсовой линии, а на другой (местный) поступает сигнал, не-
изменный по амплитуде и фазе. Эти приемники называют фазочувстви-
тельными, или двухэлементными (рис. 3.9), соответственно называются
и рельсовые цепи, в которых используют эти приемники.
Рис. 3.9. Схема рельсовой цепи с фазочув-
ствигельным приемником
Рис. 3.10. Схема одноканальиойрельсовон
цепи
49
Рис. 3.11. Схема даухканальной рельсовой
цепи
Виды рельсовых цепей в зависимости от числа организуемых в них
телемеханических каналов связи. Одноканальные рельсовые цепи пи-
таются сигнальным током только одного вида. В кодовых одноканаль-
ных рельсовых цепях переменного тока, применяемых на перегоне при
электрической тяге, используют одни и те же кодовые сигналы для
передачи информации по рельсовой линии между проходными свето-
форами и между путевыми и локомотивными устройствами. В этом
случае питание рельсовой цепи (рис. 3.10) осуществляется навстречу
движению поезда, чтобы кодовые сигналы могли восприниматься ло-
комотивным приемником ЯП после вступления поезда на рельсовую
цепь.
В двухканальной рельсовой цепи (рис. 3.11) используют два вида
сигнального тока: один для обеспечения работы путевого приемника,
другой для работы локомотивного приемника. В этом случае на одном
или на обоих концах рельсовой линии (в зависимости от направления
движения поездов) устанавливают передатчики АЛС (ПАЛС), которые
посылают в рельсовую линию кодовые сигналы. Эти сигналы воспри-
нимаются локомотивным приемником и дешифрируются устройства-
ми автоматической локомотивной сигнализации, дающими машинис-
ту информацию о допустимой скорости движения. Передатчики АЛС
могут подключаться к рельсовой линии непрерывно или с помощью
устройств управления УУ после вступления поезда на рельсовую цепь
или предварительно при задании маршрута.
При автономной тяге на перегоне применяют импульсные рельсо-
вые цепи постоянного тока. При вступлении поезда на блок-участок в
рельсовую линию посылаются числовые кодовые сигналы переменно-
го тока частотой 50 Гц для работы устройств АЛС. Станционные рель-
совые цепи нормально имеют непрерывное питание, а при вступлении
поезда включается кодовый ток частотой 25, 50 или 75 Гц.
В многоканальной рельсовой цепи используется частотное уплот-
нение рельсовой лиши. По рельсам на разных частотах одновременно
50
осуществляется связь между несколькими приемниками и соответству-
ющими им передатчиками.
Конфигурация рельсовых цепей. В неразветвленных рельсовых
цепях, применяемых на перегонах и станционных путях, от одного ис-
точника питания работает только один путевой приемник (см. рис.
3.9—3.11). Разветвленные рельсовые цепи применяют в горловинах
станций для контроля свободное™ стрелочных секций, т.е. участков
пути, имеющих стрелки. Особенность разветвленных рельсовых цепей
(рис. 3.12), усложняющая их работу, заключается в том, что один ис-
точник питает несколько путевых приемников.
3.2. Режимы работы и их критерии
Обеспечение безопасности движения поездов связано с выполнени-
ем трех основных режимов работы рельсовой цепи — нормального,
шунтового иконтрольного.
Нормальный режим. Нормальным режимом называется такое
состояние рельсовой цепи, когда она свободна от подвижного соста-
ва и путевой приемник выдает дискретную информацию "свободно"
(1). Обозначим логическую функцию, реализуемую приемником,/п
(рис. 3.13). Значаще функции fa = 1, если уровень сигнала на входе при-
емника 7вх выше порога срабатывания 7ср;/п = 0, если уровень входного
сигнала меньше порога возврата 7В приемника в исходное положение.
Если в качестве путевого приемника применяется электромагнитное
реле, то 7ср — это ток притяжения якоря, а 7В — ток отпускания
.‘псоря (70), указанный в паспорте реле.
Коэффициент возврата приемника Кв = 7в/7Ср.
В нормальном режиме при наихудших условиях необходимо обес-
печить уровень сигнала на входе приемника не меньше некоторого ра-
бочего значения 7Р.
Коэффициент запаса по срабатыванию приемника Кз ср = 7р/7ср.
Коэффициент запаса выбирают таким, чтобы обеспечивались тре-
буемые характеристики приемника с учетом влияния дестабилизирую-
щих факторов. Например, в импульсных рельсовых цепях требуемое
быстродействие и стабильность времени срабатывания импульсного
Рис. 3.13. Логическая функция, реализуе-
мая путевым приемником
51
путевого реле обеспечивается при Аз ср = 1,2. В электронных путевых
приемниках коэффициент запаса выбирают с учетом возможного изме-
нения параметров элементов схемы при колебаниях температуры окру-
жающей среды, точности настройки фильтров и др.
Наихудшими условиями нормального режима являются такие, при
которых уменьшается сигнал на входе приемника рельсовой цепи: ми-
нимальное напряжение источника питания; максимальное сопротивле-
ние рельсовых нитей; минимальное сопротивление изоляции рельсовой
линии; максимальное сопротивление элементов согласующих уст-
ройств, включенных последовательно с приемником; минимальное со-
противление элементов согласующих устройств, включенных парал-
лельно приемнику.
Шунтовой режим. Шунтовым режимом называется такое состояние
рельсовй цепи, при которой ее приемник выдает дискретную информа-
цию "занято" (fn - 0) при наложении в любой точке рельсовой линии
поездного шунта сопротивлением не ниже нормативного.
Эффект снижения тока в приемнике рельсовой цепи при наложении
поездного шунта называется шунтовым эффектом. Вследствие шунто-
вого эффекта значение сигнала на входе приемника рельсовой цепи
должно снижаться до тока надежного возврата 7Вн (см. рис. 3.13), при
котором /п = 0, т.е. приемник находится в исходном состоянии, соот-
ветствующем отсутствию сигнала на его входе:
/вн ~ Кзо1&, (3 3)
где Кю — коэффициент запаса по отключению приемника (для реле — коэффициент за-
паса по отпусканию якоря или сектора) (Кю < 1).
Коэффициент надежного возврата приемника
Квн = /вя/Zp (3 4)
Если в качестве приемника используется электромагнитное реле, то
значение сигнала на его входе, при котором fn = 0, зависит от режима
питания рельсовой цепи (непрерывный или импульсный).
52
При непрерывном питании рельсовой цепи ток на входе приемника
в нормальном режиме имеет постоянное значение, равное рабочему
току 7Р, и/п = 1 (рис. 3.14, а). В этом случае вследствие шунтового эф-
фекта ток на входе приемника должен снизиться до тока отпускания
якоря реле 10, т.е. при непрерывном питании:
7в(н) = 7о! Ав(в) = lollcf, 7вв(в) = 7он! 7ов = Кзо1о,
где /он — ток надежного отпускания якоря (сектора) реле.
При ЭТОМ
I вн _ ТС 30 7 о _ Кзо Кв(н)
л вн(в) ~ т ~ v т ~ V
/р Л зср г ср л зср
Для электромагнитных и индукционных реле при непрерывном пи-
тании в расчетах принимают Кз ср = 1, т.е. 7Р = 7ср-
Поэтому
-Квн(н) — КзоКз(я) (3.5)
При импульсном питании рельсовой цепи ток на входе приемника
во время импульса равен рабочему 7Р и/п = 1, а во время интервала ток
приемника полностью отсутствует, и/п = 0 (рис. 3.14, б). В этом случае
вследствие шунтового эффекта ток на входе приемника должен сни-
зиться до тока несрабатывания 7И ср для того, чтобы после выключения
приемника во время интервала (когда/п = 0) не произошло срабатыва-
ние приемника при очередном импульсе тока в рельсовой линии:
7в(и) = 7вср — Кз вср7ср, (3.6)
где Кз вер — коэффициент запаса по несрабатыванию, равный 0,9.
Ток несрабатывания 7Иср всегда больше тока отпускания 70. Это
объясняется тем, что оба тока (7Иср, /о) создают практически одно и то
же тяговое усилие. Однако ток срабатывания 7нср создает тяговое уси-
лие при большом воздушном зазоре в магнитной системе реле, когда
якорь отпущен, а ток отпускания 70 создает тяговое усилие при малом
воздушном зазоре, когда якорь притянут.
Таким образом, при импульсном питании
/дер
К в(и) = » = 0,9 ; 7вв(и) = ТСзвср 7q> .
7 ср
Поэтому
Квн = ХзверТКзер- (3.7)
53
Из сравнения выражений (3.5) и (3.7) следует, что
АГвн(и) > К.вн(н)>
т.е. при импульсном питании создать условия, при которых/п = О,
легче, чем при непрерывном, а следовательно, проще обеспечить шун-
товой режим.
Наихудшими условиями шунтового режима являются такие, при
которых увеличивается сигнал на входе приемника: максимальное на-
пряжение источника питания; минимальное сопротивление рельсовых
нитей; максимальное сопротивление изоляции рельсовых линий; мини-
мальное сопротивление элементов согласующих устройств, включен-
ных последовательно с приемником; максимальное сопротивление эле-
ментов согласующих устройств, включенных параллельно приемнику.
Контрольный режим. Контрольным режимом называется такое со-
стояние рельсовой цепи, при котором путевой приемник передает дис-
кретную информацию, эквивалентную "занято" (/п = 0), при полном
электрическом размыкании рельсовой нити в любой точке рельсовой
линии.
При обрыве рельсовой нити электрическая цепь между источником
питания и приемником сохраняется, так как создаются пути для проте-
кания сигнального тока по земле в обход места обрыва. Значение тока
при этом существенно зависит от места обрыва рельса и сопротивления
изоляции рельсовой линии.
Критическими называют сопротивление изоляции ги кр и место об-
рыва .Гкр, при которых ток в приемнике рельсовой цепи оказывается
максимальным.
В контрольном режиме ток приемника при неблагоприятных усло-
виях должен снижаться до значения тока надежного возврата.
Наихудшими условиями контрольного режима являются такие,
при которых увеличивается сигнал на входе приемника: максимальное
напряжение источника питания; минимальное сопротивление рельсо-
вых нитей; сопротивление изоляции рельсовой линии равно критичес-
кому; обрыв происходит в критическом месте; минимальное сопро-
тивление элементов согласующих устройств, включенных последова-
тельно с приемником, и максимальное сопротивление элементов
согласующих устройств^ включенных параллельно приемнику.
Критерии оценки работы рельсовых цепей. Количественно работу
рельсовых цепей в нормальном, шунтовом и контрольном режимах
оценивают с помощью ряда критериев.
Коэффициент перегрузки характеризует работу рельсовой цепи в
нормальном режиме. Он представляет собой отношение фактического
значения сигнала на входе приемника к рабочему значению сигнала:
Кпе^ — /рнф/7р.
(3 3)
54
Коэффициент перегрузки Апер min минимален при наиболее небла-
гоприятных условиях работы в нормальном режиме. Наибольшее фак-
тическое значение коэффициент перегрузки Апер ф имеет место при м ак-
симальных значениях напряжения источника питания и сопротивления
изоляции рельсовой линии, которое должно быть меньше максимально
допустимого значения Апер д.
Нормальный режим выполняется, если соблюдаются условия:
Апер mm 1,’ Апер ф — Апер д- (3.9)
Критерии шунтового режима количественно оценивают шунтовой
эффект в рельсовой цепи. Применяют два основных критерия шунтово-
го режима работы рельсовой цепи.
Абсолютная шунтовая чувствительность представляет собой
сопротивление поездного шунта, при котором ток в приемнике рельсо-
вой цепи уменьшается до тока надежного возврата приемника при наи-
худших условиях шунтового режима.
Коэффициент шунтовой чувствительности к нормативному поезд-
ному шунту Кшн — это отношение тока надежного возврата приемни-
ка рельсовой цепи к фактическому току приемника 7ршф, протекающе-
му при наложенном нормативном шунте и наихудших условиях для
шунтового режима:
Аши = /вя//ршф. (3.10)
Шунтовой режим выполняется, если
Аш £ Кшн или Ашн 2 1, (3.11)
где Яшн — сопротивление нормативного шунта (для магистральных железных дорог
0,06 Ом).
Коэффициент чувствительности рельсовой цепи к оборванной (по-
врежденной) нити количественно оценивает эффект снижения тока в
приемнике при контрольном режиме. Он представляет собой отноше-
ние тока надежного возврата приемника к наибольшему возможному
току приемника при контрольном режиме и наихудших условиях рабо-
ты:
Акп = /вн/ /ркф. (3.12)
Контрольный режим выполняется, если
Акп Si 1. (3.13)
55
Критерии (3.8), (3.10) и (3.12) используют при детерминированных
расчетах рельсовых цепей. В этих расчетах учитывают наиболее небла-
гоприятные сочетания параметров элементов аппаратуры и рельсовой
линии в каждом из расчетных режимов. При детерминированном мето-
де расчета рельсовые цепи регулируют так, что их работоспособность
во всех режимах обеспечивается во всем диапазоне изменения сопро-
тивления изоляции рельсовой линии от минимального расчетного до
бесконечности. Если фактическое сопротивление изоляции рельсовой
линии в процессе эксплуатации окажется меньше минимального рас-
четного, то работоспособность рельсовой цепи во всех режимах может
быть обеспечена лишь с некоторой вероятностью.
Учитывая, что параметры элементов аппаратуры, а также характе-
ристики рельсовой линии в каждый момент времени являются случай-
ными величинами, предложены следующие критерии оценки: вероят-
ность выполнения нормального Р„, шунтового Рш и контрольного РКп
режимов.
Параметры элементов аппаратуры рельсовой цепи, а также пара-
метры рельсовой линии — величины случайные, поэтому случайными
являются также значения токов на входе приемника в нормальном 1ри,
шунтовом 7рш и контрольном 7рк режимах. Прибором, определяющим
состояние рельсовой цепи, является путевой приемник, реагирующий
на амплитуду входного сигнала. Пороги срабатывания 7ср и возврата 7В
приемника являются также случайными величинами.
Условия выполнения нормального, шунтового и контрольного ре-
жимов работы рельсовых цепей при вероятностном расчете соответст-
венно следующие:
7рн — 7ср — А н > 0;
7В — 7рШ — А ш > 0; *
7В — 7рк — А кп > 0,,
(3.14)
где А в — разность значений фактического тока приемника в нормальном режиме и тока
срабатывания; Д ш — разность значений тока возврата и фактического тока приемника
в шунтовом режиме; Д кв — разность значений тока возврата и фактического тока при-
емника в контрольном режиме.
Разности случайных величин А и, А ш и А кп также являются слу-
чайными величинами.
С учетом условий (3.14) выражения вероятностных критериев нор-
мального, шунтового и контрольного режимов работы рельсовых
цепей примут вид:
7’н - 7’( А н >0) — 7’(7рн > /ср);
Рш ~ Р(, Ащ > 0) = Р(1ъ > 7рШ);
РкП = Р( А КП > 0) = Р(7в > 7рк).
(3.15)
56
Таким образом, вероятностные критерии работоспособности рель-
совой цепи могут быть сформулированы следующим образом.
Вероятность выполнения нормального режима — это вероятность
того, что фактическое значение тока на входе приемника в нормальном
режиме больше порога срабатывания приемника.
Вероятность выполнения шунтового режима — это вероятность
того, что ток возврата приемника больше фактического тока на входе
приемника в шунтовом режиме.
Вероятность выполнения контрольного режима — это вероятность
того, что ток возврата приемника больше фактического тока на входе
приемника в контрольном режиме.
Методы расчета критериев работы рельсовых цепей приведены в
книге [2].
3.3. Схемы рельсовых цепей
Участки с электрической тягой постоянного тока. На перегонах
применяют кодовые рельсовые цепи частотой 50Гц
(рис. 3.15). При нормальном режиме работы питание кодовых рельсо-
вых цепей осуществляется от высоковольтной линии автоблокировки
импульсами переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Датчи-
ками импульсов (кодов) являются трансмиттеры типов КПТШ-5 и
КПТШ-7, чередующиеся в смежных рельсовых цепях, и трансмиттер-
ные реле ТШ-65В. Приборы питания всегда размещают на выходных
по направлению движения поезда концах рельсовых цепей. Таким об-
разом, рельсовые цепи всегда кодируют навстречу движению поезда.
Это обусловлено тем, что кодовый ток рельсовых цепей воспринимает-
ся локомотивными устройствами и используется для работы АЛС. В
Рис. 3.15. Схема кодовой рельсовой цепи при электрической тяге постоянного тока
51
результате абстрактного синтеза рельсовой цепи было установле-
но, что максимально допустимая длина рельсовой линии составляет
2,6 км, а модуль входных сопротивлений по концам равен 0,2 Ом.
Сопротивление на питающем конце Z вхн приближенно можно рас-
сматривать как параллельное соединение сопротивлений основной об-
мотки путевого дроссель-трансформатора ZOT и ограничивающего со-
противления Z'o. Через основную обмотку путевого дроссель-транс-
форматора, включенную между рельсами, ответвляется часть тока
источника питания, в связи с чем общая мощность, потребляемая рель-
совой цепью, повышается. Очевидно, что эта составляющая тока источ-
ника питания, а следовательно, и мощность рельсовой цепи уменьшают-
ся с увеличением сопротивления Zw. Исследования показали, что для
наибольшей длины рельсовой цепи |ZOT| = 0,6 Ом. При значениях со-
противления основной обмотки дроссель-трансформатора больше 0,6
Ом затраты на сталь и медь не оправдываются уменьшением потребляе-
мой мощности. При \Z№\ = 0,6 Ом для обеспечения |Z'Bxh| = 0,2 Ом долж-
но быть |Z'H| = 0,3 Ом. С учетом потерь в меди обмоток дроссель-транс-
форматора, а также потерь вследствие магнитного рассеяния сопро-
тивление ограничителя Zo, пересчитанное к основной обмотке
дроссель-трансформатора, оказывается равным 0,2 Ом.
В нормальном режиме в начале рельсовой линии максимальной
длины напряжение составляет 14,1 В. Его рассчитывают из условия
обеспечения в конце линии при наложенном нормативном шунте тока
2 А при сопротивлении изоляции ги mm- Этот ток является минимально
допустимым по условию обеспечения работоспособности АЛС. Значе-
ние этого тока выбирают на основе экспериментальных исследований
помех, воздействующих на локомотивный приемник. Выбранное зна-
чение тока АЛС соответствует требуемому соотношению "сигнал/по-
меха", при котором обеспечивается нормальная работа локомотивных
устройств АЛС.
Коэффициент трансформации дроссель-трансформатора выбира-
ют максимально возможным для уменьшения размеров элементов ап-
паратуры, включаемых в цепь дополнительной обмотки. Ограниче-
нием при выборе коэффициента трансформации является значение
максимально допустимого напряжения питания, которое по услови-
ям техники безопасности не должно превышать 250 В. При измене-
нии питающего напряжения на 20 % расчетное значение напряжения
17т = 250/1,2 = 208 В. В этом случае коэффициент трансформации дрос-
сель-трансформатора п = 208/14,1 = 15, а сопротивление ограничителя,
включенного в цепь дополнительной обмотки дроссель-трансформато-
ра, |Zo| = n2|Z о| = 152-0,2 = 45.
Для настройки в резонанс входного контура дроссель-трансформа-
тора необходимо параллельно дополнительной обмотке включить
конденсатор емкостью 24 мкФ.
58
Контакт трансмиттерного реле Т для облегчения условия его рабо-
ты включают между конденсаторами Cnt и Си. Экстратоки, возникаю-
щие при размыкании цепи из-за энергии, накопленной в дроссель-
трансформаторе и реакторе РОБС-3, замыкаются через конденсаторы
Спь Сп2 и Си. Для исключения искрения в момент замыкания контакта
Т из-за перезаряда конденсаторов СП1 и Си последовательно с конден-
сатором Си включают резистор Яи, который шунтируется после отпус-
кания якоря реле ТИ. Благодаря этому не ухудшаются условия искро-
гашения в конце импульса при размыкании контакта Т.
Мощность, потребляемая от путевого трансформатора в нормаль-
ном режиме, в случае компенсации ее реактивной составляющей для
рельсовой цепи максимальной длины составляет примерно 150 В-А.
При коротком замыкании на питающем конце потребляемая мощ-
ность составляет примерно 500 В А. Номинальная мощность применя-
емых путевых трансформаторов ПОБС равна 300 В-А. При импульс-
ном питании трансформаторы могут быть использованы в рельсовых
цепях, потребляющих мощность до 500 В-А.
При коротком замыкании изолирующих стыков на релейный
конец поступает напряжение с питающего конца смежной рельсовой
цепи. В этом случае напряжение на дополнительной обмотке дроссель-
трансформатора повышается до значения, при котором путевое реле
может выйти из строя. Для уменьшения перегрузки реле параллельно
дроссель-трансформатору включают нелинейный защитный дроссель
Ьз, сопротивление которого изменяется с изменением приложенного
напряжения. Дроссель имеет большое сопротивление (2000—4000 Ом),
когда напряжение на нем не превышает 6 В. При возрастании напряже-
ния до 12 В и выше сердечник дросселя насыщается, сопротивление его
резко падает (до 20 Ом и ниже) и шунтирует путевое реле, имеющее
входное сопротивление 200 Ом. Поступающее напряжение падает на
специально включенном сопротивлении R3. Сопротивления Z3 и R3 вы-
бирают такими, чтобы обеспечивалось требуемое снижение тока на
путевом реле, а потери мощности при нормальном режиме были бы
минимальны.
Для защиты путевого реле от воздействия гармоник тягового тока
включают защитный фильтр, представляющий собой последователь-
ный резонансный контур на частоте 50 Гц, составленный из индуктив-
ности Ьф = 2,5 Гн и конденсатора Сф емкостью 4 мкФ. Для тока сиг-
нальной частоты фильтр имеет сопротивление примерно 60 Ом, а для
первой гармоники частотой 300 Гц, появляющейся при шестифазном
выпрямлении, сопротивление фильтра составляет примерно 5000 Ом.
Кодовая рельсовая цепь должна быть рассчитана и отрегулирована
так, чтобы ток АЛС на релейном конце составлял 2 А. Приближенно
можно принять, что ток в конце рельсовой линии равен току АЛС. В
этом случае при |ZBxk| = 0,2 Ом мощность сигнального тока S = 72|ZBXk| =
= 22-0,2 = 0,8 В-А. Мощность срабатывания путевого приемника типа
59
ИМВШ-110 или ИВГ примерно 0,09 В-A. На релейном конце имеется
значительный избыток мощности, который должен быть скомпенсиро-
ван. Поэтому необходимо, чтобы на релейном конце рельсовой цепи
был дроссель-трансформатор с минимальным сопротивлением, кото-
рое только может быть допущено из условия обеспечения |Zbxk| = 0,2 Ом.
На релейном конце используют дроссель-трансформатор ДТ-0,2 с со-
противлением основной обмотки 0,21 Ом. Коэффициент трансформа-
ции дроссель-трансформатора выбирают равным 23 из условия согла-
сования уровня сигнала АЛС и рельсовой цепи.
Основным типом станционной рельсовой цепи является рельсо-
вая цепь с фазочувствительным путевым реле
ДСШ-12 (рис. 3.16). На обоих концах рельсовой цепи устанавливают
дроссель-трансформаторы ДТ-0,2 с коэффициентом трансформации
п = 40, обеспечивающим согласование высокого сопротивления аппа-
ратуры и низкого сопротивления рельсовой линии. Благодаря высоко-
му коэффициенту трансформации можно использовать соединитель-
ный кабель длиной примерно 2 км без дублирования жил, что позволя-
ет располагать всю аппаратуру на посту ЭЦ. В этой схеме применен
емкостный ограничитель-конденсатор Со, который на частоте 50 Гц
составляет резонансный контур с индуктивностью дополнительной об-
мотки дроссель-трансформатора ДТ-0,2 и с реактивным сопротивлени-
ем рельсовой линии. Емкость конденсатора 16 мкФ при длине рельсо-
вой линии до 500 м и 12 мкФ при длине 500—1500 м. Сопротивление
активного ограничителя Ro с учетом сопротивления кабеля должно
быть не менее 50 и не более 150 Ом. При нахождении поезда на питаю-
щем конце обмотка дроссель-трансформатора шунтируется, т.е. в пос-
ледовательной цепи, состоящей из конденсатора Со и индуктивности
дроссель-трансформатора, индуктивность шунтируется. Это приводит
к увеличению эквивалентного сопротивления цепи и уменьшению по-
Рш ' Пост ЭЦ
К отсасыдаюииену
фидеру Т/П или зазеи-
ляеной конструкции
ДТ-0,6-1000(п*15)
Ш220>С У "Х220
Рис. 3.16. Схема фазочувствигельной рельсовой цепи
60
требляемого тока, вследствие чего мощность рельсовой цепи в шунто-
вом режиме оказывается ниже, чем в нормальном.
Для обеспечения идеальных фазовых соотношений и компенсации
индуктивной составляющей тока параллельно путевой обмотке реле
ДСШ-12 включают конденсатор емкостью 4 мкФ.
Фазочувствительную рельсовую цепь можно кодировать с питаю-
щего и релейного концов. Посылка кодовых сигналов АЛСН с питаю-
щего конца осуществляется с момента размыкания фронтового контак-
та путевого реле, так как трансмиттерное реле начинает работать в ко-
довом режиме при занятии предыдущей секции маршрута. При этом
включение кодирования ускоряется.
Рельсовую цепь регулируют так, чтобы в режиме АЛС ток в рель-
сах был не менее 2 А, при этом напряжение на путевом элементе реле
ДСШ-12 должно быть не менее 14 В.
Участки с электрической тягой переменного тока. Поскольку для
электрической тяги применяют переменный ток промышленной часто-
ты 50 Гц, то рельсовые цепи должны питаться током частоты, отлич-
ной от 50 Гц. Проведенные, исследования показали, что применение
тока частоты 25 Гц удобно, поскольку благодаря более низкому сопро-
тивлению рельсов потери энергии при передаче ее по рельсовой линии
уменьшаются. В этом случае уменьшается отношение уровцей сигнала
на входе путевого приемника при изменении сопротивления изоляции
от минимального в нормальном режиме до расчетного в контрольном
или шунтовом режиме. Вследствие этого улучшаются условия обеспе-
чения шунтового и контрольного режимов и увеличивается предельная
длина рельсовой линии.
Кодовые рельсовые цепи переменного тока
частотой 25 Гц (рис. 3.17) применяют на перегонах. Питание
осуществляется от преобразователей частоты ПЧ-50/25 мощностью
100 В-А. Преобразователи получают питание от высоковольтной
линии племенного тока частотой 50 Гц. В качестве резервного пита-
ния могут бвпъ использованы источники тягового тока.
Импульсное реле устанавливают на входном конце рельсовой цепи
для того, чтобы кодирование осуществлялось навстречу поезду и обес-
печивалась работа АЛС. Для нормальной работы устройств АЛС не-
обходимо, чтобы при шунтировании входного конца рельсовой цепи
ток в рельсах был не менее 1,4 А.
В этих рельсовых цепях применяют дроссель-грансформаторы
типа ДТ-1-150, у которых через каждую полуобмотку может протекать
ток 150 А. Сердечник дросселя не имеет воздушного зазора, поэтому он
насыщается в аварийном режиме при большой асимметрии, например
в случае обрыва рельсовой нити. Вследствие низкого коэффициента
трансформации на дополнительной обмотке высокое напряжение не
индуцируется. Автоматический выключатель многократного действия
в этом случае отключает аппаратуру от дополнительной обмотки.
61
2ДТ-1-150 (п = 3)
ОРТ-А
ПХ220
РВНЩ-250
*0
Он
4
РШ
НТ п*9,15
25Г^К\ПЧ 50/25
4 100 8-А
1 qSOTi4o4 (г-3)
ДТ- 0,6-5000 (п=3)
0X220
2ДТ-1-150 (п-3)
Рис. 3.17. Схема кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц
Защита путевого реле от влияния асимметрии тягового тока осу-
ществляется фильтром ФП-25. Его характеристическое сопротивление
равно сопротивлению путевого реле и составляет 200 Ом. При согласо-
вании входного сопротивления фильтра с низким волновым сопротив-
лением рельсовой линии коэффициент трансформации изолирующего
трансформатора равен 9,15. При этом входное сопротивление в конце
рельсовой линии равно приблизительно 0,26 Ом.
Рис. 3.18. Схема фазочувствигельной рельсовой цепи частотой 25 Гц
62
В качестве ограничителя на питающем конце применяют активное
сопротивление Ro = 200 Ом. Коэффициент трансформации изолирую-
щего трансформатора должен быть равен 9,15, чтобы получить требуе-
мое значение обратного входного сопротивления в начале рельсовой
линии.
Фазочувствительные рельсовые цепи часто-
той 25 Гц (рис. 3.18) применяют на станциях. Сопротивление кабеля
между изолирующим трансформатором ИТ и путевым реле П не долж-
но превышать 75 Ом. Сопротивление электрической цепи между транс-
форматорами ПТ и ИТ и рельсами должно быть соответственно 1 и
0,5 Ом. Резистор Лп обеспечивает необходимое значение сопротивле-
ния Z'bxh по условиям шунтового режима, а также ограничение мощ-
ности при шунтировании поездом питающего конца.
Выключатели АВМ предназначены для отключения приборов в
тех случаях, когда асимметрия тягового тока в рельсах превышает рас-
четное значение. Фактически АВМ1 срабатывают при токе, равном
примерно 40 А. Ток асимметрии меньшего значения замыкается через
внутреннее сопротивление источника питания или через защитный
блок ЗБ-ДСШ на релейном конце.
Срабатывание реле ДСШ-13 от тягового тока исключается, так как
оно не срабатывает уже в том случае, если частоты токов в его путевом
и местном элементах отличаются более чем на 5 Гц. Однако воздейст-
вие на путевой элемент тягового тока частотой 50 Гц вызывает некото-
рое дрожание сектора реле, вследствие чего ускоряется его механичес-
кий износ. Включение параллельно путевому элементу последователь-
ного контура с сопротивлением на резонансной частоте 50 Гц, равным
20 Ом, полностью исключает дрожание сектора реле ДСШ-13. На час-
тоте 25 Гц блок ЗБ-ДСШ имеет емкостное сопротивление, благодаря
чему компенсируется ицдуктивная составляющая сигнального тока.
Идеальные фазовые соотношения в рельсовой цепи обеспечивают-
ся благодаря питанию рельсовой цепи и местной обмотки путевого
реле от двух разных делителей частоты, фазы напряжений на выходе
которых сдвинуты друг относительно друга на угол 90°. Это достигает-
ся благодаря свойству делителя частоты, заключающемуся в том, что
фаза выходного напряжения частотой 25 Гц вдвое меньше фазы вход-
ного напряжения частотой 50 Гц. В частности, если на вход одного де-
лителя частоты подать напряжение частотой 50 Гц с нулевой фазой, т.е.
Ф *50 = 0, а на вход второго делителя — напряжение частотой 50 Гц в
противофазе, т.е. ф П5о = 180°, то на выходе делителей появятся напря-
жения с начальными фазами ф !25 = 0 и фИ25 = 90°. Первый делитель
используется для питания местных элементов, а второй — путевых.
Участки с автономной тягой. На перегонах применяют импульсные
рельсовые цепи постоянного тока (рис. 3.19). Питание осуществляется
от одного аккумулятора АБН-72, работающего в буферном режиме с
63
Рис. 3.19. Схема импульсной рельсовой цепи постоянного тока
выпрямителем ВАК-14А. При нормальном режиме в рельсовую линию
через контакт маятникового трансмиттера МТ-1 подаются импульсы
постоянного тока длительностью 0,24—0,3 с и периодом следования
0,52—0,63 с. Путевое реле поляризованного типа имеет сопротивление
обмотки 0,3 Ом, поэтому короткое замыкание изолирующих стыков
контролируется чередованием полярности тока в смежных рельсовых
цепях. Путевое реле устанавливают на выходном конце рельсовой
линии, чтобы исключить попадание кодовых сигналов АЛСН в его об-
мотку при освобождении блок-участка.
Импульсное путевое реле И воздействует на дешифратор импульс-
ной работы РД, на выходе которого включено реле П. Если реле И на-
ходится без тока, замыкая тыловой контакт, или непрерывно под
током, замыкая фронтовой контакт, реле П отпускает якорь и выдает
информацию о занятости рельсовой цепи.
При организации двустороннего движения по одному пути двух-
путной линии во время капитального ремонта другого пути кодирова-
ние может осуществляться также и с питающего конца. Ток АЛСН час-
тотой 50 Гц на входном конце должен быть не менее 1,2 А.
На станциях применяют рельсовые цепи с непрерывным питанием
постоянного и переменного тока.
Глава 4
СИСТЕМЫ ПУТЕВОЙ БЛОКИРОВКИ
4.1. Автоблокировка с импульсными рельсовыми
цепями постоянного тока
Система автоблокировки с импульсными рельсовыми цепями по-
стоянного тока относится к проводным и применяется только на участ-
ках с автономной тягой при ненадежном электроснабжении. Ее проек-
тирование ограничено, однако ею оборудовано 30 % протяженности
железнодорожных линий.
Основным элементом автоблокировки являются импульсные рель-
совые цепи постоянного тока. Показания попутных сигналов увязыва-
ются по линейным цепям, как правило, подвешенным на опорах высо-
ковольтно-сигнальной линии. На упрощенной схеме для нечетного
пути (рис. 4.1) состояние цепей автоблокировки и показания путевых
светофоров соответствуют указанному расположению поездов А и Б.
Каждый блок-участок перегона оборудуют импульсной рельсовой
цепью постоянного тока. Датчиком импульсов в рельсовой цепи явля-
ется маятниковый трансмиттер МТ (МТ-1). На приемном конце им-
пульсы постоянного тока воспринимает путевое реле И (ИМШ1-0,3),
воздействующее на дешифратор импульсной работы ДИР, на выходе
которого включено путевое реле П (АНШ2-700). Для передачи сиг-
нальной информации между сигнальными точками используют линей-
ное реле Л комбинированного типа КШ1-280.
Контакты сигнального реле С (АНШМ2-380), являющегося мед-
леннодействующим повторителем нейтрального якоря линейного реле
Л, используют в цепях управления светофором и трансмищерным реле
Т для исключения проблеска красного огня при смене показаний свето-
фора с желтого на зеленое. Трансмиттерное реле Т (ТШ-65В) кодирует
рельсовую цепь числовым кодом, передавая сигнальную информацию
локомотивным устройствам автоматической локомотивной сигнали-
зации при нахождении поезда на данной рельсовой цепи. Огневое реле
О (АОШ2-180/0,45) контролирует исправность нити горящей лампы и в
случае необходимости обеспечивает перенос огней. Огневое реле крас-
ного огня КО (НМШ2-900) непрерывно контролирует исправность
нити лампы красного огня для передачи информации о ее повреждении
по системе диспетчерского контроля.
3 3 а к 14Ь2
65
s
Рис. 4.1. Схема двухпутной автоблокировки постоянного тока
На двухпутных участках предусмотрена возможность организации
временного двустороннего движения по одному из путей перегона при
капитальном ремонте другого пути: в правильном направлении поезда
следуют обычным порядком (по сигналам автоблокировки и АЛС), а в
неправильном — только по сигналам АЛС. Границы блок-участков в
неправильном направлении определяют путевые светофоры автобло-
кировки, на мачтах которых для улучшения видимости устанавливают
указательные таблички с отражателями белого цвета. Прием на стан-
66
0 0. 1 з с-----------------УЛСН
*НШ5' Г>лсн
ISOO \^А __________________член
цию при движении в неправильном направлении осуществляется по до-
полнительному входному карликовому или мачтовому светофору с
левой стороны. Отправлять поезда по неправильному пути с неисправ-
ными устройствами автоматической локомотивной сигнализации за-
прещается. В этом случае переходят на телефонные средства связи и
поезд отправляют на свободный перегон. Следование в неправильном
направлении по сигналам АЛС разрешается при горящем зеленом огне
на локомотивном светофоре с установленной скоростью, при желтом
3* 67
Продолжение рис. 4.1.
огне — не более 50 км/ч, при желтом огне с красным — со скоростью до
20 км/ч и готовностью остановиться перед путевым светофором
встречного направления.
Для организации двустороннего движения на двухпутном перегоне
при строительстве автоблокировки выполняют все необходимые мон-
тажные работы, а при капитальном ремонте предусматривают допол-
нительные приборы и необходимые перемычки. Устройства автобло-
кировки переключаются с одного направления на другое с использова-
68
нием двухпроводной схемы смены направления движения. Для работы
этой схемы могут быть использованы провода двойного снижения на-
пряжения. При этом аппаратуру ЧДК от этих проводов отключают.
Кодирование рельсовых цепей кодами АДС для движения в непра-
вильном направлении выполняется с питающего конца, т.е. без разво-
рота рельсовых цепей в отличие от кодирования при однопутной авто-
блокировке.
Для переключения схем автоблокировки на двустороннее движение
необходимо в каждом релейном шкафу установить реле Н,ДТ пДКВ и
замонтировать на клеммной панели четыре специальные настроечные
перемычки. Две из них включают питание схемы реле ПН, а другие две
переключают провода ДСН, ОДСН в схему смены направления движе-
ния. На обмотку репе ДСН подается местное питание. При этом оно
остается под током, обеспечивая нормальный режим питания свето-
форных ламп.
Переключение цепей для действия схемы в зависимости от установ-
ленного направления движения осуществляют реле направления Н и
его повторитель ПН (см. рис. 4.1). Для управления движением в непра-
вильном направлении дежурный станции приема с помощью специаль-
ного ключа изменяет полярность тока в проводах ДСН. Получив пита-
ние током обратной полярности, реле Н переключают поляризованные
якоря и своими контактами 121-123 и 11-12 подают питание на обмотки
реле ПН. Контактами 51-52-53 реле ПН отключают лампы на светофо-
рах и включают питание реле О по вспомогательной цепи. Контактами
71-72-73 реле ПН размыкаются цепи питания реле Т и готовятся цепи
подключения обмоток дополнительных трансмиттерных реле ДТ к
контактам КПТШ. Контактами 11-12-13, 31-32-33, 21-22-23, 41-42-43
реле ПН переключают линейные цепи для действия схемы при движе-
нии поезда в неправильном направлении. При этом линейное реле Л на
сигнальной установке 3 получает питание из релейного шкафа свето-
фора 5 и контролирует свободность впереди лежащих блок-участков
5П и 7П. Если участки 5П и 777 свободны, на сигнальной точке 5 воз-
буждено реле С, в линейную цепь Л—ОЛ и на светофор 3 подается пи-
тание прямой полярности и готовится цепь питания реле ДТ в режиме
кода 3. При занятом участке 777 реле 77 и С в релейном шкафу светофо-
ра 5 обесточены, реле 77 светофора 3 получает питание током обратной
полярности и готовит кодирование рельсовой цепи ЗП кодом Ж. Если
участок 577 занят, в релейном шкафу светофора 3 релеИ,ПпП1 обес-
точены. Фронтовыми контактами 11-12 и 31-32 реле 777 размыкается
цепь питания реле 77. Затем обесточивается его повторитель реле С и
тыловым контактом 71-73 готовиг цепь кода ЮК.
Окончательное включение кодов АЛС при движении поезда в не-
правильном направлении обеспечивает кодово-включающее реле ДКВ,
обмотка которого включена последовательно с реле 77. Нормально в
цепи протекает ток, достаточный для работы линейного реле и недо-
69
Рис. 4.2. Схема релейного дешифратора
статочный для реле ДКВ. С вступлением поезда на участок ЗП на
сигнальной точке 1 обесточиваются реле И, П, Ш и ПИ Контактами
11-13, 31-33 реле Ш и 71-73 реле ПИ замыкается накоротко линейная
цепь, возрастает ток в обмотке реле ДАВ, и оно возбуждается. Фронто-
выми контактами 51-52, 71-72 реле ДКВ включается электродвигатель
кодового трансмиттера и замыкается цепь реле ДТ. Начинается коди-
рование рельсовой цепи ЗП соответствующим кодом. Для подачи ко-
дированного импульса в рельсовую цепь используется один общий ко-
довый трансформатор КТ, первичная обмотка которого при правиль-
ном направлении движения включается тыловым контактом реле П, а
при неправильном фронтовым контактом кодово-включающего реле.
После освобождения участка ЗП в интервале кода в релейном шкафу
светофора 1 возбуждается путевое реле и снимается шунт с линейной
цепи. На сигнальной точке 3 выключается реле ДКВ и прекращается
подача кодов АЛС в рельсовую цепь ЗП. Работа схем автоблокировки
при дальнейшем следовании поезда в неправильном направлении про-
исходит аналогично.
Наиболее ответственные функции в системе автоблокировки вы-
полняет дешифратор импульсной работы, на выходе которого включе-
но путевое реле П. Применяемая ранее в импульсных рельсовых цепях
схема конденсаторного дешифратора не обеспечивала безопасную ра-
боту системы автоблокировки в случае образования мостового кон-
такта импульсного реле И, т.е. одновременного замыкания фронтово-
го, тылового и общего контактов этого реле. При таком повреждении
путевое реле П оказывается под током при занятой рельсовой цепи.
Применяемый релейный дешифратор импульсной работы (рис. 4.2) со-
держит следующие реле: И1 (ИМШ1-170) — повторитель импульсного
реле; ПИ (АНШМ-620) и ПИ1 (АНШ2-520) — вспомогательные реле;
70
ПмШ (АНШ2-520) — основное путевое реле и его повторитель. При
занятой рельсовой цепи все реле обесточены.
После освобождения рельсовой цепи поездом от первого импульса
срабатывает реле И и создаются цепи возбуждения реле И1 и ПИ (с
проверкой обесточенного состояния ПИ Г). При дальнейшей импульс-
ной работе И реле ПИ получает питание через собственный контакт и
удерживает якорь притянутым благодаря замедлению на отпускание.
При напряжении батареи выше номинального значения (12 В) во время
первого импульса через тыловой контакт реле П успевает сработать
также реле ПИ1. При пониженном напряжении батареи реле ПИ1 сра-
батывает от второго импульса. Возбудившись, реле ПИ1 получает пи-
тание при импульсах кода по цепи самоблокировки, а также до момен-
та срабатывания реле П через тыловой контакт последнего.
Основное путевое реле П возбуждается в интервале кода (первом
или втором в зависимости от напряжения батареи) через тыловые кон-
такты реле И, И1 и фронтовые реле ПИ и ПИ1. При свободной рельсо-
вой цепи реле ПИ и ПИ] получают подпитку от каждого импульса, а
реле П получает питание в каждом интервале. Включенные в шунти-
рующие цепи реле диоды VD1, VD2 и VD3 создают замедление на от-
пускание, благодаря которому реле П удерживает якорь притянутым
на время каждого импульса, а реле ПИ и ПИ] — в течение каждого
интервала. Диоды защищают контакты реле И и И] от износа. Варис-
торы, включенные параллельно диодам, защищают их от разрушения
при перенапряжениях. Схема защищена от ложного возбуждения путе-
вого реле П при возможных повреждениях элементов, в частности мос-
тового замыкания контактов реле И и И1, а также в случае попадания
в рельсовую линию непрерывного постоянного сигнала, либо кодовых
импульсов частотой 50 Гц из соседней рельсовой цепи при коротком
замыкании изолирующих стыков.
4.2. Унифицированная самопроверяемая автоматическая
блокировка (УСАБ-М)
Унифицированная система автоблокировки разработана для при-
менения на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях,
на однопутных и двухпутных участках. Предусмотрена возможность
организации двустороннего движения при капитальном ремонте одно-
го из путей двухпутного перегона. Для контроля состояния блок-участ-
ков в системе используются фазовые рельсовые цепи с непрерывным
питанием на частоте 25 Гц. При вступлении поезда на блок-участок
рельсовая цепь кодируется импульсами числового кода АЛС. Проход-
ные светофоры увязаны посредством двух пар линейных проводов Л—
ОЛ и О — ОИ, по которым передается информация о состоянии впере-
ди лежащих блок-участков и участков приближения.
71
Рис. 4.3. Схема рельсовых цепей и управления сигналами
На всей протяженности перегона используются еще три пары про-
водов: двойного снижения напряжения —ДСН — ОДСН, смены на-
правления — Н — ОН-, передачи в рельсовую цепь сигнального тока
частотой 25 Гц — 7777— ПМ. По проводам ДСН — ОДСН с использо-
ванием ЧДК передается также информация о работоспособности пере-
гонных устройств. Схемы выполнены на новых малогабаритных реле I
класса надежности РЭЛ, поляризованных реле ПЛ с активной памятью
и реле НМШ. На стыке двух смежных блок-участков располагаются
либо релейные (Р), либо питающие (77) концы первой и второй рельсо-
вых цепей. Соответственно на перегоне чередуются сигнальные уста-
новки типа Р/Р с установками типа 77/77. В релейном шкафу каждой
сигнальной точки расположена аппаратура двух смежных по стыку
концов рельсовых цепей (777,277в РШ П/П; 1Р, 2Рв РШ Р/Р). Соответ-
ственно в каждом релейном шкафу устанавливаются два комплекта
местных реле, имеющих номера 1 и 2 и одинаковые схемы включения
(например, 1ТП и 2ТН, 1Си2Си т.п.).
Унифицированная система по сравнению с существующей автобло-
кировкой обладает следующими эксплуатационно-техническими каче-
ствами: повышенным уровнем защищенности рельсовых цепей от
опасных влияний и от воздействия при сходе изолирующих стыков; со-
хранением запрещающего показания на светофоре, ограждающем
блок-участок, при потере шунта подвижной единицы; тестовой провер-
кой достоверности разрешающего показания на проходном светофоре,
осуществляемой в процессе движения поезда; наличием активного кон-
троля правильности функционирования основных схемных узлов и
элементов сигнальной установки при движении поезда.
При движении поезда изменение запрещающего показания сигнала
на разрешающее осуществляется с контролем дополнительных условий
того, что поезд занял следующий по ходу движения блок-участок, на
следующем проходном светофоре горит лампа красного огня; состоя-
ние основных реле сигнальной установки соответствует предусмотрен-
ному принципом действия схемы для данной поездной ситуации.
В релейном шкафу сигнальной установки Р/Р установлен блок ин-
дикации работы конкретных схемных узлов и элементов.
Схема рельсовой цепи. Для оборудования перегонов применяют
фазовые рельсовые цепи переменного тока с непрерывным питанием
на частоте 25 Гц, с путевым реле ДСШ-15 и наложением локомотивной
сигнализации числового кода (рис. 4.3). Для питания путевых и мест-
ных обмоток реле в сигнальных установках Р/Р используют два пара-
метрических преобразователя ПЧ 50/25 (выходы 7777, ПМ и МП, МО).
Соответствие фазовых соотношений на обмотках путевых реле при из-
менении фазы питания на выходе одного преобразователя частоты
обеспечивается релейным фазирующим устройством. Прямая фаза
контролируется возбужденным состоянием прямого фазоконтрольно-
го реле, а обратная фаза — возбужденным состоянием обратного фазо-
73
контрольного реле. Эти реле имеют прямые повторители, у которых
есть групповой прямой повторитель. В нормальных условиях фазо-
контрольные реле и их повторители находятся под током.
При шунтировании рельсовой цепи путевое реле (777, 277) обесто-
чивается, при снятии шунта встает под ток. Для обеспечения работы
локомотивной сигнализации в рельсовые цепи при вступлении пбезда
на соответствующий блок-участок подаются коды АЛС. Кодирование
включается контактом кодово-включающего реле (ГКВ, 2КВ). Код вы-
бирается контактами сигнальных и линейных реле. Кодирование пре-
кращается после освобождения рельсовой цепи. Для обеспечения коди-
рования используют кодовый путевой трансмиттер КПТШ, кодовый
трансформатор (на рис. 4.3 не показан), трансмиттерное реле ТШ65В.
Для продления срока службы контактов трансмиттерного реле комму-
тация кодовых посылок осуществляется бесконтактным коммутато-
ром тока.
Тесювая проверка рабо>ы ну 1 свою реле. Автоматическая тестовая
проверка состояния путевого реле осуществляется при проходе поез-
дом сигнальных точек для обеспечения более жестких требований без-
опасности. В этом случае принудительно снижается до расчетного зна-
чения напряжение питания в рельсовой цепи соответствующего блок-
участка; путевое реле должно надежно обесточиться, если его якорь не
удерживается притянутым из-за постороннего воздействия. Если якорь
реле при тестовой проверке не отпускается, то соответствующий про-
ходной светофор перекрывается. Замедление на отпускание якоря сиг-
нального реле несоизмеримо больше времени прохождения тестовой
проверки. Поэтому в нормальных условиях не изменяется разрешаю-
щее показание на светофоре.
При отсутствии поездов на перегоне реле тестовой проверки 1ТП,
1ТП1 (2ТП, 2ТП1 на рис. 4.4 не показаны) находятся под током по цепи
самоблокировки (рис. 4.4). С вступлением поезда на участок приближе-
ния обесточивается линейное известительное реле 1ЛИ и его медленно-
действующие повторители 1ЛИ1 и 1ЛИ2. Из-за неодновременного
размыкания фронтового контакта 71-72 1ЛИ1 и замыкания тылового
61-63 1ЛИ2 в цепи питания реле 1ТП и 7 7777 тестовые реле кратковре-
менно теряют питание и отпускают якоря. Своими фронтовыми кон-
тактами 41-42 они снимают шунт с дополнительного резистора R2 в
цепи питания рельсовой цепи (см. рис. 4.3). Напряжение питания реле
ШР снижается до расчетного значения.
При отсутствии подпитки от постороннего источника и механичес-
ких повреждений якоря путевое реле обесточивается и выключает свой
повторитель 7777. Через тыловой контакт 31-33 1П1 восстанавливается
цепь питания реле 1ТП и 1ТП1 (см. рис. 4.4). Возбудившись, эти реле
своими фронтовыми контактами 41-42 шунтируют резистор R2 в схеме
рельсовой цепи (см. рис. 4.3). Путевое реле 777 и его повторитель 7777
встают под ток. Фронтовым кошактом 41-42 1П1 восстанавливается
74
ten ijihi co input гкз
tc
Рис. 4.4. Схемы местных реле сигнальной установки Р/Р
цепь шпация сигнального реле 1С, управляющего огнями проходного
светофора (см. рис. 4.4). Проходной светофор сохраняет свое разре-
шающее показание.
Если при снижении напряжения питания в рельсовой цепи до рас-
четного значения путевое реле не отпускает якорь, тестовые реле 7777 и
1ТП1 не возбуждаются, сигнальное реле 1С, выдержав замедление, от-
пускает свой якорь. Разрешающее показание на светофоре сменяется на
запрещающее. Аналогично осуществляется тестовая проверка работы
путевого реле освобождаемой поездом рельсовой цепи. В этом случае
тестовые реле кратковременно теряют питание из-за небдновременно-
го размыкания тылового контакта 21-23 1СЗ и замыкания фронтового
контакта 21-22 реле 1С4.
Контроль занятости рельсовой цепи поездом. Такой контроль осу-
ществляется реле 1КЗ, 1К31 (2 КЗ, 2КЗТ) (см. рис. 4.4). Эти реле встают
под ток при освобождении рельсовой цепи (замкнут фронтовой кон-
такт 51-52 1171) с контролем вступления на следующую по ходу движе-
ния поезда рельсовую цепь (замкнут фронтовой контакт 51-52 реле
1АВ). Нормально реле контроля занятости находятся подтоком, полу-
чая питание по цепи самоблокировки с контролем свободности перво-
го участка приближения фронтовым контактом 41-42 реле 1ЛИ1. При
ложной занятости рельсовой цепи и свободном участке приближения
75
СтЛп^ ff]
СНП
9П
ip го
7П
гп I in
5П
ip j гр
зп гп /77
/ *
у
5!
*
5
*1
он
л
1ЛИП
п~^^1~ц
' 1ЛИ
юг гсз
i*'
11
11
лпг юз гсг | и
з—«з/
2t\
/ЛИП
лпг 1лит 1лич
i—jr77
лиг
31
И
1ЛИП
лпг /со гсг
2-ГзГЗ—з~г7
лпг
ПЛ ЗУ
2700/4500
лт 1сз
лпг t8t
ЛП1
ол 1сг гсз лт
11 01 .СО ЛП1
гП—
гли/
п гли и
/лит
\п глинах t
глиг
П 1ЛИ1 s~x 11
РЭЛ1М
600
гсг
он
3!
________\л
глип ;
СО ЛМ1
•он гл из глипг лт
71
гли
1ЛИ1
П 1ЛИ ^х
1ЛИП1
П 1ЛИП О и
1ЛИП2
П 1ЛИП1 ^х п
1ЛИ2
П 1ЛИ1 s-х
Рис. 4.5. Схемы линейных реле
п /ли
н
1ЛИ,Д1ЛИ
п
лт тит 1лиз
г лич /липглт-
3!
31
5!
/лит п
П 1ЛИП ?
1ЛИ
лт /сз гсг
он
ои\
и
J 5' 71 л
глип
гли п ол /
~^^—\гли п дгли^-х~ глит 1 51
юг
6!
1СЗ ЛП1
'“~^С0 ЛМ1 глип
1сз лт гли
I СО Л П1 гП-*
п
л
ол
1ЛИ1 п_
^x Д1ЛИ -- _ ,
' ' - яншпг
3io глипг
П ЗЛИЛ! z-ч п •
лэлт^я'
ПоГ’мг ,пи
М f*\ 1ЛИ
1ЛИЗ
и~Х 1ЛИ2
РЭЛ1П
соо глш I
дгли п ।
глиг
j п гли о. и
; „ J глит
\п глип^х п
1ЛИ!
П 1ЛИ
7ЛИП1
П 1ЛИПтх !
лишпг^
310 1ЛИЧ
I п и~х ijjhi
РЗЛ1МI
гли /^\£D i
глиг
1/7 1ЛИ1 Л~\ 71
7ЛИП2
П 1ЛИП1<Х М
глиг
Чг /7
глиз глиг
и~Х Н
1лиг
П 1ЛИ1и~х/1
t Чр' лншт I
—7in~
гли! ,~х 1лиз J u п
реле 1КЗ и 1К31 остаются под током по цепи самоблокировки. При
движении поезда вначале занимается рельсовая цепь первого участка
приближения (обесточивается реле 1ЛИ1), а затем рассматриваемая
рельсовая цепь (обесточиваются реле 1П1,1С, 1С4). В этом случае реле
1КЗ и 1К31 отпускают якоря, фиксируя занятость рельсовой цепи поез-
дом.
Построение схем унифицированной автоблокировки позволяет
осуществлять фиксацию освобождения данной рельсовой цепи с кон-
тролем вступления поезда на следующий по ходу движения блок-учас-
ток. Это дополнительное техническое решение дает возможность: ис-
ключить появление разрешающего показания на ограждающем свето-
форе при кратковременной или полной потере шунта подвижной
единицей, находящейся в пределах одного блок-участка; исключить не-
правильную работу схемы смены направления при потере шунта; ис-
ключить сбои в работе схем извещения о приближении поезда к стан-
ции; обеспечить по мере прохождения каждого поезда, автоматический
активный контроль правильности функционирования основных схем и
элементов сигнальной установки.
Контроль вступления поезда на следующую по ходу его движения
рельсовую цепь. Такой контроль обеспечивается схемой включения
реле 1АВ (2АВ) (см. рис. 4.4). В нормальном состоянии реле 1АВ нахо-
дится без тока и возбуждается с вступлением поезда на следующую по
ходу движения рельсовую цепь (замкнут тыловой контакт 81-83 реле
2КЗ). При этом замкнутым фронтовым контактом 51-52 повторителя
огневого реле СО проверяется включение лампы красного огня на пре-
следуемом проходном светофоре. Возбудившись, реле 1АВ самоблоки-
руется и находится под током до полного освобождения данной рель-
совой цепи и срабатывания реле первой сигнальной группы (1СЗ). Ос-
тальные цепи включения реле 1А В предназначены для восстановления
его нормальной работы при нарушениях, вызванных выполнением
работ и переключением электроэнергии или при движении по перегону
хозяйственного поезда.
Схема линейных реле (рис. 4.5). В процессе движения поезда по
перегону изменяется состояние реле схем сигнальных установок. В уни-
фицированной автоблокировке эти схемы связаны между собой по ли-
нейным цепям.
В сигнальных установках Р/Р линейное реле прямой полярности
1ЛИП, обеспечивающее контроль состояния третьего участка прибли-
жения, и линейное реле нейтрального типа 1ЛИ, обеспечивающее кон-
троль состояния второго участка приближения, включаются в линей-
ную цепь И — ОИ. Реле 2ЛИП и 2ЛИ предназначены соответственно
для контроля третьего и второго участков удаления и включаются в ли-
нейную цепь Л — ОЛ. В сигнальных установках П/П линейные реле
прямой полярности (1ЛИП, 2ЛИП) контролируют состояние второго
участка, а линейные реле нейтрального типа (1ЛИ, 2ЛИ) — первого
77
участка. При свободном перегоне на всех сигнальных точках линейные
реле находятся под током. При дальнейшем рассмотрении работы
схемы используются рис. 4.3 — 4.5.
После установления маршрута отправления со станции А в линей-
ной цепи извещения меняется полярность питания. Поэтому на сиг-
нальной точке 7 обесточиваются реле 1ЛИП и его медленнодействую-
щие повторители 1ЛИП1 и 1ЛИП2. Из-за неодновременное™ размы-
кания фронтового контакта 1ЛИП1 и замыкания тылового контакта
1ЛИП2 обесточиваются реле 1ТП и 1ТПГ, проводится тестовая про-
верка работы путевого реле первого участка удаления (9Z7). В том слу-
чае, если при снижении напряжения питания в рельсовой цепи, путе-
вое реле не отпускает якорь, то это состояние фиксируется как опас-
ное. Реле 1ТП и 1ТП1 остаются в обесточенном состоянии и своими
фронтовыми контактами размыкают цепь питания сигнального реле
1С (см. рис. 4.4). Выдержав замедление на отпускание, обесточиваются
все реле первой сигнальной группы. В этом случае открытие выход-
ного светофора на станции А исключается.
После выхода поезда в горловину станции А выключается питание
линейной цепи извещения И —ОИ (см. рис. 4.5). В результате этого в
релейном шкафу сигнальной точки 7 опускают якоря реле 1ЛИ и его
повторители 1ЛИ1 и 1ЛИ2. Из-за неодновременности размыкания
фронтового и замыкания тылового контактов этих реле кратковремен-
но выключается питание реле 7777 и ТП1 (см. рис. 4.4) и проводится
тестовая проверка работы путевого реле второго участка удаления
(777). В случае фиксирования опасного состояния все реле первой сиг-
нальной группы обесточиваются, на светофоре 7 включается запре-
щающий сигнал.
При вступлении поезда на первый участок удаления (977) в релей-
ном шкафу сигнальной установки 7 обесточиваются путевое реле 777,
его повторитель 7777 и реле первой сигнальной группы 1С, 1С1, 1С2,
1СЗ, 1С4 и реле 1КЗ и 1К31. Тыловым контактом 11-13 реле 1КЗ замы-
кается цепь кодово-включающего реле ИОВ, и начинается кодирование
рельсовой цепи 9П с релейного конца. Разомкнутые фронтовые кон-
такты 51-52 реле 1КЗ и 1К31 дополнительно включают сигнальное реле
1С, фиксируя состояние занятости участка поездом. Восстановление
работы схемы первого участка удаления возможно только при усло-
вии, если поезд, освободив участок 9П, находится на участке 717 и ог-
ражден запрещающим показанием светофора 7. При замыкании кон-
тактов 31-33 и 81-83 реле 1СЗ меняется полярность питания в линейной
цепи извещения И — ОИ на сигнальной установке 5 (см. рис. 4.5). В ре-
лейном шкафу светофора 5 обесточиваются реле 1ЛИП и его повтори-
тели. Тыловыми контактами 31-33 и 51-53 1ЛИП1 включается питание
обратной полярности в линейную цепь извещения И — ОИ на сигналь-
ной установке 3. В релейном шкафу светофора 3 обесточиваются реле
1ЛИП и его повторители. Таким образом обеспечивается контроль
78
вступления поезда на второй участок приближения к светофору 5 и на
третий участок приближения к светофору 3. Фронтовыми контактами
41-42 и 51-52 реле 1С2 размыкается линейная цепь Л — ОЛ и передается
извещение о выходе поезда на первый участок удаления от станции А.
После освобождения маршрута отправления в линейную цепь
И— ОИ подается питание прямой полярности. В релейном шкафу све-
тофора 7 встают под ток реле 1ЛИП, 1ЛИ и их повторители 1ЛИП1,
1ЛИ1, 1ЛИ2.
После вступления поезда на второй участок удаления от станции
(777) в релейном шкафу светофора 7 обесточиваются путевое реле 277,
его повторитель 2777 и реле второй сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2,
2СЗ, 2С4 и реле 2КЗ, 2К31. На светофоре 7 (аналогично светофору 5)
включается лампа красного огня, контактами 11-13 и 61-63 реле 2СЗ
переключаются выводы источника питания в цепи извещения на стан-
цию — Л — ОЛ. Разомкнутыми фронтовыми контактами 21-22 и 31-32
реле 2С2 выключается питание линейной цепи извещения 77 ОИ на сиг-
нальной установке 5. В релейном шкафу сигнала 5 (см. рис 4.5) обесто-
чиваются реле 1ЛИ и его повторители Д1ЛИ, 1ЛИ1, 1ЛИ2, 1ЛИЗ,
1ЛИ4. Прекращается подача питания в цепи извещения на сигнальной
установке 3. В релейном шкафу сигнальной установки 3 обесточивают-
ся реле ЗЛИ и все его повторители. Таким образом фиксируется заня-
тие поездом первого участка приближения к светофору 5 и второго
участка приближения к светофору 3. Из-за неодновременное™ размы-
кания и замыкания контактов реле 1ЛИ1 и 1ЛИ2 на сигнальной уста-
новке 3 включается схема тестовой проверки работы путевого реле
рельсовой цепи 577.
В случае фиксирования опасного состояния на светофоре 5 включа-
ется запрещающий сигнал. В релейном шкафу замыкается цепь пита-
ния кодово-включающего реле 2КВ, и в рельсовую цепь 777 посылают-
ся коды АЛС, соответствующие показанию сигнала 5. Тыловым кон-
тактом 81-83 реле 2КЗ в релейном шкафу сигнала 7 включается питание
реле 1АВ. Так фиксируется занятое поездом рельсовой цепи, ограждае-
мой светофором 7, и готовится цепь включения реле 1КЗ и 1К31 (см.
рис. 4.4). Восстановление работы схемы участка 777 при обесточенных
реле 2КЗ и 2К31 возможно только при занятии поездом следующей по
ходу движения рельсовой цепи 577.
После освобождения поездом первого участка удаления (977) в ре-
лейном шкафу светофора 7 возбуждаются путевое реле 777 и его повто-
ритель 7777. Через фронтовой контакт 51-52 реле 7777 с контролем воз-
бужденного состояния реле 1АВ (замкнутконтакт 51 -52 1АВ) получают
п тание реле 1КЗ и 1К31. Замкнутые фронтовые контакты 51-52 реле
1К31Л1К31 создают цепь питания реле 7С. Далее возбуждаются осталь-
ные реле первой сигнальной группы 7Cl, 1С2, 1СЗ, 1С4.
Из-за неодновременное™ размыкания тылового контакта 21-23
реле 1СЗ и замыкания фронтового контакта 21-23 реле 1С4 кратковре-
79
менно размыкается цепь питания реле 1ТП и 1ТП1. Эти реле, обесточи-
ваясь, включают тестовую проверку работы путевого реле участка 977.
В случае фиксирования опасного состояния обесточатся все реле сиг-
нальной группы, и на выходном светофоре станции А включается за-
прещающее показание. При нормальной работе рельсовой цепи в слу-
чае замыкания контактов 41-42 и 51-52 реле 1С2, по проводам Л — ОЛ
на станцию поступает извещение об освобождении поездом первого
участка удаления.
С вступлением поезда на участок 577 в релейном шкафу светофора
3 обесточатся путевое реле 777, его повторитель 7777 и реле первой сиг-
нальной группы 1С, 1С1, 1С2. 1СЗ, 1С4. Фронтовыми контактам'; Л7-
42 и 51-52 реле 1С2 выключается питание в линейной цепи Л — ОЛ, и на
сигнальной точке 5 обесточиваются реле 2ЛИП, 2ЛИ и их повторители
2ЛИП1, 2ЛИП2.Д2ЛИ, 2ЛИ1, 2ЛИ2, 2ЛИЗ, 2ЛИ4 (см. рис. 4.5). Обесто-
чившись, реле 2ЛИЗ выключает на светофоре 5 разрешающее показа-
ние и включает запрещающее (см. рис. 4.3). Тыловыми контактами
31-33 и 51-53 реле 2ЛИП2 готовится питание обратной полярности в
цепи Л — ОЛ на сигнальной точке 7. В релейном шкафу светофора 7
фиксируется занятие поездом участка 577 и ограждение его запрещаю-
щим показанием сигнала 5. Из-за неодновременности переключения
контактов сигнального реле и его повторителя в релейном шкафу 3
обесточиваются реле 2ТП и 2ТП1 и включают тестовую проверку ра-
боты путевого реле рельсовой цепи ЗП.
В случае фиксирования опасного состояния обесточиваются все
реле второй сигнальной группы, и на светофоре 3 включается запре-
щающее показание. В схеме сигнальной установки 3 тыловыми контак-
тами 31-33 и 81-83 реле 1СЗь линейную цепь извещения И— ОИ на сиг-
нальной точке 7 включается ток питания обратной полярности.
Таким образом осуществляется извещение о приближении поезда
за два блок-участка. При размыкании фронтовых контактов 51-52 реле
1С и 1С4 обесточиваются реле 1КЗ и 1К31 (см. рис. 4.4). Тыловым кон-
тактом реле 1КЗ включается реле 1КВ и начинается кодирование рель-
совой цепи 577.
После освобождения поездом участка 777 в релейном шкафу свето-
фора 7 возбуждаются путевое реле 277 и его повторитель 2777. Через
фронтовой контакт реле 2П1 с контролем замкнутого фронтового кон-
такта 2АВ встают под ток реле 2КЗ и 2К31. Это приводит к возбужде-
нию реле второй сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2, 2СЗ и 2С4- На свето-
форе 7 контактом 11-12 реле 2С4 включается лампа желтого огня.
Фронтовыми контактами 11-12 и 61-62 реле 2СЗ включается ток пря-
мой полярности в цепь Л —ОЛ на станции А. Из-за неодновременности
переключения контактов реле 2СЗ и 2С4 успевают обесточиться реле
2777 и 2ТП1. При этом включается тестовая проверка работы путевого
реле рельсовой цепи 777. В случае фиксирования опасного состояния
80
обесточиваются все реле второй сигнальной группы, и на светофоре 7
включается запрещающее показание.
Контактами 21-22 и 31-32 реле 2С2 включается питание прямой по-
лярности в линейную цепь И — ОИ извещения на сигнальную точку 5
(см. рис. 4.5). В этом релейном шкафу срабатывают реле 1ЛИП, 1ЛИ и
их повторители, затем — реле 1ЛИП и 1ЛИ на сигнальной точке 3.
При вступлении поезда на участок ЗПв релейном шкафу светофора
3 обесточиваются путевое реле 2П, его повторитель 2П1 и реле второй
сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2, 2СЗ, 2С4. На светофоре 3 включается
лампа красного огня. Фронтовыми контактами 21-22 и 31-32 реле 2С2
выключается питание в линейной цепи извещения И — ОИ. Таким об-
разом передается информация о вступлении поезда на первый участок
приближения к сигнальной точке 1. В релейном шкафу светофора 3
обесточиваются реле 2 КЗ и 26131 (на рис. 4.3 — 4.5 не показаны), чем
фиксируется занятость поездом рельсовой цепи ЗП. Тыловым контак-
том реле 2КЗ включается реле 2КВ, и начинается кодирование рельсо-
вой цепи ЗП; встает под ток реле 1А В. Тыловыми контактами 11-13 и
61-63 реле 2СЗ готовится подача тока обратной полярности в линей-
ную цепь Л — ОЛ на сигнальную точку 5.
После освобождения поездом участка 5П в релейном шкафу свето-
фора 3 возбуждаются путевое реле 1П и его повторитель 1П1 (см. рис.
4.3). Через фронтовой контакт реле 1П1 с контролем занятия поездом
участка ЗП и включения на светофоре 3 красного огня (реле 1АВ под
током) возбуждаются реле 1КЗ и 1К31 (см. рис. 4.4). Фронтовыми кон-
тактами этих реле включается питание реле 1С. После возбуждения
реле 1С встают под ток повторители 1С1, 1С2, 1СЗ, 1С4. Из-за неодно-
временности переключения контактов реле 1СЗ и 1С4 кратковременно
размыкается цепь питания реле 1ТП и 1ТП1. Эти реле обесточиваются
и включают тестовую проверку путевого реле рельсовой цепи 577. В
случае фиксирования опасного состояния обесточиваются все реле пер-
вой сигнальной группы, и на светофоре 5 включается запрещающее по-
казание. При нормальной работе схемы фронтовыми контактами 41-42
и 51-52 реле 1С2 в линейную цепь Л— ОЛ в сигнальную установку 5
подается питание обратной полярности. В релейном шкафу светофора
5 встают под ток реле 2ЛИ и его повторители. На светофоре 5 включа-
ется лампа желтого огня. Контактами 31-32 2ЛИ4 и 71-72 2ЛИЗ в ли-
нейную цепь Л— ОЛ на сигнальную точку 7 подается питание. В релей-
ном шкафулигнальной точки 7 возбуждается реле 2ЛИ, и на светофоре
7 включается лампа зеленого огня.
При дальнейшем движении поезда по перегону схемы усовершенст-
вованной автоблокировки работают аналогично рассмотренным. В
зоне подхода к станции осуществляется схемная увязка автоблокиров-
ки с устройствами электрической централизации.
В схеме управления огнями проходного светофора предусмотрено
резервирование нитей лампы разрешающих и запрещающего огней
81
(см. рис. 4.3). Исправность каждой нити запрещающего огня контроли-
руется двухобмоточным огневым реле в двух состояниях: холодном
(лампа не сигнализирует) через последовательно включенные высоко-
омную 4-83 и низкоомную 1-2 обмотки реле КО и РКО\ горячем (горит
красный огонь) через низкоомные обмотки 1-2 реле КО и РКО. В слу-
чае перегорания основной нити реле КО обесточивается и через его ты-
ловой контакт и обмотку реле РКО включается резервная нить. При
перегорании обеих нитей запрещающего огня обесточиваются реле
КО, РКО и их повторитель СО. Фронтовыми контактами 11-12, 21-22
реле СО обрывается питание током обратной полярности линейной
цепи Л— ОЛ (см. рис. 4.5), и красный огонь переносится на предшест-
вующий светофор.
Исправность нитей ламп разрешающих огней контролируется ог-
невым реле 01 (см. рис. 4.3). При перегорании основной нити реле 01
обесточивается и своим тыловым контактом 41-43 включает резервную
нить.
На предвходных светофорах предусмотрен контроль правильности
работы приборов мигания. В схемах усовершенствованной автоблоки-
ровки обеспечивается переключение светофоров на режим пониженно-
го напряжения питания, осуществляемое с использованием реле ДСН.
Для переключения аппаратуры на однопутных участках и при ор-
ганизации двустороннего движения на двухпутных участках использу-
ется двухпроводная схема смены направления. Разработаны схемы для
автоматического извещения о приближении поезда к переезду в уста-
новленном и неустановленном направлениях движения, а также схемы
управления переездными устройствами с автошлагбаумами.
При выполнении ремонтных и профилактических работ на участ-
ках, оборудованных УСАБ, возможно нарушение алгоритма, заложен-
ного в схемные зависимости. Поэтому в системе дополнительно пред-
усмотрены технические решения, которые позволяют восстановить
нормальную работу схемы сигнальной установки независимо от поезд-
ной ситуации.
4.3. Числовая кодовая автоблокировка
переменного тока
Числовую кодовую автоблокировку проектируют при всех видах
тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют
рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при элект-
рической тяге переменного тока — на сигнальной частоте 25 Гц, а при
автономной тяге возможно применение частоты 50 или 25 Гц. В осталь-
ном схемы автоблокировки идентичны.
Числовая кодовая автоблокировка — беспроводная. Информация
между сигнальными точками передается по рельсовым нитям кодовы-
82
ми сигналами КЖ, Ж, 3 с числовыми признаками. Этими же кодовыми
сигналами на локомотив транслируется информация о показании впе-
реди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка ко-
довые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступ-
лении на блок-участок поезда локомотивные катушки. Кодовые сиг-
налы посылаются всегда навстречу поезду.
В упрощенной принципиальной схеме числовой кодовой автобло-
кировки с сигнальной частотой 25 Гц для проходных светофоров 5, 7и
9 нечетного пути двухпутного перегона (рис. 4.6) питание рельсовых
цепей осуществляется от преобразователя ПЧ-50/25 (ПЧ.ДПЧ). От ме-
шающего действия тягового тока и его гармонических составляющих
путевое реле защищено электрическим фильтром ФП-25(Ф). Кодовые
сигналы посылаются в рельсовую цепь в результате замыкания контак-
та трансмиттерного реле Т(ДТ). Для уменьшения новообразования на
контактах реле Т и настройки рельсовой цепи на питающем конце
включают конденсаторы и резисторы.
Состояние цепей и показание путевых светофоров на схеме соответ-
ствуют расположению поезда на рельсовой цепи 5П. На каждой сиг-
нальной точке непрерывно работают кодовые путевые трансмиттеры
КПТШ, вырабатывая числовые коды, необходимые для работы авто-
блокировки и АЛС. При нахождении поезда на рельсовой цепи 577 им-
пульсное путевое реле на сигнальной установке 5 зашунтировано ска-
тами поезда и не работает в кодовом режиме. Сигнальные реле Ж и 3 на
выходе дешифраторной ячейки обесточены, и на светофоре 5 по цепи,
проходящей через тыловой контакт реле Ж и низкоомную обмотку ог-
невого реле О (АОШ2-180/0,45) получает питание красная лампа. Реле
О контролирует целостность нити красного огня. Если она исправна,
то через тыловой контакт реле Ж и фронтовой контакт реле О к кон-
тактам КЖ кодового путевого трансмиттера подключается обмотка
трансмиттерного реле Т, коммутирующего контактом питающий
конец рельсовой цепи 777. При этом в рельсовую цепь 777 подаются ко-
довые импульсы красно-желтого огня. Если при указанной поездной
ситуации красная лампа на светофоре 5 неисправна, то цепь репе Тра-
зомкнута, и в рельсовую цепь 777 импульсы не подаются. В этом случае
красный огонь переносится на предыдущий по ходу поезда светофор 7.
Перегорание ламп при разрешающих показаниях светофора (жел-
тый или зеленый) не приводит к изменениям в кодировании и, следова-
тельно, переноса огней не происходит. При приеме импульсным путе-
вым реле И на сигнальной точке 7 кодового импульса КЖ на выходе
дешифраторной ячейки ДА возбуждается сигнальное реле Ж. На свето-
форе 7 загорается желтый огонь, а трансмиттерное реле Т, подключен-
ное к контактам Ж трансмиттера КПТШ, обеспечивает подачу в рель-
совую цепь 9П кодового импульса желтого огня. Реле О сигнальной
точки 7 включается высокоомной обмоткой через фронтовой контакт
реле Ж последовательно с нитью лампы красного огня, контролируя ее
83
Рис. 4.6. Схема числовой кодовой автоблокировки
исправность в холодном состоянии. В случае ее обрыва информация об
этом передается на ближайшую станцию посредством устройств дис-
петчерского контроля. Импульсные посылки кода Ж воспринимает пу-
тевое реле И на сигнальной точке 9. На выходе дешифраторной ячейки
возбуждаются сигнальные реле Ж и 3, в рельсовую цепь 11П контакта-
ми трансмиттерного реле Т подается кодовый импульс зеленого огня.
84
Огневое реле О на сигнальной точке 9 контролирует в холодном состо-
янии целостность нити лампы красного огня. На следующей сигналь-
ной точке 11 (на рис. 4.6 не показана) импульсы кода 3 принимаются
так же, как и импульсы кода Ж, т.е. на светофоре загорается зеленый
огонь. При нахождении поезда на любой из рассматриваемых рельсо-
вых цепей кодовые импульсы принимают локомотивные катушки.
85
пдт
; ОН
\ДСН
|/7х far
НП7 ПН Ж
нптш
ДА
пч
НШ1
~аГ
нмпшг пдт
чоо
нмш
ИП 750
ИП! ПН
РШ сВетофо-
pa s
дм
м---
доч
|/7Л ]ох
лншг
7600
имею
170
ДП ИП1 пн
ИП1
ОИ
ПДТ
ТШ-65В
ТШ-65В
СВетофор 5
с хи
ДСН
мех
лошг ।
7 30/0,4 5'
лншнг
760
одсн
и
Продолжение рис. 4.6.
дсн
ЯНШ5
7600
Н*.
ип
ННШ717
360
71
нмшг
900
пн
схго
ИП1
и
Коды зеленого и желтого огней различаются локомотивным приемни-
ком, зажигая на локомотивном светофоре соответственно желтый и зе-
леный огни. Реле двойного снижения напряжения ДСН, обмотки кото-
рых включены на каждой сигнальной точке параллельно в пределах
перегона в ядтьДСН — ОДСН, определяют яркость горения огней све-
тофора. На соответствующий режим работы лампы переключает де-
журный по станции или диспетчер.
86
РасшифровываниекодовыхкомбинацийКЖ, ЖпЗ осуществляется
дешифраторной ячейкой ДА. Конструктивно ячейка выполнена в виде
трех блоков: ЕС — блока счетчиков, БИ— блока исключения и БК—
блока конденсаторов. Схема дешифратора должна решать следующие
основные задачи: обеспечение декодирования кодовых комбинаций;
исключение появления более разрешающего огня на путевом светофо-
ре при коротком замыкании изолирующих стыков; исключение появ-
ления разрешающего огня при отказах элементов схемы. Основными
элементами ячейки являются (рис. 4.7, а): реле-счетчик 1, регистрирую-
щий прием первого импульса любого кодового сигнала; реле-счетчик
1А, фиксирующий первый интервал; вспомогательное реле В и повто-
ритель трансмиттерного реле ПТ (на рис. 4.7 не показаны), исключаю-
щие возможность включения более разрешающих показаний на свето-
форе при коротком замыкании изолирующих стыков. Питание ячейки
постоянным током осуществляется от выпрямителя.
Сигнал расшифровывается подсчетом числа импульсов в кодовом
цикле. Для этого используются реле-счетчики 1 и 1А. При приеме пер-
вого импульса возбуждается реле И и фронтовым контактом создает
цепь питания реле-счетчика 7. Тыловым контактом реле-счетчика 1А в
этой цепи проверяется его исходное обесточенное состояние. Во время
замедления на срабатывание счетчика 7 (0,15 с) создается цепь для заря-
да конденсатора С1. Включением тылового контакта трансмиттерного
реле смежной рельсовой цепи Т(см) в схему заряда конденсатора С1
проверяется то, что импульс поступил от источника питания собствен-
ной рельсовой цепи. Таким образом, в дешифраторе фиксируется вы-
полнение следующих условий: свободность собственной рельсовой
цепи; отсутствие короткого замыкания изолирующего стыка; обесто-
ченное состояние реле-счетчиков.
После окончания первого импульса реле И обесточивается. Через
его тыловой контакт и фронтовой контакт реле-счетчика 7 получает
питание реле-счетчик 1А, которое срабатывает и самоблокируется.
Реле-счетчики 7 и 1А имеют замедление на отпускание якоря, большее
длительности малого интервала между импульсами и меньшее д литель-
ности большого интервала между циклами. Поэтому в интервале
между кодовыми циклами счетная схема возвращается в исходное со-
стояние.
При приеме второго импульса снова притягивает якорь реле И.
При этом образуются цепи из замкнутых фронтовых контактов реле И,
1 и 1А. Те же процессы происходят и при приеме третьего импульса в
кодовой комбинации.
При расшифровывании кодового сигнала КЖ на выходе дешифра-
тора возбуждается одно, реле Ж, а при расшифровывании кодовых сиг-
налов Ж и 3 — дра реле Ж и 3 (рис. 4.7, б, в). Кодовый сигнал КЖ пред-
ставляет собой один импульс и большой интервал в кодовом цикле. С
момента возбуждения реле-счетчика 7 размыкается цепь заряда кон-
87
Рис. 4.7. Схема дешифратора кодов и диаграммы его работы
денсатора С1 и начинается его разряд на обмотку реле Ж и конденса-
тор С2. Реле Ж возбуждается, а конденсатор С2 заряжается, обеспечи-
вая питание реле Ж в большом интервале. При приеме последующих
циклов кода схема работает аналогично. Через фронтовой контакт
реле Ж и тыловой 3 на светофоре включается лампа желтого огня, а
88
обмотка реле Т(см) подключается к конгакту Ж кодового путевого
трансмиттера.
В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы желтого
огня (два импульса в кодовом цикле, разделенные коротким интерва-
лом). При приеме первого импульса дешифратор работает так же, как
и при приеме кодового сигнала ЮЖ. В малом интервале между импуль-
сами реле-счетчик 1 благодаря замедлению удерживает якорь притяну-
тым. С приходом второго импульса в кодовом цикле создается цепь
возбуждения реле 3 и заряда конденсатора СЗ, изменений в цепи пита-
ния реле Ж не происходит. Поскольку реле-счетчики 1 и 1А удержива-
ют якоря притянутыми, то конденсатор С1 продолжает разряжаться на
обмотку реле Ж и конденсатор С2. В большом интервале реле-счетчики
1 и 1А отпускают якоря. Таким образом, реле-счетчики устанавлива-
ются в исходное состояние, и схема готова к расшифровыванию оче-
редного цикла. На все время приема кода Ж сигнальные реле Ж и 3
удерживают якоря притянутыми.
Через фронтовые контакты реле Ж и 3 на светофоре включается
лампа зеленого огня, а обмотка реле Т(см) подключается к контакту 3
трансмиттера. В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы
3 (три импульса в кодовом цикле). При приеме первых двух импульсов
кода 3 возбуждаются реле Ж и 3. При третьем импульсе изменений в
цепи реле Ж не происходит, а реле 3 и конденсатор СЗ дополнительно
подключаются к источнику питания. В большом интервале реле Ж по-
лучает питание от конденсатора С2, а реле 3 — от конденсатора СЗ.
Если дешифратор работает нормально, запас энергии в конденсаторах
периодически пополняется. При возникновении отказа в схеме и пре-
кращении импульсной работы реле-счетчиков конденсаюры nepecia-
ют подзаряжаться, и реле Ж и 3 отпускают якоря. Включение контакта
реле-счетчика 1А в цепь конденсатора С1 позволяет увеличить про-
межуток времени, в течение которого реле Ж получает питание от
конденсатора С1. Это дает возможность уменьшить емкость конденса-
тора С2, замед ление реле Ж на отпускание якоря и ускорить включение
красного огня на светофоре при вступлении поезда на блок-участок.
В системе числовой кодовой автоблокировки предусмотрены меры
защиты от появления на путевом светофоре более разрешающих пока-
заний при коротком замыкании изолирующих стыков. Возможны два
варианта короткого замыкания. Первый вариант — непрерывное за-
мыкание. В этом случае импульсное путевое реле будет работать син-
хронно с трансмитгерным реле смежной рельсовой цепи. Второй вари-
ант — перемещающееся короткое замыкание изолирующих стыков. В
этом случае срабатывание путевого реле от источника смежной рельсо-
вой цепи имеет случайный характер. Время срабатывания реле И зави-
сит от длительности короткого замыкания и может быть самым разно-
образным.
89
Защита откороткого замыкания изолирующих стыков осуществля-
ется временным способом. Она основана на независимости работы им-
пульсного путевого реле от трансмиттерного реле смежной рельсовой
цепи при исправных изолирующих стыках. Таким образом, реле И
должно возбуждаться в момент времени, когда в смежную рельсовую
цепь импульс не посылается. Поэтому достоверно можно считать, что
путевое реле возбуждается от источника питания собственной рельсо-
вой цепи и можно подзаряжать конденсаторы С2 и СЗ. Для выполне-
ния этого условия в смежных рельсовых цепях применяют трансмитте-
ры КПТШ-5 с продолжительностью кодового цикла 1,6 с и КПТШ-7 с
продолжительностью кодового цикла 1,86 с. Трансмиттеры работают
асинхронно, и периодически возникают ситуации, когда в данной рель-
совой цепи имеется импульс, а в смежной — интервал.
При нахождении поезда на собственной рельсовой цепи в смежную
подается кодовый импульс ЮК. Если происходит короткое замыкание
изолирующего стыка, то реле И работает синхронно с реле Т(см), и
цепь заряда конденсатора С1 не создается (см. рис. 4.7, а). Однако при
наличии замедления на отпускание якоря реле И (что всегда имеет
место благодаря энергии, накопленной в реактивных элементах рель-
совой цепи) возникает ситуация, при которой после окончания импуль-
са в смежной рельсовой цепи замкнуты фронтовой контакт реле И и
тыловой контакт реле Т (см). Чтобы при этом не создавалась цепь за-
ряда конденсатора С1, в нее включен тыловой контакт реле-счетчика 1.
Это реле срабатывает во время импульса и обесточивается после отпус-
кания якоря реле И, т. е. конденсатор С1 заряжается только в начале
импульса в рельсовой цепи.
При перемежающемся коротком замыкании изолирующих стыков
опасная ситуация может возникнуть, если после возбуждения реле И от
импульса смежной рельсовой цепи короткое замыкание прекращается
до срабатывания реле-счетчика 1 (рис. 4.8, а и 4.9, а). При этом после
замыкания тылового контакта Т(см) благодаря заземлению реле 77 со-
здается цепь заряда коцденсатора С1. В следующем цикле короткое за-
мыкание изолирующего стыка может длиться дольше. Реле-счетчик 1
успевает сработать, что вызывает возбуждение реле Ж. Для исключе-
ния подобной опасной ситуации в схему введен мед леннодействующий
повторитель трансмиттерного реле ПТ (см). Замедление на отпускание
якоря реле ПТ (см) должно быть больше максимально возможного
времени замед ления реле И. Тыловой контакт реле ПТ(см) включается
в цепь заряда коцденсатора С1 последовательно с тыловым контактом
реле Ж.
Для исключения появления зеленого огня на светофоре вместо жел-
того при приеме кодового импульса КЖ из собственной рельсовой
цепи и коротком замыкании изолирующих стыков применяются два
способа защиты. Первый способ осуществляется благодаря включе-
нию В цепь возбуждения реле-счетчика 1А фронтового контакта реле
90
Т(см). При коротком замыкании изолирующих стыков реле-счетчик
1Л не возбуждается, так как при срабатывании реле Т(см) сразу же
встает под ток реле И. Цепь питания размыкается, и реле-счетчик 1А не
успевает сработать. Однако такой способ защиты в некоторых случаях
недостаточен. Так, реле И может получить замедление на притяжение
якоря, большее времени срабатывания реле-счетчика 1А, например
при нахождении поезда на смежной рельсовой цепи на расстоянии
50— 100 м от светофора. При этом накладывается шунт на источник пи-
тания, снижается напряжение на реле И и уменьшается его быстродей-
ствие. Второй способ осуществляется при перемещающемся коротком
замыкании, когда реле И срабатывает от первого импульса, поступаю-
щего из собственной рельсовой цепи. После этого срабатывает реле-
счетчик У, а в интервале реле-счетчик 1А. Затем происходит короткое
замыкание изолирующих стыков, срабатывает реле И, и создается цепь
для заряда конденсатора СЗ и возбуждения реле 3. Эти недостатки уст-
раняются включением тылового контакта реле ПТ (см) в схему пита-
ния реле 3 (см. рис. 4.8, а).
Возможна также ситуация, при которой реле И срабатывает от вто-
рого импульса кода Ж в смежной рельсовой цепи при перемежающемся
коротком замыкании изолирующих стыков. Для устранения этого не-
достатка также используется второй способ защиты: в схему включает-
ся дополнительное реле В, которое срабатывает, если первый импульс
после большого интервала поступает из собственной рельсовой цепи.
Такой режим работы обеспечивается включением в цепь питания реле
В тылового контакта реле ПТ (см). Другой случай исключения ложной
работы дешифратора с помощью реле В показан на временной диа-
грамме (рис. 4.9, 6).
Реле В срабатывает не в каждом кодовом цикле. Это ухудшает ус-
ловия работы схемы. Для обеспечения нормальной работы дешифра-
тора второй способ защиты используется при появлении на светофоре
зеленого огня, так как реле ПТ (см) не работает при передаче кодового
сигнала 3 (рис. 4.8, б). Влияние короткого замыкания изолирующих
стыков в этом режиме исключается первым способом защиты. Для кон-
троля работы реле ПТ (см) его фронтовой контакт включается в цепь
возбуждения реле Т(см). При таком включении обмотки трансмиттер-
ного реле длительность импульсов кода уменьшается на время сраба-
тывания реле ПТ(см). Это ухудшает условия работы дешифратора,
особенно при кодовом сигнале ЮЖ. Д,пя восстановления длительности
импульсов при кодовом сигнале КЖ диодом VD7 создается дополни-
тельное замедление на отпускание якоря реле Т(см). Чтобы диод VD7
не создавал дополнительного замедления реле ПТ(см), в схему вклю-
чается диод VD6.
Остальные диоды, применяемые в схеме дешифратора, имеют сле-
дующее назначение: VD1 и VD3 предотвращают возможность разряда
конденсатора С1 на любые цепи, кроме обмотки реле Ж и конденсатор
91
Рис. 4.8. Схема дешифраторной ячейки ДА
С2; I'D 2 исключает разряд конденсатора СЗ по обходным цепям, ис-
ключая реле 3; VD4 повышает замедление на отпускание реле В; VD5
исключает возможность попадания циркулирующих через диод VD4 и
обмотку реле В токов в другие цепи. Резисторы RqI и Rq2 ограничива-
ют зарядный ток конденсаторов С7 и СЗ; резистор Rq3 обеспечивает
разряд конденсатора С1 в отсутствие приема кодовых сигналов; резис-
тор Ro4 ограничивает зарядный ток конденсатора С1, исключая воз-
можность ложного возбуждения реле Ж при случайном одиночном
срабатывании реле И, например от помех тягового тока; резистор R$5
ограничивает ток разряда СЗ, увеличивая замедление реле 3. Конденса-
торы СцЗ; Сц2; Си3 совместно с резисторами Rul, Ru2 и Ru3 образуют
искрогасящие контуры. Все реле и другие элементы схемы собраны в
дешифраторную ячейку типа ДА.
92
В схеме включения огней светофора (рис. 4.8, в) предусмотрены ре-
зерв нити лампы красного огня и контроль целостности основной и ре-
зервной нитей, осуществляемый в холодном и горячем состояниях со-
ответственно огневыми реле О и ОД. При перегорании основной нити
реле О осуществляет переключение на резервную нить. Информация об
исправности основной и резервной нитей лампы красного огня прибо-
рами диспетчерского контроля передается на ближайшую станцию.
При переходе на двустороннее движение в неправильном направле-
нии для управления поездом используются сигналы АЛС; границами
блок-участков являются проходные светофоры правильного направле-
ния. Для организации двустороннего движения предусматривают:
применение двухпроводной схемы смены направления; кодирование
рельсовых цепей при движении в неправильном направлении с релей-
ного конца при занятии рельсовой цепи; использование цепей извеще-
ния о приближении поезда при движении в неправильном направлении
для линейных цепей, а реле ИП (см. рис. 4.6) для выбора значности
кодов; при установленном неправильном направлении движения пере-
вод рельсовых цепей на работу в импульсном режиме вместо кодового
щих стыков
93
с применением для импульсного питания кода КЖ. В релейном шкафу
каждого светофора устанавливают дополнительные реле Н, ПН, ДТ,
ПДТ, ОИ, ИП и ИП1, подключаемые к схеме настроечными перемыч-
ками.
Реле И входят в состав схемы смены направления и при установлен-
ном правильном движении возбуждаются током прямой полярности.
При переходе на неправильное направление движения реле Н на всех
сигнальных точках получают питание током обратной полярности,
переключают свои поляризованные якоря и включают питание реле
ПН. Тыловыми контактами 11-13 и 41-43 реле ПН выключаются цепи
разрешающих огней светофоров и кодирования для правильного на-
правления. В цепях обмоток дополнительного трансмиттерного реле
ДТ и его повторителя ПДТ замыкаются фронтовые контакты 21-22
реле ПН. Окончательное замыкание этих цепей осуществляется фрон-
товым контактом реле ОИ, которое срабатывает при вступлении поез-
да на рельсовую цепь. Фронтовым контактом 41-42 ПН реле / подклю-
чается к контакту КЖкодового путевого трансмиттера. Через контак-
ты реле Т осуществляется импульсное питание рельсовых цепей.
При приеме и дешифрировании кодов КЖ на каждой сигнальной
установке возбуждается реле Ж, чем фиксируется свободность блок-
участков. Фронтовыми контактами реле ПН замыкаются линейные
цепи, в которые на всем перегоне включены реле ИП.
С вступлением поезда, движущегося в неправильном направлении,
на участок 577 (впереди идущий поезд находится на участке 11П), путе-
вое реле И в релейном шкафу сигнальной установки 5 перестает прини-
мать сигналы кода КЖ, обесточивается и через дешифратор выключает
реле Ж. Обратный повторитель ОИ импульсного путевого реле воз-
буждается и включает реле ДТ и ПДТ. Известительные реле приближе-
ния ИП в данной поездной ситуации на перегоне находятся в следую-
щих состояниях: в релейном шкафу светофора 9 без тока; в релейном
шкафу светофора 7 под током обратной полярности; в релейном
шкафу светофора 5 под током прямой полярности. Возбужденные реле
ИП включают свои повторители ИП1.
На сигнальной точке 5 контактами поляризованного и нейтрально-
го якорей реле ИП и ИП1 включается цепь для работы трансмиттерно-1
го реле ДТ в режиме кода 3 Тыловыми контактами реле ПДТ от рель-
совой цепи 5П отключается импульсное реле И, а фронтовыми под-
ключается контакт ДТ’. В рельсовую цепь 5/7 навстречу поезду
посылается код 3.
При вступлении поезда на рельсовую цепь 7/7 у светофора 7 выклю-
чаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается
сигнал кода Ж. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линей-
ная цепь И — ОИ на сигнальной точке 5. В релейном шкафу сигналь-
ной точки 5 выключаются реле ИП и ИП1. Через тыловой контакт реле
ИП1 включается цепь для работы реле ДТъ режиме кода КЖ.
94
С вступлением поезда на рельсовую цепь 9И у светофора 9 выклю-
чаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается
сигнал кода КЖ. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линей-
ная цепь И — ОИ на сигнальной точке 7, и в релейном шкафу выключа-
ются реле ИЛ и ИП1. Через тыловой контакт реле ИП1 включается
цепь для работы релеДТ’в режиме кода КЖ. После освобождения поез-
дом участка 777 восстанавливается импульсное питание реле И по этой
рельсовой цепи. Вначале в рельсовую цепь 777 с обоих концов поступа-
ют сигналы кода КЖ\ с питающего конца через контакты реле Т, с ре-
лейного — через контакты реле ДТ! Поскольку на сигнальных точках 5
и 7 установлены трансмиттеры разных типов, то реле Т пДТработают
асинхронно. На сигнальной точке 7 в длинных интервалах кода КЖ,
посылаемого с релейного конца, периодически срабатывает реле И от
импульса кода КЖ, посылаемого с питающего конца. После прохожде-
ния нескольких кодовых циклов на сигнальной установке 7 через де-
шифратор возбуждается реле Ж и своим тыловым контактом включает
реле ОН. Разомкнутым фронтовым контактом реле ОИ выключается
цепь питания реле ДТ и ПДТ. Кодирование с релейного конца прекра-
щается. В рельсовую цепь посылаются импульсы только с питающего
конца. Работа следующих рельсовых цепей по мере их освобождения
восстанавливается аналогично.
4.4. Система централизованной автоблокировки (ЦАБ)
с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной част о гы
Перегон, оборудованный системой ЦАБ с бесстыковыми рельсо-
выми цепями тональной частоты, делят на блок-участки, границы ко-
торых отмечают оповестительными табличками с отражателями, ниже
которых укрепляют светофорные литерные знаки с номером блок-
участка. Знак "Граница" необходим машинисту для определения гра-
ницы блок-участка при получении запрещающего кодового сигнала
КЖ на локомотивном светофоре. Для повышения безопасности движе-
ния поездов в системе предусматривают защитные (некодируемые)
участки ЗУ за хвостом поезда. После проследования блок-участка с ко-
довым сигналом КЖ и после вступления на защитный участок на локо-
мотивном светофоре появляется красный огонь, наступает автостоп-
ное торможение, если скорость поезда превышает 20 км/ч.
Основу ЦАБ составляют рельсовые цепи без изолирующих стыков
(рис. 4.10). На каждые две рельсовые цепи устанавливается один гене-
ратор. Рельсовые цепи 777 и 277 получают питание от генератора П с
несущей частотой fi, а рельсовые цепи ЗП от 4П — от генератора ГП с
несущей частотой/ц. Состояние рельсовых цепей контролируются пу-
тевыми приемниками 777 и 7777, каждый из которых представляет собой
резонансный усилитель, настроенный на прием сигналов частот fi и/ц
95
Рис. 4.10. Структурная схема рельсовых цепей ЦАБ
соответственно. Влияние генератора 77, запитывающего рельсовые
цепи Ш и 2П, на приемник 777 рельсовой цепи 577, работающий на той
же частоте, исключается благодаря затуханию сигнала в рельсовых
цепях 277, SIT и 4П.
В бесстыковых рельсовых цепях отсутствуют четкие границы. За-
нятие и освобождение рельсовой цепи поездом фиксируется на некото-
ром расстоянии от ее концов. Это расстояние называется зоной допол-
нительного шунтирования /шп. В случае приближения поезда к рельсо-
вой цепи 277 занятие последней фиксируется на расстоянии /дш1 от нее.
Освобождение рельсовой цепи 4П фиксируется лишь при удалении по-
езда на расстояние /дш? отнее. Наличие зон дополнительного шунтиро-
вания накладывает определенные особенности на построение схем сис-
темы и исключает возможность (без организации дополнительных вы-
сокочастотных рельсовых цепей) установки напольных сигналов. В
данной системе в качестве сигнальных частот рельсовых цепей на же-
лезнодорожных линиях используются несущие частоты /в = 420 Гц и
/9 = 480 Гц, на линиях метрополитена/14 = 720 Гц и/15 = 780 Гц. Несу-
щие частоты /и и /15, а также /н = 580 Гц можно использовать и на
железнодорожных линиях. Как показывают расчеты, в случае исполь-
зования частот fi, и/9 максимальная длина рельсовой цепи I = 1000 м, а
/дш < 150 м при минимальном рабочем сопротивлении изоляции Гц = 0,7
Ом км. Для исключения опасных ситуаций при объединении рельсовых
нитей соседних путей на двухпутных и многопутных участках железно-
дорожных линий предусмотрена амплитуда манипуляции несущих час-
тот низкими частотами Fi = 8 Гц и F2 = 12 Гц. При этом образуются
четыре сигнала:/si,/82 с несущей частотой 420 Гц и модулирующими
частотами 8 и 12 Гц соответственно /91,/92 — с несущей частотой 480
Гц и теми же модулирующими. Сигнальные частоты /si и /92 использу-
ются в рельсовых цепях одного пути, a fs2 и /91 — другого. Питание
рельсовых цепей системы для однопутного перегона (рис. 4.11) осу-
ществляется генераторами Г1 и Г2 сигналов /si и/92 соответственно.
Генераторы чередуются в пределах перегона и каждый из них запиты-
вает две смежные рельсовые цепи, расположенные по обе стороны от
точки его подключения к рельсовой линии. Между генераторами к
рельсовой линии подключаются два селективных приемника П1 и 772,
настроенных на прием частот /si и /92 соответственно. Вся аппаратура,
96
за исключением согласующих элементов СЭ (трансформаторы при
автономной и дроссель-трансформаторы при электрической тяге), раз-
мещается на станциях, ограничивающих перегон, и соединяется с со-
гласующими элементами кабельными линиями КЛ.
Рассмотрим работу централизованной автоблокировки на одно-
путном перегоне при электрической тяге постоянного тока примени-
тельно к случаю передачи в рельсовые линии сигналов только число-
вой АЛС (рис. 4.12 — 4.14). Перегон оборудован четырьмя рельсовыми
цепями. Питание рельсовых цепей 1П и 2П (ЗП и 4П) осуществляется со
станции А (5) от комплекта передающих устройств, состоящего из пу-
тевого генератора 1/2 ПГ(3/4 ПГ) и путевого усилителя 1/2 ПУ (3/4 ПУ).
Путевой генератор 1/2 ПГ (3/4 ПГ) генерирует амплигудно-манипули-
рованные колебания с несущей частотой 420 Гц (480 Гц) и частотой ма-
нипуляции 8 Гц (12 Гц). Путевой усилитель 1/2 ПУ (3/4 ПУ) усиливает
эти колебания и подает в рельсовую цепь. Свободность рельсовых
цепей контролируется путевыми реле Ш—4П, включенными на выхо-
де соответствующих селективных путевых приемников 1ПП — 4ПП.
Путевые приемники так же, как и путевые усилители, подключаются к
рельсовой линии через кабельные линии КЛ и дроссель-трансформато-
ры Д Г.
Рис. 4.11. Структурная схема централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсо-
выми цепями
4 Зак. 1462
97
ОСО-4 ¥
н
tn гп
зп
чп
Стан-
ции й
ДТ
~ТПГ_
ДТ
ДТ
Дт
Дт
Пост
стан-
ции Я
Г ТЯГ
ш чг
M-ODO
Стан-
\ции Б
яи
Пост
стан-
ции Б
Си
ОНП
Си
ОНИ.
ОХЦ\
---1 охл
Си
ох к
Си
tnn
Я)\ te;
|Д] \1/глг
‘Ст *»/*>
гпппзпп\ I
Ци/»)\W/tz) I
w
З/ч ПУ
ЧПП
fao/tz)
3/ЧПГ
\ЧЯО/!г)
ЧП
Рис. 4.12. Схема включения аппаратуры рельсовых цепей на перегоне
Кодовые сигналы числовой АЛС подаются в рельсовую линию от
кодового трансформатора (зажимы ПХК и ОХК) контактами транс-
миттерных реле Т в точках подключения питающей и релейной аппара-
туры. Резисторы Rh и конденсаторы Си служат для искрогашения на
контактах трансмиттерных реле Т, а также для пропуска сигнальных
Рис. 4.13. Схема включения сигнальных, трансмиттерных и кодово-включающих реле на
посту станции Л
98
токов рельсовых, цепей. Передача кодовых сигналов АЛС в рельсовую
линию начинается с момента занятия поездом данного участка пути.
Например, при д вижении в четном направлении кодирование путевого
участка 2П начинается с замыкания тылового контакта путевого реле
2П в цепи трансмиттерного реле 1/2 КВ. Тыловой контакт реле 2П за-
мыкается в момент, когда поезд находится на расстоянии /дш от вход-
ного конца рельсовой цепи 2П. При этом возбуждается реле 1/2 Tvl на-
чинается кодирование участка 277. Кодовый сигнал, подаваемый в
рельсовую цепь, определяется состояниями путевых участков, располо-
женных перед данным участком по ходу движения. Перед входными
светофорами кодовые сигналы, подаваемые в рельсовую цепь, опреде-
ляются также состоянием управляющих и сигнальных реле входных
светофоров. Для обеспечения работы системы на заданном перегоне
необходимо передать на станцию А информацию о состоянии участка
4П, а на станцию Б — о состоянии участков 777, 277 и ЗП. На каждую из
станций необходимо также передать информацию о состоянии нити
красного огня (КО) и включении разрешающего огня на входном све-
тофоре (РУ) соседней станции. Эти задачи решаются в зависимости от
установленного направления движения схемой линейных цепей.
Реле 1Ж, ЖЗП, 3, РУ — сигнальные реле входного светофора Ч,
КО — огневое реле красного огня и ЗП реле зеленой полосы этого све-
Рнс. 4.14. Схема линейных цепей между станциями А и Б
4*
99
Рис. 4.15. Схема контрола кабельных цепей
тофора. В данной системе централизованной автоблокировки макси-
мальное расстояние между пунктами размещения аппаратуры без дуб-
лирования жил кабеля при автономной тяге составляет 30 км, а при
электрической тяге — 20 км.
В централизованной автоблокировке дня передачи сигналов рель-
совой цепи и АЛС на расстояние до 10—15 км применяют симметрич-
ные кабели с парной скруткой жил. Передающие и приемные жилы
рельсовых цепей в большинстве случаев размещают в разных кабелях,
т.е. применяется двухкабельная магистраль. При этом обеспечивается
высокое переходное затухание между передающими и приемными це-
пями и малый уровень взаимных помех. Однако исходя из требований
безопасности необходимо учитывать увеличение взаимных влияний
между цепями при различных повреждениях, в частности при однопо-
люсном замыкании цепей. Из-за дефицита кабеля систему централизо-
ванной автоблокировки целесообразно реализовать в однокабельном
варианте, при котором питающие и приемные жилы рельсовых цепей
расположены в пределах одного кабеля. Поэтому для повышения без-
опасности в случае замыкания кабельных цепей, а также для примене-
ния однокабедьной магистрали с совмещением питающих и приемных
100
концов необходимы средства контроля исправности кабельных цепей.
Они служат для исключения опасных ситуаций, которые могут возник-
нуть при непосредственном сообщении между жилами кабеля или через
оболочку, а также в случае понижения сопротивления изоляции между
цепями или по отношению к земле. В указанных ситуациях схема кон-
троля должна обеспечить отключение передающих устройств рельсо-
вых цепей от кабельной линии. Схема контроля для трех питающих и
трех приемных цепей (рис. 4.15) содержит д ве идентичные цепи, каждая
из которых состоит из последовательно соединенных источников пита-
ния постоянного тока (блок БВЗ) и высокоомных контрольных реле
(АНШ5-1230) между контролируемыми кабельными цепями. Одно из
контрольных реле {КПЗ, КРЗ) включено между контролируемой цепью
и заземлителем, а другое {ОКП, ОКР) — между кабельной цепью и
одним из полюсов блока питания.
При исправном состоянии цепей обмотки всех контрольных реле
обтекаются током и на табло дежурного по станции горит ровным
белым светом лампа EL. Возбуждено также общеконтрольное реле ОК.
Через фронтовые контакты всех контрольных реле КП, КР и ОК замы-
кается цепь питания генераторов рельсовых цепей. Схема работает в
режиме контроля. В случае обрыва кабельной жилы все контрольные
реле соответствующей цепи контроля лишаются питания (цепи возбуж-
дения контрольных реле замыкаются через кабельные жилы и высоко-
омные обмотки согласующих трансформаторов в путевых коробках).
При этом обесточивается реле ОКП (при обрыве питающей жилы) или
ОКР (при обрыве релейной жилы), и на табло д ежурного мигает крас-
ная лампочка КЛ, цепь питания гендгаторов размыкается.
При замыкании какой-либо кабельной жилы с другой одноимен-
ной (например, жилы, подключающие питающие цепи) или ее заземле-
нии, а также при снижении сопротивления изоляции между одноимен-
ными жилами или при снижении сопротивления изоляции относитель-
но земли отпускают якоря одно или несколько контрольных реле. Реле
ОК обесточивается, что приводит к размыканию цепи питания путевых
генераторов и миганию белой лампы КЛня табло у дежурного. Встреч-
ное включение двух источников питания (блоков БВЗ), запитывающих
контрольные цепи питающих и приемных жил кабеля, и заземление их
объединенной общей точки обеспечивают контроль замыкания или
снижения сопротивления между разноименными жилами кабеля, т.е.
приемной и питающей. При всех указанных выше повреждениях раз-
мыкается цепь общеконтрольного реле ОК, Которое через 8—10 с от-
пускает свой якорь и переводит схему контроля в режим запуска, шун-
тируя своими контактами резисторы R2, R5, R3viR6. После устранения
повреждения схема автоматически переходит в режим контроля. При
этом возбуждаются все контрольные реле и замыкают цепь питания
реле ОК, после чего восстанавливается цепь питания генераторов рель-
совых цепей. Наличие резисторов R2, R5, R3 и R6, включаемых после-
довательно с контрольными реле в режиме контроля, позволяет повы-
101
сить чувствительность схемы к понижению сопротивления изоляции
кабельных испей. Сопротивления резисторов R1 и R4 определяются в
зависимости от количества контролируемых в кабеле цепей. Данная
схема позволяет размещать в одном кабеле питающие н релейные
жилы рельсовых цепей.
4.5. Автоблокировка на участках с пониженным
сшфотивлешем балласта
На ряде участков железных дорог при определенных погодных ус-
ловиях из-за низкого сопротивления изоляции рельсовых нитей проис-
ходит массовое нарушение действия рельсовых цепей, что приводит к
необходимости закрытия автоблокировки на продолжительное время
и к значительным потерям пропускной способности.
Низкое сопротивление балласта является следствием природных
условий (солончаковые почвы, заносимость песками и т.д.) и потерь
при перевозке сыпучих грузов (руда, уголь, соль, минеральные удобре-
ния и тщ.).
Наиболее эффективной мерой обеспечения работоспособности
рельсовых цепей при пониженном сопротивлении балласта является
сокращение их длины. Считается, что уменьшение длины рельсовой
цепи в 2 раза позволяет снизить минимальное рабочее сопротивление в
2 раза. Уменьшение длины рельсовой цепи обеспечивается устройст-
вом в пределах блок-участка трансляционных точек. Каждая трансля-
ция искажает временные параметры кодовых импульсов АЛС. Кроме
того, реализация каждой трансляции связана с установкой изолирую-
щих стыков и необходимостью оборудования ее устройствами
электроснабжения и установкой релейного шкафа. Устройство же
трансляций на участках с рельсовыми плетями не представляется воз-
можным.
Целесообразным способом обеспечения работы автоблокировки
па участках с низким сопротивлением балласта является использова-
102
Бле к - участок 9
блок - участок 1
Рис. 4.17. Структурная схема автоблокировки на участках с низким сопротивлением изо-
ляции при одностороннем движении
ние в пределах существующих блок-участков тональных рельсовых
цепей без изолирующих стыков. Для обеспечения работоспособности
рельсовой цепи при падении сопротивления изоляции г до 0,05 Омкм
длины бесстыковых рельсовых цепей I должны быть 200—250 м
(рис. 4.16).
В схеме автоблокировки для участков с низким сопротивлением
изоляции при одностороннем движении (рис. 4.17) показана аппарату-
ра для точки 7 и частично аппаратура тональных рельсовых цепей для
точки 9. У каждого светофора, кроме шкафа с аппаратурой типовой
автоблокировки РШ АБ, устанавливается шкаф с аппаратурой тональ-
ных рельсовых цепей РШ ТРЦ. При работе тональных рельсовых
цепей включается реле Г, и типовые рельсовые цепи отключаются. С
выключением реле Г, которое может быть включено персоналом непо-
средственно в релейном шкафу или по цепи ДСН с пульта ДСП нажати-
ем кнопки, отключаются тональные и подключаются типовые рельсо-
вые цепи. Восстанавливается действие типовой автоблокировки. Вход-
ное сопротивление аппаратуры тональных частот, подключаемой к
рельсовой линии в путевых коробках К, дня сигнального тока доста-
точно велико. Поэтому при нормальном состоянии балласта и пере-
ключении на типовую кодовую систему отключение аппаратуры то-
103
нальных рельсовых цепей не требуется. В случае же подключения им-
пульсных рельсовых цепей постоянного тока аппаратура тональных
рельсовых цепей в путевых коробках должна отключаться от рельсо-
вой линии. Таким образом, при нормальном состоянии балласта то-
нальные рельсовые цепи резервируют аппаратуру числовой кодовой
автоблокировки. В пределах рассматриваемого блок-участка оборудо-
вано восемь рельсовых цепей без изолирующих стыков.
Аппаратура рельсовых цепей Б1 —Б4 размещена в релейном
шкафу светофора 9, а аппаратура рельсовых цепей А1 — А4 — в релей-
ном шкафу светофора 7. В релейных шкафах тональных рельсовых
цепей размешены генераторы Г и приемники 77. В их обозначениях
в числителе указаны несущие частоты (420 или 480 Гц), а в знамена-
теле — частоты манипуляции (8 или 12 Гц). Логическая схема ЛС осу-
ществляет подключение устройств кодирования УК к передающим и
приемным концам тональных рельсовых цепей. Кодирование осущест-
вляется числовым кодом на сигнальной частоте 25, 50 или 75 Гц после-
довательно с занятием поездом соответствующей тональной рельсовой
цепи. Увязка между показаниями смежных светофоров осуществляется
по линейным цепям Л — ОЛ и С — ОС.
Для рельсовых цепей с одинаковыми несущими и модулирующи-
ми частотами используется один комплект передающей аппаратуры
(рис. 4.18), состоящий из генератора несущей частоты с манипуляцией
(ГМ 42078 или ГМ 480/12), путевого усилителя 77У и индивидуальных
фильтров ФП. Так, комплект передающей аппаратуры ГМ 420/8 на сиг-
104
нальной точке 7 обеспечивает питание рельсовых цепей Б1 и Б2. АЗ и
А4. Выходные трансформаторы между общим путевым усилителем 77У
и фильтром ФП обеспечивают регулировку рельсовых цепей. В пре-
дающие цепи, а также в цепи путевых приемников ПП последовательно
включены конденсаторы С емкостью 4 мкФ и резисторы R = 39 Ом,
осуществляющие развязку каналов тональных рельсовых цепей и чис-
ловой АЛС и выполняющие функции искрогасительных контуров. Пу-
тевые приемники ПП являются пороговыми селективными усилителя-
ми, настроенными на соответствующие несущие и модулирующие час-
тоты. На выходе каждого путевого приемника установлено путевое
реле соответствующего участка. Группы путевых участков А и Б имеют
общие путевые реле АП и БП.
Передающая и приемная аппаратура подключается к рельсовой
линии посредством кабеля через согласующие трансформаторы
ПОБС-2А, размещаемые в путевых коробках К. В этих коробках нахо-
дятся также защитные приборы — предохранители, резисторы, разряд-
ники. Дроссель-трансформаторы устанавливаются только на концах
типовых кодовых рельсовых цепей у изолирующих стыков. Кодирова-
ние числовыми кодовыми импульсами осуществляется от каждой
точки подключения аппаратуры с занятием поездом соответствующей
рельсовой цепи (от общего группового трансмиттерного реле и общего
трансформатора). Группа рельсовых цепей Л на сигнальной точке /ко-
дируется трансмитгерным реле А Т (рис. 4.19), группа рельсовых цепей
Б—трансмитгерным реле БТ. Реле А Т осуществляет также кодирова-
ние типовой кодовой рельсовой цепи, а реле А ТИ при этом решает за-
дачи искрогашения.
Общие кодирующие трансформаторы обозначены соответственно
ТА (на рис. 4.19 не показан) и ТБ. Кодирование рельсовых цепей по
всей длине блок-участка осуществляется одним кодовым сигналом в за-
висимости от показания впереди стоящего светофора. С вступлением
поезда на следующую тональную рельсовую цепь кодирование данной
рельсовой цепи прекращается. Эти зависимости осуществляются кон-
тактами путевых реле. Контроль свободности блок-участка между
сигнальными точками 5 и 7 осуществляет реле Ж1. Это реле в случае
работы типовой рельсовой цепи является повторителем реле Ж, вклю-
ченного на выходе дешифраторной ячейки ДА-, в случае же работы то-
нальных рельсовых цепей Ж1 возбуждается при свободности всех рель-
совых цепей группы Б (контакт БП) и группы А (контакт реле С).
Дешифраторная ячейка используется только для контроля состоя-
ния блок-участка при работе кодовой автоблокировки. Путевые реле
группы А расположены на сигнальной точке 5, поэтому для передачи
информации отточки 5 на точку 7 организуется линейная цепь, на вы-
ходе которой включено реле С, возбужденное при свободности всех
участков группы А и исправности нити красного огня на светофоре 5.
Поляризованное линейное реле Л на сигнальной точке 7 воспринимает
105
информацию о состоянии блок-участков 5 и 3, необходимую для выбо-
ра сигналов для кодирования путевых участков ipynn А и Б.
Кодовые сигналы в цепи трансмиттерного реле А Т выбираются
контактами сигнальных реле Ж1 и 3 (повторитель нейтрального якоря
реле Л), а в цепи БТ—контактами линейного реле Л и реле 3.
Аппаратура релейного конца тональной рельсовой цепи числового
кода подключается постоянно, а аппаратура питающего конца — ты-
ловыми контактами реле Г (рис. 4.20). Необходимость отключения ап-
паратуры питающего конца кодовой рельсовой цепи при включении
тональных рельсовых цепей определяется тем, что конденсатор С1 за-
мыкает накоротко рельсовую линию на тональных частотах. Аппара-
тура тональных рельсовых цепей подключается к рельсовым нитям
через согласующие трансформаторы СТ, в низкоомную обмотку кото-
рых включены защитные резисторы R3 « 0,3 Ом, ограничивающие под-
магничивание согласующих трансформаторов тяговым током асим-
метрии. Защита согласующих трансформаторов от уровней асиммет-
рии, превышающих расчетные, осуществляется предохранителями FA
на 20 А.
Технические решения для реализации системы автоблокировки
предусматривают использование на несущих частотах 420 и 480 Гц.
Рис. 4.19. Схема включения устройств кодирования, сигнальных и линейных цепей на
сигнальной точке 7
106
Рис. 4.20. Схема увязки с системой числовой кодовой автоблокировки
Помимо указанных, используется также частота 580 Гц. В этом случае
при длинах рельсовых цепей / > 250 м (ги >0,07 Ом-км) применяются
две частоты, указанные на рис. 4.20. Все три частоты используются,
если I < 250 м (ги <0,07 Ом-км). Необходимость использования трех не-
сущих частот в бесстыковых рельсовых цепях малой длины определя-
ется требованиями исключения влияний между источником и приемни-
ком различных рельсовых цепей одного пути.
4.6. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями
без изолирующих стыков (АБТ)
Система АБТ предназначается для применения при модернизации
действующих устройств автоблокировки на двухпутных участках с
электрической тягой, а также при новом строительстве. Технические
решения АБТ разработаны с учетом возможности организации посто-
107
Рнс. 4.21. Структурная схема рельсовых цепей АБТ
яшюго двустороннего движения по обоим путям. Движение по пра-
вильному пути предусмотрено по светофорам автоблокировки, апо не-
правильному — по сигналам локомотивных светофоров.
В системе автоблокировки для контроля состояния блок-участков
используются два типа рельсовых цепей (рис. 4.21): первый (ТРЦЗ) —
рельсовые цепи частотой сигнального тока 420 и 480 Гц, контролирую-
щие участки пути длиной до 1 км; второй (ТРЦ4) — для контроля
участков пути на границе блок-участков в зоне расположения путевых
светофоров. Частота сигнального тока этих рельсовых цепей 5000 и
5555 Гц, а длина 100—300 м. В ТРЦЗ и ТРЦ4 сигнальный ток рель-
совой цепи модулируется частотой 8 или 12 Гц. Исключение подпит-
ки от рельсовых цепей соседнего пути осуществляется применением
для каждого пути комбинаций несущих и модулирующих частот, от-
личных друг от друга: для нечетного пути применяются комбинации
420/8, 480/12, 5000/12, 5555/8 Гц; для четного — 420/12, 480/8, 5000/8,
5555/12 Гц. Исключение подпитки от рельсовых цепей этого же пути
осуществляется чередованием комбинаций несущих и модулирующих
частот таким образом, что любой путевой приемник данной рельсовой
цепи удален от путевого генератора с ивдентичными комбинациями
частот на расстояние, обеспечивающее затухание сигнала настолько,
что он не воспринимается путевым приемником.
108
Зона предварительного шунтирования ТРЦ4 не более 15 м. Поэто-
му для исключения появления на светофоре красного огня в случае
приближения к нему поезда этот светофор размещают на расстоянии
/1 = 20 м от питающего конца ТРЦ4. Передача сигналов АЛС обеспе-
чивается с момента занятия рельсовой цепи поездом. С вступлением
поезда за светофор 7 и обесточиванием приемника 1АП сигналы АЛС
начинают передаваться из релейного шкафа сигнальной точки 7 в рель-
совые цепи 1А и 2А с передающего конца РЦ 2А/2Б.
После занятия поездом РЦ 2Б сигнал АЛС начинает передаваться в
нее с приемного конца РЦ 2Б/1Б. Кодирование РЦ 1Б с передающего
конца РЦ 1Б/1А наступает также после занятия ее поездом. Кодирова-
ние рельсовой цепи между сигналами 5 и 7 обеспечивается только при
свободном состоянии всех рельсовых цепей этого блок-участка, а
также РЦ 1А за светофором 5. Эта рельсовая цепь выполняет функцию
защитного участка. Разрешающее показашю на светофоре 7 появляется
также при свободности РЦ 1А за светофором 5. Наличие защитного
участка повышает безопасность движения поездов и улучшает условия
для передачи сигналов АЛС.
Устройство рельсовых цепей системы АБТ для сигнальной точки 5,
а также цепи кодирования, осуществляемого от трансформатора коди-
рования ТК (рис. 4.22), аналогично применяемым для участков с пони-
женным сопротивлением изоляции (см. рис. 4.17). Для защиты аппара-
туры от влияния тягового тока и выравнивания его в рельсовых нитях
при электрической тяге у каждого светофора устанавливают дроссель-
трансформатор (ЦТ-0,6-500 или ДТ-1-150 соответственно при тяге по-
стоянного или переменного тока).
Использование сигнального тока тональной частоты позволяет
значительно снизить потребляемую мощность, применить для постро-
ения аппаратуры современную элементную базу и методы обработки
сигналов.
Передающая и приемная аппаратура при выполнении условий ос-
новных режимов работы рельсовых цепей должна соответствовать тре-
бованиям безопасности, предъявляемым к устройствам СЦБ. Аппара-
тура должна был» универсальной по возможностям ее применения в
различных системах автоблокировки и по условиям эксплуатации в по-
стовых помещениях и релейных шкафах. Применение для передачи ин-
формации амплитудно-модулированных сигналов обеспечивает на-
дежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и
импульсных помех тягового тока.
Аппаратура тональных рельсовых цепей ТРЦЗ разработана с уче-
том работоспособности при низком сопротивлении балласта и содер-
жит путевой генератор ГП, путевой фильтр ФПМ и путевой приемник
ПП.
Управление огнями путевых светофоров и выбор кодовых сигна-
лов АЛС осуществляются линейными реле 1Л и 2Л (рис. 4.23) комбини-
109
рованного типа и их повторителей Л, ЖиЗ (схема на рис. 4.23 дана для
одностороннего движения). Реле ЗЛ и 2Л включены в линейную цепь,
которая используется для передачи информации о сигнальном показа-
нии путевого светофора, переноса красного огня на предыдущий свето-
фор при перегорании лампы красного огня на светофоре, ограждаю-
щем занятый блок-участок, и включения кодирования при вступлении
поезда на блок-участок. Линейные реле получают питание от впереди
расположенной по ходу движения сигнальной установки. В линейной
цепи фронтовыми контактами повторителей путевых реле АП и БП
проверяется свободного» блок-участков, фронтовыми контактами
ЗАП—свободность защитного участка. При разрешающем показании
светофора через фронтовые контакты реле О в линейную цепь подается
ток прямой полярности. На предыдущей сигнальной установке линей-
ные реле возбуждают реле Ж и 3, и на светофоре горит лампа зеленого
огня. Цепь возбуждения высокоомных линейных реле сигнала /прохо-
дит через низкоомную обмотку кодово-включающего реле КВ на сиг-
нальной установке 5. Однако вследствие малого тока в линейной цепи
реле КВ не возбуждается. Оно возбуждается только с момента занятия
блок-участка 7, т.е. при обесточенном состоянии реле ЗАП или 2АП в
замыкании тыловыми контактами АП линейной цепи на сигнальной
точке 7. Фронтовой контакт реле КВ включает цепь трансмиттерного
реле Т для кодирования РЦ ЗА и 2А с питающего конца РЦ 2А/2Б.
Рис. 4.22. Схема рельсовых цепей АБТ на сигнальной точке J
110
Рне. 4.23. Схемы линейных реле, устройств кодирования и включения огней светофора
С вступлением поезда на РЦ 2Б и далее 1Б цепь трансмиттерного
реле замыкается через тыловой контакт БП. При перегорании ламп
разрешающего показания светофора 5 (обесточивание реле О) или
когда горит красный огонь на этом светофоре, через тыловые контак-
ты реле О и фронтовые КО в линейную цепь подается ток обратной
полярности. Реле 1Л и 2Л возбуждается током обратной полярности,
реле 3 без тока, на светофоре 7 включается лампа желтого огня. Если
занят блок-участок 7 или перегорела нить лампы красного огня (основ-
ной и резервной) на светофоре 5 (при запрещающем показании свето-
фора), то линейная цепь размыкается, линейные реле и их повторители
Ж и 3 на сигнальной точке 7 обесточиваются и на этом светофоре вклю-
чается красный огонь.
На всех огнях светофора предусмотрены двухнитевые лампы. Горе-
ние ламп.разрешающих огней контролируют огневые реле РО и О, со-
единенные последовательно с основной нитью. В случае перегорания
основной нити обесточивается РО и тыловым контактом подключает
резервную нить лампы последовательно с реле О. Таким образом, реле
О находится под током при горении основной и резервной нитей
лампы разрешающего огня. Основная и резервная нити лампы красно-
ш
го огня контролируются раздельно огневыми реле КО1 и КО2 в холод-
ном и горячем состояниях. При перегорании основной нити обесточи-
вается реле КО1 и тыловым контактом включает резервную нить
лампы.
4.7. Микроэлектронные системы автоблокировки
На сети железных дорог России широкое распространение получи-
ла числовая кодовая автоблокировка. В этой системе используется
один частотный канал, организованный по рельсовой линии. В зависи-
мости от ввда тяги частота несущего колебания 25, 50 или 75 Гц. Пере-
дача информации осуществляется в результате амплитудной манипуля-
ции несущей и числовым кодированием. Система кодовой автоблоки-
ровки позволяет передавать сообщения КЖ, ЖпЗ.Иа. выходе дешиф-
ратор а включены два сигнальных реле, поскольку кодовые
комбинации Ж и 3 приемником воспринимаются одинаково. В качест-
ве элементной базы использованы электромагнитные реле. Из-за огра-
ниченности функциональных возможностей, высокой энерго- и мате-
риалоемкости аппаратуры, низкой помехозащищешюсти и надежнос-
ти эта система не в полной мере удовлетворяет возросшим
требованиям, предъявляемым к современным устройствам интерваль-
ного регулирования движения поездов. Анализ отказов числовой кодо-
вой автоблокировки показывает, что более 50 % из них приходится на
рельсовые цепи. Почти половина этих отказов вызвана ее неустойчи-
вой работой при флуктуациях сопротивления балласта и при мешаю-
щем действии помех от тягового тока.
Дальнейшее совершенствование систем автоблокировки связано с
переводом технических средств на современную, более надежную мик-
роэлектронную элементную базу. Это позволяет расширить их функци-
ональные возможности, снизить энерго- и материалоемкость аппарату-
ры. Применение новых, более совершенных алгоритмов обработки
сигналов контроля рельсовой линии (КРЛ), реализация которых на
старой элементной базе была принципиально невозможной, обеспечи-
вает повышение устойчивости функционирования системы КРЛ в ус-
ловиях воздействия дестабилизирующих факторов.
Рассмотрим особенности построения и способы технической реа-
лизации микроэлектронных систем автоблокировки.
Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки
(АБ-ЧКЕ). Эта система разработана для повышения устойчивости
функционирования рельсовой цепи в условиях изменяющегося в широ-
ких пределах сопротивления изоляции, повышения надежности аппа-
ратуры, помехозащищенности системы контроля состояний рельсовой
линии, снижения энерго- и материалоемкости, а также эксплуатацион-
ных затрат на содержание устройств. Система АБ-ЧКЕ функщгональ-
112
но и электромагнитно совместима с релейной автоблокировкой. В от-
личие от эксплуатируемой системы микропроцессорный дешифратор
АБ-ЧКЕ различает кодовые комбинации желтого и зеленого огней и
имеет сигнальные реле Ж, ЖЗ и 3. Это позволяет реализовать четырех-
значную сигнализацию без дополнительных пар кабеля и аппаратуры.
Конструктивно аппаратная часть автоблокировки АБ-ЧКЕ (мик-
ропроцессорный путевой приемник МПП-ЧКЕ) выполнена в виде
одного металлического блока размерами 230x330x270 мм и массой, не
превышающей 5 кг. На раме блока размещаются съемные узлы, кото-
рые в процессе эксплуатации легко можно заменить. Масса типового
элемента замены (ТЭЗ) не превышает 400 г. В состав ТЭЗ МПП-ЧКЕ
входят источник питания, ячейка запуска, схема контроля и два узла
центрального процессора.
Конструкция аппаратуры АБ-ЧКЕ позволяет проводить модер-
низацию устройств, заменяя аппаратуру методом "шкаф на шкаф".
МПП-ЧКЕ может быть установлен в релейных шкафах любого типа
или размещен на стативах станционных систем централизации. После
замены релейной системы на АБ-ЧКЕ заново выполнять регулировку
рельсовой цепи не требуется.
Блок микропроцессорного путевого приемника включает в себя
следующие функциональные узлы числовой кодовой автоблокиров-
ки: БИ-ДА, БС-ДА, БК-ДА, КПТ-5 (КПТ-7); трансмиттерное реле
ТШ-65В и импульсное путевое реле ИМВШ-110 или ИВГ. Путевой
приемник МПП-ЧКЕ выполнен на современной элементной базе —
микросхемах средней степени интеграции серии 1533 и микропроцес-
сорном комплекте 1821. Аппаратура АБ-ЧКЕ рассчитана на работу
при колебаниях температуры окружающей среды от минус 45 до
плюс 65 °C и относительной влажности воздуха до 95 %. Расчетное
среднее время наработки на отказ 40 000 ч. Микропроцессорный путе-
вой приемник является универсальным. Он рассчитан для эксплуата-
ции на участках с электротягой постоянного и переменного тока, а
также автономными видами тяги; МПП-ЧКЕ имеет два режима рабо-
ты: трансляции и приемопередачи сигналов. Как транслятор МПП-
ЧКЕ можно использовать в устройствах автоматической переездной
сигнализации и электрической централизации для кодирования стан-
ционных рельсовых цепей. Режим и настройка МПП-ЧКЕ на кодовые
комбинации, формируемые трансмиттерами КПТ-5 и КПТ-7, выбира-
ются коммутацией настроечных перемычек.
В МПП-ЧКЕ процедуры контроля состояния рельсовой линии, де-
модуляции, декодирования и формирования сигналов выполнены на
программном уровне. Полезный сигнал обнаруживается методом по-
иска разладки случайного процесса. При разработке алгоритма обна-
ружения учитывались результаты экспериментальных исследований
статистических характеристик дестабилизирующих факторов, позво-
ляющие компенсировать их мешающее воздействие на функционцро-
113
вание системы КРЛ. Под разладкой понимается скачкообразное изме-
нение свойств случайного процесса.
Различают положительную и отрицательную разладки. Примени-
тельно к контролю состояний рельсовых линий под положительной
разладкой понимают скачкообразное изменение амплитуды сигнала
контроля в момент освобождения рельсовой линии подвижным соста-
вом. Отрицательная разладка заключается в скачкообразном сниже-
нии амплитуды сигнала контроля, происходящей под действием поезд-
ного шунта или при нарушении целостности рельсовых нитей.
Из рекуррентных методов обнаружения разладки широкое распро-
странение нашел алгоритм кумулятивных сумм с отражающим экра-
ном. Он представляет собой модифицированный последовательный
анализ Вальда. Правило обнаружения разладки строится на сравнении
на й-м шаге решающей статистики Sh с фиксированным порогом Г7Пв-
Статистика
где W\ (Кл| 0 г), Wo (Кл| 01) — условные плотности распределения вероятностей наличия
сигнала с параметрами 02 н 01 в выборке {Ул}; 01 — амплитуда сигнала на входе
приемника в шунтовом, а 02 — в нормальном режиме; { }+ - шах {0, 5л}.
Порог 17пв устанавливается исходя из требуемой вероятности пра-
вильного фиксирования свободного состояния рельсовой линии.
Таким образом, если на й-м шаге выполняется условие Sh > (7Пв, при-
нимается решение о свободном и исправном состоянии рельсовой
линии. Если Sh < Um, то справедливой считается гипотеза о занятом
или неисправном состоянии линии, и выполняется следующее (й + 1)-е
наблюдение. Если кумулятивная сумма на произвольном шаге отрица-
тельна, то на следующем шаге ее значение обнуляется, что в формуле
(4.1) обозначено (+).
02
иср
wi(Y\0z)
Шунтовой, режим
Нормальный режим
Uot
0f
Рис. 4.24. Диаграмма напряжений на входе путевого приемника
114
Поясним работу приемника, реализующего алгоритм (4.1), на при-
мере, когда подвижной состав освобождает рельсовую линию и проис-
ходит переход из шунтового режима в нормальный (рис. 4.24).
В шунтовом режиме на входе решающего устройства приемника
присутствует смесь Yh слабого полезного сигнала с амплитудой 0 и
помех n(th): Yh = Oi+ n(th)-
В этом случае значения функции Wo (Ул| 0 i) превышают W\ (УА| 0г),
с . ^1(УА|02)
а логарифм отношения правдоподобия 1п ----'—\---- вследствие
И''»(Кл |0i)
случайного характера помех л(гА) с одинаковой вероятностью прини-
мает положительные и отрицательные значения. Согласно алгоритму
(4.1) отрицательные значения кумулятивной суммы принудительно об-
нуляются. Таким образом, в шунтовом режиме решающая статистика
флуктуирует около нулевого значения (рис. 4.25).
В нормальном режиме на входе приемника действует смесь
полезного сигнала высокого уровня 02 и помехи. Значения функ-
ции Wi (УА| 02) в произвольный й-й момент превышают величину
Wo (Yh\ 01), и логарифм их отношения всегда положителен. В этом
случае кумулятивная сумма (4.1) с ростом номера шага h непрерывно
возрастает. После повышения решающей статистики Sh порога разлад-
ки (7пв приемник фиксирует свободное состояние рельсовой линии.
Аналогичным образом приемник работает при переходе из нормально-
го режима в шунтовой или контрольный.
Решение об изменении режима выносится не сразу после скачка
входного напряжения в момент времени и (см. рис. 4.24 и 4.25), а по
истечении некоторого времени Тр = (hp —hi) А -с, в течение которого
на каждом шаге проверяется факт наличия полезного сигнала [Ат —
интервал квантования входной реализации; (йр — hi) — количество от-
счетов на обнаружение разладки случайного процесса]. Значение вели-
чины (hp —hi) равно 4—5.
115
В течение временного интервала Гр на каждом отсчете hi е [Ль Лр)
приемник анализирует процесс накопления кумулятивной суммы. Если
такой процесс происходит, то после превышения решающей статисти-
ки Sh порога (7пв принимается решение об изменении режима работы
рельсовой цепи. Процесс накопления кумулятивной суммы Sh аналоги-
чен сглаживанию реализации сигнала Y (th). Благодаря этому свойству
исключаются ситуации ложного срабатывания приемника под дейст-
вием случайных импульсных помех или при кратковременной (до 3 —
10 с) потере поезд ного шунта.
Для повышения устойчивости работы автоблокировки при из-
менении в широких пределах сопротивления балласта приемник
МПП-ЧКЕ дополнен адаптивным алгоритмом обработки сигналов,
обеспечивающим автоматическую регулировку порога обнаружения и
коэффициента возврата. Приемник МПП-ЧКЕ имеет следующие рабо-
чие характеристики: вероятность ложного срабатывания при пороге
обнаружения разладки равна восьми и при соотношении "сигнал/поме-
ха", равном трем, не превышает 10~12.
Вход приемника соединен с рельсовой линией через дроссель-
трансформатор ДТ-0,2 (ДТ1-150) и устройство защиты и согласования
УЗС. В качестве УЗС используется защитный блок-фильтр ЗБФ-1 при
электрической тяге постоянного тока или полосовой фильтр ФП-25
(ФП-75) на участках с тягой переменного тока. Для защиты МПП-ЧКЕ
от грозовых перенапряжений на его входе (до фильтров) включен элек-
тронный блок защиты БЗЭ-1 с порогом ограничения напряжения 70 В.
Структурно микропроцессорный путевой приемник системы авто-
блокировки АБ-ЧКЕ выполнен по схеме "два по два" (рис. 4.26). Он со-
стоит из двух двухкомплектных каналов и интерфейсного модуля ИМ.
Каждый канал содержит два узла ЦП1 и ЦП2 центрального процессо-
ра и схему контроля СК. В интерфейсный модуль входят: узел выбора
канала и перезапуска; бесконтактный коммутатор тока БКТ; схемы
контроля передаваемой кодовой комбинации и контроля целостности
нитей накала светофорных ламп, а также схема сопряжения с аппарату-
рой системы частотного диспетчерского контроля.
Нормально оба канала МПП-ЧКЕ находятся в рабочем состоянии.
Один из них является ведущим (на рис. 4.26 слева), а другой — ведо-
мым. Ведущий канал через узел выбора и перезапуска ИМ подключен
к рельсовой линии, сигнальному реле, бесконтактному коммутатору
тока и камертонному генератору ГК-6 системы частотного диспетчер-
ского контроля. При исправных аппаратных средствах этот канал вы-
полняет технологический алгоритм обработки информации сигналь-
ной точки автоблокировки.
После демодуляции и декодирования принятого сигнала возбужда-
ются соответствующие сигнальные реле (Ж ЖЗ или 3). Для повышения
помехозащищенности при дешифрировании кодовых комбинаций Ж
иди 3 реле ЖЗ или 3 срабатывает при условии одинакового приема не
116
Рис. 4.26. Структурная схема системы АБ-ЧК.Е
менее трех кодовых циклов. Выключение сигнальных реле при скачко-
образном уменьшении полезного сигнала под действием поездного
шунта осуществляется сразу, а при смене кодирования — в конце пос-
ледней принятой кодовой комбинации. Таким образом, инерцион-
ность системы АБ-ЧКЕ, определяемая как интервал времени между мо-
ментами изменения сигнала в рельсовой линии и смены показания про-
ходного светофора, не превышает 3—4 с.
В МПП-ЧКЕ реализован метод приема сигналов в целом. Суть его
состоит в следующем. В ПЗУ декодера хранятся эталонные кодовые
комбинации, используемые в системе автоблокировки. В процессе де-
117
кодирования принимаемый сигнал сравнивается с контрольным. Для
идентификации кодовой комбинации временные различия длительнос-
тей импульсов, интервалов и цикла между эталонным и принятым сиг-
налами не должны превышать 0,05 с. Если кодовые комбинации не со-
впадают или разница длительностей посылок превышает 0,05 с, осу-
ществляется отбраковка сигнала. В противном случае происходит
выполнение команды — возбуждение соответствующих сигнальных
реле.
В процессе функционирования МПП-ЧКЕ с контрольных точек
ЦП1 и ЦП2 обоих каналов через специальные узлы сжатия данных на
входы схем контроля СК подаются тестовые сигналы, которые сравни-
ваются. При рассогласовании комплектов СК перезапускает их, кон-
тролируя восстановление синхронности функционирования. Сбой или
неисправность в ведущем канале одновременно фиксируется схемой
выбора, которая реконфигурирует структуру МПП-ЧКЕ, переключая
его выходы на ведомый. Для восстановления работоспособного состо-
яния неисправного канала в приемнике используется восемь импульсов
перезапуска. Если в течение этой серии импульсов канал не начнет нор-
мально функционировать, схема рестарта прекращает работу, а выхо-
ды МПП-ЧКЕ остаются подключенными к ведомому каналу. По
системе частотного диспетчерского контроля на станцию передается
информация о предотказном состоянии МПП-ЧКЕ. Для этого в интер-
фейсном модуле приемника имеется специальная ключевая схема, обес-
печивающая сопряжение аппаратуры МПП-ЧКЕ с камертонным гене-
ратором ГК-6 системы ЧДК. Если от импульсов запуска восстанавли-
вается синхронная работа комплектов, то вновь запущенный ведущий
канал подключается к выходам МПП-ЧКЕ.
В блоке МПП-ЧКЕ предусмотрен контроль целостности нитей на-
кала ламп проходного светофора. Наличие этой информации позволя-
ет на программном уровне осуществлять функции переноса красного
огня, изменять кодирование при перегорании ламп разрешающих
огней на светофоре в соответствии с требованиями Инструкции по сиг-
нализации на железных дорогах Российской Федерации.
В интерфейсном модуле с помощью БКТ осуществляется моду-
ляция сигнала, питающего рельсовую цепь, а также контроль пра-
вильности передаваемой кодовой комбинации. Для включения сиг-
нальных реле Ж, ЖЗ и 3 в блоке ИМ имеются три усилителя мощности,
обеспечивающие необходимое напряжение (10—12,5 В) для срабатыва-
ния реле. В качестве сигнальных используются нейтральные реле
АНШ2-1230.
Для удобства обслуживания аппаратуры АБ-ЧКЕ на лицевой пане-
ли корпуса МПП-ЧКЕ установлены световые индикаторы, сигнализи-
рующие о наличии питающего напряжения и рабочем состоянии веду-
щего и ведомого каналов. По характеру мигания световых ицдикато-
118
ров, включенных на входе и выходе МПП-ЧКЕ, можно судить о прини-
маемой и формируемой кодовых комбинациях.
Микроэлектронная система автоблокировки АБ-El. В состав аппа-
ратуры сигнальной точки автоблокировки входят: блоки приемопере-
датчиков непрерывного канала связи (БПП-НКС) и системы передачи
информации по проводной линии связи (БПП-СПИ); микропроцессор-
ный путевой приемник (МПП); устройства защиты и согласования с
рельсовой линией (УЗС) и проводной линией связи (УЗСЛ). УЗС вклю-
чает в себя трансформатор усилителя мощности БПП-НКС (ТКУ),
дроссель согласования (ДС), электронный блок защиты (БЗЭ) и блоки
конденсаторов БК-1 и БК-2. Конструктивно микроэлектронная аппа-
ратура автоблокировки выполнена в виде металлических корпусов,
внутри которых размещаются типовые элементы замены. Размеры ап-
паратуры АБ-El таковы: БПП-НКС и БПП-СПИ — 500x332x230 мм;
МПП — 420x332x230 мм; УЗСЛ— 195x120x140мм; блокиДС, БК-1,
БК-2 и ТКУ — 145x120x115 мм.
Автоблокировка АБ-El функционально и электромагнитно со-
вместима с автоматической локомотивной сигнализацией АЛС-ЕН.
Для повышения устойчивости функционирования системы КРЛ в
условиях воздействия дестабилизирующих факторов обработка полез-
ных сигналов в приемнике осуществляется по алгоритму кумулятив-
ных сумм. Благодаря его применению удалось обеспечить устойчивую
работу рельсовой цепи длиной 2500 м при колебаниях сопротивления
балласта от 50 до 0,45 Ом-км.
Проблема обеспечения безопасности микроэлектронных аппарат-
ных средств автоблокировки решается применением: трехкомплектно-
го резервирования стандартных модулей, выполняющих одинаковые
функции; мажоритарной структуры построения д ля обнаружения неис-
правного или отказавшего комплекта; жесткой синхронизации и по-
тактного сравнения сигналов в контрольных точках различных ком-
плектов; специальных устройств контроля с односторонними отказа-
ми, обеспечивающих надежное отключение неисправного комплекта и
последующий его ввод в работу.
В системе АБ-El использован один непрерывный частотный канал
(НКС) с несущей 174,38 Гц. Передача информации осуществляется в
результате двукратной фазоразностной манипуляции и кодирования
сообщений модифицированным кодом Бауэра.
Структура организации кодового цикла параллельная: по од ному
подканалу передаются кодовые комбинации (КК), а по другому —
сигналы цикловой синхронизации (ЦС) в виде синхрогрупп (СГ).
Применение двукратной ФРМ позволяет повысить помехоустойчи-
вость в 2 раза по сравнению с амплитудной модуляцией. Использова-
ние комбинаций кода Бауэра в информационном и синхроподканалах
обеспечивает эффективную кодовую защиту.
119
8
Рис. 4.27. Структурная схема сигнальных точек системы АБ-Е1
Lj—J-I S7Nl L—J-'*-
—I 5Л'0Л
В структурной схеме двух сигнальных точек микроэлектронной
автоблокировки АБ-El (рис. 4.27) показаны: блоки приемопередатчи-
ков сигналов непрерывного канала связи и системы передачи информа-
ции по линейной цепи; микропроцессорный путевой приемник; устрой-
ство защиты и согласования с рельсовой линией; путевое МП, сигналь-
ные реле 30, 3J, 32, реле двойного снижения напряжения ДСН и
извещения о приближении поездов ИП1—ИПЗ. Все перечисленные
реле нейтральные АНШ2-1230.
Приемник МПП предназначен для контроля состояния рельсовой
линии. При ее свободном и исправном состоянии возбуждается реле
МП. Если рельсовая линия занята подвижным составом или неисправ-
на, то реле МП обесточено.
Блок БПП-НКС предназначен для демодуляции и декодирования
ФРМ-сигналов, управления сигнальными реле, формирования и усиле-
ния сигналов, передаваемых в рельсовую цепь соседнего блок-участка.
Блок БПП-НКС рассчитан на подключение четырех сигнальных реле.
Однако реально в БПП-НКС используются только три: 30,31 и 32. На-
стройка блоков приемопередатчиков для формирования синхрогрупп
и кодовых комбинаций в зависимости от числа свободных блок-участ-
ков и разрешенной скорости движения осуществляется настроечными
перемычками НП.
Устройство УЗС разработано с учетом обеспечения требований
электромагнитной совместимости системы АБ-El с аппаратурой авто-
блокировки числового кода.
Питание микроэлектронных блоков БПП-НКС, БПП-СПИ и
МПП осуществляется через понижающие трансформаторы ТП
(ПОБС-5А). Для защиты устройств от воздействия импульсных помех
по цепям питания в первичные обмотки ТП включены сетевые фильт-
ры СФ. Электроснабжение сигнальной точки автоблокировки осу-
ществляется от высоковольтной линии. Мощность, потребляемая оди-
ночной сигнальной точкой, не превышает 80 ВА.
Приемник'МПП выполнен по двухкомплектной схеме с жесткой
синхронизацией (рис. 4.28). Каждый комплект содержит модули цент-
рального процессора ЦП1, ЦП2 и сигнатурные анализаторы СА. Кон-
троль правильности функционирования МПП осуществляет однокас-
кадная схема контроля СК. Первоначальный запуск приемника и син-
хронизация ЦП1 и ЦП2 осуществляет узел запуска УЗ. Входные цепи
приемника содержат: полосовой фильтр ПФ, детектор огибающей Д,
интегратор И и аналого-цифровой преобразователь АЦП.
Рассмотрим работу приемника. Полезный сигнал с выхода
рельсовой линии через полосовой фильтр ПФ поступает на детектор
огибающей, где выпрямляется, сглаживается в интеграторе И и затем с
помощью АЦП квантуется по амплитуде и дискретизируется по време-
ни. Значения сигнала в двоичной форме по шине данных 7ЛД подаются
на входные порты узлов ЦП1, ЦП2 обоих комплектов. Поступившие
121
Рис. 4.28. Структурная схема микропроцессорного путевого приемника системы АБ-Е1
данные обрабатываются в соответствии с хранящимся в ПЗУ алгорит-
мом. Если после выполнения расчетов значение решающей статистики
превысит порог, то на шинах У1 и У2 появляются управляющие им-
пульсы напряжения, открывающие входы схемы контроля. В этом слу-
чае контрольный сигнал V частотой 89,9 кГц с выхода узла запуска
через СК подается на усилитель мощности УМ для включения реле
МП. Если кумулятивная сумма не превышает порога, то сигналы на
выходах У1 и У2 отсутствуют, а якорь реле МП отпущен.
В процессе нормального функционирования приемника с кон-
трольных точек узлов ЦП1 и ЦП2 по информационным шинам ИШ на
схему сигнатурного анализатора СА подаются тестовые сигналы. СА
формирует общие контрольные сигналы 1КТ, 1КТ, 2КТ и 2 КТ, харак-
теризующиеработоспособностъ узлов ЦП1 и ЦП2. Если формы сигна-
лов 1КТ, 1КТи 2 КТ, 2/^Гсовпадают, то схема контроля фиксирует пра-
вильную работу комплектов. Свечение индикаторных светодиодов ЧО
и ПО свидетельствует об исправном состоянии приемника. В про-
тивном случае фиксируется сбой. На выходах Диагностика 1 и Диа-
гностика 2 появляются управляющие импульсы, воздействующие на
узел запуска УЗ, который с заданной выдержкой времени формирует
управляющие импульсы Запуск 1 и Запуск 2 для восстановления рабо-
тоспособного состояния комплектов приемника. Если в результате воз-
действия этих импульсов нормальное функционирование приемника
восстанавливается, то управляющие сигналы Диагностика 1 и Диагнос-
тика 2 снимаются. В противном случае, когда отказ в одном из каналов
приемника устойчивый и восстановления работоспособного состояния
приемника не происходит, ячейка защиты ЯЗ отсчитывает восемь им-
пульсов запуска и останавливается. Приемник переходит в устойчивое
положение безопасного отказа.
122
При первом включении питания, а также после перерывов электро-
снабжения работоспособное состояние приемника восстанавливается
узлом запуска по шинам Запуск 1 и Запуск 2. После включения напря-
жения на этих шинах появляется последовательность импульсов, уста-
навливающая микропроцессорные комплекты узлов ЦП1 и ЦП2 в ис-
ходное состояние. С этого момента начинается нормальное функцио-
нирование приемника МПП.
Номенклатура ТЭЗ МПП такая: узел центрального процессора и
ячейки запуска, узел схемы контроля, источник питания и полосовой
фильтр.
Блок БПП предназначен для приема, обработки, формирования и
передачи информации. Ои имеет два варианта исполнения. В пер-
вом варианте БПП рассчитан для работы по рельсовой линии —
БПП-НКС, во втором — по проводной линии связи — БПП-СПИ.
При работе по непрерывному каналу связи используется несущая
частота 174,38 Гц, а при работе с системой передачи информации —
2790 Гц.
Блок БПП имеет троированную мажоритарную структуру с аппа-
ратным резервированием (рис. 4.29). Мажоритарный принцип постро-
ения аппаратуры предполагает сравнение результатов функциониро-
ПФ УО
Огл
УЗС
!ПК
гля
тс
!ПК
- дн
гпк
“тс
♦4
Диагностика г
Диагностика I
А*
ЧГн
I
At
вг
ДК
4fH
ТГГ
вг
ШВСГ
-----£
швсз г*
АКК------
=J швкг
КТЗ
Фнс*
А*
гпк
т?
Ч/н
Запуск г
У Г
Синтеза тор
частот
§>—
.---
Ннвика-^^
тор
отказа
кокл
ЯЗ
лента
Рис. 4.29. Структурная схема приемопередатчика системы АБ-Е1
123
вания комплектов аппаратуры и принятие решения о правильности
работы устройства в целом методом голосования по большинству оди-
наково работающих узлов. Например, в системе АБ-El принято, что
микроэлектронные блоки автоблокировки отвечают требованиям без-
опасности, если в процессе работы как минимум два комплекта из трех
показывают одинаковые результаты выполнения алгоритма обработ-
ки сигналов.
Блок БПП-НКС выполнен на элементах жесткой логики с примене-
нием микросхем малой и средней степеней интеграции серий 133, 1533.
В состав БПП входят полосовой фильтр ПФ, усилитель-ограничитель
УО, трехкомплектные модем и кодек, схема контроля и модуль диа-
гностики СК и МД, ячейка запуска ЯЗ и синтезатор частот.
Полосовой фильтр ПФ в зависимости от исполнения БПП настроен
на несущую частоту канала 174,38 или 2790 Гц. Усилитель-ограничи-
тель обеспечивает формирование сигнала TTL-уровня, необходимого
для работы микросхем. Этот сигнал подается на входы трех комплек-
тов демодулятора. Демодуляция ФРМ-сигнала осуществляется по ме-
тоду однократной пробы. Измерение разности фаз сводится к оценке
временного интервала между фронтами информационных сигналов,
соответствующих максимуму отношения "сигнал/помеха" в течение
элементарной посылки ФРМ-сигнала.
На выходах демодуляторов образуются последовательные кодо-
вые комбинации. По первому подканалу передаются синхрогруппы
СГ, а по второму — кодовые комбинации КК. По фронту сигнала так-
товой синхронизации ТС принимается решение о разности фаз между
соседними посылками кодовых комбинаций.
Обработка информации непрерывного канала связи в БПП сводит-
ся к выделению сигнала цикловой синхронизации (ЦС), обеспечению
кодовой защиты от сигналов соседних блок-участков по сигналу ЦС,
декодированию КК, принятию решения об информационном значении
КК, формированию управляющего сигнала для возбуждения сигналь-
ных реле, формированию кодовых комбинаций в первом и втором фа-
зовых подканалах в соответствии с поездной ситуацией.
Поступающие по 1ПК и 2ПК данные декодер ДК преобразует из
последовательной формы в параллельную и обеспечивает сравнение
принятых кодовых комбинаций с контрольными, хранящимися в ПЗУ.
Для "разрешенных" синхрогрупп осуществляется декодирование кодо-
вой комбинации, которая затем преобразуется в информационную пос-
ледовательность, соответствующую количеству свободных блок-участ-
ков. Эта последовательность по шине управления реле ШУР подастся
на схему контроля для включения сигнальных реле 30, 31, 32, а также
по шинам выбора кода ШВКи синхрогруппы ШВС на датчик кодовых
комбинаций ДККдля формирования сигналов, передаваемых в рельсо-
вую цепь соседнего блок-участка.
124
Датчик кодовых комбинаций ДКК преобразует входную информа-
цию в последовательную для передачи по двум подканалам: D1 (син-
хрогруппы) и D2 (кодовые комбинации). Эти данные поступают на мо-
дулятор М. ФРМ-сигнал подается на усилитель мощности УМ, выход
которого через устройства защиты и согласования УЗС подключен к
передающему концу рельсовой цепи.
Схема контроля осуществляет контроль синхронности работы трех
комплектов БПП. При исправности комплектов контрольные сигналы
КТ и КТ идентичны. Если произошел сбой в одном из комплектов, то
БПП реконфигурирует и продолжает работать в двухкомплектном со-
ставе. СК фиксирует возникшую неисправность и с помощью модуля
диагностики осуществляет перезапуск комплектов. В процессе восста-
новления работоспособного состояния отказавшего комплекта инфор-
мация на выходах БПП не теряется. Если отказавший комплект не вос-
станавливается, то СК после восьми импульсов перезапуска отключает
выходы неисправного комплекта. Погашенное состояние светодиода
"Частичный отказ" свидетельствует о предотказном состоянии БПП.
На передней панели блока осуществляется индикация номера отказав-
шего комплекта. При возникновении отказов в одном из оставшихся
или обоих комплектах происходит переход схемы в защитное состоя-
ние. Тогда все выходы БПП отключаются. Гаснет светодиод "Полный
отказ", свидетельствующий о полной неработоспособности БПП.
Синтезатор частот вырабатывает сигналы рабочих частот, исполь-
зуемые для работы узлов БПП: 64/"н — сигнал тактовой частоты для ос-
новных узлов БПП; U—сигнал контрольной частоты; F3 — сигнал за-
пуска, с помощью которого осуществляется перезапуск комплектов.
Конструктивно узлы БПП размещены на четырех типовых элемен-
тах замены. ТЭЗ включают в себя: полосовой фильтр, три узла моде-
мов и кодеков, ячейку запуска, схему контроля, источник питания
вместе с усилителем мощности.
Питание рельсовых цепей (рис. 4.30) осуществляется навстречу дви-
жения поездов для того, чтобы передаваемую информацию могли вос-
принимать локомотивы, оборудованные системой АЛС-ЕН. Для про-
пуска тягового тока в обход изолирующих стыков на границах рельсо-
вых цепей устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ-0,5 и ДТ-0,2
при электротяге постоянного тока и ДТ1-150 на участках, оборудован-
ных системой тяги переменного тока. Для защиты аппаратуры питаю-
щих концов от перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах
и коротких замыканиях контактной сети, служат разрядники FU
(РВНШ-250). В рельсовых цепях участков переменного тока дополни-
тельно устанавливается автоматический выключатель многоразового
действия QF (АВМ-1). На релейных концах для защиты от мешающего
воздействия импульсных помех на микропроцессорный путевой прием-
ник, кроме рассмотренных устройств, устанавливается электронный
блок защиты БЗЭ-1 с гасящим резистором R1.
125
Рис. 4.30. Принципиальная схема рельсовой цепи автоблокировки АБ-El при электротя-
ге постоянного (а) и переменного (б) тока
Питание рельсовой цепи рабочими сигналами осуществляется от
усилителя мощности УМ (см. рис. 4.29) приемопередатчика, нагрузкой
которого служит питающий трансформатор ПТ (ТКУ). Напряжение на
выходе ПТ регулируется с использованием секционированной вторич-
ной обмотки. Трансформатор ДС выполнен на ленточном сердечнике с
зазором 0,5 мм, что исключает возможность его насыщения при боль-
ших электрических нагрузках. Емкость Сп блоков конденсаторов
БК-1 и БК-2 совместно с обмоткой дросселя согласования ДС образу-
ют последовательный колебательный контур, настроенный в резонанс
на несущую частоту рабочего сигнала. Добротность этого контура на
рабочей частоте составляет 8—10 единиц. Такая схема включения улуч-
шает условия передачи сигналов в рельсовую линию и обеспечивает за-
щиту выхода усилителя мощности от перегрузки при шунтировании
поездом питающего конца рельсовой цепи благодаря расстройке пос-
ледовательного контура, состоящего из коцденсатора Сп и обмоток
дросселя согласования ДС1.
Модули входных сопротивлении передатчика системы АБ-El на
частотах 50 и 25 Гц со стороны обмоток ХР1 1-1, 1-3 (рис. 4.30, а) и
ХР2 2-10, 2-12 (рис. 4.30, б) равны 6 и 5,2 Ом соответственно. Это позво-
ляет дс паточно просто обеспечить электромагнитную совместимость
126
автоблокировки числового кода и АБ-El. В схеме рельсовой цепи для
участков с электрической тягой постоянного тока передатчик сигналов
АЛСН подключается параллельно конденсаторам Соь СО2- Результи-
рующее сопротивление для рабочего сигнала АБ-El равно 22 Ом, а со-
противление рельсовой линии со стороны дополнительной обмотки
дроссель-трансформатора составляет 230 Ом. Поэтому потери мощ-
ности полезного сигнала на передатчике АЛСН незначительны.
В схеме рельсовой цепи включение питающей аппаратуры анало-
гично. Для исключения взаимных влияний передатчик сигналов число-
вого кода зашунтирован последовательным колебательным контуром
Ьф—Сф, настроенным в резонанс на частоту 174,38 Гц. Сопротивление
этого контура на рабочей частоте равно 50 Ом, а на частоте 25 Гц —
4 кОм. Дроссель Ьф имеет индуктивность 0,55 Гн, а емкость конденса-
тора Сф = 1,5 мкФ.
Для сопряжения сопротивления аппаратуры с рельсовой линией на
обоих концах рельсовой цепи (см. рис. 4.30, а) включены согласующие
трансформаторы с коэффициентом трансформации 1,82 на передаю-
щем и 4 на релейном концах. При электрической тяге переметпюго
тока согласование сопротивлений осуществляется с помощью изолиру-
ющих трансформаторов ИТ1 и ИТ2 (ПРТ-А). Коэффициент трансфор-
127
мацушИТ2 увеличен до 20,7 для получения требуемого значения сопро-
тивления приемного конца.
В системе автоблокировки АБ-El каждому блок-участку перегона
присваивается одна из четырех сицхрогрупп — СП, СГ2, СГЗ, СГ4. В
четном направлении движения принято использовать СГ2 и СГ4, а в
нечетном — СП и СГЗ. В рельсовых цепях соседних блок-участков для
обеспечения защиты от схода изолирующих стыков синхрогруппы че-
редуются.
Для передачи информации в системе АЛС-ЕН и управления про-
ходными светофорами автоблокировки используются 16 кодовых ком-
бинаций.
При кодовых комбинациях 0 и 1 возбуждено сигнальное реле 30,
при 2, 3, 5, 7, 9, 12— реле 30 и 31, при 4, 6, 8, 10, 13, 15— реле 30 — 32,
при 11 и 14—реле 30 — 33.
При разработке проекта оборудования участка железной дороги
системами АБ-El и АЛС-ЕН, как правило, используется только часть
из приведенных выше кодовых комбинаций.
Рассмотрим работу системы автоблокировки (см. рис. 4.27). Вы-
полнение нормального, шунтового и контрольного режимов работы
рельсовой цепи осуществляется микропроцессорным путевым прием-
ником. При исправном и свободном состоянии рельсовой линии ЗРЦЗ
на входе приемника ЗМПП действует полезный сигнал высокого уров-
ня (примерно 3 В). После вычислений в соответствии с алгоритмом
(4.1) и при условии исправного состояния комплектов МПП возбужда-
ется путевое реле ЗМП. Контактами 31-32 МП вход приемопередат-
чика 1БПП-НКС подключается к рельсовой линии РЦЗ. В блоке
1БПП-НКС принятый сигнал демодулируется и декодируется. Блок
1 БПП-НКС настроен на прием и дешифрирование кодовых сигналов
совместно с синхрогруппой СГ1. Если в принятом сигнале, кроме раз-
рядов кодовой комбинации, содержится первая синхрогруппа, то весь
сигнал декодируется. В результате на выходе блока 1БПП-НКС воз-
буждается сигнальное реле 30, соответствующее свободности одного
блок-участка. Фронтовыми контактами 51-52 реле ЗМП и 30 на свето-
форе Н1 включается лампа желтого огня. Горение лампы контролиру-
ется реле ЖО. В блоке БПП-НКС сигнальной точки 1 формируется
комбинация КК7, соответствующая свободности одного блок-участка.
В рельсовую цепь РЦ1 перед светофором Н1 передается кодовая ком-
бинация 7 совместно с синхрогруппой ЗСГЗ.
После освобождения поездом рельсовой цепи РЦ5 на путевом све-
тофоре НЗ зажжется лампа желтого огня. В рельсовую цепь РЦЗ пере-
дается КК7 совместно с СГ1. При исправной рельсовой цепи блок при-
емопередатчика 1 БПП-НКС расшифрует принятый сигнал и на его вы-
ходе дополнительно возбуждается реле 31. На светофоре Н1
одновременно горят лампы желтого и зеленого огней по цепям: Су 12,
128
11-12 ДСН, 21-82 ЖО, 51-52 ЗМП, 51-52 30, 31-33 32, лампа желтого
огня, МСу; Су 12, 11-12 ДСН, 21-82 ОЗ, 31-32 ЗМП, 31-32 30, 11-12 31,
11-12 ЖО, лампа зеленого огня, МСу. Контроль лампы зеленого огня
осуществляется реле ОЗ. В рельсовую цепь РЦ1 передается кодовая
комбинация КК10, соответствующая показанию светофора "желтый и
зеленый огни". При приеме кодовой комбинации КК10 на выходе БПП
возбуждаются сигнальные реле 30, 31. 32. На светофоре горит лампа
зеленого огня, а в рельсовую цепь блок-участка перед светофором
передается кодовая комбинация КК13.
В шунтовом режиме работы рельсовой цепи вход блока БПП-НКС
отключен отрельсовой цепи фронтовым контактом реле МП. Для про-
верки работоспособности блока и исключения возможности накопле-
ния необнаруживаемых отказов в комплектах блока БПП на его вход
через тыловой контакт реле МП подается тестовый сигнал, позволяю-
щий контролировать исправное функционирование приемопередатчи-
ка.
Для передачи информации о приближении поездов к станции или
переезду, а также для выполнения команды о двойном снижении напря-
жения питания ламп светофора на каждой сигнальной точке перегона
устанавливается блок БПП-СПИ.
Блок БПП-СПИ подключается к линейной цепи Л—ОЛ через уст-
ройство защиты и согласования УЗСЛ. С вступлением поезда за свето-
фор НЗ обесточивается реле 5МП и своим контактом 51-52 управляет
схемой выбора номера кодовой комбинации, формируемой для пере-
дачи в линию связи 5Л. На сигнальной точке эта информация воспри-
нимается и в зависимости от места положения поезда возбуждаются
сигнальные реле извещения приближения ИП1—ИПЗ. В системе АБ-Е1
извещение о приближении поезда передается за три блок-участка. К
четвертому выходу блока БПП-СПИ подключено реле ДСН. Команду
на снижение напряжения питания ламп светофора подает дежурный по
станции отправления поездов. Для этого он нажимает кнопку ДСН, от
которой после передачи кодового сигнала по линии Л—ОЛ на всех сиг-
нальных точках перегона обесточиваются реле ДСН.
В системе АБ-El защита отложного срабатывания аппаратуры при
сходе изолирующих стыков и подпитки с соседних путей осуществляет-
ся по форме сигналов. Для этого в смежных и соседних блок-участках
используются различные синхрогруппы, обладающие "хорошими"
корреляционными свойствами. Максимальный выброс нормирован-
ной взаимной корреляционной функции не превышает 0,3, а кодовое
расстояние между ними равно 4. При сходе изолирующих стыков у све-
тофора Н1 от сигнала передатчика 1БПП-НКС срабатывает путевой
приемник этой же сигнальной точки — ЗМПП и возбуждается путе-
вое реле ЗМП. Фронтовым контактом 31-32 ЗМП вход приемника
1БПП-НКС исключается к рельсовой, линии РЦЗ. Однако кодовые
5 Зак 1462
129
комбинации в блоке 1БПП-НКС не дешифрируются, поскольку его на-
стройка не совпадает с принимаемой синхрогруппой 3. Сигнальные
реле 30—32 остаются без тока. На проходном светофоре Н1 горит
красный огонь.
Перенос запрещающего показания при перегорании лампы красно-
го огня осуществляется схемой, собранной на контактах второй груп-
пы реле 30, МП и КО. При занятом блок-участке РЦ5 реле 30 и 5МП
обесточены. Сигнал с выхода передатчика ЗБПП-НКС подается в рель-
совую линию РЦЗ через фронтовой контакт КО. При обрыве нити на-
кала лампы красного огня контактом КО размыкается цепь питания
рельсовой цепи РЦЗ. На светофоре Н1 загорается красный огонь.
Глава 5
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
5.1. Назначение и классификация систем автоматической
локомотивной сигнализации
Автоматическая локомотивная сигнализация предназначена для
повышения безопасности движения поездов, увеличения пропускной
способности железнодорожных линий и улучшения условий труда ло-
комотивных бригад. Устройства АЛС осуществляют передачу сигналь-
ных показаний путевых светофоров в кабину машиниста. Систему
АЛС дополняют устройствами проверки бдительности машиниста и
контроля скорости поезда, а в наиболее совершенных системах — уст-
ройствами автоматического регулирования скорости. Автоматическая
локомотивная сигнализация с автостопом осуществляет торможение
поезда в случаях повышения допустимой скорости движения или не-
подтверждения машинистом бдительности.
Сигнальные показания на локомотив могут передаваться в опреде-
ленные моменты при движении поезда (точечно) или непрерывно на
всем пути следования (рис. 5.1). В точечных системах могут быть ис-
пользованы механический, оптический, индуктивный и другие спосо-
бы передачи информации. В непрерывных системах в качестве канала
связи между путевыми и локомотивными устройствами используют
рельсовые цепи и шлейфы, проложенные между рельсами.
Первой точечной системой (АЛСТ) было механическое устройство
(рис. 5.2). На путях у сигнала установлен поворачивающийся рычаг 7,
который при запрещающем показании сигнала повернут в вертикаль-
ное положение. При проезде локомотивом этого сигнала поворачива-
ется рычаг вентиля 2 в тормозной системе состава, что приводит к вы-
нужденной остановке поезда из-за выпуска сжатого воздуха. Необхо-
димым условием надежной работы в этом случае являются низкая
скорость движения поезда и способность поворота путевого рычага 1
при любых климатических условиях. Поэтому это устройство исполь-
зовалось до 90-х годов прежде всего на метрополитене.
В электроконтактном устройстве (рис. 5.3) для передачи сигналов
используется постоянный ток от источника питания, расположенного
на пути, который через переключатель полярности ПП подается на
контактную шину КШ, расположенную на шпалах между рельсами.
При проезде локомотива, снабженного контактными щетками, ток за-
5*
131
Рис. 5.1. Структурная схема классификации систем АЛС
мыкается через обмотку поляризованного приемного реле, находяще-
гося на локомотиве. Положение переключателя зависит от показания
светофора. Приемное реле реагирует на полярность тока. Наиболее за-
прещающее состояние соответствует бестоковому состоянию.
Наименее надежной частью этой системы являются щетки. Надеж-
ность передачи активного сигнала зависит от чистоты контактной
шины. Несмотря на этот недостаток, устройство использовалось до
70-х годов на французских железных дорогах.
В 30-х годах была испытана система оптической передачи сигналь-
ных знаков предупредительного светофора.
Перспективным казалось использование радиоизотопов, помещен-
ных в оловянные футляры у светофоров. Наличие у-частиц должны
были обнаруживать детекторы на локомотиве. При использовании
таких систем возникли затруднения, так как повышение интенсивности
передающего потока у-частиц могло бы привести к опасному для чело-
века облучению.
Индуктивные системы характеризуются тем, что связь между при-
емником и передатчиком осуществляется магнитным полем, постоян-
Рис. 5.2. Механический датчик системы
АЛСТ
132
Рис. 5.3. Электроконтактиое устройство
АЛСТ
ным или гармонически изменяющимся. У АЛСТ магнитное поле дейст-
вует на приемник при движении поезда только в течение короткого
времени.
Далее рассматриваются отдельные индуктивные системы АЛСТ в
соответствии с классификацией, представленной на рис. 5.1.
В системе АЛСТ с источником постоянного магнит-
ного поля на пути (рис. 5.4) фиксирующее релеР, размещенное
на локомотиве, реагирует на рабочий ток и притягивает якорь в мо-
мент замыкания магнитного потока путевого постоянного магнита
через магнитопровод катушки реле. Для возбуждения в обмотке реле
импульса с достаточной ЭДС локомотив должен иметь определенную
минимальную скорость (обычно v > 10 км/ч).
В системе АЛСТ с источником переменного магнит-
ного поля на пути приемная часть на локомотиве состоит из
катушки индуктивности, настроенной параллельно присоединенным
конденсатором на частоту передаваемого сигнала, или же из несколь-
ких таких цепей. При проезде над информационной точкой ЭДС, воз-
никающая в соответствующей резонансной цепи, усиливается, в ре-
Рис. 5.4. Схема АЛСТ с источником посто-
янного магнитного поля на пути
Рис. 5.5. Схема АЛСТ с источником посто-
янного тока на локомотиве
133
зультате чего возбуждается фиксирующее реле. Приемное устройство
построено аналогично устройству, представленному на рис. 5.4.
Принцип действия АЛСТ с источником постоянного
тока на локомотиве (рис. 5.5) заключается в следующем.
Обмотка А является возбуждающей, обмотка В присоединена к источ-
нику тока через фиксирующее реле Р и его фронтовой контакт. В нор-
мальном положении якорь реле притянут, и в сердечнике электромаг-
нита, собранного из листовой стали, создается поток, который опреде-
лен (при данной магнитодвижущей силе) большим магнитным
сопротивлением.
При проезде локомотива над путевым передатчиком (сердечник из
листовой трансформаторной стали) общая магнитная проводимость
цепи возрастает скачком, индуктированная ЭДС в обмотке В действует
встречно постоянно протекающему току, и реле Р обесточивается. По-
вторное возбуждение реле возможно только после нажатия пусковой
кнопки ПК. Устройство работоспособно лишь при скорости поезда не
ниже заданной.
Сердечник на пути снабжен обмоткой, которая в описанном случае
была отключена. Когда обмотка шунтируется управляющим контак-
том У, существенного изменения магнитного потока в цепи не происхо-
дит, и фиксирующее реле остается в возбужденном состоянии.
Наиболее широко используемой системой АЛСТ с источни-
ком переменного магнитного поля на локомоти-
в е является АЛСТ, построенная по резонансному принципу (рис. 5.6).
От источника переменного тока повышенной частоты f на локомотиве
питается основная обмотка локомотивного индуктора ЛИ. Параллель-
но обмотке индуктора с индуктивностью L1 подключен конденсатор
С1, а через усилитель — фиксирующее реле Р. Катушка локомотивно-
го индуктора и конденсатор С1 образуют параллельный контур, на-
строенный на резонансную частоту/• При этом на резонансном конту-
ре создается напряжение, достаточное для срабатывания фиксирующе-
го реле Р. При проезде локомотивного индуктора над аналогичным
путевым индуктором ПИ, образованным катушкой индуктивности L2
EL...A"
Рис. 5.6. Схема АЛСТ с источником пере-
менного магнитного поля на локомотиве
134
и конденсатором С2 и настроенным на ту же частоту f переменный
магнитный поток вызывает появление ЭДС в катушке путевого индук-
тора. В путевом контуре протекает ток, что вызывает появление маг-
нитного потока. Его направление по закону Ленца препятствует появ-
лению ЭДС, вызывающей этот поток.
Магнитный поток, создаваемый путевым индикатором, противо-
положен магнитному потоку от локомотивного индуктора. Значение
ЭДС в контуре локомотивного индуктора уменьшается, вследствие
чего реле Р отпускает якорь.
Если конденсатор С2 отключен, то при взаимодействии индукто-
ров реле Р остается под током, т.е. информация на поезд не передается.
Можно использовать две пары индукторов на разных частотах. В этом
случае объем передаваемой информации возрастает благодаря комби-
нации взаимодействий различных пар индукторов.
К достоинствам рассматриваемой системы можно отнести ее рабо-
тоспособность в широком диапазоне скоростей движения поезда (0 —
300 км/ч), непрерывный контроль исправности аппаратуры, установ-
ленной на локомотиве, отсутствие источника питания на пути. Не-
достаток системы — неконтролируем ость исправности путевых
устройств. Повреждение путевого индуктора приводит к тому, что ин-
формация не передается. Поэтому АЛСТ используется для передачи
информации, утрата которой снижает эффективность системы, но не
нарушает условий обеспечения безопасности движения поездов.
5.2. Технологические алгоритмы непрерывных
систем АЛСН
Для обеспечения безопасности движения поездов в зависимости от
решаемых эксплуатационных задач устройства автоматической локо-
мотивной сигнализации дополняют средствами контроля бдительнос-
ти машиниста, контроля скорости или автоматического регулирования
скорости поезда.
Системы АЛСН и АЛС-ЕН. В системе АЛСН с контролем- бдитель-
ности машиниста и ступенчатым абсолютным контролем скорости по-
езда (рис. 5.7) информация для устройств АЛС о состоянии участков
пути и соответственно о показаниях путевых светофоров, определяю-
щих допустимую скорость движения, выдается системой путевой авто-
блокировки ДП. Шифратор Ш сообщает определенные признаки пере-
даваемому сигналу в зависимости от числа свободных блок-участков и
допустимой скорости приближения к путевому светофору. Путевой
передатчик ПП передает информацию на локомотив по рельсовой
линии. Переменный электрический ток, протекая по рельсам, создает
вокруг них электромагнитное поле, которое воздействует на локомо-
тивные катушки ЛК и наводит в них электрический сигнал, поступаю-
135
щйй на вход локомотивного приемника ЛП. Дешифратор Д по призна-
кам принятого сигнала выделяет передаваемую информацию, которая
передается в блоки контроля бдительности КБ, контроля скорости КС,
управления локомотивным индуктором УЛИ. Блок УЛИ воздействует
на локомотивный индикатор ЛИ, на котором отображается принятая
информация для визуального восприятия машинистом Л/. В простей-
шем случае ЛИ представляет собой локомотивный светофор.ЛС.
При каждой смене сигнального показания КБ воздействует на из-
меритель контрольного времени КВ, отсчитывающий определенный
период времени (примерно 6 с). В течение этого времени включается
акустический сигнал А С, и машинист должен установленным действи-
ем (нажатием рукоятки или кнопки бдительности РБ) подтвердить
свою бдительность, после чего А С выключается и восстанавливается
исходное состояние устройств КБ. Подтверждая бдительность, маши-
нист берет на себя ответственность по управлению тормозами поезда.
Если в течение 6 с после смены сигнального показания рукоятка бди-
тельности не нажата, срабатывает срывной клапан СК, воздействую-
щий на тормозную магистраль ТМ. Осуществляется экстренное тормо-
жение поезда, которое нельзя отменить нажатием РБ или иным спосо-
бом. Срывной клапан СК, воздействующий на тормозную магистраль
ТМ, измеритель контрольного времени КВ и акустический сигнал А С
составляют узел автоматического управления тормозами, который на-
зывается электропневматическим клапаном ЭПК
Измеритель скорости ИПС, работающий от датчика, связанного с
колесом локомотива КЛ, измеряет фактическую скорость поезда ?ф,
которая сравнивается с допустимой уДОп блоком контроля скорости
Рис. 5.7. Структурная схема АЛСН с кон-
тролем бдительности машиниста и ступен-
чатым абсолютным контролем скорости
поезда
136
Показанием- нонотиПноге светофора о 0 е •
Кодовый сигнал 3 X КЖ к
Показание т- мнотиВнага сбетарора о о © е •
Кодовый сигнал 3 3 ж КЖ к
Рис. 5.8. Схема увязки между показаниями
путевых и локомотивных светофоров при
числовой системе АЛС:
а — при зрехзиачиой автоблокировке; б — при
четырехзначной автоблокировке
КС. Если Уф £ Удоп, блок КС воздействует на ЭПК так же, как и блок
КБ. При этом контроль бдительности осуществляется в зависимости от
принимаемых с пути кодовых сигналов АЛС и фактической скорости
поезда (УР — уравнительный резервуар).
Технологический алгоритм системы АЛСН зависит от ее совершен-
ства и объема передаваемой информации.
В соответствии со скоростными принципами на линиях с автобло-
кировкой устройства АЛС должны давать информацию о разрешае-
мой скорости движения, соответствующую показаниям путевых свето-
форов, к которым приближается поезд.
В эксплуатируемой на дорогах СНГ числовой системе АЛСН ис-
пользуются те же кодовые сигналы (КЖ, Ж, 3), что и в числовой кодо-
вой автоблокировке. При этом локомотивный светофор дает четыре
сигнальных показания (рис. 5.8): зеленый 3 огонь при приближении к
путевому светофору с зеленым огнем; желтый Ж при приближении к
путевому светофору с желтым огнем; желтый над красным КЖ при
приближении к закрытому путевому светофору; красный К огонь после
проезда путевого светофора, а также во всех случаях после прекраще-
ния приема кодовых сигналов КЖ. Кроме этих показаний, локомотив-
ный светофор сигнализирует также белым огнем о прекращении дейст-
вия АЛС при движении поезда по путям, не оборудованным устройст-
вами для передачи сигналов АЛС. Белый огонь зажигается при
отсутствии кодовых сигналов, если перед прекращением приема сигна-
лов передавался кодовый сигнал 3 или Ж.
Технологический алгоритм числовой системы АЛСН на железно-
дорожных линиях с трехзначной автоблокировкой (рис. 5.9) следую-
щий. При зеленом огне локомотивного светофора устройства АЛСН
не воздействуют на тормозную систему поезда. Допустимая по усло-
вию запаса прочности подвижного состава скорость vi не контролиру-
ется, т.е. поезд может набрать любую скорость и система автоматичес-
ки не включит его торможение. При вступлении на блок-участок перед
путевым светофором с желтым огнем (смена сигнала АЛС с 3 на Ж) с
помощью блока КБ (см. рис. 5.7) обеспечивается требование однократ-
ного нажатия рукоятки бдительности независимо от фактической ско-
рости поезда. В дальнейшем при движении по блок-участку и желтом
огне на Локомотивном светофоре блоком КС осуществляется сравне-
ние фактической Уф и допустимой уж (см. рис. 5.9) скоростей движения
поезда. Если Уф < уж, машинист ведет поезд без использования уст-
ройств АЛСН. Если Уф S уж, то блок КС обеспечивает периодический
контроль бдительности машиниста, который должен нажимать руко-
ятку бдительности через 20—30 с. В противном случае после предуп-
редительного акустического сигнала включается экстренное торможе-
ние. Скорость контроля бдительности уж = 50 км/ч для грузовых поез-
дов, у = 80 км/ч для пассажирских.
137
Абсолютный
контроль ско-
рости поезда
Периодический, контроль бди-
тельности машиниста (тол-
стая линия-аднакратный
контроль бдительности)
Рис. 5.9. Схематехнологического алгоритма системы АЛСН
Подтверждая бдительность, машинист должен принять меры по
снижению скорости с таким расчетом, чтобы проследовать путевой
светофор с желтым огнем со скоростью не более уж. Если фактическая
скорость не будет снижена до этого значения, то после проследования
путевого светофора с желтым огнем и появления на локомотивном све-
тофоре желтого огня с красным (КЖ) наступает абсолютное действие
устройств контроля скорости. Это приводит к автоматическому экс-
тренному торможению с использованием ЭПК, предотвратить которое
нажатием рукоятки бдительности невозможно. Если же к моменту
вступления на блок-участок перед запрещающим путевым светофором
фактическая скорость поезда не превышает уж, то машинист должен
подтвердить бдительность нажатием РБ и продолжать дальнейшее
движение со скоростью не более уж. Блок КС при этом обеспечивает
действие периодического контроля бдительности и абсолютный кои-:
троль выполнения условия Уф < уж. Скорость уж определяет ступень аб-
солютного контроля скорости и ее называют контролируемой.
Машинист должен остановить поезд перед запрещающим сигна-
лом. Если поезд проследует светофор с красным огнем со скоростью
более 20 км/ч, то действует абсолютный контроль скорости, обеспечи-
вающий автоматическое экстренное торможение с использованием
ЭПК. Проследование светофора с красным огнем (смена сигнала АЛС
с КЖ на К) разрешается только после остановки. Без остановки около
138
напольного светофора с красным огнем на перегоне разрешается про-
следование тяжеловесных поездов. Во всех случаях движение после
проезда светофора с красным огнем допускается со скоростью не более
20 км/ч. Блок КС обеспечивает действие периодического контроля
бдительности машиниста и абсолютный контроль выполнения условия
уф £ 20 км/ч. При этом машинист, периодически через 20—30 с нажи-
мая РБ, должен вести поезд с особой бдительностью и готовностью ос-
тановиться, если встретится препятствие для дальнейшего движения.
В числовой системе АЛСН осуществляется непрерывный абсолют-
ный контроль двух ступеней скорости (20 и 50 км/ч для грузовых поез-
дов и 80 км/ч для пассажирских), поэтому алгоритм получил название
алгоритма с двухступенчатым абсолютным контролем скорости.
Числовая система АЛСН имеет существенный эксплуатационный
недостаток, заключающийся в малой значности ее сигнализации. Трех
кодовых сигналов (3, Ж и КЖ) недостаточно для передачи всего объема
информации, выдаваемой путевыми светофорами. Например, при
четырехзначной автоблокировке из-за ограниченного числа кодо-
вых сигналов АЛС передается одинаковый сигнал 3 перед путевым
светофором с зеленым и одновременно горящими желтым и зеле-
ным огнями.
В первом случае разрешается движение с максимальной допусти-
мой скоростью Vi для всех поездов, а во втором — только для приго-
родных. Пассажирские и грузовые поезда могут проследовать этот све-
тофор со скоростью уж. Недостаточен объем передаваемой информа-
ции при приближении поезда к предвходным и входным светофорам
станций. Кодовый сигнал 3 передается при приближении к зеленому и
желтому мигающим (при трехзначной автоблокировке) огням пред-
входного светофора, т.е. по сигналам АЛС предвходные светофоры в
данном случае не отличаются от проходных. Кодовый сигнал Ж пере-
дается в случае приближения к входному светофору при следующих
сигнальных показаниях: два желтых огня; два желтых огня, из них
верхний мигающий; два желтых огня и одна зеленая светящаяся поло-
са; один желтый и один зеленый мигающий огни и одна зеленая светя-
щаяся полоса; один желтый и один зеленый мигающий огни и две зеле-
ные светящиеся полосы. Кодовый сигнал Ж передается также перед
желтым мигающим огнем на линиях, оборудованных четырехзначной
автоблокировкой. Во всех перечисленных случаях кодовый сигнал
АЛСН такой же, как и в случае приближения к проходному светофору
автоблокировки с желтым огнем.
С повышением скоростей движения тормозные пути увеличивают-
ся. Поэтому при существующей расстановке путевых светофоров, ко-
торая выполнена с учетом обеспечения необходимой пропускной спо-
собности грузовых поездов, в пределах тормозного пути высокоско-
ростного поезда может оказаться до шести блок-участков. Для
обеспечения безопасности движения необходима передача информа-
139
ции не только о свободности пути, но и о допустимой скорости в зави-
симости от технического состояния пути (кривые участки пути, недо-
статочная прочность отдельных участков пути, искусственных соору-
жений и Т.П.).
Требуемой информативностью обладает система нового поколе-
ния с абсолютным ступенчатым контролем всех градаций скорости
АЛС-ЕН, в которой передаются сообщения о числе свободных блок-
участков (до шести), о скорости проследования очередного светофора
(16 градаций в диапазоне от 0 до 200 км/ч), о длине впереди лежащего
блок-участка (больше или меньше тормозного пути нормативного по-
езда), о движении поезда по перегону (главному пути станции) или по
отклонению на боковой путь станции. Также передаются сообщения о
приближении поезда к закрытому светофору или светофору с пригла-
сительным огнем. На цифровом индикаторе машиниста отображается
информация о скорости, которая заключается в показаниях напольных
входных, маршрутных, выходных и проходных светофоров (32 сиг-
нальных показания). Таким образом^имеет место полное соответствие
показаний напольных светофоров и локомотивного индикатора. Тех-
нические средства системы АЛС-ЕН позволяют при зеленом и желтом
огнях напольного светофора передавать на локомотив, приближаю-
щийся к этим светофорам, различные кодовые комбинации, несущие
информацию о градациях постоянного ограничения скорости, о состо-
янии пути и искусственных сооружений в пределах блок-участка.
В системе АЛС-ЕН реализован ступенчатый абсолютный контроль
скорости. Предусмотрен абсолютный контроль всех градаций скорос-
тей, в том числе автоматическое ограничение максимальной скорости
движения на зеленый огонь напольного светофора и при движении по
лунно-белому огню локомотивного светофора. Максимальные скорос-
ти движения на зеленый огонь вводятся вручную в локомотивное уст-
ройство для различных категорий поездов перед началом движения.
Максимальная скорость движения по лунно-белому огню 20 км/ч явля-
ется предельной при выполнении маневровой работы.
Системы АЛС со ступенчатым абсолютным контролем скорости
обладают существенным недостатком: они допускают проезд путевого
светофора с красным огнем со скоростью уж, если машинист периоди-
чески подтверждает бдительность (см. рис. 5.9). Возможность возник-
новения такой ситуации обусловлена тем, что тормозной путь может
отличаться от расчетного из-за влияния большого количества случай-
ных факторов. Для исключения аварийных ситуаций необходимо за-
благовременно уменьшать скорость движения при следовании поезда
на желтый или красный сигналы путевых светофоров, что приводит к
уменьшению участковой скорости и пропускной способности линии.
Желание машиниста реализовать близкую к предельно допускаемой по
условиям безопасности скорость поезда нередко сопровождается за-
140
паздыванием в применении тормозов, что приводит к нарушениям без-
опасности движения.
Система АЛСН-САУТ. Для повышения безопасности движения по-
ездов, предупреждения проездов запрещающих сигналов и улучшения
использования пропускной способности линий устройства АЛСН до-
полняются системой автоматического управления торможением
(САУТ). Комбинированные системы получили название АЛСН-САУТ
и АЛС-ЕН-САУТ (рис. 5.10).
В начале блок-участка пропорционально его длине выделяется ак-
тивный участок рельсовой ниш ПА, к которому подключается генера-
тор Г. На локомотиве устанавливается индукционная катушка ЛК, со-
единенная с блоком приема информации БПИ. На буксе колесной
пары установлен датчик пути и скорости ДПС, соединенный с измери-
телями пути ИП и скорости ИС. К входам блока программной скорос-
ти БПС подключены выходы измерителя пути ИП и автоматической
локомотивной сигнализации АЛСН или АЛСН-ЕН. Входы блока уп-
равления тормозами БУТ соединены с измерителем скорости ИС, бло-
ком БПС, измерителем пути ИП и датчиком давления воздуха ДД в
тормозном цилиндре ТЦ. Выход блока управления тормозами под-
ключен к вентилям торможения и отпуска тормозной системы поезда.
За один оборот колеса датчик. ДПС вырабатывает фиксированное
число прямоугольных импульсов. Измеритель ИС осуществляет линей-
ное преобразование частоты импульсов с выхода датчика в напряже-
ние постоянного тока, пропорциональное действительной скорости
движения поезда. Измеритель ИП содержит суммирующий и вычитаю-
щий двоичные триггерные счетчики, которые в режиме приема инфор-
мации обеспечивают суммирование импульсов датчика ДПС. За время
движения по активному участку рельса общее число импульсов про-
порционально длине блок-участка. При движении поезда по блок-
участкудтроисходит вычитание импульсов с делением на коэффициент,
равный отношению длины блок-участка к длине активного участка
Рис. 5.10. Структурная схема системы
АЛСН-САУТ
Рис. 5.11. Кривые скорости движения
поезда
141
рельсовой нити, к которому подключен генератор. Таким образом,
блоком ИП определяется фактическое расстояние 5 до конца блок-
участка. Программные кривые движения поезда воспроизводятся про-
порциональным напряжением постоянного тока Un на выходе цифроа-
налогового блока программной скорости БПС в зависимости от пока-
заний АЛСН (АЛС-ЕН) и расстояния S до конца блок-участка.
Значение 5 представлено в двоичном коде па выходе измерителя пути.
Блок программной скорости БПС вырабатывает одновременно две
расчетные кривые движения (рис. 5.11): то — кривая скорости движе-
ния, по которой реализуется отпуск тормозов; тт — расчетная кривая
максимально допустимой скорости движения, по которой реализуется
торможение. Эти кривые разнесены по скорости на значение 5 км/ч и
по пути на 12 м в точке прицельной остановки поезда.
На расстоянии 51 от конца блок-участка фактическая скорость по-
езда равна максимально допустимой. В этой точке включается тормо-
жение. Вследствие инерционности скорость поезда в течение некоторо-
го времени продолжает превышать значение тт. Затем скорость поезда
уменьшается, и на расстоянии 5г от конца блок-участка происходит от-
пуск тормозов. Благодаря инерционности скорость поезда в течение
некоторого времени уменьшается, а затем начинает возрастать. На рас-
стоянии 5з от конца блок-участка вновь включается торможение, и
поезд останавливается у препятствия. На рис. 5.12 приведены траекто-
рии программных скоростей торможения и отпуска тормозов в зависи-
мости от расстояний до сигнала 3, требующего ограничения скорости,
и сигнала 1, требующего остановки.
Система АЛСЕ-САУТ. В комбинированной системе АЛСЕ-САУТ
(рис. 5.13) предусмотрены более жесткие условия проезда сигналов с
красным огнем. Система имеет непрерывный и точечный каналы пере-
дачи информации. По непрерывному каналу на локомотив передается
информация о поездной ситуации в виде сообщений о допустимой ско-
рости в конце блок-участка и о числе свободных участков перед поез-
дом. Блоки ДП, Ш, ПП, ЛК, ЛП, Д, УЛИ, ЛИ, РБ, УР выполняют те же
функции, что и в схеме непрерывной системы АЛСН (см. рис. 5.7).
Объем передаваемой информации по непрерывному каналу и его аппа-
ратные средства такие же, как и в системе АЛС-ЕН.
По точечному каналу связи передается информация о характерис-
тиках пути, хранящаяся в блоке БХП: данные о длине блок-участка, на
который вступает поезд; уклоне профиля данного и следующего блок-
участков; координате начала места ограничения скорости; длине места
ограничения скорости; допустимой скорости движения в пределах ло-
кального ограничения скорости. Точечный канал (шифратор ШТ, пу-
тевой передатчик ППТ, локомотивные катушки ЛКТ, локомотивный
приемник ЛИТ, дешифратор ДТ) соответствует непрерывному каналу.
Отличие состоит в использовании высокой несущей частоты (пример-
но 39 кГц). На такой частоте полное сопротивление рельсовых нитей
142
очень велико по сравнению с сопротивлением изоляции рельсовой
линии, поэтому при выбранных значениях чувствительности локомо-
тивного приемника ЛПТ и мощности путевого передатчика ППТ
длина зоны передачи информации 10 м.
Информация о поездной ситуации и о характеристиках пути посту-
пает в устройство обработки информации УОИ. Используя устройства
ввода информации о характеристиках объекта управления (УВХО), ма-
шинист перед началом движения передает данные о максимально раз-
решенной скорости на конкретном участке для данного поезда. Для по-
строения программы допустимой скорости приближения к препятст-
вию, кроме перечисленных выше сведений, необходимо иметь
информацию об эффективности тормозных средств, что обеспечивает-
ся блоком ИЭТС. Блок ИПС, связанный с колесом локомотива КЛ, из-
меряет пройденный путь и фактическую скорость поезда. Вычитанием
из начальной длины блок-участка, переданной по точечному каналу,
пройденного пути определяется расстояние до препятствия. С учетом
всей информации, переданной по непрерывному и точечному каналам
от блоков ИЭТС и УВХО, в блоке УОИ для этой точки блок-участка
вычисляется допустимая скорость поезда, которая сравнивается с фак-
тической, измеряемой блоком ИПС. Блок управления тормозной сис-
темой УТ С осуществляет прицельное служебное торможение, а при не-
обходимости— экстренное. Алгоритм регулирования скорости поезда
аналогичен алгоритму АЛСН-САУТ (см. рис. 5.11 и 5.12).
Машинист может установить рациональный режим движения поез-
да, пользуясь информацией с локомотивного индикатора, на котором
отображаются допустимая, фактическая и целевая (в месте ограниче-
ния) скорости движения, расстояние до цели, число свободных блок-
Рис. 5.12. Траектории программных ско-
ростей торможения vT и отпуска vo тормо-
зов в зависимости от расстояний до сигна-
ла 3, требующего ограничения скорости, и
сигнала 1, требующего остановки
Рис. 5.13. Структурная схема системы
АЛСЕ-САУТ
143
участков и давление в тормозной магистрали. Кроме индикатора, уста-
навливается также и локомотивный светофор, имеющий такие же сиг-
налы, как и в системе АЛСН: зеленый, желтый, желтый над красным,
красный и белый.
5.3. Автоматическая локомотивная сигнализация
чистового кода АЛСН
Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного дейст-
вия числового кода представляет собой совокупность путевых и локо-
мотивных устройств, обеспечивающих непрерывную передачу сигна-
лов путевых светофоров в кабину локомотива, периодическую провер-
ку бдительности машиниста при желтом, желтом с красным, красном и
белом огнях локомотивного светофора и однократную проверку бди-
тельности при любой смене сигналов, контроль скорости при желтом с
красным и красном огнях с принудительной остановкой поезда соот-
ветствующими устройствами в случае потери бдительности машинис-
том или превышении скорости.
Формирование числового кода у каждого проходного светофора
осуществляется кодирующей аппаратурой, состоящей из кодового пу-
тевого трансмиттера КПТ (рис. 5.14) и трансмиттерного реле Г, управ-
ляемого сигнальными реле автоблокировки 3, Ж и О. Трансмиттерное
реле Гкоммутирует цепь обмотки кодирующего трансформатора КТ.
При этом в рельсовую линию поступают импульсы переменного тока,
Рис. 5. 14. Структурная схема АЛСН чис-
лового кода
144
соответствующие передаваемой кодовой комбинации. Переменный
ток, проходя по рельсовым нитям, создает вокруг них переменное маг-
нитное поле, которое замыкается через сердечник приемных катушек
ПК локомотива и наводите последних ЭДС. Локомотивный приемник
ЛП усиливает ЭДС и преобразует ее в импульсы постоянного тока, от
которых срабатывает импульсное реле, включенное на выходе прием-
ника. Импульсное реле управляет работой блока дешифратора, состо-
ящего из собственно дешифратора ДШ и контрольного органа КО. В
зависимости от принятой кодовой комбинации дешифратор обеспечи-
вает зажигание соответствующего огня локомотивного светофора, а
также подачу на контрольный орган КО информации о допустимой
скорости движения уд. Фактическая скорость поезда Уф измеряется ско-
ростемером СК. Машинист подтверждает свою бдительность в необхо-
димых ситуациях нажатием рукоятки бдительности РБ. Моменты, в
которые возникает необходимость подтверждения бдительности, опре-
деляются машинистом по свистку электропневматического клапана
ЭПК.
Машинист управляет локомотивом, воздействуя на двигатель М и
тормозные устройства ТУ.
Локомотивный приемник предназначен для приема числовых ко-
довых сигналов на частоте сигнального тока 50 Гц при электрической
тяге постоянного тока и автономной тяге, а на частоте 25 или 75 Гц —
при электрической тяге переменного тока.
Сигнальный ток, протекая по рельсам, создает магнитное поле, в
котором перемещаются локомотивные катушки. Стальной сердечник
способствует концентрации магнитных силовых линий в зоне располо-
жения катушек. Центры катушек смещены в сторону оси пути, благода-
ря чему стабилизируется суммарная ЭДС на двух катушках при их го-
ризонтальных колебаниях во время движения локомотива. При таком
колебании одна из катушек приближается к рельсу, и сигнал на ней воз-
растает, другая катушка удаляется, и сигнал на ней убывает. Вследст-
вие встречного включения катушек ЭДС, наводимая тяговым током,
компенсируется; помехи создаются асимметрией тягового тока в
рельсах. Катушки имеют индуктивность (7,1 ± 0,3) Гн на электровозах
и (6 ± 0,25) Гн на тепловозах.
Катушки подвешены над каждым рельсом впереди первой колес-
ной пары на высоте 150 мм над головкой рельса. Ток в рельсах 10 А и
частотой 50 Гц наводит в каждой из них ЭДС не менее 0,75 В на
электровозе и 0,65 В на тепловозе. Индуцированные в приемных ка-
тушках кодовые сигналы усиливаются локомотивным приемником и
преобразуются в импульсы постоянного тока, которые подаются в де-
шифратор для восприятия передаваемого сообщения.
Локомотивные приемники характеризуются чувствительностью,
помехозащищенностью и временными параметрами, отражающими
145
искажение длительности импульсов кодовых комбинаций на выходе
приемника по сравнению с входом.
Чувствительность локомотивного приемника измеряется мини-
мальным кодовым током в рельсах под приемными катушками, при
котором срабатывает исполнительный орган, например электромеха-
ническое или электронное реле. Отношение максимального тока в
рельсах, при котором исполнительный орган не срабатывает, к току
чувствительности называется коэффициентом возврата локомотивного
приемника.
При электрической тяге переменного тока чувствительность локо-
мотивного приемника для частот сигнального тока 25 и 75 Гц состав-
ляет (1,05 ± 0,1) А. Для частоты 50 Гц при электрической тяге постоян-
ного тока чувствительность (1,45 ± 0,15) А, а при автономной тяге
(0,75 ± 0,15) А. Надежная работа приемника обеспечивается при мини-
мальном токе в рельсах на входном конце блок-участка 1,2 А при авто-
номной тяге, 1,4 А при электрической тяге переменного тока и 2 А при
электрической тяге постоянного тока.
5.4. Локомотивный приемник числовых
кодовых сигналов
При электрической тяге переменного тока возможно движение
электровоза по участкам, на которых применяется различная частота
сигнального тока (25 или 75 Гц).
Локомотивный фильтр ФЛ 25/75 (рис. 5.15) имеет две
полосы пропускания для обеспечения работы устройства АЛС на
любых участках при электрической тяге переменного тока. Первая по-
лоса охватывает диапазон частот 16—32 Гц, вторая — 67—88 Гц.
Фильтр обеспечивает большое затухание тягового тока частотой 50 Гц
и его гармонических составляющих. Последовательный контур, состо-
ящий из катушки L1 (приемные катушки) и конденсатора С1, настроен
на частоту 37,5 Гц, контур L3—СЗ — на частоту 50 Гц. В этой ветви
наступает резонанс напряжений при частотах 25 и 75 Гц и резонанс
токов при частоте 50 Гц. Выходная последовательная цепь содержит
параллельный контур L6—С6 с резонансной частотой 50 Гц, последо-
Рис. 5.15. Схема локомотивного фильтра
ФЛ25/75
146
Рис. 5.16. Схема локомотивного усилителя УК-25/50М-Д
вательные L5—C5 с резонансной частотой примерно 25 Гци L7—С7—
100 Гц. Два последних контура вместе настроены на частоту 37,5 Гц, а
во всей выходной последовательной цепи из трех контуров возникает
резонанс напряжений на частотах 25 и 75 Гц. В параллельную ветвь
фильтра включены контуры L3—СЗ и L4—С4 с резонансными час-
тотами 25 и 75 Гц. В этой ветви наступает резонанс напряжений на
частоте 50 Гц.
Фильтр имеет малое затухание в обеих полосах пропускания, по-
скольку в последовательных ветвях фильтра наступает резонанс напря-
жений, а в параллельной — резонанс токов. Заграждающее действие
фильтра для тягового тока частотой 50 Гц создается благодаря высоко-
му сопротивлению контуров L3—СЗ и L6—С6 на частоте 50 Гц и низ-
кому сопротивлению последовательно соединенных контуров L2—С2
и L4—С4. Контур L7—С7шунтирует выход фильтра на частоте второй
гармоники 100 Гц. Конденсатор С8 шунтирует вход фильтра от высо-
кочастотных помех. Расчетное сопротивление нагрузки фильтра 3 кОм.
Локомотивный усилитель УК-25/50М-Д (рис. 5.16)
подключается к выходу фильтра ФЛ 25/75 выводами Вх2, ВхЗ. Входное
сопротивление усилителя на частотах 25 и 75 Гц стабилизируется резис-
торами R3, R4.
С вступлением локомотива на участок с электрической тягой по-
стоянного тока или автономной тягой, где передача сигналов АЛС осу-
ществляется на частоте 50 Гц, машинист должен нажать вспомогатель-
ную кнопку. При этом возбуждается вспомогательное реле В, и к уси-
лителю кодовых сигналов вместо фильтра ФЛ 25/75 подключится
фильтр, настроенный на частоту 50 Гц. Резистор R26 предназначен для
ограничения тока в реле В. Конденсатор СЗ шунтирует высокочастот-
147
ные помехи, которые могут поступать на вход усилителя через источ-
ник питания.
На линиях с электрической тягой постоянного тока переключатель
П2 устанавливается в положение ЭТ, вследствие чего чувствительность
локомотивного приемника уменьшается по сравнению с той, которая
требуется при автономной тяге. Необходимость такого переключения
возникает лишь на локомотивах с автономной тягой, которые могут
двигаться по неэлектрифицированным и электрифицированным участ-
кам.
Фильтр, настроенный на частоту 50 Гц, состоит из двух связанных
контуров. Резонансная частота первого контура 47 Гц определяется в
основном индуктивностью приемных катушек и емкостью конденсато-
ра С1; добротность контура составляет 3—4. Второй контур настроен
на частоту 50 Гц, имеет добротность 10 и образован конденсатором С2
и обмоткой II трансформатора Т1. Индуктивность связи (обмотка
I трансформатора Т1) равна 0,7 Гн. При этом полоса пропускания на
уровне 0,7 Птах составляет 14—16 Гц. В диапазоне частот 45—55 Гц на-
пряжение на выходе фильтра не менее 0,85Птах-
Принимаемый сигнал усиливается четырьмя каскадами.
Первый каскад выполнен на транзисторе VT1 и работает в
классе А. Питание первых трех каскадов усиления осуществляется с
помощью делителя напряжения R24, R25—VD5 от локомотивного
источника напряжением (50+10) В. При этом напряжение питания
U\ - 11,5+14 В. Это то напряжение стабилизации, которым обладает
стабилитрон VD5. Положение рабочей точки, определяющей началь-
ный ток 7кн в коллекторной цепи транзистора, при отсутствии входно-
го сигнала задается током базы, протекающим по цепи: +С71, резисто-
ры R5 и R6, переход "эмиттер — база" транзистора VT1, участки цепей
входных фильтров с контактами реле ВР или Г2, резистор R12, UD3,
резистор R15, —U1.
Для стабилизации режима работы усилительного каскада необхо-
димо обеспечить неизменным начальный ток в коллекторной цепи
транзистора VT1. Это достигается отрицательной обратной связью по
постоянному току, создаваемой падением напряжения на резисторах
R5 и R6. Если под влиянием дестабилизирующих факторов (темпера-
тура окружающей среды, изменение напряжения источника питания
и др.) начальное значение тока 1КН возрастает, то падение напряжения,
которое является запирающим для транзистора VT1, на резисторах R5
и R6 также возрастает. В этом случае результирующее отпирающее-на-
пряжение между базой и эмиттером транзистора VT1 уменьшается,
вследствие чего компенсируется влияние дестабилизирующих факто-
ров, и начальный ток /кн изменяется незначительно.
Для того чтобы резистор R5 не уменьшал значение переменной со-
ставляющей сигнала, он шунтирован конденсатором С4. Резистор R6
создает отрицательную обратную связь по переменной составляющей.
148
Изменяя сопротивление этого резистора, можно регулировать коэффи-
циент усиления всего каскада.
Отрицательная обратная связь (ООС) по переменной составляю-
щей обеспечивается также конденсатором С5. Эта ООС сильнее дейст-
вует на частоте 75 Гц, вследствие чего компенсируется более высокий
сигнал, поступающий на вход усилителя при частоте 75 Гц с выхода
фильтра ФЛ 25/75. Основное назначение этой цепи состоит в том,
чтобы с помощью сильной отрицательной обратной связи ослабить
действие высокочастотных помех, которые могут проникнуть в усили-
тель из внешних цепей через емкости между проводами.
Второй каскад усиления выполнен на транзисторе VT2, включен-
ном по схеме эмиттерного повторителя. Эта схема наиболее экономич-
на по числу используемых элементов, однако обеспечивает усиление
сигнала лишь по току. В рассматриваемом случае этого вполне доста-
точно для обеспечения работоспособности третьего каскада на тран-
зисторе VT3 с учетом применения схемы автоматической регулировки
усиления (АРУ), выполненной на стабилитронах VD3, VD4 и конденса-
торах С7, С8.
Третий каскад на транзисторе VT3 также работает в классе А. По-
ложение рабочей точки, определяющей ток /Кн, задается делителем на-
пряжения, составленного из резисторов R15 и R8, R9. Стабилизация
режима работы третьего усилительного каскада (неизменность на-
чального тока 7кн в коллекторной цепи транзистора VT3) достигается
отрицательной обратной связью по постоянному току, создаваемой
благодаря падению напряжения на резисторе R19, так же, как в пер-
вом усилительном каскаде. Для того чтобы резистор R19 не умень-
шал переменную составляющую сигнала, он шунтирован конденсато-
ром С9.
Автоматическая регулировка усиления необходима для исключе-
ния искажений принимаемых кодовых сигналов. Уровень тока в рель-
сах под приемными катушками по мере движения локомотива может
изменяться в 10—20 раз в зависимости от длины рельсовой линии.
Амплитуда сигнала на выходе фильтра нарастает во время импульса и
спадает во время паузы по экспоненте. Если бы чувствительность локо-
мотивного приемника оставалась неизменной, то с возрастанием вход-
ного сигнала происходило бы удлинение импульса и укорочение
паузы, так как при неизменной постоянной времени переходного про-
цесса в этом случае уменьшался бы фронт импульса и увеличивалось
бы время спада амплитуды сигнала от установившегося значения до
порога чувствительности. С помощью АРУ чувствительность локомо-
тивного приемника уменьшается, что способствует неискаженному
приему кодовых сигналов.
По принципу действия схема АРУ представляет собой двусторон-
ний ограничитель входного сигнала третьего каскада. Нормально
через стабилитроны VD3 и VD4 подается ток смещения, от которого
149
зависят порог ограничения и эффективность действия автоматической
регулировки усиления. Цепь тока смещения VD3 : + J7i, R5, R6, переход
"эмиттер — база" транзистора VT1, R12, VD3, R15, —Ui. Цепь тока
смещения VD4: + C7i, R8, R9, VD4, R13, —U\. Во время импульса кодо-
вого сигнала в рельсах на вход третьего каскада поступает переменный
сигнал МвхЗ- При первой (7), мгновенной, полярности входного сигна-
ла, протекающего через переход "эмиттер — база" транзистора VT3,
заряжается конденсатор С8 по цепи: ивхз, R19, переход "эмиттер —
база" транзистора VT3, VD4, С8, R11, — ивхз. При второй (2), обрат-
ной, мгновенной полярности входного сигнала заряжается конденса-
тор С7 по цепи: — ивхз, R19, переход "эмиттер — база" транзистора
VT3, VD3, С7, R11, +мвхз. Возможность протекания тока заряда С7
через переход "эмиттер — база" транзистора VT3 обусловлена тем, что
этот переход смещен в прямом направлении током, создаваемым дели-
телем R15—R9, R8. Ток заряда конденсаторов С8 и С7 возрастает про-
порционально значению мвхз, т. е. уровню тока кодового сигнала в
рельсовой линии. Если мгновенная полярность входного сигнала ивхз
условно является первой, то конденсатор С7 разряжается по цепи:
+1<вхЗ, R19, переход "эмиттер— база" транзистора VT3, VD3, С7, RJ1,
— ивхз. Максимальный ток разряда конденсатора С7равен току смеще-
ния через стабилитрон VD3, который в основном определяется сопро-
тивлением резистора R19. Аналогично при второй (обратной) мгно-
венной полярности мВхЗ разряжается конденсатор С8 по цепи: —ивхз,
R19, переход "эмиттер— база" транзистора VT3 (смещен в прямом на-
правлении), VD4, C8,R11, +«вхз. Максимальное значение тока разряда
конденсатора С8 равно току смещения через стабилитрон VD4, кото-
рый в основном определяется сопротивлением резистора R13.
При малых значениях «вхз ток заряда конденсаторов С7 и С8 не
превышает ток смещения через стабилитроны VD3, VD4 и поэтому
равен току разряда конденсаторов, которые оказываются вследствие
этого разряженными. При увеличении уровня кодового сигнала в рель-
сах при некотором его значении ток заряда конденсаторов С7, С8 ока-
зывается больше тока смещения через стабилитроны VD3, VD4 и соот-
ветственно больше тока разряда конденсаторов. Вследствие этого на
конденсаторах оказывается остаточный заряд. Полярность напряже-
ния заряда конденсаторов показана на рис. 5.16. Это напряжение про-
тиводействует входному сигналу, и чувствительность локомотивного
приемника уменьшается. В интервалах между импульсами конденсато-
ры С7и С8разряжаются по цепям: +UC7, Rll, RIO, R8, R5, R6, переход
"эмиттер — база" транзистора VT1, R12, —UC7 и + UC8, R13, —Ui,
+ U\, R8, RIO, Rll, —UC8. Постоянные времени разряда могут быть
приняты равными С7 R12 и С8 R13, они выбираются такими, чтобы
обеспечить минимальное искажение параметров кодовых комбинаций.
Максимального значения напряжение на конденсаторах С7 и С8
достигает тогда, когда локомотив находится на выходном конце блок-
150
участка (на питающем конце рельсовой цепи). При этом чувствитель-
ность локомотивного приемника минимальна. С вступлением локомо-
тива на следующий блок-участок (релейный конец рельсовой цепи)
уровень сигнала снижается. Пока конденсаторы схемы АРУ не разря-
дятся, чувствительность локомотивного приемника оказывается недо-
статочной для восприятия кодового сигнала. Время восстановления
чувствительности усилителя tB при переходе с максимального уровня
7рм сигнала в рельсовой цепи на нормативный 7рн используется в каче-
стве критерия эффективности действия АРУ.
Повышение эффективности действия АРУ увеличивает помехо-
устойчивость локомотивного приемника при гармонических и им-
пульсных помехах в случае относительно высокого уровня полезного
сигнала. Как правило, уровень полезного сигнала при приближении к
питающему концу рельсовой цепи значительно превышает норматив-
ный ток срабатывания локомотивного приемника. Помехи могут быть
существенно ниже полезного сигнала, но также превышать норматив-
ную чувствительность. Если автоматически повысить ток срабатыва-
ния локомотивного приемника до уровня действующего в данный мо-
мент полезного сигнала, то помехи, меньшие сигнала по уровню, не вы-
зывают сбоя в нормальной работе АЛСН.
Повышение эффективности ограничено "сверху". При "слишком"
эффективной АРУ в случае малого уровня сигнала и сильной помехи
увеличивается вероятность дробления сигнала. Такая опасность осо-
бенно велика на станционных некодируемых рельсовых цепях, когда
питание осуществляется навстречу движению. При наличии относи-
тельно низкого уровня непрерывного сигнала сильная помеха, накла-
дываясь на сигнал, может раздробить его, "затрубить" чувствитель-
ность усилителя и увеличить время его восстановления. Для исключе-
ния указанного явления в схеме АРУ применена нелинейная обратная
отрицательная связь между входом АРУ и выходом третьего каскада
усилителя. Осуществляется она дополнительными резисторами R14,
RI7n R23. Эта цепь повышает термостабильностъ характеристик уси-
лителя. Введение отрицательной обратной связи способствует тому,
что автоматическая регулировка усиления начинает действовать толь-
ко при достижении определенного уровня сигнала, в результате чего
характеристики АРУ усилителя значительно улучшаются.
Действие отрицательной обратной связи нелинейно. При увеличе-
нии уровня входного сигнала в 2—3 раза по сравнению с чувствитель-
ностью усилителя транзистор VT3 работает в режиме ограничения, и
дальнейшее увеличение входного сигнала не изменяет уровня сигнала
отрицательной обратной связи.
Параметры схемы АРУ для участков с автономной тягой выбраны
с учетом параметров амплитудного ограничителя, функцию которого
выполняют диоды VDI и VD2, включенные последовательно встречно.
Уровень ограничения выбран таким, чтобы можно было стабилизиро-
151
вать время восстановления чувствительности усилителя при переходе
от высокого уровня сигнала в рельсовой цепи к низкому.
На участках с электрической тягой постоянного тока амплитудный
ограничитель не устанавливается. Ограничение времени восстановле-
ния чувствительности усилителя при переходе локомотива с одного
блок-участка на другой достигается ограничением сигналов в коллек-
торной цепи первого каскада, который входит в режим насыщения, так
как уровень сигнала в рельсах при электрической тяге почти в 2 раза
выше, чем при автономной.
Для повышения термостабильности характеристик локомотивного
приемника в цепь отрицательной обратной связи транзистора VT3 ус-
танавливается терморезистор R18 с отрицательным температурным
коэффициентом. Резисторы R16 и R22 используются для стабилизации
параметров цепи термокомпенсации, чему способствует и совместная
установка терморезисторов R]4, R17 и R23 С понижением температу-
ры сопротивление терморезисторов возрастает, вследствие чего отри-
цательная обратная связь уменьшается, и коэффициент усиления локо-
мотивного приемника увеличивается. Этим компенсируется уменьше-
ние коэффициента усиления благодаря возрастанию отрицательной
обратной связи по переменному току из-за увеличения активного со-
противления электролитических конденсаторов С], С4 и С9 при по-
нижении температуры.
Четвертый каскад выполняет окончательное усиление сигнала.
Этот каскад является двухтактным и выполнен на транзисторах VT4 и
VT5 с нагрузкой в виде импульсного реле постоянного тока КДР1 с со-
противлением обмотки 280 Ом и мощностью срабатывания не
более 40 мВт. Коллекторные цепи транзисторов VT4 и VT5 получают
стабилизированное питание напряжением 9—12 В, которое создается
делителем R20—VD6. Напряжение питания представляет собой напря-
жение стабилизации, которым обладает стабилитрон VD6.
При отсутствии тока в рельсах транзисторы VT4 и 1Т5 закрыты,
поэтому ток через обмотку импульсного реле И не протекает. Появле-
ние на полуобмотках трансформатора ТЗ переменного напряжения вы-
зывает поочередное открытие транзисторов VT4 и VT5 в соответст-
вующие полупериоды переменного тока входного сигнала. При этом в
каждом полупериоде через обмотку импульсного реле И проходит ток
в одном направлении. Для сглаживания пульсаций выпрямленного
тока и поддержания постоянного напряжения на обмотке реле И слу-
жит конденсатор СЮ.
Импульсное реле И является исполнительным органом локомотив-
ного приемника. Во время импульса тока в рельсовой цепи реле И за-
мыкает фронтовой контакт, через который подается питание к выходу
ИФ
При отпускании якоря реле И через его тыловой контакт питание
плюс 50 В подается на выход ИТ.
152
5.5. Дешифратор числовых кодовых
сигналов (ДКСВ)
Дешифратор ДКСВ расшифровывает принимаемые кодовые сиг-
налы и в соответствии с принятыми сообщениями управляет локомо-
тивным светофором, а также приборами контроля скорости поезда и
бдительности машиниста.
Схема дешифратора ДКСВ-1 (рис. 5.17) может быть разделена на
три функциональных узла, решающих задачи определения числа им-
пульсов в кодовых циклах, фиксации сигнального показания и контро-
ля соответствия фактической и допустимой скоростей движения поез-
да.
Схема реле счетной группы. Эта схема содержит пять реле в соот-
ветствии с суммарным числом импульсов и пауз в коде зеленого огня. К
этой же группе относится реле ПК, которое находится под током при
приеме кодовых сигналов.
Кодовые сигналы расшифровываются в результате последователь-
ного счета числа импульсов и пауз в кодовом цикле. Реле-счетчики им-
пульсов 1, 2 и 3 возбуждаются через фронтовой контакт реле И, а счет-
чики пауз 1А и 2А — через тыловой. После возбуждения счетчики бло-
кируются через собственные контакты, а затем в интервале кодового
цикла выключаются. Таким образом, в каждом цикле в зависимости от
принимаемого кодового сигнала происходит срабатывание и обесто-
чивание определенного числа реле счетной группы.
Цепь возбуждения каждого последующего счетчика проходит
через фронтовой контакт предыдущего. Отделение одного кодового
цикла от другого обеспечивает счетчик 1, который имеет замедление на
отпускание якоря 0,25 с, большее малой паузы (0,15 с), но меньшее ин-
тервала между циклами. В цепи возбуждения счетчика 1 контролирует-
ся обесточенное состояние остальных счетчиков в длинном интервале
кодового цикла.
Если осуществляется нормальный прием кодовых сигналов, реле
ПК непрерывно находится нод током, периодически получая импульсы
питания через тыловой контакт реле И и фронтовые контакты реле 1 и
1А. Из общей продолжительности кодового цикла 1,6 или 1,9 с суммар-
ная длительность интервалов питания реле ПК составляет при коде КЖ
0,5 с (за два цикла), при кодах Ж — 0,35,3 — 0,5 с. Для непрерывного
удержания якоря притянутым реле ПК имеет замедление 1,8 с, созда-
ваемое медной гильзой и конденсатором С1 сопротивлением 200 мкФ.
Если реле И начинает работать от серии импульсов помех, реле ПК
отпускает якорь. Принимаемые кодовые сигналы трансформируются в
серию помех, если в длинном интервале кодового цикла принимается
импульс помехи и таким образом соседние кодовые циклы оказывают-
ся неразделенными.
Серия импульсов помех фиксируется как отсутствие кодового сиг-
153
Рис. 5.17. Схема дешифратора ДКСВ-1
нала. При этом защита основана на том, что в правильной кодовой
комбинации не может быть более трех импульсов. После приема
третьего импульса реле 3 переключает цепи самоблокировки реле 1А
и 2. Цепь самоблокировки реле-счетчика 2 переводится в зависимость
от состояния фронтового контакта реле И. Реле 2 имеет замедление на
отпускание якоря примерно 0,4 с. Поэтому, если после третьего им-
пульса реле И отпускает якорь на время, большее, чем 0,04 с, реле-счет-
чик 2 отпускает якорь и размыкает цепь питания реле 1А. От четверто-
го импульса реле-счетчик 1 получает подпитку и удерживает якорь
притянутым, создавая цепь питания также и для счетчика 3. Вследствие
отпускания якоря реле-счетчика 2 обесточиваются счетчики 1А и 2А.
Таким образом, при приеме серии импульсов под током находятся
154
реле-счетчики 1 и 3, а остальные — без тока. Это вызывает отпускание
якоря реле ПК, и серия импульсов воспринимается как отсутствие ко-
дового сигнала. Такое состояние схемы сохраняется до тех пор, пока не
наступит длинный интервал между импульсами, больший времени за-
медления реле-счетчика 1, после отпускания якоря которого восстанав-
ливается нормальная работа счетной группы реле.
Таким образом, отпускание якоря реле-счетчика 1 примерно в сере-
дине длинного интервала фиксируется как окончание приема кодового
цикла и начало восприятия принятой комбинации, которое продолжа-
ется до конца длинного интервала. После отпускания якоря рсле-счет-
чика 1 помехи уже не искажают принятую информацию, так как цепь
возбуждения реле-счетчика 1 разомкнута до окончания длинного ин-
155
тервала контактами реле-счетчиков. На принятую кодовую комбина-
цию после отпускания якоря реле-счетчика 1 указывает возбужденное
состояние реле-счетчика 1А при коде КЖ, 2 — при коде Ж и 3 — при
коде 3.
Схема сигнальных реле. Схема реле (КЖ, Ж, 3, С, ПС) управляет
огнями локомотивного светофора и контрольными органами, прове-
ряющими наличие условий, обеспечивающих безопасность движения.
В схеме сигнальных реле можно выделить устойчивое состояние, когда
циклически воспринимается один и тот же кодовый сигнал, и переход-
ное, соответствующее моменту смены одного сигнального показания
на другое.
Сигнальные реле должны иметь замедление на отпускание и на сра-
батывание для того, чтобы обеспечить исключение ложных показаний
на локомотивном светофоре при искажении кодовых сигналов в мо-
мент прохода локомотива через изолирующие стыки на перегонах,
когда принимаются неполные кодовые циклы в предыдущей и после-
дующей рельсовых цепях. Сигнальные реле должны возбуждаться
после приема нескольких кодовых циклов, чтобы исключались кратко-
временные проблески неправильных показаний при случайном искаже-
нии помехой одного кодового цикла.
Схема сигнальных реле обеспечивает смену одного сигнального по-
казания на другое через промежуток времени, равный трем циклам
(примерно 6 с). Схема сигнальных реле имеет два каскада замедления:
первый с большим временем замед ления (реле Q, второй с меньшим
(реле КЖ, Ж, 3).
Основное замедление реализуется в схеме реле С, которое контро-
лирует соответствие между положением сигнальных реле и принимае-
мым кодовым сигналом. При коде КЖ должно быть возбуждено одно
сигнальное реле КЖ, при коде Ж — два сигнальных реле (КЖ и Ж), а
при коде 3 — три (КЖ, ЖиЗ).
Реле соответствия С имеет замедление на отпускание (5,5 + 0,5) с,
создаваемое медной гильзой, что обеспечивает достаточную стабиль-
ность при изменении напряжения питания. При отсутствии кодовых
сигналов реле С получает питание через тыловой контакт реле ПК, ко-
торый размыкается лишь после приема кодового сигнала. Если прини-
мается не менее трех кодовых циклов (примерно 6 с), реле С отпускает
якорь и подключает цепи возбуждения сигнальных реле КЖ, ЖиЗ. В
зависимости от принимаемого кодового сигнала срабатывают соответ-
ствующие сигнальные реле, цепь питания реле соответствия в длинном
интервале проходит через контакты реле счетной группы и контакты
сигнальных реле.
В каждом кодовом- цикле реле С получает импульс тока длитель-
ностью примерно 0,3 с, благодаря которому осуществляется пополне-
ние энергии для удержания якоря постоянно притянутым с необходи-
мым замедлением.
156
Особенность схемы питания реле С при коде 3 состоит в том, что
это питание подается через фронтовой контакт реле-счетчика 3.Благо-
даря этому длительность импульса питания оказывается большей по
сравнению с кодовыми импульсами КЖ и Ж', и реле С в одном цикле
имеет полное замедление на отпускание. Это обеспечивает более устой-
чивую работу схемы реле С при импульсных помехах тягового тока, а
также при проследовании поезда по коротким стрелочным секциям на
станциях, на которых воспринимается лишь один полный неискажен-
ный кодовый цикл. Отпускание якоря реле-счетчика 3 контролируется
в цепи реле ПК. Время замедления реле С при белом огне возрастает
примерно до 15 с благодаря подключению конденсатора Сп параллель-
но его обмотке через контакты реле КЖ и Ж. Увеличение замедления
реле С уменьшает вероятность смены белого огня на желтый с крас-
ным, а затем красный огонь под воздействием помех тягового тока,
имеющих более высокий уровень на некодируемых путях, особенно в
однониточных рельсовых цепях.
При смене кодового сигнала нарушается соответствие между рабо-
той реле-счетчиков и состоянием сигнальных реле, питание реле С пре-
кращается и, если новый сигнал поступает устойчиво в течение трех
циклов, реле С отпускает якорь, а его повторитель ПС размыкает цепи
блокировки сигнальных реле. Тыловыми контактами реле ПС сигналь-
ные реле подключаются к цепям возбуждения через контакты реле
счетной группы. Например, в момент смены сигнальных показаний
реле КЖ получает питание через тыловые контакты реле ПС, 1 и
фронтовые контакты реле 1А или 2А. Первоначальная цепь возбужде-
ния реле 3 проходит через фронтовые контакты реле 2А и 3, которые
замыкаются только при коде 3.
После срабатывания соответствующих сигнальных реле образуется
цепь питания реле С, а после его возбуждения притягивает якорь реле
ПС, переключая сигнальные реле на цепи самоблокировки. Реле КЖ, Ж
и 3 имеют небольшое замедление на отпускание (второй каскад), пре-
восходящее время переключения якоря реле ПС.
Особенность схемы сигнального реле Ж обусловлена тем, что это
реле остается под током в случае прекращения приема кодовых сигна-
лов Ж и 3, что происходит при проследовании поезда на некодируемый
путь. В этом случае на локомотивном светофоре включается белый
огонь. Если прекращается прием кодового сигнала КЖ, то на локомо-
тивном светофоре включается красный огонь.
Блокирование реле Ж с вступлением поезда на некодируемый учас-
ток пути осуществляется через собственный фронтовой контакт и ты-
ловой контакт реле бдительности Б. Реле Б нормально находится под
током, цепь его питания размыкается при смене сигнальных показаний
контактом реле ПС. Реле Б относится к контрольным органам АЛСН,
оно управляет электропневматическим клапаном и возбуждается после
нажатия рукоятки бдительности, цепь самоблокировки реле Ж сохра-
няется.
157
Если вместо кода Ж поступает кодовый сигнал код КЖ, то обесто-
чивается реле соответствия С и его повторитель ПС. Однако цепь пита-
ния реле Ж сохраняется через тыловые контакты реле Б, 1 и 1А. В пос-
ледующем кодовом цикле КЖ срабатывают реле-счетчики 1 и 1А, что
приводит к размыканию цепи питания реле Ж. После отпускания якоря
последнего в следующем кодовом цикле КЖ образуются цепи для сра-
батывания сигнального реле КЖ, реле соответствия С, ПС и создается
возможность возбуждения реле Б после нажатия рукоятки бдительнос-
ти РБ.
Отпускание якорей сигнальных реле контролируется в цепи воз-
буждения реле С, поэтому они могут быть кодового типа. Реле С долж-
но надежно отпускать якорь при смене кодовых сигналов, поэтому оно
должно быть I класса надежности. Контакты реле С и ПС вводятся в
цепь горения ламп локомотивного светофора, чем исключается про-
блеск огней в случае смены сигнальных показаний, когда осуществля-
ется переключение сигнальных реле.
Схема контрольных органов АЛСН. Эта схема содержит реле Б,
КС, РБ, скоростемер, ЭПК, а также кнопки РБ, ВК, КП,ДЗ и выполня-
ет следующие функции: однократный контроль бдительности маши-
ниста при смене сигнальных показаний на локомотивном светофоре;
периодический контроль бдительности машиниста через 15—20 с при
красном и желтом с красным огнях локомотивного светофора, а также
при желтом огне, если скорость поезда превышает контролируемое
значение; периодический контроль бдительности машиниста через
60—90 с при движении поезда по некодируемым путям (белый огонь на
локомотивном светофоре); абсолютный контроль скорости поезда то
(20 или 50 км/ч) при появлении на локомотивном светофоре красного
и желтого с красным огней.
Выполнение этпх функций обеспечивают реле бдительности Б, ру-
коятка бдительности и реле рукоятки бдительности РБ, реле кошроля
скорости КС с питающими конденсаторами Скж и Съ, скоростемер с
контактами vL-r, О—20; гкж и тж, размыкающимися при. скоростях выше
10 км/ч (vct), 20 км/ч (0—20), гкж, тж (уж = 1’кж).
Однократный контроль бдительности машиниста и абсолютный
контроль скорости поезда осуществляет реле бдительности Б, которое
нормально находится под током и отпускает якорь при смене сигналь-
ных показаний, так как его цепь питания размыкается контактом реле
ПС. Контактами реле Б при отпускании его якоря размыкается цепь
питания электропневматического клапана (ЭПК) и включается звуко-
вой сигнал. Машинист должен нажать рукоятку бдительности и возбу-
дить реле Б, чем подтвердить восприятие сигнального показания. Если
в течение 6 с реле Б не притянет якорь и цепь питания ЭПК не восстано-
вится, то начинается экстренное торможение, которое нельзя прервать
последующим нажатием рукоятки бдительности. Реле бдительности
возбуждается после нажатия рукоятки. В результате срабатывает реле
158
РБ и подает питание па реле Б через его собственный мостовой кон-
такт. Если на локомотивном светофоре появляется красный или жел-
тый с красным огонь, цепь возбуждения реле бдительности проходит
через контакты скоростемера го (0 20) или гкж, размыкающиеся в слу-
чае превышения скорости поезда соответствующих значений. Если
реле Б не возбуждается, то с помощью ЭПК осуществится экстренное
торможение. С появлением желтого, зеленого или белого огня реле Б
возбуждается после нажатия рукоятки бдительности независимо от
скорости поезда.
Периодическая проверка бдительности машиниста и непрерывный
когггроль скорости поезда осуществляются с помощью реле КС, кото-
рое получает непрерывное питание от источника через фронтовые кон-
такты реле 3, Ж и КЖ при зеленом огне на локомотивном светофоре, а
также при желтом, если скорость поезда ие превышает контролируемое
значение кж - При красном, желтом с красным или белом огне на
локомотивном светофоре, а также при желтом, если скорость поезда
превышает гж, источник тока отключается от реле КС. Оно продолжа-
ет получать питание от конденсатора Скж. Благодаря разряду конден-
сатора Сю* через резистор Rv и фронтовой контакт реле Б реле КС
удерживает якорь притянутым в течение 15—20 с. Отпуская якорь, реле
КС размыкает цепь питания ЭПК, что сопровождается звуковым сиг-
налом, по которому машинист в течение 6 с должен кратковременно
нажать рукоятку бдительности и возбудить реле РБ, в результате чего
подается питание на реле КС и конденсатор Сюк. После возвращения
рукоятки бдительности в исходное положение конденсатор Скж разря-
жается на реле КС. В цепи разряда при красном и желтом с красным
огнях локомотивного светофора контролируется замкнутое состояние
контактов скоростемера vo и Гкж- Бдительность контролируется перио-
дически, пока скорость поезда не снижается до значения ниже vo. Если
скорость поезда превышает vo при красном или Гкж при желтом с крас-
ным огнях, реле КС не возбуждается, происходит торможение поезда с
помощью ЭПК.
При желтом и белом огнях в случае периодической проверки бди-
тельности коцденсатора Сюк разряжается на реле КС через фронтовой
контакт реле Ж, минуя скоростемер, т. е. разрешается движение поезда
с установленной скоростью. На участках, не оборудованных путевыми
устройствами АЛСН, когда движение длительное время происходит
при белом огне, периодичность проверки бдительности возрастает до
I—1,5 мин в результате подключения коцденсатора Сб кнопкой допол-
нительного замедления ДЗ. После перехода поезда на контролируемый
участок кнопка ДЗ должна быть в исходном положении, соответствую-
щем меньшему периоду проверки бдительности. Выполнение этого
требования контролируется контактом кнопки ДЗ, включенным в цепь
лампы зеленого огня локомотивного светофора.
В случае остановки поезда, что фиксируется контактом скоросте-
мера Ver (замкнут при скорости менее 10 км/ч), реле КС получает непре-
159
рывное питание от источника, и периодический контроль скорости ис-
ключается.
Для контроля исправности работы схемы проверки бдительности
во время стоянки используется кнопка КП. Периодичность проверки
бдительности машиниста определяется временем отпускания якоря
реле контроля скорости КС. Это время зависит от многих дестабилизи-
рующих факторов, в том числе от регулировки самого реле, емкости
накопительного конденсатора, времени нажатия рукоятки бдительнос-
ти и др.
5.6. Работа автоматической локомотивной
сигнализации
Наиболее сложные условия работы числовой системы автомати-
ческой локомотивной сигнализации имеют место на участках с элект-
рической тягой постоянного и переменного тока. Это обусловлено тем,
что приемная система устройств АЛС находится под воздействием маг-
нитных полей тягового тока, протекающего по рельсам и ходовым час-
тям локомотива. Переменная составляющая этих полей индуцирует в
приемных катушках электродвижущую силу, которая при некоторых
условиях нарушает нормальный прием кодовых сигналов, и работа
устройств локомотивной сигнализации становится неустойчивой. Сте-
пень воздействия тягового тока на работу АЛС определяется главным
образом уровнем тягового тока и его гармоник в рельсовой линии, а
также степенью асимметрии канала "Рельсовая линия — приемные ка-
тушки АЛС". При электрической тяге переменного тока номинальное
напряжение в контактной сети относительно рельсов составляет 25 кВ.
Тяговые подстанции, расположенные на расстоянии 40—60 км одна от
другой, обеспечивают двустороннее питание участков контактной
сети. Суммарный расчетный ток контактной сети и тяговых подстан-
ций на двухпутных участках достигает 1000 А. При переходе на вынуж-
денный режим, когда одна подстанция отключается, ток в контактном
проводе вблизи работающей подстанции может возрасти до 1600 А.
В режиме короткого замыкания контактной сети ток кратковре-
менно (0,15—0,3 с) до момента срабатывания приборов защиты может
достигать 15 000 А. Гармонические составляющие переменного тягово-
го тока определяются нагрузкой и могут быть охарактеризованы коэф-
фициентами гармоник Кг, показывающими, какая часть общего тока I*
приходится на долю рассматриваемой гармоники If. Кг - 1гПк-
Максимальные значения этого коэффициента, полученные на осно-
ве длительных испытаний и теоретических расчетов, приводятся ниже:
Частот» гармоники, Гц.. 50 150 250 350 450
Коэффициент гармоники Кг 0,995 0,18 0,09 0,045 0,023
160
Четные гармоники тягового тока имеют уровень ниже уровня не-
четных. При электрической тяге постоянного тока номинальное напря-
жение контактной сети относительно рельсов составляет 3 кВ и, следо-
вательно, при одной и той же мощности электровозов постоянный тя-
говый ток приблизительно выше, чем при электрической тяге
переменного тока. Постоянный тяговый ток образуется в результате
шестифазного выпрямления переменного тока промышленной часто-
ты 50 Гц. Для подавления пульсаций выпрямленного тягового тока
(т.е. гармоник, кратных 300 Гц) на тяговых подстанциях применяют
сглаживающие фильтры, шунтирующие гармоники 300, 600, 900 и
1200 Гц. Вследствие этого при нормальном состоянии устройств
электроснабжения гармоники тягового тока не оказывают существен-
ного влияния на работу устройств АЛСН. Однако при ряде неисправ-
ностей и отклонениях от норм гармоники тягового тока появляются в
контактной сети. В случае нарушения работы выпрямительных уст-
ройств могут появиться гармоники с частотами 50, 100, 200,
300 Гц и т. д. Многочисленные измерения тяговых токов в рельсах по-
казали, что потребляемый локомотивом ток из контактной сети при
электрической тяге племенного и постоянного тока распределяется,
как правило, равномерно по обе стороны от движущегося электровоза
и, следовательно, этот ток в рельсовой линии под локомотивными ка-
тушками не превышает 50 % потребляемого электровозом тока.
Высокая проводимость рельсов по отношению к земле вызывает
резкое уменьшение обратного тягового тока в рельсовых нитях по мере
удаления от электровоза (обратный тяговый ток возвращается по
земле). Так, на расстоянии более 4—6 км от нагрузки и тяговой под-
станции обратный тяговый ток в рельсах близок к нулю.
Влияние тягового тока на приемные устройства АЛС всегда связа-
но с его неравномерным распределением между двумя рельсами, а
также с несимметричностью расположения приемных катушек (различ-
ное расстояние до рельсов и разброс электрических характеристик).
Причинами неравномерного расположения тягового тока являются
продольная и поперечная асимметрии рельсовой линии и наличие маг-
нитных влияний контактной сети, соседних путей и т. п. Продольная
асимметрия вызвана разностью сопротивлений рельсовых нитей тяго-
вому току (определяется главным образом состоянием стыковых со-
единителей), а поперечная асимметрия зависит от разности сопротив-
лений изоляции рельсовых нитей относительно земли. Магнитные вли-
яния контактной сети наблюдаются на двухпутных железных дорогах и
на станциях с количеством путей не менее двух. Это влияние определя-
ется главным образом разностью взаимной индуктивности контактно-
го провода одного пути с рельсовыми нитями другого пути.
Степень асимметрии тягового тока в рельсах оценивают коэффици-
ентом асимметрии:
6 Зак 1462
161
tfa=l/l -Z2I/(Z1+Z2),
где 7i, /2 —токи в рельсовых нитях.
На однопутных и двухпутных участках железных дорог с электри-
ческой тягой переменного тока коэффициент асимметрии принимают
соответственно равным 0,05 и 0,1. Расчетный максимальный тяговый
ток в рельсах под приемными катушками 7i + h = 250 А. При электри-
ческой тяге постоянного тока расчетный коэффициент асимметрии
принят равным 0,12. Разность высот подвески приемных катушек, раз-
брос их электрических параметров, а также колебания (вибрация) при-
емных катушек в вертикальной и горизонтальной плоскостях во время
движения способствуют возрастанию уровня помех на входе локомо-
тивного приемника.
Экспериментально установлено, что максимальное отклонение на-
веденной в приемных катушках ЭДС от среднего значения составляет
15 %, что соответствует коэффициенту асимметрии Кл » 0,075. Из-за
вибрации приемных катушек в магнитном поле тягового тока в них на-
водится ЭДС с частотой, зависящей от скорости движения. При этом в
случае повышения скоростей более 120 км/ч в приемных катушках по-
является ЭДС с частотой в пределах полосы пропускания фильтра ка-
нала 25 Гц. Наиболее сильная вибрация приемных катушек наблюдает-
ся при недоброкачественном обтачивании бандажей.
При наличии асимметрии тягового тока или несимметричности
приемных катушек на входе локомотивного приемника возникают по-
мехи вследствие неравномерности магнитного поля тягового тока
вдоль рельсов. Основной причиной такой неравномерности является
влияние металлической массы подкладок противоугонов и арматуры
железобетонных шпал на напряженность магнитного поля над рель-
сом. Если приемные катушки расположены над шпалой, то магнитное
поле в сердечнике на 1,5 % больше, чем когда приемные катушки нахо-
дятся между шпалами.
Наибольшее мешающее влияние на приемные устройства АЛС ока-
зывают импульсные помехи, возникающие от перераспределения тяго-
вого тока в ходовых частях локомотива и рельсах. В процессе движе-
ния электровоза изменение и перераспределение тягового тока проис-
ходит по следующим причинам:
1) смена машинистом режима работы двигателей;
2) нарушение контакта между токоприемником локомотива и кон-
тактным проводом (чаще всего в осенне-зимний период при обледене-
нии контактного провода);
3) нарушение контакта между колесом локомотива и рельсом. Не-
качественный токосъем локомотивом со стороны колесных пар может
возникать из-за попадания песка под колесные пары, боксования локо-
мотива, загрязнения и обледенения рельсов. Эти причины проявляются
наиболее часто на участках пути, где машинисты систематически поль-
162
зуются песком (затяжные спуски и подъемы), а также и на обычных
участках в осенне-зимний период;
4) перераспределение тягового тока электровоза по ряду парал-
лельных цепей.
Таким образом, скачкообразное перераспределение тягового тока
между различными ходовыми частями электровоза и рельсами, а также
скачки тягового тока из-за некачественного токосъема токоприемни-
ком оказывают ударные воздействия на вход приемника АЛС. Эти воз-
действия имеют непрерывный частотный спектр. Интенсивность помех
при электротяге постоянного и переменного тока падает с увеличением
частоты сигнального тока. Следовательно, при электрической тяге по-
стоянного тока повышение частоты сигнального тока является эффек-
тивной мерой уменьшения воздействия импульсных помех. При элект-
рической тяге переменного тока уменьшение влияния импульсных
помех достигается выбором сигнальной частоты, отличной от частоты
тягового тока 50 Гц. Так как тяговый ток при электрической тяге по-
стоянного тока больше, чем при тяге племенного тока, импульсные
помехи оказывают большее мешающее воздействие на устройства
АЛС на участках с электрической тягой постоянного тока. Защита от
непрерывных и импульсных помех тягового тока осуществляется раци-
ональным выбором частоты сигнального тока и его уровня, введением
устройств временной и частотной селекции, рациональным построени-
ем схемы приемника и другими методами.
Одной из причин сбоя в работе АЛСН па участках автоблокировки
с рельсовыми цепями частотой 25 Гц является неравномерная намагни-
ченность рельсов с объемной закалкой. Проведенные измерения маг-
нитного поля закаленных рельсов показали, что вдоль закаленного
рельса напряженность магнитного поля (вблизи поверхности головки
рельса) изменяется в несколько раз. Магнитное поле этих рельсов со-
здает в устройствах АЛСН помехи, интенсивность и частота которых
определяются скоростью движения локомотива. Если скорости свыше
80 км/ч, то частота этих помех находится в пределах полосы пропуска-
ния канала 25 Гц. Восприятие помех локомотивными катушками про-
исходит в моменты приема кодовых импульсов или интервалов. Пос-
ледний случай вызывает "засорение" интервалов и сбой в работе
АЛСН.
Существует метод размагничивания рельсов с объемной закалкой
вагоном-дефектоскопом. После использования этого метода достига-
ется приблизительно равномерная напряженность магнитного поля, не
влияющая на работу устройств АЛСН.
В местах пересечения железной дороги с линией электропередачи
(ЛЭП) последняя оказывает решающее влияние на приемную систему
АЛСН. Зона мешающего влияния невелика (примерно 30—40 м по
каждую сторону от оси ЛЭП). Однако на ряде дорог сбои в районе
пересечения с ЛЭП значительны (до 50 % всех сбоев АЛСН). Степень
163
6
влияния ЛЭП на приемные устройства АЛСН зависит от множества
факторов. К наиболее важным из них относятся: угол пересечения ЛЭП
железнодорожной линии, тип подвески проводов на опоре, фазовые
токи и их асимметрия, асимметрия приемных катушек локомотива и
др.
Мешающее действие помех, создаваемых ЛЭП, проявляется в слу-
чае приема кодовых сигналов и особенно в интервалах между ними и
наблюдается на всех участках, где для кодирования используется сиг-
нальная частота 50 Гц. Наибольшее влияние оказывают линии
электропередачи с горизонтальным расположением проводов при на-
пряжениях 500 кВ и выше, так как с увеличением напряжения возраста-
ют токи нагрузки и расстояния между фазными проводами. Макси-
мальная ЭДС помехи, наводимая ЛЭП в приемных катушках, может,
как показали измерения, достигать 800 мВ, что эквивалентно мешаю-
щему току примерно 5,5 А в рельсах.
Степень влияния ЛЭП на локомотивные приемные катушки опре-
деляется несимметричностью приемных катушек по отношению к про-
водам влияющей линии. Влияние ЛЭП на локомотивные приемные ка-
тушки определяется непосредственным влиянием электромагнитного
поля ЛЭП и близким расположением электромагнитных масс (рама,
тележки, корпус и т. д.). Влияние ферромагнитных масс при этом про-
является двояко: в металлических массах под действием токов ЛЭП
возникают вихревые токи, которые наводят в приемных катушках
ЭДС помехи; ферромагнитные массы искажают силовые линии поля
вблизи приемных катушек, и в катушках наводятся помехи.
Защита от помех, создаваемых тяговым током и ЛЭП, в определен-
ной степени обеспечивается эффективностью АРУ (рис. 5.18). Время гв
является обобщающим параметром, характеризующим эффективность
действия АРУ. Оно определяется как время, в течение которого чувст-
вительность усилителя после прекращения действия тока 7Р остается
ниже номинальной. Время fB при выключении тока, соответствующего
10-кратной перегрузке, составляет 1 с. Схема АРУ эффективно вступает
в действие и надежно защищает короткие паузы от импульсных помех
при токе в рельсовой цепи 7Р = 3 А.
При защите длинного интервала от помех необходимо иметь в
виду, что для правильной работы дешифратора достаточно защитить
только начальный промежуток его до момента отпускания якоря реле-
счетчика 1, т. е. в течение 0,25—0,28 с, так как после отпускания якоря
реле-счетчика 1 ложные срабатывания реле И дешифратором не фик-
сируются до полного деблокирования всех реле-счетчиков. Защита
длинного интервала от импульсных помех обеспечивается при токе 7Р =
= 4,5 А. В реальных условиях повышение устойчивости работы АЛСН
наблюдается при токах в рельсовой цепи 3 А, так как при этом надежно
защищаются короткие паузы. Вероятность же срабатывания импульс-
ного реле от помех в незащищенном промежутке времени д линного ин-
164
Рис. 5.18. Зависимость времени восстанов-
ления чувствительности усилителя от /р
в рельсовой цепи
Рис. 5.19. Графики эффективности и поме-
хозащитных свойств АРУ
тервала (0,15 с) и притом в трех соседних кодовых циклах подряд (что
необходимо для получения сбоя) существенно снижается для подавля-
ющего большинства блок-участков. Исключение составляют только
блок-участки, которые расположены на затяжных подъемах, где маши-
нисты систематически пользуются песком, начиная с входа рельсовой
цепи. Для повышения устойчивости работы АЛСН на таких рельсовых
цепях ток на входе их при шунтировании должен быть зимой (когда
наблюдаются сильные помехи) примерно 4,5—5 А.
Высокая эффективность действия АРУ позволяет успешно бороть-
ся не только с импульсными помехами, создаваемыми тяговыми тока-
ми, но и с влияниями, вызываемыми ЛЭП. Для правильной работы ло-
комотивных устройств АЛСН в зоне влияния ЛЭП необходимо, чтобы
напряжение кодовых сигналов на входе усилителя превышало уровень
помехи от ЛЭП.
Эффективность и помехозащитные свойства АРУ характеризуют
графики (рис. 5.19), где представлено максимальное значение тока по-
мехи, при котором обеспечивается нормальная работа АЛС при воз-
действии помехи в фазе с полезным сигналом (кривая 1) и в противофа-
зе (кривая 2). Помеха, представленная в виде тока, протекающего по
рельсам и эквивалентного сигнальному току, измеряется в амперах.
Помехозащищенность усилителя УК 25/50М возрастает с увеличением
уровня сигнального тока. f
Применение более эффективной АРУ уменьшает также временные
искажения кодовых импульсов. Эти искажения определяются в значи-
тельной степени переходными процессами во входном фильтре. Вслед-
ствие инерции фильтра напряжение на его выходе устанавливается с за-
держкой во времени по экспоненте и достигает значения напряжения
срабатывания Сср через время Гер. Время fcp зависит от тока в рельсо-
вой цепи и порогового значения [7q>. При окончании импульса тока в
фильтре происходит затухающий колебательный процесс, и напряже-
ние на выходе снижается от своего установившегося значения до на-
165
пряжения отпускания Uo через отрезок времени Го. Время Го зависит от
тока в рельсовой цепи и порогового значения J7o.
Искажения импульса Аг представляют собой разность между io и
Гер I АГ = to — tep-
Параметры схемы АРУ необходимо выбирать таким образом,
чтобы при изменении уровня тока в рельсовой цепи изменялись бы по-
роговые значения Ucp и Uo, а гСр и Го были бы примерно одинаковыми.
Благодаря эффективной АРУ искажение временных характеристик ко-
довых сигналов находится в пределах 0,03 — 0,02 с.
5.7. Структура системы автоматического
регулирования скорости на метрополитене
Система автоматического регулирования скорости (АРС) на мет-
рополитене обеспечивает повышение пропускной способности линий с
соблюдением требований безопасности движения поездов, а также со-
кращение локомотивной бригады до одного человека благодаря улуч-
шению условий работы.
Система АРС представляет собой замкнутую систему регулирова-
ния процесса движения поезда, содержащую комплекс путевых и локо-
мотивных устройств, обеспечивающих автоматическое регулирование
скорости так, чтобы расстояние до препятствия (занята или неисправна
рельсовая цепь, стрелка замкнута в маршруте и т. п.) было не менее
тормозного пути в каждый момент времени.
Устройства АРС предназначены для применения на поездах метро-
политена, оборудованных быстродействующими электрическими и
электропневматическими тормозами. За основу этой системы выбрана
унифицированная частотная система автоматической локомотивной
сигнализации, рассмотренная в предыдущей главе.
Информация о поездной ситуации подается по рельсовым цепям,
выполняющим функции датчиков информации ДИ о свободности и за-
нятости участков пути и линии связи между путевыми и поездными уст-
ройствами (рис. 5.20). В зависимости от поездной ситуации шифратор
Ш, устаповлешгый на пути, кодирует информацию о допустимой ско-
рости движения частотным кодом. Генератор автоматической локомо-
тивной сигнализации ГАЛС, управляемый шифратором, посылает в
рельсовую линию непрерывные частотные сигналы. Эти сигналы за-
мыкаются через колесные пары и в приемных катушках ПК, находя-
щихся в магнитном поле переменного тока, текущего по рельсам, наво-
дится ЭДС. С приемных катушек сигнал поступает в блок локомотив-
ных приемников БЛП, содержащий несколько частотных приемников
прямого усиления. Количество этих приемников определяется числом
команд о допустимой скорости движения поезда.
166
Рис. 5.20. Структурная схема системы А PC на метрополитене
Выходы локомотивных приемников подключены к входу сигналь-
ного блока БС, осуществляющего дешифрирование принятых команд.
Блок БС выдает информацию о допустимой скорости движения поезда,
которая высвечивается на пульте машиниста ИМ, а также поступает в
контрольный орган КО.
Контрольный орган сравнивает допустимую скорость движения
поезда с фактической ц и в случае превышения последней подает
команду в блок управления тормозами БУТ об автоматическом сниже-
нии скорости до значения уд.
Фактическую скорость измеряет датчик скорости ДС, непосредст-
венно связанный с осью колесной пары и блоком измерения скорости
БИС. В эксплуатируемой системе АРС передается информация о до-
пустимых скоростях движения поезда — 80, 70, 60, 40, 0 км/ч. В случае
приема информации о допустимой скорости движения 0 км/ч или при
отсутствии кодовых сигналов о допустимой скорости машинисту раз-
решается движение со скоростью менее 20 км/ч при нажатой кнопке
бдительности КБ. В случае превышения фактической скорости над до-
пустимой блок управления тормозами осуществляет отюпочение тяги
из головного вагона по электрической магистрали хода поезда MX, а
по электрической магистрали торможения МТ подает команду о вклю-
чении системы тормозов во всех вагонах. В каждом вагоне поезда име-
ется схема электрического торможения ЭТ. Тяговые двигатели отклю-
чаются от контактной сети и переключаются на генераторный режим.
Эффективность действия электрического тормоза в каждом вагоне
контролируется датчиком контроля электрического торможения
ДКЭТ. В случае отказа электрического тормоза торможешю автомати-
чески осуществляет пневматический тормоз с электрическим управле-
167
пием ЭПТ, функционирование которого контролирует датчик контро-
ля пневматического торможения ДКПТ.
Процесс служебного торможения продолжается до тех пор, пока
фактическая скорость не уменьшается до допустимой, после чего тор-
моза выключаются и продолжается движение на выбеге (за исключени-
ем тех случаев, когда принята команда гд = 0 км/ч, и торможение про-
должается до полной остановки). Информация о торможении всех ва-
гонов поезда в виде электрического сигнала поступает по контрольной
магистрали КМ в головной вагон. Если в каком-либо вагоне не сраба-
тывают электрические или пневматические тормоза, то контрольная
электрическая магистраль КМ не собирается и происходит экстренное
пневматическое торможение от электропневм этического клапана
ЭПК, который открывает воздушную магистраль поезда ВМ. В этом
случае процесс торможения продолжается до полной остановки поез-
да.
В системе АРС предусмотрена возможность автоматического сни-
жения эффективности торможения на открытых участках, что необхо-
димо для предотвращения на таких участках "юза" из-за плохого сцеп-
ления колес с рельсами. Для этого на открытых участках в рельсовые
цепи, кроме частотного сигнала о допустимой скорости движения, по-
дается непрерывный частотный сигнал (признак наземного участка) от
дополнительного генератора ГАЛСД на частоте, отличной от сигналь-
ной. Этот сигнал воспринимается соответствующим частотным прием-
ником, который воздействует на блок управления тормозами БУТ,
обеспечивающий требуемую интенсивность торможения.
Устройства АРС используются совместно с сигналами автоблоки-
ровки и при погашенных сигналах. В последнем случае путевые сигна-
лы используются для регулирования движения ночных хозяйственных
поездов и как резервная система регулирования движения дневных по-
ездов при неисправных поездных устройствах Л PC.
5.8. Микроэлектронная система АЛС-ЕН
Эксплуатационно-технические принципы построения системы
АЛС-ЕН. Система автоматической локомотивной сигнализации
АЛС-ЕН предназначена для передачи следующей информации с пути
на локомотив: число свободных блок-участков (до шести) впереди
поезда; скорость проследования очередного светофора (16 градаций
от 0 до 200 км/ч); длина впереди лежащего блок-участка (два значе-
ния — больше или меньше тормозного пути нормативного поезда);
путь, по которому движется поезд по перегону (главный путь станции
или отклонение на боковой); приближение поезда к закрытому свето-
фору (красно-желтый огонь КЖу, движение поезда по пригласительно-
му сигналу (белый мигающий огонь БМ)', номер пути (четный или не-
168
четный) при двухпутной организации движения (защита от подпиток с
соседних путей); четный или нечетный блок-участок данного пути (за-
щита от подпиток от смежных блок-участков и из-под колес впереди
идущего поезда).
Для предали указанного объема информации необходимо иметь
256 разрешенных кодовых комбинаций, что требует минимум восемь
бит безызбыточного кода.Однако по условиям безопасности движения
поездов требуется высокая помехозащищенность передачи информа-
ции и, как следствие, введение контрольных символов в кодовые ком-
бинации, что увеличивает длину кодовой последовательности и время
передачи одного сообщения.
Для уменьшения времени передачи информации и обеспечения вы-
сокой помехозащищенности в системе АЛС-ЕН используется двукрат-
ная фазоразностная модуляция, позволяющая организовать два неза-
висимых фазовых подканала. В каждом из подканалов используются
восьмиразрядные комбинации самосинхронизирующегося модифици-
рованного кода Бауэра с кодовым расстоянием d = 4 (четыре информа-
ционных разряда и четыре контрольных). Это позволяет в каждом фа-
зовом подканале иметь 2 -16 кодовых комбинаций, что обеспечивает
общую значностъ системы 16x16 = 256.
Использование в системе АЛС-ЕН двукратной фазоразностной мо-
дуляции и помехозащищенного кодирования позволяет значительно
уменьшить мощность передающих устройств, так как необходимый
уровень полезного сигнала на входе приемника достигается при сиг-
нальном токе в конце рельсовой линии 0,15 А, что в 8—10 раз меньше,
чем в системе АЛСН, и в 2 раза меньше, чем в системе АЛСЧ. Все сооб-
щения в системе АЛС-ЕН передаются с пути на локомотив по рельсо-
вому индуктивному каналу связи, причем использован один частотный
канал (присвоенная частота 175 Гц), что по сравнению с АЛСЧ позво-
ляет в 5 раз уменьшить диапазон используемых частот и тем самым уп-
ростить приемные и передающие устройства системы. Скорость пере-
дачи информации в каждом фазовом подканале 10,9 бит/с.
Система АЛС-ЕН относится к классу непрерывных систем и содер-
жит в своем составе путевые и локомотивные устройства (рис. 5.21).
Путевые устройства системы АЛС-ЕН имеют формирователь сиг-
налов ФС, с выхода которого фазоманипулированный сигнал (ФМС)
поступает на усилитель мощности УМ и далее через устройство защи-
ты и согласования УЗС в рельсовую линию РЛ. Формирователь сигна-
лов ФС формирует сигналы АЛС по информации, поступающей от уст-
ройств автоблокировки АБ или электрической централизации ЭЦ
(входы Ик и СГ).
Локомотивные устройства системы АЛС-ЕН содержат приемные
катушки КПУ-2, блок электронный локомотивный БЭЛ, блок индика-
ции локомотивный БИЛ и блок коммутации цепей локомотива БКЦЛ.
169
- -и.,:. - - ._^= --------РЛ
1 ,
УЗС I | АБилиЭЦ |
У* | | СГ
ум Фс
Рис. 5.21. Структурная схема системы
АЛС-ЕН
В блок БЭЛ входят приемник сигналов АЛС-ЕН, измеритель ско-
рости движения поезда с датчиком пути и скорости ДПС, устанавлива-
емым на редукторе или буксе локомотива. Блок БЭЛ осуществляет де-
кодирование сигналов АЛС, логическую обработку информации в ре-
зультате сравнения фактической, контролируемой и допустимой
скоростей движения поезда, контроль функционирования аппаратуры
и формирование сигнала управления клапаном экстренного торможе-
ния.
На блоке индикации БИЛ имеются сигнальные лампы желто-крас-
ного, красного и белого огней, назначение которых аналогично назна-
чению соответствующих ламп на локомотивном светофоре системы
АЛСН. Эти лампы имеют повторители на боковой стенке блока БИЛ в
зоне видимости помощника машиниста. Лампа белого огня использу-
ется для индикации работы локомотивной аппаратуры при отсутствии
сигналов в рельсовой линии и для индикации движения поезда по при-
гласительному сигналу в мигающем режиме. Индикация свободности
пути впереди поезда осуществляется шестью светодиодными индикато-
рами, позволяющими информировать машиниста о свободности до
шести блок-участков. Семисегментные светодиодные индикаторы от-
ражают показания фактической скорости движения поезда и контроли-
руемой скорости движения, т. е. скорости, которую поезд должен иметь
в конце данного блок-участка. При достижении поездом допустимой
скорости движения происходит экстренное торможение поезда. Для
предупреждения машиниста об этом в системе предусмотрена предва-
рительная световая сигнализация контроля бдительности, которая
включается за 3—6 с до включения свистка электропневматического
клапана.
170
Через блок коммутации цепей локомотива БКЦЛ с устройствами
БЭЛ связаны датчики информации о режиме работы локомотива: кон-
такты контроллера машиниста К и рукоятки реверса РР (для определе-
ния направления движения поезда и предотвращения скатывания), кон-
такты рукоятки (педали) бдительности РБ и кнопки выключения крас-
ного огня ВК при движении локомотива по некодируемому участку.
Через блок БКЦЛ к устройствам БЭЛ подключен электропневматиче-
сий клапан экстренного торможения ЭПК. Основное назначение блока
БКЦЛ — гальваническая развязка и согласование сигналов управле-
ния цепями локомотива.
Безопасность движения поездов при функционировании системы
АЛС-ЕН достигается введением структурной избыточности в аппара-
туру. Путевая аппаратура выполнена в виде троированной мажоритар-
ной структуры, а локомотивная — в виде дублированной структуры.
Структура сигналов в непрерывном канале связи системы АЛС-ЕН.
Условия передачи сигналов с пути на локомотив по непрерывному ка-
налу связи характеризуются высоким уровнем сосредоточенных, а
также флуктуационных и импульсных помех. Наличие мощных сосре-
доточенных помех в виде гармоник тягового тока обусловливает воз-
можность передачи сигналов в узкой полосе частот примерно 15 Гц. В
такой узкой полосе частот при заданной длительности элементарного
бита обеспечивается уверенный прием информации при использовании
двукратной фазоразностной модуляции, для которой требуется мини-
мальная полоса примерно
/7ф = 1,5/zo,
где (о — длительность элементарного бита.
Двукратная фазоразностная модуляция определяет параллельную
организацию кодового цикла, когда по одному подканалу передаются
кодовые комбинации о контролируемой скорости движения Гк, а по
другому — сигнал цикловой синхронизации в виде сосредоточенных
синхрогрупп (СГ) той же разрядности, что и кодовые комбинации. Ис-
пользование в качестве СГ нескольких кодовых слов позволяет увели-
чить объем передаваемой информации и реализовать кодовую защиту
по сигналу цикловой синхронизации от сигналов смежных блок-участ-
ков и путей на перегоне и станциях, в результате обработки которых
может быть получена информация о контролируемой скорости Гк, не
предназначенной данному локомотиву. Использование двукратной
|>азоразностной модуляции эффективно и с точки зрения помехоустой-
чивости, так как опа не уступает частотной модуляции и в 2 раза эффек-
тнее по мощности по сравнению с амплитудной модуляцией.
Структура сигнала цикловой синхронизации выбрана из условия
обеспечения равенства нулю вероятности получения ложной синхро-
|руппы СГ при выделении сигнала синхронизации методом скользяще-
171
го поиска. Суть метода заключается в том, что сигнал с выхода подка-
нала по сигналу тактовой синхронизации записывается в регистр сдви-
га, к выходу которого подключен дешифратор синхрогруппы. На
выходе дешифратора сигнал появляется только тогда, когда в регистре
сдвига записано кодовое слово, совпадающее со структурой синхро-
группы. Такой способ выделения синхросигнала обусловлен возмож-
ностью потери информации при проезде зоны изолирующих стыков.
В обоих подканалах используется модифицированный код Бауэра,
значения символов проверочной части которого определяются следую-
щим образом. Если 13 + iz + ц + io = 0, то гз = »з, гг = »2, и = Ц, а разряд
го равен инверсному значению разряда io. Если же /3 + iz + й + io = 1, то
го = io, а остальные разряды соответственно равны инверсным значени-
ям информационных разрядов, где ;п— информационные разряды, а
Гп— контрольные разряды.
Для уменьшения вероятности трансформации одной кодовой ком-
бинации в другую, разрешенную, данный код в системе АЛС-ЕН ис-
пользуется в режиме обнаружения ошибок. Обработка кодовой инфор-
мации в локомотивных устройствах системы сводится к выполнению
следующих операций: выделение сигнала цикловой синхронизации ме-
тодом скользящего поиска при поразрядном сдвиге; обеспечение кодо-
вой защиты от сигналов смежных блок-участков и путей по сигналу
цикловой синхронизации; декодирование комбинаций модифпцпро-
вашюго кода Бауэра; принятие решения о текущем значении кон-
тролируемой скорости по первой разрешенной кодовой комбинации в
течение защитного временного интервала, равного времени смены по-
казаний на локомотивном индикаторе. Время смены показаний не пре-
вышает 3 с.
При двукратной фазоразностной модуляции кодовые комбинации
модулируют несущую частоту посредством разности фаз несущего ко-
лебания двух соседних элементарных посылок Д ф. В табл. 5.1 приведе-
на зависимость разности фаз Дф несущего колебания соседних эле-
ментарных посылок от значений двоичных символов в подканалах.
Если Д ф = 180°, то надежно выделяются границы посылок на при-
емной стороне, что повышает устойчивость работы устройства такто-
вой синхронизации в условиях переходных процессов, порождаемых
полосовым фильтром приемника.
Модулятор двукратной фазоразностной модуляции может быть
легко синтезирован с помощью известных методов синтеза конечных
автоматов. Исходная постановка задачи: имеется формирователь
несущего колебания с четырьмя начальными фазами 0, 90, 180 и 270°
(—90°); выбор необходимого колебания возможен с помощью муль-
типлексора, на адресные входы которого подаются сигналы управле-
ния, а на информационные — несущие колебания; необходимо синте-
зировать конечный автомат, преобразующий биты информации в несу-
щие колебания в соответствии с табл. 5.1.
172
Таблица 5.1
Двоичные символы Д,,град Двоичные символы Д,,град
1ПК 2ПК 1ПК 2ПК
0 0 0 1 1 + 180
0 1 + 90 1 0 — 90
Таблица 5.2
Хх Хг Ti 7hi Xi x2 Tt Thi
Z| z2 Zi z2 Zi z2 Zi z2
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
0 0 1 1 1 1 I 0 1 1 0 1
0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0
0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1
0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0
Составим таблицу возбуждения элементов памяти (табл. 5.2). Эта
таблица имеет 16 строк, и, следовательно, синтезируемый автомат
имеет два элемента памяти. В качестве элементов памяти выберем
двухступенчатые синхронные D-триггеры, которые заведомо исключа-
ют логические состязания.
Входными состояниями автомата являются значения битов инфор-
мации и Xi, а также выходные состояния элементов памяти в теку-
щий момент времени. Необходимо определить выходные состояния
комбинационной части автомата, выходы которой подключаются к
входам D-триггеров. На вход С-триггеров поступает сигнал тактовой
синхронизации, обеспечивающий установку триггеров в следующий
момент времени в соответствии с сигналами на выходах комбинацион-
ной части автомата.
На основании табл. 5.2 возбуждений составим карты Карно:
Zi Z2
00 01 11 10
00 0 0 1 1 001*
X\ X2 01 0 1 1 0 01- 1
11 1 1 0 0 110-
10 1 0 0 1 10* 0
173
Z1Z2
00 01 11 10
00 0 1 1 0 00» 1
Г1Г2 01 1 1 0 0 010.
11 1 0 0 1 11-0
10 0 0 1 1 101.
Используя карты Карно, определим функции возбуждения на
входа D-триггеров. Получим следующие выражения:
Zi(T1+i) =Х1Х221(7}) У ViX2Z2(7f) V xiX2Zi(Tf) У xmziiTt);
Z2(T1+1) = X1X2Z2(T|) V xiX2Zi(Ti) V х1Х2гХГ/) V xix2Zi(Ti) xiX2Zi(T,j .
Комбинационная часть автомата представляет собой два мультип-
лексора, на адресные входы которых подаются биты информации, а на
информационные входы поступают сигналы с выходов элементов па-
мяти. В качестве двух мультиплексоров целесообразно использовать
сдвоенный мультиплексор 2x4, адресные входы которого уже объеди-
нены внутри микросхемы. Формирователь сигналов несущего колеба-
ния с четырьмя начальными фазами синтезируем на основе счетных
триггеров. На один счетный триггер подается сигнал удвоенной несу-
щей частоты непосредственно, а на другой счетный триггер — через
инвертор. Полная принципиальная схема модулятора представлена на
рис. 5.22. Триггер D10 необходим для исключения логических состяза-
ний, возникающих в мультиплексоре D6 из-за неодновременного пере-
ключения сигналов на его адресных входах. Генератор вырабатывает
тактовые частоты 4/ц и 2/н, а с помощью делителя частоты из частоты
2/н получается тактовая частота FT, при этом сигналы на входах моду-
лятора Di и Di, являющиеся кодовыми комбинациями, должны быть
синхронизированы частотой FT.
Построение некогеренгного демодулятора сигналов с двукратной
ФРМ в локомотивном устройстве системы АЛС-ЕН основан® на непо-
средственном измерении информационного параметра — разности
фаз двух соседних элементарных посылок методом однократной
пробы. Измерение Д ф сводится к измерению временного интервала
между измерительными фронтами, моменты появления которых зада-
ются сигналом тактовой синхронизации, формируемым в демодулято-
ре с помощью системы фазовой автоподстройки частоты. Временное
положение измерительных фронтов сигнала соответствует максималь-
ному отношению "сигнал/помеха" на длительности элемента фазома-
нипулированного сигнала (в момент, когда переходные процессы во
входном полосовом фильтре заканчиваются).
174
Рнс. 5.22. Схема модулятора
Демодулятор (рис. 5.23) реализует описанный алгоритм. На вход
демодулятора поступает сигнал ФМС с выхода усилителя-ограничите-
ля приемника. Выделитель фронта несущей ВФН дифференцирует
входной сигнал. На его выходе имеет место последовательность фрон-
тов несущего колебания ФН. На выходе выделителя фронта данных
ВФД формируется последовательность фронтов данных ФД, временное
положение которых соответствует границам посылок информационно-
го сигнала. Схема тактовой синхронизации СТС вырабатывает стро-
бирующий сигнал (момент стробирования — МС), в соответствии с
которым отсчитывается Д ф в момент максимального отношения
"сигнал/помеха". Выделитель измерительного фронта ВИФ перемно-
жает входной сигнал, представленный последовательностью ФН, с
опорным, в качестве которого используется сигнал МС. На выходе
175
1ПК 2 ПК Рис. 5.23. Схема демодулятора
ВИФ имеет место последовательность измерительных фронтов ИФ, не-
сущих информацию о переданной разности фаз.
Динамическая память фазы ДПФ определяет временной интервал
между соседними импульсами ИФ. Определитель разности фаз (решаю-
щее устройство) РУ преобразует измеренный временной интервал в
последовательность двоичных символов по двум подканалам 1ПК и
2ПК. В таймере формируются тактовые сигналы, обеспечивающие син-
хронную работу всех функциональных узлов демодулятора.
Локомотивная аппаратура системы АЛС-ЕН. Блок БЭЛ (рис. 5.24)
содержит два идентичных синхронно работающих комплекта обработ-
ки информации с непрерывным сравнением сигналов в контрольных
точках схем и на выходе комплектов. Сигналы сравниваются специаль-
ным компаратором с односторонними отказами, чем достигается за-
щита локомотивной аппаратуры от опасных для движения поездов от-
казов. Каждый комплект аппаратуры включает в себя декодер ДК,
блок логической обработки информации ЛО, измеритель скорости
ИС, схемы связи с индикатором СИ и устройством управления тор-
мозами СУТ. Кроме этого, в блоке БЭЛ имеются демодулятор ДМ
двукратной фазоразностной модуляции и устройство контроля КВ, вы-
дающее сигналы отключения ЭПК через блок УМ и перехода на АЛСН
при неисправности устройств системы АЛС-ЕН или при отсутствии
сигналов АЛС-ЕН в течение 3 с. Существование перехода на АЛСН
обеспечивает возможность поэтапного внедрения аппаратуры
АЛС-ЕН и снятия с эксплуатации устройств АЛСН. При наличии сиг-
налов в каналах АЛС-ЕН и АЛСН гарантируется приоритетное вклю-
чение системы АЛС-ЕН.
Отключение питания ЭПК без перехода на АЛСН осуществляется
при проезде поездом запрещающего сигнала и скатывании локомоти-
ва. Экстренное торможение поезда выполняется при неподгверждении
машинистом бдительности или в случае превышения допустимой ско-
рости движения поезда.
В блоке БЭЛ предусмотрена выдача необходимой информации в
устройства САУТ, обеспечивающие автоматическое снижение скорос-
ти движения поезда при его следовании на запрещающий сигнал в ре-
жиме служебного торможения.
176
Входной полосовой фильтр, усилитель-ограничитель и усилитель
мощности сигналов управления ЭПК расположены в функциональном
секторе БВМ блока БЭЛ. Усилитель-ограничитель формирует из при-
нятых сигналов прямоугольные импульсы определенного уровня. По-
лосовой фильтр, являющийся фильтром Бауэра пятого порядка, имеет
семь параллельных контуров. Полоса пропускания фильтра на уровне
3 дБ не менее 12 Гц. Затухание в полосе частот 50—152 Гц не менее
50 дБ, а в полосе частот 198 —500 Гц не менее 40 дБ, в полосе пропуска-
ния не более 10 дБ, неравномерность затухания в полосе пропускания
не более 3 дБ.
В блоки декодеров ДК1, ДК2 и логической обработки информации
ЛО1, ЛО2 вводятся сигналы от переключателя направления ПН, руко-
ятки бдительности РБ, кнопки выключения красного огня ВК, а также
информация о категории поезда КП (специальным пломбируемым
переключателем). Диаметр бандажа колес локомотива вводится в из-
меритель скорости ИС1, ИС2 с помощью блока коммутации БК, при-
чем эту операцию выполняют в депо при установке аппаратуры на ло-
комотив. Датчик пути и скорости ДПС подключается к обоим ком-
плектам ИС1, ИС2 через оптронные развязывающие элементы,
исключающие влияние помех.
В ячейке контроля КВ сравниваются контрольные сигналы, посту-
пающие от блоков ДК, ИС и ЛО обоих комплектов. Для этого в каж-
дом блоке установлена специальная схема атитаратного контроля, вы-
рабатывающая определенную контрольную последовательность —
Рис. 5.24. Структурная схема блока БЭЛ локомотивной аппаратуры системы АЛС-ЕН
177
контрольный сигнал (КС). Сигналы КС каждого комплекта поступают
в свою схему сжатия СС контрольных сигналов, которая формирует
общий контрольный сигнал, характеризующий работоспособность
всех устройств комплекта. Этот сигнал поступает в ячейку КВ для срав-
нения с аналогичным сигналом, поступившим от СС второго комплек-
та. В ячейке КВ контролируется соответствие направления движения
локомотива установленному положению рукоятки реверса. При ней-
тральном положении рукоятки реверса экстренное торможение вклю-
чается при скатывании локомотива в любом положении, а в остальных
случаях — при движении локомотива в направлении, противополож-
ном установленному рукояткой реверса.
В качестве датчика скорости движения локомотива в системе
АЛС-ЕН можно использовать датчик любого типа, устанавливаемый
на буксе колеса, а также датчик ДПС-Е, размещаемый на кожухе редук-
тора локомотива. В измерителе скорости предусмотрена корректиров-
ка измеренной скорости в зависимости от числа зубьев на шестерне ре-
дуктора или от заданного числа импульсов датчика на буксе локомоти-
ва, а также в зависимости от диаметра колеса локомотива. Датчик
ДПС-Е вырабатывает две последовательности импульсов, сдвину-
тых по фазе между собой в зависимости от направления движения ло-
комотива, что используется для предотвращения скатывания. Факти-
ческая скорость движения поезда формируется в измерителе скорости
ИС блока БЭЛ по сигналам от датчика скорости с погрешностью не
ниже 1 км/ч.
Основная функция системы АЛС-ЕН — ступенчатый контроль ско-
рости движения поезда и контроль бдительности машиниста. Для
этого локомотивные устройства по полученной от путевых устройств
информации определяют контролируемую и допустимую скорости и
сравнивают их с фактической в ячейке логической обработки инфор-
мации ЛО. Контролируемая скорость, т. е. скорость проследования
впереди стоящего светофора, формируется по информации, получен-
ной от декодера (из канала связи) с учетом категории поезда. По этой
же информации формируется число свободных блок-участков, сигна-
лы "красный", "желтый с красным", "белый" и "белый мигающий" (при-
гласительный), тип блок-участка (нормальный или укороченной
длины) и маршрут следования (прямой или с отклонением), которые
передаются в блок индикации БИЛ.
Допустимая скорость движения, превышение которой вызывает
экстренное торможение поезда, формируется в ячейке логической об-
работки в результате сравнения контролируемой скорости с предыду-
щей скоростью. При повышении контролируемой скорости допусти-
мая скорость принимается на градацию больше, т. е. на 10—20 км/ч
больше, чем новая контролируемая скорость. При понижении кон-
тролгфуемой скорости допустимая скорость принимается равной
предыдущей контролируемой скорости. Во всех случаях допустимая
178
скорость не превышает максимально допустимую для данной катего-
рии поездов.
Существует три категории поездов (грузовые, пассажирские и вы-
сокоскоростные), для которых устанавливаются максимальные ско-
рости движения соответственно 90, 160 и 200 км/ч. Максимальная ско-
рость движения принимается системой АЛС-ЕН как максимально до-
пустимая для данного поезда, а максимальная контролируемая
скорость выбирается из ряда скоростей на одну градацию ниже.
Фактическая скорость поезда сравнивается с допустимой и контро-
лируемой скоростями в ячейке логической обработки информации.
Если фактическая скорость превышает допустимую, то формируется
сигнал на включение экстренного торможения, а если фактическая ско-
рость превышает контролируемую, то выполняется периодический
контроль бдительности машиниста с предварительной световой инди-
кацией. Бдительность машиниста контролируется включением (на
блоке БИЛ) оптического сигнала и через 6 с после него акустического
(свисток ЭПК), на которые машинист должен отреагировать нажатием
и отпусканием рукоятки бдительности. Бдительность машиниста кон-
тролируется однократно при смене сигнального показания на более за-
прещающее и периодически: с периодом 40 с при движении поезда со
скоростью, превышающей контролируемую скорость; с периодом 90 с
при движении поезда по участку, не оборудованному путевыми устрой-
ствами системы АЛС-ЕН.
При включении питания локомотивных устройств системы
АЛС-ЕН на декодируемом участке На локомотивном индикаторе
включается красный огонь. Машинист может выключить его нажатием
кнопки ВК при подтверждении своей бдительности рукояткой бдитель-
ности РБ. Включенное состояние локомотивной аппаратуры в этом
случае индицируется белым огнем на локомотивном индикаторе.
Защита аппаратуры от подпиток сигналами соседних путей осу-
ществляется в декодере выделением разрешенных комбинаций второго
фазового подканала. Защита аппаратуры от приема ложной для данно-
го поезда информации с разрешенной синхрогруппой с соседнего пути
или из-под колес впереди идущего поезда предусматривается фикса-
цией кодовой комбинации как единственно разрешенной второго фа-
зового подканала, из которой получен сигнал "желтый с красным" или
"белый мигающий", и дальнейшим приемом информации только в виде
этих комбинаций.
Кодовые комбинации, передаваемые с пути на локомотив, для каж-
дого возможного поездного состояния выбираются отдельно для каж-
дого блок-участка при проектировании оборудования с учетом посто-
янных ограничений скорости. Информация о числе свободных блок-
участков определяется имеющейся системой автоблокировки. Для
полного использования возможностей системы АЛС-ЕН необходимо
увеличить значность автоблокировки до пяти-шести блок-участков.
179
В соответствии с эксплуатационно-техническими требованиями
конкретных дорог в аппаратуре системы АЛС-ЕН предусмотрена воз-
можность изменения сигнализации контролируемой и допустимой ско-
ростей заменой одного элемента — постоянного запоминающего уст-
ройства в декодере блока БЭЛ.
Инерционность системы АЛС-ЕН, т. е. время между моментом из-
менения сигнала в рельсовой линии и моментом изменения показания
индикатора, а также время формирования сигнала "красный" иди
"белый" при прекращении приема сигналов АЛС-ЕН не превышает 3 с.
Устройства системы АЛС-ЕН можно использовать совместно с ап-
паратурой системы автоматического управления тормозами (САУТ),
для чего предусмотрены специальные выходы.
Локомотивные устройства системы АЛС-ЕН питаются от аккуму-
ляторной батареи локомотива с напряжением 50, 75 или НО В с по-
мощью встроенного в блок БЭЛ преобразователя напряжения.
Устройства системы АЛС-ЕН выполнены на микросхемах средней
степени интеграции серий КМ 155, 533, а в качестве постоянно запоми-
нающих устройств использованы микросхемы серии 556, благодаря
чему устройства системы имеют небольшие размеры и потребляемую
мощность, высокую надежность.
Глава 6
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
6.1. Ввды ограждающих устройств и требования к ним
Пересечения железных дорог другими дорогами, трамвайными пу-
тями, автомобильными дорогами и городскими улицами называются
железнодорожными переездами. Для обеспечения безопасности движе-
ния поездов и транспортных средств переезды оборудуют различными
видами устройств, информирующих водителей транспортных средств
о наличии или отсутствии поездов на участках перед переездом.
Автоматическая светофорная сигнализация. При оборудовании
переезда автоматической светофорной сигнализацией на обочине до-
роги с правой стороны по движению транспортных средств устанавли-
вают переездные светофоры (рис. 6.1).
На переездном светофоре установлены две сигнальные головки с
мигающими красными сигнальными лампами.
Красные огни светофоров направлены в сторону автомобильной
дороги; они нормально не горят, указывая на возможное отсутствие на
подходах к переезду поездов и не запрещают автогужевому транспорту
двж'атъся через переезд, соблюдая правила дорожного движения. В мо-
мент приближения поезда к переезду огни переездных светофоров на-
чинают гореть попеременно красным мигающим светом, что для води-
телей транспортных средств означает сигнал "Стой! Движение через
переезд запрещено". Одновременно с горением мигающих красных
огней светофоров звонят электрические звонки, установленные на мач-
тах переездных светофоров. После проследования поезда через переезд
огни светофоров гаснут, а звонки выключаются.
Движение транспортных средств по переезду возможно при отсут-
ствии мигающих красных сигналов на светофоре, однако от водителей
транспортных средств требуется особая бдительность. Они должны до
въезда на переезд визуально убедиться в отсутствии приближающихся
к переезду поездов. В связи с этим требуется хорошая видимость желез-
нодорожных путей в обе стороны от переезда. Видимость считается
удовлетворительной, если с транспортного средства, находящегося на
расстоянии 50 м и менее от железнодорожного пути, приближающийся
с любой стороны поезд виден не менее чем за 400 м, а машинисту пере-
езд виден на расстоянии не менее 1000 м.
181
In
Участок
приближения
Пп
*-----------г-
Железная дорога
приближения Уеохраня
свободен емый
_____ переезд
Рис. б. 1. Схема переезда с автоматической светофорной сигнализацией
Устройства автоматической светофорной сигнализации предназна-
чены для обеспечения безопасности движения через переезд поездов и
транспортных средств, поэтому к устройствам электроснабжения, ап-
паратуре, светофорам, шлагбаумам, схемам включения и системы в
целом предъявляются повышенные требования, гарантирующие их на-
дежную работу. Например, на переездном светофоре установлены две
сигнальные головки, сигнализирующие красным попеременно мигаю-
щим огнем. Такое решение принято для сохранения "живучести" сигна-
лизации, т. е. при повреждении (перегорание) лампы на одной из голо-
вок другая сигнальная мигающая головка будет ограждать переезд.
Кроме названных устройств, на переездных светофорах устанавлива-
ются акустические датчики (звонки, ревуны), включаемые при занятии
поездом участка приближения для привлечения внимания пешеходов и
водителей транспортных средств к наличию поезда на подходах к пере-
езду.
Схемь! включения устройств автоматической светофорной сигна-
лизации составляют так, чтобы максимально выполнялось требование
по переключению сигнализации в ограждающее положение при раз-
личных повреждениях. Например, при повреждениях электрических
рельсовых цепей, цепей извещения и др. на переездных светофорах
должны включаться красные огни.
Система автоматической светофорной сигнализации работает в де-
журном самоконтролируемом режиме и всегда готова к включению в
рабочий режим при занятии поездом участка приближения перед пере-
ездом, состоящего из одной или нескольких электрических рельсовых
цепей. Число этих рельсовых цепей определяется расчетом в зависимос-
ти от максимальной скорости движения поездов на участке, длины
переезда, длины и скорости движения транспортных средств, движу-
щихся через переезд.
Автоматическая светофорная сигнализация с двумя сигнальными
головками, имеющая два состояния (красные сигнальные огни горят
182
или не горят), не позволяет информировать водителей транспортных
средств о неисправном (выключенное) состоянии сигнализации. На
переездном светофоре красные огни могут быть выключены из-за от-
сутствия поездов на участках приближения к переезду или неисправ-
ности сигнализации. Поэтому на более ответственных неохраняемых
переездах с большими размерами движения поездов и автотранспорт-
ных средств для усиления безопасности их следования применяется
автоматическая светофорная сигнализация с дополнительной третьей
сигнальной головкой с бело-лунным мигающим огнем. При этом све-
тофорами с дополнительным бело-лунным огнем на переездах с авто-
матической светофорной сигнализацией (рис. 6.2) подаются следующие
сигналы: два красных мигающих огня или один красный огонь, неми-
гающий, запрещают водителям транспортных средств выезжать на
переезд; бело-лунный мигающий огонь (красные огни выключены) —
переезд неохраняемый, устройства переездной сигнализации включены
в действие и находятся в исправном состоянии. Водитель транспортно-
го средства перед проследованием переезда должен убедиться в отсут-
ствии на подходах к нему поездов (дрезин); красные и бело-лунный
огни выключены — переездная сигнализация отключена или неисправ-
на; водитель транспортного средства должен до проследования через
переезд убедиться в отсутствии поездов (дрезин) на подходах к нему и в
возможности безопасного проезда.
К автоматической светофорной сигнализации с бело-лунным мига-
ющим огнем предъявляются повышенные требования по надежности
ее работы.
1. Включение красных огней и выключение бело-лунного огня обя-
зательно должно предусматриваться на двухпутных и многопутных
Участок
приближения
свободен
Рис. 6.2. Переездный светофор с бело-лун-
ным мигающим огнем
Неохраняемый
183
участках при движении поездов по правильному и неправильному
путям (в установленном и неустановленном направлениях).
2. При оборудовании переездов бело-лунным мигающим огнем ин-
формация о состоянии сигнализации обязательно должна передаваться
на пульт ближайшей к переезду станции, а при диспетчерской центра-
лизации — на пульт управления диспетчера. При этом может переда-
ваться информация как о предаварийном состоянии (горит белая
лампа на пульте), так и об аварийном состоянии, при котором на пуль-
те включаются мигающие красная и желтая лампы. Дежурный по стан-
ции и поездной диспетчер, получив извещение о повреждении на пере-
езде, должны сделать запись в журнале ДУ-46 о неисправности автома-
тики на переезде, а при аварийном состоянии передать сообщение
машинисту поезда, следующего в направлении переезда, о неисправ-
ности автоматики на нем и о необходимости проследования его со ско-
ростью не более 25 км/ч. О повреждении устройств автоматики ДСП
необходимо немедленно сообщить электромеханику СЦБ и дежурному
по соседней станции и до его устранения выдавать предупреждения на
все поезда установленным порядком.
3. Для исключения неправильной работы и несвоевременного вы-
ключения сигнализации при наложении на рельсовые цепи искусствен-
ных шунтов предусмотрено последовательное с временной защитой
срабатывание реле схемы счета, контролирующей занятие поездом
участка приближения, вступление на переезд и проследование его.
Схема счета работает лишь при движении поезда по правильному пути
или в установленном направлении.
На охраняемых переездах устройства автоматической светофорной
сигнализации дополняются автошлагбаумами (рис. 6.3), включение ко-
торых обеспечивается аналогично с автоматической светофорной сиг-
нализацией. Автошлагбаумы являются дополнительными, дублирую-
щими сигнализацию средствами ограждения переезда. Их применение
усиливает "живучесть" ограждения переезда от въезда на него транс-
портных средств, так как даже при выходе из действия переездного све-
тофора (выключении обеих сигнальных головок) переезд может быть
огражден брусьями автошлагбаумов.
При оборудовании переезда автоматической светофорной сигнали-
зацией с автошлагбаумами переездные светофоры совмещаются с авто-
шлагбаумами, а со стороны подходов железной дороги устанавлива-
ются заградительные светофоры (рис. 6.4).
Если на участках приближения к переезду поездов нет, брус шлаг-
баума находится в вертикальном положении и не препятствует движе-
нию транспорт пых ср еде 1 в через переезд. Брус шлагбаума в опущен-
ном (заграждающем) положении удерживается на высоте 1—1,25 м от
поверхности дороги и перекрывает часть дороги, оставляя другую по-
ловину открытой для движения и не препятствуя освобождению пере-
езда транспортными средствами встречного направления. Неперекры-
184
Рнс. 6.3. Автоматический шлагбаум:
I — бетонный фундамент; 2 — механизм управления автошлагбаумом; 3 — брус; 4 — светофор пере-
ездной сигнализации; 5 — коромысло ведущего вала; б — противовес
тая шлагбаумом проезжая часть дороги должна быть шириной не
менее 3 м.
Для исключения движения через переезд в объезд заградительных
брусьев шлагбаумов на проезжую часть дороги наносят осевую линию,
запрещающую выезд на левую сторону дороги. Осевую линию наносят
белой краской протяженностью не менее 20 м перед шлагбаумом.
Заградительный брус для лучшей видимости окрашен красными и
белыми полосами и снабжен тремя электрическими фонарями с крас-
ными огнями, направленными в сторону автомобильной дороги. Фо-
нари размещены у конца, в середине и у основания бруса. Концевой
фонарь двусторонний. Белый его огонь направлен в сторону железно-
Рис. 6.4. Схема установки автоматических шлагбаумов
185
2дб
Выключение
звонка
Приближение
нечетное
Поддержание
Мн
Включение
заграждения
Мч
Приближение
четное
Рис. 6.5. Щиток переездной сигнализации
дорожного пути для предотвращения в ночное время наезда транс-
портных средств, выезжающих с переезда, на заградительный брус.
Этот фонарь при горизонтальном положении бруса горит немигаю-
щим огнем. Остальные два огня горят мигающими огнями. Вместо сиг-
нальных фонарей на брусьях можно устанавливать световые отражате-
ли красного цвета.
Брус шлагбаума при приближении к переезду поезда опускается не
с началом работы сигнализации, а по истечении времени (10—12 с), до-
статочного для проезда за шлагбаум экипажа, если в момент включе-
ния сигнализации транспорт находится близко к шлагбауму и водитель
не может увидеть красные огни светофора. При горизонтальном поло-
жении заградительного бруса продолжают гореть огни на переездном
светофоре и брусе, а электрический звонок выключается. После про-
следования поездом переезда брус шлагбаума автоматически поднима-
ется в вертикальное положение, огни на брусе и светофоре гаснут, воз-
можно движение транспортных средств через переезд при соблюдении
правил дорожного движения.
Автоматические шлагбаумы в дополнение к устройствам, обеспе-
чивающим их автоматическую работу при движении поезда, оборуду-
ются приборами ручного управления. Кнопки размещаются на щитке
управления, место установки которого выбирают так, чтобы дежур-
186
ный по переезду, находясь у щитка, мог хорошо просматривать пути
подхода поездов и транспортных средств.
На щитке управления шлагбаумом (рис. 6.5) устанавливаются:
кнопка закрытия шлагбаума (непломбируемая двухпозиционная, с
фиксацией положения); кнопка открытия шлагбаума (пломбируемая,
без фиксации положения); кнопка включения заградительной сигнали-
зации (двухпозиционная, пломбируемая, с фиксацией положения);
лампы, контролирующие состояние (занят, свободен) участков при-
ближения с указанием направления движения поезда; лампы, контро-
лирующие исправность сигнальных ламп и электрических цепей загра-
дительных светофоров.
Нажатием кнопки Закрытие дежурный по переезду при необходи-
мости может включить переездную сигнализацию, которая в этом слу-
чае работает так же, как и при подходе поезда к переезду. После нажа-
тия кнопки загораются огни на переездных светофорах и включается
электрический звонок. Через 10—12 с начинают опускаться загради-
тельные брусья. Когда они примут горизонтальное положение, вклю-
чаются звонки. После возвращения (вытягивания) кнопки Закрытие в
нормальное положение брусья шлагбаума переводятся в вертикальное
положение, и красные огни на светофорах и брусьях гаснут.
В случае повреждения системы автоматического управления (на-
пример, рельсовой цепи) шлагбаумы остаются в заграждающем поло-
жении. В этом случае при отсутствии поездов на подходе дежурный по
переезду может пропустить автомобильный транспорт через переезд.
Для этого он должен нажать кнопку Открытие. Брусья переводятся в
вертикальное положение, после чего гаснут красные огни на светофо-
рах и брусьях. Кнопку Открытие шлагбаума необходимо удерживать
нажатой до тех пор, пока транспорт не проследует шлагбаум. С отпус-
канием кнопки Открытие шлагбаумы закрываются, и брусья перево-
дятся в горизонтальное положение.
Автоматические шлагбаумы выпускаются с заградительным бру-
сом длиной 6 м, вследствие чего они перекрывают, как правило, поло-
вину дороги. Перекрытие половины дороги дает возможность транс-
портным средствам беспрепятственно выезжать с переезда, если за
время нахождения его на переезде приближающийся поезд вступил на
участок приближения, включилась автоматическая сигнализация и на-
чали опускаться брусья шлагбаумов.
Переездные светофоры и автоматические полушлагбаумы должны
устанавливаться перед переездом на обочине дороги с правой стороны
(по движению автомобильного транспорта) на расстоянии не менее 6 м
от ближайшего рельса.
Оповестительная сигнализация с электрошлагбаумами (механизи-
рованные шлагбаумы). На охраняемых переездах, расположенных, как
правило, на пересечении станционных приемо-отправочных путей с
автодорогами и в других случаях, когда невозможно применить авто-
187
магические или полуавтоматические шлагбаумы, применяют оповес-
тительную сигнализацию и электрические или механизированные
шлагбаумы. При этом в устройствах оповестительной сигнализации
средством оповещения дежурного по переезду о движении поездов яв-
ляются акустические датчики, установленные снаружи и внутри поме-
щения дежурного по переезду, включаемые автоматически при движе-
нии со стороны перегона и при занятии поездом участка приближения,
а со стороны станции — после открытия сигнала и замыкания маршру-
та или в результате нажатия на пульте управления ЭЦ кнопки Закры-
тие дежурным по станции.
Порядок пользования кнопкой Закрытие установлен Инструкцией
по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Рос-
сийской Федерации. Для каждого переезда составляют инструкцию о
порядке пользования устройствами.
На переездах, оборудованных оповестительной сигнализацией, в
качестве средств ограждения используются переездные светофоры и
электрические или механические шлагбаумы, управляемые дежурным
по переезду. После получения сигнала о подходе поезда дежурный по
переезду нажатием кнопки и включением красных огней на светофорах
останавливает движение автомобильного транспорта. Одновременно с
этим шлагбаумы закрываются с задержкой 10—12 с. При оповести-
тельной сигнализации снаружи помещения дежурного по переезду ус-
танавливают щиток сигнализации, на котором имеются: лампы опове-
щения о приближении поезда (четного или нечетного); лампы, контро-
лирующие исправность ламп и электрических цепей заградительных
светофоров; электрический звонок, оповещающий о приближении по-
ездов; кнопка включения заградительной сигнализации — двухпозици-
онная с фиксацией положения, нормально опломбированная. Внутри
помещения дежурного по переезду устанавливают дополнительный
электрический звонок, оповещающий о приближении поезда.
Кнопкой Выключение звонка дежурный по переезду пользуется для
выключения звонка при повреждении устройств оповещения, когда
звонки непрерывно звонят при отсутствии поездов на подходах к пере-
езду.
Электрические шлагбаумы аналогичны автоматическим шлагбау-
мам, но в отличие от них управляются дежурным по переезду нажатием
кнопки Закрытие. Нормальное положение таких шлагбаумов закры-
тое. В некоторых случаях на переездах с особо интенсивным движени-
ем автомобильного транспорта начальник отделения может устано-
вить нормальное открытое положение неавтоматических шлагбаумов.
Светофорная сигнализация на подъездных путях. Для оборудова-
ния переездов, расположенных на подъездных и других путях с манев-
ровым характером передвижений, применяется светофорная сигнали-
зация, взаимоувязанная с маневровыми сигналами, установленными с
обеих сторон переезда. При этом маневровый светофор нормально сиг-
188
нализирует красным огнем. На переездном светофоре нормально
включены красные огни, транспортные средства могут следовать через
переезд с соблюдением правил движения.
Маневровый светофор на разрешающее показание (лунно-белый
огонь) переключает руководитель маневровых передвижений нажати-
ем кнопки на щитке управления, расположенном на мачте маневрового
светофора. После нажатия кнопки переездная сигнализация включает-
ся, а на маневровом светофоре выключается красный огонь и включа-
ется лунно-белый. После проследования маневрового состава через
переезд сигнализацию выключает руководитель маневровых передви-
жений.
Кроме изложенного, такая сигнализация может включаться авто-
матически при занятии маневровым составом электрических рельсо-
вых цепей и выключаться после их освобождения. Переездные светофо-
ры в этих случаях на подъездных путях можно оборудовать дополни-
тельной светофорной головкой с бело-лунным мигающим огнем.
Заградительная сигнализация. Охраняемые переезды с автомати-
ческими (полуавтоматическими) и электрическими шлагбаумами обо-
рудуют заградительной сигнализацией. Заградительная сигнализация
предназначена для ограждения переезда со стороны железнодорожных
путей при вынужденной остановке автомобильного транспорта или за-
громождении переезда грузом. В качестве заградительных сигналов
можно использовать специально устанавливаемые заградительные све-
тофоры, а также светофоры автоматической и полуавтоматической
блокировки и станционные светофоры, если они удалены от переезда
не более чем на 800 мне места их установки виден переезд. Специаль-
ные заградительные светофоры, как правило мачтовые, имеют отлич-
ную от обычных светофоров форму и окраску, а также нормально не-
горящие сигнальные (красные) огни.
Заградительные светофоры устанавливают с правой стороны по
движению поезда на расстоянии не менее 15 м и не более 800 м от
переезда.
Место установки светофора выбирают так, чтобы обеспечивалась
видимость огня светофора на расстоянии не менее тормозного пути, не-
обходимого в данном случае при экстренном торможении и макси-
мально реализуемой скорости.
Когда на переездах, расположенных на перегонах, не оборудован-
ных автоблокировкой, не обеспечивается видимость огней загради-
тельных светофоров на указанном расстоянии, то перед ними устанав-
ливают предупредительные светофоры такого же типа. Сигнальные
огни предупредительных светофоров, так же как и основных загради-
тельных, нормально погашены. При включении на светофоре загради-
тельного сигнала на предупредительном светофоре зажигается желтый
огонь.
189
Красные опш заградительных светофоров включает дежурный по
переезду нажатием установленной на щитке кнопки Включение заграж-
дения и выключает при возвращении (вытягивании) кнопки в нормаль-
ное положение. После включения заградительных сигналов на щитке
управления загораются контрольные лампы, сигнализирующие об ис-
правной работе заградительных светофоров. Если контрольная лампа
при включении заградительного сигнала не загорается, значит, свето-
фор неисправен, и дежурный по переезду должен принять дополнитель-
ные меры для ограждения переезда со стороны неисправного светофо-
ра.
На участках, оборудованных автоблокировкой, при включении за-
градительной сигнализации перекрываются на запрещающие показа-
ния ближайшие к переезду сигналы автоблокировки и прекращается
подача кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи перед переездом.
Показания локомотивного сигнала при включении заградительной
сигнализации зависят от места нахождения поезда. Если поезд в мо-
мент включения сигнализации находится на участке между проход-
ным светофором и переездом, то на локомотивном сигнале вместо жел-
того или зеленого огня появляется белый, а вместо красного огня с
желтым — красный. Если поезд находится на участке перед проход-
ным светофором, то на локомотивном сигнале горит красный огонь с
желтым. Смена сигнальных показаний на локомотивном светофоре об-
ращает внимание машиниста на необходимость вести поезд с особой
осторожностью и готовностью остановиться.
Требования ко всем видам ограждающих устройств. Автоматичес-
кая светофорная сигнализация, в том числе с автоматическими шлагба-
умами, должна подавать сигнал остановки в сторону автомобильной
дороги за время, необходимое для заблаговременного освобождения
переезда транспортными средствами (не менее чем за 30 с) до подхода
поезда к переезду. Автоматическая светофорная сигнализация должна
продолжать работу, а автошлагбаумы должны находиться в закрытом
положении до полного освобождения переезда поездом.
Для выключения переездной сигнализации на переездах, располо-
женных в границах станции, должны, как правило, использоваться су-
ществующие рельсовые цепи стрелочных изолированных участков и
путей. Чтобы избежать замыкания рельсовых цепей при проходе через
переезд тракторов, катков и других дорожных подвижных единиц, верх
настила устраивают выше уровня головок рельсов на 30—40 мм. На-
стил переезда должен иметь ровную поверхность без впадин и воз-
вышений, которые могут оказывать тормозящее воздействие на авто-
мобильный транспорт, снижая скорость его движения и тем самым
пропускную способность автомобильной дороги.
По железнодорожным переездам движутся два разнородных вида
транспортных средств, различающиеся по скоростям движения, массе
и эффективности тормозных устройств. Тормозной путь железнодо-
190
рожного поезда более чем в 10 раз превышает тормозной путь транс-
портных средств, движущихся по автомобильной дороге.
На железнодорожных переездах поезда имеют преимущественное
право беспрепятственного движения через переезд.
Светофорная сигнализация на переездах должна отличаться от сиг-
нализации на городских улицах и автомобильных дорогах для того,
чтобы водитель не мог принять железнодорожный переезд за обычный
перекресток или пересечение автомобильных дорог. Поэтому на желез-
нодорожных переездах применяется особая автоматическая светофор-
ная сигнализация с двумя мигающими красными огнями.
В нормальном положении огни переездного светофора выключе-
ны, они включаются в случае приближения поезда к переезду. Мигаю-
щие красные огни переездного светофора запрещают водителям въезд
на переезд и являются сигналами особой опасности.
6.2. Основы управления переездной сигнализацией
В зависимости от места расположения переезда (перегон, стрелоч-
ная горловина станции, станционные приемо-отправочные пути) и воз-
можностей подачи извещения на переезд имеют место автоматический
и полуавтоматический способы управления сигнализацией, а также
предусматривается управление дежурным по переезду.
Автоматический способ применяется в основном на переездах, рас-
положенных на перегонах. В этом случае сигнализация включается и
выключается автоматически в результате занятия поездом участка при-
ближения, расположенного перед переездом.
На однопутных участках железных дорог (рис. 6.6, а) участки при-
ближения к переезду располагаются с обеих сторон переезда. Это по-
зволяет включать сигнализацию в случае приближения поезда к переез-
ду в установленном и неустановленном направлениях. Такой способ
включения сигнализации называется двусторонним.
Рис. 6.6. Схема переезда на однопутном (а) н двухпутном (6) участках железной дороги:
1 — участок приближения; 2 — автомобильная дорога
191
На переездах, расположенных на двухпутных и многопутных
участках железных дорог (кроме переездов с бело-лунным мигающим
огнем), участки приближения, как правило, расположены только перед
переездом в направлении движения по правильному пути. Такой спо-
соб включения автоматической светофорной сигнализации называется
односторонним. В этом случае переездная сигнализация может автома-
тически включаться и выключаться лишь при движении поездов по
правильному пути. Поэтому при отправлении поезда по неправильно-
му пути на двухпутных и многопутных участках железных дорог де-
журные по станции (диспетчеры) должны принимать меры по оповеще-
нию дежурных по переезду и выдаче предупреждений машинистам по-
ездов.
На двухпутных участках (рис. 6.6, б) при оборудовании переездов
лунно-белым огнем обязательно предусматривается включение сигна-
лизации в случае движения поездов и по неправильному пути, т. е. пере-
езды имеют автоматический двусторонний способ включения сигнали-
зации.
Полуавтоматический способ управления сигнализацией применя-
ют на охраняемых переездах, расположенных в стрелочных горлови-
нах станций и на участках удаления от них. На таких переездах извеще-
ние о занятии поездом участка приближения перед поездом со стороны
перегона и включение сигнализации осуществляются автоматически.
Со стороны станции при наличии полной маршрутизации передви-
жений подача извещения на переезд и включение красных огнен на све-
тофорах и шлагбаумах осуществляются одновременно с открытием
сигнала и замыканием маршрута, а в случаях движения при закрытых
сигналах — нажатием дежурным по станции кнопки Закрытие на пуль-
те управления.
В этом случае сигнализацию (перевод шлагбаумов в открытое со-
стояние и выключение после этого красных огней на переездных свето-
форах) выключает дежурный по переезду нажатием кнопок Открытие
и Поддержание бруса шлагбаума на щитке управления шлагбаумами.
Кроме автоматического и полуавтоматического управления сигна-
лизацией и шлагбаумами, на всех охраняемых переездах предусматри-
вается управление дежурного по переезду. Для этого на щитках уп-
равления автоматических, полуавтоматических и электрических
шлагбаумов имеются соответствующие кнопки, пользуясь которыми,
дежурный по переезду имеет возможность (даже при отсутствии поез-
дов на подходах) включать переездную сигнализацию и переводить
шлагбаумы в закрытое состояние, а также выключать сигнализацию и
переводить шлагбаумы в открытое состояние.
192
6.3. Тоннельная и мостовая сигнализация
Устройства тоннельной и мостовой оповестительной сигнализации
предназначены для заблаговременного оповещения работников, нахо-
дящихся в тоннеле (на мосту), дежурных на вентиляционных установ-
ках и часовых на постах охраны о приближении и проследовании поез-
да, а также о направлении его движения.
Применение тоннельной и мостовой оповестительной сигнализа-
ции при эксплуатации мостов и тоннелей должно обеспечивать без-
опасность работников, находящихся в тоннеле или на мосту. Предус-
мотренный контрольный режим исправной работы устройств оповес-
тительной сигнализации, дающий работникам, находящимся в тоннеле
(на мосту), объективную информацию об исправности устройств опо-
вещения, кроме обеспечения безопасности работников, дает им психо-
логическую уверенность в том, что они защищены от внезапного появ-
ления поезда, а это позволяет повысить производительность их труда.
Основные положения работы оповестительной и заградительной
сигнализации. Оповестительная сигнализация в тоннеле, на постах
охраны и на вентиляционной установке предусматривается акусти-
ческая и оптическая, на мостах — акустическая оповестительная сиг-
нализация.
Нормально устройства оповестительной сигнализации в тоннеле
(на мосту) выключены. Перед началом работы в тоннеле (на мосту)
оповестительная сигнализация приводится в рабочее состояние нажа-
тием специальной кнопки на одном из постов охраны.
Устройства оповестительной сигнализации у часовых на постах ох-
раны и у дежурного по вентиляционной установке в тоннеле включены
постоянно.
Оповестительная сигнализация в тоннеле (на мосту) выключается
по окончании работ в тоннеле (на мосту) вытягиванием той же кнопки,
которой эта сигнализация была включена.
Автоматическая оповестительная сигнализация должна обеспечи-
вать подачу сигнала о приближении поезда, следующего с максималь-
ной скоростью, за 3 мин до вступления головы поезда в тоннель или на
мост.
Для остановки поездов перед мостом (тоннелем) в случаях опаснос-
ти для их движения или при угрозе опасности людям применяется за-
градительная сигнализация. Перед тоннелем или мостом с обеих сто-
рон для каждого пути на расстоянии не менее 50 м от портала устанав-
ливаются заградительные светофоры.
Предупредительные к заградительным светофоры устанавливают-
ся на участках без автоблокировки на расстоянии тормозного пути от
заградительных. На участках, оборудованных автоблокировкой, пре-
дупредительные светофоры к заградительным не устанавливаются, а
7 Зак 1462
193
ближайший к тоннелю или мосту проходной светофор при включении
заградительной сигнализации перекрывается на красный огонь.
Заградительная сигнализация включается нажатием одной из кно-
пок, устанавливаемых на постах охраны, на порталах тоннелей и внут-
ри тоннелей (мостов) в нишах для укрытия с одной стороны тоннеля
(моста). Заградительная сигнализация выключается нажатием специ-
альной пломбируемой кнопки, находящейся на одном из постов охра-
ны.
Для информации машиниста поезда о включении заградительной
сигнализации на участках автоблокировки должно обеспечиваться
прекращение подачи кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи, распо-
ложенные перед заградительными светофорами и за ними.
Для автоматического включения и выключения устройств оповес-
тительной сигнализации на участках приближения к тоннелю или мос-
там и пути внутри тоннеля (моста) применяют двухниточные нор-
мально замкнутые электрические рельсовые цепи на участках, обо-
рудованных автоблокировкой. Для этого используют рельсовые цепи
автоблокировки. Длины участков приближения определяются из усло-
вия обеспечения включения тоннельной (мостовой) оповестительной
сигнализации за 3 мин до появления головы поезда в тоннеле (на
мосту) при установленной максимальной скорости движения.
Работа схем управления тоннельной или мостовой сигнализации
организуется с использованием двух независимых участков приближе-
ния к тоннелю (мосту) и участка пути внутри тоннеля (моста).
Свободностъ тоннеля (моста) от подвижного состава контролиру-
ется применением одной или нескольких рельсовых цепей, которыми
оборудуются пути внутри тоннеля (моста).
Порядок и правила выполнения работ в тоннеле (на мосту) с тон-
нельной (мостовой) сигнализацией. Перед началом работы в тоннеле
(на мосту) старший по выполнению работ должен на щитке сигнализа-
ции любого из постов охраны нажатием специальной кнопки с фикса-
цией положения включить оповестительную сигнализацию в тоннеле
(на мосту) и убедиться в правильной ее работе по загоревшейся на
щитке лампе белого цвета и по горящей лампе на щитке, а также по
контрольным сигналам непосредственно в тоннеле (на мосту), и только
после этого он может дать разрешение бригаде приступить к работе.
Работая в тоннеле (на мосту), работники должны руководствовать-
ся акустическими и оптическими сигналами; при выключении этих сиг-
налов или наличии сигналов, не предусмотренных инструкцией, брига-
да должна считать сигнализацию неисправной.
Во всех случаях ненормального действия или неисправного состоя-
ния тоннельной (мостовой) оповестительной сигнализации порядок
нахождения в тоннеле (на мосту) и порядок выхода работников из тон-
неля (с моста) устанавливается приказом начальника дороги.
194
Получив заблаговременно (минимум за 3 мин) сигнал о приближе-
нии поезда и направлении его движения, все работники, находящиеся в
тоннеле (на мосту), обязаны принять меры к обеспечению безопасного
пропуска поезда через тоннель (мост), убрать инструмент и укрыть-
ся в специальных нишах и камерах (площадки, убежища), обяза-
тельно предусматриваемых при строительстве тоннеля (моста) через
каждые 40—50 м.
После освобождения поездом тоннеля (моста), убедившись в том,
что сигналы оповестительной сигнализации включены в контрольном
режиме, работники могут выйти из укрытий и продолжать работу.
По окончании работ в тоннеле (на мосту) и при его полном осво-
бождении от людей, работавших в нем, устройства оповестительной
сигнализации в тоннеле (на мосту) должны быть выключены. Ответст-
венность за включение и выключение сигнализации возлагается на ру-
ководителя работ в тоннеле (на мосту) и дежурных на посту охраны.
Часовые на постах охраны и дежурные вентиляционных установок
должны руководствоваться в своей работе звуковой (звонок) и свето-
вой (лампы сигнализации на щитках сигнализации, расположенных на
их постах) сигнализацией.
В случаях, угрожающих безопасности движения поездов через тон-
нель (мост) или безопасности работников, находящихся в тоннеле (на
мосту), работник (руководитель) обязан нажать одну из кнопок вклю-
чения заградительной сигнализации, находящихся на обоих постах ох-
раны, на обоих порталах тоннеля (моста) и в каждой нише тоннеля
(моста) на одной из его сторон.
После устранения препятствия для движения поезда устройства за-
градительной сигнализации включают нажатием специальной пломби-
руемой кнопки "Выключение заграждения" на щитке сигнализации
поста охраны. Порядок выключения заградительной сигнализации ус-
танавливается приказом начальника дороги.
В случаях близкого расположения тоннеля (моста) к станции, когда
станционные электрические цепи входят в участки оповещения, осу-
ществляется увязка работы станционных устройств с тоннельной (мос-
товой) сигаализацией. При этом для обеспечения оповещения не менее
чем за 3 мин возможна задержка открытия выходных (маневровых)
сигналов или перекрытие их на запрещающее показание при включе-
нии заградительной сигнализации.
Порядок работы дежурного по станции в таких случаях определя-
ется Инструкцией о порядке пользования устройствами СЦБ.
7
Глава 7
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ СТРЕЛОК И СИГНАЛОВ
7.1. Управление технологическим процессом
движения поездов ня станциях
Электрической централизацией (ЭЦ) оборудуются раздельные
пункты железнодорожных линий, к которым относятся разъезды, об-
гонные пункты и станции. Разъезды — это раздельные пункты на одно-
путных линиях, имеющие путевое развитие для скрещения и обгона по-
ездов. Обгонными называются раздельные пункты на двухпутных лини-
ях, имеющие путевое развитие для обгона одних поездов другими и
допускающие в необходимых случаях перевод поезда с одного главно-
го пути на другой. Станциями называются раздельные пункты, имею-
щие путевое развитие, позволяющее выполнять операции по приему,
отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по обслужива-
нию пассажиров, погрузке и выгрузке грузов и в необходимых случаях
маневровую работу по формированию и расформированию поездов,
подачу вагонов на подъездные пути, текущее техническое обслужива-
ние локомотивов и вагонов. По объему и характеру работы станции
делятся на промежуточные, участковые, сортировочные, пассажирские
и грузовые.
Для обеспечения безопасности движения поездов и строгого со-
блюдения правил охраны труда работников на каждой станции имеет-
ся техническо-распорядительный акт (ТРА), который устанавливает
порядок использования технических средств станции для выполнения
технологических операций. ТРА составляется в соответствии с ПТЭ и
инструкциями по сигнализации, движению поездов и маневровой ра-
боте.
Движением поездов на станции, а также маневровой работой (если
нет маневрового диспетчера) руководит один работник дежурный по
станции (ДСП), единолично распоряжающийся приемом, отправлени-
ем и пропуском поездов, а также другими передвижениями по главным
и приемо-отправочным путям станции. В своей деятельности ДСП вы-
полняет указания поездного диспетчера (ДНЦ) участка и действует в
соответствии с ТРА станции.
Технология работы каждой станции зависит от ее назначения,
объема транзитных и местных перевозок, расформирования и форми-
рования поездов, наличия ремонтных баз локомотивного и вагонного
196
хозяйств, наличия подъездных путей, объема грузовых операций и др.
В качестве примера рассмотрим технологию работы участковой стан-
ции полупродольного типа (рис. 7.1).
На этой станции останавливающиеся транзитные пассажирские по-
езда принимаются к платформам у пассажирского здания ПЗ на глав-
ные пути, а местные пассажирские поезда — на боковой приемо-отпра-
вочный путь. Скорые пассажирские поезда, не имеющие остановки,
пропускаются по главным путям.
Транзитные грузовые поезда нечетного направления принимают и
обрабатывают в парке ПО1, а четного направления в парке ПО2. При-
бывающий поезд встречают бригады пункта технического и коммер-
ческого обслуживания вагонов. После остановки поезда состав закреп-
ляют тормозными башмаками, а локомотив отцепляют от поезда и
затем маневровым порядком он следует в депо ЛХ. В результате осмот-
ра работники вагонной службы выявляют необходимость безотцепоч-
ного или отцепочного ремонта ходовой части вагонов. Одновременно
выбраковывают вагоны с коммерческими дефектами, угрожающими
сохранности грузов и безопасности движения (например, дефекты, воз-
никшие из-за некачественного закрепления груза), такие вагоны также
отцепляют. После выполнения безотцепочного ремонта старший ос-
мотрщик вагонов сообщает ДСП о готовности состава к отправлению.
После прицепки локомотива, изъятия тормозных башмаков и опробо-
вания автоматических тормозов ДСП отравляет поезд в требуемом
направлении.
Работа с местными поездами (участковыми и сборными) выполня-
ется в парке групповых поездов ГП. В этот парк принимаются участко-
вые поезда, имеющие вагоны под выгрузку и погрузку на данной стан-
ции, а также на промежуточных станциях прилегающих участков. Из
вагонов второй гругшы формируются сборные поезда с подборкой их в
отдельные группы по промежуточным станциям участка. Из вагонов,
погруженных на станции, формируют участковые поезда до соседней
участковой или сортировочной станции. Вагоны для формирования
участковых и сборных поездов накапливаются на путях сортировочно-
го парка С. Расформирование и формирование местных поездов вы-
Рис. 7.1. Схематический план участковой станции полупродольного типа
197
Рис. 7 2. Однониточный план горловины станции, оборудованной электрической центра-
лизацией
полняют с использованием вытяжных путей, устраиваемых с обоих
концов сортировочного парка.
Грузовую работу на рассматриваемой станции выполняют в грузо-
вом районе ГР. При необходимости вагоны взвешивают на вагонных
весах В. Тупиковые пути станции используют для пожарных и восста-
новительных поездов, отстоя неисправных вагонов, а также для ре-
монтных служб пути, сигнализации и связи и др.
Приведенная технология работы примерной участковой станции
показывает, что при ручном управлении стрелками на такой станции
потребуется значительный штат стрелочников для выполнения всего
объема работ. Время приготовления маршрутов велико, а главное, нет
уверенности в обеспечении безопасности движения поездов. Поэтому
целесообразность ввода электрической централизации очевидна. Обо-
рудование станции электрической централизацией увеличивает про-
пускную способность горловин станций, повышает безопасность дви-
жения поездов и сокращает штат работников эксплуатации, организу-
ющих движение поездов.
Электрическая централизация представляет собой систему управ-
ления движением поездов на железнодорожных станциях, в которой
предусматривается маршрутизация поездных и маневровых передви-
жений со светофорной сигнализацией.
При ЭЦ (рис. 7.2) главные и приемо-отправочные пути, а также
стрелочные и бесстрелочные участки пути (секции) оборудуют рельсо-
выми цепями, чем исключается перевод стрелок и открытие светофо-
ров при их занятом состоянии. На стрелках устанавливают стрелочные
электроприводы, что обеспечивает дистанционный перевод стрелок,
запирание и контроль положения стрелочных остряков. Светофоры в
198
соответствии с принятой маршрутизацией и Инструкцией по сигнали-
зации на железных дорогах Российской Федерации регулируют движе-
ние поездов. Такой способ управления (рис. 7.3) позволяет ДСП с одно-
го пульта руководить поездной и маневровой работой, контролируя
поездную ситуацию на табло. Действия ДСП на пульте управления
фиксируются аппаратурой наборной группы, условия безопасности
движения проверяются аппаратурой исполнительной группы, а для
перевода стрелок и открытия светофоров используется аппаратура уп-
равления и контроля напольных объектов. Все устройства имеют
электроснабжение от надежных источников электропитания.
Согласно ПТЭ устройства ЭЦ не должны допускать: открытия
входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;
перевода стрелки под подвижным составом; открытия светофоров, со-
ответствующих данному маршруту, если стрелки не поставлены в над-
лежащее положение, а светофоры враждебных маршрутов не закрыты;
перевода входящей в маршрут стрелки или открытия светофора враж-
дебного маршрута при открытом светофоре, ограждающим установ-
ленный маршрут.
Таким образом, основным понятием в системах ЭЦ является ма-
ршрут, его установка, замыкание и размыкание.
Маршрутом называется часть путевого развития станции, под-
готовленная для следования подвижного состава от начала этого путе-
вого развития до его конца. Началом маршрута является разрешающее
(открытое) показание соответствующего светофора (входного, выход-
ного, маршрутного или маневрового), а его концом -— элемент путево-
го развития станции или перегона в зависимости откатегории маршру-
та. Выделяют поездные и маневровые маршруты, причем среди поезд-
ных маршрутов различают маршруты приема, отправления и
передачи.
Рис. 7.3. Структурная схема электрической централизации
199
Процесс подготовки путевого развития станции для следования по-
езда или маневровой работы называют заданием или установ-
кой маршрута. Задать (установить) маршрут — это значит перевести
ходовые и охранные стрелки в требуемое положение и замкнуть их,
проверить условия безопасности движения по всем элементам маршру-
та, включить на соответствующем светофоре разрешающее показание.
При задании маршрута до открытия светофора, разрешающего
движение по задаваемому маршруту, в устройствах ЭЦ необходимо,
во-первых, исключить возможность перевода ходовых и охранных
стрелок, входящих в данный маршрут, Т. е. замкнуть стрелки, и, во-вто-
рых, ллючить возможность задания маршрутов, враждебных задава-
емому, т. е. необходимо выполнить замыкание маршрута. Далее с
проверкой фактического выполнения требований замыкания маршру-
та включить на светофоре разрешающее сигнальное показание. Такой
алгоритм функционирования систем ЭЦ гарантирует безопасность
движения поездов: вначале замыкаются стрелки и исключаются враж-
дебные маршруты, а затем открывается светофор. Процесс, обратный
замыканию маршрута, называется размыканием маршрута.
Различают предварительное и окончательное
замыкание маршрутов. В общем случае предварительное замыкание
наступает при открытии светофора, если на изолированном участке
перед светофором (на участке приближения) отсутствует подвижной
состав. При вступлении поезда на участок приближения наступает
окончательное замыкание. Вид замыкания определяет выдержку вре-
мени при отмене маршрута. В современных системах ЭЦ предвари-
тельно замкнутый маршрут (и, следовательно, его размыкание) отме-
няется, как правило, с выдержкой времени. Эта выдержка принята с
учетом максимально возможного времени потери шунта на участке
приближения. Отмена окончательно замкнутого поездного маршрута
выполняется с выдержкой времени 3 мин 15 с, а окончательно замкну-
того маневрового маршрута —с выдержкой времени 75 с. Эта выдерж-
ка учитывает необходимость остановки поезда, движущегося с макси-
мальной скоростью, на замкнутых стрелках.
При движении подвижного состава по трассе маршрута системы
ЭЦ обеспечивают автоматическое размыкание маршрута. Для защиты
от преждевременного размыкания при наложении и снятии шунта на
рельсовые цепи, а также при переключении фидеров питания фактичес-
кое движение поезда устанавливается проверкой последовательного
занятия и освобождения секций, входящих в маршрут. В цепях размы-
кания маршрута используются медленнодействующие на срабатыва-
ние повторители путевых реле, имеющие выдержку времени 6 с, что
примерно в 2 раза больше максимального времени потери шунта. В
системах ЭЦ нашли применение два вида автоматического размыка-
ния маршрутов при движении подвижного состава — маршрутное
и секционное. При маршрутном размыкании освобождение от
200
замыкания стрелок и враждебных маршрутов происходит при исполь-
зовании всего маршрута, т. е. при занятии и освобождении всех секций,
входящих в маршрут. Секционное размыкание предусматривает посте-
пенное по мере освобождения секций подвижным составом, снятие за-
мыкания стрелок и враждебных маршрутов.
Если после прохода поезда возникла неисправность рельсовой
цепи или потеря контроля положения стрелок, то для размыкания ма-
ршрута в этих случаях используется режим искусственной раз-
делки (искусственного размыкания), который выполняется с выдерж-
кой времени 3 мин 15 с после нажатия специальных кнопок.
7.2. Электрическая централизация с центральными зависимостями
и местным питанием
Характеристика системы. Электрическая централизация с местным
питанием (ЭЦМ) применяется на промежуточных станциях с числом
централизованных стрелок до 15. Эта система была разработана, когда
железнодорожные линии не обеспечивались надежным электроснабже-
нием, и получила широкое распространение. Вновь она не проектиру-
ется, что объясняется, во-первых, повышением надежности внешнего
электроснабжения, вследствие чего рассредоточивать аппаратуру и ис-
точники питания по горловинам станции экономически нецелесооб-
разно. Во-вторых, современные преобразователи постоянного тока в
переменный позволяют резервировать электропитание всех потребите-
лей от центральной батареи даже при ненадежных источниках электро-
снабжения.
Источником электроэнергии переменного тока в ЭЦМ служит, как
правило, высоковольтная линия автоблокировки (рис. 7.4), на которой
в каждой стрелочной горловине и у помещения ДСП устанавливаются
однофазные масляные трансформаторы ОМ-1,2 или ОМ-0,66, пони-
жающие напряжение с 10 или 6 кВ до 220 В.
У каждого входного светофора устанавливается аккумуляторная
батарея, работающая в буферном режиме с выпрямителем, для резерв-
ного питания ламп светофора. Она устанавливается в батарейном
шкафу (БШ) и имеет семь аккумуляторов АБН-72.
Реле электрической централизации, а в аварийном режиме и лампы
табло получают питание от батареи, состоящей из 12 аккумуляторов
АБН-72. Эту батарею устанавливают в БШ у помещения ДСП; она ра-
ботает в буферном режиме с двумя выпрямителями ВАК-13Б.
В каждой стрелочной горловине устанавливается аккумуляторная
батарея на напряжение 48 или 60 В (соответственно 24 или 30 аккумуля-
торов), которая служит для питания рабочих и контрольных цепей
стрелочных электроприводов и выходных светофоров. Эта батарея де-
лится на секции по шесть аккумуляторов, которые соединяются после-
201
Высоковольтная линия автоблокировки, напрягкенаем ЮкВ
Юкв
ггов
6Ш РШ Н
гп
in
ЗП
J РШ
Н/-НЗ
'Пост ЭЦ ।
Ч-НЗ кш
нг i-eo© \ г ©СШН *
... I .. V I '
HI1~»0^ХГ г
//зво© —ВТ
Рис. 7.4. Однониточный план промежуточной станции, оборудованной электрической
централизацией с местным питанием
довательно (рис. 7.5). Каждая секция батареи имеет напряжение 12 В и
заряжается отдельным выпрямителем типа ВАК-1 ЗБ. Рабочие стрелоч-
ных электроприводов подключаются к выводам ПБС и МБС и, следо-
вательно, через предохранители на 20 А к крайним выводам батареи.
Контрольные цепи подключаются аналогично к ПБ-48 и МБ (ПБ-60'п
МБ) через отдельный предохранитель на 5 А.
НПБ
НМБ
0X220 ™$ \ПХ1
Релейный шкаф светофоров 41- 43
С А С0БС-2А ПХ22О
ОШО
2Ж
ПХ22О™А о*]
Рнс. 7.5. Схема электропитания релейного шкафа выходных светофоров
202
Вывода ПБ24-МБ и ПБ48-ПБ24 предназначаются для резервного
питания ламп выходных светофоров с учетом равномерной загрузки
отдельных секций батареи. Остальные выводы от секций батареи, не
использованные для резервного питания выходных светофоров, пред-
назначены для измерения напряжений на секциях в релейном шкафу
{РШ). Питание реле от этих выводов недопустимо, так как случайное
заземление полюсов может привести к нарушению зависимостей, вы-
полняемых схемами ЭЦ.
Для питания реле из шкафа входного светофора подается питание
НПБНМБ (ЧПБЧМБ) напряжением 12 В.
Номинальное напряжение батареи (60 или 48 В) выбирают с учетом
максимального удаления стрелок от релейного шкафа, типа рельсов и
марок крестовины стрелочных переводов. При удалении стрелок от
РШ более чем на 150 м или при наличии на станции стрелок с пологи-
ми марками крестовин (1/18 или 1/22) применяют батарею напряжени-
ем 60 В.
Схема стрелочного электропривода при местном питании. Эта схема
получила название четырехпроводной в связи с тем, что для каждого
электропривода между постом ЭЦ и релейным шкафом прокладывают
четыре линейных провода, т. е. четыре кабельные жилы. Провода СУП
и ОСУП (рис. 7.6) используются в управляющей цепи схемы для управ-
ления стрелочным пусковым реле СУП. Провода К и ОК в контроль-
ной цепи для включения контрольных реле СК и СК1.
В каждую горловину станции прокладываются провода СЗ и СМБ,
которыми включается защитное реле СЗ. При необходимости органи-
зации местного управления стрелками дополнительно предусматрива-
ются провода РМ и МД (на рис. 7.6 не показаны).
Между релейным шкафом и электроприводом прокладывается де-
вять проводов. Однако в этом случае число проводов не равно числу
кабельных жил ввиду того, что провода рабочей цепи, как правило,
дублируются. Провода ПК МК и ОК являются элементами контроль-
ной цепи, провода ППС, МПС и ОПС элементами рабочей цепи. По
проводам ПБ и МБ подается питание в контрольную цепь и управляю-
щую местного управления электроприводом. Провод МУ является эле-
ментом управляющей цепи при местном управлении.
Контрольная цепь предназначена для получения на посту ЭЦ на-
дежного контроля нормального (плюсового), переведенного (минусо-
вого) и промежуточного (среднего) положений стрелки.
При нормальном положении стрелки контрольные реле СК и СК1
получают по проводам К и ОК питание прямой полярности от батареи
напряжением 48 В (в РШ полюса ПБ48 и МБ). Поэтому у контрольных
реле замкнуты фронтовые контакты нейтрального якоря и нормаль-
ные контакты поляризованного якоря, что обеспечивает срабатывание
плюсового контрольного реле ПК. При переведенном положении
стрелки реле СК и СК1 получают питание обратной полярности, в ре-
203
fins
ПК'
СПБ 3
„ ПНСф\^/
СПБ НСВ НСФ СМ б
с
сл
CMS
нсв
нсв л
С Л I впв!
п ТГ
СПб
СУП
вгч
СПБ i М
3 СП
МБ
ПБУВ
УП
ПК
СНБ
Релейное помещение
МУ
+ НСФ
Рис. 7.6. Схема управления стрелочным электроприводом при местном питании
СЗ гз
Релейный шкаф\
пт'
ппс\
ок\
мк\
СУП;
ПК
СУП
ПБС СУП Г
\МБ
Иб
чз суп fine
к
зультате чего срабатывает минусовое контрольное реле МК. Контакты
реле ПК и МК используются в схемах сигнальных реле ЭЦ для контро-
ля правильной установки стрелок по маршруту движения поезда.
Если при очередном переводе стрелка не занимает крайнего поло-
жения, то контрольные контакты автопереключателя привода разо-
мкнуты, реле СК, СК1 и, следовательно, ПК и МК выключены. Такое
положение контрольных реле фиксирует среднее положение стрелки,
движение по которой невозможно. Аналогичная ситуация возникает
при взрезе стрелки.
Применение двух контрольных реле позволяет выполнить схемную
защиту от возникновения ложного контроля при несрабатывании по-
ляризованного якоря одного из них. Защита контрольной цепи от лож-
ных срабатываний при однополюсном сообщении с другими контроль-
ными цепями, находящимися в одном кабеле, обеспечивается ее двух-
полюсным отключением контактами автопереключателя от источника
питания.
Управляющая цепь предназначена для включения пускового стре-
лочного реле СУП (СКПШ5-320/180/0,065), расположенного в релей-
ном шкафу, при переводе стрелки. В управляющей цепи проверяются
два условия безопасного перевода стрелки: отсутствие на данной
204
стрелке подвижного состава, фронтовые контакты стрелочного путе-
вого реле СП замкнуты; отсутствие установленных маршрутов по дан-
ной стрелке, фронтовые контакты замыкающего реле 3 замкнуты.
Защита от самопроизвольного срабатывания реле СУП при сооб-
щениях с другими цепями в кабеле обеспечивается двухполюсным от-
ключением этого реле контактами 3 и СП.
При нажатии кнопки П (плюсового перевода) реле СУП по обмот-
ке 320 Ом получает питание прямой полярности от станционной бата-
реи СПБ—СМБ, а при нажатии кнопки М (минусового перевода) об-
ратной. Схема (см. рис. 7.6) отражает нормальное (плюсовое) положе-
ние стрелки, поэтому рассмотрим цепь включения реле СУП при пере-
воде стрелки в минусовое положение после нажатия кнопки М: СПБ,
контакт кнопки М, контакты реле 3 и СП, провод СУП, тыловой кон-
такт МД, обмотка реле СУП сопротивлением 320 Ом (выводы 1-4), ты-
ловой контакт МД, провод ОСУП, контакты реле СП и 3, контакты
нажатой кнопки М и ненажатой П, обмотка реле НСВ, тыловой кон-
такт ПНСФ, СМБ. В релейном шкафу по этой цепи включается реле
СУП, у которого замыкаются фронтовые контакты нейтрального
якоря и переведенные — поляризованного, в результате чего образует-
ся рабочая цепь перевода стрелки в минусовое положение.
Одновременно в релейном помещении включается реле НСВ
(НМШ1-450) стрелочное времязадающее реле нечетной горловины.
Это реле подключает ранее заряженные конденсаторы С1 и С2 через
резистор R1 к обмотке реле НСФ (НМШ2-4000) — стрелочного фрик-
ционного реле. Реле НСФ срабатывает и удерживает якорь в притяну-
том положении 7—8 с. Своим контактом реле НСФ включает в релей-
ном шкафу стрелочное защитное реле СЗ (НМПШ-ЮОО)натеже 7-
8 с, т. е. на время, достаточное для последовательного перевода двух
спаренных стрелок. Таким образом, независимо от длительности нажа-
тия кнопки на пульте рабочая цепь замкнута кратковременно, что
предотвращает разряд батареи при затянувшемся переводе, если, на-
пример, между остряком и рамным рельсом попадает посторонний
предмет.
Повторитель реле НСВ и НСФ реле ПНСФ (НМШМ1-1500) пред-
назначен для того, чтобы при частых нажатиях пусковых кнопок обес-
печить время, необходимое для заряда конденсаторов С1 и С2, что ста-
билизирует время замыкания рабочей цепи независимо от характера
манипуляций на пульте управления.
Реле СА (НМШ2-4000) предназначено для перевода стрелки при не-
исправной рельсовой цепи. Оно включается нажатием нормально за-
пломбированной аварийной кнопки СА. При снятии пломбы ДСП
берет на себя ответственность за безопасность движения поездов по
данной стрелке.
Рабочая цепь предназначена для подачи питания к электродвигате-
лю привода. Защита рабочей цепи от самопроизвольного перевода
205
стрелки достигается двухполюсным отключением электродвигателя от
батареи фронтовыми контактами реле СУП и регламентированным во
времени замыканием рабочей цепи на 7—8 с контактом реле СЗ.
При переводе стрелки в минусовое положение после переключения
поляризованных и нейтральных контактов реле СУП и замыкания кон-
такта реле СЗ образуется рабочая цепь: ПБС, фронтовой контакт реле
СУП, переведенный контакт реле СУП, провод МПС, контакты 11-12
автопереключателя, минусовая обмотка возбуждения электродвигате-
ля, обмотка якоря, блокировочный контакт, фронтовой контакт СУП,
токовая обмотка сопротивлением 0,065 Ом (выводы 23-43) реле СУП,
фронтовой контакт реле СЗ, МБС. Одновременно контактом поляри-
зованного якоря, а затем и контактами 33-34 и 35-36 автопереключате-
ля размыкается контрольная цепь. Замкнувшимися контактами 41-42
подготавливается цепь для обратного перевода. Во время перевода
реле СУП удерживает фронтовые контакты замкнутыми благодаря
протеканию рабочего тока по обмотке сопротивлением 0,065 Ом, что
позволяет ДСП отпустить пусковую кнопку.
По окончании перевода стрелки размыкается контакт 11-12 авто-
переключателя, и электродвигатель отключается. Вслед за этим зам-
кнувшимися контактами 23-24 и 25-26 образуется цепь тока обратной
полярности для срабатывания контрольных реле.
Если стрелка не завершила перевод, то ее можно возвратить в ис-
ходное положение. При реверсировании стрелки происходит перемаг-
ничивание реле СУП. Однако фронтовой контакт этого реле не размы-
кается, так как в этот момент вспомогательной обмоткой сопротивле-
нием 180 Ом, включенной через выпрямительный мост, создается
дополнительная магнитодвижущая сила для удержания нейтрального
якоря.
Спаренные стрелки съездов управляются одной парой пусковых
кнопок и переводятся последовательно. Первой переводится стрелка,
расположенная ближе к релейному шкафу, а второй дальняя. При пос-
ледовательном переводе спаренных стрелок достигается экономия ка-
беля.
Местное управление стрелками. На промежуточных станциях ма-
невровая работа, как правило, незначительна и ограничивается отцеп-
кой и прицепкой отдельных вагонов к сборному поезду. Поэтому ма-
невры на станциях, централизованных по системе местного питания, не
маршрутизируются, а осуществляются по сигналам производителя ма-
невров главного кондуктора сборного поезда. При этом предусматри-
вается передача стрелок на местное управление, т. е. каждую стрелку
переводит кондуктор специальным ключом из путевой коробки непо-
средственно у привода.
Ключ местного управления, общий для всех стрелок горловины,
хранится в щитке местного управления, установленном на мачте одно-
го из выходных светофоров.
206
Рис. 7.7. Схема передачи стрелки на местное управление
Для передачи стрелок на местное управление (рис. 7.7) ДСП нажи-
мает кнопку разрешения местного управления НРМК, в результате
чего включается реле НУРМ (НМШ1 -1800). В цепи реле НУРМ прове-
ряются следующие условия передачи стрелок на местное управление:
плюсовое положение стрелки; свободностъ стрелочных участков райо-
на местного управления; отсутствие установленных маршрутов по дан-
ной стрелке.
Реле НУРМ включает реле проблестковой сигнализации МГ
(НМПШ2-400) в импульсном режиме и реле разрешения местного уп-
равления НРМ (НМШМ1-1500). Обмотки реле МГ включены встреч-
но, поэтому при замыкании контакта реле НУРМ реле МГ не притяги-
вает якорь до тех пор, пока не зарядится конденсатор СЗ. Переключе-
ние якоря реле и его удержание обеспечиваются благодаря разряду
конденсатора. Контактами реле МГн НУРМ лампа восприятия мест-
ного управления НВМЛ включается в импульсном режиме.
Контактом реле НРМ последовательно соединяются обмотки со-
противлением 100 Ом реле НВМ (НМШ4-100/1300) и сопротивлением
4000 Ом реле РМ (НМШ2-4000). При этом срабатывает высокоомное
реле разрешения местного управления РМ, а реле восприятия местного
управлений не срабатывает. Реле РМ включает на щитке местного уп-
равления белую лампу, сигнализирующую кондуктору о разрешении
местного управления.
В таком состоянии схема находится до изъятия кондуктором ключа
SA. После изъятия ключа размыкается цепь питания реле К (НМШ2-
1000), которое, выключаясь, подключает резистор сопротивлением 220
207
Ом параллельно обмотке реле РМ. Сопротивление цепи реле РМ и
НВМ при этом резко уменьшается, ток в обмотке НВМ возрастает, и
оно срабатывает.
Контактами реле НВМ выключаются реле МГ и НУРМ, а лампа
НВМЛ горит ровным светом, сигнализируя ДСП об изъятии ключа и
начале маневров. В релейном шкафу включается децентрализующее
реле местного управления МД (НМШ1-1800), контактами которого ос-
новная обмотка реле СУП отключается от управляющей цепи поста
ЭЦ и подключается к управляющей цепи местного управления, т. е. к
контактам электрозамка путевой коробки. На этом передача стрелки
на местное управление заканчивается.
Кондуктор сборного поезда вставляет ключ SA в замок путевого
ящика и поворотом ключа переводит стрелку. Полярность питания ос-
новной обмотки реле СУП определяется положением ключа, посколь-
ку контакт реле К соединен через резистор со средней точкой батареи
ПБ24.
При местном управлении стрелка переводится без проверки ее сво-
бодности от подвижного состава, что сокращает пробег маневрирую-
щего локомотива. Схема временного отключения электропривода
также не работает, так как контакт реле НСФ в цепи реле СЗ (см. рис.
7.6) шунтируется контактом реле НВМ. Однако опасные последствия
таких решений исключает руководитель маневров, находящийся в
непосредственной близости от стрелки. В момент ее перевода до полу-
чения контроля звенит звонок, расположенный в путевом ящике.
Для возвращения стрелки на центральное управление с пульта
ДСП руководитель маневров должен освободить зону маневров, пере-
вести стрелку в плюсовое положение и вставить ключ в щиток местного
управления.
При размыкании тыловых контактов реле К (см. рис. 7.7) и соблю-
дении вышеуказанных условий выключаются реле НВМ, отключая
реле НВМ, РМ и МД.
Схемы установки маршрутов приема. При задании маршрута при-
ема дежурный по станции должен по индикации на пульте убедиться в
свободности секций и приемо-отправочного пути, перевести стрелки в
требуемое положение и нажать кнопку управления светофором. Испол-
нение своих команд ДСП наблюдает по изменению индикации.
В схемах ЭЦ при этом проверяются все зависимости, обеспечиваю-
щие безопасность движения по маршруту приема: положение стрелок,
свободность стрелочных и бесстрелочных участков горловины стан-
ции (секций), свободность приемо-отправочного пути, отсутствие за-
данных враждебных поездных и маневровых передвижений, отсутствие
местного управления стрелками. Если указанные зависимости выпол-
няются, то срабатывает постовое сигнальное реле приема. Это первый
каскад установки маршрута. Во втором каскаде сигнальное реле вы-
ключает замыкающее реле, которое исключает перевод стрелок, входя-
208
щих в маршрут (т. е. выполняется замыкание стрелок), и исключает за-
дание всех маршрутов, враждебных устанавливаемому. В третьем кас-
каде проверяется фактическое выключение замыкающего реле и
включение сигнальных реле, установленных непосредственно в релей-
ном шкафу у светофора. Эти сигнальные реле включают на светофоре
разрешающее сигнальное показание. Установка маршрута завершает-
ся проверкой правильности (в соответствии с Инструкцией по сигнали-
зации на железных дорогах Российской Федерации) сигнального пока-
зания. Такой четырехступенчатый алгоритм установки маршрута обес-
печивает безопасность функционирования ЭЦ.
Рассмотрим выполнение указанного алгоритма для станции, при-
веденной на рис. 7.4. Рассмотрим установку маршрутов приема по
входному светофору Н на один из трех приемо-отправочных путей по
каскадам установки маршрута:
1. В схеме постового сигнального реле НПС (рис. 7.8) правильное
положение стрелок контролируется фронтовыми контактами кон-
трольно-маршрутных реле КМ, устанавливаемых по два на каждый
приемо-отправочный путь (Н1КМ, Ч1КМ и т. д.). Контрольно-ма-
ршрутные реле являются повторителями плюсовых ПК и минусовых
МК контрольных реле схем управления стрелочными электропривода-
ми.
Свободное состояние стрелочных и бесстрелочных секций в горло-
вине станции контролируется в цепи реле НПС фронтовыми контакта-
ми путевых реле НАП, 1-5 СП и 3 СП, свободность приемо-отправоч-
ных путей контактами путевых реле 1П, 2Пи ЗП.
Отсутствие заданных враждебных маршрутов отправления по све-
тофорам 41, 42 и 43 проверяется фронтовым контактом замыкающего
реле маршрутов отправления 403: отсутствие заданного встречного
(лобового) маршрута приема по светофору 4 контролируется фронто-
вым контактом замыкающего реле 4ПЗ. Ввиду того, что реле 4113 вы-
ключается при установке маршрута приема на любой путь, а вражде-
бен устанавливаемому маршруту лишь один встречный на тот же путь,
то контакт реле 4ПЗ шунтируется тремя параллельными цепями (по
числу путей). Каждая из этих цепей содержит последовательно соеди-
ненные фронтовой контакт КМ противоположной горловины и тыло-
вой — рассматриваемой. Если стрелки в обеих горловинах установле-
ны на один и тот же путь, то шунтирующая цепь разомкнута, и поэтому
размыкание контакта реле 4ПЗ исключает возможность срабатывания
сигнального реле НПС.
Отсутствие местного управления стрелками в цепи реле НПС про-
веряется тыловыми контактами реле разрешения маневров в нечетной
и четной горловинах НРМ и 4РМ.
Таким образом, если выполняются перечисленные условия без-
опасности и нажата кнопка управления входным светофором НП, то
реле НПС включается. В цепь реле НПС включен фронтовой контакт
209
гп
нгкм
15СП
HIKM
in
чкж
403 HPM 4РМ
HIKM НПЗ НПС п
НПС
НЛП
ЗСП НЗКМ ЗП
онс
41 км hi км'
!ЗКМ нзкм\
нгкм
чгкм нгкм
ОНС НП
НПС НРУ
НП
час
м
В релейный шкаф светофора
НГС
нсс
онсс
НПС
ОНПС
НРУ
НКУ
Н6С
0НГ6С
нгкм
5МК г~\
_,пс„ НПЗ НПС
НЛо С
нгкм игру
нгк>
Н1РЧ
НЗКМ НЗР1
п
чгкм
HPM
нлп i-scn НПЗ
___HI км
ЗСП '~ЪзкМ
кг
гпн
1—гп п
сг
час чоз нгкм
чгс
~ , HIKM
П l/ЗПК 5ПК
п UJ"
1/3 М к
НЗКМ
НПП
нгрр м п нпк
НПП
4РУ
41РУ
М
НЛБС
НЛБС
ЧКЖ
ч1ПМч/бпк гмк[ п
узки
ч/емк
м
чкж
L Н1км
м час 4оз
П
чгс
нзкм
чзс
43
43
чз
42РУ
чгру
НЛБС
п
ЧКЖ НЛП
ЧЗРУ
ОНС
ЧЗРУ
м
— НБУ
П НП 40 НПС НРУ 40С ЧРУ
НБУ
Пост ЭЦ
Рис. 7.8. Схема задания маршрутов приема и отправления
НКУ
043
очс
4 2 РУ
Ч1РУ
Ч1РУ
ЧЗРУ
04 РУ
В релейный шкаф светофора 41-43
реле ОНС обратного повторителя сигнальных реле НПС и ЧОС.
После включения сигнального реле НПС и получении контроля пра-
вильности сигнального показания на светофоре, т. е. после срабатыва-
ния указательного реле НРУ, контакт кнопки НП и реле ОНС шунти-
руются фронтовыми контактами НПС и НРУ. Такое построение схемы
исключает повторное автоматическое открытие входного светофора
при западании кнопки НП. Для повторного включения сигнального
реле кнопка НП должна быть возвращена в исходное состояние и
вновь нажата;
2. После включения реле НПС его тыловым контактом выключает-
ся реле НПЗ (рис. 7.9), которое в схемах стрелочных электроприводов
отключает управляющие цепи от органов управления, поэтому перевод
стрелок, участвующих в задаваемом маршруте, становится невозмож-
ным. Эта ситуация получила название "замыкание стрелок в маршру-
те". Реле НПЗ, возбуждаясь, исключает возможность задания враждеб-
ных маршрутов, в данном случае по выходным светофорам 41, 42, 43
и входному светофору 4, а также передачу стрелок на местное управле-
ние. Маршрут замкнут;
3. Замыкающее реле НПЗ выключается тыловым контактом реле
НПС, которое не является реле I класса надежности. Поэтому, прежде
чем включить на светофоре разрешающее показание, необходимо про-
верить фактическое выключение реле НПЗ. Для этого сигнальные реле
ГС и БС (рис. 7.10) маршрутов приема на главный и боковые пути
включаются через фронтовой контакт реле НПС и тыловой контакт
реле НПЗ. В цепи этих реле тыловым контактом реле ПС проверяется
отсутствие на светофоре включенного пригласительного сигнала. Кон-
такт реле HIKM (см. рис. 7.8) предназначен для разделения цепей реле
ГС и БС при установке маршрута на главный и боковые пути.
Если поезд принимается на главный путь с остановкой, то срабаты-
вает реле ГС, которое включает на светофоре желтый огонь. Исправ-
ность желтой лампы контролируется огневым реле БО (А0Ш2-
180/0,45) по обмотке сопротивлением 0,45 Ом (выводы 61-21). При
сквозном пропуске по главному пути в РШ входного светофора кроме
реле ГС срабатывает сигнальное реле сквозного пропуска СС по цепи,
проходящей через фронтовые контакты реле Н1КМ (маршрут установ-
лен на главный путь) и Н1РУ (на выходном светофоре HI разрешающее
сигнальное показание (см. рис. 7.4 и 7.8). На входном светофоре вклю-
чается зеленый огонь. Исправность зеленой лампы также контролиру-
ется огневым реле БО (см. рис. 7.10).
При приеме поезда на боковой путь с остановкой срабатывает реле
БС, которое включает на светофоре два желтых огня. Причем, первой
включается нижняя желтая лампа, а с контролем ее исправности —
верхняя. Этим исключается появление на светофоре более разрешаю-
щего сигнального показания — одного желтого огня. Исправность
нижней лампы контролирует реле АО, а верхней — реле БО.
211
Рис. 7.9. Схема замыкания и размыкания маршрутов
При безостановочном пропуске по боковому пути в РШ входного
светофора включаются реле БС и СС, фронтовыми контактами кото-
рых включается маятниковый трансмиттер МТ, а через его контакт
реле проблесковой сигнализации МГ. Импульсную работу реле МГ
контролирует реле КМГ, имеющее замедление на отпускание якоря
(примерно 0,5 с), равное интервалу между замыканиями фронтового
контакта реле МГ. В результате на светофоре загораются два желтых
огня, из них верхний мигающий с частотой мигания 40 раз в минуту.
Исправность нижней лампы по-прежнему контролирует реле АО, а
верхней—реле БО. Причем в импульсе, когда реле Л/Рвключено, вер х-
няя желтая лампа горит полным накалом, ток проходит по обмотке со-
противлением 0,45 Ом (выводы 61-21). В интервале реле МГвыключе-
но, ток проходит через две обмотки сопротивлением 0,45 и 180 Ом,
включенные последовательно и согласно (выводы 61-21-62-41). При
этом яркость свечения лампы резко уменьшается, но огневое реле БО
не выключается. При неисправности проблесковой аппаратуры (МТ,
МГ и КМГ) на светофоре появляется менее разрешающее сигнальное
показание — два желтых огня.
212
Пригласительный сигнал на входном светофоре используется при
неисправностях в системе ЭЦ. Это сигнальное показание включается
контактами реле НЛБС и ПС при нажатии кнопки НПК, имеющей
счетчик числа нажатий (см. рис. 7.8). Для правильной регистрации
счетчиком числа нажатий после каждого включения пригласительного
сигнала проверяется возвращение кнопки в исходное состояние. Для
этого устанавливается противоповторное реле НПП, нормально нахо-
дящееся во включенном состоянии и имеющее замедление на отпуска-
ние, достаточное для срабатывания реле НЛБС. Если кнопка НПК не
возвращена в исходное состояние, то реле НПП выключается, и при
следующем нажатии реле НЛБС не срабатывает;
4. Соответствие сигнальных показаний на входном светофоре Ин-
струкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федера-
ции контролируется посредством указательных реле. Реле НКУ кон-
тролирует исправность красной лампы, реле НБУ включение пригла-
сительного сигнала, а реле НРУ правильность разрешающих
сигнальных показаний.
Схемы установки маршрутов отправления. При задании маршру-
тов отправления также используется чегырехкаскадный принцип по-
строения схем ЭЦ (см. рис. 7.8).
Релейный шки<р
cBemotpopa Н
ох ----
।батарейный шкаф
Рис. 7.10. Схема включения ламп входного светофора
213
В цепи постового сигнального реле ЧОС (первый каскад) контакта-
ми реле HIKM, Н2КМ и НЗКМ проверяется правильность установки
стрелок в маршруте; контактами реле НАП, 1-5 СП и 3 СП свобод-
ность секций от подвижного состава; контактом реле ЧСН — установ-
ка требуемого направления движения на перегоне; контактом реле
ЧЖ — свободность первого участка удаления на перегоне; контактом
реле ЧКЖ — отсутствие на перегоне хозяйственных поездов или под-
талкивающих локомотивов, которым разрешено возвращение на стан-
цию отправления по ключу-жезлу; контактом реле НПЗ — отсутствие
враждебных маршрутов по входному светофору Н; контактом реле
НРМ — отсутствие передачи стрелок в нечетной горловине на местное
управление.
После нажатия кнопки ЧО реле ЧОС срабатывает и становится на
цепь самоблокировки с проверкой включения на светофоре разрешаю-
щего сигнального показания и отсутствия отмены маршрута. Реле
ЧОС выключает замыкающее реле ЧОЗ (см. рис. 7.9), которое замыка-
ет стрелки и исключает возможность задания враждебных маршрутов
(второй каскад).
Напольные сигнальные реле Ч1С, Ч2С и ЧЗС, находящиеся в релей-
ном шкафу светофоров 41—43 (рис. 7.11), включаются с проверкой вы-
ключенного состояния реле ЧОЗ (см. рис. 7.9), т. е. с проверкой факти-
ческого замыкания маршрута (третий каскад). Выбор включения сиг-
нального реле того или иного светофора выполняется контактами
контрольно-маршрутных реле Ч1КМ, Ч2КМп ЧЗКМ (см. рис. 7.8).
214
Включение желтого или зеленого сигнального показания на откры-
ваемом выходном светофоре зависит от числа свободных участков уда-
ления на перегоне. При свободности двух и более блок-участков на
пост ЭЦ поступает кодовый сигнал Ж или 3, поэтому включаются реле
ЧЖи 43 (см. рис. 7.4), а также реле ЗС в релейном шкафу светофоров
41 — 43 (см. рис. 7.11). На выходном светофоре включается зеленый
огонь. При свободности одного блок-участка поступает кодовый сиг-
нал КЖ, поэтому включается лишь реле ЧЖ, а на светофоре — желтая
лампа.
Исправность разрешающих ламп на выходных светофорах (четвер-
тый каскад) контролируется указательными реле Ч1РУ, Ч2РУ и ЧЗРУ,
а также их общим повторителем реле ЧРУ (см. рис. 7.8).
Схемы замыкания и размыкания маршрутов. В системе ЭЦМ при-
меняется групповое замыкание маршрутов, при котором замыкающие
и маршрутные реле устанавливаются на группу взаимовраждебных ма-
ршрутов.
В рассматриваемом примере для станции, находящейся на однопут-
ной линии, схемы каждой горловины содержат два замыкающих и два
маршрутных реле. Для нечетной горловины (см. рис. 7.9) установлены
замыкающие реле НПЗ, ЧОЗ и маршрутные реле HIM и Н2М. Замыка-
ние маршрута, т. е. отключение управляющих цепей стрелочных
электроприводов и исключение возможности задания враждебных ма-
ршрутов, наступает при установке маршрута в результате срабатыва-
ния реле первого каскада НПС или ЧОС (см. рис. 7.4).
Вид замыкания маршрута определяется состоянием маршрутных
реле, которые нормально находятся во включенном состоянии по
цепям самоблокировки через тыловые контакты реле НПС, ЧОС и
фронтовые контакты реле извещения приближения Н1ИПъ маршрутах
приема и ЧОИПв маршрутах отправления (см. рис. 7.9). При открытии
светофора и отсутствии поезда на участке приближения выключаются
только замыкающие реле, а маршрутные реле продолжают получать
питание через фронтовые контакты реле извещения приближения.
Этот режйм называется предварительным замыканием маршрута. При
необходимости отменить маршрут ДСП вытягивает сигнальную кноп-
ку, в результате чего выключаются реле НПС или ЧОС, закрывается
светофор, а через фронтовой контакт маршрутного реле Н2М включа-
ются замыкающие реле, размыкая маршрут.
Если светофор открывается при наличии поезда на участке прибли-
жения или поезд вступает на участок приближения при заранее откры-
том светофоре, то кроме замыкающего реле выключается маршрутное
реле, фиксируя окончательное замыкание маршрута. Реле HIM и Н2М
выключаются контактами реле извещения приближения Н1ИП или
ЧОИП.
В маршрутах приема реле ШИП выключается контактом реле
НИП, которое выключается при вступлении поезда на участок прибли-
215
жения Н1П. Реле ЧЖ в этом случае выключено, так как установлено
нечетное направление движения. В маршрутах отправления устанавли-
вается четное направление движения, поэтому участок Н1П является
участком удаления, а реле Н1ИП повторителем реле ЧЖ, так как реле
НИП выключено.
Состояние реле ЧОИП зависит от свободное™ или занятое™ соот-
ветствующего приемо-отправочного пута (777, 2П или ЗП), с которого
задается маршрут отправления. В маршрутах сквозного пропуска (ус-
тановлен маршрут приема на путь Ш по светофору Ч и маршрут от-
правления с пута 777 по светофору 41) для удлинения участка прибли-
жения реле ЧОИП выключается при вступлении поезда за светофор Ч
на участок пута ЧАП (см. рис. 7.4). В этом случае включено реле Ч1КМ,
а реле ЧПЗ выключено, поэтому реле ЧОИП отключается от источника
питания контактом реле МЧСП (см. рис. 7.5).
Если ДСП начнет отмену окончательно замкнутого маршрута, то
после вытягивания кнопки и выключения реле НПС или ЧОС (см. рис.
7.4) включается замыкающее реле НПЗ или ЧОЗ (см. рис. 7.5) с выдерж-
кой времени 3—5 мин. При этом вначале через тыловые контакты НПС
и НПЗ или ЧОС и ЧОЗ срабатывает реле НРИ по обмотке 1—3. Реле
НРИ включает реле ОРИ, которое подает питание в блок выдержки
времени СВШ и замыкает цепь заряда коцденсатора С этого блока от
преобразователя напряжения ПН. Примерно через 3 мин напряжение
на конденсаторе возрастает до напряжения зажигания стабилитрона
СГ2С, в результате чего конденсатор через стабилитрон разряжается
на обмотку 24 реле ВВ. Это реле по обмотке 13 становится на цепь
самоблокировки и включает маршрутное реле Н2М, которое включает
реле НПЗ или ЧОЗ. Если в процессе отмены окончательно замкнутого
маршрута поезд проследует за закрытый светофор (например, из-за не-
достаточной длины тормозного пута), то реле НРИ получает питание
во встречном направлении по обмотке 4—2 через тыловой контакт
реле МНСП и отпускает свой якорь. Автоматического размыкания ма-
ршрута в этом случае не происходит. При искусственной разделке ма-
ршрута нажимается кнопка НИРК, приборы схемы выдержки времени
работают аналогично.
В системе ЭЦМ автоматическое размыкание маршрута при движе-
нии поезда происходит после проследования подвижного состава по
всем элементам маршрута (маршрутный способ размыкания). Для за-
щиты от ложного размыкания (например, при наложении и снятии
шунта на рельсовые цепи) применены два маршрутных реле, посредст-
вом которых проверяется фактическое движение поезда. В цепи реле
HIM (см. рис. 7.9) контролируется освобождение участка приближения
(под током реле Н1ИП, ЧОИП) и нахождение подвижного состава в
стрелочной зоне станции (без тока реле МНСП). В цепи реле Н2М кон-
тролируется освобождение всех секций горловины станции (под током
реле МНСП) и вступление поезда на конечный элемент маршрута: в
216
маршрутах приема — на приемо-отправочный путь (реле ЧОИП без
тока), а в маршрутах отправления — на первый участок удаления (реле
Н1ИП без тока).
Для защиты от преждевременного размыкания маршрута при поте--
ре шунта (например, при движении по загрязненным или покрытым
снегом рельсам) освобождение стрелочных секций фиксируется груп-
повым медленнодействующим на срабатывание повторителем путевых
реле Л/НС77(НМШТ-1800). Особенностью конструкции этого реле яв-
ляется наличие термоэлемента 71-72, на разогрев которого и замыка-
ние контакта 51-52 требуется примерно 6 с. Это примерно в два раза
превосходит время потери шунта, зафиксированное статистическими
данными.
7.3. Блочная маршрутно-релейная централизация
Характеристика системы. Блочная маршрутно-релейная централи-
зация (БМРЦ) широко применяется на участковых, сортировочных и
промежуточных станциях с большим объемом поездной и маневровой
работы.
Примерно 70 % аппаратуры БМРЦ размещено в функциональных
блоках, которые в виде типовых конструкций с законченным монта-
жом изготавливают на заводах. Схемы БМРЦ для станций с любым
числом стрелок и светофоров собирают, соединяя между собой набор-
ные и исполнительные блоки в соответствии с топологией однониточ-
ного плана станции (рис. 7.12). Блочное построение ЭЦ позволяет уп-
ростить проектирование устройств, сократить сроки монтажных
работ, улучшить ремонтопригодность при эксплуатации действующих
установок.
Аппаратура БМРЦ и электропитающие устройства размещают,
как правило, в специальном здании, называемом постом ЭЦ. Основ-
ные помещения поста ЭЦ — аппаратная, релейная, зарядная, аккуму-
ляторная, связевая и др. В аппаратной за пультом управления работает
дежурный по станции. В качестве пульта управления применяют пульт-
табло или пульт-манипулятор и выносное табло.
В системе БМРЦ используют маршрутное управление стрелками и
сигналами, при котором основной маршрут любой сложности устанав-
ливают последовательным нажатием кнопок начала и конца маршру-
та, после чего автоматически переводятся ходовые и охранные стрелки,
входящие'в маршрут, и открывается светофор. Маршрут назьгаается
основным, если он позволяет выполнить поездные или маневровые
передвижения от начала до конца маршрута по кратчайшему расстоя-
нию, с наибольшей скоростью и наименьшим числом враждебных мар-
шрутов. Вариантные маршруты имеют одинаковые с основным начало
и конец, однако их трасса отличается от основного маршрута положе-
217
Рис. 7.12. Блочный план горловины станции
нием стрелок. Вариантные маршруты задают нажатием трех и более
кнопок.
В БМРЦ используют секционный способ размыкания маршрута,
позволяющий размыкать маршрут посекционно, т. е. по мере прохож-
дения подвижного состава по каждой секции маршрута. Такой способ
размыкания по сравнению с маршрутным размыканием, используе-
мым в системе ЭЦМ, позволяет увеличить пропускную способность
горловин станций и их маневренность.
Аппаратура БМРЦ подразделяется на наборную (маршрутный
набор), исполнительную группы (схемы установки и размыкания мар-
шрутов) и схемы управления и контроля напольными объектами.
Блоки наборной группы. Схемы наборной группы БМРЦ предна-
значены для реализации маршрутного способа управления стрелками
и светофорами. Реле, находящиеся в блоках наборной группы, фикси-
руют действие ДСП на пульте управления и автоматизируют перевод
стрелок по трассе маршрута и открытие светофоров. В наборной груп-
пе используют следующие типовые блоки:
НПМ — для управления входным, выходным и маршрутным све-
тофором; одновременно используется для маневрового светофора с
участка пути за входным светофором, а также для конечной поездной
кнопки;
HMI — блок управления одиночным маневровым светофором,
расположенным на границе двух стрелочных изолированных участков;
применяется также для вариантной кнопки;
НМ1Д — один на шесть блоков HMI, содержит шесть кнопочных
реле повторителей кнопок управления;
218
НМПП — блок управления маневровым светофором, разрешаю-
щим передвижение из нецентрализованной зоны, а также для одного из
двух маневровых светофоров с участка пути или одного из двух свето-
форов в створе;
НМ11АП — применяется совместно с блоком НМПП для второго
светофора с участка пути или светофоров в створе;
НСОх2—для управления двумя одиночными стрелками;
НСС — для управления спаренными стрелками;
НН — для фиксации типа и направление задаваемых маршрутов
(блок направления);
НПС — для управления последовательным переводом стрелок при
магистральном питании; содержит три комплекта управляющей аппа-
ратуры;
БДШ-20 — для включения угловых кнопочных реле в блоках НСС;
содержит схемы диодной развязки.
Блоки исполнительной группы. Схемы исполнительной группы
БМРЦ предназначены для установки, замыкания, размыкания и искус-
ственной разделки маршрутов с проверкой условий безопасности дви-
жения поездов. В исполнительной группе используются следующие
блоки:
Вх и ВхД — основной и дополнительный входного светофора с
центральным питанием ламп разрешающих сигнальных показаний;
при новом проектировании не применяются;
BI — выходного светофора, совмещенного с маневровым, при
трехзначной сигнализации;
ВП — выходного светофора на два направления при трехзначной
сигнализации; используется также для выходного светофора с главно-
го пути при наличии вариантных маршрутов;
ВШ — выходного светофора, совмещенного с маневровым, при
четырехзначной сигнализации;
ВД — дополнительный к блокам BI, ВП и ВШ; применяется также
для управления входным светофором при местном питании ламп;
П — контроля состояния и отсутствия враждебных маршрутов на
приемо-отправочном пути;
СП — контроля состояния, замыкания и размыкания стрелочной
секции;
УП — контроля состояния, замыкания и размыкания бесстрелоч-
ной секции (участка пути в горловине станции);
С — контроля положения стрелки;
ПС — пусковой стрелочный, предназначен для управления и кон-
троля двумя (одиночными или спаренными) стрелками;
MI — одиночного маневрового светофора, расположенного на
границе двух стрелочных изолированных участков;
219
МП — маневрового светофора, расположенного в створе (на одной
ординате) со светофором встречного направления; применяется также
для светофора из нецентрализованной зоны;
Mill — маневрового светофора с участка пути в горловине стан-
ции, а также маневрового светофора со специализированного приемо-
отправочного пути;
ПП — управления поездным светофором на промышленном транс-
порте, где допускаются поездные передвижения вагонами вперед.
Фиксация начала, типа и направления маршрута. В качестве приме-
ра рассмотрим фрагмент однониточного плана станции (рис. 7.13, а), в
который входят приемо-отправочный путь Ш, секции НАЛ, 1СП,
5СП, входной светофор Н, выходной светофор 41 и маневровые свето-
форы Ml и Л/7. На рис. 7.13,6приведен блочный план этого фрагмента
с расстановкой кнопок.
При задании маршрута приема по светофору Н на путь 1П последо-
вательно нажимают поездные кнопки ННК и 4IHK. При задании мар-
шрута отправления по светофору 41 порядок нажатия кнопок изменя-
ется: сначала нажимают 4IHK, а затем — ННК. Маневровые маршру-
ты по светофору Ml до светофора М7 и по М7 на путь 1П задают
нажатием кнопок MIK, М7К и М7К, 4IK. Если необходимо одновре-
менное открытие светофоров Ml и М7, то достаточно нажать кнопки
М1Ккак начальную и 41Ккак конечную, кнопку М7Кможно не нажи-
н,п I нлп ~15С” вся№>~[41 1П .
Рис. 7.13. Фрагмент станции:
а — однониточный план; б — расстановка блоков БМРЦ; а — схема соединения блоков наборной
группы электрической централизации
220
мать. При задании маневрового маршрута по светофору 41 на участок
пути НАП начальной кнопкой является Ч1К, а конечной М1К.
Таким образом, одна и та же кнопка может быть начальной и ко-
нечной, а при наличии вариантных маршрутов кнопки маневровых
светофоров могут использоваться в качестве вариантных. Поэтому в
системе БМРЦ предусматривается установка блока направления НН
(рис. 7.14), который для каждого маршрута определяет его начало, тип
(поездной или маневровый) и направление движения (нечетное или чет-
ное). Для этого контакты кнопочных реле, управляющие блоком НН,
делят на четыре группы в зависимости от типа и направления маршру-
тов: нечетные поездные (провод ВН), четные поездные (провод ВЧ),
нечетные маневровые (провод ВНМ) и четные маневровые (ВЧМ). На-
жатие первой кнопки в каждой из групп включает соответствующее
реле направления П, О, ПМили ОМ. Реле Пи О включаются непосред-
ственно контактами кнопочных реле, а репе ПМиОМ—через вспом о-
гательные реле ВПМ и ВОМ.
Поездные реле направления П или О после срабатывания блокиру-
ются через контакты кнопочных реле трех других групп, а маневровые
ПМ или ОМ через контакты кнопочных реле другой маневровой груп-
пы, так как при установке маневровых маршрутов поездные кнопоч-
ные реле не работают. Это обеспечивает надежное удержание якоря
включенного реле направления при нажатии любой кнопки до оконча-
ния работы схемы по установке данного маршрута и отпускания кно-
пок (провода ВО1 и ВО2).
Контактами включившегося реле направления подключается
полюс питания П через контакт реле отмены ОН к шинам направления
Н, Ч, НМ или ЧМ, а от шин TH, ТЧ, ТНМ или ТЧМ этот полюс отклю-
чается. Включение реле направления отражается индикацией на табло
в виде стрелок с зеленой (при задании поездных маршрутов) или белой
(при маневровых маршрутах) полосой.
Йеле ВУ, ВУ1, НВВ и ЧВВ используются в режиме вспомогательно-
го управления при неисправности схем маршрутного набора. В этом
режиме при нажатии второй (конечной) кнопки выключается реле
КПН, подключая полюс питания М к шинам вспомогательного управ-
ления ИН, ИЧ, ИНМ или ИЧМ. Реле КПН используется для отключе-
ния полюса питания ПК при задании вариантных маршрутов, когда
нажимается вторая (вариантная) кнопка. Этим предотвращается зада-
ние основного маршрута вместо вариантного.
Схемы маршрутного набора. Эти схемы составляют соединением
блоков наборной группы, топологически отображая план станции
(рис. 7.13, е), следующими электрическими цепями: кнопочных реле
КН (первая цепь); автоматических кнопочных реле АКН (вторая цепь);
управляющих стрелочных реле ПУ, МУ (третья цепь); схемы соответст-
вия СС (четвертая цепь). Для коммутации этих цепей используют стре-
лочные управляющие реле ПУ, МУ, противоповторные реле ОП, ПП и
221
222
№
Л
ы
№
н,нЦнпн
It КН
и нкн
Рис. 7.14. Схема включения блока направления
МП, вспомогательные промежуточные реле ВП и вспомогательные ко-
нечные реле ВК и ВКМ. Полные схемы блоков наборной группы и их
увязка с блоками исполнительной группы для рассматриваемого фраг-
мента станции приведены на рис. 7.15—7.19.
Кнопочные реле. Реле КН и НКН устанавливаются в наборных бло-
ках, управляющих светофорами, и включаются при нажатии соответст-
вующих кнопок на пульте управления.
Блоки НПМ (см. рис. 7.15 и 7.19) содержат кнопочные реле НКН,
включаемые при нажатии поездных кнопок ННК и Ч1НК, и реле КН,
срабатывающее при нажатии маневровых кнопок М1Кк Ч1К.
Кнопочные реле блока HMI (см. рис. 7.17) включаются через до-
полнительное кнопочное реле К блока НМ1Д. Если задается маршрут
по светофору М7, и кнопка М7К нажимается первой, то на тыловой
шине направления ТНМ имеется питание полюса П, поэтому вклю-
чается реле НКН. Если маршрут задается до светофора М7 и кнопка
М7Кявляется конечной, то на шине ТНМ отсутствует питание, но име-
ется на шине НМ, что приводит к включению кнопочного реле КН.
При задании вариантного маршрута кнопка М7К может быть на-
жата в качестве вариантной. В этом случае от шины ТНМ включается
реле НКН, которое от объединенной шины Н, Ч, ЧМ включает реле
КН.
После отпускания соответствующих кнопок реле КН и НКН стано-
вятся на самоблокировку, а выключаются при размыкании тыловых
контактов реле ПУ и МУ, находящихся в соседнем блоке НСС или
НСОх2, по первой цепи межблочных соединений.
Противоповторные реле. Реле ОП, ПП блоков НПМ и реле МП
блоков HMI, НМПП и НМПАП предназначены для однократного
включения контрольно-секционных (КС) и сигнальных (С) реле испол-
нительной группы БМРЦ. Противоповторные реле включаются в тех
наборных блоках, у которых поездная или маневровая кнопка была на-
жата в качестве начальной.
В блоках НПМ при задании поездных маршрутов сначала включа-
ется общее противоповторное реле ОП через контакт реле НКН от шин
направления Н или Ч. Затем через контакты реле ОП включается по-
ездное противоповторное реле ПП. При задании маневровых маршру-
тов через контакт реле КН от шин направления НМ или ЧМ срабаты-
вает только реле ОП. В блоке HMI светофора М7 реле МП включается
от шины НМ через контакт реле НКН.
До открытия соответствующего светофора противоповторныереле
становятся на самоблокировку через тыловые контакты сигнальных
реле и выключаются при их срабатывании.
Вспомогательные конечные реле. Реле ВК и ВКМ блоков НПМ и
реле ВКМ блоков HMI, НМПП и НМПАП обеспечивают подачу пита-
ния в цепи реле АКН, ПУ, МУ и СС схемы маршрутного набора. Реле
ВКМ включают конечные маневровые реле КМ в соответствующих
223
224
3
г
Блок ОТ
~2Н
т
и »
и
нкн
нкн
нкн оп пн
ОП ПГ
оп
пп
КН
ПК ННК ПК М1К
Вкл КС
122 "2Й\ нкн ОП ill
гкм
КН
КН
НС
нкн
НП
вкм
нкн
ш.
; nt ОП
to
on
нн\”
47
НПС НРУ НС
Н Гм
из
213
23
213\
3
Н.М1 \нпм
113 ОП
13
113
li-
lts
] инм
2211 13
чм
Бю
ггг | // | ВД
4
7ю
..-i.....
Orth-O-OO
ннк
on
КН ПГ
оп нн
КН
п
н,нм
mi к
. о-*-
WD
КН 12
нкн
пп
to
вкм
нкн
гз
н
вк
вк
сх
вкм
сх
ПБ НКН
вк
УК
НН 23] 13
ГУ
кн___
вкм
п ПГ нкн
Рне. 7 ’5 Схеме s к» ИПМ спегоф'М’сч Н н Л/'
ПУ, по
СС
мс
Тавло
мс
Включе-
ние от
Включе-
ние кс
Рис. 7.16-Схема блока НСС спареииых
стрелок 7 и 3
блоках исполнительной группы БМРЦ. Вспомогательные конечные
реле включаются в тех наборных блоках, у которых поездная или ма-
невровая кнопка была нажата в качестве конечной.
В блоках НПМ при задании поездных маршрутов срабатывает
вспомогательное поездное конечное реле ВКчерез контакты реле НКН
от шин направлений Н или Ч. При задании маневровых маршрутов
реле ВКМ во всех трех блоках включаются через контакты реле КН от
шин направления НМ или ЧМ.
До замыкания маршрута вспомогательные конечные реле ВК и
ВКМ становятся на самоблокировку через фронтовой контакт замыка-
ющего реле последней секции маршрута и лишаются питания при их
выключении.
Управляющие стрелочные реле. Реле ПУ и МУ устанавливаются в
наборных блоках НСОх2 и НСС и служат для перевода ходовых и ох-
ранных стрелок по трассе маршрута.
Управляющие стрелочные реле включаются в третью цепь меж-
блочных соединений последовательно в пределах одного элемента мар-
шрута, расположенного между двумя соседними кнопками. На рас-
сматриваемом фрагменте путевого развития (см. рис. 7. 13, а) можно
выделить два элемента. Первый элемент — это реле ПУ стрелки 7, гра-
ницами этого элемента являются кнопки ННК, М1Кс одной стороны и
8 Зак 1462
225
гз
н^.чм
nV
! тнм 1К
\~нмй]
нм
219
нкн
ПН 1К
5СП
н,нм
кн\л
ПН АКН
JSblBKM
кн
АКН
ПУ, мн
ми____
а
^Кзу-
Табло
гп
Акн пн вп кн
КН
1 кн
р!
вн
8/ГМ
to
кн
ВН
нп
кн
219 3 215 217
213
ПН НКН
ВКМ
м М7К
нкн МП
23
121
29_______________________ВКМ М
219 ВКМ сх нкн *>Г~
Art] С*** кн
нкн
АКН
I НКН 221* Iw 3
j “1—!~а_
29
км
К~\П
I 21?\ 215 КМ М
П17ТмГ\
221
Включение т нкн П
Включение
КС
Блокировка
ОТ
сх
МП
нкн пв
nt ^мп п
| М7 | HMI
ПГ НКН 115
НКН ПГ ЙхИ
МПт.
211
219 Н М
5СП \СП
115 С
ПГ7Т
л
Рис. 7.17. Схема блока HMI светофора Л/7
кнопка М7К — с другой. Второй элемент — это реле ПУ стрелки 5 с
границами — кнопками М7К, Ч1НК, Ч1К.
При задании коротких маршрутов, имеющих один элемент (напри-
мер, маневровый маршрут от светофора Л/7 до светофора Л/7), пита-
ние в цепь управляющих реле подается с одной стороны контактом
противоповторного реле, а с другой — контактом вспомогательного
конечного реле. При задании маршрутов, содержащих несколько эле-
ментов (например, маршрут приема по светофору Н на путь /77), пита-
ние реле ПУ и МУ на внутренних границах элементов подается фронто-
выми контактами вспомогательных промежуточных реле ВП.
Автоматические кнопочные реле. Реле АКН устанавливаются в на-
борных блоках HMI и НМПАП. Они предназначены для обеспечения
автоматического перевода стрелок в маршрутах, содержащих два и
более элементов, — в маршрутах, имеющих между начальной и конеч-
ной кнопкой промежуточные кнопки.
Схема реле АКН (вторая цепь межблочных соединений) получает
питание от одного полюса в блоке начальной кнопки благодаря зам-
226
кнутому фронтовому контакту противоповторного реле, а питание от
другого полюса — в блоке конечной кнопки посредством контакта
вспомогательного конечного реле.
Реле А КН, срабатывая, замыкает цепи включения реле НКН и КН в
промежуточных наборных блоках.
Вспомогательные промежуточные реле. Реле ВП устанавливаются в
наборных блоках HMI, НМПП и НМПАП. Они предназначены для
подачи полюса питания в цепи реле ПУ и МУ на границах элементов.
Реле ВП в указанных блоках срабатывают, если мимо данного ма-
неврового светофора устанавливаются либо поездные маршруты, либо
маневровый маршрут противоположного направления движения. В
блоках НМПП и НМПАП реле ВП включаются фронтовыми контак-
тами реле КН от соседней шины направления (Н, Ч), а в блоках HMI —
контактами реле НКН и КН от составных шин (Н, Ч, НМ) или (Н, Ч,
ЧМ).
В рассматриваемом примере реле ВПсрабатывает в блоке HMI све-
тофора М7 (см. рис. 7.17) при установке маршрута приема по светофо-
ру Н на путь Ш в маршрутах отправления по светофору 41, а также в
маневровых маршрутах по светофору 41 на участок пути НАП.
Рис. 7.18. Схема блока НСО стрелки 5
228
г
4Н П
КН
м
лкн
нё
мг
нкн
M ВКМ ггг.
НКН\
Л77_
2/4
н
19 ~1гг
4М
' гм
ПК 4IK ПК 4-JHK
ьЬ Л^БлокироВка. Включение
ОТ КС 4
'гЙ Угг ~
чкм
ВКМ
КН
1П
ОП щ
пп
5СП
10
ZJI
ВКМ
13
г и
"I Н
113
119
НКН ПБ
НКН ПГ
пг КН
и ПП
ВК
Ч1НК
4IK 1П
КН ОП ^*ПН ОП НИН
}пн
ПН оп нкн
^кн
1 ВКМ сх
п
11
41 \ВТ
мг нкн
111
П КН
_ 1//7
г
п
111
ПУ, мн
н,чм
оп
ОС
19
сх
оп
ZS
ВК
ВКМ
мс
гм
п
Табло
МС
—(5)—
_________| 41 \нпм I
Включе-
ние КС
Рис. 7.19. Схема блока НПМ светофора 41
у/ [ХдГ
113 3
т мс
11
113
Схема соответствия. Четвертая цепь межблочных соединений пред-
ставляет собой схему соответствия, которая предназначена для вклю-
чения поездных и маневровых начальных реле Н с проверкой соответ-
ствия фактического положения стрелок команде на их перевод. Эта
проверка осуществляется последовательным включением в схеме реле
Н контактов стрелочных управляющих реле ПУ и МУ и контрольных
реле ПК и МК всех стрелок, входящих в задаваемый маршрут.
Начальные реле Н находятся в сигнальных блоках исполнительной
группы ВД, MI, МП, Mill и подключаются к схеме соответствия фрон-
товыми контактами противоповторных реле в тех наборных блоках,
где кнопки нажимались в качестве начальных. Питание от полюса М
подается в схему соответствия из наборных блоков, в которых кнопки
нажимались в качестве конечных. После замыкания маршрута началь-
ные реле отключаются от схемы соответствия контактом замыкающего
реле 3 первой секции за светофором, вставая на самоблокировку.
Схемы маршрутного набора приходят в исходное состояние после
включения сигнального реле.
Отмена набора. При ошибочных действиях на пульте управления
ДСП может привести схемы наборной группы в исходное состояние,
нажимая кнопку отмены набора ОН (рис. 7.20). Реле ОН, выключаясь,
Рис. 7.20. Схема индикации, реле отмены набора и маршрута
229
отключает полюса питания ПН, ПГ, МГ и фронтовые шины направле-
ния Н, Ч, НМ, ЧМ. Это приводит к выключению всех реле маршрутно-
го набора.
Реле ОН совместно с реле ИЗ исключает накопление маршрутов
через занятую или замкнутую изолированную секцию. Этим исключа-
ется опасный отказ — перевод стрелок под движущимся поездом при
потере шунта на рельсовой цепи.
Отмена маршрутов. При отмене маршрута нажимают групповую
кнопку ОГи начальную кнопку светофора, по которому установлен от-
меняемый маршрут. При нажатии кнопки ОГ выключаются реле ОГ и
ОН. Реле ОГтыловым контактом подключает реле ОП к проводу ВОГ
и, следовательно, к контактам всех кнопочных реле (см. рис. 7.14), про-
веряя их выключение. Если кнопочные реле выключены, то реле ОГ1
также выключаются, подключая к проводу ВОГ реле ВОГ Одновре-
менно через тыловые контакты реле ВОГ и ОП на табло зажигается
мигающим красным светом лампа отмены маршрутов. Если после на-
жатия кнопки ОГотменять маршрут не надо, то реле <7Ли ОП приво-
дятся в исходное (включенное) состояние через фронтовой контакт
реле СОГ повторным нажатием кноцки ОГ.
Нажатием кнопки у светофора отменяемого маршрута контакты
кнопочного реле НКН (см. рис. 7.15 и 7.17) в цепи самоблокировки сиг-
нального реле переключаются с полюса М (П) на полюс МГ (ПГ), на-
пряжение с которого отключено контактом реле ОН. Это вызывает вы-
ключение сигнального реле и закрытие светофора.
Одновременно кнопочное реле включает реле ВОГ, которое замы-
кает цепь реле ВОП. На табло непрерывным светом зажигается лампа
отмены маршрутов. После замыкания тылового контакта сигнального
реле через полюса питания МГОТ, ММВ или МПВ включается реле
отмены ОТ в сигнальных блоках исполнительной группы. Далее, в за-
висимости от вида замыкания маршрута, включаются реле ГОТ при
предварительном замыкании поездного или маневрового маршрута,
реле МВ1, ПВ1 при окончательном замыкании соответственно поезд-
ного или маневрового маршрутов. Характер замыкания маршрута оп-
ределяется состоянием реле извещения приближения ИП в сигнальных
блоках исполнительной группы.
Реле ГОТ, МВ1 и ПВ1 обеспечивают включение реле ОВ, МВ и ПВ
через блоки выдержки времени ОСБ (выдержка 6 с), МСБ (75 с) и ПСБ
(3 мин 15 с). Таким образом, в шинах ПОВ, ПМВ и ППВ появляется
питание полюса П с необходимой выдержкой времени в зависимости
от состояния участка приближения перед открытым светофором. От
этих шин в исполнительных блоках СП и ПП включаются реле раздел-
ки Р, которые размыкают секции отменяемого маршрута.
Блоки исполнительной группы БМРЦ. Эти блоки соединяются
между собой следующими цепями по плану станции: контрольно-сек-
ционных реле КС (первая цепь); поездных сигнальных реле С и манев-
230
Рис. 7.21. Схема контрольно-секционных реле
ровых сигнальных реле МС (вторая и третья цепи) (цепь МС использу-
ется также для включения маршрутных реле); маршрутных реле 1М и
2М (четвертая и пятая цепи; цепь 2М применяется также для включения
дополнительных сигнальных реле); реле разделки Р (шестая цепь); цепи
индикации состояния изолированных участков (седьмая и восьмая
цепи).
Контрольно-секционное реле. Реле КС (рис. 7.21) устанавливают на
каждую изолированную секцию (блоки СП и УП), на каждый светофор
(блоки ВД, MI, МП и МП1), на каждый приемо-отправочный путь
(блок 77) и на каждый участок удаления (статив увязки с перегоном).
Контрольно-секционные реле предназначены для проверки условий
безопасности движения, при выполнении которых можно установить
маршрут. В задаваемом маршруте реле КС включаются последователь-
но, образуя первую цепь (цепь реле КС) межблочных соединений ис-
полнительной группы БМРЦ.
В цепи реле КС проверяются: свободность ходовых стрелочных
секций контактами стрелочно-путевых реле СП в блоках СП; свобод-
ность бесстрелочных секций (участки пути в горловине станции) в по-
ездных маршрутах контактами путевых реле 77 в блоках УП (для воз-
можности задания маневровых маршрутов на занятый участок пути
контакт реле 77 шунтируется контактом конечного маневрового реле
231
КМ)\ наличие контроля крайнего (плюсового или минусового) положе-
ния стрелки контактами реле ВЗ в блоках С; правильное положение ох-
ранных стрелок; свободность негабаритных стрелочных секций; отсут-
ствие местного управления на данной стрелке; плюсовое или минусо-
вое положение стрелки фронтовыми и тыловыми контактами
стрелочных контрольных реле ПК, МКъ блоках С совместно с фронто-
выми контактами реле ВЗ; отсутствие размыкания маршрута тыловы-
ми контактами реле разделки Р в блоках СП и УП; отсутствие задан-
ных враждебных маршрутов в данной горловине станции, в которой
устанавливается маршрут, тыловыми контактами начальных Н, ОН и
конечных маневровых реле КМ в сигнальных блоках ВД, MI, МП,
МШ; отсутствие заданных враждебных (лобовых) поездных и манев-
ровых маршрутов с противоположной горловины станции на данный
приемо-отправочный путь в маршрутах приема фронтовым контактом
исключающего реле ЧИ (НИ) (лобовые маневровые маршруты на
один и тот же приемо-отправочный путь не враждебны, их установка
обеспечивается шунтированием контакта реле ЧИ (НИ) контактами
конечных маневровых реле НКМ и ЧКМ)-, установка правильного на-
правления движения в маршрутах отправления на перегон, оборудо-
ванный двусторонней автоблокировкой, фронтовым контактом реле
смены направления НСН (ЧСН).
При выполнении перечисленных условий безопасности движения
реле КС включаются контактами противоповторных реле соответству-
ющих наборных блоков после срабатывания начального реле по схеме
соответствия. После включения реле КС становятся на самоблокиров-
ку в сигнальных блоках открываемого светофора, а выключаются с
вступлением подвижного состава на первую секцию за светофором или
прн отмене маршрута контактом реле разделки.
Маршрутные реле. Реле 1М и 2М (рис. 7.22) предназначены для за-
мыкания Секций на трассе маршрута, а также для их размыкания при
движении подвижного состава по маршруту при отмене или искусст-
венной разделке маршрута.
На каждую изолированную секцию предусматривают два мар-
шрутных реле, которые устанавливают в блоках СП и УП. Реле М
имеют раздельное включение обмоток. Нижние обмотки используют в
цепях самоблокировки, а верхние связаны с цепями МС, IMn 2М меж-
блочных соединений.
При отсутствии заданных маршрутов секции разомкнуты, так как
реле М получают питание по цепям самоблокировки. Замыкающие
реле 3, устанавливаемые в блоках СП и ВД, также включены, являясь
общими повторителями соответствующих маршрутных реле.
При задании маршрута реле М выключаются тыловыми контакта-
ми сработавших реле КС. Реле М отключают реле 3, происходит замы-
кание маршрута.
232
Рис. 7.22. Схема маршрутных реле
В системе БМРЦ используется секционное размыкание маршрута,
т. е. размыкание секций происходит поочередно, по мере их освобожде-
ния хвостом подвижного состава. Для защиты от ложного размыкания
каждая секция (кроме первой за светофором) размыкается с проверкой
размыкания предыдущей секции, занятия подвижным составом данной
секции, освобождения данной секции и занятия следующей. Первая
секция размыкается с проверкой трех последних условий.
Схема включения маршрутных реле симметрична. При движении
подвижного состава слева направо первые два условия проверяются в
цепи реле 1М, а последние два — в цепи реле 2М. При противополож-
ном направлении движения маршрутные реле работают в обратном
порядке.
Рассмотрим работу маршрутных реле на примере размыкания мар-
шрута приема по светофору Н на путь 777. С вступлением поезда за све-
тофор Н выключаются путевое реле секции НАПи все контрольно-сек-
ционные реле. Происходит перекрытие светофора Н с разрешающего
показания на запрещающее. В блоке УП секции НА П включается реле
IM через тыловой контакт реле КС, фронтовой контакт повторителя
начального реле ОН блока ВД и тыловые контакты реле 1КМ, Ш, Р,
КС. Поезд освобождает секцию НАП, занимая секцию 1СП. В блоке
НАП включается маршрутное реле 2М через фронтовой контакт собст-
венного путевого реле 777; далее цепь проходит по пятой цепи (цепь
2Л7) межблочных соединений через тыловой контакт СП1 блока СП. В
блоке ВД включается замыкающее реле 3. Одновременно в блоке сек-
ции 1СП включается реле 1М по цепи: 77, фронтовые контакты реле 1М
233
и2М, вывод 23 блока участка НАЛ; вывод 14, тыловойконтактреле Н,
вывод 24 блока светофора А77; четвертая цепь межблочных соединений
(цепь реле 1М)\ вывод 14, тыловые контакты реле 2М, СП1, Р, КС, об-
мотка реле 1М, тыловой контакт реле Р, ММ блока участка 1СП.
После освобождения поездом секции 1СПь блоке 1СП включается
маршрутное реле 2М по пятой цепи межблочных соединений через ты-
ловой контакт СП1 секции 5СП. Затем включается реле 3 секции 1СП,
и эта секция размыкается. В этой поездной ситуации в блоке секции 5
СП включается маршрутное реле 1М, в цепи которого используется
переход между выводами 23 блока С стрелки 1 и вывод 14 блока секции
5 СП. Включение реле 2М в блоке секции 5 СП и, следовательно, раз-
мыкание секции 5 СП происходит после освобождения поездом этой
секции и прибытия его на приемо-отправочный путь Ш. Питание РП
поступает в пятую цепь в этом случае из блока пути Ш через тыловые
контакты реле ИКС и П1.
При отмене маршрута и искусственной разделке маршрутные реле
включаются посредством реле разделки Р, которые включаются с со-
ответствующей выдержкой времени.
Сигнальные реле. Схема реле С и МС предназначена для управле-
ния сигнальными показаниями поездных и маневровых светофоров с
проверкой условий безопасности движения поездов. Сигнальные реле
(рис. 7.23) устанавливаются для входных светофоров на стативах сво-
бодного монтажа, для маршрутных и выходных светофоров — в бло-
ках BI, ВП, ВШ, для маневровых светофоров — в блоках MI, МП,
Mill.
Схема поездных сигнальных реле и основная цепь маневровых сиг-
нальных реле является общей и образует вторую цепь (цепь реле С)
межблочных соединений. Реле С и МС подключаются к общей цепи
контактами начальных (Н, ОН) и конечных маневровых реле {КМ).
При этом к обмотке поездного сигнального реле подключается полюс
питания М, а к обмотке маневрового — полюс Z7. Разнополярное пита-
ние реле С и МС исключает срабатывание поездного сигнального реле
по цепи маневрового при ложном срабатывании реле КМ.
В основной цепи реле С проверяется: включение контрольно-секци-
онных реле, расположенных в блоке открываемого светофора, а также
в блоках СП и УП по трассе маршрута; фактическое замыкание секций
маршрута тыловыми контактами реле IM, 2М, 3 в блоках СП, УП и
ВД; отсутствие искусственной разделки секций тыловыми контактами
реле РИ в блоках СП и УП; фактическое исключение возможности за-
дания лобовых маршрутов на приемо-отправочный путь после уста-
новки данного маршрута в маршрутах приема тыловыми контактами
реле НИ (ЧИ) блока П; свободность приемо-отправочного пути фрон-
товым контактом реле П; отсутствие включения на входном светофоре
пригласительного сигнала тыловым контактом реле НПС (ЧПС)-, от-
сутствие на перегоне поездов, отправленных с ключом-жезлом, в мар-
234
235
Рис. 7.23. Схема сигнальных реле
шругах отправления фронтовым контактом реле ЧВКЖ (НВКЖ)-, сво-
бодность первого участка удаления перегона, оборудованного кодо-
вой автоблокировкой, фронтовым контактом реле ЧЖ (НЖ);
фактическое замыкание схемы смены направления двусторонней авто-
блокировки тыловым контактом ЧИ (НИ).
Сигнальные реле включаются контактами противоповторных реле
ОП, ПП, МП соответствующих наборных блоков после включения на-
чальных реле Н, НМ, ОН, контрольно-секционных реле КС, выключе-
ния маршрутных реле IM, 2М и исключающих реле НИ (ЧИ). При со-
ответствии разрешающих сигнальных показаний Инструкции по сиг-
нализации на железных дорогах Российской Федерации реле С и МС
получают цепи самоблокировки через контакты указательных реле
НРУ (ЧРУ) или огневых реле О.
Поездные сигнальные реле выключаются с вступлением поезда на
первую секцию за светофор разомкнувшимся контактом реле КС.
В отличие от поездных, маневровые сигнальные реле выключаются
при освобождении изолированного участка перед светофором или пер-
вой секции за светофором. Это необходимо при выполнении маневро-
вых передвижений вагонами вперед, чтобы машинист не видел запре-
щающего сигнального показания при вступлении состава за открытый
светофор. Поэтому в маневровых сигнальных блоках предусмотрено
переключение сигнального реле с основной цепи (цепь реле С) на до-
полнительную третью цепь (цепь реле МС). Реле МС выключаются
контактом реле извещения приближения ИП в блоках MI, МП, МШ
или контактом маршрутного реле М в блоках СП.
Кроме реле НС (ЧС), сигнальными показаниями входного свето-
фора Н (Ч) управляют реле включения зеленого огня НЗС (ЧЗС) и
реле включения проблесковой сигнализации НМГС (ЧМГС). Эти реле
подключаются контактом реле КС блока ВД в пятую цепь (цепь 2М)
межблочных соединений (см. рис. 7.22). Реле НЗС включается при
сквозном пропуске по главному пути через фронтовые контакты реле
НГМ и HIC. При безостановочном пропуске по боковому пути реле
НГМ выключено, поэтому через фронтовой контакт сигнального реле
выходного светофора по пятой цепи включается реле НМГС.
Сигнальными показаниями выходного светофора, кроме реле С,
управляет также линейное сигнальное реле ЛС, расположенное при
трехзначной сигнализации в блоке BI светофора 41. Это реле подклю-
чается к пятой цепи межблочных соединений контактом реле КС блока
ВД и срабатывает через контакт 43, если на перегоне свободны два и
более блок-участков.
Реле разделки. Реле Р размещаются в блоках СП и УП (рис. 7.24) и
предназначены для размыкания секций маршрута при его отмене или
искусственной разделке.
При отмене маршрута реле Р соединяются между собой последова-
тельно, образуя шестую цепь (цепь реле Р) межблочных соединений в
236
пределах отменяемого маршрута. В этом случае в схеме реле разделки
фронтовыми контактами повторителей путевых реле в блоках СП и
УП проверяется свободность маршрута от подвижного состава. Вклю-
чение реле Р в начале маршрута происходит через фронтовые контак-
ты реле Н, НМ, ОТ, КС от шин выдержки времени ПОВ, ПМВ (ППВ).
Выбор необходимой шины выдержки времени определяется состояни-
ем реле извещения приближения ИП. В конце поездных маршрутов
полюс МОПВ подключается к цепи Р через контакт реле ОКС блока П
в маршрутах приема или через контакт реле ЧОКС в маршрутах от-
правления. В конце маневровых маршрутов полюс М подключается к
цепичерез фр оптовой контакт конечного маневрового реле. При отме-
не маршрутов отправления последовательно с реле Р по обмотке 1—3
включается реле ЧОРИ, что позволяет одновременно с маршрутом ра-
зомкнуть схему смены направления двусторонней автоблокировки.
При искусственной разделке реле Р включаются индивидуально с
выдержкой времени 3 мин 15 с через вывод 114 блоков СП и УП.
Реле извещения приближения. Реле ИП размещают в блоках ВД,
MI, МП и Mill исполнительной группы БМРЦ, они предназначены
для определения типа замыкания маршрута (рис. 7.25).
Если маршрут по данному светофору не задан, то соответствующее
ему реле ИП находится под током по цепи самоблокировки через тыло-
вой контакт сигнального реле независимо от состояния участка при-
ближения.
При открытии светофора и свободном участке приближения реле
ИП продолжает получать питание по второй цепи самоблокировки
237
через фронтовой контакт путевого реле участка перед светофором
(предварительное замыкание) и выключается с занятием этого участка
(окончательное замыкание). В маршрутах отправления при сквозном
пропуске для удлинения участка приближения в цепь обмотки 1—3
реле ИП через выводы 122 блока ВД к 218 блока П питание П поступа-
ет через контакт реле ЧКС, поэтому реле ИП выключается после вступ-
ления поезда за выходной светофор Ч.
Реле отмены. Реле ОТ устанавливаются в блоках ВД, MI, МП и
Mill и служат для включения комплектов выдержки времени и реле
разделки Р при отмене маршрута (см. рис. 7.25).
Реле ОТ включается после нажатия кнопки групповой отмены ОГи
начальной кнопки у светофора отменяемого маршрута. В цепи реле от-
мены проверяются: правильность нажатия начальной кнопки маршру-
та, подлежащего отмене, фронтовыми контактами реле Н и НМ; сво-
бодность секций маршрута (поезд не проехал перекрытый светофор)
фронтовым контактом реле КС; закрытое состояние светофора тыло-
выми контактами реле С и МС; свободность соответствующего ком-
плекта выдержки времени шинами МГОТ, ММВ, МПВ.
После включения реле ОТ становится на самоблокировку и выклю-
чается после размыкания маршрута контактами реле КС, Н или НМ.
Управление стрелками. В системе БМРЦ для управления стрелками
применяют стрелочный электропривод постоянного или переменного
тока. В двухпроводной схеме управления стрелочный электропривод
постоянного тока, аппаратура управления и контроля размещаются в
пусковом блоке ПС-220 и исполнительном блоке С. Например, рас-
смотрим управление стрелочным электроприводом спаренных стрелок
съезда 1/3, которые находятся в плюсовом положении (рис. 7.26).
При отсутствии перевода стрелок общее контрольное реле ОК
(КМ-3000) получает питание прямой полярности от диода VD, находя-
238
щегося в путевой муфте 77Л/, через контрольные контакты автопере-
ключателей обоих стрелочных электроприводов. Поэтому в блоках С
стрелок 1 и 3 включены реле ПК и ВЗ (рис. 7.27).
При переводе стрелок в минусовое положение в блоке НСС стрелок
съезда 1/3 включается реле МУ, в результате чего в блоке ПС-220 по
обмотке 4—2 сопротивлением 220 Ом срабатывает нейтральное пуско-
вое реле НПС (см. рис. 7.26) (НМП-0,2/220) с проверкой условия без-
опасности движения — стрелочные секции 1-9 СП и 3 СП свободны от
подвижного состава и не замкнуты в маршрутах. Размыкание тыловых
контактов реле НПС вызывает выключение реле ОК, ПКиВЗз блоках
С. После замыкания фронтовых контактов реле НПС поляризованное
пусковое реле ППС (ПМП-150/150) получает питание током обратной
полярности по обмотке 1—3. Через контакты реле НПС, ППС и низко-
омную обмотку 1—3 реле НПС в линейный провод Л1 поступает пита-
ние РЛ/рабочей батареи напряжением 220 В, а в провод Л2 — питание
РП. Поэтому реверсирующее реле Р (ППРЗ-5000), получая питание
током обратной полярности, подключает к линейным проводам через
Рис. 7.26. Схема управления стрелочным электроприводом прн центральном питании
239
рабочий контакт автопереключателя электродвигатель МСП провода
стрелки 7. Во время перевода стрелки реле НПС удерживает свой якорь
в притянутом положении благодаря протеканию рабочего тока по об-
мотке 3-1. После перевода стрелки 1 размыкаются рабочие контакты
автопереключателя и замыкаются контрольные, в результате чего к ли-
нейным проводам подключается электродвигатель МСП привода
стрелки 3.
По окончании перевода обеих стрелок реле ОК от диода KZ) полу-
чает ток образной полярности через контрольные контакты автопере-
ключателей. В блоках С включаются реле МК и ВЗ.
Перевод стрелок из минусового положения в плюсовое происходит
аналогично с использованием управляющих реле ПУ1 и ПУ2 блока
НСС. Для индивидуального перевода стрелок применяют стрелочный
коммутатор 1/3 СК.
Схема реле ВЗ. В цепях реле ВЗ (см. рис. 7.27) фронтовыми контак-
тами реле ОК, ПК и МКпроверяется наличие контроля крайнего поло-
жения стрелок съезда, а контактом реле МИ—отсутствие местного уп-
равления этими стрелками.
При установке маршрута по минусовому положению стрелок съез-
да 1/3 необходимо, чтобы стрелка 13 занимала охранное (плюсовое) по-
ложение во избежании выезда подвижного состава на трассу задавае-
мого маршрута (например, при маневровой работе). Это контролиру-
ется фронтовым контактом реле 13 ПК в цепи реле ВЗ стрелки 3.
Последовательно с контактом реле 13 ПК включен контакт реле 5 СП
для контроля свободности негабаритной стрелочной секции 5 СП.
Этот контакт шунтируется фронтовым контактом реле 5/7 МК, так как
передвижения по стрелкам съездов 1/3 и 5/7 в минусовом положении
отвечают требованиям габарита подвижного состава.
240
Местное управление стрелками. Такое управление предусматрива-
ется на станциях с большой маневровой работой.
Рассмотрим передачу стрелок съезда 1/3 и /5 на местное управление
с маневровой колонки МК1 для выполнения маневровой работы с ис-
пользованием вытяжки ИТ, приемо-отправочного пути ЗП, погрузоч-
но-выгрузочного пути 5 у грузового склада ГС, тупикового пути 13Т с
грузовой платформой /77 и подъездного пути 15Т (рис. 7.28). В четной
горловине станции возможна передача стрелки 8 на местное управле-
ние с маневровой колонки МК2 с занятием путей ЗП, 5vil2T.
После телефонных переговоров с производителем маневров ДСП
нажимает на пульте управления кнопку разрешения маневров 1РМК.
При этом срабатывает реле 1РМК, которое переводит стрелки 1/3 и 75,
передаваемые на местное управление, а также охранные стрелки 5/7 и
9/11 в плюсовое положение. Далее включается реле 1РМ, в цепи кото-
рого проверяется отсутствие маршрутов в районе, передаваемом на
местное управление (контакты реле 1-5 3, 3-15 3, 113), а также отсутст-
вие маршрутов приема на путь ЗП из противоположной горловины
станции (ЗЧИ). Реле 1РМвыключает реле 1МИ, которое исключает ус-
тановку маршрутов, враждебных маневровым передвижениям, замы-
кает охранные стрелки, подключает лампу 1РМЛ к импульсному пита-
нию и подключает напряжение к первичной обмотке трансформатора
MK1,cmp.1/3,15f @&<М9 ,,т Завод
Охранные стрелки 5/1, 9/11 №75
। <ГП, —
>—!-----13Т-+-
Вытяжка
>-Ar11T
ТГС~^ [ MKZ стр. 8
_________j- охранные стрелки Ч/б
► Зп •- -fc; I-1112Т----С
'ео»©-<ч/ . нзЧВй
•к*’1”*--------------
//>-@«•00 W®@
Рис. 7.28. Схема передачи стрелок на местное управление с маневровых колонок
241
Т2. На щитке маневровой колонки включается красная лампа разреше-
ния маневров. Руководитель маневров переводит рукоятку восприятия
РВ в лоложение, разрешающее маневры. На щитке МК1 включается
белая лампа, а на посту ЭЦ через трансформатор Т1 — реле 1РВ и
лампа 1ВЛ. Если стрелочные рукоятки на щитке МК1 находятся в ис-
ходном положении, то управляющие реле 1/3 СМУ и 15 С МУ получают
питание прямой полярности, что вызывает включение реле 1Д. Лампа
1РМЛ подключается к непрерывному питанию, что указывает на окон-
чание передачи стрелок на местное управление.
При необходимости перевода стрелки руководитель маневров по-
ворачивает соответствующий коммутатор СК1/3 или СК15, чем изме-
няется направление постоянной составляющей выпрямленного тока в
цепи реле СМУ, нейтральный и поляризованный контакты которого
управляют работой реле блока ПС-220 (см. рис. 7.26).
Реле 1МУС (см. рис. 7.28) включает на всех маневровых светофорах
района местного управления разрешающее (белое) сигнальное показа-
ние. Реле 1ГВ служит для включения гудка на МК1 при необходимости
вызова по телефону руководителя маневров. Для возвращения на цент-
ральное управление стрелки 1/3 и 15 устанавливают в плюсовое поло-
жение. Вытягивая кнопку 1РМК, ДСП выключает реле 1РМ и 1МУС.
Руководитель маневров устанавливает рукоятку РВ в исходное поло-
жение, что приводит к выключению реле 1РВ и 1Д. С проверкой осво-
бождения секций 1-5 СП, 3-15 СП, 11 СП, а также выключения реле 1Д,
1РВ, 1РМ срабатывает реле 1 МИ. После этого появляется возмож-
ность центрального управления стрелками и сигналами маневрового
района.
При неисправности рельсовых цепей и отсутствия контроля поло-
жения стрелок ДСП имеет возможность включить реле 1МИ нажатием
специальной, нормально запломбированной кнопки 1МРК.
7.4. Электрическая централизация
с индустриальным монтажом
Характеристика системы. Система электрической централизации с
индустриальным монтажом (ЭЦИ) предназначена для применения на
всех видах раздельных пунктов железных дорог. В этой системе учтен
многолетний опыт проектирования, строительства и эксплуатации
блочной маршрутно-релейной централизации, т. е. ЭЦИ — результат
совершенствования системы БМРЦ.
По сравнению с БМРЦ, в ЭЦИ достигнуто значительное сокраще-
ние нестандартизированного оборудования и его монтажа на постах
ЭЦ, что позволило снизить трудоемкость и сроки проектирования,
строительных и пуско-наладочных работ. Высокий уровень типизации
элементов системы ЭЦИ и монтаж постовых устройств посредством
242
кабельных соединителей дает возможность быстро, безопасно для дви-
жения поездов и без значительных капитальных затрат выполнять
перемонтаж блочных стативов при изменении путевого развития стан-
ции.
В системе ЭЦИ расширены функциональные возможности элект-
рической централизации, в частности предусмотрено: накопление ма-
ршрутов и их автоматическое задание; открытие пригласительных сиг-
налов на выходных светофорах однопутных линий с контролем исклю-
чения встречного направления движения; задание маршрутов без
открытия светофоров при ложной занятости ходовых или негабарит-
ных секций, а также при отсутствии контроля охранных стрелок; защи-
та от перекрытия светофора при ошибочном нажатии кнопок искусст-
венной разделки; фиксация кратковременных отказов устройств в уста-
новленном маршруте.
Для повышения надежности и безопасности работы устройств и
увеличения межремонтных сроков проверки блоков из схем ЭЦИ ис-
ключены электролитические конденсаторы. Необходимое по алгорит-
му замед ление на отпускание якорей сигнальных реле и реле оумены
достигается схемным способом. По сравнению с БМРЦ, усложнена
формула размыкания секций при движении поезда по трассе маршру-
та, а при задании и реализации составных поездных и маневровых мар-
шрутов их окончание замыкания происходит с вступлением поезда за
предыдущий светофор.
Структурная схема. Система ЭЦИ имеет блочное построение. Раз-
работан 31 типовой блок. Эти блоки управляют всеми объектами
/23 45
111 II,
Статиб, релейныЦСР) СР СР PC СР СР СР
I I I I I
Рис. 7.29. Структурная схема электрической централизации с индустриальным монтажом
243
электрической централизации. Блоки устанавливают на типовых блоч-
ных стойках (БС) и соединяют между собой и распределительным ста-
тивом PC кабельными соединителями (рис. 7.29).
На типовых релейных стативах CP-ЭЦИ размещают аппаратуру
управления входными светофорами, увязки с перегонными устройства-
ми, автоматической очистки стрелок, шин питания и реле выдержки
времени. На нетиповых стативах устанавливают аппаратуру, требую-
щую индивидуального проектирования для каждой конкретной стан-
ции. Это аппаратура рельсовых цепей, увязки с маневровыми района-
ми, немаршрутизированных маневровых передвижений, устройства ре-
зервирования предохранителей и т. п. Для связи постовых устройств с
напольными объектами устанавливают кроссовые стативы. На распре-
делительных стативах концентрируют и распределяют жилы кабель-
ных соединителей от аппарата управления, выносного табло, блочных
стоек, кроссовых и релейных стативов, типового сгатива питающих
шин и устройств электропитания. Электропитающая установка позво-
ляет подключать основной ОФ и резервный РФ фидеры питания, ди-
зель-генераторную установку (ДГА) и аккумуляторную батарею
(АКК).
Типовые блоки. Конструкция релейных блоков представляет собой
панель размерам 620x145x65 мм, на которой в два ряда устанавливают-
ся реле РЭЛ. Максимальное число реле — 12. Типы блоков и их назна-
чение приведены в табл. 7.1.
Электрические цепи наборной и исполнительной групп ЭЦИ вы-
полнены с учетом соединения блоков по географическому принципу.
Пять стандартных электрических цепей образуют схемы маршрутного
набора (цепи 21—25), а остальные 25 — схемы исполнительной группы,
включая индикацию (цепи 16 и 17), схемы кодирования (цепи 8 и 18),
увязку с переездом (цепи 3 и 8), схемы увязки с перегоном и взаимозави-
сим остями между светофорами (цепи 14, 20 и 26), схемы пригласитель-
ных реле (цепь 15) и фиксации неисправностей (цепь 27).
В табл.7.2 приведены порядковые номера цепей, их обозначение и
функциональное назначение.
Принципы построения схем установки маршрутов исполнительной
группы ЭЦИ соответствуют системе БМРЦ, однако схемы замыка-
ния и размыкания маршрутов существенно различаются. Поэтому
ниже рассматриваются маршрутные замыкания в системе ЭЦИ с ис-
пользованием упрощенной схемы маршрутных и замыкающих реле
(рис. 7.30).
Схема маршрутных и замыкающих реле. В системе ЭЦИ для замы-
кания и размыкания маршрутов на каждую стрелочную и бесстрелоч-
ную секцию устанавливают два маршрутных и одно замыкающее реле,
находящиеся в блоках СП-И и УП-И. Схема включения этих реле в
блоках СП-И и УП-Т для поездных маршрутов аналогична, поэтому
на рис. 7.30 приведена лишь схема блока СП-И.
244
Таблица 7.1
Тип блока Число реле в блоке Число вилок соединителей Назначение
вдп-и 12 4 Выходной с пути
вд-и 9 5 Выходной в горловине и с неизолированного пути
вг-и И 6 Оснгнализование главного пути
ВБ-И 8 4 " бокового ”
вч-и 9 4 Четырехзначная сигнализация
вц-и 11 4 Оснгнализование иа ЦАБ
М1-И 10 4 Маневровый в горловние
М2-И 9 5 " в створе
мз-и 9 4 ’’ с участка пути
мт-и 11 2 ” из тупика
с-и 12 6 Коммутационный блок
сд-и 12 6 " " второй спаренной стрелки
сп-и 12 5 Стрелочный изолированный участок
УП-И 12 3 Участок пути
огхз-и 10 2 Ограждение составов (три комплекта)
МУПХ2-И 12 6 Местное управление пути (два комплекта)
МУС1-И 12 6 " противошерстиой стрелкой
МУС2-И 12 6 " " пошерстной стрелкой
МУСО-И 6 5 Блок охранных стрелок при местном управлении
мпхз-и 12 4 Оповещение монтеров пути (три комплекта)
пи-и 11 5 Извещение на переезд
НПМХ2-И 11 6 Набор для поездного светофора (два комплекта)
НМХ2-И 12 3 " " маневрового " "
пс-и 5 2 Пусковой блок постоянного тока
пст-и 5 2 " " трехфазного "
двд-и 12 6 Дополнительный блок поездного светофора в горловине
св-и 5 3 Блок стрелки в середине пути
свд-и 10 6 Дополнительный к СВ
МУС-2ДХ2-И 6 1 " ” МУС2-И (два комплекта)
к-и 12 1 Контроль неисправности
МПУ-И 11 5 Блок-макет путевого участка
245
Таблица 7.2
Номер цепи Обозначение Функциональное назначение цепей
1 КС Включение контрольно-секционных реле
2 с ” сигнальных реле
3 мс Цепь дополнительного питания маневровых сигнальных реле Цепь извещения на переезд
4 1М Включение первого маршрутного реле
5 СП Фронтовой контакт реле СП
6 2М Включение второго маршрутного реле
7 3 " замыкающего реле
8 кв " кодово-включающего реле КВ " двух белых на маневровом светофоре Цепь дополнительного питания реле извещения ВИИ, ВЧИ в блоках переезда
9 р Включение реле разделки
10 Ф-МСП Фронтовой контакт реле МСП
П т-мсп Тыловой ” " МСП
12 о-мсп Общий " " МСП
13 ТрЗ Фронтовой контакт замыкающего реле
14 ип Включение известителя приближения, цепь взаимозаменяемости светофоров
15 Пригл Включение пригласительных реле
16 БП ” белой полосы задания маршрута или искусственной разделки
17 КП Включение красной полосы занятия участков
18 СКВ " стрелочных кодово-ввключающнх реле
19 МП " реле оповещения монтеров пути
20 ЗС Цепь взаимозаменяемости светофоров
21 КН Включение кнопочных реле
22 АКН " автоматических кнопочных реле
23 ПУ, МУ " стрелочных управляющих реле
24 Coome Схема соответствия
25 ВП, ВКМ Цепь самоблокировки реле ВП, ВКМ
26 ЦАБ " увязки с автоблокировкой системы ЦАБ " взаимозависимости светофоров
27 ФН Схема фиксации неисправностей
28 " согласования работы блоков маневровых н
29 30 — поездных светофоров в створе или с участка пути
246
В отличие от системы БМРЦ, в ЭЦИ маршрутные реле 1М и 2М
нормально выключены, а замыкающее реле 3 находится на самоблоки-
ровке через тыловой контакт реле КС. При задании маршрута замы-
кающее реле выключается контактами контрольно-секционных реле,
выполняя функцию замыкания маршрута. При движении поезда по ма-
ршруту в процессе его размыкания участвуют маршрутные и замыкаю-
щие реле. Так же, как в системе БМРЦ, тип замыкания маршрута опре-
деляется состоянием реле извещения приближения.
В системе ЭЦИ используют секционный и маршрутный способы
размыкания маршрута при движении поезда, причем секционный ис-
пользуют, если после прохода поезда по маршруту участок приближе-
ния освобождается. Если участок приближения остается занятым, то
применяют маршрутный способ размыкания.
Рассмотрим секционный способ размыкания на примере реализа-
ции маршрута отправления по светофору 41, предполагая, что кон-
трольно-секционные и сигнальные реле включены, а реле 1М, 2М и 3 в
блоках секций 5 СП, 1 СП и НАП выключены.
С вступлением поезда за светофор 41 на секцию 5 СП выключаются
путевое реле 5 СП и все последовательно соединенные реле КС, что
приводит к перекрытию светофора 41 с разрешающего сигнального
Рис. 7.30. Схема замыкания и размыкания маршрутов в системе ЭЦИ
247
показания на запрещающее. В блоке СП-И секции 5 СП включается ма-
ршрутное реле 2Л/ по цепи: ПЛ, обмотка 2—3 реле 2Л/, тыловые кон-
такты реле IM и 1СП, вывод 3-4 блока СП-И, фронтовой контакт на-
чального реле Ч1ОН, тыловой контакт реле 41 КС, М. Маршрутное
реле 2М блока 5 СП по обмотке 4—1 встает на самоблокировку через
тыловые контакты реле КС и 3. После освобождения поездом участка
приближения 1П включается реле извещения приближения Ч1ИП.
Передвигаясь по трассе маршрута, поезд освобождает секцию 5 СП
и занимает секцию 1СП. В блоке секции 5 СП включается маршрутное
реле 1М по цепи: ПЛ, обмотка 2—3 реле 1М, фронтовой контакт реле
2Л/, тыловой контакт реле 3, вывод 3-6 блока секции 5 СП, фронтовые
контакты реле ЧЮН, Ч1ИП, 5 СП, М. Одновременно в блоке секции
1СП включается реле 2М по цепи: ПЛ, обмотка 2—3 реле 2М, тыловые
контакты реле 7Ми СП, вывод 3-4 блока секции 1СП, вывод 2-4 блока
секции 5 СП, фронтовые контакты реле СП и 2М, М. С выдержкой вре-
мени 6 с в блоке секции 5 СН включается медленнодействующий повто-
ритель стрелочного путевого реле МСП, в результате чего в этом блоке
включается замыкающее реле 3 по цепи: М, тыловой контакт реле РИ,
обмотка 1—4 реле 3, тыловой контакт реле РИ, фронтовые контакты
реле МСП, 2М, 1М; вывод 2-7 блока секции 5 СП, вывод 3—7 блока
секции 1СП, фронтовой контакт реле 2М; тыловой контакт реле 1М,
П. Далее в блоке секции 5 СП реле 3 отключает реле 1М и 2М и получа-
ет питание по цепи самоблокировки по обмотке 2—3. Секция 5 СП ра-
зомкнулась. В блоке секции 1СП включается маршрутное реле ГМ по
цепи: ПЛ, обмотка 2—Зреле 1М, фронтовой контакт реле 2М, тыловой
контакт реле 3, вывод 3—6 блока секции 1СП, вывод 2-6 блока секции
5 СП, фронтовой контакт реле 3, М.
Поезд освобождает секцию 1СП и находится на секции НАП. В
блоке УП секции НАП включается реле 2М через выводы 3-4 этого
блока и 2-4 блока секции 1СП. После срабатывания реле МСПъ блоке
секции 1СП включается реле 3 через выводы 2-7 блока секции 1СП и
3-7 блока секции НАП. Реле 3 блока секции 1СП выключает реле 1М и
2М этого блока и продолжает получать питание по цепи самоблоки-
ровки. Секция 1СП размыкается. С проверкой ее размыкания в блоке
НАП включается реле 1М через выводы 3-6 собственного блока и 2-6
блока секции 1СП.
Поезд освобождает секцию НАП и находится на участке удаления
Н1П. Реле ЧЖ выключено, так как рельсовая цепь Н1П зашунтирова-
на, и кодовые сигналы на пост ЭЦ не поступают. Поэтому включается
реле отмены НОТ по цепи: ПЛ, обмотка 4—7 реле НОТ, тыловые кон-
такты реле ЧЖ, ЧОКС и НН\ вывод 2-4 блока секции НАП, фронтовые
контакты реле С77 и 2М, М. В блоке секции НА П с выдержкой времени
6 с включается реле МП. Это обеспечивает включение замыкающего
реле 3 блока секции НАПпо цепи, проходящей через вывод 2-7 и фрон-
товой контакт реле НОТ. Реле 3 становится на самоблокировку, от-
248
ключаяреле 7Л/и2Л/. Реле2Л/ отключает питание реле НОТ. Процесс
размыкания маршрута на этом заканчивается.
Если после отправления поезда приемо-отправочный путь остается
занятым, то происходит маршрутное размыкание всех секций после
того, как поезд освобождает трассу маршрута и занимает на перегоне
участок удаления Н1П. В этом случае в блоках СП-И и УП-И каждой
секции маршрута через вывод 3-4 включаются только маршрутные
реле 2А/, а через вывод 2-4 блока секции НАП реле НОТ. Далее с про-
веркой включения всех медленнодействующих повторителей путевых
реле секций срабатывает маршрутное реле 1М блока 5 СП по цепи: ПЛ,
обмотка 2—3 реле 1М, фронтовой контакт реле 2Л/, тыловой контакт
реле 3, вывод 3-6 блока 5 СП, фронтовой контакт реле ЧЮН, тыловые
контакты реле Ч1ИП, ЧЮТ и Ч1КС, вывод 3-9 блока секции 5 СП, об-
мотка реле Р, фронтовой контакт реле МСП, вывод 2—9 блока секции
5 СП, выводы 3-9 —2-9 блока секции 1СП, клеммы 3-9 —2-9 блока сек-
ции НАП, тыловой контакт реле НКС, фронтовой контакт реле НОТ,
М.
Несмотря на то, что обмотки реле разделки обтекаются током по
этой цепи, они не срабатывают, так как сопротивление их обмоток
почти в 20 раз ниже сопротивления обмоткиреле 1М. После включения
реле М в блоке 5 СП срабатывает замыкающее реле 3, которое стано-
вится на самоблокировку, отключая реле 1Мк 2Л/этого блока.
Реле 3 блока 5 С77 через выводы 2-6 этого блока и 3-6 блока секции
1СП включает реле 1М секции 1СП. Реле 1М включает замыкающее
реле 3 блока секции 1 СП, которое отключает маршрутное реле и стано-
вится на самоблокировку. Аналогично включается замыкающее реле
секции НАП.
Таким образом, в системе ЭЦИ любая секция маршрута, кроме
первой за светофором, размыкается с проверкой следующих условий:
освобождение подвижным составом предыдущей секции (для первой
секции — участка приближения); размыкание предыдущей секции; за-
нятие подвижным составом данной секции; освобождение от подвиж-
ного состава данной секции; включение медленнодействующего повто-
рителя путевого реле; занятие подвижным составом следующей секции.
Первая секция за светофором размыкается с проверкой пяти (без вто-
рого) условий из перечисленных. Если для первой секции не выполня-
ется первое условие, то реализуется маршрутный способ размыкания.
При отмене маршрута замыкающие реле включаются контактами
реле разделки Р, которое срабатывает с соответствующей замыканию
выдержкой времени. При искусственном размыкании реле 3 получает
питание через контакты реле РИ от полюсов питания выдержки време-
тПИВиМИВ.
249
7.5. Управление удаленными объектами
электрической централизации
Для телемеханического управления и контроля удаленными райо-
нами средних и крупных станций используется станционная кодовая
централизация (СКЦ). В метрополитенах система СКЦ применяется в
диспетчерской централизации как система телеуправления (ТУ) и теле-
сигнализации (ТС).
Сигналы ТУ и ТС передаются по независимым друг от друга двух-
проводным линейным цепям. В качестве линейных цепей могут быть
использованы воздушные и кабельные линии. При использовании ка-
беля дальность управления составляет 10 км для сигнального кабеля и
25 км и более для телефонного в зависимости от его конструкции.
Систему СКЦ можно применять при маршрутном и индивидуаль-
ном способах управления стрелками и сигналами. С одного централь-
ного поста (ЦП) можно управлять одним или несколькими исполни-
тельными постами (ИП).
В системе СКЦ каждый телемеханический сигнал содержит
20 биг информации. Время передачи одного сигнала не превыша-
ет 160 мс, поэтому скорость передачи информации по каналам ТУ и ТС
(20/160)1000 = 125 бит/с.
Порядок манипуляций на пульте управления ЦП электрической
централизации при задании маршрутов, открытии сигналов, итздиви-
дуальном переводе стрелок и т. п., а также индикация на табло ЦП ана-
логичны для объектов прямого и кодового управления.
Для передачи телемеханических сигналов в системе СКЦ использу-
ют полярные признаки постоянного тока (рис. 7.31). Импульсы поло-
жительной полярности являются активными (передается логическая 1),
а отрицательной полярности — пассивными (логический 0).
Каждый сигнал ТУ или ТС содержит 20 импульсов. Нулевой им-
пульс — синхроимпульс (СИ), всегда отрицательный — имеет служеб-
250
ное значение; он синхронизирует переключение распределителей пере-
дающих и приемных устройств.
Импульсы с 1-го по 9-й образуют избирательную часть сигнала
(код номера группы) и используются для выбора группы объектов уп-
равления или контроля. В избирательной части применен код с посто-
янным весом, т. е. код с постоянным числом активных импульсов. В
канале ТУ используется код 9СЗ, в котором три импульса имеют актив-
ное значение, а остальные — пассивное. Это позволяет при передаче
одного сигнала ТУ выбрать одну из 84 групп (С 3 = 84). В канале ТС в
зависимости от требуемой емкости используете^*либо код 9СЗ или 9С4
(84 или 126 групп).
Импульсы с 10-го по 19-й образуют исполнительную часть сигнала.
В этом случае применяют распределительную селекцию, поэтому каж-
дый из 10 импульсов в сигнале ТУ содержит управляющий приказ
одному из десяти объектов в группе, а в сигнале ТС — извещение о со-
стоянии двухпозиционного контролируемого объекта в кодирующей
группе. Таким образом, емкость системы СКЦ по управлению равна
840 объектам, а по извещению — 840 или 1260 объектам.
Исполнительная часть сигнала ТУ может содержать только один
активный импульс. Это необходимо при маршрутном управлении
стрелками и сигналами, так как последовательность нажатия двух кно-
пок определяет направление устанавливаемого маршрута. В сигнале
ТУ передается информация о нажатии определенной кнопки, и только
одной, а в наборной группе электрической централизации исполни-
тельного поста определяются вид и направление задаваемого маршру-
та.
При приеме сигналов ТУ и ТС для защиты от искажений проверя-
ется правильность числа положительных импульсов в избирательной
части и полное число импульсов в сигналах. Кроме того, при приеме
сигнала ТУ проверяется наличие лишь одного активного импульса в
исполнительной части.
В системе СКЦ схемы передающих и приемных устройств каналов
ТУ и ТС отличаются друг от друга незначительно. Это отличие свя-
зано с тем, что сигналы ТУ формируются и передаются в линейную
цепь после манипуляций кнопками на пульте управления ЦП, а сигна-
лы ТС— автоматически, после переключения контактов контроль-
ных реле на ИП. Поэтому далее рассматриваются лишь устройства ка-
нала ТУ.
Структурная схема кодовых устройств канала ТУ (рис. 7.32) ото-
бражает основные связи между ее отдельными узлами. При необходи-
мости передачи сигнала ТУ на пульте-манипуляторе нажимают одну из
840 кнопок, что фиксируется схемой наборного регистра. Функцию на-
борного регистра HP выполняют обмотки 19 регистрирующих реле
1Р—19Р (на рис. 7.32 не показаны), а их контакты — функцию шифра-
тора Ш. В результате нажатия любой кнопки включаются четыре реле:
251
три из реле 1Р—9Р (запоминание и шифрация номера группы) и одно
реле из ЮР—19Р (передача одной команды в выбранную группу). На
четырех из 19 выходах появляется активный сигнал (логическая 1), ана
остальных — пассивный (логический 0), т. е. на выходе шифратора
сформирован сигнал ТУ в параллельном виде. Для передачи по линии
он должен быть преобразован в последовательный вид. Эту функцию
выполняют распределитель Р и блок диодных соединений (БДС).
Распределитель запускается по команде из шифратора после окон-
чания формирования в нем сигнала ТУ в параллельном виде. Распреде-
литель Р, имеющий 19 рабочих позиций, последовательно "опрашива-
ет" через блок БДС выходы шифратора. Блок БДС представляет собой
19 логических схем И, выходы которых объединены и образуют один
общий выход. Таким образом, на выходе БДС последовательно во вре-
мени появляются импульсы сигнала ТУ, управляющие работой при-
емо-передающего устройства ППУ. На выходе блока ППУ включены
импульсные трансформаторы 1Ти2Т, предназначенные для формиро-
вания положительных (активные) и отрицательных (пассивные) им-
пульсов сигнала ТУ.
Кодовые устройства ЦП и ИП связаны между собой линейными
проводами Л и ОЛ. На ИП блок ППУ воспринимает импульсы из
Рис. 7.32. Структурная схема станционной кодовой централизации
252
линии посредством импульсных трансформаторов ЗТ и 4Т. При фор-
мировании на ЦП импульса положительной полярности ток проходит
от вторичной обмотки 1Т по цепи: диод VD31, провод Л, диод VD36,
резистор R84, первичная обмотка трансформатора ЗТ, провод ОЛ, ре-
зистор R82. Для формирования импульса отрицательной полярности
образуется аналогичная цепь с использованием трансформаторов 2Ги
4Т.
Блок ППУ на ИП, воспринимая сигнал ТУ, формирует тактовые
импульсы, отдельно фиксируя активность импульсов сигнала. Такты
переключают распределитель, имеющий 19 рабочих позиций. Выходов
у распределителя также 19, однако сигнал логической 1 возникнет
лишь на тех выходах, которые соответствуют поступившим активным
импульсам сигнала ТУ. Сигналы с этих выходов фиксируются в прием-
ном регистре ПР.
По окончании приема сигнала ТУ включаются три из девяти изби-
рательных реле ИЗ и одно из десяти исполнительных реле ИС. Реле ИЗ
включают одно из 84 групповых управляющих реле ГУ, которое со-
вместно с включившимся реле ИС выбирает одно из 840 управляющих
реле У. Реле У включает требуемый объект управления.
Сигнал ТУ принят.
Глава 8
ДИСПЕТЧЕРСКАЯ ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ
8.1. Организация движения поездов
при диспетчерской централизации
Оперативное руководство перевозочным процессом на железнодо-
рожном транспорте выполняет диспетчерский аппарат со сменным де-
журством. В Министерстве путей сообщения эту задачу выполняют
оперативно-распорядительные отделы Главного управления перево-
зок, в управлениях железных дорог—распорядительный отдел службы
перевозок, а в отделениях дорог — поездные диспетчеры. Участки же-
лезных дорог, которыми руководят поездные диспетчеры, называются
диспетчерскими кругами, их протяженность в среднем 100—150 км.
Границами этих кругов являются, как правило, участковые и сортиро-
вочные станции.
Основной задачей поездного диспетчера (ДНЦ) является обеспече-
ние движения поездов по графику, а в случае его нарушения — ввод
опоздавших поездов в график. Для этого ДНЦ, например, уменьшает
продолжительность стоянки поездов на промежуточных станциях и
разъездах, изменяет порядок и пункты скрещения и обгона поездов, от-
правляет поезда по неправильному пути на двухпутных вставках и др.
Наиболее эффективным .техническим средством оперативного ру-
ководства движением поездов является диспетчерская централизация
(ДЦ), позволяющая поездному диспетчеру с центрального поста (ЦП)
управлять стрелками и сигналами всех линейных пунктов (ЛП), входя-
щих в диспетчерский круг. Диспетчерская централизация (рис. 8.1)
представляет собой комплекс устройств, состоящий из автоматической
блокировки (АБ) на перегонах, электрической централизации (ЭЦ) на
станциях и системы телеуправления и телесигнализации (ТУ —ТС), ко-
торая предназначена для передачи и приема управляющих и извести-
тельных приказов.
Управляющие приказы — это различные команды, необходимые
ДНЦ для управления движением поездов, например, команда поездно-
го диспетчера на установку маршрута и открытие светофора на одной
из станций, входящих в диспетчерский круг. Известителъные при-
казы — это, например, сообщения об установившемся маршруте и от-
крытии соответствующего светофора ца данном линейном пункте.
Управляющие приказы формируются на пульте — манипуляторе (ПМ)
центрального поста кратковременным нажатием необходимых кно-
254
пок, а известительные приказы — контактам и контрольных реле
объектов ЭЦ линейных пунктов. Для возможности передачи этих при-
казов по телемеханическим каналам системы ТУ— ТС они "запомина-
ются" наборными регистрами, затем кодируются и после модуляции
поступают в линию связи (ЛС). Таким образом, на передающем конце
системы ТУ — ТС управляющие приказы преобразуются в сигналы те-
леуправле ния, а известительные приказы — в сигналы телесигнализа^
ции. На приемном конце телемеханической системы решается обрат-
ная задача по восстановлению управляющих и известительных прика-
зов по принятым сигналам ТУ и ТС: демодуляция, декодирование и
регистрация.
Принятые управляющие приказы на ЛИ воздействуют на аппара-
туру ЭЦ, что обеспечивает выполнение соответствующей команды
ДНЦ. Принятые известительные приказы изменяют индикацию на вы-
носном табло ВТ центрального поста, отображая поездную ситуацию в
текущий момент времени.
В соответствии с ПТЭ устройства ДЦ должны обеспечивать: управ-
ление из одного пункта стрелками и светофорами раздельных пунктов
диспетчерского круга; контроль положения и занятости стрелок на ап-
парате управления, занятости перегонов и путей на станциях; повторе-
ние показаний станционных светофоров; возможность передачи стан-
ций на резервное управление; автоматическую запись графика испол-
ненного движения поездов; выполнение требований, предъявляемых к
электрической централизации и автоматической блокировке; возмож-
ность изменения направления движения поездов двусторонней авто-
блокировки, если возникла ложная занятость блок-участков.
Система ДЦ получила широкое распространение на однопутных
линиях железных дорог, хотя применяется и на двухпутных, главным
образом с интенсивным пригородным движением. Однако наиболь-
ший эффект внедрение ДЦ дает на однопутных участках с двухпутны-
ми вставками. В этом случае участковая скорость движения поездов
повышается на 15—25 %, а пропускная способность — на 35—40 %.
Штат эксплуатационного персонала сокращается на 50—60 чел. на
каждые 100 км железнодорожных линий.
Участковая
станция
Рис. 8.1. Схема диспетчерского управления железнодорожным участком
255
На отечественных железных дорогах диспетчерскую централиза-
цию начали применять с 1936 г., когда на участке Люберцы — Куров-
ская протяженностью 65 км была введена в эксплуатацию система ДЦ
временного кода типа ДВК. Однако эта система требовала тщательной
регулировки релейно-контактной аппаратуры, имела малую емкость и
низкое быстродействие, поэтому широкого распространения не полу-
чила.
В 1955 г. была разработана полярно-частотная диспетчерская цент-
рализация ПЧДЦ, в которой сигналы ТУ передавались полярными, а
сигналы ТС — частотными импульсами. Дальнейшей модернизацией
этой системы явилась частотная система ЧДЦ. В этой системе впервые
аппаратура канала ТС была выполнена с использованием полупровод-
никовых приборов — германиевых диодов и транзисторов. Недоста-
ток системы ЧДЦ выявился в процессе эксплуатации. Спорадический
принцип передачи сигналов ТС вызывал их накопление на различных
линейных пунктах и, следовательно, задержку передачи.
В 1967 г. была разработана ДЦ системы "Нева", введенная в эксплу-
атацию на двухпутном пригородном участке Октябрьской железной
дороги. Особенностью этой системы является циклический способ
передачи сигналов ТС поочередно со всех ЛП. Система "Нева"
вследствие высокой надежности получила широкое внедрение на сети
дорог. Для увеличения емкости системы и возможности передачи по те-
лемеханическому каналу ответственных приказов в 1978 г. была разра-
ботана диспетчерская централизация системы "Луч", в которой по
сравнению с ДЦ "Нева" изменены принципы построения и аппаратура
канала ТУ. Разрабатываются микропроцессорные системы диспетчер-
ской централизации, а также системы ДЦ на основе персональных
ЭВМ.
8.2. Характеристика и структура
диспетчерской централизации системы "Нева"
Диспетчерская централизация системы "Нева" является наиболее
распространенной на сети дорог страны. За четверть века эксплуата-
ции этой системы установлена ее высокая надежность и эффектив-
ность, хотя с развитием техники и технологии она уже перестала удов-
летворять современным требованиям оперативного диспетчерского
управления.
Телемеханические устройства ДЦ "Нева" позволяют передавать
сигналы ТУ и ТС по пяти частотным каналам: одному каналу ТУ и че-
тырем каналам ТС. Канал ТУ занимает полосу частот 400—900 Гц,
канал ТС-1 — 900 —1350 Гц, ТС-2 — 1500 —1950 Гц, ТС-3 — 2100 —
2550 Гц, ТС-4 — 2700 — 3150 Гц. Поскольку верхняя боковая частота
канала ТУ одинакова с нижней боковой канала ТС-1, то при даухпро-
256
Синхро-
импульс
Над команды
18
15
6
12
13
16
17
7
8
14
Импульсы
5
9
10
11
О
3
Ц
20
18
\19
21
12
1k
15
13
17
10
11
16
Такты
8
9
Код
адреса
станции
Нод
камера
группы
6
48 МС
144мс
1008нс
Рис. 8.2. Сигнал ТУ системы "Нева”
водной физической цепи используют лишь три канала ТС. Для увели-
чения емкости системы с использованием канала ТС-1 применяют
четырехпроводную линейную цепь.
В системе "Нева" для передачи сигналов ТУ применяют частотную
манипуляцию с пошаговой синхронизацией распределителей. При
этом виде синхронизации распределитель центрального поста (ЦП)
переключается от специального тактового генератора, а распределите-
ли линейных пунктов (ЛП) — от тактовых импульсов сигналов ТУ. Это
требует использовать четыре рабочих частоты: для передачи четных
импульсов /1У = 500 Гц и/?у = 600 Гц, а для нечетных — /зу = 700 Гц и
/4у = 800 Гц. Такты образуют пары частот fa, fay и fay, fay. Так как каж-
дый импульс сигнала ТУ может иметь два логических значения (1 или
0), то более низкие частоты из каждой пары fa, fay) имеют активное
значение (логическая 1), а более высокие fa, fay) — пассивное (логичес-
кий 0).
Сигнал ТУ содержит нулевой (синхроимпульс) и 18 рабочих им-
пульсов. Нулевой импульс передается частотой fay и предназначен для
приведения устройств ЛП в рабочее состояние. Рабочие импульсы реа-
лизуют трехступенчатый способ набирания объектов управления по
схеме: выбор станции — выбор группы объектов на станции — выбор
объекта в группе (рис. 8.2).
Импульсы 1—б представляют собой код адреса станции и предна-
значены для выбора ЛП, на который передается сигнал ТУ. кодовые
комбинации адресов станций содержат постоянное число единиц —
три, т. е. являются комбинациями кода с постоянным весом 6СЗ. Этот
код содержит 20 комбинаций, поэтому максимальная емкость системы
по числу управляемых ЛП равна 20(табл. 8.1).
9 Зак 1462
257
Таблица 8.1
Номер станции Номер активного импульса Состояние станционного реле
С1 С2 сз С4 С5 С6
1 1, 2, 3 1 I 1 0 0 0
2 1,2, 4 1 1 0 1 0 0
3 1, 2, 5 1 1 0 0 1 0
4 1,2,6 1 1 0 0 0 1
5 1, 3, 4 1 0 1 1 0 0
6 1, 3, 5 1 0 1 0 1 0
7 1, 3, 6 1 0 1 0 0 1
8 1, 4, 5 1 0 0 1 1 0
9 1, 4, 6 1 0 0 1 0 1
10 1, 5, 6 1 0 0 0 1 1
11 2, 3, 4 0 1 1 1 0 0
12 2, 3, 5 0 1 1 0 1 0
13 2, 3, 6 0 1 1 0 0 1
14 2, 4, 5 0 1 0 1 1 0
15 2, 4, 6 0 1 0 1 0 I
16 2, 5, 6 0 1 0 0 1 1
17 3, 4, 5 0 0 1 1 1 0
18 3, 4, 6 0 0 1 1 0 1
19 3, 5, 6 0 0 1 0 1 1
20 4, 5, 6 0 0 0 1 1 1
Импульсы 7, 8, 9 и 18 предназначены для выбора группы объектов
на данном ЛП. В этом случае также применяют код с постоянным
весом 4С2, имеющий шесть комбинаций (табл. 8.2). Используют еще
одну комбинацию, состоящую из четырех единиц. Поэтому емкость
системы по числу групп объектов на одном ЛП равна семи.
Восемь импульсов сигнала ТУ {10—17) используют для выбора
объекта в группе. Объект выбирается посредством распределительной
селекции (каждый импульс соответствует одной команде), что позво-
ляет в каждой группе управлять восемью объектами. Таким образом,
общая емкость системы по числу управляемых объектов 20x7x8 =1120
объектов.
Для передачи сигналов ТС в системе "Нева" используют частотную
манипуляцию со стартстопной синхронизацией распределителей ЛП и
ЦП. При этом виде синхронизации распределители ЛП и ЦП переклю-
чаются от автономных тактовых генераторов, а для обеспечения их
синхронной работы используют служебные импульсы (рис. 8.3): на-
258
Таблица 8.2
Номф группы Номер активного импульса Состояние группового реле
п Г2 гз Г4
1 7, 8 1 1 0 0
2 7, 9 1 0 1 0
3 8, 9 0 1 1 0
4 7, 18 1 0 0 1
5 8, 18 0 1 0 1
6 9, 18 0 0 1 1
7 7, 8, 9, 18 1 1 1 1
чальный (первый такт) и завершающий (22-й такт). Это позволяет, в
отличие от сигнала ТУ, применять лишь рабочие частоты fin иДИ) при-
чем частота f\K является активной, а Ди — пассивной. В канале ТС-1
используют частоты 1025 и 1225 Гц, в канале ТС-2 — 1625 и 1825 Гц, в
канале ТС-3 — 2225 и 2425 Гц, а в канале ТС-4 — 2825 и 3025 Гц.
Сигнал ТС содержит два служебных такта и 20 рабочих, каждый из
которых несет информацию о состоянии объекта. Один сигнал ТС об-
Сигнал Сигнал
1ГЦ
23ГЦ
ггц зги.
1тс г тс
ПБмс Ч8мс
зтс
23ТС
224 мс
1ТС
wzzzx
Полный цикл 537В мс
Рис. 8.3. Сигналы каналов ТС:
а — сигнал ТС, 6 — взаимное расположение синапов ТС н ЦС
259
9
разует одну группу объектов. В каждом из четырех каналов ТС можно
организовать до 23 групп, поэтому общая емкость системы по числу
контролируемых объектов 20x23x4 = 1840 объектов.
В системе "Нева" применен циклический способ контроля состоя-
ний объектов ДЦ. Сигналы ТС передаются последовательно: сначала
из первой группы, потом из второй и т. д., затем снова из первой груп-
пы и т. д. Длительность одного группового цикла, равная 224 мс, скла-
дывается из времени передачи одного сигнала ТС (176 мс) и интервала
между смежными сигналами ТС (48 мс). Полный цикл проверки состо-
яния всех объектов содержит 24 групповых цикла и имеет длительность
5376 мс. Во время 24-го группового цикла, когда сигнал ТС не переда-
ется, происходит передача с ЦП и прием на ЛП сигнала цикловой син-
хронизации (ЦС).
Сигнал ЦС предназначен для синхронизации групповых распреде-
лителей ЦП и ЛП. Эти распределители служат для определения номера
группы, из которой в данное время передается сигнал ТС. Сигнал ЦС
передается по каналу ТУ в результате кратковременной (64 мс) смены
частоты покоя/4у на частоту/зу. Момент передачи сигнала ЦС опреде-
ляют специальные устройства синхронизации ЦП. После приема и реа-
лизации на ЛП сигнала ЦС начинается новый цикл проверки состоя-
ния объектов.
Рис. 8.4. Структурная схема устройств центрального поста
260
л
другим ЛП
Рис. 8.5. Структурная схема устройств линейного пункта
I Настройка линейного пункта
4—4 1йхгр I—4 гвтгр |—Н збтгр I I
Для передачи сигналов телеуправления система "Нева" содержит
комплект аппаратуры, воспринимающий команды поездного диспет-
чера с пульта управления ПМДЦ. В ее состав входят (рис. 8.4): набор-
ный регистр HP', генератор тактовых импульсов ГТИ длительностью
48 мс; главное реле Г; распределитель шифратора ЦШР\ шифратор Ш
сигналов ТУ, образованный контактами реле наборного регистра; мо-
дулятор Л/, управляющий частотами центрального генератора ЦГ\
фильтр ФА, разделяющий каналообразующую аппаратуру сигналов
ТУ и ТС. Для посылки сигналов цикловой синхронизации используют
общегрупповой распределитель ОГР и блок синхронизации ЦС.
На центральном посту ДЦ также размещается аппаратура приема
сигналов ТС: центральный усилитель ЦУ; демодулятор ЦДМ, управ-
ляющий регистром активных тактов (1ЦТР—10 ЦТР), дешифратором
(ЦДШ) и групповым распределителем (ГР). Групповой распредели-
тель через схемы 1КС—20 КС блоков группового избирания 1ГИ —
10 ГИ и контакты контрольных реле воздействует на схему сравнения,
которая выявляет наличие новой информации в поступившем сигнале
ТС. Схема реализации новой информации РНИ включает групповые
реле В, которые совместно с реле И, фиксирующими активные такты,
включают или выключают контрольные реле К. Реле К изменяют инди-
кацию на табло ВТ поездного диспетчера, отображая поездную ситуа-
цию в данное время.
На линейном пункте сигнал ТУ через трансформатор 1ЛТ, усили-
тель ЛУ поступает на демодулятор ЛДМ (рис. 8.5). На выходе демоду-
261
лятора включены реле А, ПА, ПОИ, ПАИ, П1И, П2И. Эти реле управ-
ляют распределителем сигналов ТУ. Если код адреса станции сигнала
ТУ соответствует настройке данного ЛП, то на выходе распределителя
включаются избирательные (1ИГ—5ИГ), регистрирующие (1Р—8Р) и
групповые управляющие реле (1ГУ—7ГУ). Переданный приказ реали-
зуют управляющие реле У. Для приема сигнала цикловой синхрониза-
ции используется реле Ц, которое в конце цикла проверки останавли-
вает тактовый генератор ГТИ и приводит в исходное состояние линей-
ный шифратор ЛШ.
Сигналы ТС с данного линейного пункта формируются, если пози-
ция группового распределителя ГР соответствует настройке ЛП. Этим
достигается подключение контактов контрольных реле к модулятору
генератора ЛГ через ключевые схемы 1КС—6КС блоков группового
избирания 1ГИ—ЗГИ. Номера контактов каждой группы объектов оп-
ределяют позиции распределителя ЛШ.
8.3. Диспетчерская централизация системы "ЛУЧ"
Построение сигнала ТУ. Диспетчерская централизация системы
"Луч" является модернизированной ДЦ "Нева", в которой не измени-
лись устройства каналов ТС. Наиболее существенно переработана ап-
паратура канала ТУ.
В системе "Луч" сигналы телеуправления и цикловой синхрониза-
ции передаются переменным током частотой 500 Гц. При отсутствии
передачи сигналов ТУ и ЦС ток этой частоты и произвольной фазы по-
сылается в линию непрерывно и информационного значения не имеет.
Он принимается всеми линейными пунктами, что обеспечивает подго-
товку устройств ЛП к приему телемеханических сигналов.
При передаче сигнала ТУ или ЦС этот ток делится на такты дли-
тельностью 16 мс использованием трехзначной относительной фазовой
манипуляции (ОФМ). Сущность ОФМ заключается в том, что через
каждые 16 мс, начиная с произвольного момента времени, начальная
фаза переменного тока в линейных проводах изменяется на 120° в сто-
рону опережения или отставания. Сдвиг фазы в сторону опережения
кодируется как такт с пассивным признаком (логический 0), а. в сторо-
ну отставания — как такт с активным импульсным признаком (логи-
ческая 1). При формировании телемеханического сигнала с ОФМ на-
чальная фаза синусоидального колебания остается неизменной в тече-
ние всего такта, т. е. в течение 16 мс; повторение фазы в смежных тактах
исключается.
Таким образом, начальная фаза тока частотой 500 Гц может при-
нимать три значения, которые обозначают буквами А, В и С. За фазу А
принимают произвольную фазу, условно равную 0. За фазу В принима-
ют начальную фазу переменного тока той же частоты и амплитуды, от-
262
стающую от фазы А на 120°, а за фазу С — фазу тока, опережающую
фазу А на 120°. При изменениях фазы на минус 120°, т. е. при переходах
В-*С и С-»Л, происходит передача активного импульсного при-
знака. При изменении фазы на плюс 120°, т. е. при переходах А-+С,
С-»В и В->А, передается пассивный импульсный признак. Для логичес-
кого качества такта передаваемого телемеханического сигнала имеет
значение не начальная фаза тока в данном такте, а знак ее изменения по
сравнению с начальной фазой в предыдущем такте.
Сигнал ТУ содержит 30 тактов по 16 мс (рис. 8.6). Последний 31-й
такт не имеет границы в виде завершающего изменения фазы. Отсутст-
вие изменения фазы в течение заданного времени (34 мс) фиксируется
на ЛП как окончание приема сигнала ТУ.
Такт 0, всегда передаваемый пассивным качеством, является слу-
жебным — признаком начала передачи сигнала ТУ.
Такты 1—12, содержащие код адреса станции, предназначены для
выбора ЛП, на который передается данный сигнал ТУ. Код адреса
станции имеет постоянный вес, т. е. из 12 тактов шесть передаются ак-
тивным качеством и шесть — пассивным. Для построения шести нечет^
ных тактов используют возможные сочетания из шести по одному, из
шести по три и из шести по пять. Каждый из шести четных тактов полу-
чает значение, инверсное значению предыдущего нечетного такта.
Таким образом, система позволяет управлять 32 линейными пунктами,
так как С + С3 + С5 = 6 + 20 + 6 = 32.
6 6 6
Шесть следующих тактов сигнала ТУ (13—18) используют для вы-
бора группы управляемых объектов. Код номера группы также имеет
постоянное число единиц. Из шести тактов три всегда передаются ак-
тивным качеством, поэтому на каждом ЛП может быть до 20 групп
объектов (С3 = 20).
Такты 19—26 предназначены для выбора команды в группе. Для
кодирования десяти номеров команд используют код с постоянным
весом. Для построения четырех нечетных тактов используют сочетания
из четырех по два. Каждый из четных тактов принимает либо прямое,
либо инверсное значение предыдущего нечетного такта. Указанным
263
способом может быть получено 12 кодовых комбинаций (С = 6),, од-
нако комбинации 11110000 и 00001111 для кодирования номеров ко-
манд в системе не используют.
Четыре последних такта сигнала ТУ (27 —30) предназначены для
повышения защищенности от трансформации одной команды в дру-
гую. Эти четыре такта содержат код признака команды, для постро-
ения которого используют сочетания из четырех по два. Это позволяет
получить шесть признаков команд: четный и нечетный поездной ма-
ршрут, четный и нечетный маневровый маршрут, одиночная команда,
ответственная команда.
Структурная схема устройств ТУ центрального поста. Система
"Луч” предусматривает возможность организации на ЦП четырех ра-
бочих мест оперативного персонала железнодорожного участка. Это
рабочие места поездного диспетчера, маневрового диспетчера, энерго-
диспетчера и дежурного инженера поста ДЦ. Сигнал ТУ посылается на
выбранный ЛП от одного из четырех аппаратов управления. Подклю-
чение к аппаратуре передачи в данный момент только одного пульта
управления достигается посредством специального коммутатора рабо-
чих мест. Манипуляции на пультах фиксируются наборными группами
реле, расположенными в регистрах РГ1 —РГ4 (рис. 8.7). После провер-
рп
яя
Г2
п
по
гз
Ч^-РП
16
500Гц
Т mu шины
кич если
, 12
л
и
ш
КНР
РГ4
КНР
РГ2
КНР
РП
КНР
РГЗ
123-30 1И HI
А=0
0 = 1
Л31
Л36
ги
Р-ШТУ
3000 ГЦ
ЛЭ2
8.
8.
8.
лзз
I
I
ВТ У S
3
Рис. 8.7. Структурная схема аппаратуры ТУ центрального поста
264
ки правильности включения этих реле срабатывает одно из главных
реле Г1—Г4. Это реле, размыкая тыловой контакт, устанавливает КРМ
в соответствующую позицию, подключая тем самым контакты набор-
ных реле своего регистра к передающей аппаратуре.
Таким образом, контакты наборных реле КНР РГ1 — КНР РГ4 на
шинах качества 1—30 образуют сигнал ТУ параллельного кода. Для
передачи его на ЛП необходимо этот код "развернуть" во времени, т. е.
преобразовать в сигнал последовательного кода, который превратить
в переменный ток частотой 500 Гц, поделенный на такты посредством
ОФМ. Первая из задач решается с помощью шифратора сигналов теле-
управления ШТУ, а вторая — с помощью модулятора МТУ, разделите-
ля фаз РФ, логических элементов ЛЭ1—ЛЭ4 и генератора фазоманипу-
лированных колебаний Г. Шифратор образован распределителем Р,
имеющим 32 позиции, н логическими элементами 1И—31И. Переклю-
чениями распределителя и модулятора управляет схема включения
передачи сигналов телеуправления ВТУ.
Коммутатор рабочих мест (КРМ) предназначен для
поочередного подключения одного из четырех наборных регистров к
комплекту передающей аппаратуры. В схему КРМ (рис. 8.8) входят:
входные логические элементы 5СТ4 и 1ИФ8; распределитель на четыре
позиции, образованный счетными триггерами 13СТ1 и 13СТ2 с элемен-
тами 13CT3—13СТ6‘, выходные логические элементы 6ИН1, 6ИН2,
6ИН7, 6ИН8 и 2ИМ1—2ИМ4', элементы 2ИН4—2ИН7, управляющие
схемой пуска передачи сигналов ТУ; элементы 6ИНЗ—6ИН6 и 1ИМЗ—
1ИМ6, фиксирующие окончание передачи сигнала ТУ; также реле
ВП — ВГ4, выключающие главные реле Г1—Г4(см. рис. 8.7).
При отсутствии передачи сигнала ТУ (все реле Н, ПР и Г выключе-
ны) на верхние входы элементов 13CT3 —13СТ6 через тыловые контак-
ты реле Г1—Г4 поступает сигнал низкого потенциала U\ (логический
0), поэтому на их выходах и на выходах элементов 2ИН5 и 2ИН7 име-
ется высокий потенциал U2 (логическая 1). Этот сигнал по проводам 10
и 11 поступает в схему ВТУ и на входы элемента 5СТ4. На средний ход
5СТ4 по проводу 27 от генератора ЦГЛ поступают прямоугольные им-
пульсы частотой 125 Гц. Эти импульсы через элемент 1ИФ8 поступают
на вход распределителя, составленного триггерами 13СТ1 и 13СТ2.
Распределитель, переключаясь через каждые 8 мс, последовательно за-
нимает одну из четырех позиций (00, 10, 01, Пит. д.). Таким образом,
при отсутствии передачи сигналов ТУ работает в режиме поиска, т. е.
непрерывно проверяет все четыре наборных регистра; готовность сиг-
нала ТУ в каком-нибудь из них.
Если возникает необходимость в передаче сигнала ТУ, то в соот-
ветствующем регистре включаются реле Н, ПР и Г. Например, реле Г1
своим разомкнувшимся тыловым контактом "снимает" потенциал Ui с
верхнего входа 13CT3, в результате чего в первой позиции распредели-
теля на выходе 13CT3 возникает сигнал 0. Такой же сигнал появляется
265
Рис. 8.8. Схема коммутатора рабочих мест и узла включения передачи сигналов ТУ
на выходе 2ИН5, в проводе 10 и на верхнем входе элемента 5СТ4. По-
ступление импульсов частотой 125 Гц на вход распределителя прекра-
щается, поэтому он остается в первой позиции до окончания передачи
сигнала ТУ.
266
Одновременно сигнал 0 появляется на выходе элемента 2ИМ1.
Этим выбираются контакты наборных реле первого регистра. На
шинах качества тактов сигналов телеуправления 1К—ЗОК, связанных
через замкнутые контакты наборных реле с выходом элемента 2ИМ1,
возникает низкий потенциал (логический 0), а на остальных шинах,
имеющих разомкнутые контакты, такого потенциала нет. Наличие
низкого потенциала на какой-нибудь шине 1К—ЗОК в шифраторе сиг-
налов телеуправления (ШТУ) используется как команда на форми-
рование соответствующего активного такта сигнала ТУ, а его отсут-
ствие — как команда на формирование пассивного такта.
В этот же момент появляется сигнал 1 на верхнем входе элемента
1ИМЗ, подготавливая включение реле ВП. Возвращение КРМъ исход-
ное состояние, т. е. в режим поиска, происходит после окончания пере-
дачи сигнала ТУ, когда распределитель шифратора переключится в
последнюю 31-ю позицию. В этом случае сигнал 1 с выхода элемента
ЗИН7 шифратора ШТУ по проводу 16 поступает на нижний вход эле-
мента 1ИМЗ, в результате чего включается реле ВП, которое отключа-
ет реле Г1. Наборный регистр приводится в исходное состояние тыло-
вым контактом реле Г1.
Схема КРМ при передаче приказов из других регистров работает
аналогично.
Схема включения передачи сигналов телеуправления
(ВТУ) (см. рис. 8.7) предназначена для управления работой тактового
распределителя шифратора Р-ШТУ и реверсивного счетчика модуля-
тора Р-МТУ.
При отсутствии передачи сигналов ТУ схема ВТУ (см. рис. 8.8)
обеспечивает удержание в исходном состоянии делителя частоты 1/8
(триггеры 4СТ1, 4СТ2 и 5СТ1) по проводу 14 тактового распределите-
ля шифратора Р-ШТУ. На верхний вход элемента ЗСТ5 по проводу 5
от разделителя фаз непрерывно поступают прямоугольные импульсы
частотой 500 Гц, однако при отсутствии передачи сигналов ТУ эти им-
пульсы на вход делителя 1/8 не поступают, так как средний вход ЗСТ5 с
выхода элемента ЗИН5 подается сигнал 0.
Сигнал ТУ начинает передаваться при поступлении сигнала 0 из
схемы КРМпо проводам 10 или 11 на один из входов ЗИН5. На выходе
элемента 1ИФ2 появляется сигнал 0, в результате чего выходит из рас-
торможенного состояния делитель ВТУ и распределитель Р-ШТУ, а
импульсы частотой 500 Гц поступают на вход делителя 1/8. При пере-
ходе делителя из 7-й позиции в 0-ю позицию распределитель Р-ШТУ
через каждые 16 мс переключается в новую позицию (рис. 8.9). После
вывода Р-ШТУиз исходного состояния в проводе 12 низкий потенциал
меняется на высокий. Поэтому через 4 мс после переключения Р-ШТУ
в первую рабочую позицию на три входа элемента 4СТ6 схемы ВТУ
поступают сигналы 1, в результате чего на выходе 4СТ6 возникает сиг-
нал 0, подготавливая к переключению реверсивный счетчик модулято-
ра (PC-МТУ). Команда на переключение PC-МТУ и, следовательно,
267
на изменение фазы в линейных проводах передается в модулятор по
проводу 30 еще через 4 мс вследствие переключения триггера 5СТ1,
когда сигнал на выходе элемента 4СТ6 меняется с 0 на 1 (см. рис. 8.9). В
дальнейшем, аналогично описанному в каждой из позиций тактового
распределителя, на PC-МТУ по проводу 30 следуют подготовительные
и рабочие импульсы на формирование тактов сигнала ТУ.
В последней 31-й позиции Р-ШТУ на выходе элемента 5СТЗ возни-
кает сигнал 0, который по цепи 9 (см. рис. 8.8) подается на элемент
ЗСТ5 схемы ВТУ, прекращая поступление тактовых импульсов на вход
делителя 1/8. Одновременно сигнал 1 с выхода элемента ЗИН7 ШТУ
(рис. 8.10) по проводу 16 подается в схему КРМ, в результате чего вы-
ключается реле Г (см. рис. 8.8), а в проводах 10 или 11 сигнал 0 изменя-
ется на 1. На выходе элемента 1ИФ2 схемы ВТУ также возникает сиг-
нал 1, приводя делитель 1/8 и распределитель Р-ШТУ в исходное состо-
яние.
Шифратор сигналов телеуправления (ШТУ) предназначен
для выработки тактов сигналов ТУ и придания им активного или пас-
сивного значения в зависимости от состояния контактов наборных,
реле. На шинах качества тактов, образованных выходным элементом
схемы КРМ и контактами наборных реле сигнал ТУ представлен в па-
раллельном коде, а шифратор ШТУ передает подготовленный приказ в
модулятор МТУ по проводу 2 в последовательном коде (см. рис. 8.10).
268
Шифратор содержит распределитель Р-ШТУ, состоящий из счет-
чика единиц (триггеры 5СТ2 и 6СТ1 с выходными элементами 4ИН1—
4ИН8), имеющего выходные шины 0 —3, и счетчика четверок (тригге-
ры 6СТ2, 7СТ1 и 7СТ2 с выходными элементами 6СТЗ—6СТ6, 7СТЗ—
7СТ6 и 5ИН1—5ИН8), имеющего выходные шины 00, 4, 8, 12, 16, 20, 24
269
и 28. В любой из 32 позиций распределителя сигнал 1 находится лишь
на одной шине счетчика единиц и на одной шине счетчика четверок.
Для получения общих выходов используются логические элементы
1ИД1—1ИД8, 2ИД1—2ИД8, ЗИД1—ЗИД8 и 4ИД1—4ИД7 (на рис. 8.10
показаны не все элементы). Номер выхода смены ИД и, следовательно,
позиции распределителя определяется суммой цифр счетчика единиц и
счетчика четверок, с которыми соединены входы данного элемента ИД.
Третий вход схем ИД (нижний на рис. 8.10) предназначен для при-
дания активного или пассивного значения данному такту сигнала ТУ.
Эти входы связаны с шинами качества тактов ТУ и обозначены 1К—
ЗОК. Если, например, первый информационный такт сигнала ТУ дол-
жен иметь активное значение, то при передаче приказа из первого реги-
стра контакт наборного реле 1Н1 (см. рис. 8.8) должен быть замкнут.
Низкий потенциал с выхода элемента 2ИМ1 схемы КРМ через фронто-
вой контакт реле 1Н1 поступает на шину качества 1К и на нижний вход
элемента 1ИД2 (см. рис. 8.10), поэтому на модуляторной шине и в про-
воде 2 отсутствует высокий потенциал, что воспринимается схемой мо-
Рнс. 8.11. Схема модулятора сигналов ТУ
270
дулятора как команда на формирование первого информационного
такта сигнала ТУ с активным признаком. Если контакт реле 1Н1 разо-
мкнут, то в проводе 2 будет высокий потенциал (логическая 1), что со-
ответствует команде на формирование модулятором пассивного им-
пульсного признака.
Поскольку нулевой такт сигнала ТУ имеет всегда пассивное значе-
ние, то на нижний вход элемента 1ИД1 сигнал с шин качества не пода-
ется. Поэтому при формировании этого такта в проводе 2 всегда имеет
место сигнал 1.
Элемент ЗИН8 фиксирует исходное состояние распределителя Р-
ШТУ. Сигнал 0 с выхода этого элемента исключает переключение ре-
версивного счетчика МТУ в нулевой позиции распределителя. Элемен-
ты 5СТЗ и ЗИН7 фиксируют последнюю позицию (31) распределителя
Р-ШТУ и соответственно предназначены для затормаживания делите-
ля частоты 1/8 схемы ВТУ (провод 9) и для включения реле ВГ1—ВГ4 в
схеме КРМ (см. рис. 8.8).
Модулятор (рис. 8.11) сигналов телеуправления (МТУ) пред-
назначен для управления фазой синусоидальныхколебаний переменно-
го тока частотой 500 Гц, вырабатываемых центральным генератором
ЦГЛ.
Модулятор состоит из реверсивного счетчика, образованного
триггерами 1СТ1, 1СТ2 и 2CTJ; входных элементов 1ИН1—1ИН6-, вы-
ходных элементов 1СТЗ—1СТ5,2ИН1—2ИНЗ и элементов управления
1ИФ5,1ИН7,1ИН8, 2ИН8, ЗИН2—ЗИН4, 1СТ6к1ИФ1.
ЪЛодупянря фазы переменного тока в канале ТУ при передаче сиг-
налов ТУ и ЦС достигается переключением трехпозиционного ревер-
сивного счетчика в новые рабочие позиции. Из восьми возможных по-
зиций реверсивного счетчика в качестве рабочих используют три, ус-
ловно обозначенные буквами А, В и С. Состояние в этих позициях
триггеров реверсивного счетчика и связанных с ними выходных эле-
ментов показаны в табл. 8.3.
Выбор рабочих позиций реверсивного счетчика обусловлен тем,
что каждой из указанных позиций поставлено в соответствие состояние
одного триггера, называемое характерным. Так, для позиции А (см.
табл. 8.3) характерным является состояние 0 триггера 1СТ1, для пози-
ции В — состояние 1 триггера 1СТ2, а для позиции С — состояние 1
триггера 2СТ1.
Таблица 8.3
Позиция реверсивного счетчика Состояние триггера Сигнал на выходе элемента
1СТ1 1СТ2 2СТ1 1СТЗ 1СТ4 1СТ5 2ИН1 2ИН2 2ИНЗ
А 0 0 0 0 1 1 1 0 0
В 1 1 0 1 0 1 0 1 0
С 1 0 1 1 I 0 0 0 1
271
Если триггеры реверсивного счетчика из-за сбоя переключатся в
позицию, образующую одну из комбинаций 100, 010, 001, 011 или 111,
то на всех, трех входах элемента 1СТ6 появляется сигнал 1, а на выходе
УСТбивходе 1ИФ1 — сигналО. Возникший при этом на выходе элемен-
та 1ИФ1 сигнал 1 возвращает триггеры в состояние, образующее ком-
бинацию 000. Эта комбинация является рабочей, она соответствует по-
зиции Л.
При передаче сигнала по каналу ТУ реверсивный счетчик РС-МТУ
через 8 мс после переключения распределителя Р-ШТУ переходит в
новую позицию. Направление этого перехода определяется качеством
передаваемого такта. Так, активному такту соответствуют переходы
А —> В, В->СиС-+А, а пассивному такту — переходы Л -> С, С -+В
нВ -> Л. При переходе PC-МТУ в новую рабочую позицию характер-
ный триггер предыдущей позиции переключается из свойственного
данной позиции состояния, а характерный триггер новой позиции — в
свойственное этой позиции состояние. Переключение этих триггеров
одновременное. В зависимости от предыдущей позиции PC-МТУ и ка-
чества нового такта сигнала ТУ входные элементы 1ИН1—1ИН6 пре-
пятствуют переключению соответствующего триггера.
Переключением триггеров PC-МТУ управляют элементы ЗИН2—
ЗИН4. При отсутствии передачи сигналов ТУ и ЦС на оба входа каж-
дого из этих элементов по проводам 30 и 7 поступают сигналы 1. Сиг-
налы 0 с их выходов поступают на счетные входы триггеров РС-МТУ,
которые сохраняют свое состояние с момента окончания предыдущего
цикла работы по передаче сигнала ТУ или ЦС, например находятся в
позиции Л.
При передаче сигнала ТУ через 16 мс после включения главного
реле распределитель Р-Ш ТУ переключается в позицию 1. Так как нуле-
вой такт сигнала ТУ всегда передается пассивным качеством, то на
шине П модулятора возникает сигнал 1, а на выходе элемента 1ИН1 —
сигнал 0. На выходам остальных элементов (1ИН2—1ИН6) имеется
сигнал 1. Через 4 мс после переключения Р-ШТУ на выходе элемента
4СТ6 (см. рис. 8.8) схемы ВТУ, в проводе 30 и на нижних входах управ-
ляющих элементов ЗИН2—ЗИН4 (см. рис. 8.11) возникает сигнал 0.
Сигналы 1 с выходов этих элементов поступают на счетные входы всех
триггеров РС-МТУ, однако подготавливаются к переключению лишь
триггеры 1CTJ и 2CTJ, так как только у этих триггеров происходит
заряд конденсаторов, связанных с открытыми транзисторами. Конден-
сатор в триггере 1СТ2 не заряжается, так как на его вход в это время
подается сигнал 0 с выхода элемента 1ИН1. Еще через 4 мс в проводе 30
сигнал 0 изменяется на 1, а на входах триггеров РС-МТУ сигнал 1 —
на 0. В результате этого переключаются триггеры 1CTJ и 2CTJ, и ре-
версивный счетчик переходит в позицию С.
Далее, через 8 мс после перехода РС-МТУ в позицию С распредели-
тель Р-ШТУ переключается во 2-ю позицию, и если контакт наборного
272
реле замкнут (активный такт), то на шине А модулятора возникает сиг-
нал 1, а на выходе элемента 1ИН6 — сигнал 0, запрещая переключение
триггера 1СТ2. Если контакт наборного реле разомкнут (пассивный
такт), то на шине П возникает сигнал 1, а на выходе элемента 1ИН5 —
сигнал 0, запрещая переключение триггера 1СТ1. Еще через 4 мс после
переключения Р-ШТУ в позицию 2 в проводе 30 сигнал 1 изменяется на
О, поэтому с выходов управляющих элементов ЗИН2—ЗИН4 поступа-
ют сигналы 1, подготавливая триггеры 1СТ1 и 2СТ1 к переключению
при активном такте. Если такт пассивный, то подготавливаются к пере-
ключению триггеры 1СТ2 и 2СТ1, в результате чего через 4 мс РС-МТУ
переходит в позицию А при активном такте и в позицию В при пассив-
ном. В остальных 29 тактах реверсивного счетчика модулятор работа-
ет аналогично описанному.
Выходные элементы 1СТЗ, 1СТ4 и 1СТ5 фиксируют позиции РС-
МТУ. На выходах 1СТЗ—1СТ5 включены элементы 2ИН1—2ИНЗ, ко-
торые обеспечивают появление сигнала 1 лишь на одном из трех выхо-
дов модулятора А, В и С при соответствующей позиции PC-МТУ. На
двух других выходах в это время присутствуют сигналы 0.
Разделитель фаз (РФ) центрального поста предназначен для
формирования образцовых последовательностей прямоугольных им-
пульсов Ао, Во и Со частотой 500 Гц, сдвинутых друг относительно
друга на 1/3 периода, т. е. на 120°.
Схема РФ (рис. 8.12) содержит распределитель на шесть позиций,
образованный счетными триггерами 2СТ2, ЗС-Т1 и ЗСТ2. Элементы
Рис. 8.12. Схема разделителя фаз центрального поста
273
2СТЗ—2СТ6, ЗСТЗ и ЗСТ4 используются для выбора каждой из шести
указанных.позиций, а элементы 4СТЗ, 4СТ4 и 4СТ5 — для формирова-
ния образцовых последовательностей. Элемент 4СТЗ на своем выходе
формирует образцовую последовательность А о, поэтому на его входы
подаются сигналы с элементов 2СТЗ, 2СТ4 и 2СТ5, которые соответст-
венно выбирают позиции 0, 1 и 2 распределителя. Элемент 4СТ4, фор-
мирует последовательность Во, отстающую по фазе от Л о на 120°. На
выходах этого элемента объединяют позиции 2, 3 и 4 распределителя.
Элемент 4СТ5 формирует последовательность Со, отстающую от Во на
120° или опережающую Л о на 120°. Этот элемент на своих входах объ-
единяет позиции 4, 5 и 0 распределителя.
Разделитель фаз РФ работает непрерывно, получая прямоугольные
импульсы частотой 3000 Гц от генератора ЦГЛ по проводу 8.
В позиции 0 (000) распределителя триггеры 2СТ2, ЗСТ1 и ЗСТ2 на-
ходятся в состоянии 0. Эту позицию распределителя выбирает элемент
2СТЗ, на входы которого поступают сигналы 1 с инверсных выходов Q
всех триггеров. На выходе элемента 2СТЗ имеется сигнал 0, а на выхо-
дах остальных элементов, выбирающих другие пять позиций распреде-
лителя, присутствуют сигналы 1. На выходах элементов 4СТЗ и 4СТ5
имеют место сигналы 1, а на выходе 4СТ4 — сигнал 0, т. е. формируют-
ся импульсы образцовых последовательностей прямоугольных им-
пульсов Ао и Со и интервала последовательности Во.
В позиции 1 распределителя (100) триггер 2СТ2 переключается в со-
стояние 1, а триггеры ЗСТ1 и ЗСТ2 остаются в состоянии 0. На выходе
элемента 2СТ4 возникает сигнал 0. Поэтому продолжает формировать-
ся импульс последовательности А о, а последовательности Во и Со
имеют интервал.
В позиции 2 (010) сигнал 0 возникает на выходе элемента 2СТ5.
Формируются импульсы Л о и Во, а также интервал Со.
В позиции 3 (ПО) появляется сигнал 0 на выходе элемента 2СТ6.
Формируются интервалы последовательностей А о и Со и импульс пос-
ледовательности Во.
В позиции 4 (001) сигнал 0 возникает только на выходе элемента
ЗСТЗ, что обеспечивает формирование интервала последовательности
Лои импульсов последовательностей Во и Со. В этой же позиции заря-
жается конденсатор С2, причем его верхняя обкладка получает поло-
жительный потенциал благодаря закрытому состоянию транзистора у
инверсного выхода триггера 2СТ2, а нижняя — отрицательный из-за
открытого состояния соответствующего транзистора в триггере ЗСТ2.
В позиции 5 одновременно с триггером 2СТ2 переключается внео-
чередной раз триггер ЗСТ1 благодаря перезаряду конденсатора С2 и
его последующему разряду через диод VD на инверсный вход В этого
триггера. В этой позиции (111) сигнал 0 имеется только на выходе эле-
мента ЗСТ4, что определяет формирование интервалов образцовых
последовательностей Л о, Во и импульса последовательности Со.
274
Ад 17-
Co
В [1-9 Г25
I-U 02
—-------
U’
1-8 М
О
ffi’i
K7BP
721
и2 VD25
BgjI-10
0
Pf
1-15
7-2Zi
1-21
7-4
ГЦ
Ш
01
Til
TiZ
I-5[ 125 Гц
1000Гц
1-2
К
<PAJ1
ГЗ[125Гц
Г20,500Гц
Рис. 8.13. Схема генератора ЦГЛ
Я75 MW
oi Т ui /
IZ7Z
„ П«4
VT8
7Э
К 21
Т1
Ti5
I-M\
Далее процессы в разделителе фаз повторяются, т. е. из позиции 5
распределитель переключается в нулевую позицию и т. д.
Генератор центрального поста (рис. 8.13) выполняет две не связан-
ные между собой функции. Во-первых., при передаче сигналов ТУ и ЦС
генератор ЦГЛ вырабатывает синусоидальные фазо-манипулирован-
ныеколебания переменного тока частотой 500 Гц. Во-вторых, он выра-
батывает тактовые последовательности прямоугольных импульсов
частотами 125, 500,1000 и 3000 Гц, необходимые для работы устройств
ДЦ центрального поста.
Для формирования фазо-манипулированных колебаний генератор
ЦГЛ содержит логические элементы Т24—Т27, усилитель последова-
тельности прямоугольных импульсов частотой 500 Гц, выполненный
на транзисторе VT21 с контуром ударного возбуждения в коллектор-
ной цепи, а также линейный усилитель синусоидального тока частотой
500 Гц, выполненный на транзисторе VT23 и выходном трансформато-
ре Т4.
На нижние входы логических элементов Т24—Т26 от разделителя
фаз непрерывно поступают образцовые последовательности прямо-
угольных импульсов Л о, Во и Со частотой 500 Гц, сдвинутые друг отно-
сительно друга на 120°. 275
При отсутствии передачи сигналов ТУ и ЦС на одном из трех, выхо-
дов модулятора МТУ (А, В или Q (см. рис. 8.11) имеется сигнал 1, а на
двух других сигналы 0. Например, на выходе А имеется сигнал 1, а на
выходах В и С — сигналы 0. Эти сигналы, поступая на верхние входы
элементов Т24—Т2б (см. рис. 8.13), обеспечивают выбор образцовой
последовательности импульсов А о, Во или Со, передавая ее через эле-
мент Т2 7 на базу усилительного транзистора VT21. В рассматриваемом
примере до момента времени й (рис. 8.14) на выходе элемента Т27 по-
вторяется образцовая последовательность А о.
В момент времени to транзистор элемента Т27 закрывается, обеспе-
чивая поступление сигнала 1 на базу транзистора VT21 (см. рис. 8.13).
При этом его коллекторный ток возрастает, а в контуре ударного воз-
буждения заряжается конденсатор С15, так как в соответствии с пер-
вым законом коммутации в момент времени Го ток через дроссель равен
нулю. Таким образом, полярность и фаза первого полупериода синусо-
идального напряжения в контуре совпадает с полярностью и фазой
приращения напряжения на конденсаторе. Это приращение вызвано
зарядным током конденсатора С15, который имеет полярность и фазу,
говпядяютцие с полярностью и фазой напряжения на выходе элемента
Т27.
Рис. 8.14. Временная диаграмма работы элементов при возникновении фазоманнпулиро-
ванных колебаний в генераторе ЦГЛ
276
Так как частота собственных колебаний контура 500 Гц, то в мо-
мент времени t\ конденсатор С15 заряжается до амплитудного значе-
ния напряжения, а далее разряжается на первичную обмотку ТЗ до мо-
мента времени 12. В этот момент открывается транзистор элемента Т2 7,
уменьшая коллекторный ток транзистора VT2L При этом энергия, за-
пасенная магнитным полем первичной обмотки трансформатора ТЗ,
вызывает ток перезаряда конденсатора С15 и, следовательно, форми-
рование отрицательного полупериода напряжения на контуре. В мо-
мент времени 1з процесс формирования синусоидальных колебаний по-
вторяется.
Изменение фазы синусоидального тока в линейных проводах при
передаче сигналов ТУ и ЦС происходит следующим образом. Допус-
тим, что в произвольный момент времени Ц необходимо передать ак-
тивный такт сигнала ТУ или ЦС (см. рис. 8.14). В рассматриваемом
примере фаза А синусоидального тока, имеющего нулевой сдвиг отно-
сительно произвольно выбранного момента времени to, должна изме-
ниться на фазу В, которая относительно того же момента времени to
отстает от фазы Л на 120°.
На выходе Л модулятора сигнал 1 изменяется на 0, на выходе В сиг-
нал 0 изменяется на 1, а на выходе С сохраняется сигнал 0. На выходах
элементов Т24 и Т26 возникают сигналы 1, а образцовая последова-
тельность Во через элементы Т25 и Т27появляется на базе транзистора
VT21. Формирование синусоидальных колебаний в задающем контуре
в этом случае происходит аналогично рассмотренному выше. Однако
благодаря затягиванию открытого состояния транзистора в элементе
Т27 до момента времени 15 (в соответствии с колебаниями напряжения
образцовой последовательности Во) заряд конденсатора С15 начнется
лишь в момент времени 15, что и вызывает сдвиг фазы переменного
тока в линейных проводах на 120° 6 сторону отставания относительно
исходной фазы. С момента времени 14 до момента 15 колебания в конту-
ре затухают. Более быстрому затуханию колебаний способствует вклю-
чение резистора R80 параллельно энергоемким элементам контура. На
рис. 8.14 в момент времени 16 показано изменение фазы В в фазу С.
Формирование пассивных тактов сигналов ТУ происходит аналогич-
но.
Транзистор VT23 (см. рис. 8.13) предназначен для усиления синусо-
идальных колебаний, индуцированных во вторичную обмотку 3—4
трансформатора ТЗ. Этот транзистор работает в линейном режиме,
что обеспечивается подбором сопротивлений резисторов R85 и R86.
Резисторы R87 и R88 являются элементами отрицательной обратной
связи по постоянному току и предназначены для стабилизации режима
покоя усилительного каскада при изменении температуры. Одновре-
менно резистор R87, являясь элементом отрицательной обратной связи
по переменному току, снижает коэффициент усиления и тем самым
предотвращает самовозбуждение усилителя. При необходимостикоэф-
277
фициент усиления можно регулировать, подключая к внешним выво-
дам 1-21 и 1-22 дополнительный резистор. Резистор R88 шунтируется
конденсатором С14. Это исключает глубокую отрицательную обрат-
ную связь по переменной составляющей.
Генератор тактовой частоты ГТЧ имеет частоту 4000 Гц. Триггеры
Тг1—Тг5 образуют делители частоты на четыре, на восемь и на 32, по-
средством которых, вырабатываются последовательности тактовых
импульсов 125, 500 и 1000 Гц. С выхода триггера Тг2 прямоугольные
импульсы частотой 1000 Гц через усилительный транзистор VT9посту-
пают на вход угроителя частоты, выполненного на транзисторе VT8 с
контуром ударного возбуждения в коллекторной цепи. Этот контур на-
строен на частоту 3000 Гц. Транзистор VT7, работающий в ключевом
режиме, формирует прямоугольные импульсы частотой 3000 Гц, кото-
рые после усиления транзистором VT6 поступают на вход разделителя
фаз.
Структурная схема устройств телеуправления линейного пункта.
Аппаратура канала ТУ линейного пункта предназначена для приема
сигналов телеуправления и цикловой синхронизации. Она состоит
(рис. 8.15) из линейного усилителя типа ЛУЛ\ разделителя фаз РФ; ли-
нейного демодулятора ЛДМ-, узла измерения длительности тактов ИДТ
сигналов ТУ и ЦС; дешифратора сигналов ЦСДШЦС; дешифрато-
ра сигналов ТУ ДШТУ, образованного тактовым распределителем Р-
Д1ПТУ, настроечными перемычками адреса станции и схемой контро-
ля счета тактов КСТ; регистра сигналов ТУ РГТУ и выходных реле
Г1—Г6иР1—Р12.
Усилитель предназначен для выделения сигналов ТУ и ЦС из обще-
го спектра частот, имеющихся в линейной цепи, усиления и детектиро-
вания этих сигналов. Кроме того, в этом блоке устанавливается генера-
тор опорного напряжения частотой 1500 Гц, который используется для
формирования образцовых сигналов, необходимых при детектирова-
нии. Прямоугольные импульсы частотой 1500 Гц через вывод 9 блока
ЛУЛ поступают на вход разделителя фаз РФ, который вырабатывает
образцовые последовательности прямоугольных импульсов Ао, Во и
Со, сдвинутых друг относительно друга на 1/3 периода. Указанные об-
разцы сигналов через выводы 18, 15 и 21 блока ЛУЛ поступают на
входы фазовых детекторов, в которых сравниваются фазы сигнала, по-
ступившего с линии, и образцового сигнала. Сигнал логической 1 воз-
никает на выходе этого фазового детектора, в котором произошло со-
впадение фаз. В этот же момент на выходах двух других детекторов
имеют место сигналы 0. Эти сигналы с выводов 14, 16 и 22 блока ЛУЛ
по проводам А, Ви С поступают в демодулятор Л ДМ.
При отсутствии сигналов ТУ и ЦС в линейной цепи переменный
ток частотой 500 Гц непрерывно поступает на входы 10—11 усилителя
ЛУЛ без изменения фазы, поэтому сигнал 1 постоянно находится в
одном из проводов А, Ви С, а на двух других — сигнал 0. Схема ЛДМ
278
построена так, что на такое статическое состояние сигналов в этих про-
водах не реагирует. Таким образом, при отсутствии сигнала ТУ или
ЦС в проводах 7 и 2 постоянно присутствуют сигналы 0, а в проводах 3
и 4 — сигналы 1.
При поступлении сигнала ТУ или ЦС через каждые 16 мс изменяет-
ся фаза, поэтому в проводах А, В и С через такие же промежутки време-
ни сигнал 1 переходит из одного провода в другой. При приеме актив-
ного такта сигнал 1 переходит в направлении А ->В, В->С и С->А, а при
приеме пассивного такта — в направлении А ->С, С^>В и В->А. На вы-
ходах ЛДМ в зависимости от качества такта кратковременно (пример-
но 2 мс) изменяются логические сигналы. В случае приема активного
такта на выходе 1 сигнал 0 изменяется на 1, а на выходе 3 сигнал 1 изме-
няется на 0. При приеме пассивного такта аналогичное изменение сиг-
налов наблюдается в проводах 2 и 4.
В случае приема сигналов ТУ и ЦС в момент поступления каждого
такта происходит запуск схемы измерения длительности тактов ИДТ
Рис. 8.15. Структурная схема аппаратуры ТУ линейного пункта
279
Если между смежными изменениями фазы проходит более 34 мс, то
схема ИДТ по проводам 7 и 8 устанавливает в исходное состояние все
приемные устройства. Это позволяет фиксировать окончание поступ-
ления соответствующего сигнала и контролировать непрерывность по-
ступления кода.
Дешифратор ДШЦС предназначен для приема сигнала цикловой
синхронизации, имеющего четыре активных изменения фазы, при этом
на его выходе в течение 2 мс возникает логический сигнал 1, который
поступает в аппаратуру передачи сигналов ТС. Схема ДШЦС защище-
на от поступления меньшего или большего числа активных тактов, а
также от появления пассивных тактов среди активных.
Рассмотрим работу схемы дешифратора сигналов телеуправления
ДШТУ. С поступлением начального такта сигнала ТУ, передаваемого
пассивным качеством, в проводе 4 сигнал 1 кратковременно изменяется
на 0. Срабатывает схема ИДТ. На ее выходах 7 и 8 возникает сигнал 0,
чем растормаживаются дешифратор ДШТУ и регистр РГ-ТУ. Одно-
временно в проводе 2 сигнал 0 кратковременно изменяется на 1, в ре-
зультате чего в схеме контроля счета тактов КСТ кратковременно воз-
никает положительный импульс на выходе НТ. По заднему фронту
этого импульса распределитель Р-ДШТУ устанавливается в 1-ю пози-
цию.
С поступлением первого информационного такта, относящегося к
коду адреса станции, переключение распределителя во 2-ю позицию
зависит от правильности работы схемы в предыдущем такте, а также
от соответствия положения настроечной перемычки адреса станции
НАС качеству поступившего такта. Если указанные условия выпол-
няются, то схема КСТ на выходе ЧТ вырабатывает импульс на под-
ключение Р-ДШТУ к входу R. Аналогично происходит проверка по-
ступления других тактов кода адреса станции. При несовпадении по-
ступившего кода положению настроечных перемычек НАС
распределитель Р-ДШТУ останавливается, и прием остальных тактов
сигнала ТУ становится невозможным. Исполнительные такты 13—30
принимаются так же, минуя настроечные перемычки.
Регистр сигналов ТУ РГ-ТУ имеет две ступени памяти. На каждом
такте 13—30 исполнительной части сигнала ТУ проверяется качество
поступившего такта. Если такт активный, то эта информация запоми-
нается на 1-й ступени РГ-ТУ. Во 2-ю ступень содержимое первой ступе-
ни переносится, если сигнал ТУ поступил в полном составе (на 31-й по-
зиции Р-ДШТУ). После этого включаются выходные реле Г1—Гб и
Р1—Р12.
Поступивший телемеханический сигнал на ЛП выделяется полосо-
вым фильтром Ф (рис. 8.16) и после усилителя УС подается на входы
умножителя УМ и формирователя прямоугольных импульсов Fj. На
выходе Fz появляются импульсы частотой 500 Гц, сохраняющие фазо-
вую манипуляцию.
280
Умножитель УЛ/ представляет собой генератор третьей гармоники
частоты 500 Гц сигнала ТУ. Ввиду того, что фазовая манипуляция
это — сдвиг начальной фазы синусоидальных колебаний на 120° в
сторону опережения или отставания, а период третьей гармоники час-
тоты 500 Гц также составляет 120°, то на выходе УЛ/ появляется ток
частотой 1500 Гц, начальная фаза которого совпадает с начальной
фазой <рд (рис. 8.17). Невыходе формирователя Fi (см. рис. 8.16)
возникают прямоугольные импульсы частотой 1500 Гц, не имеющие
фазовой манипуляции. Эти импульсы подаются на вход разделителя
фаз РФ.
На выходах Л о, Во и Со разделителя фаз формируются образцовые
последовательности прямоугольных импульсов частотой 500 Гц,
имеющие фазовый сдвиг друг относительно друга 120°. Причем на-
чальные фазы этих последовательностей совпадают с начальными фа-
зами одноименных образцовых последовательностей центрального
поста. Образцовые импульсы и импульсы с выхода Fi поступают на
входы фазовых детекторов ФДА, ФДВ и ФДС.
В качестве фазовых детекторов используются логические элемен-
ты, решающие операцию равнозначности. Другими словами, на выхо-
да такого логического элемента возникает сигнал 1 лишь в том случае,
если на обоих входах имеются одинаковые сигналы либо 1, либо 0. Это
позволяет в каждом такте телемеханического сигнала выявить его син-
фазность одному из трех образцовых сигналов. Таким образом, по
мере поступления сигнала ТУ или ЦС лишь на одном из выходов А,
В или С в течение 16 мс сохранится сигнал 1, а на двух других — сиг-
налы 0.
231
Демодулятор ЛДМ сигналов ТУ и ЦС предназначен для
фиксации моментов изменения фазы в линейной цепи при приеме теле-
механических сигналов и определения качества поступивших тактов.
ЛДМ имеет входы А, В и С и выходы 1—4. По входным цепям в схему
ЛДМ(рис. 8.18) поступают сигналы от фазовых детекторов блока ЛУЛ,
а по выходным — от схемы ЛДМ в аппаратуру приема сигналов ТУ
иЦС.
Схема ЛДМ содержит два трехпозиционных триггера ITT и 2ТТ,
две группы инверторов 1НЕ и 2НЕ, группу одновибраторов ОДВ,
схему определения качества тактов ОКТ, а также группу выходных эле-
ментов Вых.
Первый трехстабильный триггер 1ТГ, образованной элементами
11СТ4—11СТ6, предназначен для защиты приемных устройств от не-
правильной работы при случайном появлении (например, вследствие
сбоя) лишних логических сигналов 1 на входах ЛДМ. Допустим, из ли-
нейной цепи поступает сигнал, имеющий начальную фазу А. Логичес-
кий сигнал 1 присутствует на входе А, а на входах Ви С имеются сигна-
лы 0. На выходе логического элемента 11СТ4 возникает сигнал 0, а на
выходах элементов 11СТ5 и 11СТ6 — сигналы 1. Обозначим эту пози-
цию триггера 1ТТ как А (011). Для правильного переключения тригге-
ра в другую разрешенную позицию Б (101) или С (110) необходимо,
чтобы исчез сигнал 1 на входе А демодулятора и возник сигнал 1 на
входе В или С. В табл. 8.4 правильные переключения триггера 1 ТТпри-
ведены в первой, пятой и девятой строках.
Рассмотрим работу схемы 1 ТТ при возникновении лишних сигна-
лов. Пусть триггер находится в позиции, соответствующей первой
строке, т. е. на его входах имеются сигналы 100. Затем дополнительно
возникает сигнал 1 еще и на входе В. Это состояние соответствует вто-
рой строке табл. 8.4. На выходах 1 ТТ сигнал не изменяется и по-преж-
нему соответствует позиции А (011). Даже если на всех трех входах воз-
никают сигналы 1 (третья строка табл. 8.4), состояние выходов 1 ТТ не
изменяется. Это достигается благодаря наличию цепей обратной связи,
которые соединяют выход каждого элемента триггера со входами двух
других. Таким образом, триггер ITT надежно защищает схему от не-
правильной работы при возникновении посторонних сигналов 1 на
входах ЛДМ.
Однако, если на всех трех входах ЛДМ отсутствуют сигналы 1, этот
триггер переходит в неопределенное состояние (см. табл. 8.4), обозна-
чаемое 111. В этом случае приемные устройства защищает второй трех-
позиционный триггер 2ТТ, содержащий элементы 1ИФ7—1ИФ9. На
выходах триггера 2ТТ сохраняется состояние, ранее заданное схемой
триггера 1 ТТ. Это обеспечивается благодаря тому, что входы каждого
элемента триггера 2ТТ соединены с выходами др утих элементов собст-
венной схемы и схемы предыдущего триггера 1 ТТ.
282
Таблица 8.4
1 Минус — сбой отсутствует; плюс — сбой имеет место.
Группа инверторов 1НЕ (см. рис. 8.18), составленная из элементов
11ИН1—11ИНЗ, инвертирует сигналы с выходов 2ТТ, восстанавливая
на своих выходах логические сигналы, которые должны иметь место на
входах ЛДМ при безошибочном приеме данного такта телемеханичес-
кого сигнала.
Группа одновибраторов ОДВ, состоящая из элементов 10В1—10В4,
используется как элемент памяти предыдущего состояния входов ЛДМ,
что необходимо для определения качества поступившего такта. Одно-
вибратор представляет собой импульсную схему, которая при стати-
ческом состоянии сигнала на входе на выходе имеет сигнал 0. Если на
входе одновибратора сигнал 1 изменяется на 0, то на его выходе крат-
ковременно (1—1,5 мс) возникает сигнал 1, а затем вновь появляется
сигнал 0. На изменение сигнала с 0 на 1 одновибратор не реагирует, на
его выходе сохраняется сигнал 0.
Схема ОДВработает совместно со схемой определения качества по-
ступившего такта ОКТ, которая содержит элементы 12ИН1—12ИНЗ и
12ИН5—12ИН7. Схема ОКТ имеет две группы шин, условно назван-
ных Откуда и Куда. На шинах А, В и С группы Откуда кратковремен-
но возникает сигнал 1 с выхода того одновибратора, который соответ-
ствует изменяющейся фазе в линейной цепи. На шинах Л, ВиС группы
283
Куда, соответственно соединенными с выходами инверторов 11ИН1,
НИШ и 11ИНЗ, возникает сигнал логической 1, указывающий, на
какую именно изменилась фаза в линейных проводах. Логические эле-
менты схемы ОКТ выявляют качество поступившего такта. Так, элемен-
ты 12ИН1—12ИНЗ фиксируют активные переходы фазы Л->В, В—>С и
С->А, а элементы 12ИН5—12ИН 7—пассивные А —>С, С—>В и В—>А.
Например, из линейной цепи поступает сигнал с начальной фазой
А. На входе А демодулятора ЛДМ и на выходе элемента 11ИН1 имеют-
ся сигналы 1. На входах В и С, а также на выходах инверторов НИШ
и 11ИНЗ находятся сигналы 0. Происходит изменение фазы А на фазу
В. На шине А группы Откуда с выхода одновибратора 10В1 кратко-
временно возникает сигнал 1. Такой же сигнал появляется на шине В
группы Куда. Логический элемент 12ИН1 фиксирует поступление ак-
тивного такта, на выходе этого элемента кратковременно возникает
сигнал 0.
Выходной элемент 12СТ4 объединяет выходы элементов 12ИН1—
12ИНЗ, фиксирующих три возможных активных изменения фазы в ли-
нейной цепи, образуя выход 1 демодулятора. Элемент 12СТ6 выходом
2 фиксирует любое пассивное изменение фазы. Сигналы с выходов эле-
ментов 12СТ4 и 12СТ6 инвертируются элементами 12СТЗ и 12СТ5, об-
разуя выходы 3 и 4 ЛДМ.
284
Дешифратор сигналов телеуправления (ДШТУ) включает в
себя тактовый распределитель Р-ДШТУ, настроечные перемычки ад-
реса станции (НАС) и схему контроля счета тактов (КСТ) сигналов
ТУ (см. рис. 8.15).
Тактовый распределитель Р-ДШТУ состоит из счетчика единиц и
счетчика четверок (рис. 8.19). Счетчик единиц содержит триггеры
14СТ2, 15СТ1 и выходные элементы 14СТЗ—14СТ6, 5ИН1—5ИН4, а
счетчик четверок — триггеры 15СТ2, 16СТ1, 16СТ2 и выходные эле-
менты 15СТЗ—15СТ6, 16СТЗ—16СТ6, 5ИН5—5ИН8 и 6ИН1—6ИН4.
Выходные элементы счетчика единиц образуют шины 0—3, а выход-
ные элементы счетчика четверок — шины 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 и 28.
В каждой позиции Р-ДШТУ сигнал 1 имеется на одной шине счет-
чика единиц и на одной шине сметчика четверок. Общий выход об-
разуют элементы 6ИН5—6ИН8, 7ИН1—7ИН8, 8ИН1—8ИН8, 9ИН1—
9ИН8 и 10ИН1—10ИНЗ, на одном из которых возникает сигнал 0.
Номер этого выхода равен числу импульсов, поступивших на входы
триггера 14СТ2 по проводам НТ и ЧТ.
Схема КСТ (рис. 8.20) содержит входные элементы 17СТЗ, 17СТ4,
18СТЗ и 18СТ4\ управляющие элементы 17СТ5, 17СТ6, 18СТ5и 18СТ6\
триггеры 17СТ1, 17СТ2, 18СТ1 и 18СТ2, а также выходные элементы
10ИН5—10ИН8 и одновибраторы 20В2 и 20В4.
Если сигналы ТУ не передаются, то триггеры 17СТ1,17СТ2, 18СТ1
и 18СТ2, фиксирующие поступление тактов сигналов ТУ, удерживают-
ся в состоянии 0 сигналом 1, поступающим по проводу 7 от схемы ИДТ.
На инверсных выходах этих триггеров имеются сигналы 1. Такие же
сигналы подаются на входы одновибраторов 20В2 и 20В4, подготавли-
вая их к переключению. На выходах одновибраторов и в проводах НТ
и ЧТ присутствуют сигналы 0, поэтому триггер 14СТ2 распределителя
Р-ДШТУ к переключению не подготовлен.
В исходном состоянии Р-ДШТУ находится в позиции 0, поэтому на
выходе элемента 6ИН5 имеется сигнал логического 0, а на остальных
тридцати выходах — сигнал 1. Этот сигнал (0) поступает на шину ЧП
(четных пассивных тактов). С шины ЧП сигнал 0 поступает на вход уп-
равляющего элемента 18СТ5, поэтому с его выхода подается сигнал 1
на вход триггера 18СТ1. Этим подготавливается возврат триггера в ис-
ходное состояние после его переключения. На остальные управляющие
элементы (17СТ5,17СТ6 и 18СТ6) поступают сигналы 1, поэтому триг-
геры 17СТ1, 17СТ2 и 18СТ2 к возврату в исходное состояние не подго-
тавливаются.
Работой ДШТУ управляют импульсы, поступающие от модулято-
ра ЛДМ по проводам 1 и 2. По проводу 1 поступает сигнал 1 на входы
элементов 17СТ4 и 18СТ4 при фиксации в демодуляторе активного
такта сигнала ТУ, а по проводу 2 — на входы 17СТЗ и 18СТЗ при фик-
сации пассивного такта. В исходном состоянии по проводам 7 и 2 на
входы элементов 17СТЗ, 17СТ4, 18СТЗи 18СТ4 поступают сигналы 0, а
285
сигналы 1 с их выходов на входы J триггеров 17СТ1, 17СТ2, 18СТ1 и
18СТ2, что подготавливает их переключение в состояние 1.
Выходы тактового распределителя Р-ДШТУ соединяются с управ-
ляющими элементами восемью шинами. Выход 0, соответствующий
приему нулевого такта сигнала ТУ, соединен с шиной ЧП, так как нуле-
Рис. 8.19. Схема тактового распределителя канала ТУ линейного пункта
286
вой такт всегда имеет пассивное значение. Следующие двенадцать вы-
ходов Р-ДШТУ соединены с шинами нечетных активных (НА), нечет-
ных пассивных (НП), четных активных (ЧА) и четных пассивных (ЧП)
тактов через настроечные перемычки кода адреса станции. Выходы
13—30 объединены в четыре шины: НТИ1, НТИ2, ЧТИ1 и ЧТИ2.
В случае приема нулевого такта сигнала ТУ от схемы ИДТ по про-
воду 7 поступает сигнал 0, что подготавливает к переключению тригге-
ры Р-ДШТУ и схемы КСТ. При этом Р-ДШТУ занимает позицию О,
т. е. четную, поэтому на проводах 41 и 42, а также на двух входах эле-
ментов 18СТЗ и 18СТ4 имеются сигналы 1. В проводе 2 и на нижнем
входе элемента 18СТЗ возникает сигнал 1, поэтому лишь этот элемент
переключается в состояние 0, переключая триггер 18СТ1 по входу J в
состояние 1. На инверсном выходе триггера 18СТ1 и на выходе элемен-
та 10ИН8 возникает сигнал 0, вызывая срабатывание одновибратора
20В4. На выходе 20В4 и в проводе НТ кратковременно возникает сиг-
нал 1, который через 1,5—2 мс изменяется на 0. Также изменяется сиг-
нал на входе J триггера 14СТ2 распределителя, что приводит к пере-
ключению триггера 14СТ2 в состояние 1, а распределителя Р-ДШТУ в
позицию 1. В проводах Н1 пН2 и на двух входах элементов 17СТЗ и
17СТ4 возникают сигналы 1.
Одновременно на выходе элемента 6ИН5 Р-ДШТУ, в шине ЧП и на
верхнем входе элемента 18СТ5 сигналы 0 изменяются на 1, поэтому
благодаря отрицательному перепаду потенциала на входе К триггера
18СТ1 возвращается в исходное состояние 0.
Сигнал 0 с выхода 1, образованного элементом 6ИН6 (см. рис. 8.19)
Р-ДШТУ, через настроечную перемычку НАС поступает на шину НА и
на верхний вход элемента 17СТ6. На выходе 17СТ6 возникает сигнал 1,
что подготавливает триггер 17СТ2 к переключению в исходное поло-
жение. Таким образом, схема ДШТУ подготовлена к приему первого
информационного такта сигнала ТУ.
Отметим, что на других линейных пунктах, где код адреса станции
начинается с пассивного такта, настроечная перемычка НАС установ-
лена в нижнее положение. Поэтому на этих ЛП сигнал 0 возникает на
шине НП и на верхнем входе элемента 17СТ5, подготавливая возврат
триггера 17СТ1 в исходное положение.
С поступлением первого такта сигнала ТУ с активным качеством в
проводе 1 и на верхнем входе элемента 17СТ4 возникают сигналы 1,
что приводиг к переключению триггера 17СТ2 в состояние 1, срабаты-
ванию одновибратора 20В2 и возникновению положительного импуль-
са в проводе ЧТ и на входе триггера 14СТ2. По срезу этого импульса
триггер 14СТ2 переключается в состояние 0, а распределитель Р-
ДШТУ в позицию 2. В проводах 41 и 42 возникают сигналы 1, чем
элементы 18СТЗ и 18СТ4 подготавливаются к переключению.
На выходе 1 Р-ДШТУ (см. рйс.8.20) возникает сигнал логической 1,
что приводит, во-первых, на станциях, на которых настроечная пере-
287
мычка установлена в положение А, к появлению сигнала 0 на выходе
элемента 17СТ6 и возврату триггера 17СТ2 в исходное состояние. На
входах элемента 10ИН5и на входе одновибратора 20В2 возникают сиг-
налы 1. Этот одновибратор подготавливается к работе в следующем
нечетном такте. Во-вторых, на станциях, где указанная перемычка ус-
тановлена в положение П, триггер не возвращается в исходное положе-
От ЛИМ
Рис. 8.20. Схема дешифратора сигналов ТУ линейного пункта
288
ние. На инверсном выходе триггера 17СТ2 и на входе одновибратора
20В2 сохраняется сигнал 0, поэтому сигнал на переключение распреде-
лителя в позицию 4 не поступает. При приеме кода адреса станции и
несовпадении качества также в позиции i с настройкой НА С распреде-
литель затормаживается в позиции i + 2 до конца приема данного сиг-
нала ТУ. Прием остальных тактов сигнала ТУ, соответствующих коду
адреса станции, аналогичен.
От П.ДМ
о—
От ИДТ
0 12 3 00 Ч 8121В202*28
Рис. 8.21. Схема регистра сигналов телеуправления
289
10 Зак 1462
В случае приема информационных тактов 13—30, содержащих
коды номеров групп, команд и признаков команд, работа схемы
ДШТУ не зависит от положения настроечных перемычек НАС. Поэто-
му выходы Р-ДШТУ непосредственно соединяются с соответствующи-
ми входами управляющих элементов. Для уменьшения числа парал-
лельно соединенных выходных элементов распределителя предусмот-
рены исполнительные шины нечетных (НТИ1 и НТИ2) и четных (ЧТИ1
и ЧТИ2) тактов.
Регистр сигналов телеуправления (РГГУ) предназначен для
фиксации активных тактов исполнительной части (такты 13—30) сиг-
нала ТУ. Схема РГГУ (рис. 8.21) состоит из 18 триггерных схем, нахо-
дящихся в блоках РТ. Каждая триггерная схема содержит триггеры I и
II ступеней.
Триггер I ступени имеет три входа 5, объединенных конъюнкцией.
Два верхних входа подключаются к шинам счета тактов распределите-
ля Р-ДШТУ и образуют номер такта. Третий вход всех триггеров через
элемент 1ИФ7 связан проводом 3 с демодулятором ЛДМ. На этом
входе при приеме активного такта кратковременно появляется сигнал
1. Таким образом, соответствующий триггер I ступени переключается,
если данный такт имеет активное качество.
Выходы Q триггеров I ступени связаны с инверсными входами 5
триггеров II ступени через конденсаторы связи. Эти конденсаторы за-
ряжаются после переключения Р-ДШТУв позицию 31. Причем заряжа-
ются лишь те конденсаторы, которые подключены к выходам тригге-
ров I ступени, зафиксировавших поступление активных тактов.
Информация переносится в триггеры II ступени после окончания
приема сигнала ТУ, когда из схемы ИДТпо проводу Яна входы R триг-
геров I ступени поступает сигнал 1. При переключении триггеров I сту-
пени в исходное состояние конденсаторы связи перезаряжаются и раз-
ряжаются на базовую цепь открытых транзисторов триггеров II ступе-
ни. Эти триггеры переключаются в состояние 1, и на их инверсных
выходах возникают сигналы 0. Включаются выходные реле регистра:
три из шести групповых реле Г1—Гб, образующие код номера группы;
четыре из восьми регистрирующих реле Р1—Р8, содержащие код номе-
ра команды; два из четырех реле Р9—Р12, образующие код признака
комацды.
Триггеры II ступени возвращаются в исходное состояние по окон-
чании времени замедления на отпускание якоря реле М.
8.4. Компьютерные системы
диспетчерского управления и контроля
Будущее систем управления движением поездов во многом опреде-
ляется переходом от релейных и полупроводниковых систем автомати-
ки к компьютерным. Такой переход обусловлен экономическими сооб-
290
ражениями. Релейные системы достигли относительно высокого техни-
ческого функционального уровня развития, но интегрировать их в
комплекс устройств управления движением поездов можно только
ценой высоких дополнительных материальных затрат. Расширение
функциональных возможностей существующих систем на старой эле-
ментной базе экономически нецелесообразно, так как это потребует
значительного увеличения площад и помещений для размещения аппа-
ратуры, а также приведет к значительному снижению показателей без-
отказности систем железнодорожной автоматики и телемеханики в
связи с ростом числа необходимых элементов.
Внедрение электронной и компьютерной техники позволяет реали-
зовать современные системы СЦБ, автоматизирующие рутинные опе-
рации диспетчерского персонала и способные обмениваться информа-
цией друг с другом и с внешними системами и устройствами. Благодаря
этому становится возможным создавать автоматизированные системы
управления движением поездов, обладающие более высокими показа-
телями эффективности благодаря интеграции.
На железных дорогах наблюдается тенденция к концентрации уп-
равления перевозочным процессом в результате создания центров дис-
петчерского управления. Технической базой их создания является ши-
рокое использование вычислительной техники, обеспечивающей рас-
ширение зон управления оперативного диспетчерского персонала
(ОДП) и функциональных возможностей систем благодаря улучшению
информационного обеспечения и сокращения рутинных операций.
Под автоматизированным диспетчерским центром управления (АДЦУ)
понимается совокупность ОДП и современных технических средств,
прежде всего вычислительной техники, а также устройств автоматики
и телемеханики.
В 1984 г. железная дорога "Си Эс Экс Транспортэйшн" приступила
к научным исследованиям для объединения 33 диспетчерских постов и
48 отделений дороги в единый центр в Джексонвиле. Эксплуатация
центра началась 29 марта 1989 г. Стоимость проекта оценивалась в 23
млн. дол. Из центра в Джексонвиле 32 диспетчера управляли движени-
ем более 1000 поездов в сутки (возможности системы до 1400 поездов).
Протяженность дороги примерно 32 тыс. км. Региональная система уп-
равления решает задачи диспетчерской централизации в расширенном
вцде. Традиционная ДЦ была дополнена системами опознавания номе-
ра поезда, автоматической установки маршрутов и ведения графика
движения поездов. Был предусмотрен учет наличия, состояния и дисло-
кации локомотлзного парка и оперативное планирование его исполь-
зования. Планировалась работа локомотивных бригад.
Система контролировала работу 15 тыс. работников, занятых ор-
ганизацией движения поездов и локомотивных бригад. Она позво-
лила повысить производительность труда, автоматизировать уста-
новку маршрутов, запись исполненных операций в реальном масштабе
291
10
времени, вызов локомотивных бригад. В системе возможно прогнози-
ровать последствия в движении поездов при возникновении конфликт-
ных ситуаций. При этом снизилась доля ручного труда и количество
переговоров работников, занятых организацией движения поездов. В 3
раза сократился диспетчерский персонал.
Фирма "Юнион Свитч энд Сигналз" приступила к разработке ана-
логичного центра в Омахе для железной дороги Юнион Пасифик. Ха-
рактерной особенностью работы данного центра является непосредст-
венная близость от него центра управления работой локомотивных
бригад. Этот центр круглосуточный. В нем работают 230 диспетчеров,
которые заменяют ранее существовавшие на дороге 85 пунктов сбора
локомотивных бригад. Используемые в Центре средства вычислитель-
ной техники позволяют перейти на безбумажную технологию контроля
за работой локомотивных бригад с ведением точного учета наработки
времени каждым машинистом. Введение данной системы позволяет со-
кратить 3 тыс. телефонных вызовов в сутки (извещения передаются вы-
числительными средствами). Из Центра ведется управление работой 15
тыс. машинистов и их помощников через 52 пункта сбора локомотив-
ных бригад на дороге. В объединенную систему АДЦУ в Омахе введе-
ны функции автоматической организации скрещений и обгонов поез-
дов, автоматического пропуска поездов по участку, а также прогнози-
рования и предупреждения конфликтных ситуаций.
Наряду с крупными системами управления движением поездов, за
рубежом разрабатываются и эксплуатируются системы диспетчерского
управления для относительно небольших участков железных дорог.
Система SAFE L90 внедрена на городской железной дороге Рейн—
Рур и предусматривает преимущественно автоматическое управление
движением поездов. При необходимости ручное управление выполня-
ют с рабочих мест на центральном посту. На линейных пунктах (постах
централизации) персонала нет. В этой системе, выполненной на основе
микропроцессоров, предусмотрено унифицированное устройство со-
пряжения, позволяющее кроме системы SAFE L90 подключить к аппа-
ратуре телеуправляемого поста систему автоматического управления
установкой маршрутов и непрерывной автоматической локомотивной
сигнализации.
Работой постов централизации на железной дороге управляют
несколько диспетчеров, каждый йз которых имеет свое автоматизиро-
ванное рабочее место (АРМ). Специальный коммутационный блок
центрального поста соединяет выбранный линейный пункт с соответ-
ствующим АРМом оператора. На каждом рабочем месте, кроме собст-
венного, имеется дополнительный дисплей, служащий для наблюдения
за смежными участками. Этот дисплей не имеет устройств ввода ин-
формации. В состав АРМа входит также печатающее устройство, кото-
рое позволяет протоколировать работу системы и действия оператора.
292
Создание в России дорожных и региональных автоматизирован-
ных центров диспетчерского управления движением поездов предпо-
лагает оборудование участков железных дорог новыми системами ДЦ,
а также перемещение поездных диспетчеров в эти центры с уже сущест-
вующих постов ДЦ. При этом снижение стоимости строительства и со-
кращение сроков создания центров управления возможно при выпол-
нении аппаратуры центральных постов существующих и новых систем
ДЦ на основе средств вычислительной техники — персональных ЭВМ
(ПЭВМ) и программируемых контроллеров (ПК).
На участках, оборудованных системами ДЦ ЧДЦ, "Нева" и "Луч",
существующую аппаратуру ЦП не переносят в центр управления, и она
остается в резерве (рис. 8.22). От места расположения ЦП ДЦ до центра
управления продлеваются каналы связи, и в АДЦУ устанавливается ка-
налообразующая аппаратура (модулятор и демодулятор) конкретной
системы ДЦ. Функции аппаратуры ЦП реализуются с использованием
ПЭВМ, которая через оптронное устройство сопряжения взаимодейст-
вует с модулятором и демодулятором при передаче сигналов ТУ и при-
еме сигналов ТС от существующих на участке аппаратных средств ли-
нейных постов ДЦ.
Рис. 8.22. Структурная схема автоматизированного диспетчерского центра управления
293
На участках, железных дорог, не оборудованных существующими
системами ДЦ, ЦП выполняют аналогично, а аппаратура линейных
пунктов реализуется на основе программируемых контроллеров, под-
ключаемых через модем к каналу связи и через модульно-наращивае-
мое устройство сопряжения УСО к пульту ЭЦ.
Использование ПЭВМ позволяет значительно расширить функци-
ональные возможности аппаратуры ЦП и, кроме приема,, дешифрации
и формирования сигналов ТУ — ТС, на экране монитора по запросу
ДНЦ формируется: нормативно-справочная информация; график ис-
полненного движения; информация о номерах поездов, состоянии со-
седних диспетчерских участков, авариях и отказах устройств СЦБ.
Кроме того, ПЭВМ ЦП осуществляет архивацию и протоколирование
работы системы и оперативно-диспетчерского персонала. Таким обра-
зом, ПЭВМ реализует функции АРМ ДНЦ.
Оборудование ЦП системы диспетчерского управления ДЦ-МПК,
разработанной РГУ ПС (рис. 8.23), составляют: каналообразующая
аппаратура (Модем)-, контроллер связи ПКЦП, предназначенный
для первичной обработки сигналов ТУ—ТС, формирования массивов
с обновленной информацией для передачи в персональную ЭВМ
(ПЭВМцп), формирования приказов ТУ и поддержки протоколов ин-
формационного обмена ЦП и ЛП; дублированный компьютер, совмес-
тимый с компьютером IBM, стандартной конфигурации, представ-
ляющий собой основную часть автоматизированного рабочего места
поездного диспетчера; функциональная клавиатура ФК для формиро-
вания ответственных команд.
Оборудование ЛП включает в себя каналообразующую аппарату-
ру и контроллер на базе однокристалльной ЭВМ, увязанный со станци-
онными системами железнодорожной автоматики и телемеханики или
другими системами, например системами электроснабжения. Основны-
ми задачами, возлагающимися на контроллер, являются: прием инфор-
Рис. 8.23. Структурная схема ДЦ-МПК
294
мации о состоянии объектов контроля и формирование массивов для
передачи на ЦП сообщений об изменениях; прием и расшифровка сиг-
налов телеуправления; выдача управляющих воздействий на исполни-
тельные устройства и выполнение алгоритмов управления (двукрат-
ный перевод стрелок, последовательный пуск стрелок, проверка соот-
ветствия переведенного положения стрелок требуемому и др.);
поддержка протоколов информационного обмена с ЦП.
Использование в системе современных технических средств дает
возможность единого информационного обеспечения ОДП различных
служб, основывающегося на общности используемых моделей поезд-
ной и технологической ситуации на полигоне, однотипном их отобра-
жении с дополнением необходимыми специфическими данными в соот-
ветствующем АРМе поездного, вагонного и локомотивного диспетче-
ров, энерго диспетчера, диспетчера по СЦБ и связи и др.
Предлагаемый общий информационный модуль обеспечивает: ин-
дикацию режима управления (диспетчерское, местное, автономное, се-
зонное, резервное, комбинированное); отображение наименований
объектов (названия направлений, станций, перегонов, рельсовых
цепей, литеры светофоров, номера стрелок, путей и др.); отображение
общего плана участка железной дороги с возможностью детализации
изображения и представления путевого развития станций, парков, гор-
ловин с контролем состояния рельсовых цепей, стрелок, светофоров,
устройств контактной сети и электроснабжения; отображение норма-
тивно-справочной информации; представление фрагментов станций,
не включенных в систему диспетчерского контроля, но формирующих
целостность восприятия изображения (тупики, грузовые районы, подъ-
ездные пути и т. п.); ведение поездной, локомотивной и вагонной моде-
лей (включая трансляцию номеров поездов); хранение и архивацию
данных о ходе перевозочного процесса с возможностью их воспроизве-
дения; прогнозирование перевозочного процесса; сбор и предваритель-
ную обработку информации от путевых устройств контроля подвиж-
ного состава (ПОНАБ, КРАП и др.).
С учетом назначения разрабатываемого АРМа такое программное
ядро дополняется специализированными данными и подпрограммами.
В АРМе диспетчера по сигнализации и связи обеспечиваются: кон-
троль состояния таблицы занятия каналов; эмуляция поступления сиг-
налов из линии; контроль питающих устройств СЦБ —контрольной и
рабочей батарей, фидеров; диагностирование напольных объектов
(рельсовых цепей, стрелок, светофоров); автоматизация процессов
фиксации, хранения и обработки данных об отказах с выдачей отчет-
ных документов установленной формы; отображение специальной
нормативно-справочной информации (расположение релейных шка-
фов, муфт, установка стрелочных электроприводов, электрические
схемы, типы используемых устройств и систем ЭЦ, марка двигателей
стрелочных электроприводов, кабельный план станции).
295
Многообразие представляемой пользователю информации предпо-
лагает различные режимы визуализации информации. Для осуществле-
ния этого программное обеспечение имеет структуру, позволяющую
осуществлять управление по запросу с помощью специальной подпро-
граммы-администратора. Ее задачами являются регистрация поступа-
ющих запросов (воздействия ОДП на клавиатуру, "мышь", прерывание
порта последовательной передачи данных, сообщение от периферий-
ных устройств — принтера, плоттера), формирование соответствую-
щих сообщений, передача данных в подпрограммы обработки запро-
сов. Последние после завершения возвращают управление администра-
тору.
Данное программное обеспечение ориентировано не только на раз-
личных пользователей, но и на разные эксплуатационно-технологичес-
кие схемы организации перевозочного процесса. Представленная на
рис. 8.22 структурная схема отражает диспетчеризацию участка (на-
правления) железной дороги.
Особую актуальность приобретают средства концентрации управ-
ления в АДЦУ, обеспечивающие совместимость с эксплуатируемыми
системами диспетчерского управления и перенос рабочего места ОДП
в центр. Предлагаемый программно-аппаратный комплекс обеспечи-
вает решение этой задачи без реконструкции и переноса аппаратуры
цпдц.
Возможным вариантом использования средств ДЦ-МПК является
централизация управления малыми станциями на базовой станции ис-
ходя из условия непревышения допустимой нормы загрузки дежурного
персонала (мини-ДЦ). Следует отметить отсутствие противоречия в
концентрации управления в АДЦУ и развитии мини-ДЦ, поскольку
последнее направление следует развивать при преобладающем объеме
местной работы на станциях с предоставлением поездному диспетчеру
необходимой информации по системе телеконтроля.
Особенно эффективно применение схемы (см. рис. 8.22) для кон-
центрации управления станциями узла. Это целесообразно для про-
межуточных станций, по которым проходят поезда с железнодорож-
ных участков, управляемых разными поездными диспетчерами. В этих
условиях передавать управление маршрутами на таких станциях в сис-
теме ДЦ одному из диспетчеров невозможно, и приходится использо-
вать автономное управление. Такое решение требует наличия штата де-
журных, загрузка которых организацией пропуска поездов на про-
межуточных станциях значительно меньше допустимой.
Организация управления передвижениями на промежуточной стан-
ции дежурным соседней крупной станции обеспечивает эффективное
использование трудовых ресурсов и расширяет зону контроля прибли-
жения поездов, чем облегчается прогноз времени их прибытия и свое-
временная подготовка станции к приему. Это сокращает задержки по-
ездов на подходах к крупной станции и обеспечивает получение суще-
ственной среднегодовой экономии эксплуатационных расходов.
296
Использованию такого управления препятствуют ограничения су-
ществующей системы кодового управления СКЦ для передачи ответст-
венных команд, в которой приходится дополнительно использовать де-
фицитные кабельные жилы.
Система ДЦ-МПК не имеет указанных недостатков, а передача от-
ветственных команд основывается на обеспечении: достоверности фор-
мирования команд алгоритмическими методами и использованием
специальной функциональной клавиатуры; правильности обработки и
формирования команды ТУ на ЦП и рсализащш па ЛП в результате
использования для этого троированного контроллера, работающего
по мажоритарной логике 2V3; достоверности передачи команды по ли-
ниям связи помехозащищенным кодированием в канале связи; безопас-
ности воздействия на исполнительные устройства благодаря созданию
специализированного УСО.
8.5. Диспетчерская централизация ДЦМ-ДОН
Назначение и функционалынлй состав системы. Внедрение систем
диспетчерских централизаций на современной аппаратной основе ак-
туально в условиях интенсивного движения для повышения качества
управляющих воздействий, а при спаде объема перевозок — для сокра-
щения эксплуатационных расходов.
Общеизвестна высокая напряженность и сложность работы поезд-
ных диспетчеров, зависимость принимаемых ими оперативных реше-
ний от достоверности поступающей информации, а также необходи-
мость концентрации технологических данных в крупных центрах для
повышения качества управления движением. Целям улучшения усло-
вий труда диспетчерского персонала, автоматизации процессов зада-
ния маршрутов, ведения графика исполненного движения, представле-
ния справочной информации, а также создания современной техничес-
кой базы для организации региональных и дорожных центров
управления служит ДЦМ-ДОН [5]. В программное обеспечение ДЦМ
заложены задачи постоянного тестирования работоспособности всей
аппаратуры с выводом результатов на цветные графические монито-
ры. Кроме того, скомпонована аппаратура, упрощающая процесс ре-
монта вышедших из строя отдельных технических модулей.
В целом идеология работы системы обеспечивает, как принято го-
ворить, "дружеское" отношение t диспетчером, а ее техническое по-
строение позволяет без дополнительных капитальных вложений рас-
ширять состав решаемых функциональных задач,, например взаимную
информационную связь с АСОУП, формирование ответственных ко-
манд выполнение функций маршрутного набора на станциях участка
диспетчерского управления и т. д.
297
Проведенная в период 1986—1987 гг. Ростовским институтом ин-
женеров железнодорожного транспорта (РИИЖТ) разработка первой
в отечественной практике микропроцессорной диспетчерской центра-
лизации завершилась внедрением в опытную (январь 1989 г.), а затем в
постоянную (июль 1990 г.) эксплуатацию системы ДЦМ-ДОН на участ-
ке Батайск — Староминская Северо-Кавказской железной дороги.
Более чем трехлетний опыт использования системы в технологическом
процессе, разработанные системотехнические решения, анализ разви-
тия зарубежных средств аналогичного назначения позволил сформули-
ровать технико-экономические требования, которые были изложены в
техническом задании, утвержденном ЦШ МПС.
Основным назначением ДЦМ-ДОН является совершенствование
процессов организации движения поездов на железнодорожных участ-
ках на основе автоматизации оперативного контроля и управления,
выработки рекомендаций диспетчерскому персоналу.
При этом реализованы основные информационные и управляющие
функции: сбор и отображение в реальном масштабе времени данных об
объектах телеконтроля; идентификация, трансляция и индикация но-
меров поездов и локомотивов; регистрация в координатах "время —
путь" и оперативное отображение графика исполненного движения;
просмотр графика за смену; ввод номера поезда на занятый путь и
перегон; диалоговый режим с автоматизированными системами управ-
ления движением поездов; регистрация и локализация отказов аппара-
туры ДЦМ-ДОН, отображение аварий устройств СЦБ; прием управля-
ющих воздействий ДНЦ, их анализ и реализация; реализация логики
маршрутного набора, индивидуального управления объектами и ис-
полнение ответственных команд; отображение информации о различ-
ных технологических ситуациях и ограничениях; автоматизация одно-
образных действий ДНЦ по заданию маршрутов; протоколирование
технологических сообщений и действий ДНЦ; просмотр и анализ в вы-
бранном масштабе времени процесса работы системы за любой период
с возможной дифференциацией по типам сообщений (приказы ДНЦ,
сигналы ТС, внутренняя диагностика и т. п.).
Кроме того, имеется возможность адаптации состава функцио-
нальных задач к требованиям заказчика, в том числе при использова-
нии в качестве основы центров диспетчерского управления, а также в
телемеханических комплексах различного назначения (управление
объектами станций, узлов, комплексов электрооборудования и т. п.).
Основными принципами организации взаимодействия поездного
диспетчера с ДЦМ-ДОН являются: освобождение диспетчера отруган-
ных операций, создание благоприятных условий для планирования по-
ездной работы, организация документирования результатов в автома-
тизированном режиме; простота процедур диалога, максимальное со-
хранение традиционных символов, цветовых решений и т. п.;
функциональная равноценность всех элементов и подсистем отображе-
298
ния данных; двухуровневое построение информационных фрагментов
(общий вид участка и набор всех станций, график исполненного движе-
ния для всего участка и укрупненный—для любой из его частей); инди-
кация задаваемых диспетчером команд и процесса их реализации, а
также непрерывное подтверждение работоспособности аппаратуры.
К 1995 г. система находится в эксплуатации на четырех участках
железных дорог России (табл. 8.5).
Система ДЦМ-ДОН не имеет ограничений применения и может ис-
пользоваться на участках, узлах, направлениях при однопутной или
многопутной топологии перегонов совместно с различными типами
тяги, электрической централизации, автоблокировки, другими устрой-
ствами железнодорожной автоматики.
Структура и основные технические показатели. Система состоит из:
агрегатного комплекса диспетчерского центрального поста управле-
ния ЦПУ, имеющего структуру мультимикропроцессорной сети на
базе процессоров 580, 386, 486; оперативно-диспетчерского оборудова-
ния ЦПУ, обеспечивающего диалог "диспетчер — система" с использо-
ванием цветных дисплеев, функциональной клавиатуры, пульта управ-
ления; телекоммуникационных каналов с частотной модуляцией и ор-
ганизацией типа "кольцо", радиально-кольцевой, комбинированной;
резервированных микропроцессорных линейных пунктов ЛПУ с ком-
мутирующими устройствами УК, обеспечивающими переключения ос-
новного О и резервного Р комплектов и исключения неисправных
Таблица 8.5
Дорога Участок Длина, км Число станций Число путей Число сигналов
Всего В том числе на ТУ ТУ ТС
Восточ- Иркутск — 120 13 1 217 252 4058
но-Си- бирская Слюдянка Батайск — 94 7 6 58 382 663
Северо- Старомин- ская Старомнн- 107 7 5 47 400 1257
Кавказ- ская При- ская — Ти- машевская Благодат- 130 12 8 120 587 1800
волж- ская Итого ка—Трофн- мовскин 451 39 20 442 1621 7778
299
компонентов; рабочего места дежурного электромеханика (обслужива-
ющего систему), оснащенного персональным компьютером и устройст-
вами тестирования; рабочих мест удаленных пунктов контроля поезд-
ного положения и состояния аппаратных средств (дежурный инженер
ШЧ, узловой диспетчер и т. д.).
Взаимодействие ЦПУ с ЛПУ организуется на основе магистраль-
ной линии связи (рис. 8.24, а), радиального подключения (рис. 8.24, б) и
базовой структуры резервированной кольцевой сети ДЦМ-ДОН
(рис. 8.24, в), реализуемой с использованием физических четырехпро-
водных линий связи и (или) ВЧ-каналов, которая обеспечивает: исклю-
чение промежуточных усилителей; повышение достоверности передачи
данных благодаря регенерации линейного сигнала до достижения
уровня, соизмеримого с помехой; повышения живучести сети и устра-
нения участков с обрывом канала связи либо выходом из строя отдель-
ного ЛПУ в результате реконфигурации кольца.
Передача сообщений от ЛПУ к ЦПУ и обратно осуществляется
микропроцессорным контроллером магистральной сети (МКМС) по
следующему алгоритму:
1. Основной элемент управления формирует сообщение (адрес, тип,
длина, данные) и записывает его во внутреннюю память МКМС, а
затем устанавливает признак "Имеются данные для передачи";
2. МКМС, получив сообщение, вычисляет контрольный цикличес-
кий код CRC8, передает сообщение в линию связи и переходит в состо-
яние ожидания положительного подтверждения приема;
3. Не получив ответа в течение заданного промежутка времени,
МКМС повторно посылает сообщение. После трех неудачных попы-
ток передать сообщение МКМС сообщает основному элементу управ-
ления об ошибке в передаче для принятия решения (повторить переда-
чу, отказаться от повторной передачи).
При выходе из строя аппаратных средств линейного пункта (напри-
мдэ, ЛПУ2) УК обеспечивает "спрямление" линий связи. Разрыв основ-
ной линии связи (например, на перегоне между ЛПУЗ и ЛПУ4) приво-
дит к подключению ЛПУ4 и ЛПУ5 к резервной ВЧ-линии связи. Все
переключения УК проводит в телемеханическом (при подаче приказов
на коммутацию с ЦПУ), ручном (при переключениях, производимых
электромехаником непосредственно на ЛПУ) и в автоматическом (в
случае изменений напряжения питания вне допустимых пределов, неис-
правности модулей ЛПУ, отсутствия байта синхронизации в линии
связи) режимах.
На участках со значительным объемом оперативных данных (более
0,5 Мбайт/ч) целесообразно использовать радиально-кольцевые сети
связи. Возможно комбинированное использование приведенных спосо-
бов.
Объединение ЦПУ и ЛПУ на основе кольцевой структуры обеспе-
чивает использование различных типов и конфигураций линий связи,
зоо
ц/?у I 1 I t I t —t-
| ЛПУ1 | | лпчг | лпчз |
Рис. 8.24. Схемы подключения ЛПУ к линии связи
повышает устойчивость к влиянию помех благодаря регенерации сиг-
нала на каждом ЛПУ.
Для повышения вероятности безошибочной передачи сообщений в
программных средствах ДЦМ-ДОН приняты меры помехозащищенно-
го кодирования. Для обнаружения ошибок, связанных с искажением
передаваемого сообщения, в канале связи применяется циклический из-
быточный код CRC8-. G(x) = х8 + х2 + х + 1 = (х + 1) (х7 + х6 + х5 + х4+
+ х^ + 1).
Так как выбранный полином имеет в качестве множителя (х + 1) и
множитель, содержащий три и более членов, то обеспечивается одна из
следующих степеней защищенности: полностью от всех одно- и двухби-
товых ошибок, расположенных раздельно или рядом; полностью от
всех нечетных ошибок; полностью от всех пачек ошибок, размер кото-
рых меньше или равен степени производящего полинома (п ^-8); боль-
шинства пачек ошибок, размер которых больше степени образующего
полинома.
Выбранный полином обеспечивает кодовое расстояние d = 4 для
сообщен*» длиной менее 16 байтов и простой табличный способ вы-
числения без применения элементов полиномиальной арифметики, что
301
особенно важно при использовании восьмиразрядного процессора в
составе МКМС. Контрольная сумма для сообщения д линой L вычисля-
ется по следующей рекуррентной формуле:
CRCSi + 1 = TabCRC8 [CRC8i + Bi],
где CRCSi — циклический избыточный код иа i-м шаге; TabCRCS — одномерная матри-
ца, содержащая 256 остатков циклического избыточного кода; Bi — текущий байт сооб-
щения на i-м шаге.
В соответствии с выбранным образующим полиномом и рекомен-
дациями нормативных документов выбрана структура передаваемых
сообщений, которая имеет следующий вид (по байтам): ВО = Addr —
адрес источника (приемника) сообщения В1 — Туре байт, содержащий
в старшей тетраде (07—DA) тип, а в младшей (ОЗ—DO) — длину сооб-
щения; В2—В14 — данные сообщения; В15 — контрольный цикличес-
кий код CRC8. Адрес источника побитно состоит из следующих полей:
D1 — направление передачи от ЦПУ к ЛПУ (DI = 1) или от ЛПУ к
ЦПУ (D7 = 0); D6 — резерв; D5 — признак наличия положительного
подтверждения безошибочного приема, 04 — номер комплекта
ЛПУ/ЦПУ основной (04 = 0) или резервный (04 = 1); 03—DO — номер
ЛПУ (ЦПУ) в кольце.
В структуре кадра сообщения под адрес отведено четыре бита, что
ограничивает количество ЛПУ в одном кольце до 15. Все комплекты
МКМС ЦПУ всех колес имеют адрес 0.
При реализации алгоритмов передачи сообщений по кольцевой
линии связи возможны следующие предельные случаи: каждый ЛПУ
стремится передавать свои сообщения в первую Очередь, и принимае-
мые сообщения, адресованные другим узлам, запоминаются в транзит-
ном буфере МКМС, а при освобождении передатчика транслируются
далее; передача собственных сообщений задерживается до полного ос-
вобождения транзитного буфера.
Возможен и промежуточный вариант, в котором право на передачу
в первую очередь предоставляется транзитным ответам и лишь после
этого попеременно своим и транзитным сообщениям.
Анализ статистических данных функционирования канала связи на
участках с ДЦМ-ДОН позволил сделать вывод о равномерности пото-
ков сообщений в пределах суток с числом сообщений в течение 1 ч, рав-
ном 2046 при семи станциях на участке. Такая равномерность объясня-
ется использованием принудительной передачи информации о состоя-
нии текущей группы при отсутствии перемещений на станции в течение
20 с. Наибольший процент сообщений в канале (76 %) имеет д лину, рав-
ную четырем байтам, что объясняется высокой скоростью реакции сис-
темы на изменение состояния контролируемых объектов. Система
передает сообщение на каждое едшшчное изменение объекта. При от-
сутствии изменений на станции полное время принудительной переда-
302
чи всех групп 36—38 мин. Внутреннее диагностирование ЛПУ осущест-
вляется в среднем каждые 5 мин, при наличии неисправностей — каж-
дую минуту, а также при каждом изменении состояния комплектов
ЛПУ. Диагностирование состоит из трех сообщений длиной 16 байт.
Запрос о состоянии объектов контроля приводит к передаче 10 сообще-
ний длиной 16 байт.
В целом реализованная система имеет следующие основные техни-
ческие параметры:
Организация связи между подсистемами............... Локальная сеть
Число ЛПУ в одном "кольце", не более .............. 15
Число "колец” в одном каркасе, не более ............ 3
Реализация каналов связи...........................двух- и четырех-
проводные фи-
зические линии,
ВЧ-каналы
Число объектов контроля (ОК) на ЛПУ, не более......729
Число команд управления на ЛПУ, ие более...........320
В том числе общего назначения, ие более............192
Число ответственных команд, ие более...............128
Способ опроса ОК...................................Универсальный
Цикл опроса ОК, с, ие более........................5
Время, с, ответа иа запрос ДНЦ, не более...........5
Температура окружающего воздуха, °C, при
относительной влажности 85 % при темпера-
туре плюс 35 ’С....................................+ 5 — +45
Средняя наработка, ч, до отказа ЛПУ,
не менее...........................................5000
То же, ЦПУ, ие менее...............................2500
Средний срок службы аппаратуры, годы...............10
Система имеет электропитание от сетей переменного тока напряже-
нием 220 В, частотой 50 Гц и постоянного тока напряжением 24 В (при
наличии агрегатов бесперебойного питания).
Организация и состав ЦПУ. Типовые структуры связи для органи-
зации межпроцессорного обмена данными выбирают с учетом следую-
щих требований: сохранение работоспособности комплекта при выхо-
де из строя отдельных подсистем; создание высокопроизводительных
средств на основе объединения ресурсов нескольких подсистем; выбор
конфигурации ЦПУ в соответствии с особенностями конкретного тех-
нологического объекта управления; наращивание функциональных
задач в ходе эксплуатации или при модернизации; сокращение затрат
на разработку специального программного обеспечения.
В результате анализа существующих способов организации ком-
плексов установлено, что наиболее полно перечисленным требованиям
удовлетворяет сетевая структура на основе разделяемой шины с де-
централизованным управлением. При этом обеспечиваются обмен ин-
формацией массивами переменной длины; повышение достоверности
передаваемой информации циклическим методом контроля и исправ-
303
304
Рис. 8.25. Структурная схема ЦПУ
ления ошибок повторной передачей данных; передача сообщений к
конкретным подсистемам и к процессам (по типам сообщений).
Локальная сеть ЦПУ (рис. 8.25) объединяет функциональные под-
системы слежения за поездным положением СПП, вывода информации
на цветные графические терминалы ЦГТ, подключения функциональ-
ной клавиатуры ФК, персональных компьютеров ПК и табло опера-
тивной индикации (факультативно) с помощью последовательного ра-
диального интерфейса ИРПС и др.
Для участков, оборудованных диспетчерскими централизациями
"НЕВА", разработан вариант подключения одного из "колец" ЦПУ к
существующей магистральной линии. При этом высвобождаются зна-
чительные площади помещений в центре, исключается необходимость
дополнительных капитальных вложений и финансирования проектных
и монтажных работ для линейных станций при полном сохранении
функций ЦПУДЦМ-ДОН.
Оперативно-диспетчерское оборудование (ОДО) ДНЦ обеспечива-
ет оптимальное согласование диспетчерского персонала с системой и
технологическим процессом в целом.
С помощью функциональной клавиатуры ДНЦ может вызвать на
экран ЦГТ интересующие его информационные фрагменты, получить
справочную информацию о системном времени, ремонте станционных
путей и их длинах, вводить и изменять номера поездов, а также зада-
вать директивы на выполнение (отмену) определенных приказов.
Все директивы, набираемые на функциональной клавиатуре, делят-
ся на исполнительные (посылка приказов телеуправления); информа-
ционные (смена информационных фрагментов, выбор активного тер-
минала); справочные (запрос справочной информации о длине путей и
др.); задающие (установка системного времени; введение, изменение,
аннулирование реквизитов записей поездов в базе данных).
Вся отображаемая на ЦГТ поездного диспетчера информация ком-
понуется в информационных фрагментах "Общий вид участка", "Стан-
ция", "График движения".
Разработка информационного фрагмента "Общий вид участка"
(рис. 8.26) обусловлена необходимостью выдачи поездному диспетчеру
интегральной информации о поездном положении и состоянии уст-
ройств СЦБ на участке управления. При этом результаты испытаний и
эксплуатации показали не только конкурентоспособность, но и ряд
эксплуатационных преимуществ (высокая надежность), расширенный
состав алфавита отображаемых сообщений, конструктивная компакт-
ность и др.) указанного технического решения по сравнению с традици-
онными табло.
На общем виде участка показаны условное изображение топологии
объекта управления, названия промежуточных и граничных станций,
состояние стрелочных и бесстрелочных участков, станционных путей и
их номера, наличие на перегонах поездов с указанием направления дви-
305
жения и общего их количества, установленные на станциях маршруты,
показания входных и выходных сигналов, а также дополнительная ин-
формация о переводе конкретных станций на местное или сезонное уп-
равление, автоматическое действие входных и выходных сигналов
главных путей.
Для упрощения информационной структуры на общем виде не по-
казаны номера стрелок и литеры светофоров. Для отображения выход-
ных светофоров применен один символ на группу сигналов (аналогич-
но для входных светофоров). Управление символом осуществляется в
соответствии с состоянием сигналов Ч и ЧД или Н и НД.
Предусмотрен ввод с функциональной клавиатуры данных о невоз-
можности использования определенного станционного пути в техноло-
гическом процессе в связи, например с производством ремонтных
работ, а также организации движения по "неправильному" перегонно-
му пути.
Нижняя зона экрана предназначена для отображения значения те-
кущего времени и вывода контрольных данных о производимых нажа-
тиях клавиш функциональной клавиатуры.
306
Для обеспечения поездного диспетчера подробной информацией о
ходе технологического процесса на станциях разработаны индивиду-
альные информационные фрагменты (рис. 8.27), которые содержат об-
ширную оперативно-технологическую информацию. Ее может исполь-
зовать не только ДНЦ, но и сотрудники смежных служб (например,
сигнализации и связи). Все отображаемые классы объектов являются
динамическими, т. е. есть возможность получить высокую информа-
тивность фрагмента без увеличения числа элементов алфавита отобра-
жаемых данных.
Каждый информационный фрагмент "Станция" содержит набор
данных об индивидуальных показаниях всех входных, выходных и ма-
ршрутных светофоров, потере контроля, переводе на местное управле-
ние и положении стрелок, занятости (свободности) участков приближе-
ния, номерах поездов, движущихся к данной станции в соответствую-
щей последовательности, направлении движения поезда, номерах
стрелок.
Кроме того, верхняя зона экрана (10 х 48 знакомест) предназначена
для отображения в табличной форме сведений о фактическом и графи-
ческом времени прибытия поездов, опоздании, времени отправления,
номере локомотива. По вызову диспетчера могут также индицировать-
ся длины станционных путей.
ПоезЗ лкп Фкт
грф опозд ат пр
Рис. 8.27. Информационный фрагмент "Сташцгя'
307
Отображение на экране ЦГТ в реальном масштабе времени графи-
ка исполненного движения введено для снижения информационной и
моторной загрузки и обеспечения оперативных потребностей поездно-
го диспетчера.
Представление графика исполненного движения на экране ЦГТ
осуществляется в традиционной форме в координатах "время—путь".
Процесс построения графика определен получаемыми от подсистемы
"Канал" временными отметками прибытия и отправления, упорядочен-
ными в последовательности прохождения поездом Ni станций участка.
Такой принцип слежения обеспечивает упрощенный учет возвратных
перемещений подвижных единиц.
Процедура регистрации графика заключается в рассмотрении пар
количественных значений времени прибытия ( Т ni ) и отправления
(Toi) поезда по j-й станции (стоянка поезда), или отправления ( Т 7О1 )
со станции CTj и прибытия ( TJ„i ) на станцию CTj+i (движение по
перегону). На основе произведенного анализа осуществляется постро-
ение горизонтальных или наклонных линий.
Кроме того, указанные пары значений времени анализируются на
принадлежность временному интервалу (То —Ттах), отображаемому
на ЦГТ (То — значение времени начала координат, Ттах = То + 1,5 ч).
В результате определяется один из трех возможных случаев: обе вре-
менные засечки находятся вне указанного интервала (построение не
выполняют); первая временная засечка находится за интервалом, вто-
рая — внутри (отсечение линии хода осью ординат); обе засечки при-
надлежат интервалу (полное построение).
Зону отображения значения Ni определяют с учетом, во-первых,
направления движения подвижной единицы; во-вторых, результата
рассмотрения первой (7ц) из поступивших засечек времени по данному
поезду. В случае Тц (То—Ттах) выбираются зоны, расположенные
выше или ниже базовой структуры. С учетом принятого масштаба вре-
мени — одно знакоместо соответствует 2 мин, индекс (адрес) местопо-
ложения / = Тц—То.
При использовании значений астрономического времени вычита-
ние минут осуществляется по модулю 60, а часов — по модулю 24, чем
обеспечивается исключение появления отрицательных значений индек-
са при переходе через 0 (24) ч.
При Тц< То индексация значений номеров поездов на экране ЦГТ
осуществляется слева от зоны статической сетки, а ордината точки
пересечения линии хода с осью То
у у , (Ум-Уо [7o-Tfr]
ГО = Ij + —-J
[T# + ]
где Yj — ордината горизонтали станции J; Yj+\ — то же для станции у+1.
308
Разработанные программные средства обеспечивают функциони-
рование подсистемы при возникновении всех частных случаев реги-
страции графика исполненного движения. Отображение прогнозируе-
мого графика движения осуществляется по вызову ДНЦ. Индикацию
выполняют штриховыми линиями соответствующих цветов на основе
последовательного суммирования текущего времени, нормативной
длительности хода и времени остановок конкретного поезда.
Для повышения достоверности отчетной документации и снижения
загрузки ДНЦ в ДЦМ-ДОН предусмотрена автоматическая регистра-
ция графика исполненного движения на бумажном носителе с помо-
щью графопостроителя или принтера.
Линейные пункты управления. Основной и резервный комплекты
ЛПУ размещены в навесных шкафах. Они идентичны по составу про-
граммно-аппаратных средств и находятся во включенном состоянии
при исправности компонентов. Для повышения качества работы систе-
мы в круглосуточном режиме предусмотрен непрерывный контроль
питающих напряжений, уровня сигналов в линиях связи, диагностиро-
вание системного процессора ОЗУ, ПЗУ, элементов ввода — вывода
дискретных сигналов, модема и его контроллера. Результаты тестиро-
вания отображаются на лицевой панели элементов контроля и диагнос-
тирования ЛПУ и передаются в центр управления.
Опрос объектов на станции ЛПУ выполняет циклически (Тц =
= 0,28 с) с определением новизны информации по результатам сравне-
ния состояний с данными предыдущего цикла. На ЦПУ спорадически
передаются кодированные сообщения об изменении состояний объек-
тов. Кроме того, по запросу ДНЦ возможна передача со станции ин-
формации о состоянии всех объектов ТС. В случае длительного (более
20 с) отсутствия изменений на станции в центр передаются данные
одной группы (восемь сигналов) соответствующего ЛПУ.
Релейные коммутирующие устройства обеспечивают согласование
с ЭЦ, переключение основного и резервного комплектов, исключение
неисправных компонентов, изменение конфигурации линий связи. Со-
став программно-аппаратных средств ЛПУ и схемы привязки к ЭЦ
универсальны и не зависят от топологии объекта и типа электрической
централизации.
Подключение ЛПУ к ЭЦ требует дополнительной установки 0,2
реле в среднем на команду общего назначения, 0,6 реле на ответствен-
ную команду и блоков БДШ из расчета один диод блока на один сиг-
нал ТС. Реализовано подключение ЛПУ к ЭЦ ТР-66, ЭЦ-4, ЭЦ-9, ЭЦ-
12, ЭЦ-13.
Для контроля состояния объектов используется элемент вывода и
элемент ввода дискретных сигналов. Контакты контрольных реле объ-
единяются в 32 группах по 32 контакта. Диодные сборки, предназна-
ченные для исключения обходных цепей, устанавливаются на стативах
ЭЦ. Для обеспечения контроля исправности входов и выходов элемен-
309
тов ввода — вывода дискретных сигналов в каждой группе на месте
контакта, номер которого совпадает с номером группы, устанавлива-
ется перемычка (рис. 8.28).
Перед началом каждого цикла опроса во все порты элемента выво-
да заносятся нулевые значения байтов, что приводит к закрытию вы-
ходных транзисторов и отключению отрицательного полюса источни-
ка питания от диодных сборок всех групп. На следующем этапе осу-
ществляется считывание состояния всех входов элемента ввода и по
нулевому значению их состояния делается вывод об отсутствии корот-
кого замыкания в выходных транзисторах элемента вывода. При нали-
чии хотя бы одного входа с состоянием 1 опрос прекращается и на
ЦПУ посылается сообщение о неисправности.
Если короткое замыкание не обнаружено, то начинается опрос. К
первой группе контактов подключается отрицательный полюс источ-
ника питания через открытый транзистор первого выхода. Поочередно
считываются состояния портов элемента ввода. По состоянию 1 перво-
го входа делается вывод об отсутствии обрыва в цепи первого выхода
и входа, а информация о состоянии объектов принимается к логичес-
кой обработке и передаче новизны в контроллер кольцевой линии
связи. При обнаружении обрыва (состояние 0 входа с перемычкой) со-
общение об этом посылается на ЦПУ. Процессор переходит к опросу
следующей труппы, поскольку обрыв любого выхода не Вдияет на пра-
вильность опроса остальных трупп, а оборванный вход может не при-
ниматься к обработке, так как он тоже определяется однозначно. Такая
организация опроса позволяет с помощью двух субблоков организо-
вать контроль объектов на любой станции диспетчерского контроля.
310
Передача команд ТУ общего назначения и их дешифрация на ЛПУ
сопровождается проверкой контрольной суммы сообщения, наличия
команды в списке приказов, реализуемых на данном ЛПУ, возможнос-
ти реализации команды в соответствии с идеологией электрической
централизации.
В случае невозможности выполнения команды в квитирующем со-
общении на ЦПУ указывается причина. При положительном результа-
те анализа приказ передается на реализацию в устройства ЭЦ.
На ЦПУ возможно накопление задаваемых маршрутов и последо-
вательная передача на ЛПУ приказов для их установки по мере реали-
зации враждебных и ранее заданных маршрутов.
Режим автоматического действия на станции ЛПУ реализует про-
граммным способом. Алгоритм основан на повторном автоматичес-
ком задании маршрутов приема и отправления без перевода стрелок,
т. е. маршрут задается по последнему варианту установки стрелок
перед включением режима автоматического действия, причем предва-
рительно стрелки должны быть обязательно установлены по маршруту
приема и отправления с одного и того же пути.
Отмена режима автоматического действия происходит в следую-
щих случаях: невозможно задать маршруты приема и отправления при
данном положении стрелок; при двух неудавшихся попытках задать
маршрут приема или отправления; в случае приема от ЦПУ команды
отмены автоматического действия.
Повторное включение режима автоматического действия возмож-
но лишь после прихода соответствующей команды от ЦПУ.
Список команд ТУ и ОТУ представляет собой фиксированный
набор комацд, реализуемых на конкретной станции в соответствии с
выполненным проектом. Алгоритм поиска основан на идентификации
пришедшей команды от ЦПУ с таблицей при помощи ключевых бай-
тов команды. В случае обнаружения команды в списке команд ТУ в бу-
фере очереди проверяется отсутствие такой же команды, занесенной
туда ранее. Если такая же команда уже есть в списке, то ее не учитыва-
ют. В противном случае повторное выполнение одних и тех же команд
приводит к неоправданной задержке приготовления маршрутов, что
ведет к задержке поездов. Если же команда не обнаружена в списке ко-
манд ТУ, то ее пытаются найти в списке команд ОТУ. При успешном
поиске команда заносится в очередь, в противном случае выставляется
признак "Команда не найдена в списке".
Особое значение имеют команды НАД (включить нечетное автома-
тическое действие); ЧАД (включить четное автоматическое действие);
СУ (включить станционное управление); ОНБ (выполнить отмену на-
бора).
Выполнение этих команд сводится к следующим последователь-
ным действиям: немедленное прекращение выполнения любой текущей
команды; стирание очереди команд; непосредственное выполнение
одной из этих команд. „,,
При обнаружении сложной команды ("Сквозной пропуск") реали-
зация ее сводится к выполнению как минимум двух "простых" ко-
манд— установки маршрутов приема и отправления. Алгоритм записи
и выполнения этих команд аналогичен вышеизложенному.
Схемы реализации команд телеуправления выполняют на релей-
ных матрицах двух типов в соответствии с разделением команд на от-
ветственные и общего назначения. Для команд общего назначения при-
меняется матрица размером 24x8, что позволяет организовать 192 дис-
кретных выхода управления при использовании одного элемента
вывода дискретных сигналов на 32 канала. Выбор (активация) строк
матрицы выполняют реле К25—К32, а столбцов — реле К1—К24 (рис.
8.29). Активация выходов матрицы осуществляется импульсно. На ос-
нове этого выполняется аппаратная проверка выходных транзисторов
на отсутствие короткого замыкания. Это достигается тем, что через ты-
ловые контакты реле столбцов К1—К24 подается питание на реле кон-
троля КЗЗ, которое находится подтоком при исправном состоянии эле-
мента вывода. В случае пробоя любого из транзисторов прекращается
питание реле КЗЗ. Последнее своими контактами отключает матрицу.
Пробой транзисторов VT1—TV24 приводит к отключению реле К34.
Последнее обесточивает реле КЗЗ, что также приводит к отключению
матрицы. Состояние реле КЗЗ и КЗ 4 контролируется элементом ввода
дискретных сигналов для регистрации отказов и передачи сообщений
на ЦПУ. Фиксация отказа регистрируется непосредственно через кон-
такты реле КЗЗ, которое обесточивается в случае превышения норми-
312
Рис. 8.30. Диаграмма обоб-
щенного процесса активиза-
ции матрицы команд ТУ
t сс Ьнсп tcc
рованной длительности включения столбцов и строк матрицы. Норми-
рованная длительность (1СС — tB — tHcn) включения матрицы для вы-
полнения очередной команды складывается из времени А Гм и А Ги
(рис. 8.30). Интервал А Ги складывается из времени срабатывания реле
строки и столбца. Интервал зависит от типа команды. Например, для
включения сигнального реле
А (и = А+ A tnn + А ?нч + А ГКс + А £3р,
где Д tB — время срабатывания реле направления; Д Гпп — время срабатывания проти-
воповторных реле; Д tm — время срабатывания начальных реле; Д tKC — время сраба-
тывания контрольно-секционных реле; Д Gp — время срабатывания замыкающих реле.
После обесточивания замыкающих реле выходной импульс снима-
ется. Хотя исполнительная схема еще может продолжать завершение
исполнения команды (A t3), но отключение выхода матрицы уже не пре-
рывает этот процесс. В момент времени tK можно получить контроль
исполнения команды, и через интервал А Гц допускается выполнение
следующего цикла реализации команды. Интервал A tu необходим для
надежного перехода всех исполнительных схем ЭЦ в исходное состоя-
ние.
Контрольное реле КЗЗ имеет задержку на отпускание якоря, гаран-
тирующую отработку интервала А Гм + А Ги во избежание ложных
фиксаций неисправности элемента вывода. Последовательное включе-
ние контактов матрицы исключает выдачу одновременно двух несо-
вместимых команд по строкам и столбцам. Прн необходимости выда-
чи одновременно нескольких команд возможно выделение любой стро-
ки и столбца для такой организации. Наличие свободных контактов
реле строк позволяет проверять выданную комбинацию элементом вы-
хода через схему контроля объектов ЛПУ.
Наиболее высокие требования предъявляются к исполнению следу-
ющих команд: включение пригласительного огня светофора; аварий-
ная (вспомогательная) смена направления движения на перегоне; ис-
кусственная разделка маршрута; перевод стрелок без контроля стре-
лочного путевого участка; управление переездом. Это объясняется тем,
что реализация перечисленных команд не проверяется системами I
класса надежности.
Отказы на ЛПУ входных и выходных элементов, предназначенных
для реализации ответственных команд, могут привести к тяжелым си-
313
туациям. Ответственные команды ДЦ выполняются для обеспечения
технологических задач после наступления факта отказа устройств I
класса надежности. Безопасность и надежность гарантируются исклю-
чением выдачи ответственных команд при нормальном функциониро-
вании системы ЭЦ, так как их реализация в этом случае приводит к
чрезвычайно тяжелым аварийным последствиям.
Для достижения указанных целей предусматривается кодирование
выходных исполнительных каналов ЛПУ и двукратная посылка ответ-
ственных команд с ЦПУ. Полученные команды анализируются на
идентичность. В случае их несовпадения команды игнорируются. При
положительном результате сравнения команды передаются на испол-
нение. Для повышения безопасности до начала управления выполняет-
ся тестирование выходных цепей. Результаты тестирования анализиру-
ются, после чего начинается реализация ответственных команд.
Для передачи ответственных команд предусмотрены специальные
процедуры задания команды на функциональной клавиатуре диспетче-
ра, а также дополнительные аппаратно-программные проверки на
ЛПУ.
Матрица ответственных команд имеет размер 8x8, что позволяет с
помощью одного элемента вывода дискретных сигналов выдавать 128
команд. Каждая матрица состоит из двух шифраторов на восемь вхо-
дов (рис. 8.31). Выходными элементами матрицы являются реле К4—
К8 (на рис. 8.31 не показаны). Входное восьмиразрядное слово, пред-
ставляющее собой набор восьми кодов с кодовым расстоянием d = 4,
подается на реле шифраторов. Перед выдачей кодового слова на шиф-
раторы состояние реле тестируется. Для этого тыловые контакты реле
подключают к элементу ввода дискретных сигналов. Таким образом
обнаруживается короткое замыкание в выходных транзисторах эле-
мента вывода и, если такая неисправность имеется, то команды не реа-
лизуются, а на ЦПУ передается сообщение о неисправности.
В схеме подключения ЛПУ (рис. 8.32) приведены следующие эле-
менты: KI, К2 —реле контроля функционирования соответственно ос-
новного ирезервного процессоров (на рис. 8.32 не показаны); КЗ, К4—
реле переключения линий связи на транзит; К5 — реле переключения
ЛПУ с основного комплекта на резервный (на рис. 8.32 не показано);
К7, К8 — реле реконфигурации линий связи при их повреждении.
Организация внедрения и обслуживания системы. Адаптация и
внедрение программно-аппаратных средств ДЦМ-ДОН на конкретных
участках диспетчерского управления требует четкой организации взаи-
модействия ряда железнодорожных и нетранспортных организаций.
Заказчиком системы выступает, как правило, управление или отделе-
ние железной дороги, которое обеспечивает техническими заданиями
на проектирование и разработку программного обеспечения соответ-
ствующие проектные организации и разработчика, финансирует все
виды работ, размещает заказы на оборудование.
314
Рнс. 8.31. Схема организации выходных цепей ответственных команд
Основным итогом участия проектных организаций является выда-
ча документации на привязку линейных пунктов управления к действу-
ющим устройствам электрической централизации на станциях, заказ-
ной документации па заводы-изготовители устройств СЦБ, микропро-
цессорных средств ДЦМ-ДОН, дополнительного оборудования
(персональных компьютеров, видеомониторов, печатающих уст-
ройств).
Рис. 8.32. Схема подключения ЛПУ к линии связи
315
Разработчик программного обеспечения, кроме основных функ-
ций, решает задачи подготовки специалистов по обслуживанию систе-
мы, готовит эксплуатационно-техническую документацию, а также на
первых этапах работы проводит совместно с проектировщиками об-
следование объекта внедрения, компоновку необходимых аппаратных
средств. После поставки и монтажа оборудования в виде объектно-
ориентированного комплекса разработчик программного обеспечения
совместно с сотрудниками подразделений службы сигнализации, связи
и вычислительной техники проводит пуско-наладочные работы в пол-
ном объеме и передает систему в эксплуатацию.
Для сокращения сроков разработки системы подразделениям
служб сигнализации, связи и вычислительной техники передаются ме-
тодическая документация и пакеты прикладных программ для само-
стоятельной разработки программного обеспечения ЛПУ, корректи-
ровки фрагментов станций, тестирования функциональных модулей.
Для повышения общей надежности системы результаты непрерыв-
ного тестирования аппаратных средств ЛПУ и ЦПУ отображаются на
двух уровнях в реальном масштабе времени: на лицевых панелях функ-
циональных модулей контроля и диагностирования УТ КД (непосред-
ственно в зоне установки тестируемой аппаратуры); на рабочем месте
дежурного электромеханика ЦПУ.
Первый уровень отображения диагностических данных обеспечи-
вает заключение о выходе из строя конкретного функционального мо-
дуля в основном или резервном комплекте ЛПУ или ЦПУ, а также вы-
дачу общей информации о переданных и принятых сообщениях, сбоях
при выполнении команд, состоянии сигналов ТС и др.
Для получения интегральной информации о работоспособности
аппаратуры всего участка управления, структуры линий связи разрабо-
тан технический комплекс рабочего места электромеханика ЦПУ. Опе-
ративно-технические сведения (поездное состояние и диагностическая
информация) отображаются на экране монитора персонального ком-
пьютера (ПК). Смена информационных объектов осуществляется с по-
мощью клавиатуры ПК.
На всех ЛПУ и ЦПУ предусмотрен контроль питающих напряже-
ний, уровня сигналов в линиях связи, диагностирование системного
процессора, ОЗУ, ПЗУ, элементов ввода — вывода дискретных сигна-
лов, модема и контроллера управления модемом.
Информационный фрагмент "Схема связи" обеспечивает дежурно-
го электромеханика общими количественными и качественными пока-
зателями, характеризующими состояние каналообразующих средств
ДЦМ-ДОН и линий связи.
В верхней зоне экрана отражена топология линий связи между ос-
новными и резервными комплектами линейных пунктов и центрально-
го поста управления с учетом всех реальных переключений, обуслов-
ленных разрывом кабеля, неисправностью комплектов ЛПУ и ЦПУ,
316
проведением плановых испытаний работоспособности оборудования и
др.
В центральной зоне экрана представлена гистограмма работы
линии связи, регистрирующая факт появления ошибочных сообщений
в общем потоке информации без привязки к адресу источника.
Отображение числа переданных и принятых ошибочных сообще-
ний по отношению к общему числу соответствующих посылок для каж-
дого комплекта всех линейных пунктов осуществляется в нижней части
экрана. При этом размерность вертикальной шкалы процентов изменя-
ется в зависимости от конкретного относительного значения поступа-
ющих ошибочных сообщений. Ведется непрерывный подсчет и отобра-
жение суммы принятых и переданных сообщений от каждого линейно-
го пункта (основного и резервного комплектов раздельно).
Для обеспечения дежурного электромеханика ЦПУ данными о ка-
честве функционирования и исправности аппаратных средств разрабо-
тан информационный фрагмент "Диагностика ЛПУ" для каждой стан-
ции участка (рис. 8.33).
В правой части экрана размещено изображение основного и ре-
зервного комплектов ЛПУ с указанием типов функциональных моду-
лей и их позиционного номера в соответствующем каркасе. Цвет фона,
на котором изображаются номера комплектов ЛПУ и типы модулей,
определяется данными о работоспособности или неисправности уст-
Параметр Комплект
0 ш
Контрольная сумма ПЗУ Напряжение + 5В - SB Количество перезапусков Количество ошибок ОЗУ Переключение задач Пробит транзистор Обрыв линейка Передано всеео с ошибкой % ошибок Принято Всего с ошибкой % ошибок 0759 Норн Норм Норн ОН 00 31 нет нет звоч гив 29.9 9604 0005 0.0 0759 Норн Норн Норн OF 00 28 нет нет 7626 4609 61. Ч 7626 0147 1,9
Рис. 8.33. Информационный фрагмент "ДиагностикаЛПУ
Кугей
В Петровская ।—^>Нет приена^^з Орловка
317
ройств. Цвет и топология линий подключения в кольцевую магистраль
связи совпадает с изображением на информационном фрагменте
"Схема связи".
В случае отсутствия линейного сигнала от одной или обеих смеж-
ных станций обеспечивается индикация Нет приема с указанием соот-
ветствующей станции.
Программно-аппаратная структура ДЦМ-ДОН обеспечивает про-
стоту корректировок при изменении границ участков управления и то-
пологии отдельных станций, необходимости управления частью участ-
ка с одной из линейных станций, подключении дополнительных
средств железнодорожной автоматики (ПОНАБ, устройства контроля
габарита подвижного состава и др.), организации отображения данных
на удаленных мониторах.
Глава 9
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ
СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРОК
9.1. Общие сведения
Сортировочные горки — основные звенья в технологической цепи
переработки вагонопотоков на сортировочных станциях. В соответст-
вии с Правилами и нормами проектирования сортировочных уст-
ройств (ПНПСУ) сортировочные горки повышенной мощности
(СГПМ) проектируют для переработки не менее 5500 вагонов в сутки
или при числе путей в сортировочном парке (СП) 40 и более. Сортиро-
вочные горки большой мощности (СГБМ) проектируют для перера-
ботки от 3500 до 5500 вагонов в сутки или при числе путей в СП от 30
до 40, причем параллельный роспуск составов не применяют. Сортиро-
вочные горки средней мощности (СГСМ) проектируют для переработ-
ки от 1500 до 3500 вагонов в сутки или при числе путей в СП от 17 до 30.
Сортировочные горки малой мощности (СГММ) сооружают для пере-
работки от 250 до 1500 вагонов в сутки или при числе путей в СП от 4
до 16.
Профиль сортировочной горки состоит из надвижной и спускной
частей (рис. 9.1). Надвижная часть заканчивается противоуклоном 1
длиной не менее 50 м и подъемом не менее 8 °/Оо, который обеспечивает
сжатие состава и тем самым дает возможность составителям расцеп-
лять движущиеся вагоны.
Проектная расчетная высота горки Нг, конструкция профиля
спускной части и средства регулирования скорости отцепов должны
обеспечивать:
расчетную скорость роспуска состава, которая для горок СГПМ и
СГБМ должна быть не менее 1,7 м/с, для СГСМ — не менее 1,4 м/с, для
СГММ с тормозной позицией на спускной части — не менее 1 м/с и без
нее — не менее 0,8 м/с;
скатывание вагонов с очень плохими ходовыми свойствами на гор-
ках СГПМ, СГБМ и СГСМ, а также с плохими ходовыми свойствами
на горках СГММ до расчетной точки РТ, выбираемой на расстоянии
50 м от выходного конца парковой тормозной позиции или указывае-
мой заказчиком проекта сортировочной горки;
такую дальность пробега в глубину СП, при которой решаются не-
обходимые технологические задачи, а затраты времени на осаживание
319
и перестановку вагонов на сортировочных путях не ограничивают по-
требную перерабатывающую способность горки;
близкие к оптимальным суммарные приведенные строительные и
эксплуатационные расходы на сооружение и эксплуатацию сортиро-
вочной горки.
Соответствие этим требованиям достигается совместным проекти-
рованием высоты и профиля горки, а также расчетом мощности тор-
мозных средств в процессе моделирования на ЭВМ скатывания ваго-
нов.
Для отцепов с небольшим сопротивлением движению (хороших бе-
гунов) такая высота горки оказывается избыточной, и их приходится
тормозить вагонными замедлителями, размещаемыми на тормозных
позициях. Верхняя тормозная позиция ВТП обеспечивает интервалы
между движущимися отцепами для их разделения на стрелках и замед-
лителях (интервальное торможение). Средняя тормозная позиция
СТП, кроме интервалов, обеспечивает совместно с парковой тормоз-
ной позицией ПТП (одной или двумя) соударение вагонов на путях СП
со скоростью не более 1,5 м/с (целевое торможение). Для вагонов, тре-
бующих повышенной осторожности, допускается меньшая скорость,
вплоть до исключения соударения.
Спускная часть горки начинается со скоростного уклона 3, обеспе-
чивающего отрыв отцепов от состава, быстрый их разгон и образова-
ние интервалов для разделения на стрелках и замедлителях. Поэтому
скоростной уклон устраивают как можно более круть^м, но по услови-
ям пропуска локомотивов он не должен превышать 5 и/оо.
Тормозную позицию ВТП горок повышенной, большой и средней
мощности необходимо размещать на спуске 4 (крутизной не менее
12 °/оо), а на СГММ — с крутизной 7 °/оо.
320
Участок 5 тормозной позиции СТП вместе с примыкающим к нему
участком стрелочной зоны длиной примерно 12 м проектируют на
спуске, крутизна которого должна быть достаточной для трогания с
места расчетного плохого бегуна, но не менее 7 °/оо, а в тяжелых клима-
тических условиях — не менее 10 °/оо.
Крутизна участка стрелочной зоны 6 для исключения разгона хоро-
ших бегунов должна быть 1—1,5 °/оо; на крайних путях — до 2 °/оо для
горок с числом путей до 30 и до 2,5 °/оо при числе путей более 30. Вы-
ходную горловину СП располагают на подъеме крутизной до 2 °/оо для
остановки сортируемых вагонов.
На ВТП всех горок устанавливают два замедлителя, один из кото-
рых резервный. Суммарная проектная мощность тормозных средств
(без учета резервных замедлителей) на горках повышенной, большой и
средней мощности должна обеспечивать при благоприятных условиях
скатывания остановку четырехосного вагона массой 1000 кН и сопро-
тивлением 0,5 Н/кН на СТП. При этом торможение вагонов на ВТП
предполагается до уровня, обеспечивающего расчетную скорость рос-
пуска. Дополнительно должна проверяться возможность остановки ва-
гона массой 1760 кН при благоприятных условиях скатывания на ПТП.
На горках малой мощности с числом путей до восьми мощность
тормозных средств должна обеспечивать остановку четырехосного ва-
гона массой 850 кН и сопротивлением 0,5 Н/кН на ПТП при использо-
вании всей мощности замедлителей, расположенных по маршруту ска-
тывания, а на горках с числом путей более восьми — остановку его на
СТП.
Для обеспечения разъединения расцепляемых автосцепок между
противоуклоном и скоростным уклоном выделяют площадку 2 длиной
не менее 19 м. Вершина угла вертикальной кривой, соединяющей пло-
щадку со скоростным уклоном, называется расчетной вершиной горки
(ВГ).
Работа сортировочных горок характеризуется большой напряжен-
ностью. При среднесуточной переработке более 7000 вагонов интервал
между отцепами составляет менее 10 с, число переводов головной
стрелки за сутки достигает 1500, а число отцепов, одновременно движу-
щихся по горочной горловине, нередко более пяти. Поэтому механиза-
ция и автоматизация сортировочных горок является необходимостью,
без которой невозможно выполнить такой большой объем работы.
Современный комплекс устройств механизации и автоматизации
сортировочных горок включает в себя горочную автоматическую
централизацию (ГАЦ), обеспечивающую перевод стрелок по маршру-
там скатывания отцепов; систему автоматического регулирования ско-
рости скатывания отцепов (АРС), которая управляет вагонными за-
медлителями; систему автоматического задания скорости роспуска со-
ставов (АЗСР), управляющую показаниями горочных светофоров и
автоматической локомотивной сигнализацией или непосредственно
11 Зак 1462
321
воздействующую на устройства управления горочным локомотивом с
использованием системы телеуправления (ТГЛ).
Разработанная РИИЖТом комплексная система автоматизации
процессов расформирования составов на горках КГМ — РИИЖТ объ-
единяет указанный комплекс функций на основе микропроцессорной
техники.
Важная роль в организации работы сортировочных горок принад-
лежит проводной и радиосвязи, а также пневматической почте.
9.2. Теоретические основы скатывания вагонов
с сортировочной горки
Вагон скатывается с горки (рис. 9.2) под действием составляющей
силы тяжести F = Q sina . Поскольку уклон горки i = (й/Z) 103 < 50 °/оо,
то 10—3 i = hll = tga < 0,050. Угол a < 2,86°, а sin a < 0,0499. Поэтому
для столь малых углов сила F = Q sin a — tga = Qi IO"- 3.
Силу сопротивления движению Wтакже удобно считать пропорци-
ональной массе вагона: W = gwlO-3. Поскольку сила измеряется в
ньютонах (Н), а масса — в килоньютонах (кН), то размерность удель-
ного сопротивления скатыванию вагона w с коэффициентом 10~3 —
ньютон, деленный на килоньютон (Н/кН). Очевидно, что равнодейст-
вующая сила Fp = F — W = Q (i — w) 10“3, что позволяет рассматри-
вать удельное сопротивление w как подъем, уменьшающий уклон
горки.
Учитывая, что Fp = та и Q = mg1 (где т — масса вагона; а — его
ускорение; g — ускорение силы тяжести с учетом уменьшения его
благодаря преодолению инерции вращения колес вагона), получим
a = g'O' — и)1(Г~3. Эту формулу используют для определения w по изме-
ренному ускорению вагона а в системе АРС.
В соответствии с теоремой об изменении кинетической энергии
= Q (i- W)M0’3
где правая часть — работа равнодействующей силы на участке пути длиной /; vo и ув —
начальная и конечная скорости вагона.
Учитывая, что Q = mg1, получим
тв = + Sg' / (/ — w) 10~3.
Поскольку /НО-3 = Л, можно считать hw - 3 высотой, "теряе-
мой" на преодоление сил сопротивления скатыванию вагона.
322
Рис. 9.2. Схема движения вагона по на-
клонной плоскости
Поэтому
*в = '$ + 2g' (h—hw')
Рассмотрим кинетическую энергию в точке В (см. рис. 9.2), прихо-
дящуюся на единицу массы вагона:
mVB _ ^ + 2^(Л — А№) fc — fcn J. fc h
-I ~ +" — nw = по + п — nw .
Img1 2g1 2/
Первое слагаемое правой части представляет собой увеличение вы-
соты горки из-за начальной скорости отцепа vo, что дает расчетную
формулу:
Ло = vollg1 или vo = ho
Формула для расчета высоты горки h = Лв + hw—Ло вычисляется по
заданным значениям Лв, Aw и Ло.
9.3. Характеристика горочной автоматической централизации
Горочная автоматическая централизация (ГАЦ) обеспечивает
перевод стрелок в интервалах между скатывающимися отцепами. Га-
рантировать надежное скатывание отцепов на пути сортировочного
парка (см. рис. 9.1) можно, основываясь на ранее рассмотренных прин-
ципах построения ЭЦ: открывать каждому отцепу горочный светофор
только после проверки положения, свободности н замыкания всех стре-
лок маршрута. При этом движение очередного отцепа к вершине горки
можно начинать только после ухода предыдущего отцепа за раздели-
тельную стрелку. Такой режим приводит к частым остановкам состава
и недопустимо низким скоростям роспуска. Поэтому для повышения
перерабатывающей способности горки зависимости между стрелками
и сигналами упрощают.
В устройствах ГАЦ при открытии горочного светофора Г положе-
ние, свободность и замыкание стрелок не проверяют, а сигналы указы-
323
и*
вают машинисту локомотива установленные начальником дороги ско-
рости роспуска составов. Обычно зеленому огню горочного светофора
соответствует скорость 7—9 км/ч, зеленому с желтым — от 5 до 6 км/ч
и желтому — от 3 до 4 км/ч. При отсутствии более 2 с контроля положе-
ния хотя бы одной горочной стрелки светофор автоматически закрыва-
ется. Этим передается команда машинисту остановить состав при взре-
зе стрелки или остановке ее в среднем положении.
Исключение перевода стрелок под отцепом в ГАЦ возлагается
только на устройства контроля занятости стрелок, основными элемен-
тами которых являются рельсовые цепи, фото- и радиотехнические
датчики. Поскольку момент занятия рельсовой цепи отцепом может
совпасть с началом перевода стрелки, то длина предстрелочного участ-
ка /по (рис. 9.3) между изолирующим стыком и началом остряков долж-
на гарантировать окончание перевода стрелки до вступления отцепа на
остряки. При невыполнении этого условия отцеп вступает на остряки,
находящиеся в промежуточном положении, что приводит к его сходу с
рельсов.
Наибольшая перерабатывающая способность сортировочной
горки достигается при минимальных интервалах между отцепами, а
следовательно, при уменьшении длины рельсовых цепей и времени
перевода стрелок. Применение на горках симметричных стрелочных
переводов с маркой крестовины 1/6 позволяет выделять предстрелоч-
ные участки длиной 6 м. В этом случае длина стрелочного изолирован-
ного участка 11,4 м. Длины междустрелочных изолированных участ-
ков определяются особенностями укладки стрелочных переводов и со-
ставляют от 4,5 до 12,5 м. Для каждого замедлителя вагонов выделяют
изолированный участок, длина которого определяется размерами за-
медлителя (6,5—15,6 м).
В итоге горловину сортировочной горки делят на изолированные
участки, информацию о занятии и освобождении которых используют
в ГАЦ для передачи маршрутных заданий.
С 1986 г. началось строительство ГАЦ с контролем роспуска
(ГАЦ—КР), которая пришла на смену блочной ГАЦ (БГАЦ). Гороч-
ная автоматическая централизация может работать в ручном, ма-
ршрутном, программном и автоматическом режимах.
Ручной режим используют при изменении маршрута отцепу, про-
следовавшему головную стрелку 1, и прн неисправностях ГАЦ. В этом
режиме стрелками управляет оператор при помощи рукояток, располо-
женных на пульте.
Для перехода на маршрутный, программный или автоматический
режим стрелочные рукоятки устанавливают в среднее положение, и на
пульте загорается надпись "ГАЦ".
При переходе на маршрутный режим нажимают кнопку М, а ма-
ршрут каждому отцепу задают нажатием кнопок с номерами пучка и
пути непосредственно перед его скатыванием. Блоки формирования за-
324
дания ФЗ преобразуют номера пучка и пути в комбинацию включен-
ных реле. Эта информация через блоки регистрации задания поступает
в блоки трансляции Т, соответствующие изолированным участкам.
При условии свободности и несоответствия задаваемому маршруту
стрелки переводятся.
Переход на программный режим ГАЦ осуществляется нажатием
кнопки 77, После этого в соответствии с информацией сортировочного
листка дежурный по горке, нажимая кнопки, набирает маршруты до
получения индикации о заполнении всех ступеней накопителя маршру-
тов НМ. По мере скатывания отцепов очередные маршруты задаются
автоматически. На пульте управления появляется индикация номеров
путей двух очередных отцепов.
В маршрутном и программном режимах оператор может отменить
или откорректировать задание только с момента поступления его в
блок РЗ до вступления отцепа на головную стрелку. После этого ма-
ршрут изменяют только с помощью стрелочных рукояток.
В автоматическом режиме накопление маршрутов выполняет го-
рочное программное задающее устройство (ГПЗУ), которое запомина-
ет переданную по телетайпу или из ЭВМ информацию о всех составах,
находящихся в парке прибытия. Дежурному по горке достаточно с по-
мощью дисплея указать номер пути парка прибытия, чтобы ввести в
ГАЦ данные, необходимые для роспуска очередного состава. Кроме
того, у дежурного по горке появляется возможность корректировать
маршрутные задания посредством дисплея до начала роспуска.
Электрические схемы ГАЦ монтируют с использованием блоков,
содержащих реле РКН.
Часть схем ГАЦ монтируют с использованием штепсельных реле
НМШ, размещаемых на стативах, а схемы управления стрелками мон-
тируют в виде блоков, аналогичных блокам ЭЦ.
9.4. Устройства контроля занятости горочных стрелок
Основным требованием к устройствам контроля занятости гороч-
ных стрелок является надежная и быстрая фиксация занятости, что со-
вместно с быстродействующим стрелочным электроприводом обеспе-
чивает окончание перевода стрелки за время движения отцепа с макси-
мальной скоростью по предстрелочному участку. Основной элемент
этих устройств — горочная нормально разомкнутая рельсовая цепь,
питаемая током с частотой 25 Гц (см. рис. 9.3).
Если рельсовая цепь свободна, то по обмотке 77 путевого трансфор-
матора ПТ протекает небольшой ток, который определяется сопротив-
лением балласта (по норме не меньше 3 Ом). Это обусловливает малый
ток в обмотке 7 трансформатора и напряжение на резисторе Rv, недо-
статочное для притяжения якоря путевого реле (31ИС). Занятие рельсо-
325
Inc
Рис. 9.3. Схема горочной нормально разомкнутой рельсовой цепи с двумя магнитными
педалями
вой цепи подвижной единицей (с сопротивлением поездного шунта не
более 0,5 Ом) вызывает возрастание токов трансформатора, срабаты-
вание реле 31ИС и выключение стрелочного путевого реле (31СП), ис-
пользуемого в ГАЦ.
Путевой трансформатор ПТ (ПТМ-А) устанавливают в трансфор-
маторном ящике (ТЯ) у изолирующих стыков и соединяют с рельсами
троссами сопротивлением не более 0,2 Ом. Применение в качестве пу-
тевого (ЗШС) быстродействующего импульсного реле ИВГ или
ИМВШ-110 позволяет даже при максимальном напряжении контроль-
ной батареи (28 В) получить время от наложения шунта до размыкания
фронтовых контактов стрелочного путевого реле 31СП не более 0,15 с.
Максимальное время от снятия шунта до замыкания фронтовых кон-
тактов этого реле при минимальном напряжении контрольной батареи
(22 В) не должно превышать 0,35 с.
Чтобы исключить индикацию ложной свободности при выключе-
нии электропитания для каждой группы из 10—12 рельсовых цепей
(ЛУЧ) используют реле контроля напряжения (ЗВ), которое подключа-
ют к полуобмотке преобразователя частоты после проводов питания
последней рельсовой цепи луча. Контакты реле ЗВ и 4В, контролирую-
щих напряжение одного преобразователя, включают в полюс питания
ГПРЦ стрелочных путедых реле 31СП и повторителей путевых реле
бесстрелочных участков.
Недостатком нормально разомкнутой рельсовой цепи является
возможность индикации ложной свободности при обрыве соедини-
326
тельных проводов или изломе рельса (нормально замкнутая рельсовая
цепь в этом случае дает индикацию ложной занятости). Однако при
этом в соответствующем блоке ГАЦ сохраняется ранее поступившее
задание, и автоматический перевод стрелки исключается до устранения
повреждения. Перевод занятой стрелки рукояткой на пульте исключа-
ется путевыми и фотодатчиками, которыми необходимо оборудовать
горочные стрелочные рельсовые цепи любого вида.
Существенным преимуществом нормально разомкнутой рельсовой
цепи является объединение питающего и релейного концов, позволяю-
щее сократить, по сравнению с нормально замкнутой цепью, количест-
во напольной аппаратуры (один трансформаторный ящик ТЯ вместо
двух), что облегчает строительство и обслуживание ГАЦ, а также
очистку путей.
Горочные рельсовые цепи работают в условиях интенсивного за-
грязнения рельсов. Поэтому для исключения перевода стрелки под от-
цепом, который может произойти при потере поездного шунта, стре-
лочные рельсовые цепи дополняют магнитными педалями ПБМ-56.
Первые стрелки пучков путей оборудуют двумя педалями, осталь-
ные — одной.
Такая педаль представляет собой обмотку, расположенную на по-
стоянном магните и укрепленную на внутренней стороне рельса. Резкое
изменение магнитного потока в момент приближения колеса к педалям
ЗИП и ЗШ (см. рис. 9.3) и его удаления от них индуцирует два разнопо-
лярных импульса тока в обмотке, от одного из которых срабатывает
поляризованное реле ШД (2ПД) типа РП-7, размещенное в блоке ЗС-
75.
Контакт этого реле вызывает срабатывание и замедление отпуска-
ния якоря (0,9—1,0 с) реле ПД, которое размыкает цепь питания стре-
лочного путевого реле 31СП, независимо от наличия поездного шунта.
Для продления срока службы маломощного контакта ШД (2ПД) и
надежного срабатывания реле ПД при кратковременном замыкании
этого контакта, обмотку реле ПД включают в коллекторную цепь тран-
зистора VT2 одновибратора. В исходном состоянии транзистор VT2
закрыт, а транзистор VT3 открыт. Закрытие транзистора VT2 обеспе-
чивает делитель, состоящий из резисторов R9 и R10, подающий на базу
этого транзистора отрицательный потенциал, меньший, чем потенциал
эмиттера, который равен падению напряжения на резисторе R13 благо-
даря току через открытый транзистор VT3. Конденсаторы СЗ и С4 за-
ряжены до напряжения, равного разности напряжения источника пита-
ния и напряжения на резисторе R13.
При замыкании контакта Я-Л ШД (2ПД) параллельно резистору
R9 подключается резистор R8, что увеличивает напряжение на резисто-
ре R10, которое превышает напряжение на резисторе R13. Транзистор
Т2 открывается, и реле ПД срабатывает. Конденсаторы СЗ и С4 под-
ключаются положительным полюсом к базе транзистора VT3, и он за-
крывается. Длительность нахождения схемы в этом состоянии опреде-
327
ляется временем разряда этих конденсаторов. Конденсатор С2 подклю-
чается параллельно обмотке реле ПД. Этот конденсатор обеспечивает
замедление на отпускание якоря реле 0,9—1,0 с.
Индуцируемое в обмотке педали напряжение U= —6Ф /dt, т. е.
равно скорости изменения магнитного потока Ф. Поэтому при скорос-
ти отцепа менее 1,5 км/ч амплитуда импульса напряжения недостаточ-
на для срабатывания реле ШД (2ПД), а при скорости более 30 км/ч
реле не успевает сработать из-за малой длительности импульса.
От этого недостатка свободен датчик ДП50-80 (рис. 9.4), состоя-
щий из электромагнитной головки 7, регулировочных прокладок 2,
платформы 3 и крюкового болта 4. Внутри головки датчика находятся
сигнальный (верхний) и компенсирующий (нижний) стержневые магни-
топроводы с катушками. Питающее напряжение (20 ± 2) В частотой 50
Гц подается на выводы 7-2 питающих обмоток W1C и WJK от транс-
форматора Т1. Сигнальный магнитный поток Ф с, создаваемый обмот-
кой W1C, замыкается через магнитопровод и головку рельса. Компен-
сирующий поток Ф к, создаваемый обмоткой W1K, проходит по магни-
топроводу, воздушным промежуткам, платформе и подошве рельса.
Различие указанных магнитных цепей вызывает неравенство ампли-
Рис. 9.4. Схемы крепления к рельсу и подключения датчика ДП50-80
328
туд, фаз и частотных составляющих потоков Ф с и Ф к. Поэтому на вы-
ходе датчика (4-5) возникает сигнал расстройки напряжением 2—3 В,
равный разности напряжений, наводимых во встречно включенных
сигнальной W2C и компенсирующей W2K обмотках.
При нахождении реборды колеса над датчиком воздушные про-
межутки сигнальной магнитной цепи уменьшаются, что увеличивает
напряжение в обмотке W2C и на выходе датчика до (35 ± 3) В.
Это напряжение поступает на вход преобразователя ПСДП50-81,
который компенсирует сигнал расстройки и преобразует переменное
напряжение в постоянное, питающее педальное реле ШД.
Настройка свободного от колеса датчика заключается в установке
движков резисторов R2 и R3 в такие положения, прн которых напряже-
ние на выводах XI и Х2 не превышает 0,1 В.
Измерительный триггерный элемент (транзисторы VT1, VT2 и ре-
зисторы R4—R9) преобразует сигнал выпрямителя VD1— VD4 в пря-
моугольный импульс, длительность которого пропорциональна длине
зоны чувствительности датчика (0,35—0,65 м) и обратно пропорцио-
нальна скорости движения колеса (0—36 км/ч).
В отсутствие сигнала транзистор VT1 открыт (транзистор VT2 за-
крыт) и введен в режим насыщения током базы, протекающим через
резисторы R5 и R6. При достижении сигналом уровня порога срабаты-
вания, ток базы VT1 уменьшается до нуля, и транзистор закрывается.
Потенциал базы транзистора VT2 повышается, и он открывается. Это
вызывает закрытие транзистора VT3 усилителя, открытие транзистора
VT4 и срабатывание педального реле ШД. В этом состоянии триггер
находится до тех пор, пока сигнал датчика не снизится до ур овня пор о -
га возврата. Разность напряжений порогов срабатывания и возврата
обеспечивает защиту устройства от помех.
Рельсовая цепь с магнитными или путевыми датчиками не исклю-
чает перевод стрелки под ддиннобазным вагоном, у которого расстоя-
ние между осями внутренних колес превышает длину стрелочной рель-
совой цепи (11,4 м). Последняя освобождается В момент проследования
ее первой тележкой такого вагона, и перевод стрелки влечет сход его с
рельсов.
Это вызывает необходимость дополнения стрелочных рельсовых
цепей фотоэлектрическими устройствами (рис. 9.5). Размещение фото-
датчика 2 и угол наклона его оптической оси к горизонту (8°), обеспе-
чивают перекрытие светового луча осветителя 1 хребтовой балкой и
автосцепкой вагона при движении его по стрелке. Для защиты фото-
датчика от солнечных лучей, отраженных от поверхности вагона, фо-
тодатчик устанавливают так, чтобы вагон перекрывал солнечные лучи.
Прямое освещение фото датчика солнечными лучами устраняют защит-
ным козырьком и направлением светового луча осветителя снизу
вверх, а линзы фотодатчика — сверху вниз.
329
373
Рис. 9.5. Схема фотоэлектрическо-
го устройства
При освещении фотодатчика ФД направленным лучом света, свето-
вой ток протекает через обмотку 1-3 реле Ф типа РП-7. Реле Ф замыкает
контакты Ф-Л и подключает к минусу источника питания базу транзис-
тора VT1, который открыт. Реле ФК получает питание и замыкает кон-
такты в цепях, контролирующих свободность стрелки.
При перекрытии вагоном светового луча уменьшается освещен-
ность фоторезистора, его сопротивление возрастает, что уменьшает
ток через обмотку 1-2 реле Ф. Последнее под действием встречного
тока в обмотке 3-4 замыкает контакты Ф-П и подает нй базу транзисто-
ра VT1 запирающий потенциал. Закрытие транзистора VT1 вызывает
размыкание фронтовых контактов реле ФК, фиксирующих занятие
стрелки.
Контакт 41 реле ФК исключает перевод стрелки 31. Размыкание
контакта 81 реле ФК (см. рис. 9.3) размыкает цепь питания стрелочного
путевого реле 31СП, если последнее выключено наложением поездного
шунта (включено реле ЗШС) или срабатыванием педалей (включено
реле ПД). Этим исключается ненужное выключение реле 31СП, влеку-
330
щее сбои передачи маршрутных заданий ГАЦ, при случайном пересе-
чении светового луча осветителя птицами или людьми.
При неблагоприятных метеорологических условиях фотодатчики
прекращают работу. Поэтому для продолжения роспуска составов на
группу' стрелок каждого пучка путей предусматривают кнопку ВФК
(см. рис. 9.5), нажатием которой включают реле ФК. От влияния небла-
гоприятных условий свободны разрабатываемые фотодатчики ин-
фракрасного излучения и радиотехнические датчики.
9.5. Управление стрелочными электроприводами
Горочные стрелочные электроприводы СПГ-3 и СПГ-4М отлича-
ются от электроприводов системы ЭЦ уменьшенным передаточным
числом редуктора (43, 69 вместо 70), что позволяет снижением тягового
усилия с 6 до 2 кН уменьшить время перевода стрелки с 5 до 0,5 с. Для
еще большего ускорения перевода стрелки на электродвигатель МСП-
0,25 с номинальным напряжением 100 В подают напряжение 220 В, что
увеличивает его мощность до 740 Вт, но влечет быстрый износ коллек-
тора. На головных стрелках горок повышенной мощности межремонт-
ный срок электродвигателя не превышает трех месяцев.
Для повышения быстродействия в схеме управления приводом не
используют реверсирующее реле, время срабатывания которого 0,15—
0,2 с, а контрольные реле подключают к контактам автопереключате-
ля, минуя тыловые контакты нейтрального пускового реле, имеющего
замедление на отпускание якоря 0,2—0,25 с.
В релейной схеме управления горочным электроприводом СПГ-3,
смонтированной в блоке СГ-66 (рис. 9.6), напряжение питания кон-
трольной цепи 220 В, что ускоряет срабатывание контрольных реле
благодаря уменьшению времени переходного процесса повышения на-
пряжения при замыкании цепи контактами автопереключателя.
Указанная схема имеет много общего с двухпроводной схемой уп-
равления стрелочным электроприводом ЭЦ. Ее особенностью является
дублирование в рабочей цепи монтажных проводов и контактов блока
(11-12, 13-14, 15-16 и т. д.), что снижает вероятность остановки стрелки
в среднем положении из-за обрыва провода или потери контакта. На-
личие двух предохранителей, переключаемых контактом поляризован-
ного пускового реле ППС, позволяет вернуть стрелку в исходное поло-
жение в случае перегораний одного из них во время работы электро-
двигателя на фрикцию. Отцеп в этом случае направляется на "чужой"
Путь, но не сходит с рельсов.
Не менее важно для гарантии перевода стрелки надежное обеспече-
ние двигателя электроэнергией. Поэтому первоначально широкое рас-
пространение получило батарейное питание рабочих цепей горочных
электроприводов, что требует большого числа (110) аккумуляторов.
331
Рис. 9.6. Релейная схема управления горочным электроприводом
Надежное электроснабжение сортировочных горок (два независи-
мых фидера напряжением 380 В и дизель-генератор с автоматическим
запуском) позволяет использовать вместо аккумуляторов панель кон-
денсаторов ПК1-1 (рис. 9.7). Расчеты и опыты показывают, что конден-
саторов С общей емкостью 36 000 мкФ достаточно для завершения
перевода трех стрелок, начавших движение остряков до выключения
всех источников электроснабжения.
332
Питание конденсаторов осуществляют от основного выпрямителя
ОВ, а при его отключении (что контролирует реле КГ) — от резервного
РВ. Диод ИВ 7 исключает разряд конденсаторов через РВ во время вы-
ключения обоих выпрямителей, а диод VD8 шунтируют зарядные ре-
зисторы R1 и R2 в цепях питания стрелочных электроприводов.
Перевод стрелки может начаться только при наличии напряжения
на одном из выпрямителей и на конденсаторах. Это обеспечивают реле
ККП, КПТ и ОКПТ (рис. 9.8), которые при указанных условиях вклю-
чают питание пусковых цепей стрелочных приводов (полюсы ГПСТ и
ГМСТ).
При автоматическом переводе стрелок оператору трудно своевре-
менно заметить работу двигателя на фрикцию и вернуть стрелку в ис-
ходное положение до вступления отцепа на остряки. Для исключения
схода отцепа с рельсов в этом случае предусматривают автоматический
возврат стрелки в исходное положение с помощью реле АВ (см. рис.
9.6). Это реле получает питание через свой контакт и фронтовой кон-
такт одного из реле контроля положения стрелки (ПКили МК). В авто-
матическом режиме стрелочная рукоятка занимает среднее положение
и позволяет передавать команды на перевод стрелки посредством по-
вторителей сортировочных реле П1С, П2С и ПЗС через контакты АВ.
В случае выключения обоих стрелочных контрольных реле на
время более 1,4 ч, что значительно превышает продолжительность нор-
мального перевода стрелки, реле А В отпускает якорь, и стрелка возвра-
щается в исходное положение. Если стрелочный участок занят отцепом
до выключения АВ, то цепи пусковых реле НПС и ППС разомкнуты
контактом стрелочного путевого реле 31СП и автоматический возврат
стрелки невозможен. Реле АВ получает питание через тыловой контакт
путевого реле, минуя контакты реле ПК и МК.
Реле АВ вновь притягивает якорь после получения контроля поло-
жения стрелки при свободном стрелочном ^участке и отсутствии ма-
ршрутного задания в своем блоке ГАЦ (замкнут фронтовой контакт
защитного реле 3).
Поступление маршрутного задания в блок ГАЦ данной стрелки
(включение сортировочных реле П1С, П2С или ПЗС) и выключение
гл
гм
КПТ
РЭ/12
1400
ГЛАВ
ГПСТ
гм
Рнс. 9.8. Схема электропитания пусковых цепей стрелочных электроприводов
333
3
з'
Рнс. 9.9 Принципиальная схема бесконтактного автопереключателя
реле 3 происходит в момент занятия отцепом предыдущей стрелки, а
выключение сортировочных реле и включение реле 3 — после занятия
и освобождения отцепом изолированного участка данной стрелки.
Поэтому пока отцеп движется от предыдущей стрелки до данной и за-
нимает стрелочный участок последней, ранее выключенное реле АВ ос-
тается без тока и передает команду на возвращение стрелки в исходное
положение. Реле АВ срабатывает в момент освобождения стрелки отце-
пом.
Таким образом, для каждого отцепа гарантируется однократная
команда на возвращение стрелки в исходное положение.
Поскольку отпускание якоря реле АВ приводит к направлению от-
цепа на "чужой" путь, то надо исключить такую ситуацию при случай-
ном нарушении цепи питания АВ. Эту задачу решает схема электропи-
тания пусковых цепей стрелочных приводов (см. рис. 9.8). При наруше-
нии питания этой схемы, например при перегорании предохранителя,
снижается напряжение с полюса ГЛАВ, питающего все реле АВ, а
вследствие выключения реле КПТ пропадает напряжение на полюсах
ГПСТ и ГМСТ. Перевод стрелок становится невозможным.
В момент восстановления питания подается напряжение на полюс
ГЛАВ, а на полюсах ГЛСТ иГМСТ оно появляется через 1 с, что обес-
печивает замедление на отпускание якоря реле ОКИТ. Это гарантирует
притяжение якорей всех реле А В до получения питания пусковых реле,
чем исключается ненужный автоматический возврат стрелок в исход-
ное положение.
Использование бесконтактного автопереключателя повышает
ресурс электропривода СПГБ-4М до 106 срабатываний (у СПГ-3 —
0,75 • 10б), то требует изменения контрольной цепи (рис. 9.9).
В крайнем (плюсовом) положении стрелки один из двух рычагов
автопереключателя попадает в вырезы контрольных линеек, и связан-
ный с ним ротор датчика соединяет магнитный поток пигающейкатуш-
ки 1 с сигнальной обмоткой 3 (2 — вспомогательная катушка). В обмот-
334
ке наводится напряжение не менее 65 В, достаточное для притяжения
якоря контрольного реле ПК.
Другой рычаг автопереключателя находится на поверхности кон-
трольных линеек, и связанный с ним ротор датчика замыкает магнито-
проводы питающей Г и вспомогательной 2' калушек. Последняя уве-
личивает сопротивление и уменьшает ток питания датчика. В сигналь-
ной катушке 3’ индуцируется напряжение (не более 3,5 В),
недостаточное для срабатывания соответствующего контрольного
реле МК.
Напряжение питания контрольной цепи в зависимости от удаления
стрелки от поста ГАЦ, изменяется от 28 до 35 В и контролируется реле
КПТК (рис. 9.10). Контакт последнего включен в цепь реле КПТ (см.
рис. 9.8). Поэтому при выключении реле КПТКперевод стрелок исклю-
чается.
Быстрый износ контактов пусковых реле в рабочей цепи стимули-
ровал использование тиристоров для коммутации тока электродвига-
теля. Эта задача решена в- схеме управления стрелочными приводами
СПГБ-4М (СПГ-3), смонтированной в блоке СГ-76У (см. рис. 9.10).
Для перевода стрелки в минусовое положение надо повернуть ру-
коятку или замкнуть контакт сортировочного реле 1С или ЗС. Получа-
ют питание нейтральные пусковые реле НВС и НУС. Контакт НУС
включает обмотку 1-3 поляризованного пускового реле ПУС, которое
отключает реле НВС и НУС. Первым отпускает якорь реле НВС, и
пока реле НУС удерживает якорь, на управляющий электрод тиристо-
ра VS схемы Е2 (—) поступает положительный потенциал.
Диод VD1.2 исключает подачу этого потенциала на катод тиристо-
ра VS.
Тиристор VS открывается, в результате чего заряжается конденса-
тор С2 и включается стрелочный двигатель. С этого момента до окон-
чания перевода стрелки реле НУС удерживает якорь током двигателя,
протекающим по обмотке 1-3.
При получении контроля положения стрелки контактом реле МК
положительный потенциал снимается с управляющего электрода ти-
ристора VS и подается на управляющий электрод запирающего тирис-
тора 3 VS. Он открывается и разряжает конденсатор С2 током откры-
того тиристора VS, что приводит к закрытию последнего, выключе-
нию двигателя и реле НУС. Тиристор 3VS также закрывается,
поскольку через него проходит ток, определяемый резисторами R4—
R6 и недостаточный для удержания его в открытом состоянии.
Диоды VD1.1, VD2.1 и VD2.2 исключают подачу отрицательного
потенциала с конденсатора С2 на управляющие электроды в момент
открытия тиристора 3 VS и закрытия тиристора VS, что может привес-
ти к повреждению последнего.
При возвращении стрелки из среднего положения в исходное сра-
батывает реле НВС (реле НУС удерживает якорь током двигателя). До
335
ГМСТ 313 31 СП 31ФК
zt2
Г-мс
\П5 1С U4
M л 41
ф——-----
пп
ГСХ
на
112
111
,113 5С
!2t ТС 120
Стрелочная
рукоятка
-^2
S3
21
ГПСТ
ГСХМ
Its
ТД
гтп
гплв
СЗ
Рн\
txt
1X2
из
РП ™
С^ЮЛ
РП FU
ЮЛ
В схему тран-
сляции ГАЦ
ПК
221________133 1
Х1Ч лв_________
213___л Bl----
™31 НУС
ПУС
1гг\12/
/23j-
тД
УПЧ.1
2!S
ТД
Л УТ) 3.2
нве
нус
иг „
пус т
из 2>—
I иго
* \'п
MQ
13
210
2ГЗ
US
xn
23
хгг
гг
21
из
пч
t тп
/Г другим блокам ~т~
группы стрелок ——
СП
JB exert у
реле ВЗ
ТД
L„ ПУС и^>-----
м" нз&
^7~1 Т---------
утзч.г
-----и—
ПН ПТ
в
Рнс. 9.10. Тиристорная схема управления стрелочным электроприводом
начала переключения якоря реле ПУС реле НВС успевает подать поло-
жительный потенциал с конденсатора С2 на управляющий электрод
тиристора 3 VS схемы Е2 (—), открытие которого закрывает тиристор
VS и выключает двигатель. Поэтому контакты реле ПУС переключа-
ются в обесточенной рабочей цепи.
Выключенное контактом реле ПУС реле НВС отпускает якорь и
подает положительный потенциал на управляющий электрод тиристо-
ра VS схемы Е1 (+), что приводит к включению двигателя и возвраще-
нию стрелки в исходное положение. Срабатывание реле ПК обеспечи-
вает открытие тиристора 3 VS, закрытие тиристора VS, выключение
двигателя и закрытие тиристора 3 ES.
336
Пробой тиристоров VS и 3 VS, обрыв тиристора 3 VS или резисто-
ров R4—R6, а также короткое замыкание или обрыв конденсаторов С1
и С2 приводят к тому, что после перевода стрелки реле НУС удержива-
ет якорь током двигателя. При этом через фронтовые контакты реле
НУС и МК (ПК) подключается напряжение к термоэлем** ту МТ (ПТ),
который через 20—25 с нагревания включает поляризованное реле ТД.
Последнее размыкает пусковую и рабочую цепи, а также включает ми-
гающим светом лампу контроля положения стрелки МЛ (ПЛ). Для воз-
вращения якоря реле ТД в исходное положение надо нажать кнопку В
(установлена для группы стрелок).
337
9.6. Сигнализация на горках
Горочные светофоры П, Г2 (рис. 9.11, а) и/’(см. рис. 9.1) размеща-
ют у вершины горки ВГна каждом путироспуска составов. Если между
горочным светофором (см. рис. 9.1) и горловиной парка прибытия ПП
имеются стрелки, управляемые дежурным по горке, то перед ними по
каждому пути надвига составов (Г1ПпГ2П) устанавливают повтори-
тели ПП и ПГ2 горочных светофоров (см. рис. 9.1).
В зависимости от возможной скорости роспуска горочные светофо-
ры Ли их повторители ПГсигнализируют желтым, желтым с зеленым
и зеленым огнями. Красный огонь требует остановки состава, а при до-
полнительном включении маршрутного указателя с буквой "Н" — оса-
живания состава от вершины горки. Для маневровых передвижений на
пути сортировочного парка светофоры Ли //Лдополняют лунно-белы-
ми огнями. Передвижения из сортировочного парка к вершине горки
регулируют маневровые светофоры МП—МГ7 (рис. 9.11, а), которые
используют также для ограждения замедлителей при ремонтных рабо-
тах.
Горочными светофорами Г1пГ2 (рис. 9.11,6) управляют посредст-
вом группы блокированных кнопок, при нажатии которых включают-
ся реле сигнальных показаний Ж,ЗиН. Контакты этих реле использу-
ют в цепях сигнального реле ПС к реле маршрутного указателя Г1 У.
В цепи включения реле ПС проверяют отсутствие взреза стрелок
(контакт реле ВЗ), ограждения замедлителей 7 и 2 (контакт реле 1-2 ОГ)
и горения лунно-белых огней на маневровых светофорах встречного
роспуску направления (контакты реле МГ1СИ, МГЗСИ—МГ7СИ).
При осаживании составов эти светофоры открывают. Поэтому контак-
ты их сигнально-исключающих реле шунтируют фронтовым контак-
том П У. Далее в цепи проверяется плюсовое положение стрелки 91, от-
сутствие экстренного гашения горочного светофора дежурным парка
прибытия (контакт реле Г1ЭГС), расцепщиками или регулировщиками
скорости (контакт реле ПГС). Реле Г1ЭГС и Г1ГС выключают при не-
обходимости экстренной остановки распускаемого состава нажатием
кнопок ПВ1 и ПВ2 в помещениях указанных работников или на внеш-
них переговорных устройствах. Кроме того, в цепи реле ПС проверя-
ют отсутствие горения лунно-белого огня на данном светофоре (кон-
такт-реле Г1МСИ).
Перед повторным открытием горочного светофора, закрытого
автоматически при задержке перевода стрелки или нажатии кнопки
экстренного гашения, дежурный по горке должен убедиться в возмрж-
ности продолжить движение состава. Поэтому схемы управления све-
тофорами не должны допускать их повторного открытия без участия
дежурного. Это достигается включением реле ПИ и Г1МИ.
Реле ПИ включается тыловым контактом реле ПС и может полу-
чить питание только через контакт кнопки К включения красного огня,
338
339
нажатие которой размыкает контакты кнопок Ж,ЗнН. Исключающее
реле маневрового сигнального показания Г1МИ включают вытягива-
нием кнопки Г1М, а маневровое сигнальное реле Г1МС — ее нажати-
ем.
В цепи включения реле маршрутного указателя горочного светофо-
ра ПУ проверяют включение сигнального реле ПС, горение на этом
светофоре красного огня (контакт реле Г1КО) и отсутствие отказа де-
журного по горке от осаживания состава (контакты реле Г100 и
Г1СОО).
Схема включения ламп светофора П (рис. 9.12) обеспечивает,
кроме включения указанных сигнальных показаний, сигнализацию
желтым и красным огнями соответственно при перегорании лампы зе-
леного и желтого огня.
Во время роспуска состава по одному пути можно подтягивать со-
став по другому пути до горочного светофора.
В случае подтягивания состава к светофору Г1 (см. рис. 9.11,6) на-
жатием нефиксируемой кнопки ПП включают вспомогательное реле
ПГ1В, а ее отпусканием —реле подтягивания ПП. Последнее получает
питание последовательно с обмоткой реле ПГ1В при условии включе-
ния реле Г1МСИ, ПСИ, МГ1СИ и ПЭГС, а также свободности участ-
ка Г1П перед светофором Г1.
Реле ПИ не выключается, и через фронтовой контакт реле ПП (см.
рис. 9.12) замыкается цепь желтого огня на светофоре Г1. С вступлени-
ем подтягиваемого состава на участок ППреле ПП выключается, и на
светофоре П загорается красный огонь. Длину участка ПП (80—
150 м) выбирают достаточной для остановки состава перед светофо-
ром Г1.
Для отмены подтягивания состава надо повторно нажать кнопку
ПП. При этом шунтируется и отпускает якорь реле ПГ1В, а при отпус-
кании кнопки лишается питания реле ПП.
Повторители горочного светофора ПП и ПГ2 (рис. 9.13) могутра-
ботать в режимах повторения показаний светофора Г и подтягивания
состава.
Если стрелка 91 установлена в минусовое положение, то светофор
ПГ2 после нажатия кнопки ПГ2, включения реле ПГ2С и выключения
реле Г2ПИ повторяет показания горочного светофора Г. Это достига-
ется включением в цепи управления огнями светофора ПГ2 (рис. 9.14)
контактов огневых реле ГЖО и ГЗО светофора Г.
В случае подтягивания состава до светофора ПГ2 стрелку 91 уста-
навливают в плюсовое положение и нажимают кнопку ПГ2. Это приво-
дит к выключению реле ПГ2И (см. рис. 9.13) и срабатыванию реле
ПГ2С. Реле подтягивания Г2ПИ остается под током, и на светофоре
ПГ2 загорается желтый огонь, который сменяется красным при вступ-
лении подтягиваемого состава на участок Г2П.
340
Рнс. 9.13. Схема сигнальных реле повторителя горочного светофора
341
Рнс. 9.14. Схема включения ламп повторителя горочного светофора
Подтягивать составы можно до светофора ПГ] или ПГ2. Поэтому
в схемах управления горочным светофором Г реле подтягивания не ис-
пользуют.
9.7. Автоматизация управления эксплуатационной работой
на сортировочных станциях
Принцип'автоматизации управления сортировочной станцией. Сор-
тировочная станция является сложной высокодинамичной системой,
управление которой осуществляется большим количеством локальных
подсистем, зачастую принимающих решения в условиях нечеткой и не-
точной информации. Они работают в режимах различной интенсив-
ности. Небольшие случайные колебания входных потоков могут быть
сглажены на станции без значительных трудностей, но появляющиеся
волны при сгущенном подходе к станции вагонопотоков значительно
увеличивают их простой на станции. Однако возможности станции по
отправлению не могут быть реализованы в момент появления волны.
Обычно они реализуются через определенный промежуток времени:
Это связано с тем, что поведение такой сложной системы регулирова-
ния оценить тем труднее, чем ограниченнее информация о будущем, а
это является типичным состоянием для принятия решений на крупных
станциях и узлах.
342
Поэтому для совершенствования системы управления работой
станции необходимо упростить процесс переработки вагонопотоков, а
также усовершенствовать процесс формирования, накопления и пере-
работки оперативно-технологической информации. В этих условиях
отрицательное действие оказывает информационная перегрузка опера-
тивно-диспетчерского персонала, что не позволяет принимать пра-
вильные и обоснованные решения, качественно осуществлять планиро-
вание и управление эксплуатационной работой. В связи с тем, что про-
цесс расформирования целесообразно максимально согласовать с
процессом формирования, управление этими процессами поручается
одному человеку — станционному диспетчеру, у которого концентри-
руются все виды информации об оперативно-технологической ситуа-
ции в комплексе расформирования и формирования.
Каждый абонент обменивается с диспетчером оперативно-техноло-
гической информацией по своему каналу связи, и в каждый момент вре-
мени он может обслуживать только одну заявку, а поступившие по дру-
гим каналам заявки образуют очередь (рис. 9.15). В этих условиях ин-
формация может либо запаздывать, либо вообще теряться.
Известно, что на получение информации о текущем состоянии сор-
тировочной системы диспетчер затрачивает до 35 % оперативного вре-
мени, а на ведение графика исполненного движения и заполнение раз-
личных форм документации еще до 30 % времени. На принятие же уп-
равленческих решений и их реализацию ему остается менее 35 %
оперативного времени. Поэтому автоматизация перечисленных выше
операций позволяет улучшить условия труда диспетчерского звена и
повысить качество принимаемых управленческих решений.
Высокого качества планирования поездной и маневровой работы
позволяет добиться автоматизированная система управления сортиро-
вочной станцией (АСУ СС). Однако для этого необходимо обеспечить
бесперебойное и своевременное поступление в АСУ СС необходимой
оперативно-технологической информации, ккоторой относится время
прибытия поезда и его номер, уход поездного локомотива, подача ма-
неврового локомотива, готовность состава к роспуску, ход расформи-
рования составов, ход накопления составов и их перестановка в парк
отправления, подача поездного локомотива, готовность поезда к от-
правлению, ситуация на подходах к станции и др.
Существующие системы управления станционной работой (БМРЦ,
ГАЦ, ЭЦ маневровых районов, автоблокировка) не позволяют непо-
средственно, без промежуточных устройств, автоматически вводить
вышеперечисленную информацию в АСУ СС. На первом этапе эта ин-
формация вводится в ЭВМ операторами. Однако в часы "пиковых" на-
грузок операторы могут допустить ошибку или вообще потерять ин-
формацию. Это искажает восприятие текущей ситуации и приводит к
принятию недостаточно оптимальных решений. Поэтому ведется раз-
работка и внедрение локальных микропроцессорных информационно-
343
Рис. 9.15. Структурная схема информационных связей станционного диспетчера
управляющих систем и систем автоматического формирования инфор-
мации (заезд на путь маневрового локомотива и его номер, проверка
соответствия состава натурному листу и т. д.).
Эти устройства обеспечивают достаточно простое сопряжение
АСУ СС с существующими системами централизации и обеспечивают
ее работу в реальном масштабе времени.
Локальные информационно-управляющие комплексы. В основе по-
строения каждой из локальных информационно-управляющих систем
лежит микропроцессорный комплекс. В него входят микропроцессор-
ные и периферийные функциональные модули. Микропроцессорный
модуль обеспечивает генерацию необходимой последовательности
операций, распределение информационных потоков между периферий-
ными модулями, а также математическую и логическую обработку
данных в соответствии с заданной программой, которая хранится в его
памяти. Связь между функциональными модулями микропроцессорно-
го комплекса осуществляется по внутриблочной интерфейсной маги-
страли. К числу периферийных модулей комплекса относятся устройст-
ва оперативной памяти (ОЗУ, ПЗУ), устройства ввода и вывода и эле-
менты межблочной связи.
В состав локальной информационно-управляющей подсистемы
входят локальный координатор и несколько локальных микропроцес-
сорных комплексов. Одной из наиболее важных задач, решаемых ло-
кальной информационно-управляющей подсистемой, является связь ее
с человеком-оператором. Для этой цели в ее состав вводится автомати-
зированное рабочее место диспетчерского и операторского персонала
на базе персональных микроЭВМ. В состав АРМа входят дисплеи, ал-
344
фавитно-цифровая и функциональная клавиатура, накопители, графо-
построители, печатающие устройства и т. д.
Принцип построения локальных информационно-управляющих
систем (ЛИУП) (рис. 9.16) положен в основу действующих и проекти-
руемых на сортировочных горках России. Отличие их друг от друга оп-
ределяется набором модулей на основе выполняемых ими функций.
Непосредственная связь с технологическим процессом и устройст-
вами станционной автоматики осуществляется через локальные ин-
формационно-управляющие подсистемы парка приема (ЛИУП-ПП),
парка формирования (ЛИУП-ПФ), парка отправления (ЛИУП-ПО),
маневрового диспетчера (ЛИУП-ДНЦ) и комплекса горочного микро-
процессорного (КГМ).
Каждая из подсистем представляет собой набор субблоков и моду-
лей, размещенных в унифицированных конструкциях и имеющих связь
с исполнительными устройствами (стрелки, рельсовые цепи, светофо-
ры, путевые датчики, скоростемеры и т. д.) и с оперативно-диспетчер-
ским оборудованием (пульты, дисплеи, печать, АРМ и др.).
В банк данных АСУ СС от каждой подсистемы информация посту-
пает автоматически.
ЛИУП-ПП обеспечивает формирование следующих данных: номер
пути, с которого прибывает поезд, время стоянки поезда у входного
светофора, время прибытия и простоя в парке приема, готовность со-
става к роспуску, момент заезда горочного локомотива под состав и
другую информацию. В ЛИУП-ПП поступают также данные о готов-
ности документов из станционного технологического центра (СТЦ) об
окончании технического и коммерческого осмотров.
ЛИУП-ПФ накапливает для своевременного анализа маневровым
диспетчером информацию о состоянии районов вытяжек, продолжи-
тельности накопления составов, времени ожидания, периоде формиро-
вания и др.
Рис. 9.16. Структурная
схема ЛИУП
345
ЛИУП-ПО регистрирует время занятия пути, момент ухода манев-
рового локомотива с пути, время обработки составов, заезд поездного
локомотива под состав и время его отправления, местонахождение по-
ездных и маневровых локомотивов и др. Технические средства ЛИУП
осуществляют организацию дискретных каналов связи для автомати-
ческой передачи команд управлешы от дежурных по паркам и горке к
машинистам локомотивов и др.
Большой объем вышеперечисленной информации формируется в
комплексе горочном микропроцессорном, который совмещается с уст-
ройствами ЛИУП. Однако еще достаточное количество оперативно-
технологической информации формируется с помощью дисплеев и кла-
виатур, что оказывает отрицательное влияние на оперативность управ-
ления. Рассмотрим два способа автоматического формирования
информации.
Способы формирования информации о подвижном составе. Автома-
тическое формирование информации о подвижном составе сопряжено
с определенными трудностями. В мировой практике известны два типа
систем автоматизированного формирования данной информации. К
одному из них относятся системы, основу которых составляют актив-
ные датчики, устанавливаемые на подвижном составе. Данные в них
заносятся специальными средствами при выполнении грузовых опера-
ций и считываются при прохождении подвижной единицы мимо кон-
трольных устройств в местах съема информации.
К другому типу относятся системы считывания информации с по-
мощью телевизионных камер, устанавливаемых в местах съема инфор-
мации. Такие устройства позволяют получить достоверную информа-
цию, но в этом случае необходимы дополнительные средства для ее
преобразования в удобную для исполнительных органов форму. Одна-
ко ввиду ряда объективных причин применение указанных систем на
железных дорогах России затруднено.
Задача получения достоверной информации о поездах, находящих-
ся на подходах к сортировочной станции, может быть решена следую-
щим образом. Тип движущегося вагона однозначно можно определить
по его осевым расстояниям: базам тележек и базе вагона, расстоянию
между центром автосцепок и осью ближайшей тележки. Таким обра-
зом, данный метод определения типа движущегося вагона основан на
измерении осевых расстояний. Измерение осевых расстояний с помо-
щью современных технических средств не представляет особого труда.
На основании этих данйых определяются и специальным образом
рассчитываются текущие коэффициенты К1Т, которые сравниваются с
находящимися в памяти микропроцессорного устройства расчетными
коэффициентами К,р для каждого типа вагонов, обращающихся на
сети дорог России.
На основе полученных данных строят модель поезда. Одновремен-
но определяют идеальную длину поезда в метрах.
346
Рис. 9.17. Структурная схема определения
местонахождения маневрового локомоти-
ва
блоку фиксации, направ-
ления движения
Сравнивая данную модель поезда с данными натурного листа, на-
ходящимися в памяти АСУ СС, можно получить точные данные о
структуре поездов на подходах к станции.
Устройство для автоматического определения местонахождения ма-
неврового локомотива. Оперативность в маневровой работе во многом
зависит от наличия достоверности информации о местонахождении
маневровых локомотивов на сортировочной станции. Формирование
этой информации осуществляет устройство, состоящее из передающей
аппаратуры, установленной на всех маневровых локомотивах, работа-
ющих на данной станции, и напольных приемников, устанавливаемых
с двух сторон парковых путей и на входах из централизованной зоны.
В качестве передатчика используют одночастотный генератор с из-
лучателем, который размещают в нижней части локомотива так, чтобы
излучаемая энергия распространялась между рельсами пути.
В пунктах контроля устанавливают две приемные катушки. Катуш-
ки расположены между рельсами вдоль пути на таком расстоянии,
чтобы они могли одновременно перекрываться сигналом передатчика,
как это показано на рис. 9.17. Каждая катушка соединена с соответст-
вующим входом двухканального приемника сигналов. Каждый канал
состоит из последовательно соединенных порогового выпрямителя,
антенны, формирователя импульсов и блока фиксации направления
движения.
Сигнал захода на путь формируется после полного проследования
локомотива на путь. При обратном движении последовательность ра-
боты каналов изменяется, и формируется сигнал освобождения пути.
Глава 10
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
10.1. Общая характеристика и классификация
информационных систем
Функционирование любой автоматизированной системы управле-
ния (АСУ) связано с обработкой и передачей информации, что дает ос-
нование отнести эти системы к классу информационных. Информация
представляет собой совокупность качественных или количественных
сведений о контролируемом или управляемом процессе, а также ко-
манд, циркулирующих в контуре управления АСУ. Техническая реали-
зация этого процесса связана с преобразованием информации в элект-
рические сигналы различной формы, которая зависит от способов пос-
ледующей обработки, передачи, отображения и т. д. В простейшем
случае аналогичные операции выполняются при обычном телефонном
разговоре, где входная и выходная информация представлена в одина-
ковом виде. При взаимодействии операторов с ЭВМ или иными техни-
ческими средствами требуется представление информации в виде, "по-
нятном" для этих устройств, — кодирование.
В комплексе "Человек — машина" оператору безразлично, каким
способом осуществляется взаимодействие всех технических средств
этого комплекса. Для него важно, как и какую информацию необходи-
мо вводить, и в каком виде он получит результаты обработки. Все про-
межуточные операции реализуются техническими средствами и про-
граммами. Однако оператору обычно предоставляется возможность
вмешиваться в процессы обработки, например, активизируя те или
иные части программы, регулируя объемы данных, корректируя вход-
ную информацию и т. д.
Кроме комплекса технических средств, важным является представ-
ление информационной структуры системы, т. е. должны быть опреде-
лены: способы организации и формирования информации; классифи-
кация и методы кодирования; объемы информации, достаточные для
принятия решений; формы представления выводимой информации. На
основе этого для компьютерных систем разрабатывается программное
обеспечение, а для вариантов аппаратной обработки информации —
логическая структура и алгоритмы.
АСУ по своей информационной структуре представляет собой сис-
тему с обратной связью, т. е. имеет замкнутый контур управления с
348
прямым и обратным каналами передачи информации (рис. 10.1). Ин-
формационные потоки, циркулирующие по этим каналам, называют
информацией управления (ИУ) и информацией состояния (ИС) соответ-
ственно.
В управляющий комплекс (УК) предварительно должна быть введе-
на исходная информация (ИИ) об алгоритмах функционирования в
различных ситуациях, допустимых диапазонах значений управляющих
и контролируемых параметров, способах ввода и вывода данных и т. д.
Эта информация может быть постоянной или изменяемой в зависимос-
ти от состояния объекта управления или иных факторов. Последнее от-
носится к так называемым адаптивным системам, которые "приспосаб-
ливаются" к реальной ситуации. На рис. 10.1 приняты следующие обо-
значения: П—программа; ОУ— объект управления.
При решении различных технологических задач возникает необхо-
димость выделения информации в различных точках информационно-
го контура АСУ. При этом можно сохранять условия и режимы нор-
мального функционирования АСУ или использовать отдельные ее зве-
нья в качестве автономных информационных устройств. Последний ва-
риант обычно используется в информационно-планирующих системах,
которые на основе обработки полученных данных выдают необходи-
мую информацию оператору и разрабатывают (планируют) стратегию
его поведения. Прямого воздействия на объект управления при этом не
происходит.
Техническая реализация информационных систем может быть весь-
ма разнообразной: от простейших устройств формирования и пред-
ставления информации до сложных комплексов, включающих в себя
каналы связи, ЭВМ и сложные устройства ввода и вывода.
Для автоматизации управления перевозочной деятельностью же-
лезнодорожного транспорта разрабатывается автоматизированная
система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ), пред-
ставляющая собой обширный комплекс технических, организацион-
Рис. 10.1. Ииф ормацнонные потоки в АСУ
349
ных и программных средств и являющаяся характерным представите-
лем класса многоуровневых АСУ. Так как железнодорожный транс-
порт является сложным комплексом согласованно функционирующих
пассажирского, локомотивного, вагонного и путевого хозяйств, уст-
ройств автоматики и электроснабжения, а также управленческого и
эксплуатационного штата, то АСУЖТ трудно представить в виде еди-
ной системы. По сути она представляет собой организационно-управ-
ленческую концепцию, определяющую общие требования и задачи от-
дельных ее подсистем, и дает возможность унифицировать технические
средства, программное обеспечение, способы обмена информацией, ис-
пользовать общие базы данных и т. д. Однако разнородность задач, ре-
шаемых подсистемами, отражается на их структуре, способах взаимо-
действия и технической реализации.
АСУЖТ представляет собой трехуровневую АСУ с уровнями круп-
ных железнодорожных узлов (нижний уровень), железных дорог (сред-
ний уровень) и Министерства путей сообщения (верхний уровень). На
нижнем уровне формируется и предварительно обрабатывается пер-
вичная информация о работе сортировочных и грузовых станций, ва-
гонных и локомотивных депо и других линейных предприятий. Исход-
ные данные вводятся в эти системы с автоматизированных рабочих
мест дежурных, диспетчеров и других работников, задействованных
в технологическом процессе, или регистрируются и формируются
автоматически устройствами железнодорожной автоматики и теле-
механики , контроля состояния подвижного состава, считывания но-
меров и т. д.
На среднем уровне функционирует АСУ дороги. Автоматизируют-
ся функции дорожных служб и предприятий. Основой дорожных АСУ
являются вычислительные центры ИВЦ, которые занимаются органи-
зацией и планированием пассажирских и грузовых перевозок в преде-
лах дороги, а также работы подразделений, связанных с этими функ-
циями. Формируются различные формы отчетности, выполняются
коммерческие расчеты, а также накапливаются и унифицируются дан-
ные, передаваемые на верхний уровень.
На верхнем уровне автоматизируются функции контроля и управ-
ления по подразделениям транспорта на всей сети дорог. На этом уров-
не также осуществляется техническое и технологическое нормирова-
ние, долгосрочное планирование эксплуатационной работы и техни-
ческого развития и т. д.
Для обмена информацией между подсистемами АСУЖТ использу-
ются существующие телеграфные и телефонные каналы связи или в за-
висимости от решаемых задач и применяемых технических средств ор-
ганизуются специальные каналы и сети передачи данных.
Эффективное и качественное функционирование подсистем
АСУЖТ во многом определяется объективностью, своевременностью
поступления и качеством обрабатываемой информации. Поэтому во-
350
просы ее получения, формирования и передачи являются важнейшими
при создании любой такой подсистемы.
Технология обмена данными между вычислительными комплекса-
ми хорошо разработана. Ограничивающими факторами при этом яв-
ляются качество каналов передачи данных, а также скорость передачи
и достоверность, обеспечиваемая ими. На уровне низовых подсистем,
непосредственно взаимодействующих с объектами контроля и управ-
ления, эти задачи видоизменяются. На этом уровне возникают пробле-
мы сбора и формирования первичной информации о состоянии объек-
тов. Наряду с ручным вводом во многих случаях при этом требуется
применение специальных датчиков, которыми могут служить элемен-
ты систем автоматики или специальные устройства.
Одним из критериев оценки качества пассажирских перевозок явля-
ется культура обслуживания пассажиров железнодорожного транспор-
та, связанная с созданием максимальных удобств получения необходи-
мой информации о поездах и приобретения проездных документов.
Для этого используют различные указатели, справочные установки,
информационные табло и экраны, а также системы автоматизации би-
летно-кассовых операций, которые включают в себя широкий спектр
устройств, начиная от простейших средств отображения вводимой
вручную информации, и, кончая сложными автоматизированными
комплексами с большим количеством терминалов, объединенных
общей сетью передачи данных.
Таким образом, информационные системы железнодорожного
транспорта можно разделить по видам решаемых задач на следующие
группы:
технологические информационные системы, используемые для ин-
формационного обеспечения процесса управления перевозками;
системы контроля состояния подвижного состава;
устройства телеконтроля состояния аппаратуры железнодорожной
автоматики и телемеханики; информационные системы для обслужива-
ния пассажиров.
10.2. Технологические информационные системы
железнодорожного транспорта
Автоматизированные системы оперативного управления работой
железнодорожного транспорта. Для формирования модели перевозоч-
ного процесса, а также прогнозирования и текущего планирования экс-
плуатационной работы на уровне дороги предназначена автоматизи-
рованная система оперативного управления перевозками АСОУП. Она
ориентирована на обслуживание оперативного управленческого пер-
сонала станций, крупных железнодорожных узлов, отделений и управ-
351
ления дороги, занятых в технологическом процессе управления движе-
нием поездов.
В рамках комплекса АСОУП решаются следующие задачи:
автоматизированный контроль поездного положения, связанный
со слежением за поездной ситуацией в пределах станций, диспетчер-
ских участков, отделений и дороги в цепом, получением схем и справок
о движении или о поездах с заданными признаками (КПП);
слежение за специальным подвижным составом, Особыми типами
грузов или режимом следования (СЛЕЖ);
контроль за соблюдением плана формирования и выявления его
нарушений станциями формирования и прицепки групп вагонов
(КПФ);
оперативный учет прохода вагонов, поездов и контейнеров через
пункты стыкования дорог и отделений с прогнозированием потоков
поездов и вагонов, приближающихся к этим пунктам со стороны доро-
ги (УПФ);
планирование прибытия грузов и информирование станций и гру-
зополучателей о прибытии соответствующих поездов, вагонов или
контейнеров (ППГ);
ведение пономерной информационной модели погрузки и выгруз-
ки вагонов станциями, учет грузовой работы станций и отделений
(ОКПВ);
контроль за соблюдением норм массы и длины поездов (КВД);
оперативный контроль наличия, состояния и дислокации грузовых
локомотивов (ОКЛД-П);
оперативный контроль за своевременной постановкой локомоти-
вов на текущее обслуживание и ремонт, а также составление планов
проведения этих работ (ОКДЛ-Р);
контроль за работой кольцевых маршрутов в пределах дороги
(УЗРМ);
контроль за погрузкой и продвижением маршрутов (СЛЕЖ-М);
выдача технологических документов на поезда для оперативных
работников станций, отделений и управления дороги (ВТД).
Решение этих задач, как правило, возлагается на вычислительный
комплекс ИВЦ и предполагает наличие и использование оперативной
информации о соответствующих объектах и ситуациях.
Для оперативного управления сортировочной станцией в реальном
масштабе времени Предназначена система АСУСС.
При разработке ее первой очереди был определен следующий ком-
плекс задач:
составление и ведение сортировочного листка;
составление и выдача натурных листов на отправляемые поезда;
учет накопления вагонов на путях сортировочного парка и выдача
накопительных ведомостей;
352
анализ вагонопотоков и выявление нарушений плана формирова-
ния прибывающих и отправляемых поездов;
текущее прогнозирование работы станции;
учет наличия вагонов и поездов в парках;
составление форм отчетности;
информационное обслуживание оперативного персонала станции,
отделения и управления дороги.
Исходная информация поступает в АСУСС с информационно-вы-
числительного центра и с терминалов, расположенных на станции и ее
подходах. В вычислительном комплексе используют две ЭВМ типов
ЕС 1010, ЕС 1011 или СМ2, которые связаны с терминалами выделенны-
ми каналами связи.
Формирование документов, используемых в технологическом про-
цессе переработки поездов, требует полноты, объективности и своевре-
менности поступления входных данных. На первом этапе эксплуатации
АСУСС сообщения о прибытии и отправлении поездов, роспуске и вы-
ставлении составов вводились операторами с терминальных устройств,
в качестве которых использовались телеграфные аппараты. Для по-
вышения достоверности исходной информации и своевременного ее
ввода был разработан информационно-управляющий комплекс
ИУКСС, в составе которого имеются автоматизированные рабочие
места дежурных по станции парков прибытия АРМ-ДСП и отправле-
ния АРМ-ДСПО, дежурного по горке АРМ-ДСПГ, оператора при де-
журном парка отправления АРМ-Е и маневрового диспетчера АРМ-
ДСЦ.
ИУКСС выполняет следующие функции: автоматизирует сбор и
обработку первичной информации в парках станции, включая испол-
нение программ роспуска; формирует в реальном масштабе времени и
передает в АСУСС сообщения о прибытии и отправлении поездов, а
также о расформировании составов; выявляет сбои технологического
процесса; формирует и выдает рекомендации по очередности обработ-
ки, роспуска, перестановок и отправления поездов; обеспечивает опе-
ративный персонал необходимой технологической информацией; кон-
тролирует работу оперативного персонала; выдает рекомендации по
поведению в нештатных ситуациях.
В состав комплекса ИУКСС входят четыре основные подсисте-
мы — Парк прибытия, Горка, Парк отправления и Связь с АСУСС
(рис. 10.2).
Исходная информация поступает из АСУСС в виде натурных и
сортировочных листков, справок о состояниях путей парков и подходе
поездов, Подлежащих переработке и др. Слежение за перемещениями
подвижных единиц ведется по сигналам, поступающим от устройств
ЭЦ, ГАЦ и типового участка контроля расцепа. Открытие входного
сигнала определяет маршрут приема, а последовательное занятие и ос-
вобождение рельсовых цепей фиксирует прохождение поезда по ма-
353
12 Зак 1462
Технологическая
обстановка
в парке
Натурный лист
| АСУСС I
Исполненный
график
движения
CM-1800
Парк
прибытия
Прибытие,
обработка,
надвиг
Сводные'
данные
о приеме.
CM-1800
Горка
Парк
прибытия
] ®
Сводные
данные
। роспуске
'сводные данные
\рд отправлении
CM-WO
Парк от-
правления
\Жирнал
'АРМ-?
Прибытие, обработ-
ка, перестановки,
отправление
Сортировочный / Парк \
парк отправления /
Рис. 10.2. Структурная схема информационно-управляющего комплекса сортировочной
станции
ршруту. Момент освобождения последней секции маршрута, приле-
гающей к пут приема, соответствует времени Прибытия поезда.
С учетом результатов списывания вагонов во входной горловине
ИУКСС формирует и пересылает в АСУСС сообщение о приеме поезда
с )казатв«ем его номера и индекса. 'При этом на дисплеи АРМ-ДСП и
АРМ-ДСЦ автоматически выводится информация о прибывшем поез-
де — номер пути приема, время прибытия, номер поезда, его индекс и
т. д. Дальнейший ход технологического процесса контролируется по
открытию и закрытию сигналов ограждения состава, горочного свето-
фора, состоянию рельсовых цепей маршрута надвига на горку. Вся не-
обходимая информация выводится на дисплеи АРМ-ДСП И АРМ-
ДСЦ, а также печатаются фрагменты исполненного графика движения.
Процесс роспуска контролирует подсистема Горка, основываясь на
Данных сортировочного листка. Контроль фактического деления со-
става на отцепы осуществляется с использованием счетчиков осей и фо-
тоустройств типового участка расцепа.
По окончании роспуска необходимая информация формируется и
передается в АСУСС. На дисплее АРМ-ДСП при этом отражается про-
цесс заполнения путей подгорочного парка. Аналогично формируется
информация о ходе технологического процесса в парке отправления.
Автоматизированные рабочие места представляют собой персо-
нальные ЭВМ, связанные с вычислительным комплексом АСУСС, и
354
получающие от него исходную информацию. На основе этого ведется
учет и контроль параметров технологического процесса в реальном
масштабе времени, выдается информация оператору и печатаются не-
обходимые технологические документы. Результаты первичной обра-
ботки данных пересылаются в АСУСС по каналу связи.
Информационное взаимодействие АРМ с АСУСС и ИУКСС рас-
смотрим на примере АРМ-ДСП (рис. 10.3).
Автоматизированные системы управления процессами перевозок в
масштабе дорог позволяют собирать и обобщать информацию, Кото-
рая может использоваться для решения аналогичных задач для отдель-
ных железнодорожных Направлений и всей сети железных дорог. Для
этого в 1988 г. создан автоматизированный диспетчерский центр уп-
равления АДЦУ МПС, основной функцией которого является органи-
зация оперативного управления работой на важнейших железнодорож-
ных направлениях, а также контроль за выполнением этапов управле-
ния, сетевое планирование, прогнозирование и др.
В Операционном зале АДЦУ МПС размещаются главные диспетче-
ры МПС, главный вагонораспределитель, диспетчеры направлений и
другие руководители. Оперативная информация отображается на экра-
нах дисплеев, специальных табло и мнемосхемах. В комплексе уст-
АСУСС
АСОУП
Линия связи
•Подслушивание
линии связи АСУСС;
"Списывание"
прибывающего
состава
Ситуация
6 парке
Статистика
Исходная
информация
Текущая
ситуация
в парке
' Исполненный
график
. движения
Исходная
информация
о подходе поезда
Сводная
информация
о прибытии;
Статистика
\Cnpo6xa о
'прибытии
I поезда
Подсистема
«Парк
прибытия*
зц
Рис. 1Q.3. Структурная схема информационного взаимодействия АРМ-ДСП парка при-
бытия
355
12*
ройств центра взаимодействуют автоматизированные рабочие места
руководителей МПС и некоторых главных управлений.
Автоматизация сбора информации. Для эффективного функциони-
рования автоматизированных систем управления необходима полная,
своевременная и достоверная информация о ходе автоматизируемого
процесса. При сложившейся технологии управления перевозочным
процессом на железнодорожном транспорте необходимо составлять
множество документов, циркулирующих между различными подразде-
лениями дорог и министерства. Для их составления и передачи в основ-
ном используется ручной ввод первичных данных с терминальных уст-
ройств, которыми служат телеграфные аппараты или специально орга-
низованные абонентские пункты, где имеются пишущие машинки, счи-
тыватели, телетайпы, персональные ЭВМ и модемы аппаратуры пере-
дачи данных. Абонентские пункты отличаются составом и типами
комплектующих устройств. Например, в состав абонентского пункта
АП-70 входит персональная ЭВМ, позволяющая редактировать вводи-
мый с ее клавиатуры текст, выполнять поиск и унификацию данных, их
проверку и корректирование и т. д.
Применение вычислительной техники обусловливает переоценку
некоторых технологических операций подготовки и обработки инфор-
мации, что в ряде случаев позволяет отказаться от обращения и испол-
нения бумажных документов. При этом можно автоматизировать мно-
тие процессы формирования первичной информации для АСУ, накап-
ливая необходимые сведения в памяти ЭВМ и на магнитных носителях.
Однако проблема автоматизации получения информации непосредст-
венно от устройств железнодорожной автоматики и телемеханики по-
прежнему остается актуальной. Эти устройства связаны непосредствен-
но с обеспечением безопасности движения поездов и уже имеют объек-
тивную и достоверную информацию о местах нахождения поездов,
направлении их движения, маршрутах следования и т. д.
Нахождение подвижного состава па участках пути контролируется
электрическими рельсовыми цепями. Направление движения можно
определить, фиксируя очередность занятия и освобождения путевых
участков и стрелочных секций, положение стрелок, а также состояние
некоторых элементов систем автоматики.
Получение информации о поездном положении на станциях техни-
чески решается относительно просто, так как она концентрируется уст-
ройствами электрической централизации в одном месте. Сложнее об-
стоит дело с перегонами, где устройства, фиксирующие состояние
блок-участков, территориально разнесены и в основном не имеют не-
посредственных связей со станциями. Контроль нахождения поездов
на перегоне возможен лишь при наличии рельсовых цепей, т. е. если
участок оборудован автоматической блокировкой. При полуавтома-
тической блокировке, где рельсовые цепи на перегонах отсутствуют,
356
положение поезда может быть зафиксировано с точностью межстанци-
онного перегона.
Для контроля поездного положения на перегонах, оборудованных
автоматической блокировкой, используется система частотного дис-
петчерского контроля (ЧДК). Она представляет собой двухуровневую
систему телеконтроля, концентрирующую информацию о состоянии
перегона в пределах диспетчерского круга ДНЦ (рис. 10.4). На нижнем
уровне информация о состояниях объектов перегона передается на
ближайшие промежуточные станции, где к ней добавляются сигналы о
состояниях станционных объектов и осуществляется передача инфор-
мации на центральный пост.
Датчиками информации для системы ЧДК служат контакты путе-
вых реле автоблокировки, а также реле электрической централизащш
промежуточных станций. Для передачи всех сигналов используют 16
фиксированных частот в диапазоне 300—1600 Гц. Выбор этого диапа-
зона обусловлен прежде всего тем, что для сбора информации на про-
межуточных станциях используется цепь ДСН, по своим техническим
характеристикам допускающая передачу лишь низкочастотных сигна-
лов и работающая при высоком уровне помех. Все это обусловило не-
обходимость применения узкополосных устройств передачи и приема
информации. Поэтому в качестве элементов стабилизации частоты в
системе ЧДК применяют узкополосные камертонные фильтры, рабо-
тающие на принципе механического резонанса, чем обеспечивается по-
Стонция 1
СтанцияJ
Рис. 10.4. Структурная схема системы ЧДК
357
лоса пропускания канала (0,3 —1,4) % номинальной частоты на уровне
0,7 Umax
На сигнальных точках перегона устанавливают камертонные i опе-
раторы ГЛ77/с ратными частотами генерации. Максимально к одной
цепи ДСН подключают не более 16 ГКШ. Пеоелаваемые сигналы фор-
мируются контактами сит наивных реле Ж при кодовой автоблокиров-
ке или путевых реле П при других системах коммутацией цепей пита-
ния оконечного каскада генератора. При отсхтствии поездов на кон-
тролируемом перегоне каждая сигнальная точка непрерывно посылает
в цепь ДСП сигналы своей частоты. Если блок-участок занимает поезд,
то посылка частотаого сигнала с соответствующей сигнальной точки
прекращается.
На промежуточной станции принятые сигналы через усилитель по-
ступают на входы камертонных приемников ПДК1—ПДК16 (цифро-
вые индексы соответствуют номерам расшифровываемых частот). На
выходах приемники имеют реле с одной контактной группой, фронто-
вой контакт которого служит для включения ламп на табло контроля
перегона ТКП в помещении ДСП, а тыловой используется при переда-
че ♦ юрмации на центральный пост. Этим обеспечивается полное
гальваническое разделение перегонных цепей и схем передачи на цент-
ральный пост.
С промежуточных станций информация собирается по одной паре
проводов воздушной или кабельной линии связи методом частотно-
распределительной селекции. Опрос всех станций осуществляется цик-
лически с использованием распределителей РДКи линейных генерато-
ров ГЛ. Для синхронизации работы всех устройств промежуточных
станций и центрального поста на одной из станций устанавливают так-
товый генератор ГТ-16, работающий на 16-й частоте и непрерывно
формирующий 16 импульсов, разделенных интервалами. После каждо-
го 16-го импульса следует удлиненная межцикловая пауза, синхронизи-
рующая работу всех распределителей.
Генератор ГЛ содержит элементы приема сигналов 16-й частоты
(тактовые сигналы) и передатчик, работающий на одной из 15 частот,
присвоенной данной станции.
В системе применяют распределители двойного хода, которые из-
меняют состояние в импульсах и интервалах, т. е. имеют 32 позиции, 16
из них используются для трансляции на центральный пост сигналов,
полученных с перегона, а остальные—для передачи информации о со-
стояниях станционных путей, стрелочных секций, входных и выхоДных
сигналов и участков удаления.
Принятая на центральном посту информация расшифровывается
матричным способом. Вертикалями матрицы А/управляют приемники
ПДК1—ПДК15, а горизонталями — распределитель РДК. Восприни-
мающие элементы, установленные в одной вертикали, соответствуют
объектам станции, а горизонтали определяют их порядковые номера.
358
Информация со станций на центральный пост передается следую-
щим образом. В межцикловой паузе тактового генератора все распре-
делители системы приводятся в исходное состояние. Первый тактовый
импульс воспринимается приемными каналами всех линейных генера-
торов. Сигналы с их выходов устанавливают распределители в положе-
ние опроса первых по порядку объектов каждой станции. Распредели-
тель центрального поста при этом подключает полюс питания к первой
горизонтали матрицы. Если контролируемые рельсовые цепи свобод-
ны, а станционные светофоры закрыты, то частотный сигнал в линию
не поступает. При занятой рельсовой цепи или открытом светофоре
станция сообщает об этом посылкой в линию сигнала присвоенной ей
частоты. Передающим каналом линейного генератора управляют кон-
такты опрашиваемых объектных реле через распределитель.
Если на центральном посту с какой-нибудь станции принят актив-
ный сигнал, т. е. зафиксирована соответствующая ей частота, то прием-
ник этой частоты подключает вертикаль другой к полюсу напряжения,
в результате чего включается элемент индикации: во время первого
тактового импульса все станции передают информацию о состояниях
первых по порядку опроса объектов.
В первом интервале серии тактовых импульсов все распределители
устанавливаются в позицию 2. Центральный РДК при этом подключа-
ет полюс питания ко второй горизонтали. Станции формируют сигна-
лы о состояниях вторых по порядку объектов, которыерасшифровыва-
ются приемниками центрального поста и воздействуют на элементы
индикации второй горизонтали матрицы, т. е. во втором такте (интер-
вал между тактовыми импульсами) все станции на своих частотах пере-
дают информацию о состояниях вторых по порядку опроса объектов.
Так передаются сигналы о состояниях всех объектов станций. В меж-
цикловой паузе все схемы приводятся в исходное состояние, и цикл оп-
роса повторяется.
Во время опроса все распределители должны работать синхронно и
синфазно. Поскольку объективного контроля их движения нет, то оши-
бочная информация при сбое одного из них принимается только до
конца цикла опроса.
Так как каждый сигнал передается примерно 0,4 с при цикле опроса
14 с, то элементы индикации табло-матрицы должны запоминать при-
нятую информацию с возможностью ее подтверждения или обновле-
ния в каждом цикле. Поэтому в качестве воспринимающих элементов в
матрице применяют тиратроны с холодным катодом типа МТХ-90, со-
четающие качества индикатора тлеющего разряда и элемента памяти.
Их зажигание происходит при подключении к соответствующим гори-
зонтали и вертикали разных полюсов питания, а гашение — при нали-
чии на этих шинах матрицы одного потенциала, что эквивалентно ко-
роткому замыканию анода и катода.
359
Поскольку отображение информации о поездном положении на
табло диспетчера делается географическим способом, то тиратроны
размещают в соответствующих точках изображенного на табло путе-
вого развития контролируемого участка. При используемых техничес-
ких средствах и принципе передачи сигналов система контролирует
максимально 15 х 32 = 480 объектов.
С помощью системы ЧДК на промежуточные станции передаются
также сигналы о наиболее частых повреждениях устройств автоблоки-
ровки —перегорании ламп красных огней светофоров, повреждениях в
цепи ДСН, наличии или отсутствии основного и резервного питания, а
также при нарушениях в работе дешифраторных ячеек кодовой авто-
блокировки. В качестве датчиков при этом используют контакты соот-
ветствующих реле автоблокировки, а информация передается посыл-
кой на промежуточную станцию последовательностей импульсов,
сформированных ГКШ. При возникновении на какой-нибудь сигналь-
ной точке повреждения соответствующая лампа на табло ДСП начина-
ет мигать. Характер повреждения можно определить по ритму мигания
визуально.
Информацию, получаемую с помощью ЧДК и других систем авто-
матики, можно использовать на более высоких ступенях автоматиза-
ции управления перевозочным процессом. Но указанные устройства
предназначены в основном для эксплуатационного персонала, управ-
ляющего движением в ограниченных районах. Поэтому вывод инфор-
мации в них обеспечивается световой индикацией на пультах управле-
ния и табло. Чтобы ввести ее в ЭВМ, нужно представить эту информа-
цию в соответствующей форме, т. е. необходимы дополнительные
устройства преобразования и передачи.
Вопросы кодирования, передачи, приема и дешифрации сигналов в
сетях обмена данными проработаны достаточно полно. Для этого име-
ется обширный арсенал технических и программных средств. Однако
при подключении к действующим устройствам железнодорожной
автоматики и телемеханики одновременно со "считыванием" с них ин-
формации необходимо исключить влияние подключаемых цепей на
нормальную работу этих устройств. Поскольку контролируемые
схемы строят на реле I класса надежности, то для считывания информа-
ции можно использовать свободные контакты этих реле, что обеспечи-
вает необходимый уровень достоверности. Если свободных контактов
нет, то подключают дополнительные реле-повторители или необходи-
мые сигналы отбирают из цепей включения ламп на пультах-табло.
Системы считывания номеров вагонов. При автоматизации работы
сортировочных станций необходима достоверная информация не толь-
ко о фактах приближения поездов, но и о их составе — количестве и
типах вагонов, станциях приписки и назначения, видах грузов и т. д.
Часть этой информации содержится в номерах вагонов. Поэтому тех-
нологический процесс обработки поездов включает в себя запись номе-
360
ров вагонов в специальный документ — натурный лист. Эту операцию
называют списыванием вагонов. Для облегчения работы оператора-
списчика организуют пункты списывания, представляющие собой спе-
циальные помещения с хорошим обзором пути. Оператор читает номе-
ра вагонов проходящего с небольшой скоростью поезда и одновремен-
но передает их на станцию по телеграфному каналу. Естественно, что
при таком способе считывания неизбежно большое число ошибок, обу-
словленных способностью восприятия оператора, условиями видимос-
ти, типами вагонов, степенью загрязненности номеров и т. д. Для об-
легчения считывания размеры цифр номеров, их начертание и места
размещения унифицированы. Но статистические данные показывают,
что в условиях плохой видимости в ночное время ошибки могут дости-
гать 40 %. Поэтому в разных странах ведутся интенсивные исследова-
ния и работы по созданию устройств автоматического считывания но-
меров вагонов (рис. 10.5). На рис. 10.5 приняты следующие обозначе-
ния: ЭП — электронная педаль; СУ—считывающее устройство; СО —
счетчик осей; СДС — схема дешифрации сигналов; Н — накопитель;
К — кодер; П — передатчик; ЛС — линия связи. Идея считывания за-
ключается в следующем. На вагоне укрепляют датчик ВД, несущий ин-
формацию о номере в закодированном виде. При проходе поезда по
контрольному участку эта информация считывается н дешифруется.
Процесс считывания активизируется специальными устройствами кон-
троля приближения поезда, в качестве которых обычно применяют ко-
роткие рельсовые цепи наложения (электронные педали) или электро-
магнитные точечные датчики. В процессе считывания выполняется
счет осей вагонов. Схемы счетчиков осей позволяют устанавливать на-
правление движения, определяют порядок обработки считанных сиг-
налов, фиксируют прохождение каждого вагона и "привязывают" счи-
танные номера к конкретным ваз онам. С их помощью обнаруживают
вагоны, не имеющие датчиков. В некоторых устройствах считывания
часть указанных функций реализуется непосредственно в процессе счи-
пЛвания номера.
Принятые от датчика сигналы дешифрируются и вводятся в нако-
питель, который накапливает данные о поезде в целом. После прохода
поезда собранная информация кодируется и передается в информаци-
онный центр по каналу связи.
Технически и организационно проблема считывания номеров ваго-
нов достаточно сложна, поскольку: считывание необходимо проводить
без снижения скорости поезда, которая может достигать 150—160 км/ч;
содержание и качество считанной информации не должны зависеть от
направления движения поезда; требуется выявлять вагоны с повреж-
денными или отсутствующими датчиками; датчики должны быть про-
стыми в настройке, легкосъемными, приемлемыми для любых типов
вагонов, долговечными, а также работать без источника питания; до-
стоверность считывания не должна ухудшаться при плохой видимости,
загрязнениях датчика, а также при изменениях климатических условий.
361
Сочетать оптимальные решения этих задач в одном устройстве до-
статочно трудно. Известны системы считывания, основанные на раз-
личных физических принципах взаимодействия датчиков и приемни-
ков устройств считывания, среди которых можно выделить оптичес-
кие, акустические, радиоактивные, магнитные, электромагнитные, ин-
дуктивные, радиочастотные и телевизионные.
В оптических системах для считывания номеров используют види-
мый спектр светового диапазона (рис. 10.6). Вагонный датчик ВД пред-
ставляет собой щит с комбинацией горизонтальных цветных полосок,
каждая из которых содержит два цвета. Для кодирования применяют
белый, синий, оранжевый и черный цвета. Варианты их сочетаний
дают возможность кодировать одной двухцветной полоской десятич-
ный разряд номера. Всего на датчике 13 полосок, первая из которых
стартовая, 12-я — стоповая, 13-я — контрольная, а остальные — ин-
формационные.
При проходе вагона в зоне считывания полоски освещаются от зер-
кал вращающегося барабана ВБ (ИС — источник света), что обеспечи-
вает их поочередное считывание снизу вверх (сканирование). Отражен-
ные сигналы регистрирует фотоприемник ФП и обрабатывает элек-
тронная аппаратура {СУД — схема управления и дешифрации, О —
отражатель). Сканирующее устройство включается сигналами от элек-
тронной рельсовой цепи на время следования поезда через контроль-
ную точку.
Стоимость вагонных датчиков такого типа невысока. Они долго-
вечны и позволяют легко изменять информационное содержание пере-
становкой полосок на щите-основании. Однако качество считывания
зависит от степени загрязненности датчиков и от погодных условий.
Экспериментальные данные показывают, что при таком способе досто-
верность считывания достигает 85 %.
Рис. 10.5. Обобщенная структурная схема
устройств считывания номеров вагонов
Рис. 10.6. Структурная схема оптического
считывания номеров
362
Рис. 10.7. Структурная схема считывания
номеров вагонов "на просвет”
Известен способ кодирования информации о номере с использо-
ванием световодов. В этом случае принцип считывания аналогичен
рассмотренному, а в качестве датчика используется непрозрачная
плита с вставленными в нее перпендикулярно поверхности световода-
ми. Их верхние части открыты световому потоку, а нижние закрыва-
ются перфорированными пластинами с закодированной информа-
цией. Фотосчитывающее устройство воспринимает "мозаичную" кар-
тину отраженного изображения, которая проходит последующую
обработку. Информационное содержание датчика изменяется заменой
перфорированных пластинок. Стоимость такого датчика высока при
сравнительно небольшом повышении достоверности считывания.
В варианте считывания оптической информации "на просвет" (рис.
10.7) датчик ВД представляет собой щит с отверстиями, которыми ко-
дируется номер вагона. Датчик устанавливается в нижней части вагона
и просвечивается светом от излучателя И, расположенного внутри
колеи. Считывание можно проводить сканированием или использова-
нием эффекта последовательного прохождения отверстий датчика
между осветителем и фотоприемником Ф в процессе движения поезда
(Д — дешифратор). Датчики такого типа легко повреждаются, что сни-
жает качество считывания в целом.
Повышение достоверности считывания достигается при использо-
вании лазеров Л, работающих в видимом спектре. В системе с двумя
лазерами зеленого икрасного излучения (рис. 10.8) информация на дат-
чике ВД кодируется этими же цветами в двоичном коде. Световые
пучки направляются на датчик через полупрозрачное зеркало и враща-
ющийся зеркальный барабан ВБ, сканирующий его площади снизу
вверх. Отраженные световые потоки направляются верхней отражаю-
щей стороной полупрозрачного зеркала на соответствующие свето-
фильтры С и фотоприемники Ф1 и Ф2, расшифровывающие принятые
сигналы (СУОС — схема управления и обработки сигналов).
При использовании лазера информация на датчике записывается
одноцветными полосками разной ширины, ко горыми кодируются дво-
ичные эквиваленты десятичных цифр номера. Принцип считывания
аналогичен рассмотренному, но используется один фотоприемник.
363
К накопителю
номеров
Рис. 10.8. Структурная
схема считывания номеров
вагонов с использованием
лазеров
Лазерные системы менее чувствительны к загрязнениям поверхнос-
ти датчика и имеют более простые устройства первичной обработки
сигналов. Однако стоимость этих систем весьма высока из-за сложнос-
тей построения всего тракта прохождения световых пучков и необхо-
димой при этом тщательной настройки оптической системы.
Устройства акустического типа работают в ультразвуковом диа-
пазоне (десятки и сотни килогерц) и используют принцип отражения
сигнала вагонным датчиком. Но при этом требуется излучатель боль-
шой мощности. Чаще применяют принцип возвращения акустическо-
го сигнала (рис. 10.9). Датчик ВД представляет собой пластину с пос-
ледовательно расположенными акустическими каналами и устанавли-
вается под днищем вагона. При движении поезда излучаемый
опрашивающим устройством акустический сигнал улавливается
одним концом акустического канала датчика и после многократного
отражения направляется на акустический приемник. Номер кодирует-
ся двоичным кодом в результате перекрытия акустических каналов за-
Рис. 10.9. Структурная схема считывания Рис. 10.10. Структурная схема магнитного
номеров вагонов с использованием ульт- способа считывания номеров вагонов
развука
364
слонками. Каждому двоичному разряду соответствует один акусти-
ческий канал датчика. На рис. 10.9 приняты следующие обозначения:
ВД — вагонный датчик; УГ — ультразвуковой генератор; ИП — из-
лучатель-приемник; И — излучатель; П — приемник; СОС — схема
обработки сигналов.
Изготовление таких, датчиков весьма сложно, они чувствительны к
загрязнениям каналов и громоздки, а устройства считывания имеют
высокую стоимость.
Радиоактивные системы по принципу считывания аналогичны оп-
тическим, читающим "на просвет" (см. рис. 10.7). Для считывания ин-
формации используется пучок радиоактивного излучения, создаваемо-
го изотопами. Вагонный датчик подобен датчику оптической системы,
но изготовлен из материала, задерживающего радиоактивное излуче-
ние. В качестве приемников применяют счетчики Гейгера-Мюллера с
соответствующими усилителями. Эти устройства долговечны, просты
и обеспечивают более высокую, чем у оптических систем, достовер-
ность считывания, не зависящую от погодных условий. Но применение
радиоактивных материалов небезопасно для обслуживающего персо-
нала и случайно оказавшихся в зоне излучения людей, что ограничива-
ет применение устройств этого типа.
При магнитном способе считывания в качестве датчика использу-
ется щит из немагнитного материала с укрепленными на нем в опреде-
ленном порядке постоянными магнитами ПМ (рис. 10.10). Информа-
ция кодируется кодом "два из пяти", т. е. магниты размещают анало-
гично отверстиям на перфоленте, а каждая строка соответствует
десятичному разряду номера. Считывание осуществляется пятью при-
емными катушками СК, каждая из которых "читает" свою дорожку,
т. е. при движении поезда последовательно считываются пятизначные
кодовые комбинации. На датчике размещаются контрольные сигналы,
указывающие направление считывания и порядок расшифровки сигна-
лов {СОС — схема обработки сигналов).
Поскольку расстояние между датчиком и приемными катушками
достаточно велико и изменяется при движении вагона, а постоянные
магниты нужной мощности малого размера сделать трудно, достовер-
ность считывания при таком принципе не превышает 70 %.
В электромагнитных системах (рис. 10.11) датчиком служит ферро-
магнитная пластина с вырезами различной глубины, площадью кото-
рых кодируются десятичные разряды номера. Датчик укрепляют под
днищем вагона. В точке считывания по оси пути устанавливают намаг-
ничивающий электромагнит НЭ и считывающую катушку СК. При
следовании вагона датчик сначала проходит над электромагнитом и
намагничивается. Далее датчик проходит над считывающей катушкой,
в которой наводится ЭДС, зависящая от расстояния между ней и маг-
нитным материалом датчика. Иначе говоря, на фоне некоторого на-
пряжения с постоянной амплитудой формируются провалы до уров-
ней, пропорциональных глубинам вырезов. Эти аналоговые сигналы
365
UlrijxJljinJLrj *
1°,
м' _
''СК
Вывод информации
\ !
СУОС
Рис. 10.11. Схема электромагнитного спо- Рнс. 10.12. Траектория движения колеса
соба считывания номеров вагонов
преобразуются в цифровую форму блоком электронной обработки
(СУОС — схема управления и обработки сигналов).
Как известно, на степень намагниченности магнитных материалов
влияют внешние магнитные поля, удары и температура. Поэтому прин-
цип предварительного намагничивания датчика непосредственно
перед процессом считывания способствует повышению достоверности
считываемой информации. По этой причине системы с постоянными
магнитами имеют худшие технические характеристики. Однако осталь-
ные недостатки магнитных систем сохраняются и при электромагнит-
ном считывании. Кроме того, предварительная обработка аналогово-
го сигнала является технически более сложной процедурой, чем цифро-
вого, что снижает достоверность распознавания информации.
Разновидностью электромагнитного способа считывания является
вариант с записью номера на бандаж колеса вагона. Поскольку бандаж
изготавливают из высоколегированной стали, то его можно использо-
вать в качестве носителя информации намагничиванием отдельных
участков поверхности. Траектория каждой точки М поверхности коле-
са при его движении представляет собой циклоиду (рис. 10.12). Следо-
вательно намагниченная зона колеса при его движении приближается к
рельсу и удаляется от него под углом, близким к прямому. Если считы-
вающую катушку установить у головки рельса, то получится эффект
быстрого приближения к ней и удаления от нее магнитной массы, что
можно зафиксировать по изменению наводимой ЭДС.
а) пп
б)
СУОС
| Вибод информации
Рис. 10.13. Схемы электромагнитного способа записи и считывания номеров вагонов с
бандажей колес
Збб
Информация о номере вагона записывается в результате намагни-
чивания зон бандажа (в виде магнитных мезок) при помощи электро-
магнитов Э, установленных вдоль рельсов на специально оборудован-
ных для этого участках (рис. 10.13, а). Цифры номеров записываются в
двоичном коде. На одном бандаже удается записать двоичные эквива-
ленты только двух десятичных цифр. При более плотной записи маг-
нитные метки ММ начинают влиять друг на друга, что искажает ин-
формацию и затрудняет процесс считывания. Поэтому полный восьми-
значный номер вагона размещается на четырех колесах вагона. Кроме
того, на каждое колесо записывается специальная метка-маркер для
обнаружения начала записи.
Перед формированием меток колесная пара проходит фоновую об-
работку, т. е. намагничивается слабым магнитным полем. Это увеличи-
вает контраст записываемых сигналов, чем облегчается процесс считы-
вания.
В зоне считывания (рис. 10.13, 6) вдоль рельсов устанавливаются
шины ШС с магнитоэлектрическими феррозондами Ф. Длина шин со-
ответствует трем длинам окружности колеса, что позволяет выполнять
полное считывание независимо от того, в каком месте его периметра
находится начало записи. При движении колеса над шиной один из
феррозондов обнаруживает маркер, после чего сигналы считываются
со всей окружности, т. е. до повторной фиксации маркера. По сути про-
цесс считывания весьма близок к воспроизведению магнитной записи с
ленты обычною магнитофона (СУОС - схема управления и обработ-
ки сигналов).
Такой способ не требует установки на вагоне датчиков, сравни-
тельно прост технически и обеспечивает высокую достоверность. Не-
достатком его является необходимость периодического обновления
записанной информации, поскольку при эксплуатации вагона колесо
постепенно размагничивается из-за ударов на стыках, влияний темпе-
ратуры и других факторов. Однако этот способ в целом считается
весьма перспективным.
Радиочастотные системы с пассивным отражающим датчиком, как
правило, работают в диапазоне СВЧ. Примером такой системы может
служить отечественная транспортная локационная опознавательная
система ЛОТОС-2к (рис. 10.14). В ней используется принцип опроса
пассивного вагонного датчика СВЧ-сигналом, периодически изменяю-
щимся по частоте в диапазоне 3,0—3,6 ГГц. Вагонный кодово-частот-
ный датчик КЧД представляет собой отрезок волновода, на одном
конце которого имеется заглушка, а второй служит антенной для СВЧ-
сигналов этого диапазона. На внутренних стенках волновода закрепля-
ют объемные резонаторы ОР, с помощью которых кодируют номер ва-
гона. Восемь десятичных цифр номера кодируются кодом "два из
пяти", а всего используется 16 резонаторов, настроенных на фиксиро-
367
ванные частоты в указанном диапазоне. Датчик закрепляют под дни-
щем вагона антенной вниз.
Датчики "опрашиваются" комплектом напольных устройств,
включающим в себя антенный блок А Б, установленный между рельса-
ми, и блок электронной обработки БЭО, соединенные кабелем. Генера-
тор пилообразного напряжения ГПН электронного блока вырабаты-
вает сигналы тока частоты 1 кГц, управляющие работой СВЧ-генера-
тора, а также использующиеся для синхронизации работы схем
накопления, формирования и передачи считанной информации.
При движении вагона над точкой считывания СВЧ-сигнал, с изме-
няющейся по линейному закону частотой, через циркулятор Ц и антен-
ну излучается в сторону вагонного датчика. Отраженные короткозамк-
нутым концом волновода колебания возвращаются в напольную ан-
тенну. Объемные резонаторы датчика создают сдвиг фаз между
падающим и отраженным сигналами на частотах собственного резо-
нанса, т. е. принятый сигнал промодулирован по фазе на частотах, не-
сущих информацию о номере вагона. При его преобразовании в каче-
стве гетеродина используется СВЧ-генератор ГСВЧ, напряжение с ко-
торого поступает на преобразователь П через линию задержки ЛЗ.
После фазового детектора ФД принятая информация собирается в на-
копителе Н. Селекцию сигналов по амплитуде выполняет пороговое
устройство ПУ, где принятый код проверяется, и при несоответствии
его требуемой структуре формируется сигнал ошибки. Сконцентриро-
ванная и обработанная информация поступает в накопительный ре-
гистр и подготавливается к передаче по линии связи (Ф — формирова-
тель).
Формирование сигналов включения аппаратуры, ее запуска, а
также привязка считанной информации к конкретным вагонам, опре-
Рис. 10.14. Структурная схема системы
ЛОТОС-2К
Рис. 10.15. Структурная схема системы
СВЧ-считывания с активным вагонным
датчиком
368
деление направления движения и управление передачей выполняются
по комацдам, поступающим от датчиков счета осей.
В аппаратуре предусмотрена возможность автономного контроля
всех узлов по командам с пункта сбора информации. Приняты также
меры обеспечения работоспособности устройств в реальных климати-
ческих условиях, включая термообогрев, термокомпенсацию схем и
специальное конструктивное оформление.
Использованный принцип обеспечивает хорошую защищенность
от помех и внешних влияний, а также высокую достоверность считы-
ваемой информации. При мощности излучения примерно 100 мкВт
расстояние между приемо-передающей антенной и датчиком может до-
стигать 0,8—1 м, а надежное считывание обеспечивается при скоростях
движения поездов до 200 км/ч.
К недостаткам системы можно отнести трудоемкость изготовления
элементов тракта СВЧ и необходимость весьма тщательной его на-
стройки. Стоимость вагонного датчика с учетом изготовления, уста-
новки и настройки объемных резонаторов высока. Однако при исполь-
зуемом принципе имеется возможность увеличить объем считываемой
информации и даже делать часть ее переменной. В целом система явля-
ется перспективной и принята в качестве типовой системы считывания
номеров вагонов для сети дорог страны.
Еще одним вариантом системы считывания, работающей в радио-
частотном диапазоне, является система с использованием активных
вагонных датчиков, питание которых осуществляется благодаря энер-
гии передатчика считывающего устройства (рис. 10.15). На рис. 10.15
приняты следующие обозначения: Пер — передатчик; П — приемник;
Г— генератор; В — выпрямитель; М — модулятор; БУД — блок уп-
равления и дешифрации. Вагонный датчик представляет собой схему,
содержащую тракты приема и передачи. При движении вагона в зоне
считывания датчик принимает сигнал частоты 2,45 ГГц, посылаемый
напольной аппаратурой. Этот сигнал наводит в приемной антенне
э.д.с, которая выпрямляется и служит источником питания элементов
передающего канала датчика. Номер вагона кодируется в двоичном
коде в результате частотной модуляции излучаемого передающей ан-
тенной сигнала. Напольная аппаратура принимает и расшифровывает
эту информацию, а также подготавливает ее к передаче по каналу
связи.
Достоинством системы является возможность кодирования боль-
шого объема информации, т. е. этот вариант можно использовать для
передачи переменных данных. Достоверность передачи информации
достигает 100 % и не зависит от влияния внешних факторов. Однако
стоимость вагонного датчика весьма высока.
Упростить приемопередающие устройства можно, перейдя на
более низкие частоты (100 кГц и ниже) со считыванием информации
индуктивным способом. Такой принцип заложен в аппаратуру считы-
369
вания информации с рефрижераторных поездов ДИСК-РЕ и ее модер-
низированный вариант ДИСК-Л. Эти устройства однотипны (рис.
10.16), но последнее отличается увеличенным объемом считываемой
переменной информации, идеологией обработки принятых сигналов,
применением современной элементной базы, а также технологией изго-
товления.
В состав аппаратуры входит мобильный комплект МК, предназна-
ченный для установки на локомотивах, рефрижераторных вагонах и
других подвижных единицах. Для его питания необходима специаль-
ная аккумуляторная батарея. Стационарную часть СК устанавливают
в контрольных пунктах считывания информации. Она включает в себя
приемопередатчик 77, напольный шлейф-антенну, микроЭВМ "Элек-
троника-60" и блоки дополнительной обработки и передачи информа-
ции БОПИ. В зоне считывания между рельсами укладывают четыре
шлейфа длиной 1,3 м каждый (РШ — рабочие шлейфы; ЗШ — защит-
ные) для обмена информацией с подвижным составом на частотах в
диапазоне 40—100 кГц.
При вступлении поезда в контрольную зону на шлейф подается сиг-
нал несущей частоты одного из каналов указанного диапазона. Одно-
временно микроЭВМ проверяет работоспособность аппаратуры ста-
ционарного комплекта. Если оп исправен, то формируется стартовая
комбинация в виде восьми импульсов тока частоты 2400 Гц, которыми
модулируется несущая частота. Этот сигнал принимает катушка мо-
бильного комплекта и переводит его из дежурного режима в рабочий.
После этого мобильный комплект {ПНИ — пульт набора информации;
БУП — блок управления передачей; 77 — приемопередатчик) передает
сообщение в двоично-десятичном коде, содержащее восемь десятичных
цифр номера вагона и 22 десятичных цифры переменной информации.
Синхронизация передачи обеспечивается тактовыми импульсами, при-
нимаемыми от стационарного комплекта.
Для исключения взаимного влияния приемной ПК и передающей
Пер.К катушек мобильного комплекта, их оси располагают под углом
Рис. 10.16. Структурная схема системы
ДИСК-Л
370
90°. Считанная информация проверяется и накапливается в микроЭВМ
и, после освобождения поездом зоны контроля, передается по каналу
связи. При передаче формируются код пункта считывания, порядко-
вый номер сообщения, сигнал о направлении следования поезда и
время считывания информации.
Если после посылки стартового сигнала ответ от мобильного ком-
плекта отсутствует, а также при обнаружении ошибок в принятой ин-
формации аш неработоспособности стационарного комплекта микро-
ЭВМ посылает в линию связи соответствующие сигналы.
Постоянная информация кодируется установкой специальных,
перемычек на аппаратуре мобильно! о комплекта, а переменная форми-
руется 12-программными пц^еключатеяями на его пульте при отправ-
лении вагона со станции прицепки или локомотива с начального пунк-
та движения.
Используемый в системе индуктивный канал может работать в дуп-
лексном режиме, доя чего предусмотрено выделение еще одного час-
тотного канала. Мобильный комплект в этом случае дополняют аппа-
ратурой дешифрации принимаемых сигналов.
Выбранный диапазон частот и программно-аппаратная обработка
считываемой информации обеспечивают хорошую защищенность от
помех и высокую достоверность считывания при скоростях движения
поездов до 140 км/ч.
Телевизионные системы считывания в основном используются для
облегчения труда операторов, производящих списывание вагонов. В
простейшем случае это устройства дистанционного телевизионного
обзора, позволяющие считывать информацию с экрана монитора визу-
ально. При больших скоростях движения этот процесс затрудняется. В
таком случае фиксируемое телекамерой изображен . лисывается на
видеомагнитофон для последующего визуального считывания с мень-
шей скоростью воспроизведения. Большого эффекта при этом не до-
стигается, поскольку прйсутствует режим визуального считывания со
свойственными ему недостатками. Такой способ можно расценивать
как первый этап перехода от визуального считывания к автоматичес-
кому.
Ведется работа по созданию телевизионных установок считывания
с автоматическим распознаванием номеров.по телевизионному сигна-
лу. Однако эта проблема технически сложна и еще не имеет приемлемо-
го практического решения. Но и в этом случае сохраняются недостат-
ки, присущие оптическим системам считывания.
Наличие большого количества считывающих устройств, основан-
ных на различных физических принципах, говорит о сложности этой
проблемы и об отсутствии одного оптимального способа. Имеющийся
в этой области опыт показывает, что перспективными можно считать
радиочастотный и индуктивный способы считывания.
371
10.3. Системы контроля состояния
подвижного состава на ходу поезда
Общие сведения. Колесные пары, взаимодействуя с рельсами, опре-
деляют направление движения подвижных единиц и служат звеном
передачи нагрузочных воздействий. Статические и динамические на-
грузки от кузова подвижного состава на колесную пару и обратно
передаются через буксовые узлы (буксы), представляющие собой под-
шипники скольжения или качения. Поскольку эти элементы в значи-
тельной мере определяют условия безопасного движения, то к ним
предъявляются высокие требования по качеству металла, технологии
изготовления и геометрическим размерам.
Одним из основных критериев оценки качества буксовых узлов яв-
ляется их температура в процессе движения поезда. Нормальным счи-
тается превышение температуры буксы над температурой окружающей
среды на (7—12) °C при установившемся тепловом режиме. Если пре-
вышение 20 °C и более, то это является признаком ненормальной рабо-
ты буксового узла, и требуется его профилактика или ремонт. При дви-
жении вагона состояние букс оценивается косвенно по температуре
корпуса. Это обстоятельство учитывается при настройке устройств
контроля, так как разница температур может составлять 30—40 °C и
зависит от многих факторов.
Для автоматизации контроля температуры буксовых узлов на ходу
поезда разработан прибор обнаружения греющихся букс ПОНАБ. Об-
наружение дефектов колес по кругу катания обеспечивает система
КРАП-2. Однако создание автономных технических средств для кон-
троля отдельных элементов подвижного состава неизбежно приводит к
использованию функционально однотипных узлов, например для пере-
дачи, обработки и регистрации сигналов. Это усложняет обработку ре-
зультатов измерений, увеличивает объем аппаратуры из-за неоправ-
данного дублирования отдельных узлов и усложняет обслуживание.
Поскольку контроль состояния элементов подвижного состава обычно
выполняют в одном месте, например на подходах к крупным станциям,
то более целесообразно использовать комплексный принцип сбора и
обработки информации, реализуя однотипные операции обработки
данных при помощи общего комплекта аппаратуры. Различными
будут лишь устройства предварительного формирования сигналов, по-
ступающих от соответствующих датчиков. Этот принцип положен в
основу комплексной дистанционно-информационной системы обнару-
жения перегретых букс, неровностей поверхностей колес и волочащих-
ся частей с централизованной обработкой информации, получившей
название ДИСК-БКВ-Ц и имеющей в своем составе подсистемы
ДИСК-Б, ДИСК-К и ДИСК-В для выполнения указанных измерений и
предварительной обработки сигналов, а также ДИСК-Ц для централи-
зации полученных результатов.
372
Подсистема ДИСК-Б, обнаруживающая перегретые буксы, являет-
ся базовой и функционально законченной, т. е. может функциониро-
вать самостоятельно. Остальные могут работать лишь совместно с ней
и дополняют ее возможности. Подсистемы ДИСК-К и ДИСК-В явля-
ются устройствами предварительного формирования сигналов о нали-
чии дефектов колес и волочащихся частей. Информация с их выходов
объединяется, передается на линейные пункты контроля, принимается
и обрабатывается аппаратурой ДИСК-Б. Этот взаимодействующий
комплекс ДИСК-БКВ позволяет оператору линейного пункта контро-
ля получать информацию о состояниях контролируемых узлов прибли-
жающегося поезда, оценивать ее и принимать решения об ограничении
его скорости или остановке.
Для сбора информации на центральных пунктах контроля, напри-
мер в пунктах технического обслуживания подвижного состава ПТО
или ПКТО, используют подсистему ДИСК-Ц. Она представляет собой
комплекты приемо-передающей и регистрирующей аппаратуры и объ-
единяет в одном месте информацию с нескольких линейных пунктов
контроля, что дает возможность оператору центрального поста прини-
мать более обоснованные решения о техническом состоянии контроли-
руемых элементов и необходимости остановки поезда. Централизация
информации, как правило, проводится в пределах участка безостано-
вочного следования поездов, а расстояния между линейными пунктами
контроля 30—35 км.
Структура системы ДИСК-БКВ-Ц и принцип ее действия. Аппара-
тура линейного пункта контроля системы (рис. 10.17) состоит из пере-
гонной и станционной частей, взаимодействующих по линии местной
связи, длина которой до 10 км. Постовое оборудование ПО размещает-
Рис. 10.17. Структурная схема системы ДИСК-БКВ-Ц
373
ся на перегоне вблизи зоны установки напольных датчиков в специаль-
ном отапливаемом помещении, а станционное СО — в пунктах техни-
ческого осмотра вагонов или помещениях ДСП.
Напольные датчики подсистемы ДИСК-Б улавливают тепловое из-
лучение букс движущегося поезда. Датчиками подсистемы ДИСК-К
служат вибрационные преобразователи, а волочащиеся части ваго-
нов или грузов обнаруживают механические датчики подсистемы
ДИСК-В.
При отсутствии поезда устройства ДИСК-БКВ-Ц находятся в де-
журном режиме и сигналы от датчиков не воспринимают. Подготовка
их к работе осуществляется по мере приближения поезда. При этом на
пульте оператора ПО линейного пункта контроля ЛПК включается
световая сигнализация о наличии поезда в зоне контроля. Поскольку
обнаруженные в движущемся поезде дефекты должны быть локализо-
ваны, то в состав перегонной аппаратуры входят датчики (педали П1—
775), фиксирующие проходящие оси, а также схемы их счета и отметчи-
ки вагонов. Это дает возможность получать конкретную информацию
о местах расположения обнаруженных дефектов в составе.
Предварительно обработанная информация с перегона по линии
местной связи ЛМС пересылается на станцию, где она расшифровыва-
ется и регистрируется печатающим устройством. В составе аппаратуры
обработки сигналов имеются пороговые элементы, позволяющие уста-
навливать уровни сигналов, начиная с которых информация регистри-
руется. Если уровень принятого сигнала превышает предельно допус-
тимое значение, то помимо его регистрации вырабатывается сигнал
"Тревога", информирующий оператора о неисправности. Одновремен-
но включается световой указатель, установленный у пути на подходе к
станции, который информирует машиниста об имеющейся в поезде не-
исправности.
В систему заложена возможность автономного контроля работо-
способности отдельных ее узлов и алгоритмов по командам, передава-
емым с пульта оператора на перегон.
При работе подсистемы ДИСК-БКВ в режиме централизованной
обработки на станции дополнительно устанавливается передающий
комплект подсистемы ДИСК-Ц, с использованием которого результа-
ты контроля пересылаются на центральный пункт. В этом случае печа-
тающие устройства переносятся на центральный пункт, а на станции
остается пульт оператора, которым пользуется обслуживающий персо-
нал при отказе каналов связи или устройств центрального пункта. Воз-
можность автономной проверки перегонных устройств при этом со-
храняется. На рис. 10.17 приняты следующие обозначения: ЗК— зона
контроля; КУНН, КУНЧ — комплект устройств нечетного и четного
направлений соответственно; Пер. К, ПК — передающий и приемный
комплекты соответственно; ЦПК—центральный пункт контроля.
374
Электроснабжение всех подсистем осуществляется от основного и
резервного источников однофазной сета переменного тока.
Напольное оборудование. Перегретые буксы в подсистеме ДИСК-Б
обнаруживают в результате улавливания ими инфракрасного излуче-
ния полупроводниковыми терморезисторами с последующим преобра-
зованием изменения их сопротивления в электрические сигналы соот-
ветствующего уровня. Поскольку температура буксы оценивается кос-
венно по температуре ее крышки, то погрешность с учетом
предварительного усиления достигает 10 %. Это значит, что из десяти
проверенных букс одна может быть не зафиксирована. Поэтому необ-
ходима тщательная настройка всего приемно-усилительного тракта, а
погрешности, вносимые элементами последующей обработки получен-
ных сигналов, должны быть минимальными.
В качестве чувствительного элемента, реагирующего на тепловое
излучение буксы, используют болометры, представляющие собой две
пластинки из полупроводника с отрицательным температурным коэф-
фициентом сопротивления. Одна из них является воспринимающей, а
другая служит для термокомпенсации схемы.
Болометр вместе с собирательной линзой и предварительным уси-
лителем помещают в герметизированную капсулу с автоматическим
регулированием температуры внутри корпуса. Капсулу устанавливают
в напольной камере, имеющей оптическую систему, заслонку и кон-
трольную лампу, используемую при регулировке устройств и автокон-
троле. Внутренний объем камеры также термостатаруется.
Камеры устанавливают в точке контроля по две с каждой стороны
пути (рис. 10.18). Оптические оси левой НКЛО и правой I I КП О основ-
Рис. 10.18.'Структурная схема расположения напольного оборудования системы ДИСК-
БКВ
375
ных камер ориентированы на задние по ходу движения поезда стенки
корпусов букс под углом 13° к оси пути, а вспомогательных (НКЛВ и
НКПВ) — на подступичные части колес с наружной стороны перпенди-
кулярно оси пути. В процессе контроля на выходах усилителей тепло-
вых сигналов камер УТС формируются импульсы, амплитуды которых
пропорциональны температуре букс.
Датчики ВД]—ВД6 входят в подсистему ДИСК-В и служат для об-
наружения дефектов колес по кругу катания. Их устанавливают с
внутренней стороны рельсов. Эти датчики представляют собой виб-
ропреобразователи инерционного действия с пьезокерамическими
воспринимающими элементами. Внутри датчика размещен металли-
ческий инерционный груз, который при вибрации рельсов воздейст-
вует механически на пластины из пьезокерамики, генерирующие ЭДС,
пропорциональную амплитуде вибраций (ускорение). Сигналы датчи-
ка обрабатываются вибрационным усилителем ВУ, содержащим кас-
кады масштабирования, интегрирования и формирования выходных
импульсов, а также элементы настройки, стробирования и термоком-
пенсации. На выходе усилителя формируются импульсы постоянного
тока с амплитудой, пропорциональной максимальному уровню виб-
раций.
Напольный датчик подсистемы ДИСК-В (ДГ) представляет собой
устройства механической оценки нижней части габарита подвижного
состава. Элементы, выходящие за габарит, взаимодействуют с пово-
ротными щетками датчика, связанными с контактными или магнито-
электрическими преобразователями. В зоне прохода колес обычно ис-
пользуют электромагнитные преобразователи, а для оценки остальных
частей габарита — электроконтактные. Габарит контролируется в
зонах 1700 мм по обе стороны от оси пути на высоте 50—60 мм от уров-
ня головки рельсов (ФСНГ — формирователь сигналов нарушения га-
барита).
В качестве датчика приближения поезда и нахождения его в зоне
контроля используется короткая рельсовая цепь наложения ЭП. Она
подает команду подготовки перегонного оборудования к работе и кон-
тролирует нахождение поезда на участке длиной примерно 50 м. Отсут-
ствие ограничивающих изолирующих стыков и относительно высокая
частота сигнального тока (5 кГц) делает ее независимой от имеющихся
основных рельсовых цепей и применимой при любом виде тяги. Элек-
тронная педаль представляет собой генератор и приемник (выпрями-
тель) с импульсным путевым реле на выходе, которые подключаются к
рельсам в общих точках. Электронные элементы и фильтры ЭП разме-
щают в путевой коробке, а путевое импульсное реле — на стойке в по-
мещении перегонного пункта (КНП — схема контроля наличия поез-
да).
Сигналы прохода колесными парами вагонов определенных точек
пути вырабатываются педалями П1—П5, в качестве которых использу-
376
ют датчики ПБМ-56 или Д50 с соответствующими схемами формиро-
вания (ФИСО — формирователи импульсов счета осей). Датчики, уста-
новленные на определенных расстояниях друг от друга, фиксируют на-
хождение колес в конкретных точках контрольной зоны, что дает
возможность определять направление движения поезда, а также счи-
тать оси и число вагонов в поезде.
Постовое оборудование. Предварительную обработку сигналов, по-
лученных от напольных датчиков, обеспечивает комплект аппаратуры,
размещенный в помещении перегонного поста контроля ППК (рис.
10.19).
Для обмена информацией между этим комплектом и устройствами
станции по линии местной связи ПМС с использованием аппаратуры
передачи данных (АПД) организовано семь прямых каналов и один об-
ратный, которые занимают частотный диапазон 1890—3150 Гц. Ниж-
няя часть тонального спектра используется для ведения служебных
переговоров. Прямые каналы специализированы по видам информа-
ции: ВД—наличие волочащихся частей; ДК—уровень динамики коле-
са; ТЛ — тепловые сигналы уровней нагрева левых букс; ТП — то же
правых букс; КП — наличие поезда на участке контроля; О — отметка
сосчитанных осей; ОВ — сигналы отметки вагонов.
вд1 вдз вд5
Л1 ВД2 Л2 ВДЬ ПЗ ВД6 /74 /75
Рис. 10.19. Структурная схема расположения постового оборудования системы ДИСК-
БКВ
377
Сигналы передаются на станцию методом амплитудной модуля-
ции. Обратный канал (1890 Гц) используется для управления работой
перегонного поста при его тестировании с пульта оператора станции.
Управляющие команды по этому каналу передаются стартстопным
последовательным кодом. Общее количество управляющих команд
может достигать 14.
Электронная педаль фиксирует приближение поезда за 10—15 м до
зоны установки напольных датчиков. Сигнал с входа формирователя
контроля приближения ФКП переводит перегонное оборудование в
режим контроля. При этом через цепи согласования ЦС подается раз-
решение работы оконечных усилителей ОУ и АПД, а также формиру-
ются команды для открытия заслонок в напольных камерах. Одновре-
менно снимается блокировка с ПЗУ и виброусилителей ВУ1—В УЗ под-
системы ДИСК-К и по каналу КП на станцию посылается сигнал о
наличии поезда на участке контроля.
При движении вагона по зоне контроля напольные камеры оцени-
вают температуру букс и передают в блок оконечных усилителей ОУ
сигналы соответствующей амплитуды. В этом блоке они оцениваются
по уровням и усиливаются для передачи на станцию по каналам ТЛ и
ТП. При этом выделяется большее из двух значений, относящихся к
одной оси.
Сигналы о проходящих над педалями осях после преобразования в
формирователе импульсов педалей ФИП передаются на станцию по ка-
налу О. Они же используются для стробирования в различных блоках.
Подсчет осей ведется реверсивными счетчиками блока-отметчика ваго-
нов ОВ. При прохождении первой оси вагона счетчики начинаютрабо-
тать в режиме суммирования, считая оси первой тележки. В паузе до
вступления на педали второй тележки реверсивные счетчики переклю-
чаются в режим вычитания, т. е. после прохода вагона счетчики возвра-
щаются в нулевое состояние, и формируется сигнал прохода вагона
(отметка вагона) ОВ, который передается на станцию по каналу ОВ.
Состояние поверхностей катания колес контролируется последова-
тельно парами датчиков ВД1, ВД2, ВДЗ, ВД4 и ВД5, ВД6. Выходные
сигналы этих датчиков через вибрационные усилители ВУ записыва-
ются в соответствующие ячейки памяти ЯП1—ЯПЗ, работой которых
при движении поезда управляет коммутатор сигналов колес КСК.
После прохода колеса над всеми датчиками записанные уровни сигна-
лов сравниваются, и в ячейку памяти ЯП4 записывается больший из
них, который далее передается на станцию по каналу ДК.
При обнаружении волочащихся частей датчик подсистемы
ДИСК-В формирует соответствующий сигнал, который передается
на станцию по каналу ВД.
Таким образом, при движении поезда в контрольной зоне инфор-
мация об измеренных параметрах и сигналы ее привязки к конкретным
осям и вагонам передаются на станцию по всем семи каналам парал-
лельно.
378
После прохождения поезда и освобождения рельсовой цепи ЭП
формирователи ФИПи ФКПвырабатывают сигнал КП (конец поезда),
посылаемый на станцию. Одновременно закрываются заслонки на-
польных камер и запускается контрольная программа ог ПЗУ, по кото-
рой с помощью цепей согласования ЦС в определенные моменты фор-
мируются команды, имитирующие проход по зоне контроля шестиос-
ного вагона. Тепловое воздействие на болометры имитируется
включением контрольных ламп, установленных внутри напольных
камер. Поскольку в процессе контроля реального поезда датчики сра-
батывают в определенной последовательности и существуют времен-
ные интервалы между поступающими сигналами, достаточные для ре-
акции электронной аппаратурой, то при имитации эти интервалы зада-
ются ПЗУ. После проверки работоспособности все устройства
возвращаются в исходное состояние.
Для исключения ложных запусков контрольной программы при от-
сутствии поезда или при кратковременной потере шунта в составе ПЗУ
есть схема дублирования ЭП.
При ручном тестировании перегонной аппаратуры со станции при-
нимаются команды, фиксируемые приемником обратного канала
ПРОК, которые запускают контрольную программу и управляют ПЗ У.
В процессе тестирования имеется возможность регулировать амп-
литуду импульсов тока, подаваемых на контрольные лампы. Это дает
возможность оценивать степень восприятия тепловых сигналов при-
емо-усилительным трактом и уровень его регулировки.
Заметим, что при изменениях температуры окружающей среды не-
обходимо соответствующим образом изменять чувствительность вос-
принимающих схем. Поэтому в состав аппаратуры введены элементы
термокоррекции БТС, управляемые от датчиков температуры, уста-
новленные вне помещения.
Используемые в качестве элементов фиксации прохода осей маг-
нитные педали не реагируют на неподвижные оси. Поэтому скорость
движения поезда при контроле должна быть не менее 5 км/ч. Макси-
мальная скорость 250 км/ч ограничивается быстродействием аппарату-
ры.
Станционное оборудование. В состав станционного оборудования
линейного пункта контроля системы ДИСК-БКВ (рис. 10.20) входят
приемный комплект АПД, схемы преобразования, счета и обработки
сигналов, печатающее устройство, пульт оператора ПО, а также блок
формирования тестовых команд и передачи их на перегон по обратно-
му каналу.
При вступлении поезда на участок контроля по каналу КП прини-
мается сигнал, который фиксируется счетчиком поездов СП для после-
дующего формирования двоично-десятичного номера проверенного
поезда. Общая емкость этого счетчика — четыре десятичных разряда.
Импульсы счета осей и вагонов принимаются по каналам О и ОВ и
379
также записываются соответствующими счетчиками. Для повышения
помехоустойчивости уровни сигналов, подаваемых на счетчики, фор-
мируются пороговыми устройствами (на рис. 10.19 не показаны).
Сигналы о динамике колес и о температуре правых и левых букс
принимаются в аналоговой форме, т. е. в виде импульсов постоянного
тока с амплитудой, пропорциональной измеряемым параметрам. Для
преобразования этих сигналов в шестиразрядный двоичный код ис-
пользуют аналого-цифровые преобразователи АЦП, выходы которых
соединены со входами запоминающего устройства ЗУ1. АЦП работают
по принципу последовательного приближения и имеют 45 уровней
квантования сигналов. С учетом особенностей схем преобразования, а
также возможностей печатающего устройства это позволяет записы-
вать измеренные параметры цифрами от 01 до 39.
Принятые сигналы ДК, ТЛ, ТП и ВД предварительно оцениваются
пороговым устройством П1, ПУ1, которое "разрешает" работу АЦП и
формирует команду записи принятых сигналов в ЗУ1 по входу VI
тогда, когда хотя бы один из них превышает значение установленного
порога. Пороговое устройство ПУ1 регулируется так, что его пороги
ниже уровней, соответствующих аварийным значениям измеренных ве-
личин. Это дает возможность фиксировать сигналы, приближающиеся
380
к предельным, т. е. оценивать предаварийное состояние контролируе-
мых элементов. Сигналы с амплитудой ниже порогов не воспринима-
ются и не фиксируются.
При поступлении команды записи в ЗУ1 одновременно с кодами,
соответствующими значениям измеренных параметров, в него записы-
вается номер оси с обнаруженной неисправностью. Емкость ЗУ1 позво-
ляет запоминать информацию о четырех неисправных осях одного ва-
гона с их номерами.
По сигналам ОВ ведется запись числа проверенных вагонов в счет-
чик вагонов СВ, рассчитанный на запись 399 номеров. При получении
сигнала прохода вагона ОВ на вход V2 запоминающего устройства по-
дается команда, разрешающая считывание с него информации с после-
дующей записью ее на ленте печатающего устройства. После того как
данные о вагоне отпечатаны, ЗУ1 переводится в исходное состояние и
начинается обработка сигналов о следующем вагоне.
Оценка температуры правой и левый букс одной оси вагона позво-
ляет и выявлять заторможенные колесные пары. Идея определения
типа буксовых узлов основана на том, что средний уровень рабочего
нагревания роликовых букс меньше аналогичного уровня букс сколь-
жения. Тип буксовых узлов обнаруживается схемой определителя типа
букс ОТБ. При движении вагона уровни аналоговых сигналов о темпе-
ратуре правых и левых букс записываются в соответствующие счетчи-
ки. После его прохода эти сигналы оцениваются. Если большинство из
них превышает установленный уровень, то на выходе О ТБ появляется
сигнал С, что соответствует буксам скольжения. Если большинство
сигналов ниже этого уровня, то состояние выхода ОТБ изменяется и
посылается сигнал Р (роликовые буксы). Этими сигналами также кор-
ректируются пороги ПУ, определяющих необходимость записи.
Совпадение уровней тепловых сигналов, поступивших от правой и
левой букс одной оси и превысивших некоторый порог, как правило,
свидетельствует о наличии заторможенной колесной пары, когда коле-
са прогреваются из-за трения о прижатые тормозные колодки. Для вы-
явления таких осей используют блок определителя заторможенных
колес ОЗК, формирующий сигнал ЗК.
Как уже отмечалось, разрешение считывания информации из ЗУ1
дается по входу V2 сигналом отметки вагонов ОВ. При этом с помо-
щью Мультиплексора MSI и схемы управления печатью СУП информа-
ция о вагоне выводится на печать. В Системе используется малогаба-
ритное печатающее устройство МПУ (МПУ16-ЗМ), обеспечивающее
печать строки из 16 десятичных цифр за 40 мс. Данные выдаются на
печать по мере готовности МПУ по сигналам запроса 3. На ленте печа-
таются уровни измеренных параметров, соответствующие им номера
осей и вагонов и информация о типах букс. Печатание происходит цик-
лически по мере прохода вагонов.
После освобождения поездом контрольного участка по сигналу КП
381
в счетчике поездов СП формируется двоично-деся тичный код порядко-
вого номера проконтролированного поезда, который также выводится
на печать.
В составе станционной аппаратуры имеется датчик текущего вре-
мени ДВ с делителями частоты. Формируемые им сигналы используют-
ся для синхронизации работы всех узлов системы. Он дает возмож-
ность фиксировать фактическое время окончания контроля.
Пороговые устройства ПУ2 тоже оценивают принятые информаци-
онные сигналы, но фиксируют значения, превышающие допустимые.
Если такой сигнал обнаружен, то схема ФСТ формирует сигнал "Трево-
га4*, поступающий на пульт оператора и разрешающий запись аварий-
ного параметра в ЗУ2. Это запоминающее устройство дает возмож-
ность сохранять информацию о неисправностях при отказах или про-
филактике печатающего устройства и позволяет записывать данные о
16 вагонах.
При проведении тестовой проверки периферийных устройств соот-
ветствующие команды формируются передатчиком обратного канала
ПОКи передаются на перегон при помощи АПД по обратному каналу.
В этом случае можно подавать команды имитации прохода поезда по
контрольной зоне при открытых или закрытых заслонках напольных
камер, работы датчиков, фиксации прохода осей и т. д. Результаты
проверки выводятся на печать, а их анализ позволяет оценивать рабо-
тоспособность отдельных блоков системы и с достаточной точностью
определять виды неисправностей.
Централизованный сбор информации с линейных пунктов контроля.
Для сбора информации на центральном пункте контроля технического
состояния подвижного состава используется подсистема ДИСК-Ц. В ее
состав входят аппаратура центрального пункта контроля и распреде-
ленные по станциям передающие комплекты. Обмен данными осущест-
вляется по выделенным каналам связи.
Организуются два встречных тракта для обмена сигналами между
линейными пунктами контроля и центральным пунктом (рис. 10.21).
По одному передаются данные контроля, а по другому (обратный) —
команды управления. На рис. 10.21 приняты следующие обозначения:
СУ — станционные устройства; Н,Ч—сигналы соответственно четно-
го и нечетного направлений; ПО — пульт оператора; Ш — шифратор;
ПС—преобразователь сигналов; ПОК—приемник обратногоканала;
КТ—коммутатор трактов; ООКС — оконечное оборудование канала
связи; ТКС—телефонный канал связи; Пер. ОК — передатчик обратно-
го канала; Д—дешифратор.
При отсутствии поездов на участках контроля каналы переводятся
в режим служебных телефонных переговоров, а при вступлении поезда
на участок контроля — в режим передачи информации. После прохода
первого вагона контролируемого поезда по сигналу ОВ схема преобра-
зователя линейного пункта ЛПК формирует и передает по прямому ка-
382
Рис. 10.21. Структурная схема подсистемы ДИСК-Ц
налу считанную информацию, максимальный объем которой может
достигать пяти 26-разрядных слов. Устройства центрального пункта
ЦПК принимают эту информацию и выводят ее на печать. Информа-
ция о последующих вагонах передается аналогично. После прохода по-
езда передающий комплект формирует его номер и текущее время
окончания контроля. После их выведения на печать канал вновь пере-
водится в режим телефонных переговоров.
Один комплект передающих устройств линейного пункта рассчи-
тан на передачу информационных сигналов с двух зон контроля линей-
ного пункта четного и нечетного направлений в результате их объеди-
нения в один пакет. Расшифровка сигналовюсуществляется приемным
комплектом центрального пункта.
Если в любом поезде обнаружено аварийное значение параметра,
то одновременно с печатью на пульте управления центрального опера-
тора включается световая и звуковая сигнализация "Тревога" и указы-
вается номер вагона соответствующего поезда.
Подсистема ДИСК-Ц позволяет выполнять тестовую проверку пе-
риферийных устройств по комацдам с пульта, а также контролировать
состояние аппаратуры в режиме проверки "на себя". Команды тестиро-
вания передаются по обратному каналу со скоростью 75 Бод.
Информация передается по прямому каналу со скоростью 1200 Бод
методом частотной манипуляции. Аппаратура подсистемы ДИСК-Ц
позволяет передавать информацию по прямому каналу на расстояние
до 400 км с вероятностью ошибки Г10“ .
383
10.4. Системы телеконтроля состояния
устройств автоматики и телемеханики
Общие требования к системам телеконтроля. Системы железнодо-
рожной автоматики и телемеханики представляют собой сложный
комплекс станционных и перегонных устройств, который управляет
движением поездов и обеспечивает безопасность их следования. При
создании таких устройств особое внимание уделяется обеспечению без-
опасности или, как принято говорить, исключению опасных отказов.
Но если устройство, построенное по принципам исключения опасных
отказов, имеет невысокую безотказность, то при отказах будут неиз-
бежны задержки поездов, связанные с большими экономическими по-
терями.
Учитывая территориальную удаленность друг от друга устройств
рассматриваемого класса, для уменьшения задержек поездов необходи-
мо сокращать время обнаружения и устранения отказов. Повышение
собственной безотказности аппаратуры в большинстве случаев не дает
ожидаемого эффекта, поскольку даже при меньшем числе отказов ве-
лики затраты средств на их обнаружение в удаленных устройствах, а
также расходы, связанные с передвижением обслуживающего персона-
ла к месту повреждения, доставкой элементов замены, устранением не-
исправностей в сложных условиях и т. д.
Поскольку устройства автоматики по сути представляют собой
системы дистанционного управления и контроля для относительно не-
больших регионов, например станций, то имеющаяся на пультах уп-
равления индикация не позволяет установить конкретную причину и
место отказа. В системах автоблокировки с размещением аппаратуры в
релейных шкафах вдоль пути такая индикация вообще отсутствует.
Поэтому для оценки состояния устройств автоматики и телемеханики
требуется специальная аппаратура телеконтроля, обеспечивающая до-
статочный для оперативного обнаружения отказов объем информа-
ции, передаваемой обслуживающему персоналу.
Основным назначением систем телеконтроля является сбор инфор-
мации на рабочем месте дежурного инженера (диспетчера) дистанции
сигнализации и связи ШЧД, который принимает оперативные решения
по устранению отказов с учетом поездной ситуации, выбирает страте-
гию проведения работ, контролирует их выполнение и накапливает
статистические данные о состоянии устройств дистанции.
Структура системы телеконтроля определяется особенностями
контролируемых устройств. Одна часть этих устройств — это распре-
деленная вдоль пути аппаратура автоблокировки, переездной сигнали-
зации и т. п. Другая часть устройств сконцентрирована на станциях, но
имеет разветвленную сеть напольных объектов и существенно больший
объем ( электрическая централизация).
Для упрощения структуры системы телеконтроля возможно приме-
384
нение передающих комплектов на каждом объекте (станция или сиг-
нальная точка) с подключением их к общей линии сбора данных. Это
приводит к избыточности и усложнению схем, а также требует приня-
тия дополнительных мер повышения качества канала. Поэтому при со-
здании систем телеконтроля общей тенденцией является организация
сбора информации на двух уровнях подобно системе частотного дис-
петчерского контроля ЧДК. В этом случае возможно выделение специ-
альных линий связи или использование каналов ЧДК (рис. 10.22). При
совмещении с ЧДК устройства телеконтроля не должны оказывать
влияния на его нормальную работу.
На нижнем уровне в качестве канала сбора данных используется
цепь ДСН. Аппаратура сигнальной точки АСТ-ТК фиксирует состоя-
ние устройств и передает сигналы на ближайшую промежуточную
станцию, где эта информация объединяется с полученной при помощи
станционного комплекта АЛП-ТК и передается по каналу ЧДК. На
промежуточной станции выделяется оперативная информация, необ-
ходимая для технического персонала, обслуживающего устройства
автоматики на данном участке. При относительно больших объемах
передаваемой информации для ее передачи диспетчеру целесообразно
использовать дополнительный комплект частотного уплотнения кана-
ла ЧДК. Если число передаваемых информационных сигналов невели-
ко, можно использовать передающие устройства ЧДК, занимая при
этом свободные позиции в цикле опроса.
Для приема и обработки информации организуется автоматизиро-
ванное рабочее место диспетчера дистанции АРМ-ШЧД, включающее
в себя приемные устройства ПУ и персональную ЭВМ типа IBM-PC.
Станция 1 Станция 7
Рис. 10.22. Структурная схема системы телеконтроля
13 Зак 1462
385
Дешифрация, накопление, анализ и выведение данных об отказах на
экран ЭВМ выполняются программным способом. На рабочем месте
информация собирается с нескольких диспетчерских кругов, обслужи-
ваемых данной дистанцией.
Устройства телеконтроля обеспечивают: сбор информации о состо-
янии устройств автоматики и телемеханики дистанции, а также об их
отказах и предотказных ситуациях; оперативный контроль поездного
положения; контроль за действиями эксплуатационного персонала;
оперативное оповещение диспетчера дистанции об отказах и о предот-
казных состояниях устройств с указанием конкретных причин, точного
адреса и времени возникновения; просмотр полученной информации
на экране монитора ЭВМ по запросам диспетчера; сортировку полу-
ченной информации и ее накопление; выдачу статистических сводок о
состоянии устройств дистанции и об отказах.
Принципы определения количества контрольных точек. При созда-
нии специализированных систем телеконтроля состояния устройств
железнодорожной автоматики и телемеханики возникает ряд проблем.
Прежде всего это определение минимально достаточного объема ин-
формации, позволяющего определять причину и конкретное место от-
каза. Теоретические положения технического диагностирования позво-
ляют решать эту проблему для определенных классов дискретных уст-
ройств построением минимальных по размерам тестов, задаваемых
определенными наборами входных сигналов. Предполагается точное
формальное описание схем и алгоритмов их функционирования, а
также должны быть заданы законы распределения отказов. Для систем
железнодорожной автоматики это сложная задача, поскольку в них
много субъективных схемных решений, основанных на практическом
опыте разработчиков и введенных для исключения опасных отказов.
Они, как правило, не поддаются формальному описанию.
Большинство отказов возникает в напольных устройствах и связа-
но с постепенными изменениями параметров элементов в процессе экс-
плуатации или с нарушениями технологии обслуживания. По указан-
ным причинам для получения достаточного объема информации число
контрольных точек (точки подключения контрольных датчиков) в ос-
новном определяют эмпирически на основе статистики отказов с пос-
ледующей экспертной оценкой результатов.
При сложившейся технологии обслуживания устройства автомати-
ки восстанавливаются заменой неисправных блоков, реле и других эле-
ментов, последующий ремонт которых выполняют в специально орга-
низованных подразделениях. Исключение составляют кабельные со-
единения, изолирующие стыки, элементы питающей аппаратуры и ряд
других элементов, которые ремонтируют на месте. Это несколько уп-
рощает получение необходимого объема информации, т. е. количество
контрольных точек выбирается так, чтобы имелась возможность обна-
386
ружить отказ до уровня заменяемых элементов. Ниже приведены ста-
тистические значения интенсивностей отказов Некоторых элементов
устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, на основе ко-
торых можно сделать вывод о наименее надежных из них, т. е. подлежа-
щих первоочередному контролю. Иитаюиность
отказов, J/ч КГ*
Кодовый путевой трансмиттер 1,8
Изоляция кабелей 2,7
Схемы изменения направления движения 2,9
Релейные схемы электрической централизации 2,9
Схемы управления стрелочными приводами,
включая привод и двигатель 4,6
Схемы управления переездной сигнализацией 5,5
Путевые реле 6,4
Трансмиттерные реле 8,9
Схемы рельсовых цепей 9,0
Дешифраториые ячейки кодовой автоблокировки 9,2
Изолирующие стыки 25,2
Окончательное число контрольных точек выбирают в зависимости
от типа контролируемой аппаратуры и местных условий. В последнее
время для этого также используют аппарат моделирования с помощью
ЭВМ.
Полнота информации о состоянии устройств рассматриваемого
класса не может быть достигнута в результате дискретного контроля
состояния элементов по типу "Исправен — неисправен". Например, на-
личие напряжения на путевом реле является недостаточным условием
надежной работы рельсовой цепи. Необходимо также знать его абсо-
лютное значение и его соответствие заданному уровню, зависящему от
типа реле, сопротивления балласта, режима работы и т. д. Контроли-
руя некоторые параметры по абсолютному значению, можно фиксиро-
вать предотказные состояния устройств и принимать своевременные
меры по недопущению отказов.
Для упрощения схем при контроле аналоговых величин использу-
ют многопороговые датчики, т. е. осуществляют дискретизацию изме-
ряемых параметров. При последующем восприятии информации кон-
тролирующей аппаратурой это эквивалентно увеличению числа кон-
трольных точек. Такой же прием применяется для контроля временных
параметров элементов и схем выдержек времени.
Таким образом, общее количество контрольных точек, необходи-
мое для обнаружения отказов в различных устройствах автоматики и
телемеханики и выявления предотказных ситуаций, выбирается с уче-
том высказанных выше положений и зависит от типа устройства и вхо-
' Данные взяты из книги Дмитренко И. Е. Техническая диагностика и
автоконтроль систем железнодорожной автоматики и телемеханики. М.;
Транспорт, 1986.
387
13*
дящих в него элементов, его назначения, а также от условий эксплуата-
ции.
Построение схем контрольных датчиков. Поскольку контролируе-
мые системы связаны с обеспечением безопасности движения поездов,
схемы датчиков должны быть построены так, чтобы их нормальная ра-
бота и отказы элементов не влияли на функционирование объектов
контроля и не создавали возможностей появления опасных отказов.
Это обычно не учитывается при создании аналогичных датчиков про-
мышленных систем телеконтроля. Поэтому большинство известных
промышленных датчиков для условий железнодорожной автоматики
и телемеханики неприемлемо.
Основное требование к датчику информации о состоянии элемен-
тов и цепей систем железнодорожной автоматики и телемеханики
(рис. 10.23) — исключение влияния датчика на работоспособность кон-
тролируемых цепей — решается в первом каскаде выбором способа
подключения {ЦП — цепи подключения), типом входного элемента и
схемой построения каскада. Известные схемы датчиков рассматривае-
мого назначения, как правило, отличаются именно построением перво-
го каскада.
Пороговая схема ПС вырабатывает выходной сигнал в том случае,
когда контролируемый параметр вышел за пределы допустимых значе-
ний. Пороговый элемент должен обеспечивать стабильность заданного
порога и коэффициент возврата, близкий к 1. Если влияние схемы дат-
чика на контролируемую цепь исключено в первом каскаде, пороговый
каскад может быть построен по известным схемам.
Приведение выходного сигнала порогового каскада к уровню, не-
обходимому для последующей обработки и передачи по каналам теле-
контроля, осуществляет формирователь выходного сигнала ФВС, ко-
торый также строится по известным схемным решениям.
В схеме датчика должна быть предусмотрена защита от помех,
обеспечена температурная устойчивость режима в заданном диапазоне
изменений температуры и исключено влияние элементов всех каскадов
на контролируемую цепь. При построении схем датчиков стараются
также сохранить принцип непрерывного контроля работоспособности
их элементов, используемый в существующих устройствах железнодо-
рожной автоматики и телемеханики.
Известные датчики рассматриваемого класса можно классифици-
ровать по различным признакам.
Сбор информации о состоянии систем автоматики в основном свя-
зан с контролем электрических величин, поэтому различают датчики
тока, напряжения, сопротивления и фазы. В настоящее время известны
К контролируемому
элементу
В схему обработки
и передачи сигналов
Рис. 10.23. Обобщенная структурная схема датчика информации
388
также датчики, контролирующие линейные перемещения, например
плотность прилегания остряка к рамному рельсу. Но такие датчики не
имеют гальванической связи со схемами стрелки, следовательно, в этом
случае можно использовать подходящие промышленные варианты.
По способам подключения к контролируемым элементам различа-
ют датчики непосредственного подключения и датчики с гальваническим
разделением контролирующей и контрольной цепей.
По способам построения схем датчики делятся на активные и пас-
сивные. Первые для нормальной работы требуют применения источни-
ка питания, а вторые работают благодаря энергии контролируемой
цепи.
Различают также однопороговые и многопороговые датчики. Первые
фиксируют определенный уровень контролируемого параметра, а вто-
рые представляют собой комбинацию нескольких однопороговых,
фиксирующих различные уровни параметра в заданном диапазоне его
изменения и имеют соответствующее число выходов.
По видам измеряемых сигналов различают датчики непрерывных
значений и импульсные датчики, контролирующие факт импульсной ра-
боты элементов или усредненное значение уровня сигнала в импульс-
ной последовательности.
В реальных схемах датчиков выделенные в приведенной классифи-
кации признаки сочетаются. Например, датчик может быть активным,
многопороговым с непосредственным подключением, пассивным то-
ковым, с гальваническим разделением, импульсный и т. п. Функции
разных каскадов могут реализоваться одной и той же схемой.
Рассмотрим основные способы формирования информации о со-
стоянии устройств автоматики. К ним относятся: использование в ка-
честве датчиков свободных контактов реле действующих устройств;
подключение дополнительных дублирующих реле; использование кон-
трольных схем непосредственного подключения с большим входным
со1фотивлением, трансформаторных датчиков, резонансных фильтров
с гальваническим разделением входной и выходной цепей, магнито-ди-
одных датчиков, датчиков с оптоэлектронными элементами гальвани-
ческой развязки и фотоэлектрических датчиков.
Использование свободных контактов реле действующих схем явля-
ется наиболее простым способом контроля состояния устройств авто-
матики, так как при этом полностью исключается влияние контролиру-
ющих схем на их работу. В системах железнодорожной автоматики
каждое реле включается при проверке и сочетании ряда условий, что
дает возможность судить не только об исправности контролируемого
реле, но и о реализации алгоритма функционирования устройства в
целом. При возникновении отказа таким способом невозможно уста-
новить, где он произошел — в самом реле, или в цепи его включения.
Это учитывается при обработке полученных сигналов по определен-
ным алгоритмам с учетом состояния остальных контролируемых эле-
389
ментов. Важное значение имеет правильный выбор контрольных точек
и общее их число.
При проектировании схем автоматики для создания возможностей
подключения к ним устройств телеконтроля состояния по возможности
оставляют свободные контакты основных реле. Например, это делает-
ся для подключения устройств д испетчерской централизации.
При отсутствии свободных контактов используют дополнительные
реле, подключаемые параллельно или последовательно контролируе-
мым. Они созд ают дополнительную нагрузку источников питания дей-
ствующих устройств, поэтому параллельно подключаемые реле долж-
ны иметь максимально возможное сопротивление, а подключаемые
последовательно — быть низкоомными. Этот способ применяется
сравнительно редко, так как последовательное подключение дополни-
тельных реле в цепи действующих устройств может изменить режимы
работы цепей, а также вызвать необходимость изменения сопротивле-
ния основных реле и напряжений питания, что в подавляющем боль-
шинстве случаев недопустимо. При большом числе дополнительных
реле должна быть сделана оценка нагрузочной способности источника
питания устройства. При необходимости он должен быть заменен на
более мощный. Цепи под ключения дополнительных реле должны быть
выполнены так, чтобы не нарушались требования к конструкциям и
монтажу устройств I класса надежности.
Недостатком такого способа является снижение достоверности по-
лучаемой информации, так как контролируется состояние дополни-
тельного, а не основного реле.
Существует несколько модификаций датчиков непосредственного
подключения с большим входным сопротивлением. Наиболее простым
решением является подключение пороговых схем с использованием вы-
сокоомных делителей напряжения (рис. 10.24). Сопротивлениярезисто-
ров выбираются так, чтобы подключение каждого из них параллельно
обмотке контролируемого реле КР при одиночном коротком замыка-
нии (штриховая линия на рис. 10.24) не нарушало нормальную работу
контролируемой схемы. Сопротивления этих резисторов выбираются в
пределах 30—60 кОм и выше. Известны предложения использовать
вместо R1 и R2 пары последовательно включенных резисторов. Но
такое решение не имеет преимуществ по сравнению с рассматривае-
мым, так как условия короткого замыкания сохраняются, а безотказ-
ность схемы датчика при этом снижается.
При использовании в качестве порогового элемента операционных
усилителей сопротивление резисторов делителя может быть до 500 кОм
и выше, что обусловлено высоким входным сопротивлением операци-
онного усилителя. Схема датчика в целом становится более чувстви-
тельной к помехам, что должно компенсироваться соответствующими
мерами защиты.
Трансформаторные датчики позволяют разделить контролируе-
396
Рио. 10.24. Схема подключения датчика с использованием делителя напряжения
мую и контрольную цепи гальванически, но могут применяться только
при контроле переменных или импульсных напряжений и токов.
Одним из вариантов такого датчика является торроцдальный транс-
форматор, надеваемый на провод, в котором контролируется наличие
тока. Наведенное напряжение могут обрабатывать любые схемы.
Возможно также применение трансформаторов напряжения, пер-
вичные обмотки которых подключаются параллельно контролируемо-
му элементу. Но в этом случае трудно обеспечить высокое входное со-
противление датчика и исключение влияния последующих схем на кон-
тролируемую цепь.
Общим недостатком трансформаторного способа подключения яв-
ляется относительно высокая стоимость трансформаторов.
Для контроля сигналов переменного тока определенной частоты
применяют датчики с резонансными контурами на входах (рис. 10.25).
Идея этого датчика основана на том, что при резонансе напряжений
UL~ QU^
т. е. напряжение на индуктивности контура Ul превышает входное на-
пряжение 17* в Q раз, где Q — добротность контура, определяющаяся
соотношением реактивного и активного сопротивлений. В реальных
условиях Q может достигать 8—10 и более. Следовательно, Ul может
быть больше и* примерно в 10 раз.
В этой схеме в качестве индуктивности резонансного контура ис-
пользуется первичная обмотка трансформатора Т. При резонансе в его
вторичной обмотке наводится напряжение, достаточное для реакции
пороговой схемы. Если контролируемая частота не соответствует час-
тоте настройки контура, то Ul уменьшается примерно в 10 раз, и транс-
формированное напряжение существенно ниже воспринимаемого по-
рога. Резисторы R1 и R2 обеспечивают высокое входное сопротивле-
ние датчика. При этом способе контролируемая цепь и схема датчика
гальванически разделены, что позволяет применять для обработки сиг-
нала любую схему. В приведенном варианте ко вторичной обмотке
под ключен однополупериодный выпрямитель на диоде VD1 с фильтру-
ющим конденсатором Сф, т. е. схема формирует на выходе постоянное
напряжение.
391
Рис. 10.25. Схема датчика с резонансным контуром
Магнитодиодные датчики применяют для обнаружения магнитных
полей, например создаваемых катушками реле. В этом случае магнито-
диод размещают вблизи катушки, и он не имеет с ней гальванической
связи. Следовательно, последующие схемы датчика могут быть любы-
ми. Из-за низкой чувствительности магнитодиодов и большого раз-
броса их параметров применение таких датчиков ограничено. Имеют-
ся предложения монтировать магнитодиоды непосредственно в маг-
нитной системе реле, однако это требует изменения их конструкции.
Гальваническое разделение также обеспечивают схемы с оптоэлек-
тронными элементами на входе (рис. 10.26). Светодиод оптрона VI пи-
тается энергией контролируемого элемента через выпрямитель-огра-
ничитель, собранный на диодах VD1, VD2 и стабилитронах VD3, Vl)4
с конденсаторным фильтром С2. Конденсатор С1 ирезистор R1 исклю-
чают влияние схемы на контролируемый элемент при повреждениях.
Для нормальной работы оптрона необходим ток его светодиода при-
мерно 10 мА при напряжении на нем примерно 2В, что создает значи-
тельную нагрузку на контролируемую цепь. Поэтому такие схемы ис-
пользуют для контроля относительно высоких уровней напряжения.
Уменьшение входного тока может быть достигнуто применением опт-
рона с составным фототранзистором на выходе.
Фотоэлектрические датчики работают на принципе перекрытия
светового луча от источника света к фотоприемнику. Их используют
для фиксации линейных перемещений, например для контроля положе-
ния сектора реле ДСШ. При прозрачном корпусе источник светового
излучения и фотоприемник можно расположись с внешней его сторо-
ны. Для исключения влияния постороннего света фотоэлектронная
пара обычно работает в инфракрасном диапазоне. Хотя этот способ
К ионтролируеной<
цепи
Рис. 10.26. Схема пассивного датчика с оптронной развязкой
392
обеспечивает гальваническое разделение датчика и контролируемого
элемента, он не является универсальным и требует применения индиви-
дуальных элементов крепления на корпусах реле. При изменении кон-
струкции реле возможно размещение такого датчика непосредственно
внутри корпуса.
Таким образом, выбор конкретного принципа формирования ин-
формации для систем телеконтроля состояния устройств железнодо-
рожной автоматики и телемеханики и схемы датчиков определяются
видами измеряемых величин, типом контролируемого устройства, спо-
собами последующей обработки и передачи сигналов и конкретными
условиями эксплуатации.
10.5. Информационные системы для обслуживания пассажиров
Четкое, своевременное и полное информирование о поездах, до-
полнительные услуги, а также хорошая организация и оперативность
оформления и продажи проездных документов способствуют повыше-
нию культуры обслуживания пассажиров и, в частности, Создают соот-
ветствующую репутацию работникам железнодорожного транспорта.
Поэтому техника пассажирского хозяйства включает различные полу-
автоматические и автоматические справочные установки и устройства
автоматизации билетно-кассовых операций.
Первые разработки в этой области были связаны с созданием ин-
формационных табло, указателей и автоматов для продажи билетов,
основанных на электромеханических принципах. К ним относятся
автоматизированные справочные установки АСУ, платформенные
указатели, информационные табло наличия мест ИТНМ, система ал-
фавитно-цифровой информации 'Экран", билетопечатающие машины
"Волхов-4", "Вишера", "КЖ-2", а также автоматы для продажи билетов
типа АБ. Но электромеханические устройства с релейными схемами уп-
равления отличаются низкой надежностью, громоздкостью, ограни-
ченными функциональными возможностями и большими затратами
средств на обслуживание.
Применение вычислительной техники существенно расширило воз-
можности создания полуавтоматических и автоматических информа-
ционно-справочных систем, а также автоматизированных комплексов
продажи билетов. Внедрение таких систем способствует также по-
вышению культуры труда работников информационно-справочных
служб и билетных кассиров.
Информационная система "Визинформ". Для информирования пас-
сажиров о времени и местах отправления и прибытия поездов, их номе-
рах, станциях отправления и назначения и других условиях проезда
широко используется автоматизированная информационная система
визуальной информации "Визинформ”.
393
Рис. 10.27. Элемент индикации системы
"Визииформ"
При создании систем такого типа основной проблемой является
выбор элементов отображения информации на табло. При малом по-
треблении энергии они должны обладать достаточной информацион-
ной емкостью, универсальностью и обеспечивать хорошую видимость
выдаваемой информации. В электромеханических системах это реша-
ется при помощи табличек и пластин с заранее записанной постоянной
информацией, выбор которых делается специальными приводными
механизмами. Такие устройства достаточно экономичны, но, как пра-
вило, требуют циклического просмотра всей информации для выбора
необходимой, обладают ограниченной информационной емкостью и
имеют низкую надежность.
Применение в табло ламп накаливания проблематично из-за боль-
шого потребления электроэнергии и малого срока службы. Выпускает-
ся широкий ассортимент электролюминесцентных и газоразрядных ин-
дикаторов с необходимыми размерами знаков, яркостью и информаци-
онными возможностями. Но высокая стоимость резко ограничивает
область их применения.
Наиболее простым и экономичным решением предоставления ви-
зуальной информации являются матричные магнитоэлектрические ин-
дикаторы, используемые в системе "Визинформ". Буквенное поле тако-
го индикатора (знакоместо) содержит 5 х 7 = 35 элементов (точек), с
помощью которых можно формировать 64 знака размерами до 147 х
207 мм. Каждая точка (рис. 10.27) представляет собой электромагнит 1
с разветвленным V-образным сердечником 2 и перекидной полудиск из
магнитного материала 3, установленный в подшипниках 4, обеспечива-
ющих его поворот вокруг вертикальной оси. Одна сторона полудиска
черная, другая светлая (как правило, желтая). Фоновая немагнитная
пластина 5 также двухцветная с разделением цветов по вертикали осью
вращения полудиска 3. Ее светлая и темная части размещены так, что
при нахождении полудиска у одного полюса сердечника все поле точки
будет темным, а у другого — светлым. Управляя положением точек,
можно формировать светлое точечное изображение знака на черном
фоне.
Поворот полудиска на 180° от одного полюса сердечника к друго-
му осуществляется подачей на катушку электромагнита импульса по-
стоянного тока соответствующей полярности. При использовании бук-
венных полей с указанными выше размерами длительность этого им-
пульса 5 мс при токе 300 мА.
394
Для надежного удержания полудиска у полюса сердечник выполня-
ют из материала с большой остаточной намагниченностью. Взаимное
влияние магнитных полей электромагнитов соседних точек исключает-
ся подачей на них во время установки одного цвета импульсов разных
полярностей. Для этого все однополярные точки размещены по бук-
венному полю в шахматном порядке.
Для уменьшения числа внешних выводов установка одного знака
делается поочередной подачей полюсов питания на вертикальные и го-
ризонтальные шины знакоместа, в пересечениях которых находятся не-
обходимые точки.
Рассматриваемый индикатор потребляет электроэнергию только
во время записи информации, т. е. в течение 10—20 мс. Из буквенных
полей набирается табло необходимых размеров и информационной ем-
кости.
Основным элементом информационной системы "Визинформ"
(рис. 10.28) является электронный блок управления ЭБУ, который оп-
ределяет режимы работы, формирует сигналы управления табло и за-
писи информации, а также взаимодействует с периферийными устрой-
ствами с помощью последовательного интерфейса И. Запись информа-
ции на табло делается матричным способом, т. е. центральный
процессор ЦП выбирает необходимые табло, строку, столбец и форми-
рует сигналы записи знака в выбранное место. Таким же способом осу-
ществляется последовательная запись всех знаков по строкам, столб-
цам и табло. Система обеспечивает скорость записи информации на
табло до 200 знаков/с. Для формирования необходимых уровней сигна-
лов записи в электронном блоке управления предусмотрен специаль-
ный блок подключений БП, выдающий сигналы на табло Т1—Т4 через
внешний коммутатор К. Синхронизация работы всех узлов системы
выполняется по командам центрального процессора с помощью блока
синхронизации БС.
Для ручного управления записью информации на табло использу-
ется клавиатура пульта управления ПУ, а действия оператора при этом
контролируются на экране диспетчерского дисплея ДД. При работе в
полуавтоматическом и автоматическом режимах система управляется
395
микроЭВМ центрального поста управления с контролем работы по ее
монитору Д. К этой микроЭВМ подключены также алфавитно-цифро-
вое печатающее устройство АЦПУ, перфоратор и считыватель с перфо-
ленты П!С. Данные о расписании движения поездов предварительно
записываются на магнитный диск ЭВМ. Информация на табло может
выводиться автоматически по сигналам текущего времени, но при зна-
чительных нарушениях трафика движения требуется вмешательство
оператора, работающего с пультом управления и диспетчерским дис-
плеем.
Система позволяет обслуживать табло с четырьмя различными ви-
дами выводимой информации. Каждое действие операторов и инфор-
мационное содержание всех табло протоколируется на бумаге с ис-
пользованием АЦПУ. В систоле также предусмотрен режим тестирова-
ния всех узлов и связей по командам оператора управляющей микро-
ЭВМ.
Технические возможности системы позволяют управлять работой
восьми табло, содержащих по 30 строк и 28 столбцов, т. е. общее число
выводимых знаков может достигать 6720.
Система автоматизации билетно-кассовых операций "Экспресс-2".
Информационно-вычислительная система "Экспресс-2” предназначена
для автоматизации билетно-кассовых операций, включая предвари-
тельную и суточную продажу билетов "туда" и "обратно" с расчетом их
стоимости, возврат и "гашение" проездных документов, предваритель-
ное бронирование мест, многоцелевые заказы и т. д. Эта система позво-
ляет автоматизировать процессы получения суточной и месячной от-
четностей по кассам, контролировать наличие мест, выдавать об этом
информацию, а также получать различные справки и статистические
данные. Она включает в себя ряд локальных вычислительных комплек-
сов ЭВК с разветвленной сетью терминальных устройств и может об-
служивать дороги, выделенные регионы железнодорожной сети и сеть
в целом (рис. 10.29).
Управляющим центром системы является вычислительный ком-
плекс ЭВК, который обеспечивает выполнение всех режимов работы, а
также управление процессами обмена информацией. Комплекс состоит
из нескольких ЭВМ высокой производительности с общей.базой дан-
ных и развитой сетью периферийных устройств, связанных с ней по ли-
ниям связи посредством модемов Л?. Взаимодействие между регио-
нальными ЭВК происходит по каналам связи с использованием аппа-
ратуры связи и коммутации А С/6таким образом, что каждый терминал
имеет доступ к базе данных любого из них. Этим достигается возмож-
ность финансовых расчетов и оформления проездных документов на
поезда, следующие по зонам обслуживания всех ЭВК, а также повыша-
ет гибкость системы в целом при выходе из строя любой из ее подсис-
тем.
Комплекс может работать как с индивидуальными терминалами,
396
так и с группами терминалов, обслуживаемых через групповые комму-
таторы КС. Каждый такой коммутатор рассчитан на подключение до
20 терминальных устройств.
Базовый терминал Т-А предназначен для установки в билетных
кассах и включает в себя устройство управления УУТ, дисплей с клави-
атурой и билето-печатающее устройство БПУ.
Терминал Т-Б является административным и предназначен для ус-
тановки в пассажирских службах управлений дорог и технологических
бюро ЭВЦ. Он имеет дополнительно перфоратор и устройство считы-
вания с перфоленты. Этот терминал обеспечивает получение справок о
деятельности пунктов продажи билетов и статистических сводок, а
также ведение диалога с соответствующими службами других дорог и
министерства путей сообщения и корректировку введенной в систему
информации.
Терминал Т-В дает возможность подключения аппаратуры к ин-
формационному табло "Визинформ" для выдачи информации о нали-
чии мест и других справок. Его также можно использовать для офор-
мления проездных документов.
При отсутствии сети связи для работы в автономном режиме ис-
пользуется терминал Т-Д, имеющий устройства ввода и вывода инфор-
мации с помощью гибких магнитных дисков. Терминалы Т-Е предна-
значены для работы в парах при наличии между ними индивидуальных
каналов связи и, как правило, используются в качестве служебных для
получения финансовых справок и отчетности по тем пунктам продажи
билетов, где они установлены.
397
Каждый терминал может выполнять до 100 видов различных опе-
раций по продаже билетов, подготовке справок и отчетов, бронирова-
нию мест и т. д. Функции, которые разрешается выполнять каждому
терминалу, определяются специальным перечнем и устанавливаются
программным способом. Места установки терминалов, их назначение
и разрешаемые виды работ строго регламентированы; каждый из них
имеет индивидуальный кодовый номер, зафиксированный в ЭВК.
При взаимодействии терминалов с ЭВКразных регионов во время
оформления билетов для проезда по нескольким дорогам вычислитель-
ные комплексы осуществляют распределение доходов между ними про-
порционально фактическому расстоянию проезда.
Система имеет защиту от несанкционированного доступа, исклю-
чает выполнение це свойственных терминалу операций и обеспечивает
высокую достоверность обмена информацией. Общая производитель-
ность системы достигает 27 заказов в секунду. Ее эффективность опре-
деляется: сокращением времени, затрачиваемого пассажиром на при-
обретение билета; упрощением процедуры оформления билетов для
пассажиров, едущих с пересадками и приобретающих билет на обрат-
ный проезд; более полным использованием мест в поездах, исключени-
ем "двойников"; возможностью получения справок о деятельности
любых терминалов; использованием общей базы данных; возможнос-
тью работы в качестве информационной системы с отображением ин-
формации о наличии мест на табло; высокой гибкостью структуры;
простотой изменения функционального назначения терминалов.
Список литературы
I. А р к ат о в В.С.,Кравцов Ю.А., С т е п е и с к и й В.М. Рельсовые цепи.
Анализ работы и техническое обслуживание. М.: Транспорт, 1990. 295 с.
2. Кравцов Ю.А., Степеиский Б.М. Система интервального регулирования
движения поездов с централизованным размещением аппаратуры. МИИТ, 1983. 86 с.
3. Дмитриев В.С., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми
цепями тональной частоты. М.: Транспорт, 1991. 180 с.
4. Махмутов К.М. Устройства интервального регулирования движения поез-
дов иа метрополитене. М.: Транспорт, 1986. 350 с.
5. Автоматизация процессов управления движением поездов иа основе применения
микропроцессорных средств / А.А. Явна, ИД. Долгий, А.Г. Кулькин, В.С. Мирный.
РИИЖТ, 1991.58 с.
б. Кокурин И.М.,Кондратенко Л.Ф. Эксплуатационные основы желез-
нодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1989. 184 с.
1. Телеуправление стрелками и сигналами I А.С.Переборов, А.М.Брылеев,
В.В. Ефимов и др.; Подряд: А.С. Переборова. М.: Транспорт, 1981. 390 с.
в.Переборов А.С.,Дрейман О.К., К о ндр атеик о Л.Ф. Диспетчерская
централизация. М.: Транспорт, 1989. 303 с.
9. Технические средства сбора и обработки информации иа железнодорожном
транспорте / А.А.Устинский, В.В.Воробьев, С.С. Косенко, З.П. Межох. М.: Транспорт,
1992.215 с.
10. Т у лу п о в Л.П., Жу к о вс к и й Е.М., Гу сят и и ер А.М. Автоматизиро-
ванные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах. М.:
Транспорт, 1991. 208 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1
Классификация, назначение и развитие систем железнодорожной автоматики
и телемеханмси........................ . ..............................3
1.1. Основы организации движения Поездов.......................3
1.2. График движения поездов и пропускная способность перегонов и
станций........................................................5
1.3. Основы железнодорожной сигнализации.......................8
1.4. Расстановка светофоров автоблокировки.....................12
1.5. Эксплуатационно-технические основы оборудования станций элект-
рической централизацией........................................18
1.6. Перспективы развития систем железнодорожной автоматики
и телемеханики ................................................26
Глава 2
Путевые устройства систем железнодорожной автоматики н телемеханики..28
2.1. Сигнальные устройства.....................................28
2.2. Стрелочные электроприводы.................................30
2.3. Электропривод ограждающих устройств.......................34
2.4. Устройства и аппаратура кабельных сетей...................37
Глава 3
Рельсовые цепи........................................................42
3.1. Виды рельсовых цепей......................................42
3.2. Режимы работы и их критерии...............................51
3.3. Схемы рельсовых цепей.....................................57
Глава 4
Системы путевой блокировки............................................65
4.1. Автоблокировка с импульсными рельсовыми цепями постоянного
тока...........................................................65
4.2. Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка
(УСАБ-М).......................................................71
4.3. Числовая кодовая автоблокировка переменного тока..........82
4.4. Система централизованной автоблокировки (ЦАБ) с бесстыковыми
рельсовыми цепями тональной частоты............................95
4.5. Автоблокировка на участках с пониженным сопротивлением
балласта....................................................... 102
4.6. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями без изолирующих
стыков (АБТ) .................................................. 107
4.7. Микроэлектронные системы автоблокировки...................112
Глава 5
Системы автоматической локомотивной сигнализации.....................131
5.1. Назначение и классификация систем автоматической локомотивной
сигнализации ..................................................131
5.2. Технологические алгоритмы непрерывных систем АЛСН ........135
5.3. Автоматическая локомотивная сигнализация числового кода
АЛСН .......................................................... 144
5.4. Локомотивный приемник числовых кодовых сигналов...........146
5.5. Дешифратор числовых кодовых сигналов (ДКСВ)...............154
5.6. Работа автоматической локомотивной сигнализации...........160
5.7. Структура системы автоматического регулирования скорости
на метрополитене...............................................166
5.8. Микроэлектронная система АЛС-ЕН........................ . 168
399
Глава б
Автоматические ограждаюище устройства...................................181
б. I. Виды ограждающих устройств и требования к ним...............181
6.2. Основы управления переездной сигнализацией...................191
6.3. Тоннельная и мостовая сигнализация...........................193
Глава 7
Электрическая сигнализация стрелок и сигналов...........................196
7.1. Управление технологическим процессом движения поездов
на станциях ......................................................196
7.2. Электрическая централизация с центральными зависимостями
и местным питанием ...............................................201
7.3. Блочная маршрутно-релейиая централизация ....................217
7.4. Электрическая централизация с индустриальным монтажом........242
7.5. Управление удаленными объектами электрической централизации . . . 250
Глава 8
Д испетчерская централизация............................................254
8.1. Организация движения поездов при диспетчерской централизации . . . 254
8.2. Характеристика и структура диспетчерской централизации
системы "Нева" ..................................................256
8.3. Диспетчерская централизация системы "Луч"....................262
8.4. Компьютерные системы диспетчерского управления и контроля .... 290
8.5. Диспетчерская централизация ДЦМ-ДОН .........................297
Глава 9
Механизация и автоматизазвиг работы сортировочных горок.................319
9.1. Общие сведения...............................................319
9.2. Теоретические основы скатывания вагонов с сортировочной горки . . . 322
9.3. Характеристика горочной автоматической централизации.........323
9.4. Устройства контроля занятости горочных стрелок ..............325
9.5. Управление стрелочными электроприводами.................... 331
9.6. Сигнализация на горках.......................................338
9.7. Автоматизация управления эксплуатационной работой на
сортировочных станциях ...........................................342
Глава 10
Информмякимае системы железнодорожного транспорта..................... 348
10.1. Общая характеристикам классификация информационных систем . . . 348
10.2. Технологические информационные системы железнодорожного
транспорта........................................................351
10.3. Системы контроля состояния подвижного состава иа ходу поезда . . . 372
10.4. Системы телеконтроля состояния устройств автоматики
и телемеханики ...................................................384
10.5. Информационные системы для обслуживания пассажиров.........393
Список литературы.................................................398