Автоматическая локомотивная сигнализация и авторегулировка - Кравцов Ю.А., Дмитриев В.С., Брылеев А.М., Поупе О., Степенский Б.М.

Автор: Кравцов Ю.А. Дмитриев В.С. Брылеев А.М. Поупе О. Степенский Б.М.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение автоматика железнодорожный транспорт издательство транспорт локомотивы сигнализация
Год: 1981
Похожие
Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации
Автоблокировка и переездная сигнализация
Автоматическая сигнализация на переездах и искусственных сооружениях
Системы железнодорожной автоматики и телемеханики
Текст
                    А.М.БРЫЛЕЕВ
О.ПОУПЕ
В.С.ДМИТРИЕВ
Ю.А.НРАВЦОВ
Б.М.СТЕПЕНСНИЙ
АВТОМАТИЧЕСКАЯ
ЛОКОМОТИВНАЯ
СИГНАЛИЗАЦИЯ
И АВТОРЕГУЛИРОВКА
УДК 656.259.21+656.25 52:656.22.05
Автоматическая локомотивная сигнализация и
авторегуляровка. М., Транспорт, 1981. 320 с. Авт.:
А. М. Брылеев, О. Поупе, В. С. Дмитриев, Ю. А.
Кравцов, Б. М. Степенский.
В книге, написанной совместно специалистами
Советского Союза и Чехословакии, обобщен опыт
создания систем автоматической локомотивной сиг-
нализации и авторегулировки.
Изложены принципы действия и возможности
этих систем с точки зрения обеспечения безопасно-
сти движения поездов. Рассмотрены также эксплуа-
тационные основы систем- Большое внимание в кни-
ге уделено общим основам теории систем автомати-
ческой локомотивной сигнализации и авторегулиров-
ки непрерывного и точечного типов, разработанным
и применяемым в настоящее время в СССР, Чехо-
словакии и других странах. Описаны современные
системы автоматической локомотивной сигнализации
и авторегулировкн: их устройство, работа и выбор
оптимальных параметров.
Книга рассчитана на научных и инженерно-тех-
нических работников, связанных с проектированием,
разработкой н эксплуатацией устройств автомати.
ческой локомотивной сигнализации и авторегули-
ровки.
Ил. 151, табл. 14, библиогр. 30 назв.
Рецензент В. А. Минин.
А 31802-223 223.81	3602040000
© Издательство «Транспорт», 1981
ОТ АВТОРОВ
Главными задачами железнодорожного транспорта явля-
ются дальнейшее увеличение пропускной и провозной способ-
ности железнодорожных линий в целях более полного и своев-
ременного удовлетворения потребностей народного хозяйства
и населения в перевозках, увеличение скоростей грузовых и
пассажирских поездов, сокращение времени оборота вагонов.
Решению этих задач в значительной степени способствует
внедрение на железных дорогах устройств автоматической ло-
комотивной сигнализации (АЛС) и авторегулировки. В Совет-
ском Союзе к настоящему времени системами автоблокировки и
автоматической локомотивной сигнализации оснащено более по-
ловины общей протяженности железнодорожных линий.
На линиях метрополитенов, а также на магистральных ли-
ниях с высокоскоростным движением поездов продолжается
интенсивное внедрение устройств автоматического регулирова-
ния скорости.
При ограниченных затратах устройства автоматической ло-
комотивной сигнализации позволяют повысить пропускную и
провозную способность линий, существенно увеличить произ-
водительность и улучшить условия труда работников, успеш-
но решить задачу обеспечения безопасности движения поездов.
Высокоскоростное движение вообще невозможно без внедре-
ния устройств АЛС и авторегулировки.
Таким образом ускорение темпов научно-технического про-
гресса на железнодорожном транспорте во многом определя-
ется внедрением устройств АЛС и авторегулировки. Оснаще-
ние линий современными устройствами АЛС и авторегулировки
является одной из основ успешного выполнения перспективных
планов развития железнодорожного транспорта.
Разработкой, проектированием и внедрением систем АЛС
и авторегулировки в Советском Союзе занимаются ряд орга-
низаций: научные, проектные и учебные институты. Большую
3
работу по созданию новых и совершенствованию существую-
щих устройств АЛС и авторегулировки ведут ученые и специа-
листы Чехословакии.
Ведется не только широкое внедрение устройств АЛС и ав-
торегулировки, но и их глубокое качественное изменение. Во
вновь разрабатываемых системах широко используются более
надежные бесконтактные приборы, интегральные микросхемы и
микропроцессы. Внедрение систем АЛС и авторегулировки яв-
ляется основой для решения перспективной задачи — комп-
лексной автоматизации перевозочного процесса на железнодо-
рожном транспорте.
Цель настоящей книги — оказать практическую помощь в
работе специалистам, занимающимся разработкой, проектиро-
ванием и внедрением на железных дорогах систем автоматичес-
кой локомотивной сигнализации и авторегулировки.
Книгу написали:
Брылеев А. М. д-р техн, наук проф. — пп. 4 и 6 главы 10,
главу 9;
Дмитриев В. С. канд техн, наук — главы 2 и 5, пп. 1 и 2
главы 8, п. I главы 11;
Кравцов Ю. А. д-р техн, наук проф. — главу 3, кроме п. 2;
Поупе О. д-р техн, наук Высшей школы транспорта г. Жи-
лина (ЧССР) — главы 1, 7 и 12;
Степенский Б. М. канд. техн, наук доц. — главу 6, п. 2 и
3 главы 11;
Кравцов Ю. А., Степенский Б. М. — главу 4, п. 3 главы 8,
пп. 1, 2, 3 и 5 главы 10;
Дмитриев В. С., Кравцов Ю. А„ Степенский Б. М. — п. 2
главы 3.
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
1.1. БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ
Задачей устройств железнодорожной автоматики и телеме-
ханики по обеспечению безопасности движения поездов явля-
ется создание условий, при которых исключается возможность
столкновения поездов с препятствием или сход поезда с пути
при превышении заданной скорости либо нарушении целост-
ности рельсовых нитей. В первом случае необходимо, чтобы
скорость в каждой точке соответствовала необходимому тормоз-
ному пути до препятствия, которым может быть впереди иду-
щий поезд, светофор с запрещающим показанием, открытый
переезд и т. п. Во втором случае необходимо, чтобы скорость
данного поезда в каждой точке пути была равна или меньше
максимально разрешенной на данном участке скорости в со-
ответствии с конструкционной скоростью входящих в состав
вагонов, с видом перевозок, а также с учетом постоянного или
временного ограничения путевой скорости.
Для выполнения этих условий требуется передать на поезд
информацию, обеспечивающую безопасность движения. В зави-
симости от места зарождения и времени возникновения инфор-
мация подразделяется на: 1) информацию, соответствующую
определенному месту и изменяющуюся во времени. Эта инфор-
мация фиксируется показаниями путевых светофоров, которые
определяют положение препятствия по отношению к фиксиро-
ванным границам блок-участков; 2) информацию, соответству-
ющую определенному месту, но не зависящую от времени. Эта
информация фиксируется предупредительными щитами и ука-
зателями скорости, переносными сигналами начала и конца
уменьшения скорости и т. д.
Помимо указанной информации, обеспечивающей безопас-
ность движения поездов, машинисту передается большое коли-
чество эксплуатационной информации: приказы об облужива-
нии токоприемника локомотива на электрифицированных учас-
5
тках, приказы о необходимости подачи звуковых сигналов и
др. Каждая информация проходит четыре стадии: а) зарожда-
ется в путевых устройствах; б) передается на поезд; в) рас-
шифровывается; г) используется для управления поездом.
В зависимости от совершенства путевого и локомотивного
оборудования эта информация реализуется при различном
участии человека.
Вот некоторые типичные примеры.
1.	Локомотивная сигнализация отсутствует, в качестве
средства связи при движении поездов используется телефон.
Информационные сигналы подаются работником движения.
Обеспечение безопасности движения поездов целиком зависит
от обслуживающего персонала.
2.	Участок пути оборудован автоблокировкой и АЛС. Ста-
дии передачи информации, приведенные в пунктах «а»,	«б»
и «в», осуществляются без участия человека. Использование
информации остается за машинистом, бдительность которого,
как правило, контролируется принудительным нажатием им
рукоятки бдительности.
3.	Так же, как и в предыдущем случае, участок оборудован
автоблокировкой и АЛС, но АЛС дополнена автоматическим
контролем скорости. Машинист полностью выполняет свои
функции по ведению поезда, но если режим ведения поезда не
соответствует передаваемой информации на локомотив и ско-
рость превышает заданную, автостоп затормозит поезд. В этом
случае стадия пункта «г» использована в качестве сравнива-
ющего критерия для исключения ошибочного действия маши-
ниста.
4.	На участке управление поездами осуществляется автома-
тически. Машинист выполняет только контрольные функции и
действует лишь при аварийном отказе автомата или по вызо-
ву управляющего центра. В действительности обеспечение без-
опасности движения поездов при автоматическом управлении
поездов на обычных, неспециализированных путях затрудни-
тельно с технической и эксплуатационной точек зрения.
1.2 МАШИНИСТ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК — ЛОКОМОТИВ»
И НАЗНАЧЕНИЕ АЛС
К решающим действиям машиниста относятся прежде все-
го визуальный прием информации, поступающей с пути, ее на-
копление и осмысливание. За этим следует решение о способе
6
использования полученной информации. Результатом будут оп-
ределенные действия машиниста в виде манипуляций, приводя-
щих к достижению цели. Такими действиями являются, напри-
мер, снижение скорости поезда, поднятие токоприемника, пода-
ча акустического сигнала и т. д. Действенность произведен-
ных машинистом операций контролируется приборами, а также
органами чувств.
Для рассмотрения правильного разделения функций меж-
ду человеком и автоматическим устройством уместно разде-
лить деятельность машиниста на внутреннюю — наблюдение
за индикаторами, которые определяют регулировочное вмеша-
тельство, и на деятельность внешнюю, которая является ре-
зультатом наблюдений и оценок информаций с пути.
Психологические исследования наглядно показали, что
внутренняя деятельность слишком обременяет центральную
нервную систему машиниста и отвлекает его от главной дея-
тельности — решающей в безопасности движения — от дея-
тельности внешней. Поэтому правильнее перенести внутреннюю
деятельность машиниста по возможности на ’технические устрой-
ства, которые выполняют задачу экономного использования си-
лы тяги, торможения поезда до требуемой скорости и т. д. Бо-
лее сложным является решение о способе автоматизации внеш-
ней деятельности. По мнению психологов и физиологов, необ-
ходимо, чтобы машинист в течение всего рабочего времени со-
хранял полную дееспособность и непрерывный контакт с внеш-
ней средой. Однако это возможно лишь тогда, когда он будет
получать извне достаточное количество побуждений соответст-
вующей интенсивности, на которые будет живо реагировать ис-
пользованием соответствующих органов управления. В про-
тивном случае работа машиниста станет монотонной, что при-
ведет его к потере бдительности и ощущению утомления.
У некоторых специальных видов транспорта, таких как мет-
ро, есть возможность полностью автоматизировать процесс
движения поездов между станциями. На обычных железных
дорогах всегда необходимо, чтобы машинист был способен ак-
тивно вмешаться при непредвиденной ситуации, какой является
появление препятствия на путях (сдвинутый груз, загражден-
ный переезд, упавший контактный провод, присутствие живого
существа и т. п.), или же продолжать движение при ложном
запрещающем показании напольного светофора автоблоки-
ровки.
Приведенные аргументы ведут к однозначному требованию:
машинист должен постоянно ощущать ответственность за уп-
7
равление поездом, предполагая, что поезд он ведет по собст-
венному усмотрению и на основании собственной коммуника-
ции с источниками информации на пути. Роль машиниста в
системе «Человек — локомотив» нельзя ограничить функциями
контроля автоматов, потому что в таком понимании он не был
бы в состоянии быстро и ответственно вмешиваться в процесс
регулирования движения при приведенных непредвиденных си-
туациях.
С другой стороны, человек склонен к ошибкам, и во всех
критических ситуациях его деятельность необходимо контроли-
ровать устройствами автоматики и телемеханики. Эти устрой-
ства не должны влиять на управление поездом в условиях, при
которых обеспечивается безопасность движения; при этом эти
устройства должны сравнивать выход системы «Человек — ло-
комотив» с определенными ограничивающими параметрами и
при нарушении требуемых по безопасности движения соотно-
шений вступать в действие (например, при превышении допус-
тимой скорости).
Из изложенного выше следует, что надежное локомотивное
устройство с рациональной степенью контроля за действием
машиниста представляет собой в сочетании с автоматической
путевой блокировкой систему, обеспечивающую безопасность
движения поездов, которая в максимальной мере избавлена
от опасных ошибок работников железнодорожного транс-
порта.
Использование устройств АЛС улучшает ряд показателей
систем железнодорожной автоматики и телемеханики, а имен-
но: 1) увеличивается безопасность движения поездов; 2) улуч-
шаются условия труда машиниста, особенно при больших ско-
ростях и плохой видимости (дождь, снег, туман); 3) повышает-
ся пропускная способность линий за счет лучших условий для
выполнения графика движения поездов при плохой видимости
путевых сигналов; 4) появляется возможность обеспечения вы-
соких скоростей на соответствующим образом подготовленных
участках железных дорог.
1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АЛС И ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ
ИНФОРМАЦИИ НА ЛОКОМОТИВ
Передачу информации между стационарным путевым уст-
ройством и передвижным устройством на локомотиве в принци-
пе можно осуществить двумя способами. В первом случае ин-
8
Автоматическая локомотивная сигнализация]
| Точечная |
I	|
[Непрерывного действия]	[ Смешанная |
| Механйчё^^ [Оптическая] \^~йзлучения\ [Злектроконтактная] [Индуктивная] [Радиорелейная]
] Радарная]
I Контактная]	| Индуктивная |
Источник
на путях
Источник на
локомотиве
Рис. 1.1. Классификация систем АЛС
формация передается в определенные моменты (точечно) лишь
в избранных местах, так называемых информационных точках,
во втором случае — постоянно (непрерывно) без учета поло-
жения поезда на путях. Оба способа, точечный и непрерыв-
ный, могут быть объединены в системы смешанные, у которых
часть информации передается непрерывно, а остальная — то-
чечно.
Идея о передаче на локомотив основных сигналов и о соз-
дании системы контроля за деятельностью машиниста возник-
ла уже в начальный период создания основных систем автома-
тики и телемеханики, поэтому конструкция используемых АЛС
отвечает уровню развития техники данного периода. Большое
влияние на развитие этих систем оказала электроника, а в
последнем десятилетии — полупроводниковая техника. Однако
это не препятствует тому, чтобы в эксплуатации сохранились и
простейшие устройства, введенные достаточно давно в большом
количестве, замена которых более совершенными системами
представляет собой трудности с чисто экономической точки
зрения.
Рассмотрим системы АЛС, которые либо находятся в экс-
плуатации, либо представляют определенный интерес ввиду
своей перспективности. Классификация систем АЛС приведена
на рис. 1.1.
Из рис. 1.1. видно, каким образом у отдельных групп обес-
печивается путь передачи информации. Наиболее многочислен-
ную группу представляют АЛС с индуктивной передачей, где
9
Рис. 1.2. Механический датчик Рис. 1.3. Электроконтактное устрой-
системы АЛСТ	ство АЛСТ
связь между стационарной частью и подвижной осуществляет-
ся с помощью магнитных полей.
Точечные системы (АЛСТ). Первой в истории точечной сис-
темой (опыты голландского инженера Ван Браама проводились
уже в 1906 г.) было механическое устройство, принцип действия
которого показан на рис. 1.2. На путях у сигнала установлен
поворачивающийся рычаг 1, который при запрещающем пока-
зании сигнала повернут до вертикального положения. При про-
езде локомотивом этого сигнала поворачивается рычаг венти-
ля 2 в тормозной системе состава, что приводит к вынужден-
ной остановке поезда за счет выпуска сжатого воздуха. Необ-
ходимым условием надежной работы в этом случае являются
низкая скорость движения поезда и главным образом способ-
ность поворота путевого рычага 1 при любых климатических
условиях. Поэтому это устройство используется до настоящего
времени прежде всего на метрополитене, а в зарубежной прак-
тике также на трамвайных линиях.
На рис. 1.3. показано электроконтактное устройство, его
путевая часть. Здесь для передачи сигналов используется по-
стоянный ток от источника питания, расположенного на пути,
который через переключатель полярности ПП подается на кон-
тактную шину КШ, расположенную на шпалах между рельса-
ми. При проезде локомотива, снабженного контактными
щетками, ток замыкается через обмотку поляризованного при-
емного реле, находящегося на локомотиве. Положение переклю-
чателя зависит от показания светофора. Приемное реле реаги-
рует на полярность тока. Наиболее запрещающее состояние со-
ответствует бестоковому состоянию. В этом случае происходит
лишь механическое воздействие на щетку (ее приподнятие),
10
вследствие чего обрывается цепь питания обмотки приемного
реле.
Наименее надежной частью этой системы являются щетки.
Надежность передачи активного сигнала зависит от чистоты
контактной шины. Несмотря на эти недостатки, устройство ис-
пользуется с успехом до настоящего времени на французских
железных дорогах даже при скоростях 160 км/ч.
В тридцатых годах нынешнего столетия на чехословацких
государственных дорогах была испытана система оптической
передачи сигнальных знаков предупредительного светофора
(изобретение инженера Безелера). Источник света (рефлектор)
и приемник (фотоэлемент) были размещены на локомотиве.
Отражение светового луча создавала стеклянная призма, пово-
рачивающаяся от привода механического семафора. Отраже-
ние сигнала к приемнику происходило при проезде локомоти-
вом предупредительного семафора с запрещающим сигнальным
показанием. Однако в тяжелых условиях эксплуатации устрой-
ство не могло работать устойчиво (загрязнение действующих
частей, зазор в механизме привода и т. д.). Этот принцип при-
веден для полноты информации, так как при современном сос-
тоянии техники (газовые лазеры, рефлектирующие материа-
лы, фотосопротивления и т. д.) нельзя исключить возможность
использования оптической системы, что подтверждают успеш-
ные испытания считывания данных с грузовых вагонов во вре-
мя движения состава для целей автоматической идентификации
вагонов в кибернетической системе управления транспортом.
Подающим надежды казалось использование радиоизото-
пов, помещенных в оловянных футлярах у светофоров. При-
сутствие у-частиц должны обнаруживать детекторы на локомо-
тиве. При использовании таких систем возникли те же затруд-
нения, что и у подобных устройств для автоматической индика-
ции хвоста поезда, — образовывался помеховый фон, создан-
ный радиоактивным облучением и космическим излучением.
Повышение интенсивности передающего потока у-частиц мог-
ло бы привести к опасному для человека облучению.
Индуктивные системы отличаются тем, что связь между
приемником и передатчиком осуществляется магнитным полем,
постоянным или гармонически изменяющимся. У АЛСТ маг-
нитное поле действует на приемник при движении поезда толь-
ко в течение короткого времени.
Ниже рассматриваются отдельные индуктивные системы
АЛСТ в соответствии с классификацией, представленной на
рис. 1.1.
И
Рис. 1.4. АЛСТ с источником
постоянного магнитного поля
на пути
Рис. 1.5. АЛСТ с электромагнитом
на пути
АЛСТ с источником постоян-
ного магнитного поля на пути
(рис. 1.4, а). Типичным передат-
чиком является постоянный маг-
нит, вмонтированный в металли-
ческий корпус и размещенный
параллельно рельсам (рис. 1.4,
а). На локомотиве установлено
магнитное реле МР (рис. 1.4, б) с
поляризованным якорем Я, отре-
гулированным без преоблада-
ния. При проследовании локомо-
тива над путевым магнитом
якорь изменит свое положение.
На рис. 1.4, в показано положе-
ние якоря магнитного реле при
проследовании локомотивом точ-
ки установки постоянного маг-
нита.
В описанной системе осущест-
вляется передача неизменной ин-
формации. Если возникает необ-
ходимость передачи переменной
информации, путевой передатчик
следует выполнить в соответст-
вии со схемой, представленной
на рис. 1.5. Направление движе-
ния поезда предполагается вер-
тикальным к оси, так что полюс-
ные наконечники Р1 и Р2 прием-
ника пройдут одновременно над
полюсами РЗ и Р4 передатчика.
Возбуждение главного магнитно-
го потока обеспечивают два по-
стоянных магнита Ml и М2. При
проезде приемника и разомк-
нутом контакте К якорь Я непо-
ляризованного магнитного реле
перебросится. При замыкании
контакта К возбудится электро-
магнит ЭМ, компенсирующий
магнитодвижущую силу постоян-
ных магнитов в полюсах РЗ и
12
Р4, перебрасывания якоря магнитного реле при этом не проис-
ходит.
Другая группа систем АЛС с постоянным магнитным по-
лем на пути имеет в качестве приемника катушку индуктив-
ности, в которой индуктируется напряжение при быстром из-
менении магнитного потока в ее сердечнике. Принцип такой
системы показан на рис. 1.6. Фиксирующее реле Р, размещен-
ное на локомотиве, реагирует на рабочий ток и притягивает
якорь в момент замыкания магнитного потока путевого посто-
янного магнита через магнитопровод катушки реле. Для воз-
буждения в обмотке реле импульса с достаточной величиной
э. д. с. локомотив должен иметь определенную минимальную
скорость (обычно v>10 км/ч), иначе реле не возбудится.
АЛСТ с источником переменного магнитного поля на пути.
При соответствующем преобразовании магнитной цепи (сер-
дечник и полюсники выполнены из трансформаторной листовой
стали или изготовлены из ферритов) передающие электромаг-
ниты на пути можно питать переменным током, например, от
транзисторных генераторов. Приемная часть на локомотиве
состоит при этом из катушки индуктивности, настроенной с по-
мощью параллельно присоединенного конденсатора на часто-
ту передаваемого сигнала, или же из нескольких таких цепей.
При проезде над информационной точкой э.д.с., возникшая в
соответствующей резонансной цепи, усилится, в результате че-
го возбудится фиксирующее реле. Приемное устройство пост-
роено аналогично устройству, представленному на рис. 1.6.
АЛСТ с источником постоянного тока на локомотиве.
Принцип действия такого устройства показан на рис 1.7. Об-
мотка А является возбуждающей, обмотка В присоединена к
источнику тока через фиксирующее реле Р и его фронтовой кон-
такт.
В нормальном положении реле притянуто и в сердечнике
электромагнита, собранного из листовой стали, создается по-
ток, величина которого определена (при данной магнитодви-
жущей силе) большим магнитным сопротивлением.
При проезде локомотива над путевым передатчиком (сер-
дечник из листовой трансформаторной стали) общая магнит-
ная проводимость цепи увеличивается скачком, индуктирован-
ная э.д.с в обмотке В действует против постоянно протекаю-
щего тока, и реле Р обесточивается. Повторное возбуждение
реле возможно только после нажатия пусковой кнопки ПК.
Устройство работоспособно лишь при скорости поезда не ниже
заданной.
13
Рис. 1.6. АЛСТ с постоянным
магнитом на пути
Рис. 1 7. АЛСТ с источником по-
стоянного тока на локомотиве
Рис. 1.8. АЛСТ с двойной пере-
дачей энергии
Сердечник на пути снабжен
обмоткой, которая в описанном
случае была отключена. В том
случае, когда обмотка шунти-
руется управляющим контактом
У, существенного изменения
магнитного потока в цепи не
происходит, и фиксирующее реле
остается в возбужденном состоя-
нии.
На рис. 1.8 показан принцип
действия АЛСТ с двойной пере-
дачей энергии. Движение поезда
осуществляется под прямым уг-
лом к поверхности чертежа, так
что оба сердечника на локомоти-
ве (С/ и С2) будут одновремен-
но над сердечниками путевых пе-
редатчиков (СЗ и С4).
Электромагнит с сердечником
С1, возбуждаемый от источника
постоянного тока на локомотиве,
образует постоянное магнитное
поле. В момент прохода локомо-
тива над путевой катушкой с
сердечником СЗ в ней индуктиру-
ется э. д. с. и в цепи обоих пере-
датчиков возникает импульс то-
ка, который создает магнитное
поле над электромагнитом с сер-
дечником С4. В этом поле нахо-
дится катушка индуктивности
сердечника С2; индуктированный
ток в этой катушке возбуждает
фиксирующее реле Р.
Приемное устройство сраба-
тывает, как и в предыдущем слу-
чае, при скорости поезда не ни-
же заданной. Информационная
точка обычно устанавливается
перед предупредительным сигна-
лом. От показания сигнала зави-
сит положение контакта У, кото-
14
рый в основном положении разъединяет перемычку, шунтирую-
щую провода между двумя передатчиками. Если на предупре-
дительном сигнале разрешающее показание, то контакт У замы-
кается и фиксирующее релеР на локомотиве не срабатывает.
АЛСТ с двойной передачей энергии разработана в тридца-
тых годах нынешнего столетия в Швейцарии и в различных мо-
дификациях используется на швейцарских железных дорогах.
АЛСТ с источником переменного магнитного поля на локо-
мотиве. Наиболее широко используемой системой этой катего-
рии является АЛСТ, построенная по резонансному принципу
(рис. 1.9). От источника переменного тока повышенной часто-
ты f на локомотиве питается основная обмотка локомотивно-
го индуктора ЛИ. Параллельно обмотке индуктора с индук-
тивностью L1 подключен конденсатор С1, а через усилитель —
фиксирующее реле Р. Катушка локомотивного индуктора и
конденсатор С1 образуют параллельный контур, настроенный
на резонансную частоту f. При этом на резонансном контуре
создается напряжение, достаточное для срабатывания фикси-
рующего реле Р. При проезде локомотивного индуктора над
аналогичным путевым индуктором ПИ, образованным катуш-
кой индуктивности L2 и конденсатором С2 и настроенным на
ту же частоту f, происходит расстройка локомотивного контура
и резкое снижение напряжения на контуре, вследствие чего
обесточивается фиксирующее реле Р. Четкая работа описан-
ного устройства возможна при использовании повышенной ра-
бочей частоты f. При реальном воздушном зазоре между ин-
дукторами 150—200 мм и использовании рабочих частот свы-
ше 2 кГц описанное устройство работоспособно при скорости
от 0 до 250 км/ч. Данное устройство находит широкое приме-
нение в настоящее время на зарубежных железных дорогах.
В последнее время разрабатываются системы передачи ин-
формации с помощью изолированного шлейфа, укладываемо-
го между рельсами и питаемого током высокой частоты (по-
рядка 105 Гц). Такая линейная высокочастотная передача име-
ет свою точечную модификацию с пассивным устройством на
путях. На рис. 1.10 изображен эскиз короткой кабельной пере-
мычки длиной / (десятки метров) и шириной S (около 300 мм).
Перемычка замкнута, и одна ее сторона представляет собой
несколько витков в положительном и отрицательном направ-
лениях. Локомотив снабжен двумя антеннами с ферритовыми
сердечниками. Одна антенна излучает поле несущей частоты,
которое в шлейфе наводит ток, создающий частичное магнит-
ное поле в оси отдельных витков, отличающееся фазой в на-
15
1 ли
--1 LI I I
гЛл\\\р/7^
--11^—
Рис. 1.9. АЛСТ, построенное на
резонансном принципе
Рис. 1.10. Эскиз кабельной пе-
ремычки системы АЛСТ
Рис. 1.11. Эскиз путевой и локо-
мотивной антенн системы АЛСТ
правлении обмотки. Над витками
с локомотивом перемещается
вторая антенна, приемное устрой-
ство которой принимает сигналы
с разной фазой. Построение вит-
ков по длине одного шлейфа,
представляющего собой одну ин-
формационную точку, дает воз-
можность закодировать опреде-
ленную информацию в бинарном
коде. На рис. 1.10 изображено
кодирование числа 100.
АЛСТ с коротким кабельным
шлейфом на пути можно считать
определенной аналогией ранее
разобранной системы постоянно-
го тока с двойной передачей
энергии.
У системы PHAR эта анало-
гия еще очевиднее. Устройство
работает в микроволновой обла-
сти (9000 мГц) с парой рупорных
антенн 1 и 2 на локомотиве и на
путях парой 3 и 5 (рис. 1.11). Ан-
тенны путевого передатчика сое-
динены между собой волноводом
4, так что с локомотивного пере-
датчика передаваемый сигнал
принимается одной антенной, а
другой возвращается назад, где
его фиксирует приемная антенна,
помещенная на локомотиве воз-
ле антенны передатчика. Ось ан-
тенны составляет угол 45° с
плоскостью пути.
Под локомотивом в общем
ящике помещена также вторая
пара рупорных антенн, поверну-
тых назад. Они взаимодейству-
ют с передатчиками, которые
служат для передачи информа-
ции при движении локомотива в
обратном направлении. Приве-
16
денная здесь микроволновая система используется, кроме то-
го, для точного измерения пройденного пути. Каждая из
передающих антенн на локомотиве служит одновременно для
приема отраженных волн от путевого балласта. Если локомо-
тив не в движении, частота отраженного сигнала равна часто-
те переданного сигнала, однако во время движения возникает
в соответствии с законом Допплера разница между передан-
ной и принятой частотами, пропорциональная скорости движе-
ния локомотива. Количество периодов этой разностной часто-
ты соответствует в определенном временном масштабе прой-
денному пути.
В плане сравнения рассмотренных выше устройств АЛСТ
следует сказать, что с точки зрения возможностей применения
во всем диапазоне реальных скоростей движения поездов,
функциональной надежности, эксплуатационных расходов, объ-
ема передаваемой информации наиболее предпочтительными
являются устройства АЛСТ с источником переменного магнит-
ного поля на локомотиве.
Система АЛСН непрерывного действия низкочастотная .
У низкочастотных систем АЛСН в качестве линии связи исполь-
зуются чаще всего рельсовые нити, по которым проходит сиг-
нальный ток низкой частоты (25—2000 Гц), образующий около
рельсов магнитное поле. Перед первой колесной парой П1 на
локомотиве установлены приемные катушки ПК (рис. 1.12).
Кодовый трансмиттер Т в зависимости от показания путевого
светофора модулирует питающий источник ПИ (передатчик-
модулятор). Последний подсоединен к рельсовой линии так,
чтобы сигнальный ток протекал навстречу приближающемуся
поезду.
Напряжение, индуктированное на приемных катушках,
пропорционально силе тока, протекающего по рельсам. К пос-
ледовательно подключенным приемным катушкам присоединен
17
локомотивный приемник ЛП, который таким образом непре-
рывно связан с передатчиком ПИ зашифрованных информа-
ций независимо от положения поезда на рельсовой цепи. Воз-
можное изменение показания светофора сразу будет передано
на локомотив. Информация на локомотив может передаваться
в том случае, если часть рельсовой цепи между передатчиком
ПИ и локомотивом свободна от подвижного состава. Если эта
часть рельсовой цепи занята впереди идущим поездом, сиг-
нальный ток замкнется преимущественно через колесные пары
этого поезда и передача информации на следующий поезд не
произойдет. Этим обеспечивается передача информации одно-
му поезду, вне зависимости от количества поездов на рельсовой
цепи. При определенных обстоятельствах, однако, может про
изойти прохождение сигнала под колесными парами первого
поезда и его ошибочный прием на последующем.
На рис. 1.12 источник питания ПИ включен между рельса-
ми, и сигнальный ток замыкается через поездной шунт. В осо-
бых случаях можно осуществить прохождение сигнального то-
ка в рельсовой цепи независимо от положения поездного шун-
та с помощью изолированного линейного провода, проложен-
ного вдоль рельсов (так называемый кабельный шлейф);
специального подключения, обеспечивающего параллельное
прохождение сигнального тока по рельсовым нитям.
На рис. 1.13 изображено устройство обычной разветвлен-
ной двухниточной рельсовой цепи с тремя параллельными от-
ветвлениями. Источник тока частотой fi и путевое реле П при-
соединены к рельсовой линии с помощью дроссель-трансфор-
маторов. Для непрерывной передачи сигнала на локомотив ря-
Рис. 1.13. Прокладка шлейфа в разветвленной рельсовой цепи
18
дом с рельсами (чаще всего прямо на подошве рельса) про-
кладывают одножильный кабель без металлической оболочки
(изображен на рис. 1.13 тонкой линией). Кабельный шлейф
при любом расположении поезда обеспечивает передачу хотя бы
на одну приемную катушку сигнального тока частотой fz. Кон-
такт К трансмиттерного реле обеспечивает кодирование
шлейфа.
Занятость любой части рельсовой цепи регистрируется
обесточиванием путевого реле П. При этом напряжение тока
частотой f\, наводимое в катушках АЛСН, не проходит через
входной фильтр локомотивного приемника. Кодовые импульсы
частотой fz входной фильтр локомотивного приемника пропу-
скает. На чехословацких дорогах, например, используются длй
работы станционных рельсовых цепей с АЛСН частоты fj =
= 275 Гц и f2 = 50 Гц или fz—75 Гц.
На рис. 1.14 изображена схема использования параллельно-
го прохождения сигнальных токов //, 12" по рельсам в ком-
бинации с сигнальным током Ц той же частоты.
Ток Л подается от трансформатора Тр 1 и используется
для питания двухэлементного путевого реле П. При занятос-
ти рельсовой цепи поездом этот ток замыкается через колес-
ные пары и с помощью приемных катушек ПК1 индуктирован-
ное напряжение подается на первый вход локомотивного при-
емника ЛП. Ток 12 подается от того же источника питания
трансформатором Тр2, в первичную обмотку которого включен
фазовый манипулятор ФМ, который осуществляет манипуля-
цию фазы в зависимости от состояния сигнала С. Ток /2 пос-
тупает в рельсы с помощью разделительных катушек L и путе-
вого провода ПП, проложенного так, чтобы он не влиял на при-
19
емные катушки АЛСН. При прохождении составляющих тока
1г' и I2" под катушками ПК2 в них наводятся э.д.с., которые
складываются и поступают на второй вход локомотивного при-
емника ЛП. На выходе катушек ПК1 э.д.с. от токов // и !%"
вычитаются.
Приемник ЛП содержит усилители обоих входных напряже-
ний и двухэлементное трехпозиционное индуктивное реле. В
случае присутствия обоих входных сигналов одинаковой час-
тоты вращающий момент сектора реле определяется фазовым
соотношением токов Л и I2. С изменением фазы тока /2 на 180°
изменяется и направление поворота сектора реле. При прекра-
щении приема сигнала Л (локомотив идет по занятому участку),
как и при неисправности в цепи тока 12, сектор реле прини-
мает среднее положение. Выполненная по такому принципу
АЛСН осуществляет передачу на локомотив двух активных си-
гналов светофора и пассивную информацию о занятости
участка.
Для реализации непрерывной передачи информации необ-
ходим переменный сигнальный ток. Кодирование информации
может осуществляться несколькими способами; а) непрерыв-
ный ток постоянной частоты; б) циклически прерываемый ток
определенной несущей частоты; в) чередование передачи токов
двух различных частот; г) комбинированные способы.
К пункту «а» относятся устройства с фазовым кодом (со-
общения отличаются фазовым углом по отношению к опорно-
му сигналу) и частотным кодом (каждой информации присвое-
на определенная сигнальная частота).
Пока наиболее распространенными являются АЛСН по пун-
кту «б», у которых ток одной несущей частоты ритмически пре-
рывается под действием шифратора. Импульсы сгруппированы
по виду используемого кода числового или частотно-импульсно-
го. Исходя из требования минимально допустимого количест-
ва периодов несущей частоты f в одном импульсе определяет-
ся длина самого короткого импульса, а следовательно, и наи-
высшая возможная частота повторения fn У частотно-импульсно-
го кода. Например, при f=50 Гц частота повторения fn<6 Гц.
Импульс и интервал могут быть в бинарном коде по пунк-
ту «в» заменены двумя следующими друг за другом импуль-
сами с разной несущей частотой. Отсутствие импульсов (бесто-
ковое состояние) в таком случае означает неисправность.
Способы кодирования, приведенные в пунктах «а», «б» и «в»,
можно комбинировать различным образом. Например, возмож-
на циклическая манипуляция нескольких несущих частот, что
20
дает возможность расширить ко-
личество передаваемых информа-
ций или же ввести определенный
код (например, одновременный
прием двух модулированных не-
сущих частот из пяти и т. д.).
Низкочастотная линейная пе-
редача по рельсам решается ме-
тодами, присущими технике рель-
совых цепей. Принимая во вни-
мание затухание передачи, быст-
ро растущее с увеличением
частоты, верхняя граница исполь-
зуемых несущих частот состав-
ляет примерно 1000 Гц или во
всяком случае не более 2000 Гц
при использовании емкостной
компенсации в рельсовой цепи.
Система АЛСН непрерывного
действия высокочастотная. Диа-
пазон частот, в меньшей степени
подверженный влиянию электри-
ческой тяги, расположен выше
30 кГц и поэтому системы локо-
мотивной сигнализации, рабо-
тающие в этой полосе частот, на-
зываются высокочастотными
АЛСН.
Для передачи сигналов в этом
диапазоне частот не представля-
ется возможным использование
двухпроводной рельсовой линии,
поэтому рядом с ней протяги-
вают особый изолированный про-
вод в виде кабельного шлейфа.
Магнитное поле, образующееся
вокруг этого путевого провода
при прохождении сигнального то-
ка, пронизывает приемные ка-
тушки с ферритовыми сердечни-
ками, помещенные на локомотиве.
На рис. 1.15, а—ж изображе-
ны способы прокладки путевого
Рис. 1.15. Способы прокладки
путевого шлейфа для высоко-
частотной АЛСН
21
провода, который или образует шлейф, или же обратное
прохождение сигнального тока осуществляется с помощью
рельса.
Питание подается с помощью передатчика сигналов П, а
на другом конце линия замыкается на характеристическое со-
противление z0 для исключения отраженных волн. На рис.
1.15, а один провод проложен по оси пути, в качестве обратного
используется рельс. На рис. 1.15, б провод вокруг оси пути ук-
ладывается прямоугольными зигзагами с одинаковым или меня-
ющимся шагом длиной примерно 10 м (отклонение от оси со-
ставляет примерно 200 мм), обратным служит рельс. На рис.
1.15, в прямой и обратный провода шлейфа проложены вплот-
ную к рельсам; приблизительно через каждые 100 м провода
перекрещиваются (в пределах ширины одной шпалы). На рис.
1.15, г провода уложены аналогично рис. 1.15, в, но они уда-
лены друг от друга на расстояние d«300 мм и являются сим-
метричными к оси пути. На рис. 1.15, д шлейф складывается
из прямого и пилообразно проложенного проводов, длина зуб-
цов меняется. На рис. 1.15, е устройство шлейфа схоже с рис.
1.15, д, но прямые части провода и пилообразные чередуются.
На рис. 1.15, ж в одной половине ширины пути устроен шлейф
с малым расстоянием между проводами (d~300 мм), которые
на определенном расстоянии перекрещиваются. В соответству-
ющих местах на пути шлейф образует информационные точки,
состоящие из нескольких витков положительного или отрица-
тельного направления. Образованные над ними поля отлича-
ются фазой на 180°, поэтому в группе витков можно зашифро-
вать в бинарном коде нужную информацию в данной точке, ко-
торая снимается особой антенной на локомотиве.
Показанные на рис. 1.15 способы прокладки путевого шлей-
фа можно сравнивать с различных точек зрения, самыми важ-
ными из которых являются: затухание передачи, взаимное вли-
яние на двухпутных и многопутных участках, помехозащищен-
ность при воздействиях электрической тяги, возможность ис-
пользования для измерения пройденного пути, сопротивляемость
механическим повреждениям, капиталовложения при строи-
тельстве.
Затухание передачи складывается из затухания в шлейфе
путевого провода и затухания канала связи между проводом
и антенной на локомотиве. Первое затухание зависит от сиг-
нальной частоты, от конструкции провода (главным образом
от толщины и типа изоляции), от способа его прокладки и кре-
пления, от вида шпал и климатических условий (сухо, мокро,
22
снег). Канал связи задан конструкцией приемных катушек и
их положением по отношению к путевому проводу.
В общем можно констатировать, что тесная магнитная связь
между путевым проводом и рельсами является невыгодной с
точки зрения затухания передачи, поэтому прокладка провода
вблизи оси пути является более перспективной. Это связано,
еще и с тем, что уровень передаваемого сигнала в значитель-
ной мере зависит от близости короткозамкнутых электрических
цепей.
Увеличение толщины изоляции провода шлейфа из качест-
венного диэлектрика значительно уменьшает затухание; снег,
покрывающий провод, увеличивает затухание до такой степени,,
что выравнивается разница между разными способами проклад-
ки путевого провода вне зависимости от толщины его изоляции.
Исходя из количественных результатов обширных измерений,
которые провели многие железные дороги, можно констатиро-
вать, что передача может быть надежной при длине шлейфа
до 6 км (при расположении передатчика посередине участка
до 2—6 км), имея в виду мощность передатчика около 10 Вт.
Передаваемая по шлейфу информация кодируется обычно
бинарным кодом и передается телеграммой: «единице» соот-
ветствует определенная частота, «нулю» — другая частота,
близкая к первой. Каждая телеграмма должна содержать та-
кое количество двоичных позиций, чтобы кроме собственного-
содержания информации и адреса, были также включены кон-
трольные позиции, повышающие помехозащищенность системы.
Переменный шаг прямоугольно проложенного провода на рис.
1.15, б или зубца на рис. 1.15, д служит для дополнительной
модуляции несущей частоты, вызванной движением поезда.
Модулируемая частота пропорциональна скорости движения по-
езда, что можно использовать для автоматического контроля
скорости.
Кроме передачи в направлении «Путь — локомотив» можно-
осуществлять и передачу в обратном направлении, а кроме
того, возможно выделить некоторое количество каналов для
телефонной двусторонней связи. Для этой цели выгодно такое-
размещение кабельного шлейфа, при котором уровень прини-
маемого сигнала не падает до нуля в местах изменения поло-
жения (скрещивания).
Перекрещивание проводов шлейфа через отрезки фикси-
рованной длины дает возможность определить на локомотиве-
величину пройденного пути. При этом появляется возможность,
корректировать данные тахометрического устройства, приво-
23
димого в движение колесной парой, которые всегда имеют оп-
ределенную погрешность (из-за изменения диаметра колеса,
проскальзывания и т. д.).
Высокочастотные системы АЛСН обладают по сравнению с
низкочастотными рядом недостатков. К ним относятся прежде
всего легкая повреждаемость кабельного шлейфа при ремонте
железнодорожного полотна (например, при смене шпал или
рельсов, сварке рельсов и др.). Высокочастотная энергия излу-
чается и может воздействовать на устройства и линии связи.
С точки зрения техники автоматики и телемеханики невыгод-
ным является также и то, что каждая переданная команда
должна содержать адрес, определение которого может быть
ошибочным. Кроме того, адрес фиксирует лишь положение го-
ловы поезда, положение же хвоста можно определить только
косвенно (например, по условию целостности поезда с извест-
ной длиной).
Прокладывание путевого шлейфа на пути не является един-
ственным решением. Известен опыт использования для этого
воздушных линий, прикрепленных к опорам контактной сети.
В Японии проводились испытания с особым волноводом, про-
ложенным вдоль путей, который дает возможность обеспечи-
вать телефонную связь с пассажирами идущего поезда, пере-
дачу телевизионного сигнала и т. п.
Наиболее широкое применение в практике нашли непрерыв-
ные системы АЛС с использованием рельсов в качестве линии
связи. Системы, построенные с использованием рельсовых ли-
ний, и будут рассмотрены ниже.
1
ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К УСТРОЙСТВАМ АЛС
2.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АЛС
Устройства автоматической локомотивной сигнализации,
осуществляя интервальное регулирование движения поездов,
предназначены для обеспечения безопасности движения, увели-
чения пропускной способности железнодорожных линий и улуч-
шения условий труда локомотивных бригад. Выполнение этих
функций обеспечивается передачей сигнальных показаний
и значений контролируемых скоростей в кабину машиниста.
Устройства АЛС, как правило, дополняются устройствами кон-
троля бдительности, контроля скорости, а в наиболее совер-
шенных системах — устройствами автоматического регулиро-
вания скорости (АРС). Эти дополняющие АЛС устройства по-
зволяют контролировать действия машиниста по управлению
поездом, автоматически или с участием машиниста приводить,
в действие тормоза для снижения скорости до контролируемой
величины. Устройства АЛС дополняются также автостопом,
обеспечивающим автостопное торможение при превышении до-
пустимой скорости, при неподтверждении машинистом бдитель-
ности, а также при неисправности устройств.
На большинстве линий устройства АЛС применяются со-
вместно с автоблокировкой. В последнее время все более широ-
кое применение находят системы интервального регулирова-
ния, в которых устройства АЛС являются основным средством,
сигнализации и связи в пределах перегонов. Путевые светофо-
ры сохраняются только на станциях (входные, выходные, мар-
шрутные), являясь частью устройств электрической централи-
зации. Отказ от установки проходных (перегонных) светофо-
ров позволяет значительно упростить устройства автоблокиров-
ки, применять рельсовые цепи без изолирующих стыков и, что
наиболее важно, сосредоточить всю основную аппаратуру на
станциях, ограничивающих перегон. Это значительно повыша-
ет эффективность системы интервального регулирования, по-
25
вышает надежность устройств, снижает стоимость строительства
и расходы на содержание.
АЛС включает в себя путевые и локомотивные (поездные)
устройства. Посредством путевых устройств осуществляются
контроль свободности блок-участков и передача электрических
сигналов в рельсы в зависимости от состояния пути и показа-
ний путевых светофоров. Локомотивные устройства осуществля-
ют прием, усиление и дешифрирование сигналов, управляют
огнями локомотивного светофора, устройствами контроля бди-
тельности, контроля скорости или автоматического регулирова-
ния скорости.
В системах АЛС непрерывного действия прием сигналов,
передаваемых с пути, осуществляется непрерывно, в любой
точке пути. Применение непрерывного канала связи придает
системе АЛС одно из основных эксплуатационных качеств, при-
сущих системам безопасности, — автоматическое приведение
устройств в более запрещающее состояние и к торможению по-
езда при различного рода неисправностях. При повреждениях
в электрических схемах отдельных приборов и узлов, в лини-
ях передачи, в локомотивных приемных устройствах, при вы-
ключениях источников питания и при других неисправностях
исключаются положения, опасные для движения поездов.
Благодаря непрерывности связи путевых устройств с локо-
мотивными в любом месте каждого блок-участка системы не-
прерывного действия являются наиболее совершенными систе-
мами интервального регулирования. Любой перерыв в приеме
кодовых сигналов на время больше заданного равнозначен по-
лучению сигнала, запрещающего движение. Это дает непрерыв-
ный контроль исправного состояния устройств и обеспечивает
высокую безопасность движения.
Непрерывность передачи и приема электрических сигналов
позволяет быстро получить информацию об изменении состоя-
ния пути и показаний путевых светофоров. Это повышает без-
опасность движения при внезапно возникших препятствиях и
обеспечивает более высокую пропускную способность желез-
нодорожных линий.
Вместе с тем необходимость непрерывной связи путевых
устройств с локомотивными предъявляет высокие требования
к безотказности действия устройств АЛС, так как любой отказ
в системе приводит к выдаче информации, запрещающей дви-
жение.
В условиях эксплуатации при движении поезда возможны
кратковременные перерывы в приеме информации, например,
26
при переходе через изолирующие стыки с одной рельсовой цепи
на другую, при воздействии тягового тока, при смене кодового
сигнала в рельсах и в ряде других случаев. Эти обстоятельст-
ва неизбежно приводят к необходимости увеличения инерци-
онности системы с целью получения устойчивости ее работы.
Время смены сигнальных показаний (инерционность системы)
определяется прежде всего способом шифрования сигнальных
показаний. Так, в числовой системе АЛС инерционность соста-
вляет 5,0—6,0 с, а в современных частотных системах 1,0—2,Ос.
Снижение инерционности (увеличение быстродействия) позво-
ляет уменьшить расчетные тормозные пути и повысить про-
пускную способность железнодорожных линий.
2.2. ОБЪЕМ ПЕРЕДАВАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ
В соответствии со скоростными принципами сигнализации
на линиях с автоблокировкой устройства АЛС должны давать
информацию о разрешаемой скорости движения, соответствую-
щей показаниям путевых светофоров, к которым приближает-
ся поезд. На линиях без проходных светофоров в пределах пе-
регонов устройства АЛС обеспечивают передачу информации
о разрешаемой скорости движения в зависимости от состояния
пути (количества свободных блок-участков и их протяженно-
сти) .
Устройства АЛС в зависимости от конкретных условий экс-
плуатации линий, на которых они применяются, обеспечивают
сигнализацию о разрешаемой скорости движения условным цве-
том огней локомотивного светофора или цифровыми знаками
индикатора контролируемой скорости движения, или сочетани-
ем показаний локомотивного светофора и цифровыми знаками
индикатора контролируемой скорости.
В эксплуатируемой в настоящее время на дорогах Совет-
ского Союза числовой системе АЛС локомотивный светофор
дает четыре сигнальных показания (рис. 2.1): зеленый 3 при
приближении к путевому светофору с зеленым огнем и получе-
нии кодового сигнала 3 с тремя импульсами в кодовом цикле;
желтый при приближении к путевому светофору с желтым ог-
нем и получении кодового сигнала Ж с двумя импульсами в
кодовом цикле; красный с желтым КЖ при приближении к за-
крытому путевому светофору и получении кодового сигнала
К. Ж с одним импульсом в кодовом цикле; красный К после
проезда путевого светофора с запрещающим показанием, а
27
а)	з	1	ж	1	1	к
				
				
	ьо		i-0	не	
S)	3	|	3	1 ж	кж |	к
				
				
	1-0	1-00	1-0 не	
Рис. 2.1. Увязка между показаниями путевых и локомотивных светофоров
при числовой системе АЛС:
а — при трехзначной автоблокировке; б — при четырехзначной автоблокировке
также во всех случаях после прекращения приема кодовых
сигналов КЖ- Кроме этих показаний, локомотивный светофор
сигнализирует также белым огнем о прекращении действия
АЛС при движении поезда по путям, не оборудованным уст-
ройствами для передачи сигналов АЛС. Белый огонь зажига-
ется при отсутствии кодовых сигналов, если перед прекращени-
ем приема сигналов передавался кодовый сигнал 3 или Ж-
Основным эксплуатационным недостатком числовой систе-
мы АЛС является малая значность сигнализации (недостаточ-
ный объем передаваемой информации) в связи с применением
всего трех кодовых сигналов: 3, Ж и КЖ. Например, при че-
тырехзначной автоблокировке из-за ограниченного числа кодо-
вых сигналов АЛС передается одинаковый сигнал 3 перед пу-
тевым светофором с зеленым огнем и перед светофором с од-
новременно горящим желтым и зеленым огнями. Еще в боль-
шей мере проявляется недостаточный объем передаваемой ин-
формации при приближении поезда к предвходным и входным
светофорам станций. Поэтому кодовый сигнал 3 передается
также при приближении к зеленому мигающему и желтому ми-
гающему (при трехзначной автоблокировке) огням предвход-
ного светофора. Кодовый сигнал Ж передается не только перед
светофором с желтым огнем, но также и при приближении к
входному светофору при сигнальных показаниях: два желтых
огня; два желтых огня, из них верхний мигающий; два жел-
тых огня и одна зеленая светящаяся полоса; один желтый и
один зеленый мигающий огни и одна зеленая светящаяся по-
лоса; один желтый и один зеленый мигающий огни и две зе-
леные светящиеся полосы. Кроме того, кодовый сигнал Ж пе-
редается также перед желтым мигающим огнем на линиях с
четырехзначной автоблокировкой. Таким образом, в эксплуати-
руемой системе АЛС уже при существующих скоростях дви-
жения (до 160 км/ч) не хватает сигнальных показаний для то-
28
го, чтобы во всех необходимых случаях передать на локомотив
информацию о допустимой скорости движения.
С повышением скорости движения тормозные пути увеличи-
ваются. Поэтому при существующей расстановке путевых све-
тофоров, которая произведена с учетом обеспечения необходи-
мой пропускной способности грузовых поездов, на локомотив
высокоскоростного поезда требуется передавать информацию
о состоянии большего количества впереди лежащих блок-участ-
ков. Кроме того, для обеспечения безопасности движения ста-
новится необходимой передача информации не только о свобод-
ности пути, но и о допустимой скорости в зависимости от тех-
нического состояния пути (кривые участки пути, недостаточная
прочность отдельных участков пути, искусственных сооруже-
ний и т.п.).
Числовой системе АЛС присущ и ряд других недостатков
и прежде всего медленная смена сигнальных показаний (инер-
ционность), составляющая около 6 с, а также недостаточная
устойчивость действия в условиях возрастания импульсных по-
мех тягового тока и увеличения скорости движения.
В настоящее время разработана и внедряется на железных
дорогах и линиях метрополитена унифицированная многознач-
ная частотная автоматическая локомотивная сигнализация
(АЛСУ), отвечающая современным эксплуатационным требо-
ваниям как по объему передаваемой информации, так и по
устойчивости ее действия в различных эксплуатационных ус-
ловиях. Система АЛСУ является составной частью комплексной
системы автоматического управления движением поездов и од-
ним из основных средств повышения пропускной способности
и безопасности движения. Эта система предназначена для при-
менения на перегонах и станциях участков, оборудованных
трехзначной или четырехзначной автоблокировкой, при элек-
тротяге постоянного и переменного тока и при автономных
видах тяги с учетом обращения грузовых поездов до 100 км/ч,
пассажирских до 160 км/ч и высокоскоростных до 200 км/ч.
Система является единой как для линий с путевыми светофо-
рами и рассредоточенным размещением аппаратуры, так и на
участках без путевых светофоров при централизованном раз-
мещении аппаратуры. В системе используется принцип непре-
рывной передачи и приема сигналов с пути. Время смены си-
гнальных показаний не превышает 2,0 с.
В системе АЛСУ сигнализация о допустимой скорости дви-
жения обеспечивается световой сигнализацией: огнями локо-
мотивного светофора ЛС и сигналами индикатора контролиру-
29
емой скорости ИКС. Кроме этих основных сигналов, применя-
ется дополнительное устройство сигнализации и индикации:
индикатор превышения контролируемой скорости ИПК.С, ин-
дикатор контроля бдительности машиниста И КБМ, индикатор
фактической скорости движения ИФС, а также звуковая сигна-
лизация — свистком электропневмэтического клапана ЭПК.
Показания локомотивного светофора ЛС и индикатора конт-
ролируемой скорости ИК.С в зависимости от показаний путе-
вых светофоров и установленных скоростей движения при прие-
ме поездов на боковые пути станций с отклонением по кресто-
винам различных марок приведены на рис. 2.2. На этом ри-
сунке и далее сигналы системы АЛСУ обозначены условными
числами, при этом сигналу, несущему информацию о более вы-
сокой скорости движения, соответствует более высокий поряд-
ковый номер числа. Так как поезда различных категорий (гру-
зовые и пассажирские) имеют различные тормозные характе-
ристики, одни и те же сигналы несут информацию о разной

Показания ЛС и ИКС	Пассажирский поезд	3160	Ж120	КЖ	к
	Грузовой поезд	3100	жво	КЖ	к
Сигнал АЛСУ		—	;—-—i	1	
&
Показания ЛСиИКС	Пассажирский поезд	3160	Ж120	жво	КЖ	К
	Грузовой поезд	3100	Ж80	Ж50	КЖ	К
Сигнал АЛСУ					Е——	—	
В)
Показания ЛС и ИКС	Пассажирский поезд	Ж120	жво	
	Грузовой поезд	жво	жво	
Сигнал АЛСУ			—-—	;		
или
£)
В)
Показания ЛСи ИКС	Пассажирский поезд	Ж120	жво	
	Грузовой поезд	3100	жво	
Сигнал АЛСУ		7	в	
I—п				НЮ© им	* нюп
Показания ЛСиИКС	Пассажирский поезд	Ж120	Ж120	
	Грузовой поезд	3100	3100	
Сигнал АЛСУ		1—  ;	!— 	3		X	
ННЮ0
Рис. 2.2. Определение сигналов в системе АЛСУ
контролируемой (установленной) скорости движения для гру-
зовых и пассажирских поездов. На рис. 2.2 буквой обозначены
показания ЛС, а числами — показания ИКС.
При трехзначной автоблокировке в пределах перегона при-
меняются три кодовых сигнала АЛСУ: 1, 6 и 9, а при четырех-
значной автоблокировке — четыре: 1, 4, 6 и 9. При этом три
сигнала являются общими, а четвертый сигнал 4, посылаемый
от светофора с желтым огнем при четырехзначной автоблоки-
ровке, разрешает движение со скоростью не более 50 км/ч для
грузового поезда и не более 80 км/ч для пассажирского. Эти
относительно низкие скорости обусловлены укороченными дли-
нами блок-участков при четырехзначной автоблокировке. Три
кодовых сигнала 3, 5 и 7 применяются для передачи информа-
ции об установленной скорости движения при установке мар-
шрута приема на боковой путь с отклонением по стрелочным
переводам с крестовинами различных марок. Эти сигналы не-
сут одинаковую информацию об установленной скорости дви-
жения как для грузовых, так и для пассажирских поездов
ввиду того, что величина этой скорости обусловливается не дли-
ной тормозного пути, а маркой крестовины стрелок, по кото-
рым осуществляется движение (не более 50, 80 и 120 км/ч со-
ответственно для крестовин марок 1/11, 1/18 и 1/22). При дви-
жении по главным путям станций применяются те же сигналы
АЛСУ, что и на перегонах.
Во всех случаях зеленый огонь 3 локомотивного светофора
ЛС указывает на возможность движения поезда с установлен-
ной скоростью; впереди свободны не менее двух блок-участков
при трехзначной и не менее трех при четырехзначной автобло-
кировке. Желтый огонь Ж указывает на возможность движе-
ния со снижением скорости до контролируемой, показываемой
индикатором контролируемой скорости ИКС; впереди свобод-
но не менее одного блок-участка или поезд приближается к
открытому путевому светофору, указывающему на следование
с отклонением по стрелочному переводу. Желтый огонь с крас-
ным К/К появляется при приближении к путевому светофору
с красным огнем и требует остановки поезда, не проезжая пу-
тевого светофора. Красный огонь К появляется в случае про-
езда путевого светофора с красным огнем. Белый огонь Б локо-
мотивного светофора сигнализирует о том, что локомотивные
устройства включены, но сигналы с пути не принимаются. Бе-
лый огонь, как правило, появляется после прекращения прие-
ма разрешающего кодового сигнала. Однако с целью обеспече-
ния движения по некодируемым путям предусматривается воз-
31
можность для машиниста при стоянке локомотива и красном
огне светофора ЛС нажатием вспомогательной кнопки сме-
нить сигнальное показание ЛС с красного огня на белый.
При движении по перегону и станции индикатор контролиру-
емой скорости ИКС указывает контролируемые скорости в со-
ответствии с графиками сигнализации, приведенными на рис.
2.2. В зависимости от конкретных условий эксплуатации может
предусматриваться возможность изменения контролируемых
скоростей при желтом огне светофора ЛС от 40 до 100 км/ч
ступенями через 10 км/ч; при скорости свыше 100 км/ч — ступе-
нями через 20 км/ч. Поэтому индикатор ИКС может показы-
вать следующие скорости: для грузовых поездов — 0,40, 50, 60,
70, 80, 90 и 100 км/ч; для пассажирских поездов — 0, 40, 50,
60, 70, 80, 100, 120, 140 и 160 км/ч, а для высокоскоростных
поездов дополнительно 180 и 200 км/ч.
При организации высокоскоростного движения поездов (свы-
ше 160 км/ч) в связи с возрастанием тормозных путей необ-
ходимо применять дополнительные сигналы АЛСУ, несущие
информацию о более высокой скорости движения (до 200 км/ч).
Кроме того, при высоких скоростях становится необходимой пе-
редача информации об установленной скорости не только при
сближении поездов, но и об установленной скорости движения
в зависимости от состояния пути (постоянные ограничения ско-
рости). При этом в местах постоянных ограничений скорости
торможение осуществляется с меньшей интенсивностью по
сравнению с той, которая применяется при торможении перед
запрещающим сигналом.
Для передачи дополнительной информации для высокоско-
ростных поездов в системе АЛСУ предусмотрены сигналы 10,
11, 12 и 13, применяемые для передачи сигналов об установ-
ленной скорости движения 140, 160, 180 и 200 км/ч (на рис.
2.2 эти сигналы не показаны).
Кроме указанных выше И сигналов, в системе АЛСУ пре-
дусмотрены резервные сигналы для придания системе потен-
циальных возможностей дальнейшего расширения объема пе-
редаваемой информации при ее совершенствовании в случае
развития техники других отраслей железнодорожного транс-
порта. Например, при широком внедрении централизованной
автоблокировки без проходных светофоров (ЦАБ) с организа-
цией движения по сигналам АЛСУ предусматривается приме-
нение предупредительного сигнала о предстоящем снижении
скорости на следующем блок-участке (рис. 2.3). Здесь кроме
четырех сигналов 1, 4, 6 и 9, применяемых на линиях с че-
32
Показания	Пассажирский наезд	3160	Ж160	Ж120	Ж80	КЖ	К
ЛСиИКС	ГрузаВой поезд	3100	Ж100	Ж80	Ж50	КЖ	л
Сигнал АЛСУ		3	8	6	3-	1	
Рис. 2.3. Распределение сигналов АЛСУ на линиях с ЦАБ
тырехзначной автоблокировкой, дополнительно используется
сигнал 8, несущий информацию о той же скорости движения,
что и сигнал 9, но при желтом огне светофора ЛС, что указы-
вает на возможность движения на данном блок-участке с мак-
симально установленной скоростью, а на следующем блок-
участке — со снижением скорости. Наличие предупредительно-
го сигнала в системе АЛСУ позволяет заблаговременно пре-
дупредить машиниста о необходимости предстоящего сниже-
ния скорости на следующем блок-участке. Это по существу
равноценно видимости сигнала путевого светофора на рассто-
янии всего блок-участка.
Необходимость расширения передаваемой информации с пу-
ти на локомотив может возникнуть также при использовании
стрелочных переводов, допускающих иную скорость движения
по сравнению с теми, которые указаны на рис. 2.2. Для этого
предусмотрен резервный сигнал 2. Кроме указанных сигналов,
предусмотрены также резервные сигналы 14 и 15, которые мо-
гут применяться для передачи дополнительной информации,
если в этом будет необходимость при конкретных условиях
эксплуатации линии. Таким образом в системе АЛСУ предус-
матривается возможность передачи до 15 различных сигналов
об установленной скорости движения.
2. 3. КОНТРОЛЬ БДИТЕЛЬНОСТИ И КОНТРОЛЬ СКОРОСТИ
Для повышения безопасности движения поездов в зависи-
мости от решаемых эксплуатационных задач устройства АЛС
дополняются средствами контроля бдительности машиниста,
контроля скорости или автоматического регулирования скоро-
сти. Простейшими являются устройства контроля бдительности.
Контроль бдительности представляет собой систему устройств,
автоматически останавливающих поезд, если после предупреж-
дения о необходимости снижения скорости машинист установ-
ленным действием (нажатием рукоятки или кнопки бдитель-
ности) не подтвердит свою бдительность. О необходимости
подтверждения бдительности машинист предупреждается зву-
2—1667	33
ковым или световым сигналом или их сочетанием. После под-
тверждения бдительности воздействие устройств АЛС на тор-
мозную систему поезда отменяется. Подтверждая бдительность,
машинист берет на себя ответственность по управлению тор-
мозами поезда. Контроль бдительности может быть однократ-
ным или периодическим (через определенные промежутки вре-
мени).
На железных дорогах СССР для повышения безопасности
движения поездов и улучшения эксплуатационных характерис-
тик устройства контроля бдительности применяются в сочета-
нии с устройствами контроля скорости, т. е. контроль бдитель-
ности осуществляется в зависимости от принимаемых с пути
кодовых сигналов АЛС и фактической скорости движения по-
езда. При этом однократная проверка бдительности осущест-
вляется при смене сигнальных показаний локомотивного све-
тофора или индикатора контролируемой скорости. О необхо-
димости однократного подтверждения бдительности машинист
предупреждается звуковым сигналом электропневматического
клапана ЭПК- В течение контрольного времени (5—6 с) от на-
чала звукового сигнала машинист должен подтвердить свою
бдительность, после чего звуковой сигнал прекращается. Если
в течение контрольного времени машинист не подтвердит свою
бдительность, срывной клапан ЭПК произведет разрядку тор-
мозной магистрали и наступит экстренное торможение до пол-
ной остановки поезда. Отменить начавшееся экстренное тор-
можение нажатием рукоятки бдительности уже невозможно.
При периодическом контроле бдительности, чтобы не утом-
лять машиниста частыми свистками ЭПК перед подачей зву-
кового сигнала, может предусматриваться подача светового
сигнала. При неподтверждении бдительности в течение дейст-
вия светового и звукового сигналов наступает экстренное авто-
матическое торможение.
На дорогах СССР применяются частая (через 15—20 с)
и редкая (через 60—90 с) периодические проверки бдительно-
сти. Последняя применяется на линиях, не оборудованных пу-
тевыми устройствами АЛС с целью сокращения общего коли-
чества нажатий рукоятки бдительности, так как бдительность
на таких линиях проверяется на всем пути следования. Это
имеет место, как правило, на линиях с полуавтоматической бло-
кировкой при следовании с белым огнем локомотивного свето-
фора.
Программа устройств контроля бдительности и контроля
скорости для грузового поезда в системе АЛСУ на железнодо-
34
I 3100 I MgQ | КЖ | Л 3100 | Ж80 | Ж50 | ЛЖ | X
• -.... I	I	I ‘ ~fr I I - I
f-o -© не i-o t-o© I-© >-e
Условные обозначения-.
.	1111 п 111 Периодический контроль бди-
^^^-Абсолютныи контроль порасти ||||||||Г тельностщтолстая линия-
-оЗнократный контроль бди-
тельности
Рис. 2.4. Программа контроля бдительности и контроля скорости:
а — при трехзначной автоблокировке; б — при четырехзначной автоблокировке
рожных линиях с трехзначной и четырехзначной автоблокиров-
кой показана на рис. 2.4.
На линиях с трехзначной автоблокировкой при зеленом ог-
не локомотивного светофора и фактической скорости движения
не более 100 км/ч устройства АЛСУ не воздействуют на тор-
мозную систему поезда (рис. 2.4, а). Ведение поезда осущест-
вляется машинистом без вмешательства устройств АЛСУ. При
вступлении на блок-участок перед путевым светофором с жел-
тым огнем (смена сигнала АЛС с 3100 на Ж80) требуется
однократное нажатие рукоятки бдительности независимо от
фактической скорости поезда. Периодический контроль бди-
тельности через 15—20 с вступает в действие, если фактическая
скорость поезда превышает контролируемую, показываемую ин-
дикатором контролируемой скорости (80 км/ч).
О превышении фактической скорости поезда над контроли-
руемой машинист предупреждается сигналом индикатора пре-
вышения контролируемой скорости. О необходимости перио-
дического контроля бдительности машинист перед каждым
нажатием рукоятки бдительности предупреждается световым си-
гналом продолжительностью 5—6 с; неподтверждение бдитель-
ности по световому сигналу приводит к появлению звукового
сигнала длительностью 6—8 с. При неподтверждении бдитель-
ности в течение действия светового и звукового сигналов на-
ступает автоматическое экстренное торможение поезда.
Подтверждая бдительность, машинист должен принять меры
к снижению скорости с таким расчетом, чтобы проследовать
путевой светофор с желтым огнем со скоростью не более
80 км/ч. Если фактическая скорость не будет снижена до этой
2*	35
величины, то после проследования путевого светофора с жел-
тым огнем и появления на локомотивном светофоре желтого
огня с красным (КЖ) наступает абсолютное действие устройств
контроля скорости. Это приводит к автоматическому экстрен-
ному торможению, предотвратить которое нажатием рукоятки
бдительности уже невозможно. Если же к моменту вступления
на блок-участок перед запрещающим путевым светофором фак-
тическая скорость поезда не превышает 80 км/ч, машинист
должен подтвердить бдительность и продолжать дальнейшее
движение со скоростью не более 80 км/ч и периодическим конт-
ролем бдительности. При этом машинист должен принять меры
к остановке поезда перед запрещающим сигналом.
Если поезд проследует светофор с красным огнем со ско-
ростью более 20 км/ч, вступает в действие абсолютный конт-
роль скорости, производящий автоматическое экстренное тор-
можение. Проследование светофора с красным огнем (смена
сигнала АЛС с КЖ на К) и дальнейшее движение допускают-
ся со скоростью не более 20 км/ч. При этом машинист, пери-
одически подтверждая бдительность, должен вести поезд с осо-
бой бдительностью и готовностью остановиться, если встре-
тится препятствие для дальнейшего движения.
На линиях с четырехзначной автоблокировкой действует
аналогичная программа контроля бдительности и контроля
скорости (рис. 2.4, б). При зеленом огне локомотивного свето-
фора движение поезда осуществляется так же, как и при трех-
значной автоблокировке. На блок-участке перед путевым све-
тофором с одновременно горящими желтым и зеленым огнями
действует такая же программа, как и на блок-участке перед
желтым огнем трехзначной автоблокировки, поскольку пока-
зания локомотивного светофора и индикатора контролируемой
скорости в обоих случаях одинаковы. На блок-участке перед
желтым огнем на локомотивном светофоре будет гореть жел-
тый огонь, а на индикаторе контролируемой скорости число
50. В этом случае движение со скоростью более 50 км/ч, но
не более 80 км/ч осуществляется при периодическом нажатии
рукоятки бдительности.
Машинист должен принять меры к снижению скорости с
таким расчетом, чтобы проследовать путевой светофор с жел-
тым огнем со скоростью не более 50 км/ч.
Движение на блок-участке перед запрещающим путевым
светофором и после его проследования (порядком, установлен-
ным ПТЭ) осуществляется по той же программе, что и на ли-
ниях с трехзначной автоблокировкой.
36
Аналогично действует программа контроля бдительности и
контроля скорости и при других сигнальных показаниях АЛСУ.
При каждой смене сигнала ЛС или индикатора ИКС на более
запрещающее требуется однократное нажатие рукоятки бди-
тельности. Дальнейшее движение по блок-участку возможно
с периодическим контролем бдительности, если скорость пре-
вышает контролируемую. Периодический контроль бдительно-
сти отменяется после снижения фактической скорости ниже
контролируемой. Если фактическая скорость поезда в конце
блок-участка не будет снижена до контролируемой, то в нача-
ле следующего блок-участка вступает в действие абсолютный
контроль скорости, приводящий к автоматическому экстренно-
му торможению до полной остановки поезда. Периодическая
проверка бдительности при любом показании сигналов АЛСУ
не производится, если скорость поезда близка к остановочной
(не более 10 км/ч).
При применении устройств контроля бдительности и конт-
роля скорости в случае невыполнения установленной програм-
мы движения для автоматической экстренной остановки поезда
используется электропневматический клапан. Он приводится
в готовность к автоматическому торможению поворотом ключа
с контролем этого действия регистрирующим устройством на
ленте скоростемера, протягиваемой пропорционально пройден-
ному локомотивом пути. При этом локомотивный светофор
включается только при включенном ЭПК. На ленте скоросте-
мера фиксируется также показание АЛСУ во время движения
локомотива и нажатия рукоятки бдительности.
При выключенной автоматической локомотивной сигнали-
зации ЭПК механически запирается ключом и в таком поло-
жении не воздействует на тормозную систему поезда. В необ-
ходимых случаях в зависимости от конкретных условий экс-
плуатации линий и подвижного состава может вводиться бло-
кировка, исключающая возможность движения локомотива в
режиме тяги при выключенных устройствах АЛСУ и ЭПК.
На некоторых линиях в зависимости от характеристик эксплу-
атируемого подвижного состава могут изменяться и величины
контролируемых скоростей.
л
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
ЧИСЛОВОГО НОДА АЛСН
3.1.	СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВ АЛСН
Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного
действия числового кода представляет собой совокупность пу-
тевых и локомотивных устройств, с помощью которых: осу-
ществляется непрерывная передача сигналов путевых светофо-
ров в кабину локомотива; выполняется периодическая проверка
бдительности машиниста при желтом, желтом с красным, крас-
ном и белом огнях локомотивного светофора и однократная
проверка бдительности при любой смене сигналов; контролиру-
ется скорость при желтом с красным и красном огнях с прину-
дительной остановкой поезда устройствами в случае потери
бдительности машинистом или превышении скорости.
Структурная схема АЛСН числового кода изображена на
рис. 3.1. Формирование числового кода у каждого проходного
светофора осуществляется кодирующей аппаратурой, состоящей
из кодового путевого трансмиттера KJ1T и трансмиттерного
реле Т, управляющего сигнальными реле автоблокировки 3, Ж
и О. Трансмиттерное реле Т коммутирует цепь обмотки коди-
рующего трансформатора КТр, при этом в рельсовую линию
поступают импульсы переменного тока, соответствующие пере-
даваемой кодовой комбинации. Переменный ток, проходя по
рельсовым нитям, создает вокруг них переменное магнитное
поле, которое замыкается через сердечник приемных катушек
ПК локомотива и наводит в последних э. д. с. Локомотивный
приемник ЛП усиливает э. д. с. и преобразует ее в импульсы
постоянного тока, от которых срабатывает импульсное реле,
включенное на выходе приемника. Импульсное реле управляет
работой блока дешифратора, состоящего из собственно деши-
фратора ДШ и контрольного органа КО. В зависимости от при-
нятой кодовой комбинации дешифратор зажигает соответствую-
щий огонь локомотивного светофора, а также подает на конт-
рольный орган КО информацию о допустимой скоро-
38
сти движения ид. Фактиче-
ская скорость поезда г>ф измеря-
ется скоростемером СК. Маши-
нист подтверждает свою бдитель-
ность в необходимых ситуациях
нажатием рукоятки бдительности
РБ. Моменты, в которые возни-
кает необходимость подтвержде-
ния бдительности, определяются
машинистом по свистку элект-
ропневматического клапана
ЭПК.
Машинист управляет локомо-
тивом, воздействуя на двигатель
М и тормозные устройства ТУ.
3.2.	ПУТЕВЫЕ ПРИБОРЫ АЛСН
Кодовые путевые трансмитте-
ры. кпт служат для образова-
ния кодовых сигналов, используе-
мых в системах числовой кодо-
вой автоблокировки и автомати-
ческой локомотивной сигнализа-
ции, и подразделяются на кон-
тактные и бесконтактные.
Основными частями контакт-
ных КПТ являются (рис. 3.2):
асинхронный однофазный элек-
тродвигатель 1 с короткозамкну-
тым ротором 2, редуктор 3, сни-
жающий частоту вращения дви-
гателя, и кулачковые шайбы 4,
5 и 6 с контактами. Статор элек-
тродвигателя имеет две обмотки
7 и 8. Параллельно обмотке 7
включен конденсатор, обеспечи-
вающий расщепление фазы. При
вращении ротора через редуктор
приводятся во вращение кодовые
кулачковые шайбы, имеющие по
окружности разное число высту-
Рис. 3.1. Структурная схема
АЛСН числового кода
39
пов и замыкающие и размыкающие контакты. Каждая шайба
вырабатывает свой кодовый сигнал. Шайба 4 вырабатывает код
КЖ с одним импульсом в кодовом цикле, шайба 5 — код Ж с
двумя импульсами и шайба 6 — код 3 с тремя импульсами в
кодовом цикле.
Графики кодовых сигналов, вырабатываемых трансмитте-
рами числового кода различных типов, приведены на рис. 3.3.
Каждая кодовая шайба {КЖ, Ж и 3) имеет две пары контак-
тов на замыкание (на схеме рис. 3.2 показана одна пара). Кон-
такты трансмиттеров рассчитаны на коммутацию малых мощ-
ностей, поэтому в рельсовую цепь непосредственно не вклю-
чаются, а обеспечивают работу трансмиттерных реле, комму-
тирующих мощные кодовые сигналы в рельсовой цепи.
Кодовые трансмиттеры могут быть построены на бескон-
тактных элементах. Ниже представлены два возможных вари-
анта построения бесконтактных кодовых путевых трансмитте-
ров БКПТ. Логическая схема первого варианта приведена на
рис. 3.4, а, временная диаграмма, поясняющая его работу, —
на рис. 3.4, б. Генератор импульсов ГИ вырабатывает им-
пульсы Xi и X], поступающие на вход делителя частоты ДЧ,
содержащего два триггера Tri и Тг2 с общим входом, на_ выхо-
дах которых формируются соответственно сигналы х& х2 и х3,
Хз. Кодовые комбинации КЖ, Ж и 3 реализуются за счет вы-
полнения ряда логических операций над переменными х2
и х3, что поясняется логической схемой и временной диаграм-
мой.
Принципиальная схема БКПТ (рис. 3.5), помимо указанных
на рис. 3.4 элементов, содержит ряд дополнительных логичес-
ких и функциональных узлов, а именно: блок питания БП, вы-
ходные усилители ВУ с двумя выходами (Вых. 1 и Вых. 2) и
двумя логическими элементами ИЛИ—НЕ, выполненными на
транзисторах Т13 и Т14. Каждый транзистор реализует функ-
цию f=Xi V x2=xi х2.
Блок питания преобразует переменное напряжение 220 В
или ПО В в постоянное и содержит понижающий трансформа-
тор Тр, два выпрямителя В1 и В2 с фильтрующими и стабили-
зирующими элементами. Величина постоянного напряжения на
выходе каждого из выпрямителей 12 В.
Генератор импульсов ГИ требует для своей работы напря-
жения 24 В с использрванием средней точки. Все другие логи-
ческие функциональные элементы бесконтактного трансмиттера
питаются от выпрямителя В1 напряжением 12 В. Выходные
40
усилители обеспечивают работу БКПТ с типовыми трансмиттер-
ными реле. Использование двух дополнительных логических
элементов ИЛИ—НЕ, каждый из которых реализует функцию
х2, имеет своей целью исключить опасные ситуации при
возможных повреждениях элементов схемы. Приведенная схе-
ма БКПТ заменяет контактный трансмиттер типа КПТ в схе-
мах числовой кодовой автоблокировки и автоматической локо-
мотивной сигнализации.
Узлом, определяющим стабильность временных параметров
кодовых импульсов, является генератор импульсов ГИ, выпол-
ненный по известной схеме на базе операционного усилителя
ОУ. Достоинством данной схемы является наличие независимой
регулировки как периода выходных импульсов, так и их скваж-
ности. Регулировка периода осуществляется переменным рези-
стором R3, определяющим опорное напряжение на неинверти-
рующем входе ОУ. Изменением величины резистора R3 воз-
можно установить период, соответствующий кодовому транс-
миттеру типа КПТ5 (1,6 с) или КПТ7 (1,86 с). Регулировка
скважности импульсов происходит за счет включения диодов
Д1 и Д2 и резисторов R1 и R2, образующих самостоятельные
цепи заряда и разряда конденсатора С1. Транзисторы Т1—Т4
обеспечивают согласование генератора импульсов с диодно-
транзисторной логикой.
Схема БКПТ обеспечивает отклонение временных парамет-
ров импульсов и интервалов при колебаниях напряжения пи-
тания в диапазоне ±20% от номинала и температуры окружа-
ющей среды от —50 до +70оС не более ±1%.
Схема второго варианта бесконтактного кодового путевого
трансмиттера приведена на рис. 3.6. Этот трансмиттер БКПТ
состоит из следующих функциональных узлов: мультивибра-
тора, выполненного на транзисторах Т1 и Т2; линии задержки
на транзисторах ТЗ—Т7; выходного усилителя на транзисторах
Т8—Т10; выпрямителя В1 со сглаживающим фильтром из кон-
денсаторов С2 и С1 и резистора R1 и стабилитрона Д1 для
стабилизации выпрямленного напряжения.
Кодовый цикл трансмиттера задается мультивибратором и
определяется времязадающими цепочками, состоящими из кон-
денсатора СЗ и резисторов R2 и R3 (левое плечо мультивибра-
тора) и конденсатора С4 и резистора R6 (правое плечо муль-
тивибратора). Кодовый цикл кодовых сигналов Ж и 3 состав-
ляет 1,9 с, а кодового сигнала КЖ — 1,5 с. Уменьшение кодо-
вого цикла сигнала КЖ достигается установкой перемычки
между выводами 23—71. При этом уменьшается общее сопро-
41
Тип трасмшп- тера	Обозначение кода	Продолжительность импульсов и интервалов 0				
КПТШ-5 кптш-в	3 Ж кж		ПП1				
				0,35 |0,12\о,22|ф2|0,22|	0,57	п	
				0,38 10,121 0,38 |	0,72		
				1,6	т	2
			0,23 |	0,57	| 0,23 | /s 0,57			
КПТШ-1 кптш-э	3 ж кж			м	-0,03	 0,35]Ц!2]О,29]О,/2[р2Й]	0,79		1П
				0,35 \О,>2\	0,В	|	0,79		
				1,66		
				0,3 |	0,63	1 0,3 | . „	0,63		
						
Рис. 3.3. Графики кодовых сигналов, вырабатываемых различными типами
трансмиттеров КПТ
Рис. 3.5. Принципиальная схема бесконтактного
42
Рис. 3.4. Логическая схема бесконтактного кодового трансмиттера (в) и его
временная диаграмма (б)
кодового трансмиттера БКПТ
43
Рис. 3.6. Бесконтактный трансмиттер
тивление цепи разряда конденсатора С4 за счет шунтирования
резистора R2, а следовательно, и время разряда конденсатора
СЗ, что сокращает цикл работы мультивибратора. Это необ-
ходимо для уменьшения большого интервала при передаче ко-
дового сигнала КЖ с целью обеспечения устойчивой работы
дешифратора.
Импульсы и интервалы кодовых сигналов формируются эле-
ментами линии задержки: первый импульс формируется эле-
ментом линии задержки, выполненным на транзисторе ТЗ, пер-
вый малый интервал — на транзисторе Т4, второй импульс —
на транзисторе Т5, второй малый интервал — на транзисторе
Тб, третий импульс — на транзисторе Т7.
Большой интервал образуется за счет разности во времени
между длительностью цикла, определяемой циклом работы
мультивибратора, и длительностью прохождения импульса по
линии задержки.
Первый импульс кода подается на вход усилителя (вывод
82) через диод ДЗ непосредственно, а второй (при коде Ж)
и третий (при коде 3) — через внешние выводы 72 и 73. По-
этому при передаче кодового сигнала Ж с выводом 82 должен
соединяться вывод 72, а при передаче кодового сигнала 3 с вы-
водом 82 должны быть соединены выводы 72 и 73.
Импульсы с выходов линии задержки через диоды ДЗ, Дб
и Д9 поступают на вход усилителя, транзисторы которого ра-
ботают в ключевом режиме: при поступлении импульса тран-
44
зисторы открыты, а в интервалах закрыты. Таким образом при
работе трансмиттера имеются импульсы числового кода на вы-
ходе усилителя (вывод 83). Этими импульсами производится
управление работой предварительного каскада путевого усили-
теля, питающего рельсовую цепь (на схеме не показано). Бес-
контактный трансмиттер может управлять также работой ти-
ристора или трансмиттерного реле в зависимости от конкрет-
ной схемы передачи кодовых сигналов в рельсовую цепь.
При включении питания трансмиттер БКПТ работает так.
Транзисторы Т1 и Т2 мультивибратора поочередно открываются
и закрываются, т. е. циклически происходит «опрокидывание»
мультивибратора. За исходное состояние схемы принимается
такое, когда транзистор Т1 находится в открытом состоянии,
а транзистор Т2 в закрытом. При этом конденсатор С5 заря-
жен, так как левая его обкладка соединена с положительным
потенциалом коллектора закрытого транзистора Т2, а правая
соединена с минусом источника питания через переход база —
эмиттер транзистора ТЗ. Транзисторы ТЗ—Т7 в исходном со-
стоянии открыты за счет прохождения тока через их базовые
цепи (через резисторы R7, RIO, R13, R16 и R19). Конден-
саторы С7—С10 разряжены, так как обе обкладки этих конден-
саторов соединены с минусовым выводом источника питания —
левая обкладка через переход эмиттер — коллектор открыто-
го транзистора, а правая — через цепь базы последующего
транзистора. В таком состоянии транзисторы выходного каска-
да закрыты.
При очередном «опрокидывании» мультивибратора транзи-
стор Т1 закрывается, а Т2 открывается. Заряженный конден-
сатор С5 оказывается присоединенным через открытый транзи-
стор Т2 к цепи база—эмиттер транзистора, при этом минусовый
потенциал оказывается подключенным к базе. Поэтому тран-
зистор ТЗ закрывается на время разряда конденсатора С5 че-
рез резистор R7 и открытый транзистор Т2. Время разряда
определяется постоянной времени x=Rj С5. При закрытом со-
стоянии транзистора ТЗ положительный потенциал с его кол-
лектора поступает на базу транзистора Т8, что приводит к его
открытию, вследствие чего открываются также транзисторы T9
и Т10 усилителя, таким образом образуется первый импульс на
выходе трансмиттера.
При закрытом состоянии транзистора ТЗ происходит заряд
конденсатора С7 через резистор R9 и базовую цепь транзисто-
ра Т4. При этом состояние транзистора Т4 не изменяется, т. е.
он остается открытым.
45
После разряда конденсатора С5 транзистор ТЗ открывается
(заканчивается первый импульс). Через открытый транзистор
ТЗ заряженный конденсатор оказывается присоединенным к це-
пи база—эмиттер транзистора Т4 (минусовый потенциал при-
ложен к базе), поэтому транзистор Т4 закрывается, а конден-
сатор С7 начинает разряжаться через резистор R10 и открытый
транзистор ТЗ. Время разряда конденсатора С7 определяет
длительность первого малого интервала кода, после чего на-
чинает работать следующий элемент линии задержки.
Таким образом, при работе трансмиттера БКПТ начало
отсчета каждого последующего импульса или интервала соот-
ветствует окончанию работы предыдущего элемента линии за-
держки. Так как для каждого элемента кодового цикла при-
меняется отдельный элемент линии задержки, длительность
каждого импульса и малого интервала может регулироваться
независимо от других элементов кода (в пределах заданного
кодового цикла).
В бесконтактном кодовом трансмиттере БКПТ продолжи-
тельность первого импульса (удлиненного) равна 0,5 с, а по-
следующих импульсов и малых интервалов 0,184-0,19 с.
Питание БКПТ осуществляется переменным током напря-
жением 17 В (выводы 13—22); ток, потребляемый ВКПТ, не
превышает 250 мА.
Трансмиттерные реле. Эти реле предназначены для кодиро-
вания рельсовых цепей в системах интервального регулирова-
ния, использующих числовой код для работы автоблокировки
или автоматической локомотивной сигнализации.
Трансмиттерные реле должны обеспечить коммутацию пере-
менного тока мощностью до 600 В-A при напряжениях до
250 В.
По конструктивному исполнению эти реле подразделяются
на штепсельные ТШ и нештепсельные ТР с разъемным контакт-
ным соединением, а по элементу, осуществляющему коммута-
цию тока в рельсовой цепи, на контактные и бесконтактные.
Контактные трансмиттерные реле. Из контактных реле наи-
более распространены реле TP-ЗВ, ТШ1-65В, ТШ1-2000В и
ТР-2000В. В реле этих типов предусмотрена дополнительная
защита усиленных контактов от электрического износа. Наи-
лучшие условия коммутации цепи достигаются изменением ве-
личины сопротивления резистора контура искрогашения с по-
мощью контакта вспомогательного реле. На рис. 3.7 представ-
лена схема, позволяющая изменять величину резистора Ри
в контуре искрогашения. В момент замыкания контакта транс-
46
миттерного реле ТР, включаю-
щего силовую цепь, резистор Дп
в цепи конденсатора Са включен,
а в момент размыкания силовой
цепи резистор 7?и зашунтирован.
При замыкании силовой цепи ре-
зистор RH ограничивает ток раз-
ряда конденсатора С, чем облег-
чается процесс замыкания, со-
провождаемый вибрацией кон-
такта ТР. В то же время шун-
тирование резистора Ra в момент
размыкания контакта реле ТР
Рис. 3 7. Схема включения кон-
тура искрогашения
способствует снижению напряжения на размыкающихся кон-
тактах, а следовательно, и улучшению условий искрогашения.
Такая последовательность работы схемы обеспечивается вклю-
чением искрогасительного реле РИ по схеме обратного повто-
рителя трансмиттерного реле и выбором соответствующих
временных параметров этого реле. Искрогасительный контур
выполнен на конденсаторе Си = 2-М мкФ и резисторе 7?и =
=40 Ом. Принципиальная схема реле ТИП-65В [1] и вклю-
чение его в кодовую рельсовую цепь 50 Гц показаны на рис.
3.8. Питание схемы реле осуществляется от источника постоян-
ного тока напряжением 12 В. Контакты реле ТР осуществля-
ют коммутацию рельсовой цепи, а реле РИ, являющееся об-
ратным повторителем реле ТР, служит для изменения величи-
ны сопротивления контура искрогашения. Время замедления ре-
ле РИ перекрывает время протекания переходных процессов
в рельсовой цепи при переключениях контакта реле ТР. Для
повышения надежности работы схемы контакты реле ТР и РИ
включены параллельно. Резисторы R1—R4 и диоды Д1 и Д2
выполняют роль искрогасительных элементов и создают необ-
ходимые временные характеристики реле ТР и РИ. При вклю-
чении резисторов R1 и R4 вносится необходимая временная
коррекция относительно контактов кодового путевого транс-
миттера КПТ (укорочение импульсов и удлинение интервалов),
равная 30-4-45 мс (этим обеспечивается удлинение коротких
интервалов от 0,12 до 0,15—0,165 с). Если зашунтировать ре-
зисторы R1 и R4 (перемычки 1—52 и 2—82), то коррекция бу-
дет находиться в пределах 5—20 мс. При формировании кода
КЖ удлинение импульсов кодовых сигналов обеспечивается
шунтированием резистора R1 по цепи, проходящей через тыло-
вой контакт реле ЖР.
47
Рис. 3.8. Принципиальная схема реле типа ТШ1-65В
Принципиальная схема реле типа ТШ1-2000В [1] и вклю-
чение его в станционные рельсовые цепи показаны на рис. 3.9.
Питание реле ТР и РИ осуществляется от сети переменного
тока НО В через выпрямительные мостики Д1—Д4 и Д5—Д8.
Коррекция, вносимая реле ТШ1-2000В, равная 15—40 мс, до-
стигается при помощи короткозамкнутой II обмотки у реле
ТР и РИ. Если концы II обмотки разъединены (отсутствуют
перемычки 1—52 и 1—82), то коррекция, вносимая трансмит-
терным реле, относительно контакта управляющего реле УР со-
ставляет 10—20 мс.
Необходимо отметить, что у трансмиттерных реле указанных
типов предусмотрена возможность использования любого из
двух реле в качестве самостоятельного.
Бесконтактные трансмиттерные реле. В бесконтактных реле
в качестве коммутирующего элемента используются тиристоры
и симисторы, обеспечивающие безыскровую коммутацию сило-
вых цепей.
В трансмиттерных реле типов ТР-5 и ТШ-5 (на рис. 3.10
показана схема включения этих реле [2] в кодовую рельсовую
цепь 50 Гц при электротяге постоянного тока), предназначен-
ных для кодирования рельсовых цепей переменного тока 25,
50 и 75 Гц, коммутация тока в рельсовой цепи осуществляется
тиристорами Т1 и Т2, включенными встречно параллельно
в цепь нагрузки. Управление тиристорами осуществляется кон-
тактом реле ТР типа КДР1. Обмотка реле ТР подключена по-
48
Рис. 3.9. Принципиальная схема реле типа ТШ1-2000В
следовательно с контактами 'кодового путевого трансмиттера
КПТ к источнику постоянного тока дешифраторной ячейки.
Резисторы R5, R6 и диод Д7, включенные параллельно обмот-
ке реле ТР, обеспечивают искрогашение на контактах КПТ, а
также дают возможность изменять временные параметры реле
ТР (шунтированием резистора R6 перемычкой 2—22).
Рис. 3.10. Принципиальная схема реле типа ТР-5
49
В интервалах кода цепь питания обмотки реле ТР разомк-
нута. Контакт этого реле обрывает цепь управления тиристо-
рами и они не проводят ток; напряжение в рельсовую цепь
не поступает. Во время импульса срабатывает реле ТР и сво-
им контактом замыкает цепь управления тиристорами. При
этом, если на аноде тиристора Т1 полярность положительная,
ток управления замкнется по цепи: диод Д6, резистор R4,
контакт ТР, управляющий вывод и катод тиристора Т1; тири-
стор откроется и пропустит в рельсовую цепь одну полуволну
переменного тока. В следующий полупериод переменного тока
при положительной полярности на аноде Т2 и замкнутом кон-
такте реле ТР создаются условия для открытия тиристора Т2
и, следовательно, пропуска этого полупериода в рельсовую
цепь. Тиристоры Т1 и Т2 будут открываться в начале каждого
полупериода до тех пор, пока контактом реле ТР замкнута их
цепь управления. После размыкания этого контакта ток в цепи
нагрузки протекает в течение того полупериода, в котором ра-
зомкнулся контакт реле ТР. При снижении тока нагрузки тири-
стор закроется, а тиристор встречного направления не может
открыться, так как ток в цепи его управления отсутствует.
В схеме трансмиттерного реле предусмотрена защита от
опасных положений при пробое тиристоров и перемежающем-
ся коротком замыкании изолирующих стыков. При таком по-
вреждении в рельсовую цепь будет поступать непрерывный си-
гнал и при определенном темпе перемежающегося короткого
замыкания изолирующих стыков и занятой смежной рельсовой
цепи возможна импульсная работа путевого реле этой рельсо-
вой цепи. При этом не исключается кратковременное промиги-
вание на светофоре желтого или даже зеленого огня. Для уст-
ранения этого нежелательного явления в реле имеется диодный
мост Д1—Д4, одна диагональ которого подключена параллель-
но тиристорам, а другая — на обмотку контрольного реле Д
(типа НМШ2-12000 или НР2-2000), параллельно которой вклю-
чен конденсатор С. При исправных тиристорах во время ин-
тервалов кода на входе диодного моста имеется переменное
напряжение, которое выпрямляется и питает обмотку конт-
рольного реле Д. Во время импульсов реле Д удерживается на
замедлении за счет энергии конденсатора С. В случае пробоя
одного или обоих тиристоров переменное напряжение на входе
моста пропадает и реле Д обесточивается, отключая сеть пе-
ременного тока от рельсовой цепи. Первоначально реле Д полу-
чает питание через собственный тыловой контакт и параллель-
но включенные резисторы R2 и R3. После срабатывания реле
50
Рис. 3.11. Схема коммутирующего устройства:
а — включение в режим холодного резерва; б — включение в режим горячего резерва
К в интервале между кодовыми импульсами его фронтовые
контакты подключают рельсовую цепь через тиристорную ком-
мутирующую схему к сети.
В комбинированном релейно-симисторном коммутирующем
устройстве ХУ для переключения силовой цепи используются
как бесконтактный прибор — симистор (симметричный тирис-
тор), так и контакты реле. Разработаны [3] два варианта ис-
пользования коммутирующего устройства: 1) для станционных
рельсовых цепей по схеме холодного резервирования, при кото-
рой в нормальном состоянии силовая цепь коммутируется сими-
стором, а при его неисправности симистор автоматически заме-
няется резервным трансмиттерным реле; 2) для перегонных
рельсовых цепей по схеме горячего резервирования, при кото-
ром в нормальном состоянии симистор и трансмиттерное реле
коммутируют цепь совместно, защищая друг друга от пере-
грузок. Схема включения коммутирующего устройства в режим
холодного резерва показана на рис. 3.11, а. Нормально цепь пе-
ременного тока коммутируется симистором ТС, а в случае вы-
хода из строя — реле РТ. Перевод устройства из нормального
режима работы в резервный осуществляет защитное контроль-
ное реле РЗ при пробое симистор а.
При включении КУ в схему в начальный момент времени
при замкнутых контактах КПТ срабатывает реле РТ, но в пер-
вом же длинном интервале при исправном симисторе возбужда-
ется реле РЗ по I обмотке, включенной через выпрямительный
мост, по цепи, проходящей через резисторы R4—R7, контакт
реле РЗ и резистор R8. После возбуждения реле РЗ к контак-
ту кодового путевого трансмиттера подключается управляющая
цепь симистора, отключается цепь обмотки РТ, а усиленными
контактами 11—12 подключается силовая цепь симистора к
51
нагрузке ZH (рельсовая цепь). Цепь возбуждения реле РЗ по
I обмотке после этого замыкается через нагрузку. При после-
дующем замыкании контакта КПТ включается цепь управления
симистором, последний открывается и шунтирует I обмотку
реле РЗ. Однако это реле остается возбужденным по цепи II
обмотки через собственный фронтовой контакт и диод Д1. Во
время интервала реле РЗ остается возбужденным по I обмот-
ке. Таким образом, при исправном симисторе реле РЗ получа-
ет питание по I обмотке во время интервала и по II обмотке—
во время импульса; реле РТ отключено, а силовая цепь комму-
тируется симистором. При пробое симистора в первом же ин-
тервале реле РЗ обесточится, так как I обмотка зашунтирова-
на неисправным симистором. Контактами реле РЗ отключится
поврежденный симистор, подключится к KJIT обмотка реле
РТ, которое контактами 12—13 коммутирует цепь нагрузки.
Схема включения КУ в режим горячего резерва показана
на рис. 3.11, б. Этот вариант включения КУ используется в
случаях, когда кроме коммутации силовой цепи необходимо
синхронно коммутировать вспомогательные цепи, например, це-
пи дешифраторной ячейки. Реле РТ является повторителем
К.ПТ. При этом контакты 22—23 реле РТ отрегулированы та-
ким образом, что они замыкаются и размыкаются ранее, чем
усиленные контакты 12—13.
Защита силовых контактов симистором включается с мо-
мента возбуждения реле РЗ, что происходит в первом длинном
интервале по цепи I обмотки. Работа реле РЗ в данной схеме
осуществляется так же, как и в предыдущем варианте. Защита
от появления искры на контактах 12—13 реле РТ основана на
том, что благодаря указанной регулировке контактов реле РТ
при каждом импульсе к моменту замыкания силовых контак-
тов симистор уже включен; размыкание силовой цепи также
происходит в безыскровом режиме, так как размыкание кон-
тактов 12—13 осуществляется при открытом симисторе. При
пробое симистора реле РЗ обесточивается в первом же интер-
вале, контактами этого реле отключается симистор, реле РТ
продолжает коммутацию силовой цепи.
3.3.	ЛОКОМОТИВНЫЙ ПРИЕМНИК ТИПА УК 25/50
Локомотивный приемник типа УК 25/50 предназначен для
приема числовых кодовых сигналов на частоте сигнального
тока 50 Гц при электрической тяге постоянного тока и автоном-
52
ной тяге, а на частоте 25 или 75 Гц — при электрической тяге
переменного тока.
Сигнальный ток, протекая по рельсам, создает магнитное по-
ле, в котором перемещаются локомотивные катушки. Стальной
сердечник способствует концентрации магнитных силовых ли-
ний в зоне расположения катушек. Центры катушек смещены в
сторону оси пути, благодаря чему стабилизируется суммарная
величина э. д. с. на двух катушках при их горизонтальных ко-
лебаниях 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.
Вследствие встречного включения катушек э. д. с., наводимая
тяговым током, компенсируется; помехи создаются асиммет-
рией 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
колесной пары на высоте 150 мм над головкой рельса и ток в
рельсах силой 10 А и частотой 50 Гц наводит в каждой из них
э. д. с. не менее 0,75В на электровозе и 0,65В — на тепловозе.
Индуктированные в приемных катушках кодовые сигналы уси-
ливаются локомотивным приемником и преобразуются в им-
пульсы постоянного тока, которые подаются в дешифратор для
восприятия передаваемого сообщения.
Локомотивные приемники характеризуются чувствительнос-
тью, помехозащищенностью и временными параметрами, от-
ражающими искажение длительности импульсов кодовых ком-
бинаций на выходе приемника по сравнению с входом.
Чувствительность локомотивного приемника измеряется ми-
нимальной величиной кодового тока в рельсах под приемными
катушками, при котором происходит срабатывание исполнитель-
ного органа, например, электромеханического или электронного
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
локомотивного приемника для частот сигнального тока 25 и
75 Гц составляет 1,05±0,1 А. Для частоты 50 Гц при электри-
ческой тяге постоянного тока чувствительность равна 1,45+
+0,15 А, а при автономной тяге 0,75+0,15 А. Надежная рабо-
та приемника обеспечивается при минимальной величине тока
в рельсах на входном конце блок-участка 1,2 А при автономной
тяге, 1,4 А — при электрической тяге переменного тока и 2 А—
при электрической тяге постоянного тока.
53
Рис. 3 12 Принципиальная схема локомотивного приемника УК 25/50
Принципиальная схема локомотивного приемника типа УК
25/50 приведена на рис. 3.12. При электрической тяге перемен-
ного тока могут быть случаи, когда электровоз должен двигать-
ся по участкам, на которых применяется различная частота
сигнального тока: 25 или 75 Гц. Для обеспечения работы уст-
ройств АЛС на любых участках применяется фильтр ФЛ 25/75,
имеющий две полосы пропускания частот. Первая полоса ох-
ватывает диапазон частот 16—32 Гц, вторая — 67—88 Гц.
Фильтр обеспечивает большое затухание для тягового тока ча-
стотой 50 Гц и его гармонических составляющих. Расчетное
сопротивление нагрузки фильтра равно 3 кОм. Входное сопро-
тивление усилителя на частотах 25 и 75Гц стабилизируется с
помощью резистора R18.
При вступлении локомотива на участок с электрической тя-
гой постоянного тока или автономной тягой, где передача сигна-
лов АЛС осуществляется на частоте 50 Гц, машинист должен
нажать вспомогательную кнопку, при этом возбудится вспомо-
гательное реле Вик усилителю кодовых сигналов вместо филь-
тра ФЛ 25/75 подключится фильтр, настроенный на частоту
50 Гц. Резистор R15 предназначен для ограничения тока в реле
В. С помощью конденсатора С9 шунтируются высокочастотные
помехи, которые могут поступать на вход усилителя через ис-
точник питания.
На линиях с электрической тягой постоянного тока в цепь
усиления вместо разомкнутой перемычки Пр включается рези-
54
стор R2, вследствие чего чувствительность локомотивного при-
емника уменьшается по сравнению с той, которая требуется
при автономной тяге. Необходимость такого переключения воз-
никает лишь на локомотивах с автономной тягой, которые мо-
гут двигаться по участкам как неэлектрифицированным, так
и электрифицированным на переменном и постоянном токе.
Фильтр, настроенный на частоту 50 Гц, состоит из двух свя-
занных контуров. Резонансная частота первого контура 47 Гц
определяется в основном индуктивностью приемных катушек
и емкостью конденсатора С1; добротность контура составляет
3—4. Второй контур настроен на частоту 50 Гц, имеет доброт-
ность 10 и образован конденсатором С2 и I обмоткой транс-
форматора Тр1. Индуктивность связи (II обмотка трансформа-
тора Тр1) равна 0,7 Гн при этом полоса пропускания на уровне
0,7 f/max составляет 14—16 Гц. В диапазоне частот 45—55 Гц
напряжение на выходе фильтра составляет не менее 0,85 (7тах.
Усиление принимаемого сигнала осуществляется тремя ка-
скадами.
Первый каскад выполнен на транзисторе Т1 и работает в
классе А. Положение рабочей точки, определяющей величину
тока /кн коллекторной цепи транзистора при отсутствии вход-
ного сигнала, задается с помощью делителя напряжения, со-
ставленного из резисторов R3 и R4. Питание каскада осущест-
вляется с помощью двух делителей напряжений: R13—Д2 и
R20—Д8 от локомотивного источника напряжением 50+10 В.
При этом напряжение питания коллектора транзистора Т1 и
его цепи смещения составляет 11,5—14 В. Это то напряжение
стабилизации, которым обладают стабилитроны Д2 и Д8. Ис-
пользование раздельных стабилитронов коллекторных и базо-
вых цепей первого и второго усилительных каскадов повышает
устойчивость работы последних, так как уменьшает положи-
тельную обратную связь, которая может возникать между кас-
кадами через общий источник питания.
Для стабилизации режима работы усилительного каскада
необходимо обеспечить неизменным начальный ток в коллек-
торной цепи транзистора Т1. Это достигается с помощью отри-
цательной обратной связи по постоянному току, создаваемой за
счет падения напряжения на резисторах R5 и R6. Если под
влиянием дестабилизирующих факторов (температура окружа-
ющей среды, изменение напряжения источника питания и др.)
начальное значение тока /кн будет увеличиваться, то падение
напряжения, которое является запирающим для транзистора TI
на резисторах R5 и R6 будет возрастать. В этом случае резуль-
55
тирующее отпирающее значение между базой и эмиттером тран-
зистора Т1 уменьшится, вследствие чего будет скомпенсирова-
но влияние дестабилизирующих факторов и начальный ток 7КН
изменится незначительно.
Для того чтобы резистор R5 не уменьшал величину пере-
менной составляющей сигнала, он шунтирован конденсатором
С4. Резистор R6 создает отрицательную обратную связь по
переменной составляющей, изменяя величину которого пред-
ставляется возможным регулировать коэффициент усиления
всего каскада.
Отрицательная обратная связь по переменной составляющей
обеспечивается также с помощью конденсатора СИ, при этом
она сильнее действует на частоте 75 Гц, вследствие чего ком-
пенсируется более высокий сигнал, поступающий на вход уси-
лителя при частоте 75 Гц с выхода фильтра ФЛ 25/75. Основ-
ное назначение этой цепи состоит в том, чтобы с помощью
сильной отрицательной обратной связи ослабить действие вы-
сокочастотных помех, которые могут проникнуть в усилитель
из внешних цепей через емкости между проводами.
В первом каскаде с помощью конденсатора СЗ и диода Д7
осуществляется автоматическая регулировка усиления, которая
необходима для исключения искажений принимаемых кодовых
сигналов.
Уровень тока в рельсах под приемными катушками по мере
движения локомотива может изменяться в 10—25 раз в зави-
симости от длины рельсовой цепи. Амплитуда сигнала на вы-
ходе фильтра нарастает во время импульса и спадает во время
паузы по экспоненте. Если бы чувствительность локомотивно-
го приемника оставалась неизменной, с возрастанием входного
сигнала происходило бы удлинение импульса и укорочение па-
узы, так как при неизменной величине постоянной времени в
этом случае происходило бы уменьшение фронта импульса и
увеличение времени спада амплитуды сигнала от установивше-
гося значения до порога чувствительности. С помощью цепочки
СЗ—Д7 чувствительность локомотивного приемника уменьшает-
ся, что способствует неискаженному приему кодовых сигналов.
Нормально через диод Д7 протекает ток смещения, величина
которого обусловлена сопротивлением резистора R17. Пока
входной сигнал меньше тока смещения, протекающего через
диод, входной сигнал полностью проходит и воздействует на
переход эмиттер—база транзистора Т1. В случае превышения
входным сигналом тока смещения наступает ограничение. Раз-
ность между входным сигналом и током смещения осуществля-
56
ет заряд конденсатора СЗ, причем создавшееся напряжение
на конденсаторе оказывается выключенным навстречу входному
сигналу, вследствие чего коэффициент усиления каскада умень-
шается.
Второй каскад усиления выполнен на транзисторе Т2, кол-
лекторной нагрузкой которого является трансформатор ТрЗ.
Питание на коллектор и цепи смещения подается от стабили-
тронов Д2 и Д8. Начальный ток коллектора (положение ра-
бочей точки) транзистора Т2 стабилизируется с помощью
резисторов R9, R10 и R11, так же как и в первом каскаде. Кон-
денсатор С6 исключает отрицательную обратную связь по пе-
ременной составляющей. С помощью резистора R12 осуществ-
вляется отрицательная обратная связь по постоянному и пере-
менному току, которая более сильно действует на повышенных
частотах. Отрицательная обратная связь стабилизирует пара-
метры этого каскада.
Во втором каскаде применена схема автоматической регули-
ровки усиления, выполненная на диодах Д1, Д6 и конденса-
торах С5, С7. В этом каскаде применяется двустороннее огра-
ничение входного сигнала, поэтому автоматическая регулиров-
ка усиления здесь действует более эффективно, чем в первом
каскаде. Принцип действия схемы автоматической регулировки
усиления такой же, как и в первом каскаде. Ток смещения че-
рез диоды Д1 и Д6 задается с помощью резисторов R8 и R16
и от величины их сопротивлений зависит порог ограничения, а
следовательно, и эффективность действия автоматической ре-
гулировки усиления. Во время импульса, когда амплитуда вхо-
дного сигнала выше тока смещения, через диоды заряжаются
конденсаторы С5 и С7 и тем до большего напряжения, чем
выше уровень входного сигнала. Это напряжение противо-
действует входному сигналу и чувствительность локомотивного
приемника уменьшается. В интервалах между импульсами кон-
денсаторы С5 и С7 разряжаются на резисторы R8 и R16. По-
стоянная времени выбирается такой, чтобы обеспечить мини-
мальное искажение параметров кодовых комбинаций.
Третий каскад выполняет окончательное усиление сигнала.
Этот каскад является двухтактным и выполнен на транзисторах
ТЗ и Т4 с нагрузкой в виде импульсного реле постоянного тока
типа КДР1 с сопротивлением обмотки 280 Ом и мощностью
срабатывания не более 40 мВт. Коллекторные цепи транзисто-
ров ТЗ и Т4 получают стабилизированное питание напряжением
9—12 В, которое создается протекающим в прямом направле-
нии током через последовательно соединенные диод ДЗ и се-
57
леновый выпрямитель Д5. Величина этого тока определяется
сопротивлением резистора R14. С диода ДЗ запирающее на-
пряжение 0,4 В подается на базы транзистора ТЗ и Т4, бла-
годаря чему увеличивается коэффициент возврата каскада
всего локомотивного приемника. Вследствие нелинейности пря-
мого сопротивления диодов ДЗ и Д5 падение напряжения на
них остается постоянным при изменении протекающего тока
в случае колебания напряжения локомотивного источника пи-
тания.
При отсутствии тока в рельсах транзисторы ТЗ и Т4 закры-
ты, поэтому ток через обмотку импульсного реле И не проте-
кает. Появление на полуобмотках трансформатора ТрЗ пере-
менного напряжения большего, чем 0,4 В, вызывает поочеред-
ное открытие транзисторов ТЗ и Т4 в соответствующие полу-
периоды переменного тока входного сигнала. При этом в каж-
дом полупериоде через обмотку импульсного реле И проходит
ток в одном и том же направлении. Для сглаживания пульса-
ции выпрямленного тока и поддержания постоянного по ве-
личине напряжения на обмотке реле И включается конденса-
тор С8 емкостью 30 мкФ.
Импульсное реле И является исполнительным органом ло-
комотивного приемника. Во время импульса тока в рельсовой
цепи реле И замыкает фронтовой контакт, через который по-
дается плюс источника питания к выходу ИФ.
При отпускании якоря реле И через его тыловой контакт пи-
тание +50 В подается на выход ИТ.
3.4.	ДЕШИФРАТОР ЧИСЛОВЫХ КОДОВЫХ СИГНАЛОВ ТИПА ДКСВ
Дешифратор расшифровывает принимаемые кодовые сигна-
лы и в соответствии с принятыми сообщениями управляет ло-
комотивным светофором, а также приборами контроля скорости
поезда и бдительности машиниста.
Схема дешифратора (рис. 3.13) может быть разделена на
три функциональных узла, решающих задачи определения чи-
сла импульсов в кодовых циклах, фиксации сигнального по-
казания и контроля соответствия фактической и допустимой
скорости движения поезда.
Схема реле счетной группы. Эта схема содержит пять реле
в соответствии 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.
58
Расшифровка кодовых сигналов производится путем после-
довательного счета числа импульсов и пауз в кодовом цикле.
Счетчики импульсов 1, 2 и 3 возбуждаются через фронтовой
контакт реле И, а счетчики пауз 1А и 2А возбуждаются через
его тыловой контакт. После возбуждения счетчики блокируются
через собственный контакт, а затем в интервале кодового цик-
ла выключаются. Таким образом, в каждом цикле в зависимо-
сти от принимаемого кодового сигнала происходит срабатыва-
ние и отпадание определенного числа реле счетной группы.
Цепь возбуждения каждого последующего счетчика прохо-
дит через фронтовой контакт предыдущего. Отделение одного
кодового цикла от другого осуществляется с помощью счет-
чика 1, который имеет замедление на отпадание 0,25 с, боль-
шее малой паузы (0,15 с), но меньшее интервала между цик-
лами. В цепи возбуждения счетчика 1 контролируется отпа-
дание всех остальных счетчиков в длинном интервале кодового
цикла.
Если осуществляется нормальный прием кодовых сигналов,
реле ПК непрерывно находится под током, периодически полу-
чая импульсы питания через тыловой контакт реле И и фрон-
товые контакты реле 1 и 1А. Из общей продолжительности
кодового цикла 1,6 или 1,9 с суммарная длительность интерва-
лов питания реле ПК составляет при коде КЖ — 0,5 с (за два
цикла), Ж — 0,35 с, 3 — 0,5 с. Для непрерывного удержания
якоря притянутым реле ПК имеет замедление 1,8 с, создава-
емое медной гильзой и конденсатором С1 (200 мкФ).
Если реле И начинает работать от серии импульсов помех,
реле ПК отпускает якорь. Принимаемые кодовые сигналы тран-
сформируются в серию помех в том случае, если в длинном ин-
тервале кодового цикла принимается импульс помехи и таким
образом соседние кодовые циклы оказываются неразделенными.
Серия импульсов помех фиксируется как отсутствие кодово-
го сигнала, при этом защита основана на том, что в правиль-
ной кодовой комбинации не может быть более трех импульсов.
После приема третьего импульса реле 3 переключает цепи
самоблокировки 1А и 2. Цепь самоблокировки счетчика 2 пе-
реводится в зависимость от состояния фронтового контакта
реле И. Реле 2 имеет замедление на отпадание порядка 0,04 с,
поэтому, если после третьего импульса реле И отпускает якорь
на время, большее, чем 0,04 с, счетчик 2 отпустит якорь и ра-
зомкнет цепь питания реле 1А. От четвертого импульса счет-
чик 1 получит подпитку и будет удерживать якорь притянутым,
создавая цепь питания также и для счетчика 3. Вследствие от-
59
падания якоря счетчика 2 обесточиваются счетчики 1А и 2А.
Таким образом, при приеме серии импульсов под током будут
находиться счетчики 1 и 3, а все остальные без тока. Это вы-
зовет отпадание якоря реле ПК, и серия импульсов будет за-
фиксирована как отсутствие кодового сигнала. Такое состоя-
ние схемы будет сохраняться до тех пор, пока не наступит
длинный интервал между импульсами, больший времени за-
медления счетчика 1, после отпадания якоря которого восста-
новится нормальная работа счетной группы реле.
Таким образом, отпускание якоря счетчика 1 примерно в се-
редине длинного интервала фиксируется как окончание приема
кодового цикла и начинается восприятие принятой комбина-
Рис. 3.13. Схема
60
ции, которое продолжается до конца длинного интервала. По-
сле отпадания якоря счетчика 1 помехи уже не могут иска-
зить принятую информацию, так как цепь возбуждения счет-
чика 1 разомкнута до окончания длинного интервала контак-
тами счетчиков. На принятую кодовую комбинацию после отпа-
дания счетчика 1 указывает возбужденное состояние счетчика
1А при коде КЖ, счетчика 2 при коде Ж и счетчика 3 при
коде 3.
Схема сигнальных реле. Схема реле (КЖ, Ж, 3, С, ПС)
управляет огнями локомотивного светофора и контрольными
органами, проверяющими наличие условий, обеспечивающих
безопасность движения. В схеме сигнальных реле можно выде-
дешифратора ДКСВ-1
61
лить два состояния: 1) устойчивое, когда циклически восприни-
мается один и тот же кодовый сигнал, и 2) переходное, соот-
ветствующее моменту смены одного сигнального показания на
другое.
Сигнальные реле должны иметь замедление на отпускание
и на срабатывание. Это необходимо для того, чтобы обеспечить
исключение ложных показаний на локомотивном светофоре
при искажениях кодовых сигналов в момент прохода локомо-
тива через изолирующие стыки на перегонах, когда принима-
ются неполные кодовые циклы в предыдущей и последующей
рельсовых цепях. Сигнальные реле должны возбуждаться после
приема нескольких кодовых циклов, чтобы исключались крат-
ковременные проблески неправильных показаний при случай-
ном искажении одного кодового цикла помехой.
Схема сигнальных реле обеспечивает смену одного сиг-
нального показания на другое через промежуток времени,
равный трем циклам (примерно 6 с). Схема сигнальных реле
построена таким образом, что она имеет два каскада замед-
ления: первый — с большим временем замедления (реле С),
второй — с меньшим (реле КЖ, Ж, 3).
Основное замедление реализуется в схеме реле С, которое
контролирует соответствие между положением сигнальных ре-
ле и принимаемым кодовым сигналом. При коде КЖ должно
быть возбуждено одно сигнальное реле КЖ, при коде Ж под
током два сигнальных реле: КЖ и Ж, а при коде 3 — три:
КЖ, Ж и 3.
Реле соответствия С имеет замедление на отпадание 5,5+
+0,5 с, создаваемое медной гильзой, что обеспечивает доста-
точную стабильность при изменении напряжения питания. При
отсутствии кодовых сигналов реле С получает питание через
тыловой контакт реле ПК, который размыкается лишь после
приема кодового сигнала. Если принимается не менее трех ко-
довых циклов, что составляет около 6 с, реле С отпускает
якорь и подключает цепи возбуждения сигнальных реле КЖ,
Ж и 3. В зависимости от принимаемого кодового сигнала про-
исходит срабатывание соответствующих сигнальных реле и
цепь питания реле соответствия будет образовываться в длин-
ном интервале через контакты реле счетной группы и контак-
ты сигнальных реле.
В каждом кодовом цикле реле С будет получать импульс
тока длительностью около 0,3 с, за счет которого осуществля-
ется пополнение энергии для удержания якоря постоянно при-
тянутым с необходимым замедлением.
62
Особенность схемы питания реле С при коде 3 состоит в
том, что это питание подается через фронтовой контакт счет-
чика 3. Благодаря этому длительность импульса питания ока-
зывается большей по сравнению с кодами КЖ и Ж, и реле С от
одного цикла получает полное замедление на отпадание. Это
обеспечивает более устойчивую работу схемы реле С при им-
пульсных помехах тягового тока, а также при проследовании
поезда по коротким стрелочным секциям на станциях, на ко-
торых воспринимается лишь один полный неискаженный ко-
довый цикл. Отпадание счетчика 3 контролируется в цепи ре-
ле ПК. Время замедления реле С при белом огне увеличивается
примерно до 15 с за счет подключения параллельно его обмот-
ке конденсатора Сп через контакты реле КЖ и Ж- Увеличе-
ние замедления реле С уменьшает вероятность смены белого
огня на желтый с красным, а затем красный огонь под воз-
действием помех тягового тока, имеющих более высокий уро-
вень на некодируемых путях, особенно в однониточных рель-
совых цепях.
При смене кодового сигнала нарушается соответствие меж-
ду работой счетчиков и состоянием сигнальных реле, питание
реле С прекращается и, если новый сигнал поступает устойчи-
во в течение трех циклов, реле С отпускает якорь и его по-
вторитель ПС размыкает цепи блокировки сигнальных реле.
Тыловыми контактами реле ПС сигнальные реле подключа-
ются к цепям возбуждения через контакты реле счетной груп-
пы. 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
возбуждения реле 3 проходит через фронтовые контакты реле
2А и 3, которые замыкаются только при коде 3. После сраба-
тывания соответствующих сигнальных реле образуется цепь
питания реле С, а после его возбуждения притягивает якорь
реле ПС, переключая сигнальные реле на цепи самоблокиров-
ки. Реле КЖ, Ж и 3 имеют небольшое замедление на отпада-
ние (второй каскад), перекрывающее время перелета якоря
реле ПС.
Особенность схемы сигнального реле Ж обусловлена тем,
что реле Ж остается под током при прекращении приема кодо-
вых сигналов Ж и 3. Это происходит при проследовании поез-
да на некодируемый путь. В этом случае на локомотивном све-
тофоре включается белый огонь. Если прекращается прием
кодового сигнала КЖ, то на локомотивном светофоре вклю-
чается красный огонь.
63
Блокирование реле Ж при вступлении поезда на некодиру-
емый участок пути осуществляется через собственный фрон-
товой контакт и тыловой контакт реле бдительности Б. Реле
Б нормально находится под током, цепь его питания обрыва-
ется при смене сигнальных показаний контактом реле ПС. Ре-
ле Б относится к контрольным органам АЛСН, оно управляет
электропневматическим клапаном и возбуждается при нажа-
тии рукоятки бдительности, при этом цепь самоблокировки ре-
ле Ж сохраняется.
При появлении кода КЖ вместо Ж обесточивается реле со-
ответствия С и его повторитель ПС. Однако цепь питания реле
Ж сохраняется через тыловые контакты реле Б, 1 и 1А. В по-
следующем кодовом цикле КЖ срабатывают счетчики 1 и 1А,
это приводит к обрыву цепи питания реле Ж. После отпадания
якоря последнего в следующем кодовом цикле КЖ образуются
цепи для срабатывания сигнального реле КЖ, реле соответст-
вия С, ПС и создается возможность возбуждения реле Б при
нажатии рукоятки бдительности РБ.
Отпадание якорей сигнальных реле контролируется в цепи
возбуждения реле С, поэтому они могут быть кодового типа.
Реле С должно надежно отпускать якорь при смене кодовых
сигналов, поэтому оно должно быть первого класса надеж-
ности. Контакты реле С и ПС вводятся в цепь горения ламп
локомотивного светофора, этим исключается проблеск огней
при смене сигнальных показаний, когда осуществляется пере-
ключение сигнальных реле.
Схема контрольных органов АЛСН. Эта схема содержит
реле Б, КС, РБ, скоростемер, ЭПК, а также кнопки РБ, ВК,
КП, ДЗ и выполняет следующие функции (см. рис. 3.13):
однократный контроль бдительности машиниста при смене
сигнальных показаний на локомотивном светофоре;
периодический контроль бдительности машиниста через
15—20 с при красном и желтом с красным огнях локомотивно-
го светофора, а также при желтом огне, если скорость поезда
превышает контролируемую величину;
периодический контроль бдительности машиниста через
60—90 с при движении поезда по некодируемым путям (бе-
лый огонь на локомотивном светофоре);
абсолютный контроль скорости поезда v0 (20 км/ч) или
Укж (50 км/ч) при появлении на локомотивном светофоре крас-
ного и желтого с красным огней.
Выполнение этих функций обеспечивается с помощью реле
бдительности Б\ рукоятки бдительности и реле рукоятки бди-
64
тельности РБ, реле контроля скорости КС с питающими кон-
денсаторами Скж и Сб/ скоростемера с контактами, размыка-
ющимися при скоростях выше ист=10 км/ч, 0-20 — 20 км/ч, иКж,
УЖ (Уж=Укж)-
Однократный контроль бдительности машиниста и абсолют-
ный контроль скорости поезда осуществляются с помощью реле
бдительности Б, которое нормально находится под током и от-
пускает якорь при смене сигнальных показаний, так как его
цепь питания обрывается контактом реле ПС. Контактами
реле Б при отпускании его якоря обрывается цепь питания эле-
ктропневматического клапана (ЭПК) и включается звуковой
сигнал. Машинист должен нажать рукоятку бдительности и
возбудить реле Б, тем самым подтвердить восприятие сигналь-
ного показания. Если в течение 6 с реле Б не притянет якорь
и цепь питания ЭПК не восстановится, начнется экстренное
торможение, которое нельзя прервать последующим нажатием
рукоятки бдительности. Возбуждение реле бдительности проис-
ходит при нажатии рукоятки, при котором срабатывает реле
РБ и подает питание на реле Б через его собственный мосто-
вой контакт. Если на локомотивном светофоре появляется крас-
ный или желтый с красным огонь, цепь возбуждения реле бди-
тельности проходит через контакты скоростемера Vq или иКж,
размыкающиеся в случае превышения скорости поезда соот-
ветствующих значений. Если реле Б не возбудится, с помо-
щью ЭПК осуществится экстренное торможением При появлении
желтого, зеленого или белого огня, реле Б возбудится от нажа-
тия рукоятки бдительности независимо от скорости поезда.
Периодическая проверка бдительности машиниста и непре-
рывный контроль скорости поезда осуществляются с помощью
реле КС, которое получает непрерывное питание от источника
через фронтовые контакты реле 3, Ж и КЖ при зеленом огне
на локомотивном светофоре, а также при желтом, если ско-
рость поезда не превышает контролируемую величину иж==Укж-
При красном, желтом с красным или белом огне на локомо-
тивном светофоре, а также при желтом, если скорость поезда
превышает величину цж, источник тока отключается от реле
КС, и оно продолжает получать питание от конденсатора Скж.
За счет разряда конденсатора Скж через резистор и фрон-
товой контакт реле Б реле КС удерживает якорь притянутым
в течение 15—20 с. При отпадании якоря реле КС разрывается
цепь питания ЭПК, что сопровождается звуковым сигналом,
по которому машинист в течение 6 с должен кратковременно
нажать рукоятку бдительности и возбудить реле РБ, тем са-
3—1667	65
мым подать питание на реле КС и конденсатор СКж- После
возвращения рукоятки бдительности в исходное положение кон-
денсатор Скж разряжается на реле КС, при этом в цепи раз-
ряда при красном и желтом с красным огнях локомотивного
светофора контролируется замкнутое состояние контактов ско-
ростемера п0 и пкж. Так бдительность контролируется перио-
дически, пока скорость поезда не будет снижена до скорости
ниже »о- Если скорость поезда превышает и0 при красном или
укж при желтом с красным огнях, реле КС не возбуждается и
происходит торможение поезда с помощью ЭПК-
При желтом и белом огнях в случае периодической провер-
ки бдительности разряд конденсатора Скж на реле КС осу-
ществляется через фронтовой контакт реле Ж, минуя
скоростемер, т. е. разрешается движение поезда с установлен-
ной скоростью. Причем на участках, не оборудованных путевы-
ми устройствами АЛСН, когда движение длительное время
происходит при белом огне, периодичность проверки бдитель-
ности увеличивается до 1—1,5 мин путем подключения конден-
сатора Со с помощью кнопки дополнительного заземления ДЗ.
После перехода поезда на кодируемый участок кнопка ДЗ дол-
жна быть установлена в исходное положение, соответствующее
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 ско-
ростемера vCT (замкнут при скорости менее 10 км/ч), реле КС
получает непрерывное питание от источника и периодический
контроль скорости исключается.
Для контроля исправности работы схемы проверки бдитель-
ности во время стоянки используется кнопка КП. Периодич-
ность проверки бдительности машиниста определяется време-
нем отпускания реле контроля скорости КС. Это время зави-
сит от многих дестабилизирующих факторов, в том числе от
регулировки самого реле, емкости накопительного конденса-
тора, времени нажатия рукоятки бдительности и др.
Для повышения стабильности периода проверки бдитель-
ности разработан бесконтактный блок контроля скорости
(ББКС), отвечающий требованиям, предъявляемым к реле
первого класса [4]. Структурная схема бесконтактного блока
контроля скорости приведена на рис. 3.14. Эта схема состоит
из следующих основных узлов: блокинг-генератора БГ, счет-
ного триггера Тг, предварительного усилителя ПУ, усилителя
мощности УМ с трансформаторным выходом и выпрямителя В.
66
Рис. 3.14. Схема бесконтактного блока контроля скорости
Возбужденному положению реле КС соответствует такое со-
стояние блока ББКС, при котором на его выходе (зажимы 3—4)
имеется постоянное напряжение 50 В.
Принцип работы схемы контроля скорости и проверки бди-
тельности с блоком ББКС заключается в следующем. Если вы-
полнены условия, при которых реле КС должно находиться
постоянно под током (все сигнальные реле возбуждены), то
через стабилитрон Д1 (типа КС 515А) протекает ток стаби-
лизации. В этом случае на стабилитроне создается напряжение
порядка 16 В, и блокинг-генератор, получая питание, генери-
рует короткие импульсы с частотой следования 400 Гц. Послед-
ние поступают на счетный вход триггера Тг. Колебания прямо-
угольной формы, которые при этом возникают на выходах, уси-
ливаются двухтактным усилителем ПУ и подаются на вход уси-
лителя УМ. Напряжение со вторичной обмотки выходного
трансформатора Тр выпрямляется выпрямителем В.
Постоянное напряжение 50 В с выхода блока ББКС пита-
ет цепи включения ЭПК и регистрирующего электромагнита
ЭЭ. При периодической проверке бдительности (например, ре-
ле 3 без тока) блокинг-генератор получает питание от кон-
денсатора Скжл который при каждом нажатии рукоятки бди-
тельности заряжается до напряжения стабилизации стабили-
трона Д2 (типа Д816Г), т.е. до 39 В. Таким образом, устра-
3*
67
няется зависимость замедления ББКС от колебания питаю-
щего напряжения.
В первый момент конденсатор Скж разряжается на стаби-
литрон Д1 через резистор R1. Постоянная времени цепи раз-
ряда составляет 0,45 с. После того как напряжение на стаби-
литроне Д1 станет ниже напряжения пробоя, конденсатор Скж
будет разряжаться током, потребляемым блокинг-генератором
БГ. Время разряда конденсатора Скж до некоторого порого-
вого напряжения UnOp, при котором блокинг-генератор прекра-
щает работу, определяется частотой следования импульсов и их
длительностью, т. е. скважностью.
Для уменьшения зависимости скважности импульсов от
температуры в блокинг-генераторе применены термостабиль-
ные элементы. Если условия возбуждения реле КС не выпол-
няются, то блокинг-генератор не получает питания и не выра-
батывает импульсы. В этом случае на его выходе отсутствует
напряжение, в результате чего на ЭПК не подается пи-
тание.
Наиболее трудной задачей при разработке блокинг-генера-
тора было обеспечение защиты от опасных отказов. Эта зада-
ча решена путем применения импульсного режима работы
электронных элементов. В данном случае непрерывный управ-
ляющий сигнал (напряжение на конденсаторе Скж) преобразу-
ется в переменный сигнал, который трансформируется, а за-
тем вновь преобразуется в постоянный выходной сигнал. От-
казы в схеме приводят к пропаданию на выходе усилителя
мощности УМ переменного напряжения повышенной частоты,
генерируемого блокинг-генератором. Появление ложного сигна-
ла (постоянного напряжения на зажимах 3—4) при пробое
выходных элементов усилителя мощности и наличии гармони-
ческих составляющих в питающем напряжении исключается за
счет насыщения сердечника трансформатора Тр.
3.5.	АНАЛИЗ ПРИЧИН НЕУСТОЙЧИВОЙ РАБОТЫ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Кратковременные нарушения действия АЛСН, не связанные
с отказом какого-либо элемента в аппаратуре, могут происхо-
дить по ряду причин.
Основные из них следующие: импульсное влияние тягового
тока; влияние гармоник тягового тока; влияние вертикальных
и горизонтальных колебаний в магнитном поле тягового тока;
68
влияние неравномерности магнитного поля тягового тока
вдоль рельсов;
влияние намагниченности рельсов;
влияние линий электропередач;
временные искажения кодов АЛС;
недостатки схем кодирования станционных рельсовых
цепей;
прочие причины.
Наименее устойчиво работают устройства АЛС на участках
с электрической тягой постоянного и переменного тока. Это
обстоятельство объясняется тем, что приемная система уст-
ройств АЛС находится под воздействием магнитных полей тя-
гового тока, протекающего по рельсам и ходовым частям локо-
мотива. Переменная составляющая этих полей индуцирует в
приемных катушках электродвижущую силу, которая при неко-
торых условиях нарушает нормальный прием кодовых сигналов
и работа устройств локомотивной сигнализации становится не-
устойчивой. Степень воздействия тягового тока на работу АЛС
определяется главным образом двумя факторами: уровнем тя-
гового тока и его гармоник в рельсовой линии, а также сте-
пенью асимметрии канала «Рельсовая линия — приемные ка-
тушки АЛС». При электрической тяге переменного тока номи-
нальное напряжение в контактной сети относительно рельсов
составляет 25 кВ. Тяговые подстанции, расположенные на рас-
стоянии 40—60 км одна от другой, обеспечивают двустороннее
питание участков контактной сети. Суммарный расчетный ток
контактной сети и тяговых подстанций на двухпутных участках
достигает 1000 А. При переходе на вынужденный режим, когда
одна подстанция отключается, ток в контактном проводе вбли-
зи работающей подстанции может возрасти до 1600 А. Токи,
потребляемые электровозами при трогании и в режиме макси-
мальной мощности, приведены ниже: [5]:
Серия электровоза	ВЛ60к	ВЛ80к	ЧС4
Номинальная мощность, кВт	4540	6300	4900
Ток трогания, А	70	70	110
Максимальный ток, А	332	435	433
В режиме короткого замыкания контактной сети ток кратко-
временно (до момента срабатывания приборов защиты 0,15—
0,3 с) может достигать 15000 А. Гармонические составляющие
переменного тягового тока определяются нагрузкой и могут быть
охарактеризованы коэффициентами гармоник Кт, показываю-
69
щими, какая часть общего тока /к приходится на долю рассмат-
риваемой гармоники /ч, т. е.
Максимальные значения этого коэффициента, полученные на
основе длительных испытаний и теоретических расчетов, приво-
дятся ниже [6].
Частота гармоники, Гц 50	150	250	350	450
Коэффициент гармоники 0,995	0,18	0,09	0,045	0,023
л-г
Четные гармоники тягового тока имеют уровень на порядок
ниже уровня нечетных. При электрической тяге постоянного
тока номинальное напряжение контактной сети относительно
рельсов составляет 3 кВ и, следовательно, при одной и той же
мощности электровозов величина постоянного тягового тока
приблизительно на порядок выше, чем при электротяге пере-
менного тока. Постоянный тяговый ток образуется за счет ше-
стифазного выпрямления переменного тока промышленной ча-
стоты 50 Гц. Для подавления пульсаций выпрямленного тяго-
вого тока (т. е. гармоник, кратных 300 Гц) на тяговых под-
станциях применяются сглаживающие фильтры, шунтирующие
гармоники 300, 600, 900 и 1200 Гц. Вследствие этого при нор-
мальном состоянии устройств энергоснабжения гармоники тя-
гового тока не оказывают существенного влияния на работу
устройств АЛСН. Однако при ряде неисправностей и отклоне-
ниях от норм содержания гармоники тягового тока появляются
в контактной сети. При этом в случае нарушения работы вы-
прямительных устройств могут появиться гармоники с часто-
той 50, 100, 200, 300 Гц и т. д. Многочисленные измерения тя-
говых токов в рельсах показали, что потребляемый локомоти-
вом ток из контактной сети при электрической тяге переменно-
го и постоянного тока распределяется, как правило, равномерно
по обе стороны от движущегося электровоза и, следовательно,
величина этого тока в рельсовой линии под локомотивными
катушками не превышает 50% потребляемого электровозом
тока.
Кроме этого, необходимо иметь в виду, что высокая величи-
на проводимости рельсов по отношению к земле вызывает рез-
кое уменьшение обратного тягового тока в рельсовых нитях по
мере удаления от электровоза (обратный тяговый ток возвраща-
70
ется по земле). Так, на расстоянии более 4—6 км от нагрузки и
тяговой подстанции величина обратного тягового тока в рель-
сах близка к нулю.
Влияние тягового тока на приемные устройства АЛС всегда
связано с его неравномерным распределением между двумя
рельсами, а также с несимметрией приемных катушек (различ-
ное* расстояние до рельсов и разброс электрических характе-
ристик). Причинами неравномерного расположения тягового
тока являются продольная и поперечная асимметрии рельсовой
линии и наличие магнитных влияний контактной сети, соседних
путей и т. п. Продольная асимметрия вызвана разностью соп-
ротивлений рельсовых нитей тяговому току (определяется глав-
ным образом состоянием стыковых соединителей), а поперечная
асимметрия зависит от разности сопротивлений изоляции рель-
совых нитей относительно земли. Магнитные влияния контакт-
ной сети наблюдаются на двухпутных железных дорогах и на
станциях с количеством путей не менее двух. Это влияние оп-
ределяется главным образом разностью взаимной индуктивно-
сти контактного провода одного пути с рельсовыми нитями дру-
гого пути.
Степень асимметрии тягового тока в рельсах оценивают ко-
эффициентом асимметрии
где 71 и 72 — токи в рельсовых нитях.
На однопутных и двухпутных участках железных дорог
с электрической тягой переменного тока коэффициент асиммет-
рии принимается [6] соответственно равным 0,05 и 0,1. При
этом расчетная максимальная величина тягового тока в рельсах
под приемными катушками 71+72=250 А. При электрической
тяге постоянного тока расчетный коэффициент асимметрии при-
нят равным 0,12. Следует сказать, что в перспективе ожидается
значительное повышение уровня тягового тока в связи с возра-
станием веса поездов и переходом на двойную и тройную тягу.
Так, для условий БАМа (электрическая тяга переменного тока)
расчетный максимальный тяговый ток в рельсовых нитях при-
нят равным 800 А, а коэффициент асимметрии Ла=0,25. Раз-
ность высот подвески приемных катушек, разброс их электриче-
ских параметров, а также колебания (вибрация) приемных ка-
тушек в вертикальной и горизонтальной плоскостях во время
движения способствуют увеличению уровня помех на входе ло-
комотивного приемника.
71
Экспериментально установлено, что максимальное отклоне-
ние наведенной в приемных катушках э. д, с. от среднего значения
составляет 15%, что соответствует коэффициенту асимметрии
0,075. Из-за вибрации приемных катушек в магнитном по-
ле тягового тока в них наводится э.д.с с частотой, зависящей
от скорости движения [5]. При этом в случае повышения ско-
ростей более 120 км/ч в приемных катушках появляется э.-д.с
с частотой в пределах полосы пропускания фильтра канала
25 Гц. Наиболее сильная вибрация приемных катушек наблю-
дается при недоброкачественной обточке бандажей.
При наличии асимметрии тягового тока или асимметрии
приемных катушек на входе локомотивного приемника возни-
кают помехи вследствие неравномерности магнитного поля тя-
гового тока вдоль рельсов. Основной причиной такой неравно-
мерности является влияние металлической массы подкладок,
противоугонов и арматуры железобетонных шпал на напряжен-
ность магнитного поля над рельсом. При нахождении приемных
катушек над шпалой магнитное поле в сердечнике на 1,5%
больше, чем когда приемные катушки находятся между шпала-
ми [7].
Наибольшее мешающее влияние на приемные устройства
АЛС оказывают импульсные помехи, возникающие от перерас-
пределения тягового тока в ходовых частях локомотива и рель-
сах. При движении электровоза изменение и перераспределение
тягового тока происходят по ряду причин.
Такими причинами наиболее часто являются следующие.
1. Смена машинистом режима работы двигателей.
2.	Нарушение контакта между токоприемником локомотива
и контактным проводом. Эта причина появляется чаще все-
го в осенне-зимний период при обледенении контактного про-
вода.
3.	Нарушение контакта между колесом локомотива и рель-
сом. Некачественный токосъем локомотивом со стороны колес-
ных пар может возникать из-за попадания песка под колесные
пары, боксования локомотива, загрязнения и обледенения рель-
сов. Эти причины проявляются наиболее часто на участках пу-
ти, где машинисты систематически пользуются песком (затяж-
ные спуски и подъемы), а также и на обычных участках в осен-
не-зимний период.
4.	Перераспределение тягового тока электровоза по ряду па-
раллельных цепей. Например, у электровоза ВЛ22М минус ши-
ны двигателя присоединен к кузову. Тяговый ток течет от ку-
зова по двум параллельным цепям к рамам обеих тележек че-
72
рез подпятники. От рамы тележки ток может попасть в каждую
ось по нескольким путям через подшипники и зубчатую пере-
дачу. Далее из оси ток попадает через колеса в ходовые рель-
сы. Из-за непрочного электрического контакта рамы тележки и
узлов, сопряженных с осью, в раме тележки, осях и колесах
происходит непрерывное перераспределение тягового тока. Из-
менение тягового тока в токонесущих конструкциях локомотива
вызывает э.д.с. помехи в приемных катушках локомотива, рас-
положенных недалеко от этих конструкций.
Таким образом, скачкообразное перераспределение тягового
тока между различными ходовыми частями электровоза и рель-
сами, а также скачки тягового тока из-за некачественного то-
косъема токоприемником оказывают ударные воздействия на
вход приемника АЛС. Эти воздействия имеют непрерывный ча-
стотный спектр. Интенсивность помех при электротяге постоян-
ного и переменного тока падает с удалением от частоты тяго-
вого тока. Следовательно, при электрической тяге постоянного
тока повышение частоты сигнального тока является эффектив-
ной мерой уменьшения воздействия импульсных помех. При
электрической тяге переменного тока уменьшение влияния им-
пульсных помех достигается выбором сигнальной частоты, до-
статочно удаленной от частоты тягового тока 50 Гц. Так как тя-
говый ток при электротяге постоянного тока на порядок боль-
ше, чем при тяге переменного тока, импульсные помехи оказы-
вают большее мешающее воздействие на устройства АЛС на
участках с электрической тягой постоянного тока. Защита от
непрерывных и импульсных помех тягового тока осуществляет-
ся рациональным выбором частоты сигнального тока и его
уровня, введением устройств временной и частотной селекций,
рациональным построением схемы приемника и другими мето-
дами.
Одной из причин сбоя в работе АЛСН на участках автобло-
кировки с рельсовыми цепями 25 Гц является неравномерная
намагниченность рельсов с объемной закалкой. Проведенные
измерения магнитного поля закаленных рельсов [8] показали,
что вдоль закаленного рельса напряженность магнитного поля
(вблизи поверхности головки рельса) изменяется по величине
в несколько раз. Магнитное поле этих рельсов создает в уст-
ройствах АЛСН помехи, интенсивность и частота которых опре-
деляются скоростью движения локомотива. При скоростях свы-
ше 80 км/ч частота этих помех находится в пределах полосы
пропускания канала 25 Гц. Восприятие помех локомотивными
катушками происходит в моменты приема кодовых импульсов
73
или интервалов. Последний случай вызывает засорение интер-
валов и сбой в работе АЛСН.
В работе [9] предложен метод размагничивания рельсов
с объемной закалкой вагоном-дефектоскопом. После использо-
вания этого метода достигается приблизительно равномерная
напряженность магнитного поля, не влияющая на работу уст-
ройств АЛСН.
В местах пересечения железной дороги с линией электропе-
редач (ЛЭП) последняя оказывает решающее влияние на при-
емную систему АЛСН. При этом зона мешающего влияния не-
велика — около 30—40 м по каждую сторону от оси ЛЭП. Од-
нако на ряде дорог сбои в районе пересечения с ЛЭП состав-
ляют значительный процент (до 50%) от всех сбоев АЛСН.
Степень 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, величины фазовых токов и их асимметрия,
асимметрия приемных катушек локомотива и др.
Мешающее действие помех, создаваемых ЛЭП, проявляет-
ся как при приеме кодовых сигналов, так и особенно в интер-
валах между ними и наблюдается на всех участках, где для
кодирования используется сигнальная частота 50 Гц. Наиболь-
шее влияние оказывают линии электропередач с горизонталь-
ным расположением проводов при напряжениях 500 кВ и вы-
ше, так как с увеличением напряжения возрастают и токи на-
грузки и расстояния между фазными проводами. Максимальная
э.д.с помехи, наводимая ЛЭП в приемных катушках, может,
как показали измерения, достигать 800 мВ, что эквивалентно
величине мешающего тока в рельсах примерно 5,5 А.
В настоящее время существуют две гипотезы [10, И], объ-
ясняющие природу влияния ЛЭП на приемные устройства
АЛСН. В соответствии с первой гипотезой степень влияния
ЛЭП на локомотивные приемные катушки определяется несим-
метрией приемных катушек по отношению к проводам влияю-
щей линии, т. е. неодинаковым отклонением их от строго нор-
мального положения в вертикальной или горизонтальной пло-
скости. Вторая гипотеза основана на том, что влияние ЛЭП на
локомотивные приемные катушки определяется двумя фактора-
ми: непосредственным влиянием электромагнитного поля ЛЭП
и близким расположением электромагнитных масс (рамы, теле-
жек, корпуса и т. д.). Влияние ферромагнитных масс при этом
проявляется двояко: в металлических массах под действием то-
ков ЛЭП возникают вихревые токи, которые наводят в прием-
74
ных катушках э.д.с помехи; в то же время ферромагнитные
массы искажают силовые линии поля вблизи приемных кату-
шек и в катушках наводятся помехи.
Для защиты локомотивного приемника от помех в зоне
ЛЭП предлагается [10, И] ряд ниже указанных решений.
1.	Повышение уровня сигнального тока в рельсовой цепи
непосредственно в зоне влияния ЛЭП и повышение эффектив-
ности действия устройств автоматической регулировки усиле-
ния приемника (см. пп. 3.6 и 3.7).
2.	Частотная компенсация сигнала помехи с помощью ак-
тивных шлейфов. Зная уровень и фазу помехи от ЛЭП, в зоне
влияния прокладывают вдоль рельсовых нитей один или не-
сколько шлейфов, по которым пропускают токи, наводящие в
приемных катушках э.д.с., равную и противоположную по фазе
э.д.с. помехи.
3.	Компенсация сигнала помехи с помощью установки на
локомотиве дополнительных компенсирующих катушек, в кото-
рых наводятся помехи, равные по уровню и противоположные
по фазе по отношению к рабочим катушкам.
В ряде случаев сбои АЛСН вызываются искажением вре-
менных параметров кодовых импульсов, наблюдаемым при про-
хождении сигнала от кодирующего устройства до выхода при-
емника. Временные искажения, создаваемые передающими и
приемными приборами, а также линиями связи, обычно прояв-
ляются в том, что принятые импульсы по продолжительности
оказываются не равными переданным. Изменениям импульсов
соответствуют противоположные по длительности изменения
интервалов. В реальных условиях искажения всегда имеются,
но если они находятся в допустимых пределах, нормальный
прием сигналов не нарушается. При искажениях, превышаю-
щих допустимые нормы, прием становится неустойчивым или
полностью нарушается. Величина временных искажений зави-
сит от динамических характеристик путевых приборов, форми-
рования кодов и локомотивного приемника, а также частотных
характеристик рельсовой линии, приборов рельсовой цепи и
фильтра локомотивного приемника.
Временные параметры приборов зависят от воздействия де-
стабилизирующих факторов: колебаний напряжения питания,
температуры окружающей среды, помех и др. Результирующие
изменения временных параметров можно подразделить на вно-
симые трансмиттерным реле, рельсовой цепью в совокупности
с дроссель-трансформаторами, компенсирующими элементами,
фильтрами и локомотивными устройствами. Трансмиттерное ре-
75
ле изменяет продолжительность импульсов ввиду запаздывания
реле при срабатывании и отпускании его по отношению к кон-
тактам трансмиттера или управляющего реле. Время срабаты-
вания и отпускания трансмиттерного реле зависит от типа реле
и напряжения питания. Обычно время срабатывания реле
больше, чем отпускания, поэтому импульс, снимаемый с фрон-
тового контакта реле, короче, а с тылового — длиннее, чем на
контакте управляющего реле. Разница между ними уменьшает-
ся при повышении напряжения из-за ускорения срабатывания
реле.
В рельсовых цепях автоблокировки запаздывание фиксируе-
мых локомотивным приемником импульсов по отношению к пе-
редаваемым трансмиттерным реле происходит в самой рельсо-
вой цепи: защитном фильтре и в цепях дроссель-трансформа-
торов, особенно, когда они содержат элементы, настроенные в
резонанс на частоту сигнального тока. При включении рельсо-
вой цепи трансмиттерным реле ток в ней нарастает постепенно
и только через определенное время, зависящее от частотных
характеристик цепи, достигает значения, нужного для сраба-
тывания реле, сокращая импульс вначале.
При выключении цепи ток также не исчезает мгновенно, а
происходит постепенное затухание колебаний, и конец импуль-
са растягивается за счет соседнего интервала. Искажения ко-
довых комбинаций, вносимые локомотивными устройствами, в
основном обусловлены переходными процессами в реактивных
элементах входного фильтра. Величина искажений при этом в
большей степени зависит от уровня тока в рельсовых нитях
под локомотивными катушками. Известно, что в длинных рель-
совых цепях и малом сопротивлении изоляции уровень сигналь-
ного’тока увеличивается в 20—25 раз при движении поезда от
входного конца рельсовой цепи к выходному. Для уменьшения
времени искажений локомотивным приемником его чувствитель-
ность должна изменяться в зависимости от величины входного
сигнала. Эту задачу решает устройство автоматического регу-
лирования усиления (см. п. 3.3).
Для уменьшения временных искажений схемы кодирования
должны содержать минимальное число ступеней управления.
На станциях, а также на трансляционных точках перегона
должны приниматься меры по стабилизации напряжения пи-
тания трансмиттерных реле, а также уменьшению разброса вре-
менных параметров трансмиттерных реле при регулировке.
Практически величина искажений продолжительности элемен-
тов кодовых комбинаций, вносимых каналом связи, может ре-
76
Рис. 3.15. Схемы кодирования
гулироваться изменением времени срабатывания и отпускания
трансмиттерных реле.
Известно, что значительное число сбоев в работе АЛСН
происходит при движении поездов по стрелочным и путевым
участкам станции. Кодируемые станционные пути, как прави-
ло, оборудованы двухниточными рельсовыми цепями переменно-
го тока с двухэлементными реле типа ДСШ. Несущая частота
кодового тока кодируемых станционных путей та же, что и для
работы рельсовых цепей. Вследствие этого рельсовые цепи
с двухэлементными реле работают или в режиме непрерывного
питания при незаданном маршруте движения, или в режиме
кодового питания при занятой рельсовой цепи.
Анализ приема кодовых сигналов при следовании поезда по
станции показывает, что основной причиной сбоев в работе
АЛСН при проследовании станции является замедленное пе-
реключение питания рельсовых цепей с непрерывного на кодо-
вое (порядка 0,3 с) — время отпадания сектора путевого реле
(рис. 3.15, а). Вследствие этого в момент перехода поезда с од-
ной рельсовой цепи на другую малые паузы, а также большой
интервал кода могут заполняться непрерывным током, что ис-
кажает и засоряет кодовые циклы. При переходе поезда с од-
ной рельсовой цепи на другую в силу указанной причины мо-
жет оказаться пораженным один или два кодовых цикла.
Сбой в работе дешифратора происходит при искажении не
менее трех кодовых циклов, поэтому переход с одной рельсо-
77
вой цепи на другую с искажением даже двух кодовых циклов
не вызовет сбоя в работе АЛСН, если следующий кодовый
цикл принят без искажений. Однако при следовании скорых
пассажирских поездов по коротким секциям в горловинах стан-
ций достаточно вероятны ситуации, когда два кодовых цикла
поражаются при проследовании одного изолирующего стыка, а
следующие один или два на другом по ходу поезда изолирую-
щем стыке. При этом возможен сбой в работе АЛСН.
Для устранения указанного недостатка в настоящее время
используются два технических решения [1, 8].
1. Ускоренное кодирование (рис. 3.15, б); схема кодирова-
ния предусматривает работу трансмиттерных реле в кодовом
режиме с момента занятия предыдущей по ходу движения
рельсовой цепи. Подача непрерывного питания в этом случае
прекращается при размыкании фронтового контакта путевого
реле. В этой схеме процесс переключения питания рельсовой
цепи с непрерывного режима на кодовый ускоряется на время
отпадания сектора путевого реле и притяжения якоря трансмит-
терного реле. Время переключения в данном случае определя-
ется временем размыкания фронтового контакта путевого ре-
ле (0,07—0,1 с).
2. Предварительное кодирование. Такое кодирование может
быть осуществлено, если для работы станционных рельсовых
цепей и устройств АЛСН применяются сигнальные токи, разли-
чающиеся по частоте. В этом случае приемные устройства
АЛСН не реагируют на сигнальный ток рельсовой цепи, а путе-
вой приемник — на кодовый ток АЛСН. На линиях с электри-
ческой тягой постоянного тока при применении схем предвари-
тельного кодирования для рельсовой цепи используется сиг-
нальная частота 25 Гц, а для работы АЛСН — частота 50 Гц.
Включение кодирования осуществляется при нахождении поез-
да на предыдущей по ходу движения рельсовой цепи.
Сбой в работе АЛСН могут вызывать также следующие
причины:
снижение уровня тока в рельсовой линии под локомотивны-
ми катушками ниже порога чувствительности приемника. Это
наиболее часто проявляется в весенне-летний период при зна-
чительном снижении сопротивления изоляции рельсовой линии.
В данном случае кодовый сигнал на входном конце рельсовой
линии не воспринимается локомотивным приемником;
снижение чувствительности локомотивного приемника ниже
нормы вследствие воздействия температуры, понижения изоля-
ции приемных катушек или по другим причинам;
78
нестабильность напряжения источника питания локомотив-
ных устройств;
помехи, возникающие на электровозах и электросекциях от
переключений различных агрегатов и контакторов и т. д.
Рассмотренные причины, вызывающие сбой в работе АЛСН,
можно в значительной степени исключить с помощью специ-
альных технических решений [12. 13. 14], разработанных
ВНИИЖТ совместно с проектно-конструкторским бюро Глав-
ного управления локомотивного хозяйства Министерства путей
сообщения (ПКБ ЦТ МПС)1,
3.6. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА МОДЕРНИЗИРОВАННОГО
ЛОКОМОТИВНОГО ПРИЕМНИКА ТИПА УК 25/50М
Локомотивные приемники УК 25/50, находящиеся в эксплуа-
тации, модернизируются на контрольно-ремонтных пунктах во
время очередной профилактической проверки. Принципиаль-
ные схемы модернизированного приемника, разработанные
ВНИИЖТ [12], приведены на рис. 3.16 и 3.17. Эти схемы обес-
печивают повышение помехозащищенности и термостабильно-
сти усилителя.
Схема, приведенная на рис. 3.16, предназначена для ис-
пользования на участках с электрической тягой постоянного
тока.
Повышение эффективности автоматической регулировки
усиления АРУ — одна из важных задач модернизации локомо-
тивного приемника УК 25/50. В качестве критерия эффектив-
ности действия АРУ в усилителях АЛСН используется пока-
затель tB — время восстановления чувствительности усилителя
при переходе с максимального уровня сигнала в рельсовой цепи
/Рм на нормативный ток /рн. На участках с электротягой посто-
янного тока 7рН=2 А. Этот ток примерно на 30% превышает
ток чувствительности локомотивного усилителя.
При переходе с большого уровня сигнала на меньший на вы-
ходе схемы АРУ наблюдается зона нечувствительности, что
обусловлено накоплением заряда в конденсаторах схемы АРУ.
Накопление заряда на конденсаторах приводит к изменению
чувствительности усилителя. При скачкообразном уменьшении
уровня входного сигнала происходит отпускание якоря реле И.
Время замыкания тылового контакта реле И и характеризует
эффективность схемы АРУ. По мере разряда конденсаторов чув-
ствительность усилителя восстанавливается.
79
Повышение эффективности действия АРУ увеличивает по-
мехоустойчивость локомотивного приемника при гармонических
и импульсных помехах в случае относительно высокого уровня
полезного сигнала. Как правило, уровень полезного сигнала при
приближении к питающему концу рельсовой цепи значительно
превышает нормативный ток срабатывания локомотивного при-
емника. Помехи при этом могут быть существенно ниже полез-
ного сигнала, но также превышать нормативную чувствитель-
ность. Если автоматически повысить ток срабатывания локомо-
тивного приемника до уровня действующего в данный момент
полезного сигнала, то помехи, меньше сигнала по уровню, не
будут вызывать сбоя в нормальной работе АЛСН.
Для повышения эффективности действия АРУ необходимо
увеличить сопротивление резисторов R8 и R16. При этом умень-
шается ток смещения через диоды Д1 и Д6 и увеличивается
постоянная времени разряда конденсаторов С5 и С7. Вследст-
вие уменьшения порога ограничения диодов Д1 и Д6 заряд кон-
денсаторов С5 и С7 начинается при меньшем уровне сигнала.
Повышение эффективности ограничено сверху. При слишком
эффективной АРУ в случае малого уровня сигнала и сильной
помехи увеличивается вероятность дробления сигнала. Такая
опасность особенно велика на станционных некодируемых рель-
Рис. 3.16. Схема модернизированного приемника УК 25/50М
80
совых цепях в случае, когда питание осуществляется навстречу
движению. При наличии относительно низкого уровня непре-
рывного сигнала сильная помеха, накладываясь на сигнал, мо-
жет раздробить его и, кроме того, загрубить чувствительность
усилителя и увеличить время его восстановления. Для исклю-
чения указанного явления в схеме АРУ, состоящей из диодов
Д1 и Д6, конденсаторов С5 и С7 и резисторов R8, R16, приме-
нена нелинейная обратная отрицательная связь между входом
АРУ и выходом второго каскада усилителя. Осуществляется она
с помощью дополнительного резистора R24 (см. рис. 3.16 и
3.17). Введение отрицательной обратной связи способствует то-
му, что автоматическая регулировка усиления начинает дейст-
вовать только при достижении определенного уровня сигнала,
в результате чего характеристики АРУ усилителя значительно
улучшаются.
Действие отрицательной обратной связи нелинейно. При
увеличении уровня входного сигнала в 2—3 раза по сравнению
с чувствительностью усилителя транзистор Т2 работает в режи-
ме ограничения и дальнейшее увеличение входного сигнала не
изменяет величины сигнала отрицательной обратной связи. С
учетом нелинейной отрицательной обратной связи ток смеще-
ния диодов Д1 и Д6 уменьшается от 0,1 до 0,052 мА. По срав-
Рис. 3.17. Схема универсального приемника типа УК 25/50М
81
нению со схемой усилителя УК 25/50 (см. рис. 3.12) при мо-
дернизации изменяется схема включения конденсатора С7 и
диода Д6. Это изменение обусловлено необходимостью обеспе-
чения одинакового режима работы при усилении обеих полу-
волн принимаемого сигнала. Токи смещения диодов Д1 и Д6
зависят от напряжений на резисторах R9 и R10, имеющих раз-
ные сопротивления. Чтобы обеспечить одинаковые токи смеще-
ния диодов Д1 и Д6, сопротивление резисторов R8 и R16 выб-
рано соответственно 100 и 150 кОм вместо 39 кОм.
Изменение режима работы АРУ и введение нелинейной от-
рицательной обратной связи уменьшило величину сигнала на
входе схемы АРУ, в связи с чем потребовалось увеличить коэф-
фициент усиления предыдущего каскада. Это достигнуто с по-
мощью дополнительного транзистора Т5 (см. рис. 3.17), вклю-
ченного по схеме эмиттерного повторителя. Кроме того, увели-
чены сопротивления резисторов R5 и R7, что повысило коэф-
фициент усиления каскада на транзисторе Т1. Указанные тех-
нические решения по увеличению коэффициента усиления по-
зволили обеспечить требуемую чувствительность локомотивно-
го приемника на участках с любым видом тяги.
На участках с электрической тягой постоянного тока уро-
вень сигнала в рельсах (не менее 2 А) является достаточным
для обеспечения работоспособности локомотивного приемника
с модернизированной схемой АРУ. Поэтому при модернизации
может применяться схема, приведенная на рис. 3.16, в кото-
рой дополнительный усилительный каскад не устанавлива-
ется.
На рис. 3.18 и 3.19 приведены основные характеристики
АРУ до модернизации (кривая 1) и после модернизации (кри-
вая 2) усилителя для участков с электрической тягой постоян-
ного тока. Характеристики представляют собой зависимость
выпрямленного напряжения АС7с на конденсаторах АРУ и вре-
мени восстановления чувствительности усилителя tB от тока в
рельсовой цепи 7Р. Время tB является обобщающим параме-
тром, характеризующим эффективность действия АРУ. Оно оп-
ределяется как время, в течение которого чувствительность уси-
лителя после прекращения тока 1Р останется ниже номиналь-
ной (т. е. фактический ток срабатывания более 2 А). Время
tB при включении тока, соответствующего 10-кратной перегруз-
ке, составляет 1 с.
Из приведенных характеристик видно, что после модерниза-
ции схема АРУ эффективно вступает в действие и надежно за-
щищает короткие паузы от импульсных помех при токе в рель-
82
совой цепи 7Р=3 А, тогда как до
модернизации такой же эффект
достигался только при токе
/Р= 12 А.
При защите длинного интер-
вала от помех необходимо иметь
в виду, что для правильной ра-
боты дешифратора достаточно
защитить только начальный про-
межуток его до момента отпуска-
ния счетчика 1, т. е. в течение
0,25—0,28 с, так как после от-
пускания якоря счетчиком 1 лож-
ные срабатывания реле //дешиф-
ратором не фиксируются вплоть
до полного деблокирования всех
счетчиков.
После модернизации схемы
АРУ защита длинного интерва-
ла от импульсных помех обеспе-
чивается при токе /р=4,5 А, а
до модернизации при токе 7Р=
= 30 А. В реальных условиях по-
вышение устойчивости работы
АЛСН наблюдается при токах в
рельсовой цепи 3 А, так как при
этом надежно защищаются ко-
роткие паузы. Вероятность же
срабатывания импульсного реле
от помех в незащищенном проме-
жутке времени длинного ин-
тервала (0,15 с) и притом в трех
соседних кодовых циклах подряд
(что необходимо для получения
сбоя) существенно снижается для
подавляющего большинства блок-
участков. Исключение составля-
ют только блок-участки, которые
расположены на затяжных подъ-
емах, где машинисты системати-
чески пользуются песком, начи-
ная со входа рельсовой цепи. Для
повышения устойчивости работы
ленного напряжения Д£/с на
конденсаторах АРУ от тока /р
в рельсовой цепи
Рис. 3.19. Зависимость времени
восстановления чувствительно-
сти усилителя tB от тока /р
в рельсовой цепи
Рис. 3.20. Графики, поясняющие
эффективность и помехозащит-
ные свойства АРУ
83
АЛСН на таких рельсовых цепях ток на входе их при шунтиро-
вании должен быть зимой (когда наблюдаются сильные поме-
хи) порядка 4,5—5 А.
Высокая эффективность действия АРУ позволяет успешно1
бороться не только с импульсными помехами, создаваемыми
тяговыми токами, но и с влияниями, вызываемыми ЛЭП. Для
правильной работы локомотивных устройств АЛСН в зоне вли-
яния ЛЭП необходимо, чтобы величина напряжения кодовых
сигналов на входе усилителя превышала величину помехи от
ЛЭП. Эффективность и помехозащитные свойства АРУ характе-
ризуют графики, изображенные на рис. 3.20. Здесь представле-
ны зоны защищенности усилителя от непрерывной гармониче-
ской помехи частотой 50 Гц (например, от влияния ЛЭП) при
воздействии помехи в фазе с полезным сигналом (кривые 1) и
в противофазе (кривые 2). Помеха, представленная в виде то-
ка, протекающего по рельсам и эквивалентного сигнальному то-
ку, измеряется в амперах. На рис. 3.20 видно, что помехоза-
щищенность усилителя УК 25/50 до модернизации низкая и
практически не зависит от соотношения сигнал/помеха. После
модернизации усилителя помехозащищенность существенно вы-
ше, и она возрастает с увеличением уровня сигнального тока.
Применение более эффективной АРУ уменьшает также вре-
менные искажения кодовых импульсов. Эти искажения опреде-
ляются в значительной степени переходными процессами во
входном фильтре. Вследствие инерции фильтра напряжение на
его выходе устанавливается с задержкой во времени по экспо-
ненте и достигает значения напряжения срабатывания С7ср че-
рез время tcp. Величина /СР зависит от величины тока в рельсо-
вой цепи и порогового значения С7ср. Точно так же при оконча-
нии импульса тока в фильтре происходит затухающий колеба-
тельный процесс, и напряжение на выходе от своего установив-
шегося значения снижается до величины напряжения отпуска-
ния Uo через отрезок времени to. Величина to зависит от тока в
рельсовой цепи и порогового значения Uo-
Искажения импульса А/ представляют собой разность меж-
ду to и /ср
Д/ = to — top.
Параметры схемы АРУ необходимо выбрать таким образом,
чтобы при изменении уровня тока в рельсовой цепи изменя-
лись бы пороговые значения С7ср и Uo, а величины /СР и t0 были
бы примерно одинаковыми.
84
Усилитель УК 25/50 вносит собственные искажения пример-
но +0,04 с. Хотя эта величина лежит в пределах нормы
(+0,05 с), такое искажение увеличивает вероятность непра-
вильной расшифровки кодового цикла. При искажениях в рель-
совой цепи, превышающих норму, что иногда бывает в эксплу-
атации (например, при трансляциях), относительно небольшие
временные искажения, вносимые самим усилителем УК 25/50,
приводят к сбою в работе АЛСН. За счет введения более эф-
фективной автоматической регулировки усиления искажение
временных характеристик кодовых сигналов уменьшается и на-
ходится в пределах — 0,03 с -ь +0,02 с.
Параметры схемы АРУ выбраны с учетом параметров амп-
литудного ограничителя, функцию которого выполняют стаби-
литроны Д9 и ДЮ (типа КС156А), включенные последователь-
но встречно (см. рис. 3.16).
Применение амплитудного ограничителя на входе локомо-
тивного приемника является одним из способов защиты от им-
пульсных помех. При выборе параметров схемы учитывалось
требование обеспечения достаточно низкого порога ограничения
для защиты от помех в интервале и достаточно высокого поро-
га ограничения для защиты от помех во время импульса. Вы-
бранный уровень ограничения составляет около 10 А. Он оказы-
вается также приемлемым и с точки зрения ограничения дей-
ствия АРУ, т. е. стабилизации величины времени восстановле-
ния чувствительности усилителя при переходе с высокого уров-
ня сигнала в рельсовой цепи на низкий уровень сигнала.
В схеме универсального модернизированного усилителя (см.
рис. 3.17), предназначенного для применения при любом виде
тяги, высокопороговые стабилитроны не устанавливаются. Ог-
раничение времени прекращения работы импульсного реле при
переходе локомотива с одного блок-участка на другой достига-
ется путем ограничения сигналов в коллекторной цепи первого
каскада, который входит в режим насыщения, так как коэффи-
циент усиления каскада увеличен в 2 раза.
В связи с обеспечением достаточной эффективности автома-
тической регулировки усиления во втором каскаде необходи-
мость в схеме АРУ для первого каскада отпадает. Поэтому при
модернизации из схемы (см. рис. 3.12) исключаются диод Д7
и резисторы R1 и R17.
Для повышения термостабильности характеристик приемни-
ка УК 25/50 при модернизации в цепь отрицательной обратной
связи транзистора Т2 устанавливается терморезистор R23 типа
ММТ4 8,2 кОм с отрицательным температурным коэффициентом
85
пит
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧИСЛОВОЙ АЛСН
4.1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ
В типовой системе числовой кодовой автоматической локо-
мотивной сигнализации, используемой на дорогах СССР, а
также ряда зарубежных стран, обеспечение безопасности дви-
жения основано на применении устройств периодической про-
верки бдительности и устройств абсолютного двухступенчато-
го контроля скорости при красном с желтым и красном огнях
локомотивного светофора. Однако эти устройства не позволяют
техническими средствами полностью предотвратить возмож-
ность проезда запрещающего сигнала светофора поездом, иду-
щим с достаточно высокой скоростью 1>кж —504-60 км/ч, при
периодическом нажатии рукоятки бдительности. Кроме того,
типовые устройства АЛСН не решают в полной мере техниче-
скими средствами вопросы обеспечения безопасности при дви-
жении поездов по боковым некодируемым станционным путям.
В то же время известно, что почти половина всех проездов
запрещающих сигналов в настоящее время приходится на вы-
ходные сигналы, а из них подавляющая часть проездов падает
на выходные светофоры некодируемых путей.
Типовые устройства АЛСН в условиях высокой интенсивно-
сти движения, когда поезда часто следуют на желтый огонь
светофора, сдерживают пропускную способность участков. Это
обстоятельство связано с тем, что машинист, опасаясь экстрен-
ной остановки при проследовании сигнала с желтым огнем со
скоростью выше иКж, заблаговременно снижает скорость дви-
жения при появлении на локомотивном светофоре желтого ог-
ня. При этом снижается средняя скорость движения поездов
по участку и пропускная способность линий. Указанные недо-
статки типовой системы АЛСН объясняются ограниченностью
информации на локомотиве о расстоянии до препятствия, ха-
рактеристиках поезда, пути и т. д. Отсутствие указанной ин-
формации, естественно, снижает пропускную способность ли-
86
ний и среднюю скорость движения поездов. Например, отсутст-
вие информации о длине блок-участка и профиле пути за жел-
тым огнем светофора потребовало приближения поездов к жел-
тому огню со скоростью 1>кж, так как тормозной путь тяжело-
весного состава при максимальном расчетном спуске и скоро-
сти 1>кж составляет длину минимального блок-участка. Другие
условия — порожний состав, максимальный расчетный подъем
и максимальная длина блок-участка •— приводят к преждевре-
менному снижению скорости и задержкам в движении поездов.
На рис. 4.1 приведены расчетные траектории движения по-
езда, иллюстрирующие изложенные выше соображения. При
этом в случае реализации реальной траектории при длинах
блок-участков, близких к максимальным (рис. 4.1, б), суммар-
ный проигрыш времени хода по сравнению с идеальным случа-
ем составляет 53 с.
С момента создания типовой системы АЛСН до настоящего’
времени предлагался ряд технических решений, позволяю-
щих устранить указанные недостатки. Одним из первых
решений являлась система АЛС с контролем скоро-
сти [15]. В этой системе каждому сигнальному показанию ло-
комотивного светофора присваивается определенная величина
максимально допустимой скорости. Превышение ее ведет к при-
нудительной остановке поезда, если машинистом не будут при-
няты меры к снижению скорости до требуемой сигнальным
показанием величины с помощью служебного торможения. Гра-
фик контролируемых скоростей показан на рис. 4.2. Для обес-
печения требований безопасности при проезде проходного сиг-
нала с красным огнем путевые устройства АЛС дополняются
защитными участками, назначение которых — исключить пода-
Рис. 4.1. Траектории движения поезда по
а — при коротких блок-участках; б —
сигналам автоблокировки и АЛС:
при длинных блок-участках
87
контроля контроля контроля
Рнс. 4 2. Примерный вид кривой
скорости движения поезда
Экстренное
торможение
чу кодовых сигналов АЛС перед
путевым сигналом с красным ог-
нем при нахождении поезда на
защитном участке. В данной си-
стеме поезд ограждается двумя
светофорами, сигнализирующи-
ми красным огнем, до освобож-
дения защитного участка (рис.
4,3, а) и одним красным — после
его освобождения (рис. 4,3, б).
Длина защитного участка /зу
определяется тормозным путем
при экстренном торможении от
скорости и2 (7зу=400 м). Проезд
красного огня со скоростью бо-
лее и3 вызывает экстренное тор-
можение, которое не может быть
предотвращено машинистом.
Данный алгоритм работы си-
стемы достигается взаимодейст-
вием дешифратора локомотивной
сигнализации с контактами ско-
ростемера и контрольно-пневма-
тическим реле, контролирующим
принятие машинистом мер к
служебному торможению поезда.
Это решение имеет ряд недо-
статков:
1)	снижение пропускной спо-
собности линии по сравнению с
типовой системой из-за необхо-
димости увеличения пространст-
венного интервала L между поез-
дами на величину Zy в соответст-
вии с рис. 4.4, где показаны схе-
мы движения поездов- при трех-
значной сигнализации с разгра-
ничением тремя блок-участками;
2)	сложность регулировки за-
щитных участков;
3)	отсутствие решений по
созданию защитных участков
входных и выходных светофоров.
88
Рис. 4.4. Схемы движения поездов при трехзначной сигнализации с разгра-
ничением тремя блок-участками:
а — без защитного участка; б — с защитным участком
Дальнейшее совершенствование устройств АЛСН связано с
передачей на локомотив информации о расстоянии до препят-
ствия и формирования на основе этой информации ступенча-
той программы контроля скорости. На рис. 4.5 показан гра-
фик контролируемых скоростей в системе непрерывно-точечно-
го контроля скорости НТКС [16], обеспечивающей повышение
пропускной способности линий и безопасности движения поез-
дов. Эта система позволяет реализовать максимально допусти-
мую скорость с/тах при движении поездов на зеленый и жел-
тый огни путевого светофора. При движении по красному с
желтым огню локомотивного светофора разрешается движение
со скоростью Утах до точки А, находящейся на расстоянии
h (800—1000 м) от закрытого сигнала; движение со скоро-
стью У1 — до точки В, находящейся на расстоянии /г от закры-
того сигнала; движение со ско-
ростью Уг — до точки С; движе-
ние до точки D — со скоростью
менее Превышение в указан-
ных точках допустимой скорости
приводит к экстренному тормо-
жению. Предупреждение о сни-
жении скорости или остановке
перед запрещающим сигналом
машинист получает заблаговре-
менно свистком ЭПК и загорани-
ем цифр на индикаторе допусти-
мой скорости ИДС. Дальнейшее
движение на запрещающий сиг-
нал и его проезд возможны толь-
-----------1 if
I
-о 1-0 А В
L.	"
гГ	х	j
Ж______*	*
ГрыВЗПл СрыВ 3flt\
Рнс. 4 5. График контролируе-
мых скоростей в системе НТКС
89
Рис. 4.6. Функциональная схема локомотивной сигнализации с непрерывно-
точечным контролем скорости
ко после остановки поезда перед запрещающим сигналом на рас-
стоянии Z4 в точке D и со скоростью не более из.
В данной системе решается также вопрос ограничения ско-
рости движения по боковым некодированным путям.
Указанные эксплуатационные задачи в системе НК.ТС реша-
лись путем установки перед каждым светофоров на расстоянии
li неуправляемого одночастотного путевого индуктора ОИ
(рис. 4.6).
На локомотиве при этом помимо устройств АЛС (локомо-
тивного приемника ЛП и дешифратора Д) использовались при-
емники точечной сигнализации ПТС, измеритель пути ИП, вы-
лолненный на релейно-контактных элементах, индикатор допу-
стимой скорости ИС. Перед входными сигналами на расстоянии
А устанавливаются управляемые двухчастотные дополнитель-
ные индукторы ДИ, обеспечивающие при электромагнитном
взаимодействии с локомотивными индукторами ограничение
скорости до величин Vi и о2 при приеме на боковой путь.
Как показано на функциональной схеме рис. 4.6. система
путевой блокировки ПБ на основе реальной поездной ситуации
формирует команду АЛС, шифратор Ш сообщает определен-
ные признаки передаваемому в рельсовые линии сигналу, фор-
мируемому путевым передатчиком ПП. Эти сигналы восприни-
маются локомотивным приемником ЛП и далее воздействуют
на дешифратор Д, зажигающий на локомотивном светофоре
Л С соответствующий огонь.
90
При движении локомотива на красный огонь путевого све-
тофора на расстоянии Ц от последнего в результате взаимо-
действия путевого индуктора ОИ с приемником точечного сиг-
нала ПТС вырабатывается сигнал, запускающий измеритель
пути, который работает от датчика пути ДП, связанного с коле-
сом Кл. На основе обработки информации, поступающей от де-
шифратора Д, измерителя пути ИП, измерителя фактической
скорости ИС и приемника точечных сигналов ПТС, контроль-
ный орган КО управляет индикатором допустимой скорости
ИДС и электропневматическим клапаном ЭПК, воздействую-
щим на тормозную магистраль ТМ. Задача машиниста заклю-
чается в том, чтобы реализовать фактическую скорость движе-
ния в каждой точке пути ниже допустимой, определяемой сту-
пенчатой кривой, изображенной на рис. 4.5.
По сути, рассмотренная система является системой с много-
ступенчатым контролем скорости. Эта система не нашла при-
менения вследствие ряда конструктивных недостатков, в част-
ности, отсутствовал контроль повреждений путевого индуктора;
измеритель пути также полностью не отвечал требованиям без-
опасности движения поездов.
В [11] описана система программного снижения скорости
поезда ПСС, которая в значительной степени сочетает в себе
эксплуатационные качества описанных выше систем с контро-
лем скорости и непрерывно-точечного контроля скорости. В этой
системе при превышении контролируемой скорости машинист
может предотвратить экстренное торможение служебным тор-
можением. Программа приближения к красному огню выполне-
на с большим количеством градаций контролируемых скоро-
стей, т. е. достаточно плавной.
Система ПСС позволяет при соответствующих длинах блок-
участков движение по желтому огню локомотивного светофора
без ограничения скорости.
Дальнейшее совершенствование устройств АЛС было связа-
но с передачей на локомотив более полной информации, необ-
ходимой для определения допустимой скорости движения поез-
да в каждой точке пути, а также с применением более совре-
менной элементной базы для создания устройств определения
фактической Оф и допустимой од скоростей движения поезда и
их сравнения.
Интервальное регулирование должно вестись на основе вы-
полнения следующего неравенства L^ST, где L — расстояние
до препятствий; ST — тормозной путь, величина которого яв-
ляется сложной функцией ST = f (у- br; ©0; i; In) и зависит от
91
скорости, предшествующей торможению и\ удельной тормозной
силы Ьт, удельного сопротивления движению ш0, профиля пу-
ти i в месте торможения и длины поезда Zn-
При известных характеристиках поезда и его тормозных
средствах шо; 6Т; In, а также при заданном профиле пути i рас-
стояние до препятствия L однозначно определяет допустимую
скорость движения в каждой точке пути vn.
Непосредственно процесс интервального регулирования осу-
ществляется на основе выполнения неравенства	Таким
образом, если исходить из того, что на локомотиве известны
характеристики поезда, то величина ад в каждой точке пути
определяется расстоянием до препятствия L и профилем пу-
ти i. Препятствия, требующие ограничения скорости поезда
или его остановку, совмещены с границами блок-участков.
В разрабатываемых системах интервального регулирования
текущее расстояние до ближайшего сигнала определяется путем
передачи на локомотив на границах каждого блок-участка ин-
формации о длине данного блок-участка /бУ и дальнейшем вы-
читании из записанного расстояния величины пути, пройденной
поездом от начала блок-участка. Информация об усредненном
профиле, пути на каждом блок-участке может быть также пере-
дана на границах блок-участка. При этом в конце каждого
блок-участка полностью исчерпывается информация о длине и
профиле пройденного блок-участка.
4.2 МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О ДЛИНЕ
И ПРОФИЛЕ БЛОК-УЧАСТКА
Устройства передачи информации предназначены для пре-
образования информации о длине впередилежащего блок-уча-
стка и профиле пути в электрический сигнал и передачи этого
сигнала на локомотив. К этим устройствам предъявляются
следующие требования: обеспечение надежности передачи ин-
формации с требуемой точностью; защищенность от трансфор-
мации информации, приводящей к опасной ситуации; простота
реализации путевых передающих и приемных локомотивных
устройств; стабильность работы в условиях воздействия реаль-
ных дестабилизирующих факторов.
Проанализируем известные в настоящее время методы пере-
дачи информации о длине и профиле пути с точки зрения по-
ставленных требований. Один из методов [17] заключается в
передаче по рельсовой линии сигналов повышенной частоты.
92
Совместно с кодовыми сигналами системы АЛС на питающем
конце рельсовой цепи передаются сигналы более высокой ча-
стоты, причем аккордная комбинация частот характеризует
длину последующего блок-участка, а также усредненный про-
филь пути на нем. Для образования сигналов применен парал-
лельный код из четырех различных частот ft, fz, /з и на все
сочетания. При этом общее число возможных градаций длин
4
блок-участков 2 Q= 15. Длина передается ступенями через
т=1
200 м, начиная с 400 м и кончая 2800 м. Для передачи кон-
кретной длины блок-участка производится суммирование элек-
трических сигналов нескольких генераторов. Отсутствие в коде
какой-либо частоты или невосприятие ее локомотивными уст-
ройствами расценивается на локомотиве как информация о за-
ниженной длине блок-участка, что не нарушает условий без-
опасности движения.
Профиль пути передается генераторами, частоты которых
несут информацию о подъеме fs или площадке fe. Отсутствие в
передаче этих частот расценивается на локомотиве как инфор-
мация о спуске на блок-участке. Восприятие частотных сигна-
лов производится приемными катушками АЛС при подходе по-
езда к концу блок-участка на расстояние примерно 200 м. Не-
достатком рассмотренного способа передачи является сложность
приемо-передающей аппаратуры. Увеличение числа градаций
длин блок-участков, а также профилей приводит к еще боль-
шему усложнению аппаратуры.
В [18] описан способ передачи информации методом им-
пульсной модуляции несущей частоты 600 кГц у каждого сиг-
нала. Информация передается при помощи шлейфа длиной
10—12 м, уложенного внутри колеи, с использованием число-
вого кода. Отличительной особенностью этого способа являют-
ся большой объем и высокая точность передаваемой информа-
ции. Основной недостаток — сложность комплекса приемо-
передающих устройств, а также трудность реализации схемы
приемных устройств, устойчивой к опасным отказам.
В основу способа передачи информации о длине впереди-
лежащего блок-участка, также описанного в [18], положен
принцип физического моделирования длины блок-участка Абу
пропорциональными длинами модели. В качестве модели
(рис. 4.7) могут быть использованы: путевые индукторы ПИ
(рис. 4.7, а), специально выделенные участки рельсовых нитей
(рис. 4.7, б) или короткие шлейфы проводов (рис. 4.7, в). Из
практических соображений наиболее предпочтительным с экс-
93
плуатационной точки зрения оказался вариант моделирования
с помощью участков рельсовых нитей (см. рис. 4.7, б). При
этом длина запитываемого от напольного генератора НГ уча-
стка рельса /Р определяется на основе следующего соотно-
шения:

^бу
Кп + 1
где Кп — коэффициент подобия.
Структурная схема устройств, поясняющая принцип дейст-
вия системы определения расстояния до конца блок-участка,
приведена на рис. 4.8. Основными элементами схемы являются
датчик пути ДП, вырабатывающий импульсов за один оборот
колеса Кл, приемная антенна А, на выходе которой включен
приемник Пр, воздействующий на управляющее устройство УУ.
Информация с пути на локомотив о длине впередилежащего
блок-участка передается за время проследования приемной ан-
тенной запитываемого участка рельса, расположенного за
каждым путевым сигналом. При входе антенны в зону дейст-
вия этого участка рельса срабатывает приемник Пр и, воздей-
ствуя на управляющее устройство УУ, подключает выход дат-
чика пути ДП, вырабатывающего /С импульсов за один оборот
колеса Кл, к суммирующему входу реверсивного счетчика PC.
Число импульсов, зафиксированных в счетчике PC при просле-
довании участка пути длиной 1Р, пропорционально длине впе-
редилежащего блок-участка.
Определение текущей координаты движения, т. е. расстоя-
ния, оставшегося до конца блок-участка, осуществляется локо-
мотивным устройством после выхода антенны из зоны действия
запитываемого участка рельса, обесточивания приемника и пе-
реключения управляющим устройством выхода датчика пути к
входу вспомогательного счетчика ВС, коэффициент пересчета
которого равен Ка- Выход вспомогательного счетчика подклю-
чен к вычитающему входу реверсивного счетчика. Текущее зна-
Рис. 4.7. Варианты моделирования блок-участка с использованием:
а — путевых индукторов; б — рельсовых нитей; q — проводов шлейфов
94
Рис. 4.8. Устройства определения
расстояния до конца блок-участка
Рис. 4.9. График изменения э.д.с.
в антенне
чение числа импульсов, хранящихся в реверсивном счетчике в
каждой точке пути, пропорционально расстоянию, оставшемуся
до конца блок-участка.
Ошибки в данной системе при определении текущего рас-
стояния до сигнала связаны с ошибками записи информации и
считывания. Основными погрешностями являются:
а)	ошибка дискретности, которая определяется тем, что за
один оборот колеса вырабатывается конечное число К импуль-
сов. При /С=16 и коэффициенте подобия 7СП=64 каждому им-
пульсу, поступающему на реверсивный счетчик, соответствует
расстояние около 12 м. Ошибки дискретности распределены по
закону равномерной плотности;
б)	ошибки, связанные с юзом и боксованием колесной пары,
от которой работает датчик пути. Для уменьшения величины
этих ошибок целесообразно в качестве измерительной колесной
пары использовать неведущую колесную пару;
в)	ошибки, связанные с уходом параметров приемо-пере-
дающего тракта — чувствительности приемника и тока в рель-
совом контуре — от номинального значения.
На рис. 4.9 показана общая картина изменения э. д. с. в
антенне при ее перемещении в зоне взаимодействия с запиты-
ваемым участком рельса. Из рис. 4.9 видно, что в условиях ко-
лебания чувствительности приемника и изменения тока в рель-
совой нити на активном участке от /тт до /тах зона взаимодей-
ствия локомотивных и путевых устройств меняется от величи-
ны /пнп до /max- Экспериментальные исследования позволили
установить, что погрешность передаваемой информации о дли-
не блок-участка в реальной аппаратуре вследствие нечеткости
границы активного участка не превышает ±12 м. Величина
этих ошибок распределена по нормальному закону.
95
Рис 4 10 Вариант построения путевых устройств
Большей точности при записи информации о длине блок-
участка можно добиться, если использовать вариант путевых
устройств, показанный на рис. 4.10. На одной рельсовой нити
выделяются два активных участка путем подключения к точ-
кам А и В, С и D выходов путевого генератора АВ и CD.
Между ними образуется пассивный участок ВС. При следова-
нии локомотива в зоне взаимодействия с путевыми устройства-
ми AD сигнал воспринимается антенной. Приемное устройство
находится под током при проследовании участков АВ и CD, а
на участке ВС локомотивный приемник обесточен.
Если в качестве модели длины блок-участка принять рас-
стояние между точками Л и С, то точки начала и конца записи
информации о длине блок-участка фиксируются на локомотиве
возбуждением частотных приемников. При этом происходит
компенсация ошибок, связанных с изменением чувствительно-
сти приемника и величины тока на выходе путевого генерато-
ра. Кроме этого, указанный на рис. 4.10 способ дает возмож-
ность при помощи длины участка АВ передавать дополнитель-
ную информацию, например, о профиле пути на блок-участке
или о расстоянии до пассажирской платформы, находящейся
в пределах данного блок-участка. Последняя информация не-
обходима для реализации задачи прицельной остановки.
В этом случае при вступлении на первый по ходу поезда ак-
тивный участок пути АВ срабатывает локомотивный прием-
ник. За время проследования поезда по участку АВ в реверсив-
ном счетчике зафиксируется число импульсов, соответствующее
передаваемой информации о профиле пути (или о расстоянии
до платформы).
В точке В частотный приемник обесточивается. При этом
фиксируется профиль, запись же информации о длине блок-
участка продолжается. В точке С вновь срабатывает локомо-
тивный приемник. При этом фиксируется длина блок-участка и
датчик пути отключается от суммирующего входа реверсивного
счетчика.
96
С момента выхода антенны поезда на участок CD начи-
нается отсчет текущего расстояния. Необходимо отметить, что
длиной участка CD может быть смоделирована дополнитель-
ная информация, например, о радиусе кривой в пределах блок-
участка.
Особенностью выбранного способа передачи информации с
пути на локомотив о длине впередилежащего блок-участка и
определения текущего расстояния до сигнала является практи-
чески пренебрежимое влияние изменения диаметра колеса (из-
нос бандажа) на точность измерения. Эта особенность опреде-
ляется тем, что определяющая длину блок-участка длина рель-
совых нитей и сама длина блок-участка измеряются одной и
той же мерой, т. е. длиной окружности колеса. Устройства пе-
редачи информации о длине и профиле блок-участка являются
основой системы автоматического управления торможением.
4.3. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ТОРМОЖЕНИЕМ САУТ
Система автоматического управления торможением (САУТ)
предназначена для повышения безопасности движения поездов,
предупреждения проездов запрещающих сигналов и улучшения
использования пропускной способности линий.
В плане выполнения указанных задач САУТ реализует сле-
дующие управляющие функции: контроль максимально допу-
стимой на участке скорости движения поезда, а в случае ее
превышения — автоматическое служебное торможение до уста-
новленной величины; плавное автоматическое регулирование
скорости движения поезда служебным торможением до полной
остановки перед запрещающим сигналом на расстоянии 50 м до
него с заданной точностью ±20 м; при следовании поезда к
входному сигналу с двумя желтыми огнями осуществляет
контроль максимально допустимой скорости, а в конце блок-
участка — плавное автоматическое снижение скорости до
50 км/ч; при движении поезда по некодированному станцион-
ному пути — контроль допустимой скорости движения по боко-
вым путям, а на расстоянии необходимого тормозного пути пе-
ред маршрутным выходным сигналом, имеющим запрещающее
показание, — отключение тяги и автоматическое служебное
торможение до полной остановки перед сигналом.
Все указанные функции реализуются с безусловным выпол-
нением требований безопасности движения поездов.
4—1667	97
Рис. 4.11. Структурная схема системы автоматического управления тормо-
жением
Система САУТ выдает машинисту следующую информацию:
при движении поезда по блок-участку или по станции о рассто-
янии до сигнала, к которому приближается поезд; о разнице
между фактической и допустимой скоростями движения; о
приеме поезда по главному или боковому пути станции при
проследовании предвходного светофора, если маршрут приема
подготовлен и входной светофор открыт.
В комплекс САУТ входят следующие устройства:
1)	система путевой блокировки и АЛС, обеспечивающие
передачу на локомотив информации о показании впередистоя-
щего сигнала;
2)	система электропневматических тормозов поезда, являю-
щегося объектом регулирования;
3)	локомотивные блоки, выдающие машинисту соответст-
вующую информацию и обеспечивающие определение допусти-
мой и фактической скоростей движения поезда и их сравнение
с целью воздействия на тормозные устройства;
4)	путевое и станционное оборудование, обеспечивающее
передачу на поезд информации о длинах блок-участков и ха-
рактере маршрута приема на главный или боковой путь у
предвходного и входного сигналов, а также о длине перегона
при полуавтоматической блокировке.
Функциональная схема устройств САУТ [19. 20] изображе-
на на рис. 4.11. Передача информации с пути на локомотив
осуществляется в начале каждого блок-участка или перегона
98
Рис. 4.12. Расположение аппаратуры и использование частот САУТ
на участках с автоблокировкой (а) и полуавтоматической блокировкой (б)
(при полуавтоматической блокировке) за время проследования
антенной активного участка рельсовой нити Zp с использовани-
ем принципа физического моделирования, описанного выше. При
этом для участков с автоблокировкой коэффициент подобия
Кп = -^-1
zp
берется равным 64, а для участков с полуавтоматической бло-
кировкой
‘р
берется равным 256.
Питание активного участка рельсовой нити осуществляется
от путевых (напольных) генераторов НГ, установленных у
проходных светофоров. Эти генераторы питают рельсовую цепь
синусоидальным током частотой f1 = 19,6 кГц, а у выходных
сигналов станций при полуавтоматической блокировке частотой
)2 = 23 кГц. Генераторы, установленные у предвходных и вход-
ных сигналов, работают на частотах f3 = 27 кГц и f4 = 31 кГц
при приеме на главный и боковой пути соответственно.
Расположение путевой аппаратуры и порядок использования
частот путевых генераторов при автоблокировке и полуавтома-
4*	99
тической блокировке показаны на рис. 4.12. При полуавтомати-
ческой блокировке отмена торможения перед входным сигна-
лом, имеющим разрешающее показание, достигается за счет
кодирования участка перед этим сигналом.
Для обеспечения высокой надежности путевых устройств
используется холодное резервирование путевых генераторов с
автоматическим включением резерва при помощи переключаю-
щего устройства ПУ (см. рис. 4.11). Переключение на резерв
осуществляется в случае уменьшения выходного тока основного
генератора НГ1 ниже номинального значения. Обеспечение
безопасности движения на локомотиве при повреждениях эле-
ментов аппаратуры обеспечивается за счет применения дубли-
рующих полукомплектов и контрольной схемы, осуществляю-
щей проверку взаимного соответствия этих комплектов.
При движении приемной антенны А над активным участ-
ком рельсовой цепи 1Р, получающей питание от путевого гене-
ратора, срабатывает один из приемников блока частотных при-
емников БЧП, настроенный на соответствующую частоту. При
этом информация о длине впередилежащего блок-участка от
датчиков пути и скорости ДПС1 и ДПС2 вводится последова-
тельным двоичным кодом в измерители пути ИП1 и ИП2, пред-
ставляющие собой двоичные реверсивные счетчики.
Количество импульсов, выработанных за время движения
антенны на активном участке рельсовой цепи, фиксируется из-
мерителями пути. Датчики пути и скорости, установленные на
осях первой и второй колесных пар, за один оборот вырабаты-
вают 16 прямоугольных импульсов напряжения. Для бандажа
диаметром 1 м каждый импульс датчика соответствуем прой-
денному поездом пути А» 0,2 м. Блок частотных приемников
запоминает также частоту сигнала путевого генератора и
управляет работой блоков программных скоростей БПС1 и
БПС2.
После выхода антенны А с активного участка /Р рельсовой
цепи измерители пути работают в режиме вычитания импуль-
сов, поступающих от датчиков пути и скорости с увеличением
коэффициента пересчета в число раз, равное коэффициенту
подобия Кп (техническая реализация данной задачи пояснена
на рис. 4.8).
Текущее расстояние до конца блок-участка соответствует
значению двоичного кода в измерителях пути, которые управля-
ют работой цифро-аналоговых преобразователей в блоках про-
граммных скоростей БПС1 и БПС2. Программы допустимых
скоростей формируются путем преобразования двоичного кода,
100
1-См	НЭ з	К*
Рис. 4.13. Кривые, поясняющие принцип работы системы САУТ
зафиксированного в измерителях пути, в аналоговую величину.
Реальное воспроизведение расчетных допустимых траекторий
движения поезда осуществляется в системе цифро-аналоговы-
ми блоками программных скоростей, выполненными на основе
цифровых управляемых проводимостей, осуществляющих нели-
нейное преобразование восьмиразрядных двоичных кодов на
выходе измерителя пути в напряжение постоянного тока. Так
как допустимая скорость в каждой точке пути определяется как
расстоянием до впередистоящего светофора, так и показанием
этого светофора, указанное преобразование осуществляется в
зависимости от показаний АЛСН.
Каждый блок программной скорости вырабатывает одно-
временно две расчетные кривые движения (рис. 4.13): Uo —
напряжение, пропорциональное расчетной кривой скорости дви-
жения Vo, по которой реализуется отпуск тормозов; UT — на-
пряжение, пропорциональное расчетной кривой скорости дви-
жения ит, по которой реализуется торможение. Эти кривые
разнесены по скорости на величину 5 км/ч и по пути на 12 м
в точке прицельной остановки.
Измерение фактической скорости движения поезда осущест-
вляется измерителями скорости, осуществляющими преобра-
зование частоты следования импульсов на выходе датчиков
пути и скорости в пропорциональные величины напряжения по-
стоянного тока и ?7ф2.
Элементы сравнения ЭС1—ЭС4 осуществляют непрерывное
сравнение фактических скоростей с программными.
101
При движении поезда по зеленому и желтому огням АЛСН
(см. рис. 4.11), если путевой светофор не требует ограничения
скорости, элементами сравнения ЭС1 и ЭС2 контролируется
превышение максимально допустимых скоростей v0 и ит, а эле-
ментами сравнения ЭСЗ и ЭС4 осуществляется контроль уп-
равляющих функций при следовании поезда на запрещающий
сигнал.
Если фактическая скорость u$i превышает программную
По, соответствующую напряжению t/oi, срабатывает элемент
сравнения ЭС1, который воздействует на блок управления тор-
мозами БУТ, отключающий тягу и подающий питание на от-
пускные вентили. Далее поезд следует в режиме выбега и,
если при этом скорость движения поезда превысит величину
пт(пт = по + 5=итахд), срабатывает элемент сравнения ЭС2,
осуществляющий ступень торможения электропневматическим
тормозом ЭПТ.
После снижения скорости до величины v0 осуществляется
отпуск тормозов. Для контроля исправности работы САУТ ис-
пользуется определенная последовательность срабатывания
элементов сравнения ЭСЗ и ЭС4, которые при зеленом и жел-
том огнях АЛСН сравнивают фактическую скорость движения
поезда с допустимой при движении на запрещающий сигнал.
При прохождении поезда по следующему блок-участку ра-
бочими элементами сравнения являются ЭСЗ и ЭС4, которые
на предыдущем блок-участке выполняли функции контроля ис-
правности САУТ, а контроль работоспособности осуществлялся
элементами ЭС1 и ЭС2. Таким образом, на каждом блок-уча-
стке блоком контроля исправности БКИ проверяется взаимное
соответствие функционирования дублирующих полукомплектов.
Нарушение установленной последовательности срабатывания
элементов сравнения, свидетельствующее о возникновении сбоя
или отказа в одном из дублирующих комплектов, вызывает ав-
томатическое выключение устройств САУТ и восстановление
контроля скорости и бдительности по системе АЛСН, о чем
машинисту подается соответствующий сигнал.
При движении поезда на запрещающий сигнал (см.
рис. 4.13) полукомплекты дублируют друг друга и каждый
блок программной скорости вырабатывает две расчетные тра-
ектории равнозамедленного движения до полной остановки
поезда перед закрытым сигналом. При этом ограничение скоро-
сти движения осуществляется так же, как при следовании по
зеленому и желтому огням. В этом случае все органы сравне-
ния являются рабочими.
102
Аналогично решаются задачи ограничения скорости при
приеме поезда на кодируемые и некодируемые боковые пути
станции. При этом после проследования предвходного сигнала
и запоминания частоты 31 кГц, принятой от путевого генерато-
ра, блоки программных скоростей в начале блок-участка выра-
батывают напряжение, пропорциональное допустимой скорости,
а в конце блок-участка программные траектории скоростей
плавно снижаются до значений по = 47 км/ч и ит = 52 км/ч.
При движении поезда по боковым некодируемым путям стан-
ции блоки программных скоростей вырабатывают напряжение,
пропорциональное допустимым скоростям ио = 47 км/ч и
^т = 52 км/ч, а на расстоянии тормозного пути программные
траектории скоростей плавно снижаются до нуля перед сиг-
налом.
Как указывалось выше, САУТ обеспечивает управление по-
ездами не только на перегонах, но и при движении их по стан-
циям. Длины же маршрутов приема (а в ряде случаев и мар-
шрутов отправления), которые должны быть переданы на локо-
мотив, различны. Длина маршрута определяется длиной бес-
стрелочных и стрелочных путевых участков, входящих в марш-
рут, и длиной приемо-отправочного пути. Так как информация
о длине маршрута приема должна передаваться на локомотив
у входного светофора, а информация о том, на какой путь при-
нимается поезд (а следовательно, и какова длина маршрута
приема), имеется на посту централизации, для передачи этой
информации предусмотрено специальное устройство телеуправ-
ления между постом централизации и входным светофором.
Это же устройство телеуправления обеспечивает передачу
на входной сигнал информации о приеме поезда на главный
или боковой путь. При помощи системы телеуправления осуще-
ствляется коммутация длины активного участка рельсовой цепи
за входным светофором в зависимости от длины маршрута
приема, а также подключение к рельсовой цепи путевого гене-
ратора, работающего на частоте /з при приеме на главный
путь, или генератора, работающего на частоте ft при приеме
на боковой путь.
Количество градаций длин активного участка, а следова-
тельно, и количество управляющих команд системы телеуправ-
ления определяются количеством маршрутов приема, отлича-
ющихся друг от друга не менее чем на 10 м. Обследование ря-
да станций нескольких железных дорог позволило установить,
что максимальное количество таких маршрутов в горловине не
превышает десяти.
103
42
ю
Аппаратура
централизации
Схема
формирования
команВ теле-
управлений—
Пост
централизации
ОСН
Линейная
цепь
Релейный шипу входного светофора
Рис. 4.14. Структурная схема устройств передачи информации о длине
маршрута приема
Устройства телеуправления должны быть устойчивы к опас-
ным отказам. При любой возможной неисправности на локо-
мотив не должна быть передана информация о длине, превы-
шающей фактическую длину установленного маршрута приема
или отправления.
На рис. 4.14 показана возможная реализация устройств те-
леуправления с использованием амплитудного и полярного
признаков постоянного тока и комбинированных электромеха-
нических реле в качестве приемников, обладающих пороговыми
свойствами и чувствительностью к полярным качествам тока.
Возбуждение соответствующего включающего реле В током
определенной полярности обеспечивает подключение к путево-
му генератору НГ того участка рельсовой цепи, который соот-
ветствует длине маршрута приема.
Система, показанная на рис. 4.14, обеспечивает передачу
пяти команд телеуправления. При приеме поезда на главный
путь схема формирования команд телеуправления выдает в ли-
нейную цепь сигнал максимальной амплитуды, от которого сра-
батывает реле ВЗ, отключающее реле В1 и В2. При этом уча-
сток af рельсовой цепи получает питание от путевого генерато-
ра частотой fa.
При приеме поезда на боковой дуть (маршрут приема на
который максимален) в линейную цепь подается сигнал обрат-
ной полярности с уровнем, достаточным для срабатывания ре-
ле В2, но недостаточным для срабатывания реле ВЗ. При
104
этом участок рельсовой цепи al получает питание от путевого
генератора частотой ft.
Максимальное число однотипных включающих реле В, под-
ключаемых к одной паре кабельных жил линейной цепи, огра-
ничивается допустимой величиной кратковременной перегрузки
и определяется выражением
где С/пер — допустимое напряжение кратковременной пере-
грузки для выбранного типа реле;
К3; Кв — коэффициенты запаса и возврата реле;
7Р — рабочий ток реле;
/?р — сопротивление реле.
Величина ограничивающего сопротивления, включаемого
последовательно с обмоткой реле, находится по выражению
где Ri — сопротивление в i-й ветви цепи;
— сопротивление в (i—1)-й ветви цепи.
На станциях с малым числом маршрутов приема для пере-
дачи команд телеуправления могут быть использованы только
полярные или только амплитудные качества тока.
УНИФИЦИРОВАННАЯ ЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
5.1.	ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ
В унифицированной частотной системе автоматической ло-
комотивной сигнализации (АЛСУ) сигнальные показания коди-
руются различными частотами тока. При выборе сигнальных
частот учитывалось, что на участках с электрической тягой по-
стоянного тока возможно появление четных гармоник частоты
50 Гц, а на линиях с электрической тягой переменного тока —
нечетных гармоник. Поэтому для защиты от мешающего влия-
ния тягового тока сигнальные частоты размещаются между
гармониками тягового тока: /2 — 125 Гц; /3 = 175 Гц; /4=225 Гц;
f5=275 Гц; f6 = 325 Гц и fr = 375 Гц.
Частота fi = 75 Гц не используется, так как она применя-
ется для передачи сигналов в эксплуатируемой системе АЛС
числового кода. Более высокие частоты также не используются
ввиду того, что при колебаниях частоты сети частота гармони-
ческой составляющей тягового тока может заметно смещаться
в сторону сигнальной частоты, а это усложнит защиту уст-
ройств АЛСУ от мешающего влияния тягового тока.
Для получения необходимого количества сигналов в АЛСУ
применены сочетания двух непрерывных частот из шести. При
этом образуются 15 различных кодовых сигналов, что доста-
точно для передачи информации о допустимых скоростях дви-
жения с учетом возможного развития системы в перспективе.
Уровни сигналов выбраны исходя из уровня и длительности
импульсных помех постоянного тягового тока, поскольку ин-
тенсивность импульсных помех на линиях с электрической тя-
гой переменного тока значительно ниже, чем на линиях с элек-
трической тягой постоянного тока, вследствие меньшей величи-
ны основной составляющей тягового тока.
Защита устройств АЛСУ от влияния непрерывных (гармони-
ческих) составляющих помех тягового тока осуществляется вы-
бором характеристик затухания электрических фильтров.
106
Защитить приемник от воздействия импульсных помех при
помощи электрических фильтров не представляется возмож-
ным. При воздействии этих помех в фильтрах приемников воз-
никают кратковременные затухающие колебания с частотой,
совпадающей с частотой сигнала (настройки фильтра). От то-
ка помехи могут кратковременно сработать выходные исполни-
тельные реле приемника. Средствами защиты исполнительных
реле от импульсных помех являются увеличение порога сра-
батывания приемника (и соответственно увеличение уровня
сигнала) и, что наиболее эффективно, увеличение длительно-
сти восприятия сигнала приемным реле.
Ниже указано, каким токам в рельсовой цепи соответствует
наибольшая помеха (на каждой из выбранных сигнальных ча-
стот) на выходе фильтра с полосой пропускания 18—20 Гц при
длительности ее действия	0,2—0,4 с:					
Частота тока, Гц 75 Эквивалентный ток помехи, А, при дли- тельности:	125	175	225	275	325	375
0,2 с	—	0,4	0,29	0,22	0,18	0,15	0,13
0,4 с	—	0,16	0,10	0,10	0,08	0,06	0,05
Минимальный уро		0,36	0,27	0,20	0,18	0,16	0,14
вень сигнала, А
Здесь же указаны уровни сигнального тока в рельсах при
замедлении на срабатывание приемных реле не менее 0,5 с.
Практически замедление на срабатывание приемных реле вы-
бирается в пределах 0,5—1,2 с. Это обеспечивает надежную за-
щиту приемных устройств от воздействия импульсных помех
тягового тока.
Уровни сигналов в рельсах приняты в 2—3 раза выше зна-
чений эквивалентных токов помех с длительностью 0,4 с, что
дает возможность установить порог срабатывания приемных
устройств выше тока помехи с такой длительностью и тем са-
мым дополнительно улучшить защиту.
5.2.	ПЕРЕДАТЧИКИ ЧАСТОТНЫХ КОДОВЫХ СИГНАЛОВ
Структурная схема передающих (путевых) устройств АЛСУ
приведена на рис. 5.1.
Так как сигналы АЛСУ передаются сочетанием двух частот
из шести, для одновременной передачи двух частот применя-
ют
редающих устройств АЛСУ
ются два комплекта передающих
устройств. Каждый комплект
включает в себя путевой генера-
тор ПГ-АЛС, путевой усилитель
ПУ-1 и путевой фильтр 1ФП-
АЛС. Контактами путевых и
сигнальных реле автоблокировки
АБ каждый из путевых генера-
торов настраивается на передачу
одной из шести частот. Блок
генератора (рис. 5.2) содержит
выпрямитель, сглаживающий фильтр и задающий генера-
тор. Переменный ток промышленной частоты 50 Гц на-
пряжением 17 В для питания генератора подается на вход 1—2
и выпрямляется посредством выпрямительного моста, состав-
ленного из диодов Д1, Д2 и стабилитронов ДЗ, Д4. С помощью
стабилитронов и резисторов R9—R12 одновременно осуществля-
ется стабилизация питающего напряжения для повышения ста-
бильности генерируемых колебаний при изменении напряжения
питающей сети промышленной частоты.
Устранение пульсаций в выпрямленном токе осуществляет-
ся посредством электролитического конденсатора С8. Задаю-
щий генератор LC выполнен на транзисторе Т1. Рабочий ре-
жим транзистора задается с помощью делителя напряжения из
резисторов R6, R7 и резистора R8, включенного последователь-
но с нагрузкой. Колебательный контур генератора образуют
Рис. 5.2. Путевой генератор ПГ-АЛС
108
Частота настройкиГц	Вход	Выход
125	11-21	42-21
175	13-21	
225	22-2!	
275	62-21	
325	61-21	
Рис. 5.3. Схема фильтра ФП-АЛС
индуктивность трансформатора Тр1 и емкость конденсатора
Cl, С2, СЗ, С4, С5 или С6. В эмиттерную цепь транзистора
включена обмотка 2—3 трансформатора, являющаяся частью
индуктивности колебательного контура. С помощью обмотки
<3—6, включенной в цепь эмиттер—база, обеспечивается поло-
жительная обратная связь, необходимая для генерации незату-
хающих колебаний. Индуктивность колебательного контура вы-
полнена из высокодобротного магнитного материала, обеспечи-
вающего достаточную стабильность генерируемых колебаний.
Перестройка частоты генерируемых колебаний осуществля-
ется контактами сигнальных и путевых реле, подключающими
один из шести конденсаторов к контуру генератора. С помо-
щью резисторов R1—R6 обеспечивается одинаковое напряже-
ние на выходе 3—4 генератора при генерировании колебаний
различных частот. На рис. 5.2 указаны частоты генерируемых
колебаний в зависимости от внешних перемычек генера-
тора.
С выхода 3—4 генератора сигнал поступает на вход двух-
каскадного путевого усилителя ПУ-1 (см. рис. 5.1), осуществля-
ющего усиление сигналов. С выхода усилителя сигнал через
путевой фильтр ФП-АЛС поступает в рельсовую цепь.
Фильтр (рис. 5.3) содержит индуктивность L и емкость
конденсатора С. Настройка фильтра в резонанс на частоту
передаваемого сигнала осуществляется изменением индуктив-
ности колебательного контура. Для этого обмотка индуктивно-
сти секционирована и ее секции выведены на различные зажи-
мы блока. Выходное напряжение снимается с конденсатора С.
Фильтр служит для разделения источников сигналов АЛС
друг от друга и от сигналов рельсовой цепи, для защиты при-
боров питающего конца рельсовой цепи от воздействий тягового
109
тока и его гармонических составляющих, ограничивает сиг-
нальный ток при шунтировании питающего конца рельсовой
цепи, подавляет посторонние сигналы, возникающие при обра-
зовании и усилении сигналов.
5.3.	ПРИЕМНИКИ ЧАСТОТНЫХ КОДОВЫХ СИГНАЛОВ
Локомотивные приемно-дешифрирующие устройства АЛСУ
включают в себя шесть приемников непрерывных частот и схе-
му декодирования, обеспечивающую 15 выходов посредством
комбинаций выходных сигналов двух приемников из шести.
Принципиальные схемы всех шести приемников одинаковы.
Приемники отличаются лишь параметрами элементов фильт-
ров.
Схема одного канала локомотивного приемника (рис. 5.4)
включает в себя входной фильтр ФЛ, входной усилитель У1,
пороговое устройство ПУ, являющееся одновременно ограни-
чителем уровня, промежуточный фильтр ФП, выходной усили-
тель У2, выходной фильтр ФВ, выпрямитель В и приемное ре-
ле Р данного канала.
Входной фильтр ФЛ типа т подавляет сигналы смежных
каналов, гармоник тягового тока и другие помехи, поступаю-
щие с приемных катушек локомотива на вход фильтра вместе
с основным сигналом. Индуктивности контуров выполнены на
броневых сердечниках из высокодобротного и термостабильно-
Рис. 5.4. Принципиальная схема одного канала локомотивного приемника
110
го материалов. Конструктивно фильтр выполнен в виде от-
дельного функционального узла, который включает в себя ка-
тушки индуктивности и конденсаторы. Для повышения ста-
бильности всех его параметров в условиях повышенной вибра-
ции, влажности и колебания температуры окружающей среды
элементы фильтра залиты пенополиуретаном.
Фильтр обеспечивает затухание на соседних гармониках тя-
гового тока не менее 26 дБ, ширина полосы пропускания со-
ставляет 18—20 Гц. Выходной контур фильтра нагружен на
входное сопротивление двухкаскадного усилителя У1, выпол-
ненного на транзисторах Tl, Т2 и обеспечивающего усиление
сигнала до уровня, который необходим для срабатывания поро-
гового устройства. В качестве порогового устройства применен
триггер, выполненный на транзисторах ТЗ и Т4. Для повыше-
ния стабильности порога срабатывания триггера и чувстви-
тельности приемника в целом питающее напряжение входного
усилителя и триггера стабилизируется стабилитроном Д и ре-
зистором R17. Благодаря высокому коэффициенту возврата
порогового устройства достигается относительно высокий ко-
эффициент возврата всего приемника (около 0,8). При наличии
сигнала достаточного уровня триггер срабатывает с частотой
сигнала. Чувствительность триггера выбирается из условия его
срабатывания на граничных частотах полосы пропускания и
токе в рельсах, в 1,4 раза превышающем ток чувствительно-
сти на номинальной частоте.
Сигнал с выхода триггера подается на промежуточный
фильтр ФП. Благодаря ограничению уровня сигнала, подава-
емого на вход фильтра из коллекторной цепи транзистора Т4,
производится дополнительное надежное подавление помех.
Фильтр ФП представляет собой систему из двух резонанс-
ных контуров с индуктивной связью. Оба контура настроены
на частоту принимаемого сигнала для получения полного ре-
зонанса во втором колебательном контуре.
Двухкаскадный выходной усилитель У2, выполненный на
транзисторах Т5 и Тб, предназначен для получения необходи-
мой выходной мощности. На выходе усилителя включен выход-
ной фильтр ФВ для исключения ложного срабатывания прием-
ного реле Р от пульсаций питающего напряжения в слу-
чае пробоя транзистора Тб. От выходного фильтра через
выпрямительные диоды Д1 и Д2 возбуждается приемное
реле Р.
Приемник питается от источника постоянного тока напря-
жением 12 В.
111
5.4.	СХЕМЫ ДЕКОДИРОВАНИЯ
И ВКЛЮЧЕНИЯ СИГНАЛЬНЫХ РЕЛЕ
Схема декодирования (рис.
5.5) построена так, что на один
из 15 выходов подается питание
(для возбуждения соответствую-
щего сигнального реле) при ус-
ловии, что локомотивным прием-
ником приняты две несущих ча-
стоты и сработали приемные реле
двух каналов приемника. Если
сработали три и более приемных
реле или только одно реле, то
питание не подается ни на один
из выходов схемы декодирова-
ния. Тем самым осуществляется
числовая защита от поврежде-
ний и помех тягового тока.
Примерное распределение ча-
стот кодовых комбинаций и вы-
ходов на сигнальные реле пока-
зано в табл. 5.1. Кодовые ком-
бинации расположены по старшинству, начиная с самой стар-
шей комбинации 23. При приеме самого старшего кодового
сигнала срабатывают приемные реле 2Р, ЗР и подается питание
на самое старшее сигнальное реле 15С. При этом будет разре-
шаться самая высокая скорость движения.
При сигнале 67 срабатывают реле 6Р, 7Р и подается пита-
ние на самое младшее сигнальное реле, разрешающее наимень-
шую скорость.
При распределении частот учитывалось требование невоз-
можности получения более старшего сигнала при повреждениях
в колебательных контурах генераторов и фильтров.
При повреждениях может уменьшиться емкость или индук-
тивность, в результате чего резонансная частота контура повы-
шается.
Из табл. 5.1 видно, что при повышении любой из несущих
частот на локомотиве реализуется более младший сигнал.
Приемные реле 2Р—7Р и монтаж схемы декодирования раз-
мещаются в блоке приемников. При недостаточном количестве
контактов приемных реле включаются их повторители. Обрывы
и залипания приемных реле и их повторителей контролируют-
112
ся схемой декодирования (действует числовая защита). При
неисправностях обесточивается реле соответствия сигнального
блока.
Схема включения сигнальных реле для случая использова-
ния 10 кодовых сигналов приведена на рис. 5.6. Схема содер-
жит 10 сигнальных реле 1С—ЮС, два реле соответствия CPlvi
СР2, их повторители ПСР1 и ПСР2, конденсатор С1 и диоды
Д1—ДИ. Сигнальные реле двухобмоточные, ниже первого
класса надежности. В качестве реле соответствия в принципе
должно быть применено реле I класса. В данной схеме вклю-
чены два реле соответствия ниже I класса надежности, кон-
такты которых включаются последовательно, и замыкание яко-
ря реле контролируется схемным путем. Конденсатор С1 обес-
печивает необходимое время замедления на отпускание реле
СР1 и СР2 (около 2,0 с). Для обеспечения одновременного
отпускания якорей в цепь разряда конденсатора включены
контакты обоих реле соответствия. Диоды Д1—ДИ создают
небольшое замедление (около 0,1 с) на отпадание сигнальных
Таблица 5.1
Номер кодовой комбинации	Условное обозна- чение кодовой комбинации	Принимаемые частоты, Гц	Срабатывают приемные реле	Выход на сигналь- ное реле
1	67	325 и 375	6Р, 7Р	1С
2	57	275 и 375	5Р, 7Р	2С
3	56	275 и 325	5Р, 6Р	ЗС
4	47	225 и 375	4Р, 7Р	4С
5	46	225 и 325	4Р, 6Р	5С
6	45	225 и 275	4Р, 5Р	6С
7	37	175 и 375	ЗР, 7Р	7С
8	36	175 и 325	ЗР, 6Р	8С
9	35	175 и 275	ЗР, 5Р	9С
10	34	175 и 225	ЗР, 4Р	ЮС
11	27	125 и 375	2Р, 7Р	ПС
12	26	125 и 325	2Р, 6Р	12С
13	25	125 и 275	2Р, 5Р	13С
14	24	125 и 225	2Р, 4Р	14С
15	23	125 и 175	2Р, ЗР	15С
113
Рис. 5.6. Схема включения сигнальных реле
реле, необходимое для удержания якоря на время перебрасы-
вания контакта. Резисторы R1 и R2 включены для предохра-
нения контактов реле от сваривания.
Реле соответствия выполняют следующие функции: обеспе-
чивают соответствие возбуждения сигнального реле принимае-
мой кодовой комбинации; обеспечивают временную защиту от
ложных срабатываний сигнальных реле при кратковременном
отпускании якорей приемных реле или их срабатывании от
воздействия помех; обеспечивают контроль залипания якоря
любого сигнального реле; совместно с реле бдительности БР
обеспечивают однократную проверку бдительности машиниста
при смене сигнала на более запрещающий; исключают про-
блески огней на локомотивном светофоре при смене по-
казаний.
114
Схема работает так. При отсутствии сигнала с пути и обес-
точенном состоянии всех приемных реле напряжение +50 В от
источника питания поступает на вход 0 и далее через размы-
кающие контакты всех сигнальных реле на обмотки реле соот-
ветствия СР1 и СР2. После срабатывания реле соответствия
возбуждаются их повторители ПСР1 и ПСР2.
При поступлении кодового сигнала и срабатывании соответ-
ствующих приемных реле, например 4Р и 7Р, подается питание
на выход 4 схемы декодирования (см. рис. 5.5), а с выхода 0
напряжение снимается. Реле СР1 и СР2 лишаются питания, од-
нако они удерживают некоторое время свои якоря за счет за-
медления, исключая срабатывание сигнального реле от помех.
По окончании замедления реле соответствия отпускают яко-
ря. Их повторители также обесточиваются. Через размыкаю-
щий контакт реле ПСР1 подается напряжение на нижнюю об-
мотку сигнального реле 4С. Последнее срабатывает, через его
замыкающий контакт с выхода 4 подается напряжение на ре-
ле СР1 и СР2, которые снова срабатывают. Сигнальное реле
4С остается под током за счет питания его верхней обмотки по
цепи блокировки (т. е. через его собственный контакт). Сброс
с блокировки этого реле происходит только при достаточно
длительном поступлении нового кодового сигнала и отпуска-
нии якоря реле соответствия.
При поступлении любого кодового сигнала всегда находит-
ся под током только одно сигнальное реле. Младшие реле не
возбуждаются. Схема построена таким образом, что обеспечи-
вает однократную проверку бдительности машиниста при сме-
не сигнала на более запрещающий (разрешающий меньшую
скорость движения). Для осуществления этих функций вклю-
чено реле бдительности БР. Нормально это реле всегда полу-
чает питание через контакты реле соответствия и свой собст-
венный контакт. При смене сигнала на более разрешающий,
например при получении сигнала 47, при котором срабатывает
сигнальное реле 4С, реле БР не обесточивается, так как во
время обесточивания реле СР и ПСР, срабатывания реле 4С
и последующего срабатывания реле СР и ПСР реле бдитель-
ности удерживает якорь за счет замедления, создаваемого
конденсатором С2 (около 0,5 с).
Если же происходит смена сигнала на более запрещающий,
например, пропадает питание на входе 4 и оно подается на
вход 2, в этом случае после обесточивания реле СР оно не
может возбудиться снова до тех пор, пока не обесточится реле
БР, так как через контакт последнего удерживается на бло-
115
кировке реле 4С и разрывает цепь возбуждения реле СР со
входа 2.
При обесточивании реле бдительности разрывается цепь
питания электромагнита ЭПК, раздается свисток и машинист
должен нажать на рукоятку бдительности РБ. При этом
срабатывает реле РБР, затем реле БР, и схема приходит в
нормальное состояние.
Отличительной особенностью схемы является обесточива-
ние реле соответствия не только при неисправностях, но также
при влиянии помех, приводящих к срабатыванию трех или
большего числа приемных реле. Такие условия, при которых
устройства не могут работать нормально, можно приравнивать
к повреждениям.
В цепь возбуждения реле соответствия при подаче питания
на входы 0 или 1 включены контакты повторителя сигнальных
реле ПС и'реле белого огня Б. Белый огонь на локомотивном
светофоре зажигается автоматически при вступлении локомоти-
ва на некодируемый участок, например, некодируемый путь
станции, а также при случайном прекращении приема кодово-
го сигнала на перегоне, если до прекращения приема кодового
сигнала на локомотивном светофоре горел желтый или зеленый
огонь.
Кроме того, предусматривается возможность зажигания
белого огня вместо красного при одновременном нажатии ма-
шинистом и помощником машиниста на рукоятку бдительности
и на вспомогательную кнопку при включении устройств для
движения по деповским путям.
Схема включения реле белого огня изображена на рис. 5.7.
Горение желтого или зеленого огня запоминается повтори-
телем 77С сигнальных реле 2С—ЮС. При обесточивании лю-
бого из этих сигнальных реле, пока реле ПС удерживает
Рис. 5.7. Схема включения реле белого огия
116
якорь за счет замедления,
срабатывает реле белого огня
Б и блокируется через свой
контакт.
При красном огне локомо-
тивного светофора, когда реле
ПС и 1С обесточены, реле бе-
лого огня может быть возбуж-
дено по вспомогательной цепи
при замыкании контактов
кнопки ВК и реле РБР, после
чего оно также блокируется.
Реле Б обесточивается при
срабатывании любого сиг-
нального реле. При этом, ес-
ли срабатывает одно из реле
2С—ЮС, реле бдительности
БР не обесточивается; одно-
кратная проверка бдительно-
сти отсутствует. Если же от
схемы декодирования посту-
пает питание на вход 1 (см.
рис. 5.6), то после отпускания
якорей реле СР1 и СР2 и сра-
батывания реле 1С реле со-
ответствия не могут возбу-
Рис. 5.8. Схема включения ламп
Локомотивного светофора
и указателя контролируемой скорости
диться до тех пор, пока не от-
пустит якорь реле БР, а затем и реле Б. Таким образом, при
смене белого огня локомотивного светофора на красный с жел-
тым обеспечивается однократная проверка бдительности маши-
ниста.
Для включения ламп локомотивного светофора (рис. 5.8)
используется по одному тройнику каждого сигнального реле,
чем исключается одновременное зажигание ламп красного и ка-
кого-либо другого огня. Выходы реле 2С—7С соединены пере-
мычками, так как при срабатывании любого из этих реле дол-
жен зажигаться желтый огонь. Размыкающий контакт реле
ДЗР включен в цепь лампы зеленого огня для контроля зали-
пания этого реле (оно может быть под током только при белом
огне).
Схема включения лампочек указателя контролируемой ско-
рости (для пассажирского поезда) также показана на рис. 5.8.
Эта схема построена аналогично схеме включения ламп локо-
117
мотивного светофора. При красном и красном с желтым огнях
локомотивного светофора на указателе показывается цифра
«О». При белом огне сигналы на указателе отсутствуют.
5.5.	СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ
И КОНТРОЛЯ БДИТЕЛЬНОСТИ
Принципиальная схема контроля скорости и бдительности
выполнена с учетом основного положения, заключающегося в
том, что каждому кодовому сигналу соответствуют две контро-
лируемые скорости: нижняя, при превышении которой включа-
ется периодический контроль бдительности, и верхняя, при пре-
вышении которой наступает автостопное торможение поезда.
Значения контролируемых скоростей для пассажирского по-
езда приведены в табл. 5.2.
Схема включения реле контроля скорости и периодического
контроля бдительности изображена на рис. 5.9.
В схеме применены следующие реле: реле К.С1, К.С2 выпол-
няют функции реле контроля скорости при всех сигналах, кро-
ме белого, и функции реле периодического контроля бдитель-
ности при всех сигналах, кроме зеленого; реле ДЗР предна-
значено для переключения периода проверки бдительности при
белом огне локомотивного светофора с 15 до 60 с; реле КБ1,
КБ2 предназначены для периодического контроля бдительно-
сти с периодом 60 с при белом огне и для предварительного
(перед свистком ЭПК) зажигания лампы контроля бдительно-
сти Л ДБ.
Таблица 5.2
Возбужде- но сигналь- ное реле	Контролируе- мая скорость, км/ч		Сигнализация		Возбужде- но сигналь- ное реле	Контролируе- мая скорость, км/ч		Сигнализация	
	нижняя	верх- няя	УКС	ПС		нижняя	верх- няя	УКС	ЛС
1С	0—10	120	0	КЖ	6С	120	160	120	Ж
2С	50	120	50	Ж	7С	140	160	140	Ж
ЗС	70	120	70	Ж	8С	160	160	160	3
4С	80	120	80	Ж	Б	0—10	160	.—	Б
5С	120	160	120	Ж	—	0—10	20	0	К
118
Для создания замедления
реле К.С1, КС 2 при контроле
бдительности с периодом 15 с
служит конденсатор С1. Сум-
марная емкость конденсато-
ров С1 и С2 обеспечивает за-
медление на отпадание реле
К.Б1, КБ2, равное времени пе-
риода контроля бдительности
60 с. Конденсатор С5 создает
замедление на отпадание ре-
ле КС1, КС2 порядка 4—5 с
для выключения на это время
свистка ЭПК при зажигании
лампы ЛК.Б. Конденсаторы
СЗ и С4 создают небольшое
замедление (около 0,5 с) для
удержания якорей реле при
кратковременных перерывах
цепи питания на контактах
сигнальных реле и реле соот-
ветствия в моменты смены
Рис 5 9. Схема включения реле
контроля скорости и контроля
бдительности
сигнала.
Контроль непревышения
скорости обеспечивается по-
дачей непрерывного питания
на реле КС1, КС2 через контакты сигнальных реле 2С—8С и
входы блока измерения скорости, соответствующие значениям
контролируемых скоростей.
При прекращении непрерывного питания, когда превышена
нижняя контролируемая при данном сигнале скорость, реле
К.С1, КС2 отпускают якоря, размыкается цепь ЭПК (см.
рис. 5 6) и раздается свисток. Машинист нажимает рукоятку
бдительности, срабатывает реле РБР (см. рис. 5.9), заряжа-
ется конденсатор С1. При отпускании рукоятки бдительности и
обесточивании РБР конденсатор С1 разряжается на реле КС1,
КС2 через контакты сигнальных реле 1С—7С, контакты реле
Б и входы измерителя скорости 120 и 160. Если все реле без
тока (горит красный огонь на локомотивном светофоре), то
напряжение с конденсатора С1 поступает на вход 20 измери-
теля скорости, т. е. контролируется непревышение скорости
20 км/ч. Реле КС1, КС2 удерживают якоря за счет разряда
конденсатора в течение 15—20 с. После отпускания якорей
119
реле вновь раздается свисток, и машинист снова должен на-
жать на рукоятку бдительности. При превышении верхней кон-
тролируемой скорости реле КС1, К.С2 не могут быть возбуж-
дены нажатием рукоятки бдительности и наступает автостопное
торможение поезда.
При движении по перегону с белым огнем машинист может
увеличить период проверки бдительности до 60—90 с нажати-
ем кнопки дополнительного замедления ДЗ. При этом сраба-
тывает и блокируется реле ДЗР, контактами последнего па-
раллельно конденсатору С1 подключается конденсатор С2,
питание с выхода измерителя скорости переключается на реле
КБ1, ДБ2, подключается лампочка ЛКБ. Теперь после нажа-
тия рукоятки бдительности сначала срабатывают реле. КБ1,
КБ2, затем непосредственно от источника питания 50 В воз-
буждаются реле КС1, КС2. После разряда конденсаторов С1,
С2 и отпускания якорей реле КБ1, КБ2 зажигается лампочка
ЛКБ, а реле КС1, КС2 продолжают удерживать якоря на
замедлении. Поэтому звучание свистка ЭПК исключается, если
машинист вновь нажимает рукоятку бдительности по светово-
му сигналу.
Реле ДЗР обесточивается при срабатывании любого из сиг-
нальных реле 1С—ЮС. Залипание якоря реле ДЗР (в качест-
ве которого берется реле ниже I класса) контролируется
включением его размыкающего контакта в цепь лампы зелено-
го огня (см. рис. 5.8).
Пря залипании якоря реле РБР (также применено реле ни-
же I класса) разрывается цепь питания реле КБ1, КБ2 и
КС1, КС2. Для исключения опасных положений при залипа-
нии якорей реле контроля скорости и контроля бдительности
(которые взяты также ниже I класса) применено дублирование
реле.
В приведенной схеме использованы контакты только сиг-
нальных реле 1С—8С, а реле 9С и ЮС являются резервными.
Все 10 реле могут быть использованы при контролировании
еще двух каких-либо скоростей. При этом схема соединения
контактов сигнальных реле со входами блока измерения скоро-
сти должна быть соответственно изменена.
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ НА МЕТРОПОЛИТЕНЕ
6.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АРС
Применение системы автоматического регулирования скоро-
сти (АРС) на метрополитене имеет своей целью повышение
пропускной способности линий при полном обеспечении требо-
ваний безопасности движения поездов и сокращение локомо-
тивной бригады до одного человека за счет улучшения условий
работы.
Система АРС представляет собой замкнутую систему регу-
лирования процесса движения поезда, содержащую комплекс
путевых и локомотивных устройств, обеспечивающих автома-
тическое регулирование скорости с таким расчетом, чтобы рас-
стояние до препятствия (занятая или неисправная 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
метрополитена (возможно применение АРС также и на приго-
родных электропоездах), оборудованных быстродействующими
и практически неистощимыми электрическими и электропнев-
матическими тормозами. За основу этой системы выбрана уни-
фицированная частотная система автоматической локомотивной
сигнализации, рассмотренная в предыдущей главе.
Структурная схема системы АРС изображена на рис. 6.1.
Информация о поездной ситуации подается при помощи
рельсовых цепей, выполняющих функции датчиков информа-
ции ДИ о свободности и занятости участков пути и линии свя-
зи между путевыми и поездными устройствами. В зависимо-
сти от поездной ситуации шифратор Ш, установленный на пу-
ти, осуществляет кодирование информации в частотном коде о
допустимой скорости движения. Генератор автоматической ло-
комотивной сигнализации ГАЛС, управляемый шифратором,
посылает в рельсовую линию непрерывные частотные сигналы.
Эти сигналы замыкаются через колесные пары и в приемных
121
катушках ПК, находящихся в магнитном поле переменного то-
ка, текущего по рельсам, наводится э.д.с. С приемных катушек
сигнал поступает в блок локомотивных приемников БЛП, со-
держащий несколько частотных приемников прямого усиления.
Количество этих приемников определяется числом команд о до-
пустимой скорости движения поезда ид.
Выходы локомотивных приемников подключены к входу
сигнального блока БС, осуществляющего дешифрирование при-
нятых команд. Блок БС выдает информацию о допустимой ско-
рости движения поезда, которая высвечивается на пуль-
те машиниста ПМ, а также поступает в контрольный ор-
ган ко.
Контрольный орган сравнивает допустимую скорость дви-
жения поезда с фактической »ф и в случае превышения послед-
ней подает команду в блок управления тормозами БУТ об ав-
томатическом снижении скорости до величины ид.
Измерение фактической скорости выполняется датчиком
скорости ДС, непосредственно связанным с осью колесной па-
ры и блоком измерения скорости БИС. В эксплуатируемой в
настоящее время системе АРС передается информация о сле-
дующих допустимых скоростях движения поезда: 80, 70, 60, 40,
О км/ч. При этом в случае приема информации о допустимой
скорости движения 0 км/ч или при отсутствии кодовых сигна-
лов о допустимой скорости машинисту разрешается движение
со скоростью менее 20 км/ч при нажатой кнопке бдительности
Рис. 6Л. Структурная схема системы АРС на метрополитене
122
КБ. При превышении фактической скорости над допустимой
блок управления тормозами осуществляет из головного вагона
по электрической магистрали хода поезда MX отключение тяги,
а по электрической магистрали торможения МТ подает коман-
ду о включении системы тормозов во всех вагонах; при этом в
каждом вагоне поезда собирается схема электрического тор-
можения ЭТ. Тяговые двигатели отключаются от контактной
сети и переключаются на генераторный режим.
Эффективность действия электрического тормоза в каждом
вагоне контролируется датчиком контроля электрического тор-
можения ДКЭТ. В случае отказа электротормоза происходит
автоматическое замещение на торможение от пневматического
тормоза с электрическим управлением ЭПТ, контроль функцио-
нирования которого осуществляет датчик контроля пневмати-
ческого торможения ДКПТ.
Процесс служебного торможения продолжается до тех пор,
пока фактическая скорость не уменьшится до допустимой, пос-
ле чего тормоза выключаются и продолжается движение на
выбеге (за исключением тех случаев, когда принята команда
ид = 0 км/ч и торможение продолжается до полной остановки).
Информация о торможении всех вагонов поезда в виде элек-
трического сигнала поступает по контрольной магистрали КМ в
головной вагон. Если в каком-либо вагоне не сработают элек-
трические или пневматические тормоза, контрольная электри-
ческая магистраль КМ не соберется и произойдет экстренное
пневматическое торможение от электропневматического клапа-
на ЭПК, который откроет воздушную магистраль поезда ВМ.
В этом случае процесс торможения продолжается до полной
остановки поезда.
В системе АРС предусмотрена возможность автоматическо-
го снижения эффективности торможения на открытых участ-
ках, что необходимо для предотвращения на таких участках
«юза» из-за плохого сцепления колес с рельсами. Для этого на
открытых участках в рельсовые цепи помимо частотного сигна-
ла о допустимой скорости движения подается непрерывный ча-
стотный сигнал — признак наземного участка — от дополни-
тельного генератора ГАЛСД на частоте, отличной от сигналь-
ной частоты. Этот сигнал воспринимается соответствующим ча-
стотным приемником, который воздействует на блок управления
тормозами БУТ, обеспечивающий требуемую интенсивность
торможения.
Устройства АРС в настоящее время используются как сов-
местно с сигналами автоблокировки, так и при погашенных
123
сигналах. В последнем случае путевые сигналы используются
для регулирования движения ночных хозяйственных поездов и
как резервная система регулирования движения дневных поез-
дов при неисправных поездных устройствах АРС.
6.2. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРИ АРС
Расчет пропускной способности ведется для попутного без-
остановочного движения поездов по перегону, при этом прини-
мается, что все поезда движутся в каждой точке пути с одина-
ковой скоростью. Наиболее тяжелые условия по сближению
поездов складываются вблизи остановочных платформ, так как
один из поездов имеет стоянку на станции и малую скорость
при отправлении, а следующий за ним поезд — высокую ско-
рость подхода к станции.
На рис. 6.2 изображен процесс сближения поездов вблизи
остановочной платформы при наиболее простой реализации си-
стемы АРС, когда // поезд приближается с максимальной
скоростью Umax- Очевидно, для обеспечения нормального дви-
жения (без дополнительных торможений, связанных с нагоном
II поездом / поезда) расстояние между поездами (пространст-
венный интервал) должно быть не менее
Аинт — 2/бл “1“ /п,
где /бл — длина блок-участка;
/п — длина поезда.
При этом длина блок-участка из условия обеспечения тре-
бований безопасности движения
^бл=5тп + ^з,	(6.1)
где 5тп — тормозной путь поезда при служебном торможении;
13 — защитный участок, вводимый для. обеспечения бе-
зопасности движения поездов.
Тормозной путь поезда состоит из трех составляющих
5тп 5ср.приб. Ч- 5подг 4“ 5служ.
Первая составляющая 5ср.приб определяет инерционность
приборов, т. е. на восприятие и расшифровку команд АРС не-
обходимо время /ср.приб= 1,25 с.
124
Рис. 6.2. Процесс сближения поездов вблизи остановочной платформы
Вторая составляющая 3Подг=итах йгодг определяется време-
нем подготовки, которое необходимо для отработки команд на
торможение. За время /Подг осуществляется выключение тяги,
а также сборка электросхемы вагона на электрическое тормо-
жение, при котором двигатель переключается на режим гене-
ратора, нагружаемого на активное сопротивление. Время под-
готовки для вагонов типа Ежз и Е принято равным 1 с.
Третья составляющая ЗСЛуж — собственно тормозной путь
поезда со скорости Umax, который определяется по законам рав-
нозамедленного движения
q ____ max
дслуж-^Гм/йо) ’
где b — замедление при служебном торможении;
i — профиль пути в месте торможения — положительная
величина на подъеме и отрицательная — на спуске.
Защитный участок 13 в выражении (6.1) определяется ве-
личиной разграничительного участка, т. е. минимальным рас-
стоянием от места остановки поезда до препятствия.
В расчетах принимается
/з=/разгр = 0,15Экс,
где Зэке — тормозной путь при экстренном пневматическом тор-
можении с максимальной скорости.
Для наземных и приравненных к ним участков, где не мо-
жет быть реализовано интенсивное торможение вследствие
плохого сцепления колес с рельсами, расчет длины блок-участ-
ка ведется по тем же формулам, где ЗСЛуж. назем. =
=:1,5 Зслуж. подз., ^разгр. назем.==1,6 /разгр. подз-
125
Интервал попутного следования Т между поездами опреде-
ляется как промежуток времени, когда // поезд занимает место
I поезда
Т = /дв + /т + /ст + /ух>	(6-2)
I I ____§
где /дв = —----------^2™. — время движения второго поезда с мак-
етах
симальной скоростью г»тах до Момента торможения;
/т = -Пщах/й +1/110 — время, затрачиваемое на торможение
с максимальной скорости до остановки у станционной
платформы;
/ст — время стоянки у станционной платформы (принято рав-
ным 30 с);
/ух — время ухода, в течение которого поезд освобождает
блок-участок в районе станционной платформы.
Величина /ух определяется следующим образом:
/ух =	a-J-Z/110	2’ еСЛИ 2 (а+ г‘/НО) 1(>л +	~ ^ст;
г	2	п
/' _ ^тах । I /	। f f	^тах |	1
Гух — a + Z/HO’T L бл п СТ 2(а-Н7110) J г>тах ’
V2
vmax	.	. <	.
если	2(а + //110) < /бл + Zn ~ ZcT-
В последних выражениях а — среднее ускорение поезда при
разгоне.
Рассмотренная выше модель движения поездов предполага-
ет, что в системе АРС расстояние между поездами определяет-
ся с точностью блок-участка, подходящий к станционной плат-
форме поезд начинает торможение с максимальной скорости
Umax, а скорость уходящего поезда в процессе движения по
станционному блок-участку не измеряется.
Существенное повышение пропускной способности может
быть достигнуто, если в некоторых точках станционного блок-
участка измерять фактическую скорость уходящего поезда и
при этом за точку прицельной остановки II поезда принять
точку на пути, где мог бы остановиться хвост I поезда при его
внезапной остановке наиболее эффективными тормозными
средствами. Задача измерения скорости уходящего поезда ре-
шается путевыми устройствами контроля скорости.
126
Рис. 6.3. Процесс сближения поездов при использовании устройств контроля
скорости:
а — в одной точке; б — в двух точках
На рис. 6.3, а показана поездная ситуация, соответствующая
минимальному интервалу между / и // поездами при использо-
вании устройств контроля скорости в одной точке К- Эта точка
выбрана таким образом, чтобы / поезд, разгоняясь в соответст-
вии с заданной программой, в точке К имел бы скорость ик,
при которой тормозной путь экстренного торможения (среднее
замедление Ьэк) был равен 11г т. е. хвост / поезда при экстрен-
ном торможении освобождает станционный блок-участок.
Скорость ик при этом может быть определена из следую-
щего уравнения:
9	2
/
4бл-Г‘п 1ст — 2(a + Z/H0) ' 2рэк-Н/1Ю) ’
откуда
а^бл + 'п-7^
_J_____.______!___
а + //110+ Ьэк +z/110
127
Интервал попутного следования определяется при этом сле-
дующим уравнением:
Т =/дв + 1т + fct + ^к,
, VK ________	1 Г 2(/6л + /п' /ст)
где	rK — a + z/no — а+цпод/ i	1
У а + </110 + Ьэк + </110
Таким образом, при наличии устройств контроля скорости,
задача которых заключается в определении того, что скорость
хвоста / поезда в точке К не ниже величины ик, рассчитанной
по выражению (6.3), сокращается интервал попутного следо-
вания, так как /к<(^ух; /ух).
Технически повышение пропускной способности достигается
тем, что при отсутствии устройств контроля скорости (см. рис.
6.2) разрешение на движение с заданной скоростью по блок-
участку перед станционной платформой поступает после полно-
го освобождения. / поездом блок-участка у станционной плат-
формы, а при наличии устройств контроля скорости в одной
точке (см. рис. 6.3, а) это разрешение поступает в момент про-
следования хвостом / поезда точки К йри его движении в этой
точке со скоростью не ниже ик.
Еще большего повышения пропускной способности можно
добиться при устройстве двух и более точек контроля скоро-
сти. На рис. 6.3, б показана схема расположения поездов с
минимальным пространственным интервалом Lnm для двух мо-
ментов времени при использовании двух точек контроля скоро-
сти 1К и 2 К-
Осуществляя первый контроль скорости в точке 1К, можно
перенести точку ограничения скорости // поезда в точку А' на
расстояние
, _ vik ,	1	, I \ .
к— 2 VX + Z/IIO-1" йэк + <7110;
Затем, осуществляя второй контроль скорости в точке 2К,
точка ограничения скорости переносится на конец блок-участка
(точка А"). Для реализации минимального интервала попут-
ного следования точка //( должна быть выбрана таким обра-
зом, чтобы время между переносами при реализации програм-
мной кривой разгона было
, Z1K
128
Необходимо отметить, что в практике реализуется не более
трех точек контроля, так как их дальнейшее увеличение, тре-
буя серьезных затрат, не приводит к существенному повыше-
нию пропускной способности.
Еще одним средством повышения пропускной способности
линии является ограничение скорости подхода поезда к стан-
ции. Рассмотренные выше схемы сближения поездов предпола-
гали, что II поезд идет с максимальной скоростью до момента
начала торможения к станционной платформе. Реально же в це-
лях экономии электроэнергии движение организуется так. Тя-
говые двигатели включаются при трогании со станции; далее
поезд с включенными тяговыми двигателями набирает прог-
раммную скорость и затем их отключает, после чего движение
поезда осуществляется в режиме выбега. При приближении к
станции скорость поезда обычно не выше 60 км/ч. Принуди-
тельно ограничивая допустимую скорость поезда на участке
подхода к станции, можно снизить пространственный интервал,
так как тормозной путь с уменьшением скорости сокраща-
ется.
При расчетах пропускной способности в случае ограничения
скорости подхода к станции действительны все приведенные
выше уравнения с заменой максимальной скорости Утах на до-
пустимую скорость подхода уд (обычно уд=404-60 км/ч). Ча-
сто также для обеспечения требуемой пропускной способности
на затяжных уклонах скорость снижают до 50—60 км/ч.
6.3. ВЫБОР ЧАСТОТ И УРОВНЕЙ СИГНАЛЬНОГО ТОКА
В системе АРС информация о допустимой скорости движе-
ния по каждому блок-участку передается непрерывной часто-
той. Как уже говорилось, для передачи информации использу-
ются пять частот. Для приема этих частот на локомотиве
установлены пять частотных приемников прямого уси-
ления.
Работа приемных устройств АРС осуществляется в услови-
ях воздействия импульсных и непрерывных помех тягового то-
ка. Действие непрерывных помех объясняется наличием в по-
стоянном тяговом токе, получаемом в результате шестифазного
выпрямления трехфазного тока, гармоник промышленной часто-
ты. При исправных устройствах выпрямления в тяговом токе
содержатся 6, 12, 18 .. гармоники, т. е. частоты 300, 600, 900 Гц
и т. д.
5—1667
129
Однако при ряде неисправностей в выпрямительных
устройствах, а также в случае несимметричной работы выпря-
мителей в тяговой сети могут появиться все гармоники, кратные
fn=50 Гц.
По приведенным в [21] данным составлены расчетные уров-
ни гармоник в обеих рельсовых нитях одного пути или в кон-
тактном рельсе при постоянном тяговом токе нагрузки 4000 А,
потребляемом при трогании с места одним длинносоставным
поездом:
Частота гармоники тока про- 50	100	150	200	250	300
мышленной частоты /г, Гц
Расчетный уровень гармоники 220	175	95	40	20	55
тока /г, А
Уровень мешающих воздей- 14,6 12,0	6,7 2,8	1,5 4,1
ствий /пг, А
В условиях метрополитена для передачи сигнальной инфор-
мации приняты следующие частоты:	fi= 75 Гц, /2= 125 Гц,
/з=175 Гц, Л=225 Гц и fc=275 Гц.
Для определения уровней сигнального тока, а также харак-
теристик входных фильтров частотных приемников, обеспечи-
вающих их надежную защиту от гармоник промышленной ча-
стоты, необходимо знать уровни мешающих воздействий на вхо-
де приемника.
Как указывалось в главе 3, мешающее воздействие на входе
приемника наблюдается лишь при наличии разности токов в
ходовых рельсах h—1ч. При этом ток помехи, сравнимый с
полезным сигналом в рельсовой линии, рассчитывается по сле-
дующему выражению:
I . А —
1п ~	2	’
Основной причиной наличия разности токов в ходовых рель-
сах метрополитена является несимметричное расположение
контактного рельса по отношению к ходовым рельсам, как это
показано на рис. 6.4. Вследствие этого взаимная индуктивность
между контактным и каждым из ходовых рельсов различна,
что и вызывает при наличии гармонических составляющих в
контактном рельсе появление разностного тока в ходовых
рельсах.
В [21] показано, что величина мешающих воздействий на
каждой частоте при нахождении поезда на расстоянии I от
130
питающего конца может быть определена по следующему урав-
нению:
/пг = К22пг К2 ~ 2дгсЬ7/+2вг shV) /r = Кп (6Л)
где Zki—ZK2 = 1,4-10-3 /г In——— разность удельных сопротивле-
ак1
ний, вносимых за счет взаимной индуктивности между
контактным и соответственно первым и вторым ходовы-
ми рельсами;
Znr — удельное сопротивление рельсовой петли на частоте со-
ответствующей гармоники;
f
Zg.r = -у- Z„.n — сопротивление путевого дросселя рельсовой це-
пи на частоте соответствующей гармоники (Zan — сопро-
тивление дросселя току промышленной частоты);
______	г
7г —VZnrgw ZBr = 1/ —^—постоянная распространения и
Г ^12
волновое сопротивление рельсовой линии на частоте соот-
ветствующей гармоники;
5*12 — удельная проводимость между рельсами.
На рис. 6.5 показана зависимость коэффициента помех Кп —
—/(/г) для рельсовых цепей наибольшей длины Z = 0,5 км при
£12 = 0,5 Ом-км-1 с дросселями —0,17еу80° иzan2=0,3ey80° Ом
(путевые дроссели с такими сопротивлениями применяются на
метрополитене). Приведенная зависимость совместно с расчетными
уровнями гармоник дает возможность определить по выражению
Контактный
рельс
Рис. 6.4. Расположение контактного
рельса по отношению к ходовым
5*
Рис. 6.5. Зависимость коэффициента
помех от частоты
131
(6.4) уровни мешающих воздействий в рельсах на приемные
устройства АРС от гармоник промышленной частоты.
Мешающее влияние рассчитанных уровней гармоник про-
мышленной частоты устраняется с помощью фильтров, имею-
щих требуемое затухание на соответствующих частотах.
На приемные устройства АРС воздействуют также импульс-
ные помехи вследствие неустановившихся процессов в цепи
тягового тока. Скачкообразное изменение тягового тока проис-
ходит или при изменении режима работы тяговых двигателей,
или при изменении величины переходных сопротивлений в цепи
тягового тока контактный рельс — лыжа токосъема; колесные
пары — ходовые рельсы. Известно, что уровень помехи на вы-
ходе фильтра при скачкообразном изменении входного сигнала
прямо пропорционален величине скачка и ширине полосы про-
пускания фильтра и обратно пропорционален средней частоте
канала, длительность же помех обратно пропорциональна по-
лосе пропускания фильтра.
Экспериментальным путем установлено [21], что при воз-
действии одиночных максимальных толчков тягового тока на
приемные фильтры АРС с полосой пропускания 15—20 Гц дли-
тельность помехи на выходе составляет 0,06—0,1 с. Действую-
щее значение максимальной амплитуды помехи на соответст-
вующих каналах, эквивалентное величине сигнального тока в
рельсовой линии, может быть определено следующим выраже-
нием:
/э=4-^-,	(6.5)
J к
где fK — средняя частота канала.
Максимальные толчки тягового тока наблюдаются доста-
точно редко — лишь при резком изменении режима тяговых
двигателей. При изменении же переходных сопротивлений в
цепи тягового тока величины мешающих воздействий в 3—4 ра-
за меньше рассчитанных по формуле (6.5). ТАким образом,
имея в виду использование в схеме приемных' устройств АРС
элементов временной селекции, чувствительность приемника
выбирается на уровне максимальных помех.
Чувствительность приемников по току в рельсах /р для
эксплуатируемой в настоящее время системы АРС приведена
ниже:
Частота сигнального тока fK, Гц 75	125	175 225 275
Чувствительность приемника /р, А 3,4	2,2	1,4	1,2 1,0
132
Для обеспечения нормальной работы приемных устройств
необходимо, чтобы уровень мешающих воздействий на выходе
фильтра был в 2—3 раза меньше уровня полезного сигнала.
Анализируя результаты, приведенные выше, можно сделать вы-
вод, что для нормального приема сигналов входные фильтры
должны обеспечивать подавление ближайших к сигнальной ча-
стоте гармоник примерно в 8—12 раз. При этом на выходе
входных фильтров уровень полезного сигнала будет превышать
уровень помехи не менее чем в 2 раза.
6.4. ПУТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА АРС
Путевые устройства АРС обеспечивают подачу частотных
сигналов заданного уровня в рельсовые нити под приемными
катушками поезда. Частотные сигналы посылаются в зависи-
мости от поездной ситуации путем наложения их на сигналь-
ную частоту 50 Гц, являющуюся рабочей частотой рельсовой
цепи. В состав путевых устройств АРС входят рельсовые цепи
и аппаратура образования частотных сигналов.
Рельсовые цепи. Ниже рассмотрены схемы рельсовых це-
пей с односторонним и двусторонним кодированием, каждая
из которых может быть использована при централизованном и
децентрализованном размещении аппаратуры.
Централизованное размещение аппаратуры предполагает,
что путевые устройства АРС и вся аппаратура рельсовой цепи
за исключением дроссель-трансформаторов размещена в стан-
ционных помещениях. При децентрализованном размещении вся
аппаратура находится в путевых шкафах на перегоне. В настоя-
щее время при строительстве новых линий и реконструкции
действующих внедряется система с централизованным разме-
щением аппаратуры. Централизованная система позволяет осу-
ществить вынос аппаратуры на расстояние до 2 км без дубли-
рования жил кабеля для рельсовых цепей длиной до 300 м
(практически максимальная длина рельсовых цепей).
При одностороннем движении используется схема рельсовой
цепи (рис. 6.6), в которой кодирование осуществляется с пи-
тающего конца. В этой схеме предусмотрена возможность на-
ложения частоты 325 Гц, являющейся признаком наземного уча-
стка (подключение дополнительного генератора ГАЛСД пока-
зано пунктиром).
В схеме рис. 6.6 источник питания рельсовой цепи — пи-
тающий трансформатор типа ПОБС-5А и источник частотных
133
Рис. 6.6. Схема рельсовой цепи с односторонним кодированием
сигналов — генератор АЛС (ГАЛС) — включены параллель-
но. Параллельный контур из реактора РОБС-ЗА и конденсато-
ра Сф емкостью 70 мкФ настроен на частоту 50 Гц, представля-
ет пробку для канала рельсовой цепи, а реактор РОБС-ЗА в
цепи питающего трансформатора исключает закорачивание то-
ков АРС питающим трансформатором. Конденсатор С емкостью
30 мкФ обеспечивает настройку питающего конца рельсовой
цепи в резонанс по частоте 50 Гц.
Коэффициент трансформации согласующего автотрансфор-
матора ПОБС-2А п=2, а дроссель-трансформатор ДТМ-0,17
имеет типовой коэффициент трансформации п=40. При указан-
ных коэффициентах трансформации сопротивление рельсовой
линии хорошо согласуется с параметрами элементов питающе-
го конца рельсовой цепи, а напряжение на элементах не пре-
вышает нормативной величины по требованиям техники безо-
пасности ({7Доп=250 В). Резистор R сопротивлением 40 Ом
обеспечивает ограничение тока АРС на повышенных частотах
(f>175 Гц) при закорачивании поездом питающего конца
рельсовой цепи. Применение двух путевых реле, контакты ко-
торых в исполнительных цепях включены последовательно,
практически исключают возможность опасной ситуации из-за
застревания сектора реле в верхнем положении.
Генератор частоты ГАЛС выдает в рельсовую цепь импуль-
сы прямоугольной формы, которые содержат большой уровень
третьей гармоники (порядка 30% основной гармоники). При
этом в случае подачи в рельсовую цепь- сигнальной частоты
134
75 Гц одновременно на выходе генератора присутствует значи-
тельный уровень на частоте 225 Гц. При применении системы
АРС, в которой каждая команда передается одной частотой из
пяти (для магистрального транспорта используется код два
из шести, см. главу 5), с фиксацией на локомотиве срабатыва-
ния строго одного приемника восприятие частоты 225 Гц при
подаче сигнальной частоты 75 Гц ведет к сбою в работе АРС.
Для исключения срабатывания локомотивного приемника,
настроенного на частоту 225 Гц, при указанной ситуации пос-
ледовательно с генератором АЛС при подаче частоты 75 Гц
включен параллельный контур LK Ск (фронтовой контакт уп-
равляющего реле УРп-1 разомкнут), настроенный на частоту
225 Гц и обеспечивающий на этой частоте большое затухание.
Последовательный контур Lp Ср, включенный параллельно об-
моткам путевых реле и настроенный на частоту 75 Гц, исключа-
ет нежелательную вибрацию секторов путевых реле при одно-
временном присутствии в рельсовой цепи рабочей частоты
50 Гц и сигнальной частоты АРС 75 Гц. На рабочей частоте
рельсовой цепи 50 Гц этот контур имеет емкостное сопротивле-
ние, обеспечивающее необходимые фазовые соотношения и на-
страивающее релейный конец рельсовой цепи в резонанс.
На участках, где необходимо обеспечить двустороннее ко-
дирование (станционные пути, оборотные тупики), предусмо-
трено кодирование как с питающего, так и с релейного концов.
Ввиду того, что скорость маневровых передвижений обычно не
превышает 40 км/ч, с релейного конца нет необходимости по-
сылать частоты ниже 225 Гц. Переключение кодирования на
релейный конец осуществляется при помощи реле направлений
Н. Схема рельсовой цепи с двусторонним кодированием изоб-
ражена на рис. 6.7. В данной схеме аппаратура частотного ко-
дирования при включении с релейного конца подключена па-
раллельно обмоткам путевых реле.
Дроссель Lp индуктивностью 0,84 Гн, включенный последо-
вательно с конденсатором Ср емкостью 6 мкФ, исключает за-
корачивание сигналов повышенных частот. Трансформатор
ПРТ-А, включенный по автотрансформаторной схеме, практи-
чески исключает шунтирующее действие по частоте 50 Гц ап-
паратуры АРС, подключаемой параллельно путевому реле, а
конденсатор Сп емкостью 4 мкФ обеспечивает частотную на-
стройку аппаратуры кодирования с релейного конца в резонанс
(полную настройку можно обеспечить конденсаторами, подклю-
чаемыми контактами управляющих реле в зависимости от ча-
стоты сигнала АРС).
135
Рнс. 6.7. Схема рельсовой цепи с двусторонним кодированием
Подключение аппаратуры кодирования АРС или к питаю-
щему или к релейному концу изменяет уровень сигнала 50 Гц
на путевых обмотках реле не более чем на =Рб%.
Генератор АЛС. Генератор автоматической локомотивной
сигнализации (ГАЛС) обеспечивает преобразование перемен-
ного тока промышленной частоты в токи сигнальной частоты
75, 125, 175, 225 и 275 Гц. Преобразование осуществляется в
два этапа с промежуточным преобразованием тока промышлен-
ной частоты в постоянный ток.
Структурная схема ГАЛС изображена на рис. 6.8, а. Выпря-
митель В и фильтр Ф преобразуют переменный ток промыш-
ленной частоты в постоянный ток. Постоянный ток питает за-
дающий генератор ЗГ, вырабатывающий одну из сигнальных
частот (в зависимости от настройки задающего колебательно-
го контура). Сигнал с выхода задающего генератора усилива-
ется вначале промежуточным усилителем ПУ, а затем выход-
ным усилителем ВУ и далее поступает в рельсовую цепь через
выходной трансформатор ВТ.
Принципиальная схема ГАЛС приведена на рис. 6.8, б.
Штрихпунктиром обведены функциональные блоки, показан-
ные на рис. 6.8, а.
Генератор автоматической локомотивной сигнализации име-
ет следующие особенности.
1.	Колебательный контур задающего генератора состоит из
индуктивности I обмотки трансформатора Тр1 и емкостей С275>
С225, Сид, <7125, С75. Емкость С275 подключена к колебательно-
136
му контуру постоянно и обеспечивает возбуждение генератора
на частоте 275 Гц. Остальные конденсаторы подключаются
контактами управляющих реле. Так, для генерирования часто-
ты 225 Гц параллельно конденсатору С275 должен быть под-
ключен конденсатор С225, а для генерирования, например, ча-
стоты 75 Гц параллельно конденсатору С275 должны быть под-
ключены конденсаторы С225—С7$. Для исключения случаев
ложного опасного генерирования пониженных сигнальных ча-
стот при неисправностях в монтаже предусмотрено двусторон-
нее подключение конденсаторов С225 — С75 к колебательному
контуру контактами управляющих реле.
2.	Выходной усилитель собран по двухтактной схеме, при
этом транзисторы усилителя работают в режиме ключа. В це-
лях повышения надежности работы ГАЛС предусмотрено дуб-
Вь бор частоты
Рис. 6.8. Структурная (а) я принципиальная (б) схемы ГАЛС
137
лирование транзисторов выходного усилителя. Нормально рабо-
тают транзисторы Т4 и Т5, а транзисторы Тб и Т7 находятся в
холодном резерве. Параллельно переходам эмиттер—коллектор
основных транзисторов Т4 и Т5 через диоды Д1 и Д2 включены
аварийные реле API и АР2, осуществляющие подключение со-
ответственно транзисторов Тб и Т7 в случае выхода из строя
основных транзисторов.
Аварийные реле API и АР2 получают питание в течение по-
лупериода сигнальной частоты, когда транзисторы Т4 и Т5 зак-
рыты. При открытии этих транзисторов реле обеспечивает за-
мыкание своих фронтовых контактов за счет замедления на
отпадание. При неисправности выходного транзистора (установ-
лено, что основной неисправностью является короткое замыка-
ние перехода эмиттер—коллектор) аварийное реле, подключен-
ное параллельно переходу эмиттер — коллектор неисправного
транзистора, обесточивается, своими контактами выключает из
схемы поврежденный транзистор и включает резервный. Одно-
временно тыловым контактом аварийного реле включается
лампочка индикации неисправности Л, находящаяся на кор-
пусе генератора, а фронтовым контактом аварийного реле раз-
рывается последовательная цепь контроля состояния генера-
торов перегона, чем обеспечивается передача информации о
наличии на перегоне генератора ГАЛС с неисправным основ-
ным транзистором.
3.	Параллельно обмотке выходного трансформатора вклю-
чен через выпрямительный мостик демпфирующий контур РлС^.
Наличие этого контура снижает перенапряжения на перехо-
дах эмиттер—коллектор выходных транзисторов при толчках
тягового тока и повышает надежность работы усилителей.
Генератор ГАЛС предназначен для питания одной рельсо-
вой цепи. Он вырабатывает сигнальные частоты 75, 125, 175 и
225 Гц с точностью ±1%, а частоту 275 Гц — с точностью
±0,75%. Максимальная выходная мощность генератора 50 В-А.
На наземных участках метрополитена для получения сиг-
нальных частот может использоваться аппаратура АЛСУ,
рассмотренная в главе 5.
6.5* ПОЕЗДНЫЕ УСТРОЙСТВА АРС
В состав поездных устройств АРС (см. рис. 6.1) входят
приемные катушки, блок локомотивных приемников, включаю-
щий в себя комплект частотных приемников с согласующим
138
устройством, сигнальный блок, блок управления тормозами,
блок измерения скорости, кнопка бдительности и электропнев-
матический клапан.
Приемные катушки. Для вагонов метрополитенов разрабо-
таны специальные приемные катушки, имеющие малые габари-
ты (400X25X30 мм) и массу около 5 кг. Электрические ха-
рактеристики катушек метрополитена близки к характеристи-
кам катушек, подвешиваемых на электровозах и тепловозах ма-
гистральных дорог.
Величина э.д.с. в двух последовательно соединенных кату-
шках определяется выражением
Ек — jwM/p,
где со — угловая частота сигнала;
/Р — ток в рельсах;
М — взаимоиндуктивность между рельсами и катушками.
Зависимость взаимоиндуктивности Af от высоты подвески
h представлена на рис. 6.9. в виде кривой Mf(h). В качестве рас-
четной принимается индуктивность Af=0,45-10-3 Гн, соответст-
вующая максимальной высоте подвески hmax—180 мм при но-
вых необточенных бандажах, когда колеса имеют максималь-
ный диаметр.
Добротность катушек на сигнальных частотах 75—325 Гц
порядка 10.
Частотные приемники. В системе АРС используются те же
приемники, что и в частотной системе автоматической локомо-
тивной сигнализации для магистрального транспорта (см. гла-
ву 5). Так как уровни токов сиг-
нальных частот в рельсах на
метрополитене на порядок выше,
чем на магистральном тран-
спорте (из условия обеспечения
требуемой помехозащищенности,
см. п. 6.3), необходимо сни-
зить чувствительность прием-
ных устройств АРС. Для этого
приемные катушки на поезде
подключаются к входным элект-
рическим фильтрам частотных
приемников через согласующее
устройство, представляющее со-
бой настроенный понижающий
трансформатор.
Рис. 6.9. Зависимость взаимонн-
дуктивности М между рельсами
и приемными катушками от вы-
соты подвески катушек h
139
Рис. 6.10. Схема группы сигнальных реле
Сигнальный блок и блок управления тормозами. Эти блоки,
выполненные на электромеханических реле, включают в себя
ряд функциональных узлов, решающих следующие задачи:
1)	обеспечивают включение лампочек индикации на пульте
машиниста ПМ о допустимой скорости движения поезда;
2)	разрешают машинисту собрать схему поезда в режим
«ход», если допустимая скорость больше фактической (пд>Пф);
3)	отключают схему поезда от режима «ход» и обеспечива-
ют автоматическое торможение поезда, если од<»ф;
4)	включают экстренное торможение, если на одном или
нескольких вагонах отказывают в работе устройства служеб-
ного торможения;
5)	разрешают машинисту движение со скоростью v<
<20 км/ч при нажатой кнопке бдительности, если на поезде при-
нимается информация о допустимой скорости пд<20 км/ч или
при отсутствии частоты в рельсовой цепи.
Рассмотрим основные функциональные узлы релейной схе-
мы. Схемы сигнальных реле 1С—5С, реле соответствия СР1,
СР2 и включения лампочек индикации о допустимой скорости
изображены на рис. 6.10.
На этом рисунке показаны контакты приемных реле
Р1—Р5, обмотки которых включены на выходе локомо-
тивных приемников, воспринимающих соответствен-
но частоты fi —75 Гц, /2=125 Гц, ..., fs = 275 Гп.
Сигнальные реле и реле соответствия предназначены для
управления лампочками индикации и приборами авторегулиров-
140
ки в соответствии с частотными сигналами, принимаемыми с
пути.
Сигнальные реле имеют малое замедление на отпускание
(порядка 0,05 с), а реле соответствия — большое (0,4—
0,65 с).
Для работы схемы характерны два режима: установивший-
ся, соответствующий длительному приему сигнала одной часто-
ты, и переходный, соответствующий промежутку времени смены
частотных сигналов.
В установившемся режиме сигнальные реле отключены от
цепей воздействия со стороны частотных приемников. Они на-
ходятся в заблокированном состоянии через фронтовые кон-
такты реле соответствия, сохраняя в памяти воздействия, по-
лученные при последней смене сигнальных показаний. Реле со-
ответствия получают питание только при соответствии при-
нимаемых частотных сигналов состоянию сигнальных
реле.
В переходном режиме, когда происходит смена частотных
сигналов и наступает рассогласование, питание реле СР1 и СР2
прекращается и, если новый сигнал поступает в течение доста-
точно длительного промежутка времени (больше 0,5 с), реле
соответствия замыкают свои тыловые контакты, подключая
сигнальные реле к выходным цепям частотных приемников.
Соответствующее сигнальное реле срабатывает, при этом соз-
дается новая цепь для питания реле соответствия, которые так-
же возбуждаются и подключают сигнальные реле к цепям бло-
кирования.
В цепи реле соответствия контролируется отпадание яко-
рей сигнальных реле, поэтому в качестве сигнальных реле мо-
гут быть использованы реле II класса надежности. При зали-
пании якорей сигнальных реле в момент смены частотных сиг-
налов нарушается соответствие между состояниями сигнальных
реле и реле приемников, что ведет к обесточиванию реле соот-
ветствия. Контакты реле соответствия в цепи лампочек инди-
кации исключают проблеск ложной информации при смене сиг-
нальной информации, а также обеспечивают погасание лампо-
чек индикации при залипании якорей сигнальных реле. Схема
включения сигнальных реле построена так, что при возбужде-
нии более одного приемного реле ни одно сигнальное реле не
возбудится (в точку 1 рис. 6.10 не подключится плюс источни-
ка питания).
Схема проверки бдительности и контроля скорости (рис.
6.11). Эта схема содержит кнопку бдительности КБ, два реле
141
бдительности БР1 и БР2, два реле контроля скорости КСР1 и
КСР2, включенных последовательно, а также контакты сигналь-
ных реле 1С—5С и контакты реле, фиксирующих фактическую
скорость РЗ—РЮ (работа блока измерения скорости БИС бу-
дет рассмотрена в главе 11).
Реле бдительности БР1 и БР2 обеспечивают возможность
движения поезда со скоростью менее 20 км/ч при получении
запрещающей частоты 275 Гц или отсутствии частоты в случае
постоянно нажатой кнопки бдительности КБ. При приеме за-
прещающей частоты и нажатии кнопки бдительности получает
питание реле БР1. При пропадании частоты это реле не обесто-
чивается до тех пор, пока не будет отпущена кнопка бдитель-
ности. При пропадании частоты для дальнейшего движения по-
езда необходимо возбудить реле БР2.
Для этого необходимо отпустить и далее нажать кнопку
бдительности. При этом реле БР1 обесточивается, а реле БР2
возбуждается.
Реле контроля скорости предназначены для того, чтобы в
случае превышения фактической скорости над допустимой, оп-
ределяемой состоянием сигнальных реле, обеспечить воздейст-
вие на реле, находящихся в блоке управления тормозами
с целью обеспечения плавного автоматического тормо-
жения.
Сравнение фактической и допустимой скоростей осущест-
вляется следующим образом.
1.	При скорости ид, равной 80 км/ч (под током реле 1С),
цепь возбуждения реле КСР1 и КСР2 проходит через тыловой
142
контакт реле РЮ (это реле возбуждено при 1>ф>80 км/ч) и
фронтовой контакт реле 1С. При скорости Уф>80 км/ч цепь
реле контроля скорости обрывается, так как тыловой контакт
реле РЮ разомкнут.
2.	При скорости ид, равной 70, 60 или 40 км/ч, схема реле
контроля скорости работает аналогично через контакты соот-
ветствующих реле скорости и сигнальных реле. Кроме этого, в
цепь реле КСР для контроля отсутствия заклинивания кнопки
бдительности введен ее нормально замкнутый контакт.
3.	При приеме запрещающей частоты или при отсутствии
частоты возбуждение реле КСР возможно лишь при ско-
рости 1>ф<20 км/ч (в этом случае все реле скорости обесточе-
ны) и нажатой кнопке бдительности.
Замедление на отпадание реле КСР (около 0,25 с) необхо-
димо для удержания их якорей при перелете контактов реле
соответствия и реле скорости.
СИСТЕМА АЛСН С ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ
ИОДИРОВАНИЕМ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ ЧЕХОСЛОВАНИИ
7.1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В 1953 г. в Научно-исследовательском институте транспорта
в Праге началась разработка системы АЛСН с передачей че-
тырех активных сигнальных показаний для главных магис-ца-
лей. Упрощенный вариант этого устройства предполагалось ис-
пользовать на второстепенных линиях, не оснащенных авто-
блокировкой. Разработанная система АЛСН была принята к
внедрению в 1960 г. и ею постепенно были оснащены все глав-
ные направления, оборудованные автоблокировкой.
Система АЛСН, эксплуатируемая на дорогах Чехословакии,
использует кодированные рельсовые цепи с несущей частотой
50 или 75 Гц. Для передачи информации на локомотив исполь-
зуется частотно-импульсный код. Информационным частотам
0,9; 1,8; 3,6 и 5,4 Гц отвечают передаваемые сигналы: «Крас-
ный огонь», «Прием на боковой путь», «Желтый огонь» и «Зе-
леный огонь». Первые два сигнала вместе с пассивной инфор-
мацией — отсутствием приема кодовых посылок — образуют
группу запрещающих сигналов, последние два — группу раз-
решающих сигналов. При приеме запрещающих показаний не-
обходимо периодически нажимать кнопку бдительности с ин-
тервалом приблизительно 20 с.
Упомянутый выше упрощенный вариант АЛСН использует-
ся на перегонах в системе автоблокировки с неограниченными
рельсовыми цепями без проходных светофоров.
7.2.	СИСТЕМЫ АВТОБЛОКИРОВКИ И ИХ УВЯЗКА
С УСТРОЙСТВАМИ АЛСН
Автоблокировка с фазочувствительными рельсовыми цепя-
ми. В ЧССР в шестидесятых годах была создана с помощью
советских специалистов трехзначная автоблокировка с рельсо-
144
выми цепями частотой 50 Гц и линейной цепью между сигналь-
ными точками (рис. 7.1). Используемые в начальный период
двухэлементные реле ДСР1 были заменены на реле ДСР12.
На рис. 7.1 изображена рельсовая цепь с фазочувстви-
тельным приемником типа ДСР, кодируемая с питающего кон-
ца. При свободном блок-участке кодововключающее реле ЗКВ,
обмотка которого включена в линейную цепь, обесточено, и
через его тыловой контакт возбуждено трансмиттерное реле
ЗТ, питающее непрерывным током рельсовую цепь. На входном
конце рельсовой цепи возбуждено путевое реле 1П.
После вступления поезда на блок-участок последовательно
обесточиваются путевое реле 1П и линейное реле 1Л. Линей-
ная цепь закорачивается на резистор R2. При повышении тока
в линейной цепи (0,2 А) реле ЗКВ притянет якорь, включит
мотор М кодового путевого трансмиттера КПТ и разомкнет
цепь возбуждения реле ЗТ, которое начнет работать в кодовом
режиме в ритме кулачкового контакта 4, соответствующем по-
казанию зеленого огня на светофоре 3. По направлению к по-
езду передаются импульсы с частотой повторения 5,4 Гц.
При вступлении поезда на следующий блок-участок отпадет
путевое реле ЗП (на схеме не показано), на светофоре 3 заго-
рится красный огонь и через тыловой контакт линейного реле
ЗЛ трансмиттерное реле ЗТ начнет работать в ритме кулачко-
вого контакта 1.
Рис. 7.1. Принципиальная схема автоблокировки, применяемой на дорогах
Чехословакии
145
После освобождения рельсовой цепи Ш кодовые импульсы
возбуждают реле 1П, которое при притяжении разомкнет цепь
кабельного шлейфа линейной цепи, якорь реле ЗКВ отпадет и
возобновится исходное положение схемы.
Перегорание лампы зеленого или желтого огня на светофо-
ре не отразится на работе АЛСН; перегорание лампы красно-
го огня вызовет обрыв линейной цепи, при этом рельсовая цепь
получит питание непрерывным током, что вызовет на локомо-
тиве погасание лампочек локомотивного светофора. Дальней-
шее движение будет возможно лишь при периодическом на-
жатии кнопки бдительности. В соответствии с инструкциями
машинист в первом случае не останавливает поезд перед по-
гасшим светофором; во втором же случае ведет поезд с особой
бдительностью и перед светофором с несветящимся сигналом
красного огня останавливает поезд.
На станциях пути сквозного пропуска кодируются так же,
как и на перегонах. Если показание входного или выходного
светофора требует снижения скорости при езде по стрелкам,
то перед таким светофором передается кодовый сигнал с часто-
той манипуляции 1,8 Гц. В последние годы для стрелочных
разветвленных рельсовых цепей используется сигнальный ток
275 Гц. Для передачи команд АЛСН в районе стрелок прокла-
дывается кабельный шлейф, питаемый кодовым током с несу-
щей частотой 50 или 75 Гц (порядок укладки шлейфа был по-
казан на рис. 1.13).
Универсальная автоблокировка на чехословацких железных
дорогах. Рельсовые цепи, питаемые непрерывным током часто-
той 50 Гц, подвержены влиянию промышленной сети и не мо-
гут быть использованы на линиях с электрической тягой пере-
менного тока, которыми вместе с тягой постоянного тока обо-
рудовались чехословацкие дороги в начале семидесятых годов.
Поэтому в Научно-исследовательском институте транспорта бы-
ла разработана новая импульсная рельсовая цепь с бескон-
тактным трансмиттером, работающая на частоте сигнально-
го тока 75 Гц. Эта рельсовая цепь стала основой новой универ-
сальной автоблокировки и АЛСН.
Импульсная рельсовая цепь содержит фазочувствительный
приемник, на выходе которого включены два малогабаритных
реле типа НМШ. Схема приемника показана на рис. 7.2. На
входе приемника включен диодный фазовый дискриминатор.
Путевой трансформатор Тр1, питаемый напряжением £7К с вы-
хода рельсовой цепи, и сетевой трансформатор Тр2, питаемый
опорным напряжением UK, имеют по две вторичные обмотки
146
Рис. 7.2. Принципиальная схема фазочувствительного приемника универсаль-
ной автоблокировки
одинакового назначения. Обе вторичные обмотки включены так,
что в одной цепи реализуется сумма, а во второй разность век-
торов вторичных напряжений UK и UM.
Векторная диаграмма напряжений дискриминатора изобра-
жена на рис. 7.3. Оба результирующих напряжения выпрямля-
ются диодными мостиками В1 и В2 и подаются встречно на
резистор R.3. Напряжение на этом резисторе пропорционально
величине напряжения на выходе рельсовой цепи UK и косину-
су угла Дер между напряжениями UM и UK.
При пробое изолирующего стыка на входе фазового дискри-
минатора появится напряжение из соседней рельсовой цепи,
которое будет повернуто по отношению к напряжению UM на
величину, лежащую в интервале от 90 до 270°. Косинус этого
угла отрицателен и поэтому изменится полярность напряжения
на резисторе R3.
Правильная полярность выходного напряжения фазового
дискриминатора, т. е. отсутствие пробоя изолирующего стыка,
определяется магнитным усилителем МУ1 (см. рис. 7.2), ха-
рактеристика которого приведена на рис. 7.4.
Вследствие постоянного подмагничивания, обеспечиваемого
выпрямителем ВЗ и обмотками wa, рабочая точка магнитно-
го усилителя МУ1 сдвинута в нижиюю часть характеристики,
так что при отсутствии сигнала С7К магнитный усилитель закрыт
и в его рабочей цепи протекает малый ток покоя /ро.
147
Рис. 7.3. Векторная диаграмма
на пряжений дискриминатора
Рис. 7.4. Характеристика магнитного
усилителя
Управляющая обмотка МУ1 присоединена к резистору R3
и ориентирована так, что положительное напряжение сдвига-
ет рабочую точку в область 1 (МУ1 откроется), тогда как на-
пряжение обратной полярности при пробое изолирующего сты-
ка приведет к сдвигу рабочей точки в область 2 (М.У1 остает-
ся закрытым).
Временные зависимости магнитного усилителя МУ1 скоррек-
тированы короткозамкнутой обмоткой wK так, что рабочий
ток повторяет изменения управляющего тока при частоте уп-
равляющих импульсов из рельсовой цепи, не превышающей
приблизительно 1,5 Гц.
Бесконтактный трансмиттер генерирует импульсы с часто-
той повторения приблизительно 1,0 Гц. Код красного огня,
передаваемый моторным трансмиттером, имеет частоту повто-
рения 0,9 Гц. Оба эти кода магнитный усилитель повторяет
без искажения. При приеме кода желтого (частота 3,6 Гц) или
зеленого огня (частота 5,4 Гц) усилитель открывается до опре-
деленного уровня, но рабочий ток теряет импульсный характер.
Рабочий ток магнитного усилителя МУ1 возбуждает через
трансформатор ТрЗ и выпрямитель В5 вспомогательное пу-
тевое реле В, параллельно которому присоединена управляю-
ющая цепь магнитного усилителя МУ2. Реле В таким образом
возбуждается при приеме импульсов с правильной фазой и
произвольной частотой повторения в диапазоне 0—10 Гц.
Усилитель МУ2 выполняет функцию дешифратора, т. е. от-
личает непрерывный сигнал от импульсного, приходящего от
148
рабочей обмотки магнитного усилителя МУ1. Характеристика
усилителя МУ2 подобна характеристике усилителя МУ1. Под
действием цепи подмагничивания (выпрямитель В4 и обмотка
подмагничивания wa) усилитель МУ2 при отсутствии сигнала
и, следовательно, значительного рабочего тока в цепи транс-
форматора ТрЗ закрыт. Если же в рабочей цепи усилителя МУ1
протекают импульсы переменного тока, периодически повыша-
ется и снижается постоянное напряжение на обмотке реле В.
При повышении напряжения заряжается конденсатор С2 в
управляющей цепи усилителя МУ2, но ток заряда сдвигает на
переходной характеристике рабочую точку в область 2 и уси-
литель МУ2 остается закрытым. При понижении напряжения
конденсатор С2 разряжается на управляющую обмотку w? и
реле В. Ток разряда имеет обратную полярность и поэтому
усилитель МУ2 в течение разряда конденсатора открывается.
При импульсном сигнале правильной фазы на входе фазо-
вого дискриминатора (если частота повторения находится в
диапазоне 0,7——1,5 Гц) в рабочей цепи усилителя МУ2 проте-
кают импульсы переменного тока, которые после преобразова-
ния в трансформаторе Тр4 возбуждают реле А.
Целостность цепи подмагничивания усилителя МУ2, кото-
рая является решающей для безопасного выделения импульсно-
го сигнала, контролируется трансформатором Тр4, сердечник
которого состоит из двух пермаллоевых тороидов. Ампер-витки
I2w2 обмотки, включенной последовательно с обмоткой подмаг-
ничивания усилителя МУ1, и ампер-витки hwi обмотки, вклю-
ченной последовательно с обмоткой подмагничивания усилителя
МУ2, ориентированы и настроены так, что при целостности обе-
их цепей их воздействия компенсируются и трансформатор Тр4
подает питание к реле А. При нарушении одной из цепей под-
магничивания магнитное равновесие нарушается, сердечники
трансформатора насыщаются и напряжение на вторичных об-
мотках значительно снижается. Снижение этого напряжения
до величины напряжения отпадания реле А настает уже при
разности между ампер-витками Iiw^ и I2w2 в 30%. При этом
колебания напряжения в сети UK не оказывают влияния на ра-
боту трансформатора Тр4.
Таким образом, реле А возбуждается при выполнении сле-
дующих условий:
при входном напряжении и разности фаз А<р между векто-
рами UK и Uk, если	, где t/кид—напряжение срабаты-
вания приемника при идеальном фазовом соотношении (А<р = О);
149
входной сигнал представляет собой импульсы с частотой
повторения в диапазоне 0,7—1,5 Гц.
Реле В возбуждается при соотношении напряжений и фаз,
действительных для реле А, но входной сигнал может иметь
частоту повторения в диапазоне 0—10 Гц.
Притяжение реле Л и В не зависит от колебаний напряже-
ния U-.„ а также от изменения сигнальной частоты 75 или
50 Гц. Посторонние источники напряжения с частотами, отлич-
ными от сигнальной частоты, не могут вызвать ложное возбуж-
дение реле В и Л.
Структурная схема включения устройств универсальной ав-
тоблокировки для участков с трехзначной сигнализацией изо-
бражена на рис. 7.5.
В свободную рельсовую цепь от бесконтактного трансмит-
тера К1 подаются импульсы с частотой повторения приблизи-
тельно 1 Гц — так называемый независимый код (частота не
зависит от показаний светофора 3). Импульсные сигналы пос-
тупают на вход фазового приемника, на выходе которого воз-
буждаются реле 1А и 1В.
При занятии поездом рельсовой цепи реле 1В с выдержкой
времени (приблизительно 1,5 с) обесточит линейное реле 1Л
и закоротит линейную цепь через резистор R1. В результате
этого притянет якорь реле ЗКВ. Последнее отключит от рель-
совой цепи трансмиттер К1 и подключит моторный трансмиттер
К2, который начнет передавать навстречу поезду код АЛСН в
зависимости от сигнальных показаний светофора 3. Реле 1А
обесточится с выдержкой времени примерно 4 с.
После освобождения поездом рельсовой цепи 1П на вход
приемника начинают поступать импульсы кода красного огня
(0,9 Гц), оба реле 1А и 1В возбудятся, после чего возбудится
реле 1Л и обесточится ЗКВ. На светофоре 1 загорится желтый
огонь, остановится моторный трансмиттер К2, а трансмиттер
К1 опять подключится к рельсовой цепи и начнет генериро-
вать независимый код.
Включение реле 1А и 1В образует для автоблокировки так
называемое «условие полной блокировки» — светофор 1 изме-
нит показание красного огня на желтый после освобождения
блок-участка с контролем переключения светофора 3 на за-
прещающее показание. Этим контролируется исправность при-
емника светофора 3 при каждом проходе поезда.
В рассмотренной схеме при движении поезда в неправиль-
ном направлении светофоры блок-участков остаются заблокиро-
ванными поочередно на красном и желтом огнях. Для исклю-
150
Рис. 7.5. Структурная схема универ-
сальной автоблокировки
Рис. 7.6. Включение ламп проходно-
го светофора
чения указанной ситуации в соединительный провод между ты-
ловыми контактами реле 1А и 1В включен контакт поляризо-
ванного якоря вспомогательного реле 1К. Обмотки вспомога-
тельных реле К всех сигнальных точек перегона включены по-
следовательно в линейную цепь и получают питание от источ-
ника, расположенного на станции, через кнопку, снабженную
счетчиком. После пропуска поезда в неправильном направле-
нии, а также при возвращении поезда на станцию отправления
дежурный нажимает эту кнопку. При этом все реле К размы-
кают цепи, проходящие через резистор R1 и обеспечивающие
возбуждение кодововключающих реле, последние обесточива-
ются, подключают к рельсовым цепям трансмиттеры независи-
мого кода К1. Работа всех рельсовых цепей восстанавлива-
ется.
На рис. 7.6 изображена схема включения ламп светофоров.
Последовательно с каждой сигнальной лампой включается со-
ответствующее огневое реле (30, ЖО, КО), через параллель-
ные контакты реле 30 и ЖО включен их повторитель — реле
ЗЖО. Перегорание ламп разрешающих огней светофора вы-
зывает переключение его на более запрещающее показание; пе-
регорание лампы красного огня вызывает перенос красного ог-
ня на предыдущий по ходу поезда светофор. Эта задача реша-
ется в схеме линейной цепи (см. рис.7.5). Перед погасшим све-
тофором код на локомотив не передается. Это видно из схемы
включения трансмиттерного реле (рис. 7.7).
Выше была описана система автоблокировки с односторон-
ним движением. Двусторонняя универсальная автоблокировка
151
Рис. 7.7. Включение трансмиттерного реле
содержит четырехпроводную схему смены направлений с реле
направлений на каждой сигнальной точке. Кроме переключения
линейной цепи и светофоров в зависимости от установленного
направления движения, линейные реле осуществляют переклю-
чение аппаратуры соседних рельсовых цепей таким образом,
чтобы кодовое питание для АЛСН подавалось всегда навстре-
чу поезду.
Максимальная длина рельсовой цепи составляет 2 км.
Для обеспечения работы автоматических переездных уст-
ройств нет необходимости устанавливать дополнительные изо-
лирующие стыки благодаря использованию коротких рельсовых
цепей частотой 50 Гц.
При необходимости реализации на однопутном участке оп-
ределенного количества односторонних сигнальных точек внут-
ри блок-участков устраивают трансляционные точки, обеспечи-
вающие трансляцию как независимого кода, так и кода АЛСН.
На трассах с интенсивным движением, особенно на приго-
родных линиях, используется четырехзначный вариант универ-
сальной автоблокировки. Последовательность сигнальных
показаний перед занятым блок-участком следующая: крас-
ный огонь; желтый с белым; желтый; зеленый огонь.
Такая последовательность сигнальных показаний дает воз-
можность комбинировать трех- и четырехзначную автоблоки-
ровку на одном и том же направлении, ввиду того, что расстоя-
ние между светофорами с красным и желтым огнями всегда
равняется как минимум тормозному пути для тяжеловесных
составов.
На каждой сигнальной точке имеются два линейных реле
(комбинированные с нейтральным и поляризованным якоря-
ми), требующие для своего управления четыре жилы кабеля.
У четырехзначных светофоров сохранен принцип включения
более ограничивающего сигнального показания в случае пере-
горания какой-либо лампы.
152
В соответствии с принципами, принятыми для чехословац-
ких железных дорог, в пригородных скорых поездах на локо-
мотивном светофоре при движении между путевыми светофо-
рами, сигнализирующими желтым с белым огнем и желтым
огнем, горит красный мигающий огонь, а при приближении по-
езда к путевому светофору с красным огнем на локомотивном
светофоре горит красный огонь без мигания.
Для достижения указанной цели каждый трансмиттер до-
полняется шаговым делителем импульсов. Задача последнего
заключается в том, чтобы исключить каждый четвертый им-
пульс в коде красного огня. Возможные сбои в работе системы;
не ведут к опасным искажениям информации.
7.3.	ТРАНСМИТТЕРЫ И ТРАНСМИТТЕРНЫЕ РЕЛЕ
Моторный трансмиттер. Источником импульсов для кода
АЛСН является коммутационное устройство, приводимое в дви-
жение малогабаритным двигателем через механический ре-
дуктор. Оно образовано четырьмя профильными шайбами из
бакелита, насаженными на вал, который совершает один обо-
рот за 1,1 с. Электромотор питается напряжением 220 В при ра-
бочей частоте 50 Гц. При частоте вращения двигателя п =
= 1375 об/мин использован редуктор, который состоит из сталь-
ного червяка и червячного колеса, изготовленного из си-
лона.
Для образования кода четырех сигнальных показаний ис-
пользованы четыре профильные шайбы с равномерным распо-
ложением выступов по периметру в количестве 1—2—4—6 выс-
тупов. Каждая шайба имеет свою группу контактных пружин с
серебряными наклепками.
Тиристорные трансмиттерные реле. Наименее надежным
элементом автоблокировки является контактное трансмиттер-
ное реле. Значительно большей надежностью обладают тирис-
торные трансмиттерные реле, применяемые на чехословацких
железных дорогах.
Схема включения тиристорного реле изображена на рис.
7.8. Эта схема в значительной степени повторяет схему рис 3.10,
применяемую на дорогах СССР. Кодовое включение трансмит-
терного реле осуществляется непосредственно контактами мо-
торного трансмиттера, а непрерывное включение — тыловым
контактом кодововключающего реле КВ. Контур RC снимает
пики напряжения на тиристорах в моменты коммутации.
153
Рис. 7.8. Включение тиристор-
ного трансмиттерного реле
Рис. 7 9 Схема питающего конца рельсо-
вой цепи
Бесконтактный трансмиттер. В рельсовых цепях универ-
сальной автоблокировки используется бесконтактная аппара-
тура кодирования, которая состоит из феррорезонансного муль-
тивибратора и магнитного усилителя мощности, выполняющего
функцию трансмиттерного реле. В свободную рельсовую цепь
передается независимый код в виде последовательности им-
пульсов переменного тока с частотой повторения 1 Гц.
На рис. 7.9 изображена схема питающего конца рельсовой
цепи, в которой феррорезонансная цепь образована магнитным
усилителем МУ1 и конденсатором С, параллельно последнему
подключен трансформатор Тр1. Выпрямленный ток вторичной
обмотки этого трансформатора управляет мощным магнитным
усилителем МУ2, рабочий ток 1Н которого протекает через пер-
вичную обмотку путевого трансформатора ПТр. Так как уси-
литель МУ2 не имеет положительной обратной связи, величи-
на тока, подаваемого в рельсовую цепь при приближении поез-
да, ограничена, что значительно улучшает шунтовую чувстви-
тельность на питающем конце.
Усилитель МУ1 имеет внешнюю положительную обратную
связь, определяемую величинами сопротивлений резисторов/?/,
R2 и числом витков woc, а также содержит короткозамкнутую
обмотку wK, определяющую частоту колебаний феррорезонанс-
ного мультивибратора. При подключении к источнику перемен-
154
кого напряжения цепи, состоящей из последовательно соеди-
ненного конденсатора С и рабочих обмоток щр магнитного уси-
лителя М.У1, создаются условия феррорезонанса и происходит
скачкообразное увеличение рабочего тока /р. Благодаря нали-
чию короткозамкнутых витков в усилителе МУ1 ток 10С в
обмотке обратной связи запаздывает по отношению к рабочему
току усилителя. После того как ток обратной связи возрастет
до определенной величины и создаст подмагничивание магнит-
ной цепи, условия феррорезонанса нарушатся, в результате че-
го ток в рабочей цепи резко уменьшится.
После этого с определенным запаздыванием уменьшится ток
в цепи обратной связи и, следовательно, опять создадутся усло-
вия феррорезонанса. Таким образом, в системе «Конденсатор
С — магнитный усилитель МУ1» возникнут колебания опреде-
ленной частоты (порядка 1 Гц). Трансформированное и вы-
прямленное напряжение с конденсатора С через трансформатор
Тр1 будет подаваться в цепь управления магнитного усилителя
МУ2.
При занятии рельсовой цепи возбудится кодововключающее
реле КВ, отключит МУ1 и приготовит цепь для подключения
части первичной обмотки Тр1 на напряжение сети 220 В че-
рез фронтовой рабочий контакт трансмиттерного реле Т. Од-
новременно реле КВ включит моторный трансмиттер АЛСН и в
соответствии с посылаемым кодом начнет импульсно работать
трансмиттерное реле Т. Переменный ток сети прерывается в
соответствии с кодом и посредством В1 после выпрямления уп-
равляет усилителем МУ2, который далее коммутирует ток в це-
пи путевого трансформатора ПТр.
7.4.	ЛОКОМОТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА АЛСН
Структурная схема устройств АЛСН на локомотиве изо-
бражена на рис. 7.10. Сигнал, поступающий из рельсовой цепи,
наводит в паре катушек ПК сигнал, поступающий через полосо-
вой фильтр Ф (пропускающий 50 или 75 Гц) в усилитель У, на
выходе которого импульсное реле И повторяет передаваемый
код.
Дешифрирование передаваемой информации осуществля-
ется в главном дешифраторе ГД с каскадом магнитных усили-
телей и во вспомогательном дешифраторе ВД, называемом де-
шифратором функционального контроля. Принятый сигнал вос-
производится на локомотивном светофоре Л С.
Контроль бдительности машиниста осуществляется груп-
155
пой приборов, объединенных в блок контроля бдительности БК,
на который поступает информация от обоих дешифраторов. На
блок БК воздействует также сигнал от кнопки бдительности
КБ, блока выключения торможения ВТ, контролирующего фак-
тическую скорость движения v <10 км/ч и давление в тормоз-
ном цилиндре р>15 кгс/см2, и от контакта ЭП, фиксирую-
щего активные действия машиниста по управлению поездом.
Воздействие с выхода блока контроля бдительности БК пере-
дается на электропневматический клапан ЭПК, обесточивание
которого вызывает экстренное торможение поезда, на счетчик
Сч числа обесточиваний ЭПК, на предупредительный свисток
С, сигнализирующий машинисту о необходимости нажатия
кнопки бдительности и на электромагнитный самописец ЭС,
фиксирующий количество нажатий кнопки бдительности.
Локомотивное устройство АЛСН питается от локомотивной
батареи Б напряжением 48 или ПО В через статический пре-
образователь СП с выходными напряжениями 24 В постоян-
ного и 115 В переменного тока частотой 400 Гц.
Главный дешифратор. Входной элемент дешифрирующего
комплекта — импульсное реле И, повторяющее код передаю-
щего устройства на пути. Частота принимаемых импульсов /р
преобразуется в пропорциональную величину постоянного тока.
Принцип действия однотактного интегратора пояснен на
рис. 7.11. Контакт реле И подключает конденсатор Са попере-
менно на напряжение батареи U и на сопротивление резисто-
ра R1. При каждом заряде конденсатора Са импульс тока про-
текает через миллиамперметр А с внутренним сопротивлением
Ra и через защитный резистор R2. При достаточно низкой час-
тоте переключения /Р происходит практически полный заряд
и разряд конденсатора Са.
Рис. 7.10. Структурная схема устройств АЛСН
156
Рис. 7.11. Схема однотактного
интегратора
Количество электричества, накапливаемое при каждом за-
ряде конденсатора, определяется выражением
q = Са U.
Из определения количества электричества вытекает
q = IcT=-±-.
J р
где 1С — средняя величина тока заряда при непрерывной пос-
ледовательности импульсов с периодом Т.
Откуда	/с = Са^7/р.
Таким образом, при неизменном напряжении источника пи-
тания средняя величина тока, протекающего через миллиам-
перметр, пропорциональна частоте переключения и не зависит
от сопротивления цепи заряда.
В действительности влияние этого сопротивления проявля-
ется в величине постоянной времени
Тп— Са (Ra~]~R2).
Для рассмотренной схемы необходимо выполнить условие
Т.
Повышение величины /с и снижение пика импульсного то-
ка возможны при использовании двухтактной схемы интеграто-
ра, изображенной на рис. 7.12, При каждом переключении кон-
такта реле И один конденсатор Са заряжается, а другой —
разряжается.
157
Количество электричества при заряде за время Т увеличи-
вается в 2 раза и поэтому
Ic = 2CaUfp.
Двухтактная цепь интегратора АЛСН работает при напря-
жении U 250 В с двумя конденсаторами по 4 мкФ, так что при
частотах переключения 0,9; 1,8; 3,6 и 5,4 Гц средние значения
выходных токов 1С равны соответственно 1,8; 3,6; 7,2 и 10,8 мА.
Преобразование аналоговой величины — величины выход-
ного тока интегратора в дискретную величину — зажигание
одной из ламп локомотивного светофора реализуется с помощью
каскада из четырех магнитных усилителей с внутренней обрат-
ной связью, каждый из которых в соединении с выходным ком-
плектом обеспечивает выполнение следующих задач: бескон-
тактно включает лампы локомотивного светофора; исключает
влияние колебания напряжения источника питания интеграто-
ра; подавляет влияние колебаний питающей частоты 400 Гц;
предохраняет сигнальные лампы от перегрузок при переходных
процессах.
На рис. 7.13 изображена упрощенная схема включения всех
локомотивных устройств. Из схемы видно, что каждый из уси-
лителей МУ1—МУ4 имеет управляющую обмотку и об-
мотку подмагничивания wn, причем последовательно с парой
рабочих обмоток и их диодами обратной связи включена пер-
вичная обмотка выходного токового трансформатора. Вторич-
ная обмотка трансформатора замкнута на конденсатор и от
части витков питается сигнальная лампочка 24 В, 5 Вт. Сердеч-
ник трансформатора изготовлен из сплава пермаллоя и под-
ключение конденсатора обеспечивает при ненасыщенном сер-
дечнике нагрузку емкостного характера в рабочей цепи усили-
теля МУ. При повышении рабочего тока усилителя МУ напря-
жение на лампе и конденсаторе возрастает до насыщения сер-
дечника трансформатора.
Компенсация влияния возможных крлебаний питающего
напряжения интегратора основана на использовании общего
источника ‘постоянного тока напряжением 250 В для цепи под-
магничивания магнитных усилителей и для интегратора.
Магнитные усилители МУ1 и МУЗ снабжены дополнитель-
ными обмотками запрета w3, питаемыми выпрямленным рабо-
чим током магнитных усилителей МУ2 и МУ4. Включение об-
моток запрета исключает зажигание ламп красного и желтого
огней при восприятии соответственно команд «Прием на бо-
ковой путь» и «Зеленый огонь».
158
Рис. 7.13. Схема включения устройств АЛСН
159
Как показано на рис. 7.13, управляющие обмотки всех
усилителей, а также все обмотки подмагничивания wn соеди-
нены последовательно. Управляющие обмотки включены в вы-
ходную цепь двухтактного интегратора, который управляется
контактом импульсного реле И и состоит из конденсаторов С1,
С2 и резисторов R1 и R2. Количество витков обмоток управле-
ния и подмагничивания, а также обмоток запрета у каждого
усилителя выбрано таким образом, чтобы при нулевом управ-
ляющем токе все усилители были закрыты и при определенной
частоте переключения fp импульсного реле И открывался бы
лишь соответствующий усилитель из пары МУ1, МУ2 или МУЗ,
МУ4. Связь между обеими группами приведенных здесь пар
магнитных усилителей создают два реле функционального кон-
троля 1К и 2К.
Вспомогательный дешифратор. Вспомогательный дешифра-
тор контролирует деятельность главного дешифратора. Его
выходными элементами являются реле 1R и 2К, которые оце-
нивают следующие три ситуации: активная информация не пе-
редается (оба реле обесточены); передается запрещающее сиг-
нальное показание кодом красного огня или желтого (под то-
ком реле 1R); передается код разрешающего сигнала (оба ре-
ле под током). Реле 1К является выходным элементом конден-
саторного дешифратора, который фиксирует непрерывную им-
пульсную работу реле И.
Реле 2К подключено через выпрямитель В к выходу двух-
контурного полосового
Рис. 7.14. Зависимость
тока в обмотке реле 2К
от частоты переключений
реле И
фильтра, настроенного на резонансную
частоту 4,1 Гц. Частота импульсов,
поступающих на вход фильтра, оп-
ределяется частотой переключения
контактов импульсного реле И. По-
следовательно с реле 2К включен се-
леновый столбик, повышающий се-
лективность частотной характеристи-
ки фильтра. Зависимость тока в об-
мотке реле 2R при .максимальном и
минимальном напряжениях источни-
ка питания Un от частоты переклю-
чений контакта реле И показана на
рис. 7.14, где /п и /о — соответст-
венно ток притяжения и отпадания
реле 2К.
Из кривых рис. 7.14 следует, что
при fP<2 Гц реле. 2К надежно замы-
160
кает тыловые контакты, а при /р>3,3 Гц надежно замыкает
фронтовые контакты во всем диапазоне изменения питающего
напряжения.
Связь между вспомогательным и главным дешифраторами
осуществляется (см. рис. 7.13) посредством контактов реле 1К
и 2К в цепи рабочих обмоток и посредством контакта реле 2К
в цепи управляющих обмоток магнитных усилителей. При при-
еме запрещающих сигнальных показаний замкнуты накоротко
контактами реле 2 К управляющие обмотки усилителей МУЗ
и МУ4, а при приеме разрешающих показаний — управляю-
щие обмотки МУ1 и МУ2.
Рассмотренные схемы устойчивы и надежны в работе.
Устройства контроля бдительности. На пульте управления
в приборном ящике локомотива размещены переключатели на-
правлений для коммутации аппаратуры АЛСН в зависимости
от установленного направления движения, главный выключа-
тель ГВ, осуществляющий подачу питания в приборный ящик,
и переключатель режима работы ПР, имеющий три положения
«Эксплуатация», «Испытание» и «Маневры» (на рис. 7.13 по-
казана упрощенная схема для одностороннего движения). По-
ложение контактов переключателя ПР в зависимости от уста-
новленного режима указано в таблице рис. 7.13. Переключатель
режима ПР должен находиться в положении «Эксплуатация»
при нахождении локомотива в голове поезда. При нахождении
локомотива в середине или в конце состава переключатель ПР
должен находиться в положении «Маневры», а главный вы-
ключатель — отключать питание приборного ящика. При этом
электропневматический клапан ЭПК. и счетчик Сч остаются
под током через контакты переключателя ПР4 и ПР5, горят
синие контрольные лампочки на локомотивном светофоре
и в приборном ящике, электромагнит самописца ЭМ возбуж-
ден. Кнопка контроля КК позволяет по состоянию синей лам-
почки светофора ЛС убедиться в правильной установке пере-
ключателя режима работы при нахождении локомотива в голо-
ве поезда.
Положение переключателя режима работы «Испытание»
используется при проверке устройств АЛСН на испытательном
стенде перед прицепкой локомотива к поезду.
Реле устройства торможения УТ возбуждается от рабочего
тока магнитного усилителя МУЗ или МУ4. Обе его обмотки
включены встречно, поэтому реле УТ возбуждено только при
наличии рабочего тока значительного уровня на выходе одно-
го из этих усилителей.
6—1667	161
В схеме рис. 7.13 показано положение контактов реле при
приеме кода зеленого огня. При этом оба реле 1К и 2К воз-
буждены, рабочий ток подается на выход магнитного усилите-
ля МУ4, реле УТ и его повторитель УТП при этом возбужде-
ны. Через свой собственный фронтовой контакт и фронтовой
контакт реле УТП возбуждено реле торможения Т, включаю-
щее электропневматический клапан ЭПК. В данной ситуации
для работы АЛСН не требуется вмешательства машиниста.
При движении поезда по некодируемым участкам пути ло-
комотивное устройство не принимает кодовых сигналов, реле
1К обесточено, а его инверсный повторитель ЮК возбужден.
При этом под влиянием асимметрии тягового тока в приемных
катушках локомотива могут появиться помехи, вызывающие
кратковременное срабатывание импульсного реле И. Однако
зажигание ламп красного и красно-желтого огней при отдель-
ных срабатываниях импульсного реле не происходит, так как
эти лампы зашунтированы фронтовым контактом реле ЮК,
имеющим замедление на отпадание якоря порядка 4 с. Тыло-
вой контакт реле ЮК шунтирует контакт электромеханическо-
го привода ЭП в цепи реле бдительности Б так, что при пере-
даче активной информации возбуждение реле Б не зависит от
состояния контакта привода ЭП; этот контакт связан с конт-
роллером локомотива.
На некодируемых участках машинист должен при погас-
шем локомотивном светофоре периодически нажимать кнопку
бдительности КБ с интервалом приблизительно 20 с. В случае
если машинист выполняет активные действия по управлению
локомотивом, отпадает необходимость в нажатии кнопки бди-
тельности. При этом контакт привода ЭП в цепи реле бдитель-
ности преобразует каждое перемещение контроллера в кратко-
временный разрыв цепи реле Б, что аналогично нажатию кноп-
ки бдительности.
При смене разрешающего сигнального показания на запре-
щающее обесточивается реле 2К и открывается усилитель МУ1
или МУ2. Реле УТ также обесточивается, в результате чего с
замедлением отпадает якорь реле УТП, подключая свисток С
и обрывая питание реле Т. Последнее за счет замедления
удерживает свой якорь не менее 4 с. Если машинист за 4 с наж-
мет кнопку бдительности КБ, обесточится реле Б и своим кон-
тактом подключит заряженный конденсатор СЗ к реле БП, ко-
торое возбудится примерно на 3 с, через контакт БП притя-
нет реле периодического интервала ПИ и за счет собствен-
ного замедления удержит свой якорь на время около 20 с. В
162
течение этого времени восстановится питание реле Т через кон-
такт ПИ и отключится свисток. По истечении времени замедле-
ния реле ПИ эта последовательность работы повторяется и
машинист должен повторно нажимать кнопку КБ. При каж-
дом отпадании якоря реле Б создается цепь зажигания конт-
рольной лампочки синего огня Л С и возбуждения электромаг-
нита самописца ЭС.
Если машинист не реагирует своевременно на свисток (4 с),
отпадает якорь реле Т, вследствие этого обесточивается элек-
тропневматический клапан и происходит экстренное торможе-
ние с фиксацией его счетчиком Сч. Так как реле Т своим соб-
ственным контактом отключается от питания, его новое воз-
буждение может произойти только после нажатия стартовой
кнопки СК. Контактом кнопки СК обесточится реле Б и вслед-
ствие этого притянет якорь реле ПИ. После возвращения кноп-
ки СК в исходное положение замкнется цепь возбуждения ЭПК
и счетчика Сч и после достижения номинального давления в
тормозной магистрали можно произвести отпуск тормозов.
При остановке поезда, например перед светофором с запре-
щающим показанием, через контакты скоростемера и датчика
давления, включенных последовательно (на рис. 7.13 последо-
вательное соединение контактов условно показано контактом
СД), возбудится фиксирующее реле Ф. Через контакт реле Ф
возбудится реле ПИ, а следовательно, и реле Т. При этом от-
падет необходимость в периодическом нажатии кнопки бди-
тельности. Через фронтовой контакт реле Ф загорятся синие
контрольные лампочки ЛС, а самописец ЭС зафиксирует дан-
ную ситуацию.
6*
СИСТЕМЫ АЛСН БЕЗ ПУТЕВЫХ СВЕТОФОРОВ
С ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ АППАРАТУРЫ
8.1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В связи с ростом скоростей и интенсивности движения поез-
дов на железных дорогах предъявляются более высокие требо-
вания к устройствам автоблокировки и автоматической локо-
мотивной сигнализации, обеспечивающим безопасность движе-
ния поездов и высокую пропускную способность оборудован-
ных ими линий.
Одним из перспективных направлений в области совершен-
ствования устройств регулирования движения поездов являет-
ся создание системы автоматической блокировки с централи-
зованным расположением аппаратуры (ЦАБ). В наибольшей
степени преимущества этой системы проявляются при отказе
от установки проходных светофоров и организации движения
по сигналам АЛС.
Размещение путевой аппаратуры на центральных постах,
исключение из комплекса устройств путевых светофоров и рас-
средоточенных вдоль линии высоковольтных питающих устано-
вок позволяет значительно повысить надежность системы регу-
лирования. Эти же особенности дадут возможность сократить
время на отыскание неисправностей и их устранение, т. е. до-
биться высокой ремонтопригодности системы. Централизован-
ное размещение аппаратуры позволяет с наибольшей эффек-
тивностью использовать современные средства телесигна-
лизации и телеуправления и благодаря этому еще больше со-
кратить время, затрачиваемое на устранение неисправно-
стей.
При такой структуре системы существенно улучшаются ус-
ловия труда обслуживающего персонала, так как сокраща-
ется до минимума объем работ, а следовательно, и время пре-
бывания этого персонала на перегонах и железнодорожных пу-
тях. Уменьшение времени пребывания в зоне повышенной опас-
ности позволяет поднять безопасность труда, а выполнение
164
почти всех работ технологического процесса обслуживания ус-
тройств в постовых условиях — сократить затраты времени на
эти работы.
При централизованном размещении аппаратуры уменьша-
ется объем трудоемких работ, сокращаются сроки строительст-
ва, повышаются качество и культура труда, особенно при внед-
рении индустриальных методов обслуживания с применением
стационарной измерительной техники и эффективных приспо-
соблений.
Особенности системы интервального регулирования с цен-
трализованным размещением аппаратуры дают основание
предполагать, что ее внедрение сделает возможным значитель-
ное повышение производительности труда технического персо-
нала, сокращение его численности и снижение эксплуатацион-
ных расходов на обслуживание устройств.
Сосредоточение всей аппаратуры на станциях позволяет уп-
равлять кодовыми сигналами АЛС на перегонах с пульта
дежурного по станции. При временном расстройстве пути, вне-
запно возникших препятствиях на пути, неисправностях под-
вижного состава и других ситуациях, угрожающих безопасно-
сти движения, дежурный по станции может выключить кодо-
вые сигналы в любой рельсовой цепи перегона или сменить
кодовый сигнал на более запрещающий. Это повысит эффек-
тивность действия системы регулирования и безопасность дви-
жения поездов.
Централизованное размещение аппаратуры дает возмож-
ность наиболее просто устанавливать функциональные связи
между системой интервального регулирования и другими тех-
ническими средствами, используемыми для организации движе-
ния поездов. Оно соответствует основному направлению раз-
вития железнодорожной автоматики — созданию комплексной
автоматизированной системы управления железнодорожным
транспортом.
Ниже рассмотрены два технических решения по реализации
системы централизованной автоблокировки:
1)	система с рельсовыми цепями без изолирующих сты-
ков, разработанная Всесоюзным научно-исследовательским ин-
ститутом железнодорожного транспорта (ВЙИИЖТ) сов-
местно с Конструкторским бюро Главного управления сигна-
лизации и связи Министерства путей сообщения;
2)	система с фазо’ф’вствйтельными рельсовыми цепями,
разработанная авторам* раздела 8.3 (МИИТ) совместно с ра-
ботниками Главного управления сигнализации и связи МПС.
16S
8.2.	СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ
БЕЗ ИЗОЛИРУЮЩИХ СТЫКОВ
Принципы построения и структурная схема. В схеме путе-
вых устройств системы ЦАБ (рис. 8.1) для питания бесстыко-
вых рельсовых цепей (БРЦ) используются генераторы Г1 и
Г2 с сигнальными частотами /1 и /2 соответственно. От каждо-
го генератора питаются две смежные БРЦ, расположенные
по обе стороны от точки его подключения к рельсовой линии.
Генераторы Г] и Г2 чередуются в пределах всего перегона.
В середине расстояния между генераторами включаются два
селективных приемника П1 и П2, один из которых воспринима-
ет сигналы с частотой fi, другой — с частотой /2. Вся аппарату-
ра за исключением путевых трансформаторов ПТ (на участ-
ках с электрической тягой дроссель-трансформаторы ДТ) раз-
мещается на прилегающих к перегону станциях и соединяется с
путевыми трансформаторами посредством кабельной линии. На
этих же постах размещается аппаратура передающих (путе-
вых) устройств АЛС.
Длина кабельной линии может достигать 10 км на линиях
с электрической тягой и 15 км при автономной тяге. Таким об-
разом расстояние между пунктами размещения аппаратуры мо-
жет достигать 20 или 30 км.
Рис. 8.1. Структурная схема системы ЦАБ
166
Контроль состояния перегона, смена направления движения
и увязка между станциями (У) осуществляются по специаль-
ным двухпроводным цепям. Применение четырехпроводной схе-
мы смены направления не требуется, так как на перегонах
нет реле направления, между которыми могло бы быть несо-
ответствие, а следовательно, и нарушение нормального дейст-
вия схемы. Кроме того, при изменении направления движения
не производится переключение питающих и приемных уст-
ройств бесстыковых рельсовых цепей, что также повышает
устойчивость работы системы.
Передача кодовых сигналов числовой или частотной систе-
мы АЛС может осуществляться как с питающего, так и с при-
емного конца БРЦ в зависимости от установленного направ-
ления движения. Бесстыковая рельсовая цепь системы ЦАБ до-
пускает совместную передачу числовых и частотных кодовых
сигналов для обеспечения одновременного действия числовой
и частотной систем АЛС, если на участке будут обращать-
ся локомотивы, оборудованные той и другой системой
АЛС.
Выбор кодовых сигналов, передаваемых в бесстыковую рель-
совую цепь, осуществляется контактами путевых реле.
Путевой генератор. Путевые генераторы ПГ8 и ПГ9 пред-
назначены для генерирования амплитудно-модулированных
колебаний с несущими частотами 425 и 475 Гц и модулирую-
щими частотами 8 и 12 Гц.
Блок генератора (рис. 8.2) содержит выпрямитель, задаю-
щий генератор, мультивибратор и модулятор. Переменный ток
промышленной частоты 50 Гц напряжением 15 В для питания
генератора подается на выводы 41—43 для блока ПГ8 и на
выводы 21—23 для блока ПГ9 и выпрямляется посредством вы-
прямительного моста В1. Для подавления пульсаций в вы-
прямленном токе включены электролитический конденсатор
С5 и резистор R3. Для повышения стабильности генерируемых
частот задающего генератора и мультивибратора при измене-
нии питающего напряжения применен стабилизатор напряже-
ния постоянного тока (стабилитрон Д1).
Задающий генератор типа LC выполнен на транзисторе
Т1. Рабочий режим транзистора задается с помощью делителя
напряжения, состоящего из резисторов Rl, R2 и резистора
R4, включенного в коллекторную цепь последовательно с на-
грузкой.
Колебательный контур генератора образуют индуктивность
трансформатора Тр1 и емкость конденсатора С1. В коллек-
167
торную цепь транзистора включена обмотка 2—4 трансформа-
тора, являющаяся частью индуктивности колебательного кон-
тура; с помощью обмотки 5—6, включенной в цепь эмиттер—
база, обеспечивается положительная обратная связь, необхо-
димая для генерации незатухающих колебаний.
Индуктивность колебательного контура выполнена на то-
роидальном сердечнике, имеющем относительно высокую доб-
ротность (около 40) для используемого диапазона частот, что
необходимо для надежной работы генератора и хорошей ста-
бильности частоты генерируемых колебаний.
Мультивибратор (генератор модулирующих колебаний)
выполнен на кремниевых транзисторах Т2 и ТЗ.. Применение
кремниевых транзисторов позволило получить заданную вели-
чину периода колебаний при приемлемых величинах емкости
конденсатора мультивибратора. Период колебаний мультивиб-
ратора определяется в основном постоянной времени, опреде-
ляемой величинами емкости конденсаторов связи С2, СЗ и ре-
зисторов R5, R7 в базовых цепях транзисторов.
Усиление колебаний мультивибратора осуществляется тран-
зистором Т4. С выхода транзистора усиленные сигналы посту-
пают на один из входов продольно-мостового модулятора, вы-
полненного на диодах Д2—Д5. На другой вход преобразовате-
ля поступают сигналы несущей частоты с обмотки 8—10 тран-
Рис. 8.2. Путевой генератор ПГ8, ЦГ9
168
сформатора Tpl задающего ге-
нератора. Амплитудно-модули-
рованные колебания с выхода
преобразователя (выводы 11 —
42) поступают на вход путевого
усилителя, питающего рельсовую
цепь.
С целью стабилизации режи-
ма работы преобразователя
при изменении напряжения - за-
дающего генератора и для улуч-
шения формы кривой модулиро-
ванных колебаний на выходе
преобразователя включен рези-
стор R11.
Путевой усилитель. Схема
усилителя (рис. 8.3) содержит Рис. 8.3. Путевой усилитель
следующие элементы: двухпог	системы ЦАБ
лупериодный мостовой выпрями-
тель Д1—Д4; фильтр питания С1—СЗ, Др, необходимый для
снижения пульсаций выпрямленного напряжения; канал уси-
ления с трансформаторами Tpl, Тр2 и транзисторами Т1—Т4;
устройство защиты выходных транзисторов от импульсных пе-
ренапряжений на выходе усилителя, состоящего из выпрями-
тельного моста Д5—Д8, конденсатора С4 и резистора R2.
Канал усиления выполнен по двухкаскадной двухтактной
схеме с трансформаторной связью между каскадами. Все тран-
зисторы работают в режиме класса В и включены по схеме с
общим эмиттером, но с нагрузкой в цепи эмиттера. Такое вклю-
чение позволяет применить один общий радиатор для охлаж-
дения всех транзисторов.
Для защиты транзисторов ТЗ и Т4 от кратковременных им-
пульсных перенапряжений, которые могут возникнуть в на-
грузке усилителя, применена специальная схема защиты. Уст-
ройство защиты работает так. При нормальной работе конден-
сатор С4 заряжен до некоторого напряжения через мостовой
выпрямитель Д5—Д8. Величина заряда конденсатора С4 оп-
ределяется рабочим переменным напряжением между эмитте-
рами транзисторов ТЗ и Т4. При возникновении в нагрузке им-
пульсных всплесков, амплитуда которых превышает величину
рабочего напряжения, происходит подзарядка конденсатора С4,
являющегося для этих всплесков низкоомным сопротивлением.
Следовательно, конденсатор С4 будет подзаряжаться током
169
Рис. 8.4. Схема путевого приемника
большой величины, который, протекая через сопротивление
нагрузки усилителя, создает в ней падение напряжения. В
результате этих процессов импульсный всплеск приложится к
транзисторам ТЗ и Т4 не в полной амплитуде, а будет умень-
шен на величину падения напряжения в нагрузке усилителя
за счет заряда конденсатора С4. По окончании действия
всплеска напряжение на конденсаторе С4 снижается до рабо-
чей величины за счет разряда конденсатора через рези-
стор R2.
Путевой приемник. Путевые приемники УПКЦ8 и УПКЦ9
предназначены для приема амплитудно-модулированных сиг-
налов на несущих частотах 425 и 475 Гц (рис. 8.4).
Входной фильтр приемника представляет собой систему из
трех колебательных контуров Тр1—С1, Тр2—С2 и ТрЗ—СЗ. Он
предназначен для подавления сигналов смежных бесстыковых
рельсовых цепей и защиты их от мешающего действия токов
центрального электроснабжения вагонов пассажирских поез-
дов, а на линиях с электротягой — для защиты от помех, выз-
ванных воздействием тягового тока и его гармонических сос-
тавляющих. Сигналы из БРЦ поступают на часть витков вход-
ного колебательного контура (выводы 11—43)-, этим обеспечи-
вается необходимая величина входного сопротивления приемни-
ка, принятая при расчетах рельсовых цепей. Выделение низко-
частотных колебаний (8 Гц в УПКЦ8 и 12 Гц в УПКЦ9) из
принятых сигналов осуществляется детектором Rl, С4, вклю-
ченным в эмиттер транзистора Т1.
170
Выделенные детектором низкочастотные колебания посту-
пают на вход низкочастотного усилителя. Входной каскад уси-
лителя выполнен на транзисторе Т2, а предоконечный кас-
кад — на транзисторе ТЗ. В коллекторную цепь этого каскада
включен колебательный контур Тр4—С6, настроенный на час-
тоту модуляции 8 или 12 Гц. К двум выходным обмоткам это-
го контура подключены базовые цепи транзисторов Т4 и Т5 вы-
ходного каскада, выполненного по схеме с динамической на-
грузкой. Концы выходных обмоток трансформатора Тр4
сфазированы таким образом, что одновременно в откры-
том состоянии может находиться только один транзи-
стор.
Нагрузкой каскада является выходной фильтр Тр5—С8, ко-
торый настроен на частоту модуляции — 8 Гц в приемнике
УПКЦ8 и 12 Гц — в УПКЦ9. К выходной обмотке контура че-
рез выпрямитель В1 включено путевое реле.
Напряжение для питания схемы подается от выпрями-
теля В2.
Принципиальная схема ЦАБ, изображенная на рис. 8.5,
составлена применительно к электрифицированному по систе-
ме постоянного тока однопутному перегону. Для участков с
автономной тягой вместо дроссель-трансформаторов устанавли-
ваются путевые трансформаторы типа ПОБС-2 с коэффициен-
том трансформации ц = 40.
Схема охватывает четыре блок-участка. В пределах каж-
дого блок-участка оборудуется БРЦ. Питание БРЦ1 и БРЦ2
осуществляется со ст. А от комплекта передающих устройств,
состоящего из путевого генератора 1/2ПГ9 и из путевого уси-
лителя 112ПУ. Блок 112ПГ9 осуществляет генерирование ампли-
тудно-модулированного (AM) колебания с несущей частотой
475 Гц и частотой модуляции 12 Гц. Блок 1/2ПУ служит для
усиления этого колебания.
На выходе блока 112ПУ включен выходной трансформатор
lj2BT типа СОБС-2А. С одной из его обмоток (выбирается при
регулировке) снимается требуемое напряжение, которое пода-
ется на вход фильтра, состоящего из индуктивности реактора
l/2Z0 и емкости конденсатора 1/2Со.
Передача кодовых сигналов числовой системы АЛС осу-
ществляется от кодового трансформатора (ПХК2—OXR2) кон-
тактом трансмиттерного реле 1/2Т.
Резистор 1/2/?и и конденсатор 1/2Си служат для искрогаше-
ния и на передачу сигналов БРЦ существенного влияния не
оказывают. Для компенсации входного реактивного сопротив-
171
ления кабеля, нагруженного на дополнительную обмотку дрос-
сель-трансформатора и входное сопротивление БРЦ иа часто-
те 50 Гц, включен конденсатор 1/2С емкостью 8 мкФ, который
также не влияет на условия передачи сигналов БРЦ (на участ-
ках с автономной тягой этот конденсатор не устанавливается).
С целью стабилизации работы схемы питающего конца при раз-
личных длинах соединительного кабеля включен регулируемый
резистор 1/27?д (400 Ом).
Защита аппаратуры от перенапряжений, вызванных воздей-
ствием тягового тока или грозовыми разрядами, осуществляет-
00000—1'/
Рис. 8.5. Принципиальная
172
ся посредством разрядников типа РВН-250 и фильтра питающе-
го конца.
Рельсовые цепи блок-участков 3 и 4 питаются аналогично
цепям участков 1 и 2 от передающих устройств (3/4 ПГ8, 3/4
ПУ), размещенных на другой станции, ограничивающей пе-
регон.
Путевые приемники БРЦ подключаются к рельсам через ка-
бельную линию и дроссель-трансформатор (на линиях с ав-
тономной тягой через путевой трансформатор). Входы прием-
ников смежных БРЦ включаются между собой последова-
ПХК2 3/ЧТ
Шир
ОХК2	- - З/Нд
3/ЧС0 Ф ~г
Ст Б
Н\—ООСОО
ДТ-0,6
п=3в
ПХК1 ЧГ
чмкцв гг mt
МС2 »/ 3/ЧПГ8 //гг з/ЧПЧ z МС2
С2 чз
схема системы ЦАБ
кШ
173
тельно. Для выравнивания входных сопротивлений по концам
БРЦ включены дополнительные резисторы /?д, величина кото-
рых устанавливается в зависимости от длины кабеля. Резистор
Rtt и конденсатор Си служат для искрогашения при передаче
кодовых сигналов числовой системы АЛС с релейного конца.
Свободность БРЦ блок-участков 1—4 контролируется с по-
мощью путевых реле 1П—4П. Контактами этих реле и их
повторителей осуществляется выбор кодовых сигналов АЛС
для каждого блок-участка с учетом установленного направле-
ния движения. При движении поезда, например, по участку 1
в нечетном направлении в случае свободности участков 2 и 3
трансмиттерное реле 1/2Т подключается к контакту 31 транс-
миттера и передает в БРЦ один кодовый сигнал 3 с питающе-
го конца. При вступлении поезда на участок 2 кодирование
будет производиться трансмиттерным реле 2/ЗТ с релейного
конца рельсовой цепи. Аналогично осуществляется кодирование
и других рельсовых цепей.
Передача кодовых сигналов АЛС в рельсовую линию осу-
ществляется с момента занятия поездом данного путевого участ-
ка. Так, при движении в нечетном направлении кодирование
путевого участка 1 начинается с момента замыкания тылового
контакта реле 1П в цепи реле 1/2Т. Кодирование путевого
участка 2 начинается с момента замыкания тылового контакта
реле 277 в цепи реле 2/ЗТ. Замыкание тылового контакта реле
277 произойдет в момент, когда поезд будет находиться на не-
котором расстоянии (равном зоне шунтирования от вход-
ного конца (по ходу движения) блок-участка 2. При этом кон-
тактом реле 1/2Т в блок-участок 1 мог бы передаваться кодо-
вый сигнал КЖ. Чтобы этого не происходило, в схеме преду-
смотрено выключение реле 1 /2Т фронтовым контактом реле
1/2Б, которое возбуждается при занятии путевого участка 1 и
свободном состоянии участка 2.
Аналогичные реле устанавливаются для каждого блок-
участка.
Выбор кодовых сигналов для передачи их в путевые участ-
ки перед входными светофорами осуществляется с помощью
контактов реле, управляющих входным светофором.
Для работы устройств часть информации о состоянии блок-
участков, имеющейся на одной станции, должна быть передана
на другую. Так, для работы реле 3/4Б и реле 3/4Т на станции
Б необходимо иметь контроль состояния блок-участка 3, путе-
вое реле которого расположено на ст. А. Аналогично для ра-
боты реле 2/ЗТ ст. А при нечетном направлении движения и ре-
174
ле 3/4Т при четном направлении движения необходимо на ст. А
иметь информацию о состоянии блок-участка 4П, а на ст. Б
информацию о состоянии блок-участка 2П. В схеме передача
указанной информации с одной станции на другую осуществля-
ется по специальным линиям.
Во избежание появления паразитных обратных связей элек-
тропитание приемных и передающих устройств осуществляется
от гальванически разделенных обмоток трансформатора (С1—
MCI, С2—МС2).
В системе ЦАБ при изменении направления движения рель-
совые цепи не переключаются. По этой причине для смены на-
правления достаточно использовать двухпроводную схему. Осо-
бенностью схемы является использование для вспомогательного
Рис. 8.6. Схема бесстыковой рельсовой цепи с наложением числовой и ча-
стотной АЛС при автономной тяге
175
режима смены направления основной двухпроводной цепи.
Эта возможность появляется в связи с отсутствием в линии на
перегоне контактов путевых реле.
В системе централизованной автоблокировки без проходных
светофоров сигналы АЛС являются основным средством сигна-
лизации и связи при движении поездов. Поэтому к системе
АЛС предъявляются высокие требования в части обеспечения
надежности ее действия и передачи необходимого количества
сигнальных показаний.
Этим требованиям в наибольшей степени отвечает унифици-
рованная частотная система (АЛСУ), имеющая высокие пока-
затели надежности, помехозащищенности и обеспечивающая
возможность передачи на локомотив до 15 различных инфор-
маций о допустимой скорости движения. Поэтому при внедре-
нии системы ЦАБ предусматривается, использование системы
АЛСУ в качестве основной системы, а числовая АЛС использу-
ется как резервная.
Использование числовой системы АЛС в качестве резерва
обеспечивает также совместимость системы ЦАБ с действую-
щими устройствами, т. е. обеспечивается вездеходность как ло-
комотивов, оборудованных обеими системами АЛС, так и локо-
мотивов, оборудованных только приемными устройствами чи-
словой системы АЛС.
На рис. 8.6 приведена схема бесстыковой рельсовой цепи
с наложением числовой и частотной АЛС применительно к
участкам с автономной тягой. Здесь блоки ПГМ, ПУ1 и ФРЦ
обеспечивают питание рельсовых цепей, блоки ПГ2, ПУ1 и ФП
АЛС (два комплекта) предназначены для передачи сигналов
системы АЛСУ сочетанием двух частот из шести. Передача сиг-
налов числовой АЛС обеспечивается с помощью кодового транс-
форматора КТ и трансмиттерного реле Т.
8.3.	СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ
С ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ РЕЛЬСОВЫМИ ЦЕПЯМИ (ЦАБФЧ)
Принципы построения и структурная схема. Система ЦАБФЧ
выполнена на типовых приборах, высокая надежность которых
подтверждается длительным опытом эксплуатации. Аппарату-
ра рельсовой цепи данной системы однотипна с аппаратурой
станционных рельсовых цепей, что облегчает проектирование,
строительство и эксплуатацию систем интервального регулиро-
вания.
176
В качестве частоты сигналь-
ного тока рельсовой цепи ис-
пользуется частота тока 25 Гн
как наиболее предпочтительная
для рельсовых цепей с изоли-
рующими стыками, что объяс-
няется следующими причина-
ми.
1. На частоте 25 Гц рельсо-
вая линия обладает меньшим за-
туханием, чем на более высоких
частотах (например, на час-
тоте 75 Гц), что обеспечивает
надежную работу рельсовой це-
пи при пониженном сопротивле-
нии изоляции. На рис. 8.7 по-
казаны зависимости рабочего со-
Рис. 8.7. Зависимость минималь-
ного рабочего сопротивления изо-
противления изоляции гитиъ ляции от частоты сигнального
при которых выполняются ос-	тока
новные режимы работы рельсо-
вой цепи без сезонной регулировки, от частоты сигнального
тока f при различных длинах рельсовых цепей I для случаев
непрерывных (сплошная кривая) и импульсных (пунктирная
кривая) путевых приемников.
2. Работа на частоте 25 Гц не связана с опасностью ложно-
го возбуждения путевого реле от помехи промышленной часто-
ты 50 Гц, что возможно при использовании непрерывной рель-
совой цепи 50 Гц.
3. Простота получения частоты 25 Гц при помощи типовых
статических преобразователей типа ПЧ-50/25.
4. Рельсовые цепи 25 Гц потребляют меньшую мощность,
чем рельсовые цепи, работающие на более высоких частотах.
Именно по указанным соображениям в настоящее время при
всех видах тяги предпочтение отдается сигнальной частоте
25 Гц для контроля свободности и занятости рельсовых цепей.
Из опыта эксплуатации известно, что задача контроля ко-
роткого замыкания изолирующих стыков решается наиболее на-
дежно и наиболее простыми техническими средствами при ис-
пользовании фазового признака в смежных рельсовых цепях.
Способ фазового контроля широко используется в настоящее
время на станциях. В прошлом в отечественной практике при-
менялись фазочувствительные рельсовые цепи и на перегоне.
Основной причиной, в силу которой отказались от этого прин-
177
ципа на перегоне, явилась необходимость фазирования террито-
риально-рассредоточенных питающих устройств, что является
достаточно сложной задачей. В системе с централизованным
размещением аппаратуры питание всех рельсовых цепей осу-
ществляется от единого станционного питающего устройства и
поэтому указанная трудность полностью исключается. Таким
образом, задача создания надежной рельсовой цепи решает-
ся наиболее полно при использовании сигнальной частоты
25 Гц и фазового контроля короткого замыкания изолирующих
стыков. Такие рельсовые цепи могут использоваться на перего-
нах и станциях при всех видах тяги.
Принятые решения по построению рельсовой цепи должны
быть увязаны с системой автоматической локомотивной сигна-
лизации. В настоящее время все локомотивы оборудованы при-
емными устройствами числовой кодовой АЛС, а в перспективе
предполагается внедрение частотной АЛС. Поэтому в схеме
рельсовой цепи необходимо предусмотреть возможность одно-
временного подключения устройств кодирования числовым и
частотным кодами. Очевидно, при тепловозной и электрической
тяге постоянного тока необходимо для кодирования числовым
кодом использовать частоту 50 Гц, а при электрической тяге
переменного тока — 25 Гц.
В системе ЦАБ необходимо исключить возможную опас-
ную ситуацию при объединении рельсовых нитей соседних
путей на двухпутных и многопутных участках при электричес-
кой тяге постоянного и переменного тока, так как эта опасная
ситуация может возникнуть при наличии дроссель-трансформа-
торов. При автономной тяге, как показали проведенные иссле-
дования, однополюсное объединение рельсовых нитей опасной
ситуации не вызывает. Для двухпутных и многопутных участ-
ков с электрической тягой исключение опасной ситуации может
быть достигнуто за счет обеспечения сдвига фаз сигналов со-
седних путей на 90° что легко осуществляется при использо-
вании в качестве питающих устройств преобразователей
ПЧ-50/25.
Структурная схема системы централизованной автоблоки-
ровки с фазочувствительными рельсовыми цепями изображена
на рис. 8.8. Вся аппаратура системы ЦАБФЧ расположена на
станциях, ограничивающих перегон, и связана с установленны-
ми на перегоне согласующими элементами СЭ (путевыми тран-
сформаторами при автономной тяге или дроссель-трансформа-
торами при электрической тяге) кабельными линиями связи
КЛ. При этом с целью экономии кабеля и с учетом принци-
178
Рис, 8.8. Структурная схема ЦАБФЧ
пиальных затруднений, связанных с обеспечением работы це-
пи при значительной удаленности аппаратуры от рельсовой ли-
нии, на каждой станции размещается аппаратура половины
рельсовых цепей, прилегающих к данной станции.
Рельсовые цепи питаются по двухфазной системе. Рельсо-
вая линия питается от источника питания рельсовой цепи
ИПРЦ, а местные элементы путевых приемников — от источ-
ника питания местных элементов ИПМЭ. Фазирование сигна-
лов, подаваемых в рельсовую линию к местным элементам пу-
тевых приемников, осуществляется при помощи фазирующего
ФУ и коммутационного КУ устройств.
Питающее устройство ПУ, содержащее ИПРЦ, ИПМЭ, ФУ
и КУ, выполнено по типовой схеме, так же как и питающее ус-
тройство станционных рельсовых цепей 25 Гц. Сдвиг фаз меж-
ду напряжениями на выходах устройств КУ и ИПМЭ равен 90°.
Контроль короткого замыкания изолирующих стыков смеж-
ных рельсовых цепей осуществляется фазовым способом, по-
этому взаимное расположение питающих и релейных концов
смежных рельсовых цепей, питающихся от одного источника
питания, не имеет значения. Рельсовые же цепи ЗП и 4П, по-
лучающие питание от несфазированных источников, располо-
женных на разных станциях, стыкуются по питающим концам.
179
Каждая рельсовая цепь может кодироваться с питающего или
релейного конца в зависимости от установленного направления
движения.
Система обеспечивает возможность передачи сигнальной ин-
формации на локомотив числовым и частотным кодами при
помощи путевых устройств автоматической локомотивной сиг-
нализации ПУАЛС. Сигнальная информация АЛС формиру-
ется схемой выбора кодового сигнала СВИС в зависимости от
поездной ситуации, установленного направления движения, а
также показаний входного светофора при подходе поезда к
станции.
Поездная ситуация определяется путевыми приемниками
1П—ЗП на ст. А и 4П—6П на ст. Б. При движении поезда по
рельсовым цепям 2П и ЗП в сторону ст. Б для обеспечения ко-
дирования этих рельсовых цепей необходимо на ст. А иметь ин-
формацию о состоянии рельсовых цепей 4П и 5П, путевые ре-
ле которых находятся на ст. Б. Точно так же при движении в
сторону ст. А по рельсовым цепям 5П и 4П для обеспечения
кодирования этих рельсовых цепей необходимо иметь информа-
цию о состоянии рельсовых цепей 2П и ЗП, путевые реле ко-
торых находятся на ст. А. Для передачи информации о сос-
тоянии двух ближайших к данной станции рельсовых цепей, ап-
паратура которых расположена на соседних станциях, служит
линия обмена информацией ЛОИ и устройства обмена инфор-
мацией УОИ. При установленном направлении движения ин-
формация о состоянии этих рельсовых цепей передается со стан-
ции приема на станцию отправления.
Смена направления и контроль состояния перегона осущест-
вляются при цомощи двух- или четырехпроводной линии сме-
ны направления ЛСН и схемы смены направления ССН, в ос-
нове построения которых лежат соответствующие типовые ре-
шения.
Работа устройств обмена информацией УОИ, схемы
смены направления ССН и схемы выбора кодовых сигналов
СВКС осуществляется во взаимодействии с устройствами элек-
трической централизации ЭЦ.
При создании системы ЦАБФЧ решалась важная задача
обеспечения контрольного режима рельсовых цепей по локомо-
тивному приемнику. Перегонные рельсовые цепи рассчитыва-
ются таким образом, что контрольный режим безусловно вы-
полняется по путевому приемнику. В то же время при неблаго-
приятных условиях локомотивный приемник может воспринять
кодовый сигнал за местом излома рельса.
180
Этот недостаток в значительной степени исключен в сис-
теме ЦАБФЧ за счет реализации следующей логической зави-
симости при включении и выключении кодирования. Кодирова-
ние в данной рельсовой цепи включается при вступлении на нее
поезда при условии, если в предшествующий момент времени
была занята предыдущая по ходу движения рельсовая цепь,
а данная рельсовая цепь свободна и исправна (путевой прием-
ник возбужден). Кодирование рельсовой цепи прекращается с
вступлением первых скатов поезда на следующую по ходу дви-
жения рельсовую цепь. Реализация этой логической последо-
вательности практически во всех ситуациях решает задачу
контрольного режима по локомотивному приемнику, т. е. необ-
ходимым условием включения кодирования является фиксация
свободности и исправности рельсовой цепи путевым приемни-
ком в момент, предшествующий вступлению поезда на рель-
совую цепь. В схеме эта задача решается установкой блока
включения кодирования БВК
Наличие изолирующих стыков в системе ЦАБФЧ позволя-
ет при необходимости устанавливать отдельные светофоры.
Принципиальные решения узлов ЦАБФЧ для участков с
тепловозной тягой, а также электрической тягой постоянного,
и переменного тока рассматриваются ниже. Различия в реше-
ниях при указанных трех видах тяги связаны в основном с по-
строением схемы рельсовыд цепей.
Схема рельсовой цепи при автономной тяге. На рис. 8.9
изображена схема рельсовой цепи для случая использования в.
качестве основного средства регулирования движения только
числовой АДС (наложение частотной АЛС на данную рельсо-
вую цепь не представляет трудности). Переключения в схеме
в зависимости от установленного направления движения осу-
ществляются контактами реле направлений Ч и Н. Включение-
кодирования в момент вступления поезда на рельсовую цепь
и прекращение кодирования при вступлении первых скатов по-
езда на следующую по ходу движения рельсовую цепь выпол-
няет кодововключающее реле КВ.
При кодировании с питающего конца на время кодирова-
ния от рельсовой цепи отключается источник питания рельсо-
вой цепи. В отдельных случаях при нарушении правильного
порядка движения, при случайных сбоях в работе или повреж-
дениях возможно при кодировании с питающего конца возник-
новение ситуации, при которой после фактического освобож-
дения рельсовой цепи путевое реле не встанет под ток (реле
КВ не обесточится и в рельсовую линию не будет подаваться
181
Нечетое направление
ППШ ПОШ	0Ш20	ilMHO ПОШ i
Рис. 8 9. Схема рельсовой цепи ЦАБФЧ при автономной тяге
питание частотой 25 Гц). Задачу восстановления рельсовой
цепи выполняет контакт вспомогательного реле Р, через кото-
рый в рельсовую линию кратковременно подается сигнальная
частота 25 Гц. При этом, если рельсовая цепь свободна, путе-
вое реле встает под ток и работа схемы восстанавливается.
Резисторы R1 и R2 обеспечивают выравнивание сопротив-
лений по концам рельсовой цепи в зависимости от длины ка-
бельной линии. Конденсатор С1 настроен в резонанс с обмот-
кой путевого реле на частоту 25 Гц, а конденсатор С2 компен-
сирует реактивную составляющую входного сопротивления по
цепи кодирования. Кодирование рельсовых цепей с питающе-
го и релейного концов осуществляется трансмиттерными реле
ТП и ТР соответственно.
Одной из важных характеристик системы с централизован-
ным размещением аппаратуры является величина максималь-
ной удаленности рельсовой линии от аппаратуры, расположен-
ной на станции. Ограничение по удаленности связано с тем, что
напряжение, подаваемое в кабельную линию связи, не должно
превышать 250 В (по условиям техники безопасности).
Расчетом установлено, что ограничения по максимально
допустимому напряжению в первую очередь связаны с обеспе-
чением тока АЛС на частоте 50 Гц, равного нормативной вели-
182
чине /к= 1,4 А, при вступлении поезда на входной конец рель-
совой цепи.
Определим предельные расстояния удаленности аппарату-
ры от рельсовой цепи исходя из обеспечения требуемых токов
АЛС.
Для рельсовой цепи длиной I (рис. 8.9) можно записать
следующие соотношения для напряжения и тока в начале рель-
совой линии при вступлении поезда на входной конец:
Ua = B/K‘, In = DIK,
где	— коэффициенты рельсового четырехполюсника;
ZB — Vzra — волновое сопротивление рельсовой линии;
у = 1/ у— коэффициент распространения рельсовой линии;
г ги
z', ги — соответственно удельное сопротивление рель-
совой петли и удельное сопротивление изо-
ляции.
Учитывая сопротивление соединительных проводов гСп меж-
ду рельсами и низкоомной обмоткой согласующего трансфор-
матора с коэффициентом трансформации п, напряжение, пода-
ваемое в кабельную линию икл, определяется по следующе-
му выражению (согласующий трансформатор считаем идеаль-
ным, емкостью кабеля пренебрегаем):
ch yl
икл = /к (ZB Sh 7Z + rcn Ch TZ) n + RKt (8.1)
где RK — сопротивление кабельной линии.
Оптимальный коэффициент трансформации, обеспечиваю-
щий при прочих фиксированных параметрах минимальную ве-
личину икл, определяется из выражения
dU
-^ = 0.
an
Подставив в это выражение значение икл из (8.1) и вы-
полнив соответствующие преобразования, получим
/?опт Як ]
где	b = у	.	(8.2)
ZBsh7Z + rcnch7Z 2в-|-гсп	1
183
Подставив полученную величину «опт в выражение (8.1),
приняв С/КЛ = {7ДОП и выполнив ряд преобразований, определим
максимальное допустимое сопротивление кабеля max и вели-
чину максимальной удаленности рельсовой линии от аппарату-
ры /к max’
q________________________^доп	________
2/Kl(2Bsh7z + rcnch7Z)chTZ|(l +COS?B) ~
! I U |2	I
1 доп ____________________________,о
~ 2 I /KCh7Z I Ив + ^пК1+cos?b) ’
!	max
где <рв — аргумент комплексной величины Ь, рассчитываемой
по выражению (8.2);
J?o=47 Ом/км — удельное сопротивление кабельной петли.
При выводе полученных выражений (8.1) и (8.3) предпола-
галось, что согласующий трансформатор идеальный; При ис-
пользовании реальных трансформаторов (в частности, транс-
форматора типа ПТР-А) необходимо учитывать потери корот-
кого замыкания, потерями же холостого хода можно прене-
бречь.
В этом случае величина /Ктах определяется по выражению
I	max ^кз
max —	»
где Якз — сопротивление короткого замыкания высоковольт-
ной обмотки согласующего трансформатора.
На рис. 8.10 приведены кривые зависимости lK (гт)
при различных длинах рельсовых цепей, а на рис. 8.11 — кри-
вые зависимости минимального рабочего сопротивления изо-
ляции Ги min от коэффициента трансформации согласующего
трансформатора при различных длинах кабеля 1К для рельсо-
вой цепи предельной длины 2 км.
При расчетах принималось: сопротивление соединительных
проводов Гсп = 0,05 Ом, напряжение £7ДОП=220 В, сопротивле-
ние 7?кз=50 Ом (согласующий трансформатор типа ПРТ-А).
Из кривых рис. 8.11 следует, что целесообразная величина
коэффициента трансформации согласующего трансформатора
184
Рис 8 10 Кривые зависимости
1к max = / (ги)
Рис 8 11. Кривые зависимости
fп mln — f(и)
должна находиться в пределах 20—50. Выбор коэффициента
трансформации согласующего трансформатора осуществлялся
также с учетом обеспечения оптимальной величины входного
сопротивления концов по критерию минимума рабочего сопро-
тивления изоляции в нормальном режиме при условии выпол-
нения шунтового и контрольного режимов.
Как показали теоретические исследования, оптимальная ве-
личина сопротивлений по концам рельсовой цепи находится в
пределах 0,3—0,4 Ом.
Сопротивления R1 и R2, а также коэффициенты
трансформации трансформаторов ИТ1 и ИТ2 п\ = п2=п, рас-
положенных в путевых коробках ПК, выбираются в соответст-
вии с табл. 8.1.
Таблица 8.1
Удаленность релейного конца рельсо- вой цепи от поста, км	Суммарные сопротивления, Ом		Коэффициент трансформации п	Максимальная длина рельсовой цепи, км, при ги гпш = О’?0 м
	7?1 + RK + J?K3	Л2 + Лк + Якз		
0-3,5	350	200	32,0	2,0
3,5—5,7	450	300	37,6	2,0
5,7—7,8	550	400	41,5	2,0
7,8—10	650	500	46,0	2,0
10—12	750	600	46,0	1,75
12—14	850	700	52,0	1,75
185
Нечетное направление
Д1-0,ЬМп=36
£
Рис. 8.12. Схема рельсовой цепи ЦАБФЧ при электротяге постоянного тока
Схема рельсовой цепи при электрической тяге постоянного
тока. Эта схема (рис. 8.12) по логическому построению напо-
минает схему рельсовой цепи при автономной тяге.
При синтезе рельсовой цепи были выполнены исследования
с целью определения оптимальной величины коэффициента
трансформации дроссель-трансформатора типа ДТ-0.6М, при
котором обеспечивается максимальная удаленность аппарату-
ры при ряде ограничений, а именно: напряжение на входе ка-
беля, а также на элементах не должно превышать 250 В как
на частоте 25 Гц, так и на частоте 50 Гц; сопротивление по
концам на частоте сигнального тока 25 Гц по модулю должно
находиться в пределах 0,3—0,4 Ом. Оптимизация проводилась
для рельсовой цепи длиной 1750 м при использовании путево-
го реле типа ДСШ-13А и с учетом обеспечения величины тока
АЛС на входном конце рельсовой цепи 2 А (норма при элек-
трической тяге постоянного тока).
Установлено, что оптимальные значения коэффициента
трансформации находятся вблизи 40. По этой причине исполь-
зуется типовой дроссель-трансформатор ДТ-0,6-500М с ко-
эффициентом трансформации я = 38. Конденсатор С1 обеспе-
чивает последовательный резонанс на частоте сигнального то-
ка рельсовой цепи 25 Гц, а конденсатор С2 — на частоте тока
АЛС 50 Гц.
Конденсатор СЗ компенсирует индуктивную состав-
ляющую сопротивления путевой обмотки приемника. Сопротив-
186
ления /?1 = Т?2=/? в рельсовой цепи определяются в соответст-
вии с приведенными ниже данными:
Удаленность дальнего конца рель- 0—4,25
совой цепи от поста, км
Суммарное сопротивление	200
7? -|- 7?к, Ом
Максимальная длина рельсовой це- 1,75
пи, км, при ти min = 0,7 Ом-км
4,25—8,5 8,5—12,5
400	600
1,75	1,75
Схема рельсовой цепи при электрической тяге переменного
тока. При электрической тяге переменного тока частота сиг-
нального тока рельсовой цепи и сигнальная частота АЛС сов-
падают (25 Гц), что и определяет особенности схемы рельсо-
вой цепи (рис. 8.13).
При кодировании рельсовой цепи с релейного конца для
обеспечения возбуждения путевого реле после освобождения
поездом данной рельсовой цепи с питающего конца через фрон-
товой контакт реле направления непрерывно подается сигналь-
ная частота. В схеме предусмотрена защита путевого реле от
ложного срабатывания при замыкании в релейном кабеле.
Необходимость этой защиты определяется тем, что при нали-
Рис. 8.13. Схема рельсовой цепи ЦАБФЧ при электротяге переменного тока
187
чии замыкания между жилами кабеля в случае кодирования с
релейного конца какой-либо рельсовой цепи сможет сработать
по короткозамкнутой цепи путевое реле другой рельсовой
цепи.
Защита обеспечивается включением в цепь путевой обмотки
путевого реле П тылового контакта повторителя трансмиттер-
ного реле ПТ, обмотка возбуждения которого подключена к
контактам зеленого огня кодового путевого трансформатора
КПТ при движении на релейный конец рельсовой цепи. Реле
ПТ имеет замедление на отпадание порядка 0,2 с и замыкает
свой тыловой контакт только в большом интервале. Так как
кодовый путевой трансмиттер — общий для рельсовых це-
пей, релейные жилы которых находятся в пределах одного ка-
беля, при замыкании тыловых контактов реле ПТ в цепи пу-
тевого реле исключается возможность срабатывания последне-
го в случае указанного повреждения от кодовых импульсов
АЛС. В случае взаимного замыкания жил в релейном кабеле
реле ПТ обеспечивает отключение путевых оеле при подаче
в релейный кабель импульсов любого кода. Фронтовой контакт
реле, включенный параллельно контакту реле ПТ, обеспечива-
ет нормальную работу путевого реле при свободности рельсо-
вой цепи. Целостность цепи реле ПТ, а также отсутствие зали-
пания фронтовых контактов трансмиттерных реле ТР конт-
ролирует реле контроля К-
На рис. 8.13 изображена схема включения реле К для слу-
чая, когда при установленном направлении движения в четном
направлении питающие и релейные концы рельсовых цепей 1П,
2П и 377 расположены таким образом, что движение во всех
трех рельсовых цепях происходит с релейного конца.
Значения параметров элементов рельсовой цепи в зависи-
мости от удаленности рельсовой линии от аппаратуры опреде-
ляются в соответствии с табл. 8.2.
Таблица 8.2
Удаленность дальнего конца рельсовой цепи от поста, км	Коэффициенты трансформации ИТ1, ИТ2		Суммарные со- противления, Ом, R1 4- Як и R2 + Як	Максимальная длина рельсовой цепи, км, при ги min = °>7 Ом.км
	ГЦ	П3		
0-8,5	13	21	400	2,0
8,5—12,75	16	22	600	2,о
188
Максимальное расстояние между пунктами размещения ап-
паратуры без дублирования жил кабеля при автономной тяге
составляет не менее 30 км, при электрической тяге переменно-
го и постоянного тока — не менее 25 км. Максимальная дли-
на рельсовой цепи, при которой обеспечиваются основные ее
режимы работы без сезонной регулировки при минимальном
рабочем сопротивлении изоляции 0,7 Ом-км для автономной
и электрической тяги переменного тока, составляет 2,0 км, а
для электрической тяги постоянного тока — 1,75 км.
Схемы кодирования. На рис. 8.14 представлена схема вклю-
чения устройств кодирования для рельсовой цепи 2П (см. рис.
8.8) при установленном нечетном направлении движения (ре-
ле направления Н возбуждено, а реле Ч обесточено).
Схема кодирования рельсовой цепи включает в себя четы-
ре реле (см. рис. 8.14): вспомогательное 2 В кодововключаю-
щее 2КВ и два трансмиттерных реле для кодирования соот-
ветственно с питающего 2ТП и релейного 2ТР концов.
Трансмиттерные реле работают от одного на всю станцию
кодового путевого трансмиттера К.ПТ. Коды, посылаемые в
рельсовую цепь, определяются поездной ситуацией, т. е. кон-
тактами повторителей путевых реле, а также для двух бли-
жайших к станции блок-участков показаниями входных све-
тофоров (контакты реле ЧС и ЧКУ в схеме 2ТП).
Для кодирования рельсовой цепи 2П с релейного конца
при движении поезда в четном направлении необходимо на
станции отправления (ст. А) иметь информацию о состоянии
рельсовой цепи 4П, аппаратура которой расположена на ст. Б.
189
Эта информация передается по линейной цепи и фиксируется
состоянием реле извещения ИУ.
Реле 2В и 2КВ обеспечивают контрольный режим рельсовой
цепи по локомотивному приемнику. Вспомогательное реле 2В
рельсовой цепи 2П возбуждается при нахождении поезда на
рельсовой цепи ЗП и свободности рельсовой цепи 2П. Этим
фиксируется исправность рельсовой цепи 2П в момент нахож-
дения поезда на предыдущей по ходу движения рельсовой цепи.
В момент вступления первых скатов поезда на рельсовую цепь
2П через фронтовой контакт реле 2В за время его замедления
на отпадание срабатывает кодововключающее реле 2КВ и ста-
новится на самоблокировку через параллельно соединенные ты-
ловые контакты реле 1В и 1КВ следующей по ходу движения
рельсовой цепи. При возбуждении реле 2КВ начинает коди-
роваться рельсовая цепь 2П.
В случае наличия повреждения в рельсовой цепи 2П реле
2В при нахождении поезда на рельсовой цепи ЗП не возбудит-
ся и кодирование при вступлении поезда на рельсовую цепь
2П не включится. После вступления первых скатов поезда на
рельсовую цепь 1П аналогично возбуждается реле 1КВ, а ре-
ле 1В удерживает некоторое время свой якорь на замедлении,
поэтому цепь самоблокировки реле 2 КВ обрывается, последнее
обесточивается и кодирование в рельсовой цепи 2П прекраща-
ется.
Конденсатор С1, включенный при возбужденном состоянии
реле 2RB параллельно его обмотке, обеспечивает замедление
на отпадание реле 2К.В, что исключает срыв кодирования при
движении по рельсовой цепи легких подвижных единиц и крат-
ковременной потере поездного шунта. В то же время конденса-
тор С1 подключен таким образом, что при вступлении первых
скатов поезда на, рельсовую цепь 1П реле 2 КВ обесточивается
без замедления. Резисторы R1 и R2 включены в цепь заряда и
разряда конденсатора С1.
Тыловой контакт реле 2КВ в цепи возбуждения реле 2В ис-
ключает срыв кодирования рельсовой цепи ЗП'при одновремен-
ном нахождении двух подвижных единиц на рельсовых цепях
2П, ЗП и кратковременной потере шунта в рельсовой цепи 2П.
При отсутствии данного контакта кратковременная потеря
шунта в рельсовой цепи 2П вызвала бы срабатывание реле 2В
и обрыв цепи самоблокировки реле 3RB. Тыловой контакт реле
2П1 в цепи возбуждения реле 2RB исключает срыв кодирова-
ния в рельсовой цепи ЗП при освобождении впереди идущим
поездом рельсовой цепи 2П. Это может происходить при от-
190
Рис. 8.15. Схема устройств обмена информацией
сутствии указанного контакта реле 2П1 в момент осво-
бождения первой короткой подвижной единицей рельсовой
цепи 2П за счет разряда конденсатора С1 на обмотку реле
2КВ.
Выше указывалось, что при нарушении правильного поряд-
ка движения поездов, а также при ряде неисправностей воз-
можно возникновение ситуации, при которой реле 2КВ остает-
ся в возбужденном состоянии после освобождения рельсовой
цепи. При этом возбуждение путевого реле исключается, так
как сигнальная частота 25 Гц при автономной и электрической
тяге постоянного тока подается в рельсовую цепь через тыло-
вые контакты кодововключающего реле.
Задачу восстановления рельсовой цепи выполняет при этом
реле Р, которое срабатывает кратковременно (около 0,6 с)
при нажатии кнопки Кн.
Изображенная на рис. 8.14 схема включения реле Р исклю-
чает возможность возбуждения его при нажатии кнопки чаще,
чем через 30 с, что обеспечивается соответствующим выбором
резистора R4 и конденсатора С2. На каждой станции реле Р
устанавливается одно на все рельсовые цепи половины перего-
на. Разработан также вариант включения реле Р не от кнопки
(вручную), а от схемы времени, периодически (один раз в 60 с)
возбуждающей реле Р при занятости хотя бы одной из рель-
совых цепей половины перегона.
Необходимо отметить, что искусственная подача в рельсо-
вую цепь частоты 25 Гц, осуществляемая фронтовым контак-
том реле Р, не нарушает безопасность движения поездов, так
191
как, если рельсовая цепь занята, подача частоты 25 Гц не вы-
зывает срабатывания путевого реле.
Схема устройств обмена информацией между станциями.
Эта схема (рис. 8.15) обеспечивает решение двух задач:
1) передает на станцию отправления информацию о состо-
янии двух ближайших к станции отправления рельсовых цепей,
аппаратура которых находится на станции приема. Такая ин-
формация необходима для выбора кодовых сигналов, подава-
емых в две наиболее удаленные от станции отправления рель-
совые цепи. Эта задача решается при помощи пары жил ка-
беля ИУ, ОИУ и комбинированных реле ИУ;
2) передает на станцию приема информацию о вступлении
поезда на рельсовую цепь, граничащую с рельсовыми цепями,
аппаратура которых находится на станции приема. Эта инфор-
мация необходима для возбуждения реле ЗВ при вступлении
поезда на рельсовую цепь 4П в случае нечетного направления
движения и для возбуждения реле 4В при вступлении поезда
на рельсовую цепь ЗП при четном направлении движения. Ука-
занная задача решается при помощи пары жил кабеля ИП,
ОИЛ и реле ИП.
Рассмотренные выше системы централизованной автоблоки-
ровки эксплуатируются на ряде дорог Советского Союза.
КООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА
ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
9.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ
В настоящее время в Советском Союзе интервальное регу-
лирование движения поездов осуществляется автоблокировкой
и АЛСН с размещением напольной аппаратуры в релейных
шкафах у путевых светофоров и системой АЛСН с централизо-
ванным размещением аппаратуры только на станциях.
Для указанных систем интервального регулирования разра-
ботано устройство автоматического управления тормозами
(САУТ), применение которого уменьшает потерю времени в слу-
чае следования поезда на красный огонь путевого светофора.
Предусмотрено, что при отказе в работе устройств САУТ ин-
тервальное регулирование движения поездов может вестись
по сигналам автоблокировки и АЛСН, как это осуществляется
при отсутствии САУТ.
Координатная система интервального регулирования движе-
ния поездов (КСИР) включает в себя устройства автоблоки-
ровки, АЛСН, САУТ, а также дополнительные устройства,
позволяющие поезду проследовать путевой светофор с крас-
ным огнем с достаточно высокой скоростью при полном обес-
печении безопасности. Таким образом, КСИР позволяет зна-
чительно сократить пространственный интервал между поезда-
ми, движущимися с большими скоростями, а следовательно,
увеличить пропускную способность перегонов. Это достигается
делением блок-участка на координатные отрезки и осуществле-
нием измерения скорости хвоста впереди идущего поезда на
границах координатных отрезков. В системе КСИР предусмот-
рена возможность интервального регулирования движения по-
ездов устройствами автоблокировки и АЛСН в случае наруше-
ния нормальной работы дополнительной аппаратуры. Последнее
Глава 9 написана проф. А. М. Брылеевым и канд техн, наук Г. С.
Лодыгиным.
7—1667
193
Рис. 9.1. Функциональная схема КСИР
позволяет также на участках, оборудованных КСИР, во-
дить поезда локомотивами, имеющими только устройст-
ва АЛСН.
Функциональная схема координатной системы интервально-
го регулирования движения поездов приведена на рис. 9.1. При
построении системы каждый блок-участок БУ делится на три
координатных отрезка КО, а короткие — на два. Координат-
ные отрезки оборудуются рельсовыми цепями без установки
изолирующих стыков на их границах. Эти рельсовые цепи конт-
ролируют свободность или занятость каждого КО и имеют пе-
редатчик Пт,п и приемник Прт,п. Здесь п — номер КО, т —
номер БУ, на котором расположен n-й отрезок КО.
На входном конце каждого блок-участка БУ и каждого ко-
ординатного отрезка КО находится специальный шлейф, дли-
на которого пропорциональна длине данного блок-участка БУ
и координатного отрезка КО. Из шлейфа на локомотив пере-
дается сигнал. По счету оборотов колес локомотива за время
приема указанного сигнала определяется длина БУ и КО, а по
характеру сигнала определяется скорость поезда у следующего
путевого светофора, если требуется ее ограничить. Изменяя
характер этого сигнала и длину отрезков шлейфа, с которых
идет передача, можно передать с пути на локомотив дополни-
тельную информацию о скорости проследования поездом путе-
вого светофора с сигнальным огнем, требующим ограничения
скорости, об ограничении скорости в местах пути с временными
препятствиями и т. д.
194
Подготовка и передача всего объема информации на локо-
мотив осуществляются блоком формирователя кода ФК, уста-
навливаемым на каждом блок-участке. Сигналы, посылаемые
в рельсовую цепь данного блок-участка, формируются блоком
ФК на основании данных, полученных приемником информации
ПИ от датчиков свободности каждого координатного отрезка.
Сигналы для САУТ формируются шлейфовыми генераторами
ШГ, которые управляются сигналами от ФК, Пр1^, flp2j,
ПрЗ} (см. рис. 9.1).
Таким образом, на локомотив из рельсовой цепи и шлей-
фов поступает следующая информация, которую условно мож-
но разбить на пять групп:
1)	информация о числе свободных блок-участков в виде
сигналов числовой АЛСН — коды КЖ, Ж и 3;
2)	информация о числе «п» свободных координатных от-
резков на занятом блок-участке: Ко при n=0, Ki при п=,1 и Кг
при и=2;
3)	информация о длине блок-участка и координатных от-
резков;
4)	информация о максимальной скорости, с которой допус-
кается вступление поезда на последний свободный блок-учас-
ток или координатный отрезок. Это ограничение скорости1
зависит от длины блок-участка или координатного от-
резка;
5)	информация о скорости проследования хвостом впереди
идущего поезда начала координатных отрезков KOI, КО2 и
коз.
Использование информации по пп. 1—4 дает возможность
осуществлять интервальное регулирование движения поездов
не на начало занятого блок-участка, а на начало занятого ко-
ординатного отрезка. При использовании информации по
пп. 1—5 интервальное регулирование движения поездов ведет-
ся на координату, отстоящую от начала занятого координатно-
го отрезка на расстоянии, равном пути экстренного тормо-
жения.
Система КСИР может применяться для интервального ре-
гулирования движения поездов в трех вариантах.
В первом варианте используется полная информация, ука-
занная выше в пп. 1—5.
Во втором варианте используется информация, указанная
в пп. 1—4. Здесь не используется информация по п. 5, т. е. в.
7*
195
системе КСИР не предусматривается измерение скорости хвос-
та впереди идущего поезда.
В третьем варианте система САУТ используется как ин-
формационная система для машиниста о расстояниях до пре-
пятствий, которые поезд должен проследовать с пониженной
скоростью или остановиться, о моментах начала торможения,
о скорости хвоста впереди идущего поезда и т. д. Третий ва-
риант предназначен для поездов с локомотивами, на которых
не предусмотрено полное автоматическое программное сниже-
ние скорости. В этом случае снижение скорости поезда может
выполняться ручным торможением и имеющимися средствами
экстренного или служебного торможения (например, ЭПК
и др.).
Дополнительная аппаратура КСИР размещается в шкафах
у путевых светофоров.
Система КСИР особенно эффективна при централизован-
ном размещении аппаратуры автоблокировки и АЛСН на стан-
циях.
Для пояснения принципов формирования передаваемой ин-
формации рассмотрим функциональную схему, изображенную
на рис. 9.1, при использовании КСИР по второму варианту,
т. е. без измерения скорости хвоста впереди идущего поезда.
В этом случае включаются в работу и принимают участие в
формировании сигналов, передаваемых с пути на локомотив,
только рельсовые цепи координатных отрезков, расположенных
за путевым светофором с красным огнем.
При следовании поезда на желтый огонь путевого светофо-
ра на локомотив из рельсовой цепи передается сигнал (инфор-
мация) об этом. В этом случае из путевого шлейфа у светофо-
ра с зеленым огнем передается на локомотив информация о
длине блок-участка и максимальной скорости проследования
путевого светофора с желтым огнем. Информация об этой ско-
рости передается соответствующей частотой сигнала. САУТ оп-
ределяет координату начала торможения и осуществляет тре-
буемое снижение скорости у путевого светофора с желтым
огнем.
При проследовании поездом светофора с желтым огнем из
путевого шлейфа на локомотив передается информация о длине
блок-участка. В этом случае САУТ определяет координату на-
чала торможения и скорость проследования путевого светофо-
ра с красным огнем в зависимости от числа свободных коор-
динатных отрезков п между путевым светофором с запреща-
ющим сигналом и хвостом впереди идущего поезда.
196
При трех координатных отрезках в рельсовую цепь навстре-
чу поезду подаются следующие коды. При м=0 подается сиг-
нал КЖ, при n=il — сигналы КЖ и К\, при п=2 — сигналы
КЖ и К2.
При п=0 поезд останавливается у путевого светофора.
При п=1 поезд проследует светофор со скоростью Vi, при этом
на локомотив поступает из рельсовой цепи отрезка КО1 сигнал
Къ а из путевого шлейфа информация о длине отрезка КО\.
САУТ определяет координату начала снижения скорости и по-
езд останавливается у начала координатного отрезка
КО2.
При п=2 поезд проследует светофор со скоростью v2, при
этом на локомотив поступает из рельсовой цепи отрезка КО1
сигнал К2 и информация о скорости Vi проследования конца
отрезка КО1, а из путевого шлейфа информация о длине этого
отрезка. САУТ определяет координату начала снижения ско-
рости.
У начала отрезка КО2 на локомотив поступает из рельсовой
цепи этого отрезка сигнал К\, а из путевого шлейфа — инфор-
мация о длине отрезка КО2. Устройство САУТ определяет ко-
ординату начала снижения скорости от величины ц3 и поезд
останавливается у конца отрезка КО2.
Выше были рассмотрены сближение поездов при фиксиро-
ванном положении хвоста впереди идущего поезда и информа-
ция, передаваемая на локомотив из рельсовых цепей и путе-
вых шлейфов.
Рассмотрим удаление хвоста впереди идущего поезда от
головы второго поезда при его фиксированном положении.
1. Хвост впереди идущего поезда находится на отрезке КО1.
Голова второго поезда проследовала путевой светофор с жел-
тым огнем; из рельсовой цепи на локомотив передается сигнал
КЖ, а из путевого шлейфа — информация о длине блок-участ-
ка. САУТ определяет координату начала снижения скорости
поезда и обеспечивает остановку поезда у светофора с крас-
ным огнем.
Первый поезд освобождает отрезок КО1 — на локомотив
передаются сигналы КЖ и Ki- Устройство САУТ изменяет про-
грамму снижения скорости и обеспечивает проследование по-
ездом путевого светофора со скоростью щ.
Первый поезд освобождает отрезок КО2 — на локомотив
передаются сигналы КЖ и К2- Устройство САУТ изменяет
программу снижения скорости и обеспечивает проход поездом
путевого светофора со скоростью v2.
197
Первый поезд освобождает отрезок КОЗ — на локомотив
передается сигнал Ж- Устройство САУТ изменяет программу
снижения скорости и обеспечивает проход поездом путевого
светофора со скоростью vm.
2. Хвост первого поезда находится на отрезке КО2. Голова
второго поезда проследовала путевой светофор с желтым огнем
и на локомотив поступают сигналы КЖ и К\- Первый поезд
освобождает КО2 и на локомотив второго поезда передается
сигнал КЖ и Кг- Первый поезд освобождает отрезок КОЗ и
на локомотив второго поезда передается сигнал Ж-
Во всех рассмотренных случаях САУТ обеспечивает просле-
дование поездом путевого светофора со скоростью, соответст-
вующей принимаемому сигналу.
При нахождении головы второго поезда на отрезке КО1
(КО2) и удалении хвоста первого поезда с блок-участка БУ)
на локомотив второго поезда будут передаваться дополнитель-
ные сигналы: Къ Кг; КЖ совместно с Кг и Ki- САУТ будет
обеспечивать проследование концов отрезков КО с установ-
ленными скоростями, осуществляя требуемый процесс сниже-
ния скорости.
При этом информация о длинах координатных отрезков КО
будет передаваться на локомотив из путевых шлейфов, распо-
ложенных в начале каждого координатного отрезка КО.
При оборудовании участка устройствами КСИР по перво-
му варианту в системе осуществляется измерение скорости
хвоста впереди идущего поезда в начале каждого координат-
ного отрезка, расположенного за путевым светофором с крас-
ным огнем, т. е. в начале KOI, КО2 и КОЗ.
В системе КСИР предусматривается измерение этой скоро-
сти двумя способами. Первый способ используется для измере-
ния скорости хвоста поезда, когда на нем имеется специаль-
ный пассивный прибор, и второй, когда этот прибор отсутству-
ет. На участке допускается обращение поездов двух указан-
ных видов.
В случае отсутствия специального пассивного элемента на
хвосте поезда измерение скорости производится путевыми уст-
ройствами КСИР на основании разности моментов времени
поступления информации об освобождении хвостом поезда от-
резков КОп и КОп+\-
Длины координатных отрезков закладываются в память
путевых устройств КСИР. Скорость хвоста впереди идущего
поезда у путевого светофора с красным огнем определяется
по поступившей информации об освобождении отрезков КО2
198
и КОЗ блок-участка перед этим светофором. Скорость в кон-
це отрезков KOI (КО 2) определяется по информации об ос-
вобождении отрезков КОЗ (блок-участка перед светофором
с красным огнем) и КО1 блок-участка за светофором с
красным огнем (КО1 и КО2 блок-участка за светофором с
красным огнем).
Если окажется необходимым не учитывать скорость хвоста
поезда при формировании сигналов с пути на локомотив (при
торможении), в путевых устройствах предусматривается
сравнение средних скоростей в смежных координатных отрез-
ках КО. Если разность средних скоростей окажется больше
заданной величины, интервальное регулирование ведется на
начало занятого отрезка КО.
Точность измерения скорости хвоста поезда в начале каж-
дого координатного отрезка может быть повышена, если пу-
тевые устройства будут измерять время прохождения хвоста
поезда специально заданного отрезка пути /с в начале отрез-
ка КО. Это может быть осуществлено рядом технических ре-
шений.
Первый вариант состоит в том, что в конце отрезка КО
устраивается рельсовая цепь длиной 1С, питаемая током высо-
кой частоты. Измеряется время с момента освобождения спе-
циальной рельсовой цепи предыдущего отрезка КО до момен-
та освобождения рельсовой цепи. Это время обратно пропор-
ционально скорости хвоста поезда.
При втором варианте устраиваются две рельсовые цепи,
каждая длиной /с с общим источником питания из середины.
Измеряется время от момента освобождения первой рельсовой
цепи до момента освобождения второй рельсовой цепи.
При третьем варианте устанавливаются два токовых при-
емника на расстоянии /с один от другого. Каждый из токовых
приемников срабатывает после проследования его последним
скатом поезда, т. е. хвоста поезда. Измеряется время от мо-
мента срабатывания первого токового приемника до момента
срабатывания второго токового приемника.
При всех вариантах измерение времени проследования спе-
циальных рельсовых цепей происходит только после освобож-
дения рельсовой цепи предыдущего отрезка КО, что повышает
надежность работы измерительного устройства.
Если измерение скорости хвоста поезда производится уст-
ройством, выполненным по любому из трех указанных вари-
антов, то при формировании сигналов она учитывается даже
при определении ее в процессе торможения.
199
При наличии специального пассивного элемента на хвосте
поезда измерение скорости производится следующим образом.
На пути в начале отрезка КО устанавливаются два активных
элемента (индуктора) на расстоянии /с- При прохождении над
ними пассивного элемента путевой приемник измеряет время
tc прохождения хвостом поезда расстояния /с с определенной
скоростью v= lc:tz.
Если на участке железной дороги обращаются поезда как
оборудованные, так и не оборудованные специальными хвосто-
выми приборами, скорость движения впереди идущего поезда
будет определяться двумя путевыми измерителями.
При формировании сигналов, передаваемых с пути на локо-
мотив, будет учитываться только скорость, измеренная устрой-
ством, дающим меньшую погрешность. При передаче на локо-
мотив второго поезда трех значений скорости хвоста впереди
идущего поезда требуется применить девять дополнительных
сигналов: Кт, К02, Коз, Кп> К12, К\з, К21, К22, Кзз-
Если измеритель скорости не будет работать из-за неисправ-
ности, то КСИР будет осуществлять регулирование скорости
движения второго поезда с обеспечением его остановки у на-
чала отрезка КО.
Координатную систему интервального регулирования дви-
жения поездов целесообразно сначала применять на участках,
где автоблокировка и АЛСН не могут обеспечить требуемой
пропускной способности. В первую очередь сюда относятся
пригородные железнодорожные участки в районе остановочных
платформ.
Ниже рассматриваются эксплуатационные вопросы исполь-
зования КСИР на пригородных участках железных дорог.
9.2. РАСЧЕТ ИНТЕРВАЛА ПОПУТНОГО СЛЕДОВАНИЯ ПОЕЗДОВ
Для разработки математической модели, обеспечивающей
выявление ситуации, наиболее тяжелой по сближению по-
путных пригородных поездов в районе остановочных платформ
(критический момент сближения), и отыскания соответствую-
щего этой ситуации предельного межпоездного интервала ТСУ
будем полагать, что регулирование движения позади идущего
пригородного поезда (П2) ведется идеальной системой интер-
вального регулирования (рис. 9.2). В этой системе имеется
полная, точная и непрерывная информация о местоположении
сближающихся поездов и их скорости движения, отсутствуют
200
какие-либо задержки по выдаче команд сближающимся поез-
дам на движение с программной скоростью.
Прицельное регулирование поезда П2 системой интерваль-
ного регулирования может вестись двумя методами: 1) непо-
средственно на хвост впереди идущего поезда Ш и 2) на точ-
ку, в которой может оказаться хвост поезда Ш, если он будет
экстренно заторможен (рис. 9.2).
Учитывая это, в дальнейшем значения параметров интер-
вального регулирования с символом (**) будут относиться к
первому случаю, а с символом (*) — ко второму случаю.
Рис. 9.2. Схема расчета теоретического сближения пригородных поездов
при движении в режиме РВТ
201
Для обеспечения безопасности попутного следования поез-
дов при условии максимального их сближения система интер-
вального регулирования не должна допускать ситуации, при
которой траектория движения тормозной точки головы второ-
го поезда отстоящей в каждый момент времени от траек-
тории движения головы (/) на расстояние тормозного пути
служебного торможения пригородного поезда от его текущей
скорости до полной остановки {/слт[1>]ол}, пересекала бы тра-
екторию хвоста первого поезда l*(t) или траекторию движения
тормозной точки хвоста первого поезда отстоящей в каж-
дый момент времени от траектории хвоста на расстояние тор-
мозного пути экстренного торможения пригородного поезда от
его текущей скорости до полной остановки {/эт[у]од}.
В крайнем критическом случае допускается равенство функ-
ций /у(/)=/^(0 или Цг	т. е. соприкосновение
траекторий движения хвоста и тормозной точки головы
или тормозных точек хвоста и головы сближающихся поездов.
Точка соприкосновения К. фиксирует наиболее тяжелый (кри-
тический) момент при сближении поездов. Координаты точки
критического сближения, а также значения соответствующих
этому моменту параметров движения сближающихся поездов
определяют количество составляющих предельного межпоезд-
ного интервала Т" и их значения.
Определение в явном виде вышеуказанных параметров кри-
тического сближения поездов возможно путем решения урав-
нений, описывающих траектории движения сближающихся
пригородных поездов в единой системе координат.
Наиболее распространенный режим движения пригородных
поездов по перегону «Разбег—выбег—торможение» (РВТ).
Траектории движения поезда П1 на участке разгона могут
быть представлены уравнениями:
lxl(t) = 0,5a1t2,	(9.1)
/1х(0 = 0,5а1(1 + -§-тЬ2.	(9.2)
\ bi J
Учитывая выпуклость траекторий (9.1) и (9.2) и вогнутость
траектории движения второго поезда на участке выбега
можно допустить, что в критический момент поезд П2 нахо-
дится в фазе выбега.
202
Уравнения траекторий движения поезда П2 в фазе выбега
в единой системе координат (начало которой взято в точке
трогания хвоста поезда Ш) имеют вид:
/г(/) = (к0 — 0,5ft!z)Z — С;	(9.3)
^слт___^2
я(0 = (Ъ - 0,5ft2B	(9.4)
°2
Значение величины С, т. е. местоположение головы поезда
П2 на момент трогания с места поезда Ш (f=0) при критичес-
ком их сближении, можно определить из условия
или
^(4) = /Г(4)
Таким образом, с учетом (9.1), (9.2) и (9.3) имеем:
и*2
с* —2!____l
2Й2ЛГ
С**
дслт ьв	Г
р2 — и2 „,*
слт	4кр
°2	L
2й|лт
*2ЛТ — Ь2
"I дСЛТ
°2
^(^ЛТ- -Ь\
_ v0
’ 26“т
«!_ ,
2 "Г
Zxp;
(9-5)
**
Vo Гкр —
.**2
*кр .
(9-6)
2ft”
Для нахождения аналитической зависимости значений ско-
рости Vo подхода поезда П2 в фазе выбега на момент t = 0 от
значений тяговых характеристик ЯгЛг" и ^>> максимальной ско-
рости разгона Утах и длины перегона — расстояния между
остановочными платформами /ПСр запишем уравнение траекто-
рии движения головы поезда П2 по перегону
v2
+ с +1„ - (v0 - 0,5^ AZ) - Znep = о, (9.7)
VO — umax
где AZ = ——;-------время в момент перехода движения поезда
ь2 П2 из режима разгона в режим выбега.
203
Подставив значения Д/ и С из (9.5) и (9.6) в уравнение (9.7),
получим искомую аналитическую зависимость:
Т>0=Й/кр +
Т^тах 2/?2 (/пер /п)
(9-8)
, в / < , Й1 ) ,*2
—	1 + J /кр
(9-9)
Ордината точки К — значение времени в критический мо-
мент сближения пригородных поездов ZKP — определится из
условия совпадения касательных к траекториям сближающих-
ся поездов, т. е. из условия
<р*кр) ^<(Гкр) ;	 <(СР)
dt	dt ’ dt	dt
Решив последнее уравнение относительно ZKP и подставив
значения о0 из (9.8) и (9.9), получим
/г** = 1

*2ЛТ
^(62ЛТ-Й2В)
Местоположение точки К соприкосновения вышеуказанных
траекторий определится, если подставить значение /кр в урав-
нения (9.1) и (9.2) ухода поезда П1
204
к
,%ах _м
2л2	' пер
(9.12)
(л* — I)2
**
к
V	V
2л	26?	' пер п'
*•	л
Ь* \ 6?
—— I ----- Сп** 1 \2
долг / а \п U
°2 '	1
(9.13)
Максимальное сближение пригородных поездов, осущест-
вляемое в соответствии с координатами точки критического
сближения (/к<кр), дает следующий набор составляющих пре-
дельного межпоездного интервала
ТI = А1ОДХ + ^СЛТ 4~ let “h t-yx,	(9. 14)
где Йодх — время перемещения тормозной точки головы поезда П2
от критического момента сближения до момента нача-
ла торможения для остановки.
Здесь
ЛР   икр -] /" / икр V	П ^2 (4 4)
нодх—	I I 2	_
Л	\	"	/	4 \	£	£ J
Время /крдх определяется из соотношения
4 = (^кр 4“ 4одх)— 1-2	—
где <слт — время торможения пригородного поезда для стоян-
ки у остановочной платформы.
Здесь
у __ икр 4 *-кр _ 1 /" I ^кр V____ 2
СЛТ	6'ЛТ	V \Ь^)	62ЛТ(62Л1-^) ’
где /ст — продолжительность стоянки пригородного поезда у ос-
тановочной платформы;
^ух = /кР — время перемещения хвоста или тормозной точки хвоста
поезда П1 с момента трогания с места до момента
достижения критической точки сближения [определяется
соответственно по уравнениям (9.10) и (9.11)].
Здесь т*р = (м* —1)^|/*р; т*р = (/г**—1)й| 6*р — скорость дви-
жения поезда П1 в критический момент сближения.
205
С учетом значений составляющих расчетное уравнение пре-
дельного межпоездного движения пригородных поездов для
случая движения их по перегону в режиме «Разбег—выбег—
торможение» имеет вид
=	+	4s) j/”" “	<9Л5)
Моделирование критического сближения пригородных по-
ездов осуществляется в предположении: 1) на критический мо-
мент сближения поезд П2 находится в режиме выбега; 2) ко-
ординаты точки критического сближения определились из усло-
вия совпадения касательных к траектории движения сближа-
ющихся поездов.
Однако при определенном сочетании тяговых характеристик
сближающихся поездов и профиля пути в зоне сближения мо-
жет оказаться, что соприкосновение траектории из условия ра-
венства скоростей может наступить за пределами остановоч-
ной платформы, т. е. при 1к>1а. Учитывая, что перемещение
тормозной точки головы по достижении координаты 1п (место
остановки головы у остановочной платформы) временно (на
время стоянки) прекращается, максимальное теоретическое
сближение пригородных поездов может быть реализовано не
из условия совпадения касательных к траектории движения
сближающихся поездов, а из условия мнимого их пересечения
в точке /п.
Исследования показывают, что совпадение местоположения
точки критического сближения пригородных поездов с местом
остановки головы у остановочной платформы имеет место и при
движении пригородных поездов по перегону в режимах «Раз-
гон—торможение» (РТ) и «Разгон—движение с постоянной
скоростью», «Торможение» (РУДТ).
Максимальное теоретическое сближение пригородных поездов
в соответствии с координатами точки критического сближения
[/п, /кр = ^1Х(/п)Ь [^п, /кр=/!(/п)] дает следующий набор состав-
ляющих предельного межпоездного интервала
Тi — /ст /ух,	(9.16)
где
i	___ vmax .
слг (рудт) — слт >
°2
,кр*
*ух(рх, рвх, рудх)
206
/слт(рт)-|/ дслт(1	; $Грт, РВТ, РУДТ) - J/
^слт(рвт) —
^тах 2^ Znep
/С2Л1-&2В)
Проведенные по полученным расчетным уравнениям иссле-
дования позволяют установить, что при существующем при-
городном электроподвижном составе, реальных характеристи-
ках перегонов пригородных поездов ж.-д. линий и 20-секундной
стоянке значение допустимого межпоездного интервала не
превышает 85—90 с.
Регулирование процесса сближения поездов реальной си-
стемой, когда имеет место инерционность и дискретность изме-
рения местоположения и скорости сближающихся поездов, при-
водит к увеличению действительного минимального межпоезд-
ного интервала Т^1п по сравнению с теоретическим Г" на ве-
личину потерь времени ДТСТ. Последние вносятся системой ин-
тервального регулирования из-за наличия инерционности 'и
дискретности.
Анализируя процесс максимального сближения поездов при
интервальном регулировании реальной системой, можно сделать
вывод, что величина потерь времени А7’ст может быть пред-
ставлена выражением
А Гст = tP + Д&" + Д/поРдх + Д$,	(9.17)
где	tp — время реакции (инерционность системы на
возмущающее воздействие, учитывающее
срабатывание приборов, а также восприятие
команд и их реализацию лицами, участвую-
щими в управлении движением поездов по
системе «Человек—машина» (машинист, де-
журный по станции, стрелочник и др.);
= ^1(тх) (д/£* кр) — приращение межпоездного интервала из-за
дискретности фиксации освобождения точки
критического сближения поездом Ш, равное
времени хода хвоста или тормозной точки
хвоста поезда П1 по критическому блок-уча-
стку от местоположения точки критического
сближения до конца блок-участка Д/букр;
207
Д^одх = £>г(А/бу кр)приращение межпоездного интервала из-за
дискретности фиксации достижения точки
критического сближения тормозной точки
головы поезда П2, равное времени хода по-
следней по критическому блок-участку от его
начала до местоположения точки критиче-
ского сближения Д/6у кр;
д^™р“ — ЙГ(Д/Т) — приращение межпоездного интервала из-за
дискретности фиксации достижения критиче-
ского блок-участка (или координатного уча-
стка) тормозной точкой головы поезда П2,
равное времени хода последней с момента
подачи системой интервального регулирова-
ния сигнала о снижении скорости подхода
до момента достижения границы занятого
блок-участка.
Размеры потерь ДТст, как видно из уравнения (9.17), в зна-
чительной степени зависят от длины блок-участков в районе
остановочных платформ, т. е. от величины минимально допус-
тимого расстояния между сближающимися поездами.
Эксплуатируемые в настоящее время устройства интерваль-
ного регулирования (автоблокировка с наложением АЛС), осу-
ществляющие регулирование сближения поездов едиными для
всех категорий поездов показаниями путевых светофоров, рас-
ставляемых в соответствии с максимальными тормозными пу-
тями пассажирских или грузовых поездов, реализуют мини-
мально допустимое расстояние между попутными поездами,
значительно превышающее расстояние, необходимое из условий
безопасности движения пригородных поездов. Вследствие это-
го, а также ввиду того, что в пригородных зонах в пределах
этого расстояния располагаются одна, две, а то и три остано-
вочные платформы, а устройства автоблокировки не учитыва-
ют реальную динамику движения сближающихся поездов, раз-
меры потерь ДГСТ, вносимых в величину межпоездного интерва-
ла движения пригородных поездов Тс^1а устройствами автобло-
кировки, весьма значительны.
Анализ кривых скоростей и времени хода пригородных по-
ездов и путевых планов пригородных участков дорог, оборудо-
ванных автоблокировкой, показывает, что величина потерь
ДТст достигает 180—190 с при трехзначной автоблокировке и
135—140 с при четырехзначной автоблокировке.
208
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
И РЕГУЛИРОВКА НА СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ
ЮЛ. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ
ГОРОЧНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Процесс переработки составов на сортировочных станциях
включает в себя две основные фазы: погашения вагонопотока
и зарождения вагонопотока.
На фазе погашения вагонопотока прибывающие на станцию
составы обрабатываются, а затем расформировываются по на-
правлениям в соответствии с назначением отдельных вагонов.
Группа смежных вагонов одного назначения образует отцеп.
Процесс расформирования составов на отцепы можно раз-
бить на два этапа: первый этап — транспортировка готового
к расформированию состава на горб горки (надвиг состава);
второй этап — разделение состава на отцепы при прохождении
составом горба горки (роспуск состава).
Надвиг и роспуск составов осуществляются с помощью го-
рочных локомотивов (тепловозов или электровозов), режим
движения которых задается сигнальными показаниями наполь-
ных горочных светофоров, управляемых вручную дежурным
по горочному посту (ДСПГ) или управляемых автоматически
сигнальными устройствами, вычисляющими скорость движения
состава (для автоматического задания скорости роспуска со-
ставов разработана система АЗСР).
Машинист горочного локомотива при расформировании со-
ставов должен руководствоваться показаниями напольных све-
тофоров и указаниями по радиосвязи дежурного по горочному
посту. При отсутствии в кабине машиниста устройств, воспро-
изводящих сигнальные показания напольных светофоров, про-
цесс управления локомотивом связан с определенными труд-
ностями. Машинист локомотива, надвигающего состав на горку
Глава 10 написана проф. А. М. Брылеевым, проф. Ю. А. Кравцовым,
канд. техн, наук Ю. Г. Боровковым и канд. техн, наук Б. М. Степенским.
209
вагонами вперед, зачастую не может четко различить показа-
ния напольных сигналов, находящихся в начале пути надвига-
на расстоянии, равном длине полного состава (800—1200 м) от
локомотива. Особенно сильно проявляется сложность воспри-
ятия сигнальных показаний горочных светофоров в условиях
плохой видимости сигналов при неблагоприятных климатичес-
ких условиях (туман, дождь, метель и т. д.). На ряде сорти-
ровочных горок пути парка приема имеют такую кривизну,
что даже при незначительном их заполнении исключается вся-
кая видимость напольных горочных сигналов.
В этих условиях особенно необходимо применение уст-
ройств АЛС на горочных локомотивах для передачи показаний
горочных светофоров в кабину машиниста, ибо управление ло-
комотивом в экстремальных условиях посредством указаний
ДСПГ по радиосвязи не только не обеспечивает безопасности
надвига и роспуска составов, но и приводит к сильной загруз-
ке эфира радиокомандами, дополнительной загрузке оператора
функциями слежения за составами и дополнительной психоло-
гической нагрузке на машиниста.
Однако специфика работы горочного локомотива по расфор-
мированию составов, само расформирование составов как тех-
нологический процесс предъявляет ряд характерных требо-
ваний к устройствам горочной автоматической локомотивной
сигнализации, в силу которых типовые, известные на магист-
ральном транспорте системы применяться не могут.
К указанным требованиям следует отнести: повышенную
значность (число воспроизводимых сигнальных показаний);
быстродействие (незначительная инерционность восприятия ин-
формации); возможность устойчивого приема информации в
стрелочной зоне парка расформирования.
Всем этим требованиям не могут удовлетворить существу-
ющие как числовые (кодовые), так и частотные системы
АЛСН, использующие в качестве основного телемеханического
канала передачи информации рельсовые цепи.
Процесс надвига составов на горку, где происходит разделе-
ние состава на отцепы, в зависимости от применяемой техно-
логии транспортировки составов на горб горки можно подраз-
делить на три вида (режима): основной надвиг; подтягивание
(параллельный надвиг); надвиг вслед (попутный надвиг).
Режим основного надвига связан с организацией движения
состава по маршруту, приготовленному на горб горки, при сво-
бодное™ последнего (рис. 10.1). В этом режиме процесс дви-
жения состава задается показаниями горочного светофора Г,
210
I
I
fya i . i
Горочный локомотив
—----------------
Парк приема
Путь надвига
Рис. 10.1. Схема организации движения состава в режиме основного надвига
которые транслируются на его повторители, устанавливаемые
вдоль трассы маршрута. Управление огнями горочного свето-
фора осуществляется вручную дежурным ДСПГ в зависимости
от складывающейся ситуации в зоне расформирования-форми-
рования составов.
Горочный светофор имеет пять сигнальных показаний: зе-
леный огонь (3); зеленый, горящий одновременно с желтым,
огонь (ЗЖ); желтый огонь (Ж); красный огонь (К); красный
огонь, горящий одновременно с буквой Н, высвечиваемой на
специальном указателе, установленном на светофоре (КЯ).
Режим подтягивания — параллельный надвиг — связан с
движением состава по маршруту, приготовленному на горб гор-
ки, при занятости его какими-либо операциями (рис. 10.2).
Как правило, этот режим используется с целью сокращения
межоперационных интервалов (интервалов между двумя после-
довательными роспусками) при наличии двух или более надви-
жных путей (путей транспортировки). В этом случае предос-
тавляется возможность во время роспуска состава по одному
из путей организовать параллельный надвиг по другому пути
следующего состава таким образом, что к моменту освобожде-
ния горба горки распускаемым составом следующий состав
подходит к горбу горки на минимальное расстояние, допусти-
мое по условиям обеспечения безопасности движения.
Время движения состава по участку безопасности опреде-
ляет интервал между окончанием одного роспуска и началом
последующего.
В режиме подтягивания процесс движения состава задается
показаниями повторителя горочного светофора ПГ, который
ограждает въезд в зону горба горки. Как правило, повторитель
горочного светофора устанавливается в конце зоны электри-
ческой централизации. Управление огнями повторителя гороч-
211
Рис. 10.2. Схема организации движения состава в режиме подтягивания
ного светофора осуществляется автоматически в зависимости
от расстояния передних скатов состава до повторителя. Перед
каждым повторителем, ограждающим вход в зону горба горки,
устраивается гарантийный участок, при вступлении состава на
который автоматически перекрывается сигнал на красный
огонь, запрещая дальнейшую транспортировку состава.
Повторитель горочного светофора в режиме подтягивания
сигнализирует двумя огнями: желтый огонь (Ж) и красный
огонь (К).
Режим надвига вслед — попутный надвиг — связан с дви-
жением состава по маршруту, включающему часть полного
маршрута, освободившуюся предыдущим распускаемым соста-
вом, т. е. надвиг очередного состава производится по тому же
пути надвига вслед распускаемому составу (рис. 10.3).
Режим надвига вслед используется с целью сокращения
межоперационных интервалов независимо от числа путей на-
двига. В режиме надвига вслед процесс движения состава за-
дается при отсутствии горочной АЛС указаниями по радиосвя-
зи дежурным ДСПГ, который следит за взаимным сближением
составов, определяя момент остановки второго состава.
Режим роспуска связан с обеспечением возможности разде-
ления состава на горбе горки на отцепы помощником соста-
вителя и приданием составу определенной скорости с тем, что-
бы очередной отделяемый от состава отцеп получил требуемую
начальную скорость скатывания на вершине горки.
В режиме роспуска процесс движения состава задается по-
казаниями горочного светофора, которые транслируются на его
повторители, установленные вдоль трассы маршрута. Управле-
ние огнями горочного светофора может осуществляться как
вручную дежурным ДСПГ, так и автоматически с помощью
устройства АЗСР. В последнем случае на горочном светофоре
212
Рис. 10.3. Схема организации движения состава в режиме надвига вслед
и его повторителях на специальных цифровых указателях вы-
свечивается задаваемая скорость роспуска.
Каждому сигнальному показанию на горочном светофоре
соответствуют два скоростных показания на цифровом указа-
теле в автоматическом режиме задания скорости роспуска: зе-
леный огонь — скорости 9 и 8 км/ч; зеленый с желтым огни-
скорости 7 и 6 км/ч; желтый огонь — скорости 5 и 4 км/ч.
Системы горочной автоматической локомотивной сигнали-
зации, предназначенные для передачи сигнальных и скорост-
ных показаний с пути на локомотив в процессе расформиро-
вания составов, должны передавать достаточно полную инфор-
мацию, необходимую для обеспечения качественного управле-
ния движением горочных локомотивов во всех вышеуказан-
ных режимах надвига и роспуска.
Для обеспечения устойчивого приема информации по всему
маршруту движения, включая стрелочную зону предгороч-
ной горловины, системы ГАЛС используют в качестве теле-
механического канала связи линии индуктивной связи ЛИС,
проложенные в зоне расформирования составов.
Наряду с указанными системами ГАЛС на сортировочных
горках могут использоваться комплексные системы телеуправ-
ления горочными локомотивами, включающие в себя устройст-
ва ГАЛС и авторегулировки скорости (АРС). Необходимость
таких систем возникает при использовании в качестве задат-
чика скоростных команд системы АЗСР, так как реализация
в этом случае вручную на локомотиве скоростных команд за-
труднительна для машиниста.
Комплексная система телеуправления горочным локомоти-
вом ТГЛК может применяться на крупных автоматизирован-
ных станциях, использующих в качестве горочных локомотивов
тепловозы типа ЧМЭЗ или ТЭМ7, которые приспособлены
213
для автоматического управления режимами тяги и торможе-
ния.
Система ГАЛС может применяться в следующих случаях:
временно на сортировочных горках, не оборудованных уст-
ройствами АЗСР, в качестве переходного этапа до полной
комплексной автоматизации процесса расформирования со-
ставов;
на сортировочных горках малой и средней мощности;
на сортировочных горках, использующих в качестве гороч-
ных локомотивов электровозы и тепловозы, не приспособлен-
ные для автоматического управления режимами тяги и тормо-
жения.
В зависимости от типа горок системы ТГЛК и ГАЛС имеют
две модификации:
система ТГЛК-1 (ГАЛС-1), позволяющая осуществлять од-
новременно автоматическое регулирование двух составов во
всех рассмотренных выше режимах расформирования. Систе-
ма ТГЛК-1 предназначена для горок, имеющих один путь
спуска;
система ТГЛК-2 (ГАЛС-2), позволяющая осуществлять од-
новременно автоматическое регулирование четырех составов.
Данная модификация предназначена для сортировочных горок
с числом путей спуска не менее двух.
Конструктивно система телеуправления горочным локомоти-
вом выполнена таким образом, что требуемая модификация до-
стигается добавлением или изъятием унифицированных блоков
на локомотиве и в стационарном помещении.
10.2. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
В системе ТГЛК вся информация, необходимая для регу-
лирования движения составов в процессе расформирования,
передается по индуктивному каналу связи. В табл. 10.1 приве-
дены данные о характере передаваемой с пути на локомотив
информации, а в табл. 10.2 — данные о локомотивной сигна-
лизации.
Следует особо обратить внимание на следующее. При ос-
новном надвиге одной скоростной команде соответствуют три
различных сигнальных показания, что требует при кодирова-
нии информации использования трех кодовых сигналов. При
подтягивании состава, наоборот, одному сигнальному показа-
нию соответствуют три различные скорости движения, что в
214
Таблица 10.1
Режим расформиро- вания состава	Информация,	передаваемая с пути на	локомотив
Основной на- двиг	Показания горочного светофора Скорость движения, км/ч	3 зж ж 15	К	КН	— 0	—	—
Подтягива- ние	Показания повторителя горочного светофора Скорость движения, км/ч	Ж 15	10	6	К	—	— 0	—	—
Надвиг вслед	Скорость движения, км/ч	—	9	5	0	—	—
Роспуск	Показания горочного светофора Скорость движения, км/ч	3 зж ж 9, 8 7; 6 5; 4	К КН ОР* 0	—	—
* OP — окончание роспуска состава.
свою очередь также требует применения трех различных кодо-
вых сигналов.
При роспуске состава каждому разрешающему сигнальному
показанию соответствуют два скоростных режима движения,
следовательно, при кодировании разрешающей информации в
режиме роспуска требуется использование шести различных
кодовых сигналов.
На локомотиве в кабине машиниста размещаются приборы
индикации режима расформирования состава, поэтому каждый
кодовый сигнал должен нести дополнительную информацию о
текущем режиме движения состава.
Таким образом, кодовые сигналы, используемые в каждом
из режимов, должны отличаться между собой для одних и тех
же сигнальных или скоростных показаний.
Учитывая выше сказанное и то, что команды «Стой» — Д’
и «Осаживание» — КН являются общими для двух режимов,
общее число команд, передаваемых по каналу индуктивной
связи, включая команду «Окончание расформирования», соста-
215
вит 15. В системе ТГЛК для шифрации этого числа команд ис-
пользуется частотный метод кодирования, при котором каждой
команде соответствует однозначно комбинация двух частот из
шести (действительно, n=Cj =15). В качестве сигнальных ча-
стот используются частоты тонального диапазона.
Для кодирования информации используются следующие ча-
стоты: fi=775 Гц, /2 = 1815 Гц, /3 = 2115 Гц, f4 = 2445 Гц,
?5 = 2810 Гц и /6=3210 Гц.
В табл. 10.3 приведены комбинации частот, соответствующие
передаваемой информации.
Как видно из табл. 10.3, для кодирования двух разрешаю-
щих скоростных сигналов режима надвига вслед используется
комбинация частот, принятая для кодирования аналогичных
значений задаваемой скорости в режиме роспуска. Для коди-
рования признака режима надвига вслед используется число-
вой код Ж, передаваемый по рельсовой цепи пути парка прие-
ма одновременно с передачей скоростных сигналов по индук-
тивному каналу связи.
Таблица 10.2
Режим расформиро- вания состава	Локомотивная сигнализация		
Основной надвиг	Светофор Индикатор скорости Индикатор режима на- двига	3 зж ж 15 ОН	К КН 0	—
Подтягивание	Светофор Индикатор скорости Индикатор режима на- двига	Ж 15	10	6 ПТ	к 0
Надвиг вслед	Светофор Индикатор скорости Индикатор режима на- двига	Ж 9	5 НВ	к 0
Роспуск	Светофор Индикатор скорости Индикатор режима на- двига	3	ЗЖ Ж 9; 8	7; 6	5; 4 Р	К КН ОР 0 —	—
216
Таблица 10.3
Режим расформи- рования состава	Передаваемая информация и используемые частоты							
Основной надвиг	3 /ь /2	ЗЖ fi, /з		Ж fi, Л	/4. A	KH fs, fs		
Роспуск	9 А. Л	8 /2 ,fi	7 \fi, fS	6 /2. A	5	4 /3, /5 fa, fs	К fl. fs	kh fs. fs	OP fl. fs
Подтягивание	15 fl' fs		10 fi, fs		6 fa, ft	К fi. fs		
Надвиг вслед	9 /2. f з		5 /3, /5		К fi. fa			
При наличии общего канала связи для нескольких объектов
управления встает задача идентификации объектов управления
и разделения одним из известных способов каналов передачи
информации.
В системе ТГЛК принято частотно-временное разделение
каналов передачи информации. При этом способе каждый локо-
мотив настраивается на определенную частоту (частоту наст-
ройки), временно или постоянно закрепленную за данным ло-
комотивом. Время передачи частоты настройки определяет дли-
тельность такта передачи информации, а прием частоты на-
стройки на локомотиве является разрешением на восприятие
частот управляющих сигналов, передаваемых одновременно с
частотой настройки.
Исходя из максимально возможного числа одновременно
регулируемых горочных локомотивов в системах ТГЛК-2 и
ГАЛС-2 используются четыре частотные настройки (четыре
временных такта передачи информации); соответственно для
системы ТГЛК-1 — две частотные настройки.
Так как общее число горочных локомотивов, приписанных к
сортировочной горке, как правило, превышает количество одно-
временно работающих локомотивов, то с целью упрощения
построения каналообразующей аппаратуры был принят прин-
цип временного закрепления настроек за локомотивами на вре-
мя одного цикла расформирования, в котором участвует дан-
ный локомотив. Согласно этому принципу настройки каждый
локомотив может работать на любой из возможных частот на-
строек, т. е. в любом из временных каналов. Однако в этом
217
Рис. 10.4. Последовательность ча-
стотных посылок сигнала кодовой
комбинации f;fK в i-м такте дли-
тельностью Ti
случае локомотивную аппарату-
ру горочного локомотива, стоя-
щего под составом, требуется
настраивать на работу в соответ-
ствующем временном канале, ча-
стота настройки которого опре-
деляется стационарными устрой-
ствами при приготовлении марш-
рута надвига для данного состава.
Следовательно, в этом случае
задача настройки локомотив-
ной аппаратуры разбивается на два этапа: первый этап — вы-
бор горочного локомотива для настройки как объекта управле-
ния, второй этап — настройка выбранного локомотива на при-
ем в соответствующем временном канале.
Выбор локомотива для настройки осуществляется посылкой
числового кода 3 в рельсовую цепь соответствующего пути
парка приема, с которого приготовлен маршрут надвига на
горку и на котором должен находиться горочный локомотив.
Прием кода 3 на локомотиве является разрешением для при-
ема сигналов настройки.
В системе ТГЛК для кодирования четырех временных кана-
лов используются четыре частоты субтонального диапазона Qi
(i=l, 2, 3, 4), где индекс при частоте показывает номер вре-
менного канала приемо-передачи информации.
Для кодирования номеров временных каналов используются
следующие частоты:
Qt = 31 Гц; Q2 = 38 Гц; 23 = 45 Гц; Q4 = 53 Гц.
Частота настройки Qi является в свою очередь частотой
манипуляции информационных частотных сигналов. Комбина-
ция двух частот fj и соответствующих информационным
сигналам, передается в течение i-ro такта путем последователь-
ного чередования посылок двух частот. Длительность каждой
посылки равна соответственно l/2Qi (рис.- 10.4).
Процесс настройки локомотивной аппаратуры на прием ин-
формации в i-м временном канале заключается в том, что в
линию индуктивной связи в i-м такте посылается комбинация
частот fzfnZ одна из диапазона информационных частот — f2, а
другая (вспомогательная) — частота подключения fn- При
этом частота манипуляции частотных посылок равна Qi.
Комбинация частот fzfn может восприниматься только на
одном локомотиве, а именно на том, который воспринимает из
218
рельсовой цепи код 3 — код выбора объекта управления. Соот-
ветственно на этом локомотиве приемные фильтры идентифи-
цируют частоту манипуляции Qi сигнала fn, что фиксируется
до конца расформирования состава соответствующим элемен-
том памяти Вь с помощью которого локомотивные приемные
устройства в последующем могут воспринимать только инфор-
мационные сигналы, модулированные частотой Q< и передавае-
мые в i-м временном канале.
В системе ТГЛК длительность одного такта передачи инфор-
мации составляет 0,32 с, а длительность посылки частоты под-
ключения (длительность настройки локомотивных устройств) не
менее 15 с.
В системе ГАЛС-1 информация, необходимая для регулиро-
вания движения локомотивов и составов в процессе расформи-
рования, передается: в режимах основного надвига и роспу-
ска — по индуктивному каналу связи, а в режимах подтяги-
вания и надвига вслед — по рельсовым цепям соответствующих
путей парка приема. Такой принцип разделения каналов пере-
дачи информации позволяет перейти к передаче информации с
помощью непрерывных сигналов, так как система ГАЛС-1 по-
зволяет регулировать движение только двух локомотивов: од-
ного в режиме основного надвига или роспуска, другого — в
режиме подтягивания или надвига вслед.
В табл. 10.4 приведены данные о характере передаваемой с
пути на локомотив информации, а в табл. 10.5 — данные о ло-
комотивной сигнализации, принятой в системе ГАЛС-1.
Как видно из табл. 10.4, в системе ГАЛС-1 с пути на локо-
мотив передаются только сигнальные показания напольных
сигналов, скоростные значения которых определяются техниче-
ско-распорядительным актом станции. Для информирования ма-
Таблица 10.4
Режим расформиро- вания состава	Информация, передаваемая е пути на локомотив		
Основной надвиг Подтягивание Надвиг вслед Роспуск	Показания горочного светофора Показания повторителя горочного светофора Показания горочного светофора Начало роспуска (вступ	3	ЗЖ	Ж ж 3	зж	ж ление состава на гор	К КН К К КН 5 горки)
219
Таблица 10.5
Режим расформирования состава	Сигнализация локомотивным светофором	
Основной надвиг	3	зж ж	К	КН
Подтягивание	жп	К
Надвиг вслед	кж	К
Роспуск	3 зж ж	К	КН
	Г — индикация режима надвига	
шиниста о переходе в режим роспуска при вступлении перед-
них скатов состава на горб горки с пути передается дополни-
тельный сигнал «Начало роспуска».
Таким образом, общее число команд, передаваемых по ка-
налу индуктивной связи, составляет шесть, а передаваемых по
рельсовому каналу связи, — три.
В системе ГАЛС-1 для кодирования указанного числа
команд, передаваемых по линии индуктивной связи, использу-
ется также частотный метод, при котором каждой команде со-
ответствует однозначно комбинация двух частот из четырех
(п=С% =6). В качестве сигнальных частот используются вы-
сокие частоты.
Для шифрации команд, передаваемых по рельсовому каналу
связи, используются коды числовой АЛСН, при этом команда
«Стой» передается путем прекращения передачи в рельсовую
цепь числового кода.
Для кодирования информации в режиме основного надвига
и роспуска используются следующие частоты:
F1 = 30 кГц; F2 = 31,5 кГц; F3 = 33 кГц; F4 = 35 кГц.
В табл. 10.6 приведены комбинации частот и числовой код,
соответствующие передаваемой информации.
В системе ГАЛС-1 выбор горочного локомотива осуществ-
ляется только в режиме основного надвига с целью включения
приемной мобильной аппаратуры связи, которая нормально вы-
ключена, что исключает влияние различного рода помех при
маневровых передвижениях горочного локомотива в зоне парка
расформирования-формирования сортировочной горки.
Выбор локомотива для включения аппаратуры осуществля-
ется так же, как в системе ТГЛК путем посылки числового ко-
220
Таблица 10.6
Режим расформиро- вания состава	Передаваемая информация и используемые частоты					
Основной надвиг Роспуск	3 fl. fl	зж fl. fl	ж fl, fl	К fl. fl	кн fl. fl	г fl. fl
Подтягивание	жп		КЖ		к	
Надвиг вслед	Код Ж		Код	КЖ		
да 3 в рельсовую цепь соответствующего пути парка приема,
с которого приготовлен маршрут надвига на горку и на кото-
ром должен находиться искомый горочный локомотив. Прием
кода 3 фиксируется на локомотиве до конца расформирования
элементом памяти В, который включает приемную аппаратуру.
10.3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ
ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ГОРОЧНЫМ ЛОКОМОТИВОМ
Структурная схема комплексной системы телеуправления
горочным локомотивом. Аппаратуру системы ТГЛК по терри-
ториальному признаку размещения можно разбить на три ос-
новные группы устройств: 1) стационарная аппаратура; 2) на-
польная аппаратура; 3) локомотивная (мобильная) аппарату-
ра. При этом в пределах каждой группы по функциональному
признаку аппаратуру можно разбить на аппаратуру автомати-
ки и аппаратуру индуктивной передачи данных.
Стационарная аппаратура автоматики предназначена для
сбора исходной информации, обработки и преобразования ее к
виду, удобному для последующей передачи по каждому каналу
связи.
Стационарная аппаратура (рис. 10.5) включает в себя сле-
дующие схемы:
схему согласия надвига СН, предназначенную для: а) про-
верки и контроля действий ДСПГ по выбору маршрута надви-
га очередного состава; б) фиксации согласия ДСПГ на оче-
редной надвиг на горб горки; в) включения и обеспечения ра-
боты всего комплекса стационарных автоматических устройств,
связанных с формированием и передачей команд для регули-
221
Рис. 10.5. Структурная схема
стационарной аппаратуры систе-
мы ТГЛК
кодов выбора локомотива и
рования скорости движения ло-
комотиво-состава по приготов-
ленному маршруту;
схему выбора временного ка-
нала ВВК, обеспечивающую
выбор очередной свободной на-
стройки (временного канала)
при задании маршрута на горку;
схему подключающих реле
ПР, предназначенную для под-
ключения кодообразующей аппа-
ратуры к тракту передачи Инфор-
мации в выбранном временном
канале;
схему формирования сигнала
выбора локомотива ФСВ, фик-
сирующую момент готовности
маршрута надвига на горб горки
и формирующую интервал вре-
мени посылки сигналов выбора
локомотива и его настройки;
схему трансмиттерных реле
ТР, осуществляющую передачу
ризнака режима надвига вслед в
рельсовые цепи путей парка приема;
схему распределителя тактов РТ, формирующую временные
интервалы, соответствующие рабочим тактам передачи инфор-
мации;
схему формирования команд ФК1, фиксирующую показания
горочного светофора и АЗСР в режимах основного надвига и
роспуска, и местоположение головы локомотиво-состава относи-
тельно ограничивающего путевого светофора в режиме подтя-
гивания;
схему формирования команд ФК2 в режиме надвига вслед,
фиксирующую сигналы, выдаваемые схемой задания скорости
надвига вслед;
схему задания скорости надвига вслед ЗСНВ, предназна-
ченную для слежения за попутно следующими составами и оп-
ределения на основе анализа пространственного интервала
между составами скорости попутного надвига;
схему определения режимов надвига ОРН, включающую со-
ответствующие схемы ФК, а также устанавливающую необхо-
димые связи в цепях шифратора информации*,
222
схему горочных вспомогательных реле ГВР, контролирую-
щую состояние сигнальных реле выходных сигналов с пути
парка приема, участвующих в установленном маршруте над-
вига;
схему шифратора информации ШИ, предназначенную для
создания цепей воздействия на генераторы сигнальных частот
управления и настройки в соответствии с состоянием элемен-
тов схем формирования команд управления и настройки и при-
нятым способом кодирования информации;
схему увязки устройств ЭЦ парка приема с устройствами
системы ТГЛК—СУ, обеспечивающую возможность установки
и разделки маршрута надвига вслед и обеспечения перехода
на режим основного надвига при освобождении горба горки
первым составом.
Стационарная аппаратура автоматики монтируется в типо-
вых релейных стативах типа СОУ-67 и устанавливается в ре-
лейном помещении поста ЭЦ парка приема.
Стационарная аппаратура индуктивной передачи данных
«Горка» предназначена для организации по одному высокоча-
стотному каналу четырех односторонних (симплексных) кана-
лов связи между стационарным пунктом управления и локо-
мотивами с целью передачи сигналов телеуправления и теле-
сигнализации на движущиеся локомотиво-составы в зоне парка
приема и в стрелочной зоне предгорочного парка расформиро-
вания.
В комплекс аппаратуры передачи данных стационарного
пункта управления входят стационарный передатчик ПС1 и
преобразователь сигналов ППС.
Стационарный передатчик представляет собой типовую ап-
паратуру для передачи информации в системе индуктивной свя-
зи «Шлейф», предназначен для преобразования сигналов то-
нальной частоты в высокочастотный сигнал и усиления послед-
него по мощности для передачи в линию индуктивной связи.
Преобразователь сигналов служит для формирования ча-
стотных сигналов тонального и субтонального диапазонов в
соответствии с выходными сигналами шифратора. Он состоит
из семи генераторов тональных частот (fi, fz, ..., fs, fn) и че-
тырех генераторов частот настройки субтонального диапазона
(Qi, Q2, Из, Q4).
К напольной аппаратуре автоматики относятся рельсовые
цепи (РЦ) парка приема, которые обеспечивают нормальный
режим по локомотивному приемнику (режим АЛС) при кодо-
вом питании переменным током выходного конца парка при-
223
Рис. 10.6. Структурная схема ло-
комотивной аппаратуры системы
ТГЛК
ема. Рельсовые цепи парка при-
ема обеспечивают избиратель-
ную передачу сигналов выбора
объекта регулирования и при-
знака режима надвига вслед на
локомотив по всей длине пу-
тей, при освобождении которых
составом рельсовые цепи пере-
ходят на непрерывное питание
переменным сигнальным током.
К напольной аппаратуре ин-
дуктивной передачи данных от-
носится линия индуктивной свя-
зи ЛИС, выполненная в виде
путевого шлейфа, проложенного
по земле на территории зоны
регулирования, включающей в
себя парк приема и предгороч-
ную горловину.
В целях создания равномер
ного магнитного поля (мини
мальный уровень напряженности
магнитного поля, обеспечивающий прием кодовых сигналов на
локомотиве, равен 0,2 мА/м) по всей территории зоны регули-
рования в ЛИС обеспечивается режим бегущей волны.
Конфигурация и способ прокладки ЛИС зависят от конкрет-
ных условий ее использования: путевого развития парка рас-
формирования, вида тяги и наличия источников помех.
Локомотивную аппаратуру автоматики системы ТГЛК
функционально можно разбить на аппаратуру ГАЛС и аппа-
ратуру АРС (рис. 10.6).
Аппаратура ГАЛС включает в себя: аппаратуру локомо-
тивного дешифратора, аппаратуру числовой АЛСН, индика-
ционные приборы, приборы контроля бдительности и приборы
контроля фактической скорости локомотива.
Аппаратура локомотивного дешифратора Д при нахождении
горочного локомотива в зоне регулирования обеспечивает: наст-
ройку приемной аппаратуры индуктивной передачи данных
«Горка» на прием информации в требуемом временнбм кана-
ле; дешифрацию телемеханических сигналов ТУ—ТС; индика-
цию сигнальных показаний и скоростных команд в кабине ма-
шиниста; однократный контроль бдительности машиниста как
в автоматическом режиме управления, так и в ручном при
224
смене сигнальных показаний на красный огонь; выдачу в аппа-
ратуру АРС девяти скоростных команд в виде дискретных сиг-
налов постоянного тока с шагом квантования 1 В/км.
В качестве аппаратуры числового кода используется типо-
вая аппаратура, обеспечивающая прием и дешифрацию сигна-
ла выбора объекта регулирования. Она включает в себя: ло-
комотивные катушки ЛК, усилитель УК 25/50 и дешифратор
ДКСВ1.
Индикационные приборы И обеспечивают индикацию на
локомотивном светофоре семи сигнальных показаний и четырех
признаков режима надвига (ОН, Р, ПТ, НВ), а также индика-
цию девяти скоростных градаций на цифровом индикаторе, ис-
пользуемых при регулировании движения локомотивов в про-
цессе расформирования составов.
Приборы контроля бдительности КБ, включающие рукоятку
бдительности машиниста РБ-62 и электропневматический кла-
пан ЭПК-150, обеспечивают возможность однократного конт-
роля бдительности машиниста при получении команды «Стой»
или «Осаживание».
Приборы контроля фактической скорости КС, включающие
датчик ДС и стрелочный индикатор ИС фактической скорости,
обеспечивают формирование постоянного напряжения, пропор-
ционального скорости движения локомотива.
Аппаратура АРС содержит аппаратуру управления, пульт
задания скорости ПЗС, блок обнаружения и прекращения бок-
сования ОПБ и аппаратуру питания.
Аппаратура управления, включающая в себя блок управле-
ния БУ, блок регулирования возбуждения БРВ и переключа-
тель управления ПУ, обеспечивает формирование сигналов для
воздействия на устройства тяги и торможения с целью под-
держания заданной скорости надвига локомотиво-состава.
Пульт задания скорости ПЗС обеспечивает возможность
ручного задания скорости движения локомотива непосредствен-
но машинистом в соответствии с показаниями горочной авто-
матической локомотивной сигнализации. С этой целью на пуль-
те имеются кнопки задания скорости движения локомотива и
переключатель режимов задания скорости.
Блок обнаружения и прекращения боксования ОПБ обес-
печивает фиксацию боксования колес локомотива, снижения
тока возбуждения двигателя и автоматическую подачу песка с
целью устранения боксования.
Аппаратура питания П, включающая в себя преобразова-
тель напряжения ПН и блок питания БП, обеспечивает форми-
8—1667
225
рование необходимых номинальных значений напряжений по-
стоянного и переменного тока для нормального функциониро-
вания всех элементов устройств авторегулировки скорости.
Локомотивная аппаратура индуктивной передачи данных
«Горка» содержит: приемную антенну ПА, мобильный прием-
ник ПМ и преобразователь сигналов ППМ.
Мобильный приемник представляет собой типовую аппара-
туру для приема информации в системе индуктивной связи
«Шлейф» и предназначен для преобразования принимаемых
сигналов в сигналы тональной и субтональной частот.
Преобразователь сигналов служит для выделения информа-
ционных частот и частот настройки, а также преобразования
последних в сигналы постоянного тока.
Комплексная система телеуправления горочным локомоти-
вом ТГЛК предусматривает одновременное регулирование дви-
жением четырех локомотиво-составов, которое достигается Цик-
лической передачей информации с пути на локомотив с исполь-
зованием частотно-временного разделения каналов.
При циклической передаче сигналов ТУ—ТС с частотно-
временным разделением каналов управляющая информация
передается на одной рабочей частоте для всех локомотивов с
использованием шести модуляционных частот тонального диа-
пазона.
Алгоритм работы системы ТГЛК можно разбить на следую-
щие этапы и рассмотреть каждый из них в отдельности.
1.	Выбор очередного маршрута надвига на горку дежур-
ным по горке (ДСПГ) и дача согласия дежурному по станции
на установку данного маршрута. Выбор маршрута надвига на
сортировочную горку очередного состава ДСПГ осуществляет
последовательным нажатием двух кнопок на пульте управле-
ния: начала маршрута (/-го пути парка приема) и конца
маршрута (&-го пути надвига на горку). При этом согласие на
установку указанного маршрута надвига автоматически переда-
ется на пульт-табло ДСП парка приема с целью его последую-
щей реализации.
На данном этапе происходит автоматический выбор очеред-
ной i-й свободной настройки (i-ro номера временного канала)
для передачи информации локомотиву, который будет транс-
портировать состав по данному маршруту надвига.
Устройство согласия на надвиг дает возможность ДСПГ от-
казаться от выбранного им, но еще не заданного ДСП маршру-
та. При задании маршрута надвига вслед согласие восприни-
мается лишь при наличии предварительного отказа от осажи-
226
вания составов со стороны ДСПГ. Схема согласия на надвиг
исключает возможность восприятия согласия на задание следу-
ющего маршрута при отсутствии готовности предыдущего, что
обеспечивает нормальное функционирование схемы выбора
временного канала и схемы подключающих реле. Схема ВВК
обеспечивает равномерное использование каналов передачи ин-
формации.
2.	Установка дежурным парка приема маршрута, заданного1
ДСПГ. На данном этапе при готовности устанавливаемого
маршрута схема ОРН определяет характер режима надвига
по данному маршруту, тем самым создаются условия для фор-
мирования сигналов выбора объекта управления и подключе-
ния. При этом в рельсовую цепь /-го пути приема начинает
поступать сигнал выбора объекта регулирования в виде им-
пульсов числового кода 3, параллельно с которым в линию ин-
дуктивной связи поступает частота подключения, манипулиро-
ванная частотой настройки Q,. Формирование и передача сиг-
налов выбора локомотива и его настройки осуществляются од-
новременно только для одного локомотива, находящегося под
составом на кодируемом /-м пути парка приема.
Длительность посылки сигналов выбора локомотива и его
настройки зависят от инерционности локомотивных устройств и
составляют в настоящее время не менее 15 с. При отсутствии
в указанном промежутке времени локомотива под составом
схема ФСВ предусматривает возможность повторной посылки
сигналов выбора и настройки по команде ДСПГ.
3.	Восприятие настройки локомотивными устройствами. На
локомотиве, находящемся на кодируемом пути, при приеме чис-
лового кода 3 создаются необходимые, но еще недостаточные
условия для включения в локомотивном дешифраторе элемента
подключения, разрешающего восприятие настройки. Срабаты-
вание элемента подключения происходит при условии приема
сигнала подключения в течение не менее трех полных циклов.
При приеме кода 3 элемент подключения осуществляет
предварительное подключение четырех приемных элементов к
выходам приемника сигналов настройки преобразователя ППМ.
Непосредственно подключение приемных элементов происходит
только во временном такте, соответствующем частоте настрой-
ки т. е. в i-м такте, в котором передается сигнал с часто-
той подключения /п. На выходе приемника настройки, фикси-
рующего сигнал с частотой Qi, появляется сигнал постоянного
тока, от которого срабатывают соответствующие реле наст-
ройки.
8*
227
Локомотивный дешифратор содержит четыре запоминающих
элемента (по числу настроек), которые запоминают номер на-
стройки i до конца процесса расформирования данного состава.
На локомотивном светофоре независимо от показания го-
рочного светофора k-ro пути надвига при восприятии настройки
зажигается красный огонь, который сохраняется до конца наст-
ройки локомотивных устройств и указывает на необходимость
перехода на автоматический режим управления локомотивом
путем установки в соответствующее положение рукояток пере-
ключателей управления и режима задания скорости.
4.	Передача информации ТУ—ТС на горочный локомотив.
Передача этой информации на горочный локомотив осуществ-
ляется по окончании посылки сигналов выбора объекта регули-
рования и настройки с некоторой задержкой времени, равной
инерционности дешифратора числовой АЛСН (5,5—6 с).
Каждая из схем формирования команд ФК1 или ФК2 со-
держит в общем случае по ш комплектов кодообразующей ап-
паратуры, по числу путей надвига. При задании маршрута по
&-му пути нйдвига работает соответственно &-й комплект ко-
дообразующей аппаратуры. Выбор соответствующего комплек-
та кодообразующей аппаратуры осуществляется элементами
схемы ПР, при этом в зависимости от режима надвига, что
определяется схемой ОРН, выбирается комплект схемы ФК1
или схемы ФК2.
Схемы формирования команд работают таким образом, что
исключают возможность изменения информации во время ра-
бочего такта передачи информации. Это обусловлено необхо-
димостью исключения искажения информации в процессе при-
ема в тех случаях, когда частично принятая в рабочем такте
информация сменяется новой (например, смена огней горочного
светофора по &-му пути надвига во время рабочего i-ro такта).
Защита от подобных искажений во время смены первичной
информации основана на том, что факт смены информации
фиксируется реле смены информации схемы формирования
команд в любом такте, кроме такта, предшествующего рабоче-
му, а восприятие новой информации регистрирующими элемен-
тами при наличии факта изменения информации, выдаваемой
первичными датчиками, происходит только в такте, предшест-
вующем рабочему.
На рис. 10.7 показана временная диаграмма с указанием
разрешенных интервалов времени, в течение которых может
фиксироваться факт смены информации или восприниматься
новая информация.
228
Tam
(1-1)-й
Рабочий
такт
ь-й
Такт
(l + 1)-u
Такт
(1+2)-й
Такт
(i-l)-u
Рабочий
такт
с-й
^вни	^вси
Рис. 10.7. Временная диаграмма с указанием интервалов времени восприятия
смены информации /Вси и фиксации новой информации <ВВи
Важно еще раз отметить, что восприятию любой новой ин-
формации должно в обязательном порядке предшествовать пред-
варительное восприятие самого факта смены информации. Пос-
ле восприятия новой информации регистрирующими элемента-
ми последние запоминают ее до тех пор, пока не зафиксируется
новая смена информации.
Схема подключающих реле ПР совместно со схемой рас-
пределителя тактов РТ обеспечивает подключение выходов
k-ro комплекта кодообразующей аппаратуры схемы формиро-
вания команд к преобразователю сигналов ППС аппаратуры
передачи данных «Горка» таким образом, что с помощью дан-
ного комплекта в выбранном i-м такте осуществляется шифра-
ция команд, т. е. выбор соответствующих генераторов инфор-
мационных частот (fi—fe), выходные сигналы которых манипу-
лируются частотой Qj. Через передатчик ПС аппаратуры пере-
дачи данных в линию индуктивной связи посылается частотно-
манипулированный сигнал на частоте Г = 30 кГц.
5.	Прием информации ТУ—ТС горочным локомотивом. При-
ем сигналов ТУ—ТС горочным локомотивом возможен лишь
при условии окончания передачи сигналов выбора объекта ре-
гулирования и настройки (частоты подключения). В этом слу-
чае при срабатывании приемного элемента настройки, соответ-
ствующего приему частоты которая манипулирует инфор-
мационные частоты в i-м рабочем такте, к входу локомотивного
дешифратора подключается выход приемника информационных
сигналов. После окончания процесса настройки i-й выход при-
емника настройки с помощью запоминающего номер i-й на-
стройки элемента постоянно подключается к i-му приемному
элементу, при этом остальные выходы приемника сигналов на-
стройки отключаются элементом подключения.
Сигналы ТУ—ТС, поступающие на локомотив в рабочем
такте, расшифровываются при помощи дешифрирующей матри-
цы, построенной на контактах информационных приемных ре-
229
ле. Дешифрирующая матрица содержит 15 выходных шин по
числу используемых в системе команд. При этом каждой вы-
ходной шине соответствует свое воспринимающее сигнальное
реле, фиксирующее информацию в рабочем такте и сохраняю-
щее ее в интервале между рабочими тактами.
С целью обеспечения достоверности дешифрации информа-
ции локомотивный дешифратор содержит реле соответствия,
которые возбуждаются лишь при условии, что рабочему состо-
янию какого-нибудь сигнального реле соответствует присутст-
вие сигнала на его входной шине питания. Сигнальные реле ло-
комотивного дешифратора формируют сигналы для воздейст-
вия на аппаратуру АРС, устройства контроля бдительности и
на индикационные приборы.
Локомотивный светофор имеет И сигнальных показаний,
причем в каждом из режимов, за исключением команд «Стой»,
«Осаживание» и «Окончание регулирования», одновременно
горят два сигнальных показания. Одно из них несет информа-
цию о показании напольных горочных светофоров по маршру-
ту надвига, а другое — о характере режима надвига: основной
ОН, роспуск Р, подтягивание ПТ, надвиг вслед НВ. При при-
еме команды «Стой» или «Осаживание» на локомотивном све-
тофоре загорается красный огонь и раздается свисток ЭПК,
требующие от машиниста подтверждения своей бдительности
однократным нажатием рукоятки бдительности независимо от
режима управления локомотивом (ручное или автоматическое).
При нажатии рукоятки бдительности цепь ЭПК восстанавлива-
ется и свисток прекращается, в противном случае срабатывает
ЭПК, вызывая экстренную остановку состава.
Контактами сигнальных реле формируются управляющие
напряжения для воздействия на схему автоматической регули-
ровки скорости и включения соответствующей индикации О'
скоростном режиме движения локомотиво-состава на цифровом
индикаторе. Схема индикации обеспечивает включение на циф-
ровом индикаторе значений задаваемых скоростей движения
локомотиво-состава и представляет собой собранную на кон-
тактах сигнальных реле контактную пирамиду, вершина (вход)
которой с одной стороны подключается к источнику переменно-
го тока (140 В), а основание (множество выходов) — к циф-
ровому индикатору, состоящему из двух индикаторных ламп
типа ИН-12А и конструктивно расположенному в пульте конт-
роля скорости.
Локомотивный дешифратор содержит схему формирования
управляющих сигналов, которая обеспечивает формирование
230
напряжений постоянного тока, пропорциональных задаваемой
скорости. Эта схема состоит из контактной пирамиды, состав-
ленной из контактов сигнальных реле, вершина которых явля-
ется выходом схемы, а основание (множество входов) подклю-
чено к многопозиционному делителю напряжения, состоящему
из цепочки последовательно соединенных резисторов, подклю-
ченной к источнику стабилизированного напряжения постоян-
ного тока ± 15 В. В зависимости от вида команды с делителя
снимается напряжение, пропорциональное значению скорости,
определяемой данной командой. Схема рассчитана на формиро-
вание 10 скоростных команд в диапазоне от 3 до 15 км/ч с
шагом квантования по напряжению 1 В/км.
Скорость движения локомотива измеряется с помощью та-
хогенератора постоянного тока, устанавливаемого на одной из
колесных пар. Задаваемая и фактическая скорости в виде про-
порциональных напряжений постоянного тока поступают на
орган сравнения блока управления, выходное разностное на-
пряжение которого подается на импульсный преобразователь.
Этот преобразователь генерирует прямоугольные импульсы,
скважность которых зависит от величины и знака рассогласо-
вания.
При пропадании сигнала в шлейфе реле соответствия осу-
ществляет запоминание ранее принятой информации на время
защитного интервала, равного не менее 2 с. При большой дли-
тельности пропадания сигнала в шлейфе локомотивные устрой-
ства автоматически приходят в исходное состояние и дальней-
шее регулирование движения производится обычным способом
по показаниям напольных сигналов и указаниям по радиосвязи
дежурного по горке.
При окончании роспуска и освобождении составом пути
надвига на горочный локомотив посылается команда об окон-
чании регулирования, прием которой сопровождается выклю-
чением реле настройки, что приводит схему локомотивного де-
шифратора в исходное состояние, и на локомотивном свето-
форе загорается белый огонц.
6.	Автоматическое регулирование скорости движения гороч-
ного локомотива. При переходе на автоматическое регулирова-
ние скорости по командам подсистемы ГАЛС цепи управления
горочным локомотивом предварительно отключаются переклю-
чателем управления от ручного управления и подключаются к
выходным цепям аппаратуры управления. При этом машинист
должен установить автоматический режим задания скорости и
вывести контроллер из нулевой позиции.
231
Рис. 10.8. График изменения скорости движения локомотива:
а — при превышении заданной скорости vs фактической; б — прн превышении фак-
тической скорости Оф заданной
Скорость движения локомотива регулируется изменением
развиваемой мощности. Как известно, мощность маневрового'
тепловоза регулируется путем ступенчатого изменения частоты
вращения дизеля. Однако при переходе на новую частоту вра-
щения дизеля мощность тепловоза изменяется на значительную
величину, что приводит к существенному изменению скорости
движения локомотива.
Для исключения повторного сцепления отцепа в момент от-
деления его от состава вследствие резкого возрастания скоро-
сти, обусловленного скачкообразным изменением мощности ло-
комотива, при роспуске составов требуется, чтобы процесс на-
растания или снижения скорости протекал бы апериодически,
как это показано на рис. 10.8. В связи с этим в подсистеме
авторегулировки скорости системы ТГЛК наряду с сохранени-
ем ступенчатого способа управления дизелем предусмотрено
плавное изменение мощности локомотива посредством регули-
рования тока возбудителя в интервалах между ступенями из-
менения частоты вращения дизеля.
По истечении ресурсов цепи плавного регулирования мощ-
ности происходит автоматическое регулирование частоты вра-
щения дизеля, а затем регулирование вновь осуществляется че-
рез возбудитель.
При поступлении команды, предусматривающей значитель-
ное увеличение скорости движения локомотива, блок управле-
ния производит ступенчатое изменение числа оборотов дизеля.
При этом вследствие скачкообразного изменения мощности, раз-
виваемой локомотивом, скорость последнего быстро достигает
заданной величины.
Таким образом, сочетание ступенчатого регулирования мощ-
ности с плавным обеспечивает, с одной стороны, высокое бы-
стродействие системы авторегулировки скорости, а с другой, —
232
требуемую точность поддержания заданной скорости движения
локомотиво-состава.
Особенность системы АРС как системы автоматического ре-
гулирования проявляется в том, что последняя должна обеспе-
чивать переход с одной скорости роспуска на другую за мини-
мальное время с заданным качеством в широком диапазоне
изменения нагрузки на локомотив: от тяжелого состава с боль-
шим сопротивлением движению в начале роспуска до несколь-
ких вагонов в конце роспуска. С изменением нагрузки на ло-
комотив в процессе роспуска, естественно, изменяется его ско-
рость, отклонение которой от заданной автоматически устраня-
ется введением плавной регулировки скорости.
Плавная автоматическая регулировка скорости движения
локомотива производится изменением тока независимой обмот-
ки возбуждения возбудителя путем шунтирования сопротивле-
ния в цепи последней. При больших отношениях заданной и
фактической скоростей на момент получения новой команды
происходит срыв колебаний импульсного преобразователя, что
приводит к возбуждению реле, которое через электропневма-
тические вентили оказывает соответствующее воздействие на
дизель, вызывая скачкообразное изменение частоты вращения
этого дизеля.
Таким образом, подсистема АРС системы ТГЛК, как систе-
ма автоматического регулирования, относится к классу систем,
осуществляющих функции стабилизации выходной величины —
поддержания постоянного значения заданной скорости.
7.	Особенности режима надвига вслед. Режим попутного
надвига осуществляется только вслед распускаемому составу
при наличии отказа от осаживания состава со стороны ДСПГ.
Подобное требование связано с необходимостью обеспечения
безопасности движения в режиме надвига вслед. При на-
личии отказа от осаживания, что фиксируется схемой согла-
сия на надвиг, дежурный по горке не может зажечь на гороч-
ном светофоре красный огонь с буквенным символом «Н».
Необходимость отмены режима осаживания также связа-
на с обеспечением минимального сближения составов по усло-
вию разделки маршрута вслед за распускаемым составом. При
сохранении возможности задания команды «Осаживание» раз-
делка маршрутов осуществляется не посекционно, а только
при освобождении одной секции за встречным маневровым
светофором, что значительно снижает эксплуатационную эф-
фективность применения режима надвига вслед, увеличивая
межоперационный интервал.
233
Устройства задания и установки маршрутов надвига вслед
совместно со схемой задания скорости надвига вслед должны
обеспечивать безопасность движения локомотиво-составов при
реализации надвига вслед путем разграничения попутно следу-
ющих составов расстоянием не менее чем тормозной путь от
максимально допустимой скорости надвига вслед с учетом вре-
менной задержки в передаче и приеме информации и инерци-
онности устройств АРС.
Пространственный интервал между попутно следующими со-
ставами определяется дискретно, по числу элементарных стре-
лочных и бесстрелочных участков, находящихся между двумя
составами. При этом длина одной элементарной секции долж-
на быть не менее расчетного максимально возможного тормоз-
ного пути в режиме надвига вслед.
Рельсовые цепи путей парка приема обеспечивают прием на
локомотиве сигналов признака режима надвига вслед, который
в виде числового кода Ж посылается в рельсовые цепи парал-
лельно с передачей по линии индуктивной связи информацион-
ных сигналов.
При освобождении горба горки первым составом движение
второго состава может уже регулироваться сигналами горочного
светофора. В связи с этим схемой определения режима надвига
фиксируется факт освобождения горба горки, срабатывают оп-
ределенные режимные элементы, которые выключают соответст-
вующую данному пути надвига кодообразующую аппаратуру,
связанную с формированием команд в зависимости от расстоя-
ния между составами (схемы ФК.2), и включают соответствую-
щую данному пути надвига кодообразующую аппаратуру, свя-
занную с формированием в режиме основного надвига и рос-
пуска (схемы ФК1).
Таким образом, происходит переход из режима надвига
вслед в режим основного надвига. В последующем аппаратура
системы ТГЛК работает в соответствии с вышерассмотренным
алгоритмом.
Принцип построения шифратора информации. Схема шифра-
тора информации выполняет следующие функции:
шифрирует управляющие команды в соответствии с состоя-
нием регистрирующих реле схем формирования команд ФК1 и
ФК2;
при передаче на локомотив сигналов настройки шифрирует
команду подключения в соответствии с выбранным времен-
ным каналом;
шифрирует номер временного канала передачи информации;
234
обеспечивает связь генераторов частоты настройки ГЧН с
генераторами информационных частот и частоты подключения;
исключает возможность передачи каких-либо команд по вы-
бранному каналу при передаче сигналов подключения в дан-
ном канале;
передает команду «Окончание регулирования» в свободном
(незанятом) временном канале с целью повышения помехоус-
тойчивости приемных устройств и обеспечения нормального
функционирования аппаратуры локомотивного дешифратора,
который использует в своей логике сигналы активного интер-
вала.
На рис. 10.9 изображена принципиально-функциональная
схема шифратора информации системы ТГЛК-1. Эта схема отра-
жает основные принципы построения шифратора информации
любой модификации системы ТГЛК-
Управление работой генераторов информационных сигналов
и сигналов подключения производится по тактовым шинам по-
ложительным потенциалом. Количество тактовых шин опреде-
ляется числом объектов управления (числом временных кана-
лов) п и числом используемых для кодирования сообщений
частот т.
Для модификаций ТГЛК-2 и ГАЛС-2 N=пт = 4-7 = 28,
для модификаций ТГЛК-1 У=шп=2-7=14. При этом каждой
тактовой шине соответствует свой числовой индекс, простав-
ленный в кружочке (см. рис. 10.9). Первая цифра индекса ха-
рактеризует номер используемой для кодирования частоты, вто-
рая цифра — номер временного такта, в котором данная ча-
стотная посылка должна передаваться в канал связи. Для ча-
стоты подключения fa индекс тактовой шины состоит из одной
цифры, указывающей номер такта.
Выход блока генераторов частоты настройки ГЧН выполнен
по симметричной схеме (двухтактный выход), что позволяет
последовательно манипулировать выходным сигналом гене-
раторов информационных частот с частотой сигнала на-
стройки.
Во входной цепи шифратора информации последовательно
включены фронтовые контакты реле КТ1 и КТ2, контроли-
рующие импульсную работу тактовых реле КГ К2 и ПКГ
ПК2.
Если какое-либо из тактовых реле не работает в импульсном
режиме, то соответствующее реле контроля тактов КТ1 или КТ2
своими контактами обрывает цепь управления генераторами
ГК, в результате чего в линию индуктивной связи ЛИС будет
235
поступать немодулированная рабочая частота, вырабатываемая
стационарным передатчиком ПС.
В зависимости от свободности или занятости временных ка-
налов передачи информации выход блока ГЧН в каждом так-
те может подключаться или непосредственно к шифратору
(вход 3 и 4) при использовании временного такта для переда-
чи информации или к выходным тактовым шинам шифратора
41, 42 или 61, 62 при свободности временного канала переда-
чи информации.
Подключение выхода блока ГЧН к входу шифратора осу-
ществляется контактами реле выбора временного канала Г1 и
Г2, которые при занятии соответствующего канала передачи
информации находятся в возбужденном состоянии и их фрон-
товые контакты на входе шифратора замкнуты.
Следовательно, при передаче любой информации, в том
числе и команды «Окончание регулирования» (комбинация ча-
стот. fife), в i-м такте в одном из полупериодов (равный
Рис. 10.9. Принципиально-функциональная схема шифратора информации
системы ТГЛК-1
236
l/2&i) плюс выходного сигнала со вторичной обмотки транс-
форматора Тр поступает на вход 3 шифратора или на шины
41 (»=1), 42 (1=2); в другом полупериоде плюс поступает на
вход 4 или шины 61 (1=1), 62 (i=2). Таким образом, поло-
жительный потенциал, открывающий генераторы информацион-
ных частот, последовательно во времени появляется то на од-
ной входной шине шифратора, то на другой, чем обеспечивает-
ся раздельная манипуляция комбинационных частот в соот-
ветствии с частотой Я,, шифрирующей i-й иомер временного
канала.
Подобно схемам реле ФК1 и ФК2 схему шифратора команд
функционально можно разбить на две подсхемы: на шифратор
команд, используемых в режимах основного надвига, роспуска
и подтягивания Ш1, и на шифратор команд, используемых в
режиме надвига вслед, Ш2. Необходимость такого разделения
обусловлена тем, что обе схемы могут работать одновременно
и независимо в режиме надвига вслед. Соответственно числу
путей надвига подгорочного парка каждая из подсхем шифра-
тора имеет несколько комплектов аппаратуры.
Применительно к модификации ТГЛК-1, представленной на
рис. 10.9, шифратор команд включает в себя комплект шифри-
рующей аппаратуры 1Ш1, 1Ш2 для первого пути надвига и
2Ш1, 2Ш2 для второго пути надвига. Каждый комплект шиф-
рирующей аппаратуры использует по два контакта регистри-
рующих реле схем ФК.1 и ФК2. Контактами регистрирующих ре-
ле входы шифрирующей аппаратуры соединяются с соответст-
вующими выходами. Например, при зеленом огне на горочном
светофоре первого пути надвига в режиме основного
надвига одним из контактов регистрирующего реле
31 вход (fj) схемы 1Ш1 соединен с выходом (fi), а другим
контактом вход (fz) схемы 1Ш1 соединен с выходом (fz).
На рис. 10.9 каждое множество входов, коммутируемых од-
ним контактом регистрирующих реле, условно отделено чертой
от множества входов, коммутируемых другим контактом. Каж-
дое множество входов любой шифрирующей аппаратуры свя-
зано только с одной определенной входной шиной шифратора
команд. Так, множество входов fi, fz, fs, fa, fs, fs для схемы
UIl и fz, fs, fs, fs для схемы Ш2 могут подключаться только к
входу 3, а множество входов fz, fs, fi, fs, fs, fa Для схемы Ш1
и fs, fs, fs, fa Для схемы 1Ш2 могут подключаться только к
входу 4.
Таким образом, при наличии плюсового потенциала на вхо-
де 3 положительный потенциал появляется также на всех ши-
237
нах верхнего множества входов схемы ПИ; при появлении плю-
сового потенциала на входе 4 положительный потенциал при-
сутствует на всех шинах нижнего множества входов.
Входные устройства 11 (12) ВУ и 21 (22) ВУ предназначе-
ны для организации связей между входами 3, 4 и соответст-
вующими множествами входов отдельных комплектов шифри-
рующей аппаратуры.
В режиме основного надвига по первому пути при передаче
на локомотив сигналов настройки (комбинации частот fifn)
входное устройство ИВУ организует связь между входом 3 и
шиной fi верхнего множества входов схемы 1Ш1\ в свою оче-
редь входное устройство 12ВУ организует связь между входом
4 и шиной fn нижнего множества входов схемы 1Ш1.
Аналогичную роль выполняют входные устройства 21ВУ и
22ВУ по отношению к схеме шифратора 2Ш1 в режиме основ-
ного надвига по второму пути при передаче сигналов наст-
ройки.
В режиме надвига вслед по первому пути при передаче
сигналов настройки входные устройства ИВУ и 12ВУ с одной
стороны передают сигнал с входов 3 и 4 на множество входов
схемы 1Ш1 (кроме шины fn), обеспечивая тем самым возмож-
ность передачи информации первому составу в режиме рос-
пуска, в то время как с другой стороны данные входные уст-
ройства обеспечивают связь входа 3 с шиной fn и входа 4 с
шиной fs схемы 1Ш2, в результате чего в соответствующем так-
те в канал ЛИС поступает комбинация частот настройки
В комбинации частот частота /г играет вспомогательную
роль и не несет никакой информации.
Связь выходов каждой кодирующей группы с соответствую-
щими тактовыми шинами шифратора команд обеспечивают
коммутирующие устройства 1КУ и 2КУ, которые содержат
контакты подключающих и режимных реле. Коммутация осу-
ществляется таким образом, что в момент времени, соответст-
вующий i-му временному каналу, управление генераторами
команд возможно только по тактовым шинам, вторая цифра
индекса которых есть число I.
С помощью контактов режимных реле осуществляется съем
сигналов с выходов соответствующих комплектов шифрирую-
щей аппаратуры. В режимах основного надвига, роспуска и
подтягивания съем сигналов производится с выходов комплек-
тов 1Ш1 и 2Ш1, в режиме надвига вслед — с выхода комплек-
тов 1Ш2 и 2Ш2. С помощью контактов, подключающих реле,
осуществляется непосредственный съем сигналов с выходов
238
кодирующей аппаратуры и передача их на соответствующие
тактовые шины.
Сигнал тональной частоты, снимаемый с выхода генерато-
ров команд, преобразуется в стационарном преобразователе
сигналов ППС в высокочастотный сигнал, усиливается по мощ-
ности в стационарном передатчике и посылается в линию ин-
дуктивной связи.
10.4.	АППАРАТУРА ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ «ГОРКА»
Линия индуктивной связи. Аппаратура индуктивной переда-
чи данных «Горка» является составной частью системы ТГЛК
и обеспечивает передачу управляющей информации с поста на
горочный локомотив по индуктивному каналу связи. Аппарату-
ра содержит стационарное передающее и локомотивное
приемное устройства, а также линию индуктивной связи
(ЛИС).
Линии индуктивной связи [22; 23; 24] служат надежным ка-
налом передачи телемеханической информации на станциях,
сортировочных горках и метрополитенах. Использование этих
линий на сортировочных горках позволяет устранить шум от
громкоговорящей связи, обеспечить возможность передачи ин-
формации в стрелочной зоне, обладая при этом высокой ло-
кальностью действия.
Надежность работы линии индуктивной связи как телеме-
ханического канала передачи информации во многом определя-
ется способом прокладки проводов шлейфа. Опыт эксплуатации
шлейфов в различных системах железнодорожной автоматики
и связи на станциях показал, что необходимую надежность в
смысле целостности проводов возможно обеспечить только при
прокладке их в земле по междупутью на глубине не менее
0,8 м.
Наиболее важной задачей при проектировании линии индук-
тивной связи является выбор числа путей парка приема, охва-
тываемых двумя проводами шлейфа. Экспериментальные и тео-
ретические исследования [22, 23, 24] показали, что наиболее оп-
тимальным является охват двумя проводами двух путей парка
приема, при этом два провода обеспечивают связь на четырех
путях.
На рис. 10.10 изображена примерная схема укладки прово-
дов путевого шлейфа применительно к сортировочной горке с
двумя путями надвига и десятью путями в парке приема. Про-
239
Рис. 10.10. Примерная схема укладки проводов путевого шлейфа
вода путевого шлейфа территориально можно разбить на две
части: начальную часть шлейфа, охватывающую пути надвига,
и центральную, охватывающую стрелочную зону и пути парка
приема. Начальная часть шлейфа связана с центральной ча-
стью трансформаторной связью ТЯ, а с выходом стационарного
передатчика ПС, установленного на объединенном посту ГАЦ
и ЭЦ, соединена посредством высокочастотного фидера (муф-
та КМ). Каждый провод центральной части шлейфа образует
со средним контур, замкнутый через резистор RH.
Параметры шлейфа зависят от типа применяемого провода.
В настоящее время для фидера при индуктивной связи исполь-
зуются различные типы кабелей связи и СЦБ. Выбор типа ка-
беля определяется диапазоном частот, применяемых в приемно-
передающей аппаратуре индуктивной связи, и длиной фидера.
Так, при несущей частоте, равной 60 кГц, и средней длине
фидера 300 м применяется симметричный кабель связи М.КВП
или МКПБ, обладающий достаточно малым затуханием.
Для рассматриваемой схемы прокладки проводов шлейфа
определим минимальный уровень напряженности магнитного
поля, создаваемой током в проводах шлейфа. Следует отметить,
что в настоящее время не существует достаточно полно разра-
ботанной теории передачи сигналов по многопроводным шлей-
фам индуктивной связи с учетом влияния земли и рельсовых
нитей [22]. Поэтому при расчете минимального уровня напря-
женности магнитного поля многопроводная линия индуктивной
связи представляется при определенных допущениях в виде
240
эквивалентной ей двухпроводной линии, параметры которой ус-
танавливаются экспериментальным путем.
Расчет величины затухания эквивалентной линии ведется
по формуле
Яэкв = ап ”Ь ап адоп,
где /н — длина начальной части путевого шлейфа от горба
горки (муфта КМ) до трансформаторного ящи-
ка ТЯ;
1Ц — длина центральной части путевого шлейфа от
трансформаторного ящика до входного конца пу-
тей парка приема;
адоп — дополнительное затухание линии за счет перехода
энергии передатчика в неосновные волновые ка-
налы;
ап — затухание линии за счет уменьшения тока в прово-
дах при переходе от двухпроводной линии к мно-
гопроводной.
Минимальный уровень напряженности магнитного поля Нт\п
при расположении локомотивной приемной антенны в центре
пути и ориентации ее на прием вертикальной составляющей
магнитного поля определяется по формуле
,,	_ zmin (Y + 0,5d Y — 0,5rf \	„
Hmln	ь\ %	; Кз'
где У — ордината местоположения антенны в системе коор-
динат, начало которой расположено на осевой ли-
нии двухпроводной ЛИС;
d — расстояние между осями проводов;
bi, Ьг — расстояния от центра катушки до первого и вто-
рого проводов соответственно;
Кз — коэффициент экранирования за счет влияния то-
ков земли и рельсовых нитей;
/min — заданное значение минимального уровня тока в
проводах путевого шлейфа.
Стационарная аппаратура передачи данных. В состав ста-
ционарной аппаратуры передачи данных входят стационарный
передатчик ПС и преобразователь сигналов ППС (рис. 10.11).
Модуляция сигналов тональной частоты, вырабатываемых
блоком генераторов команд ГК, производится с помощью моду-
ляторов Ml—Мб, Ма, управляемых через шифратор информа-
ции ШИ сигналами с выхода блока генераторов настройки
241
Рис. 10.11. Структурная схема стационарной аппаратуры передачи данных
ГН. Полосовые фильтры ПФ1—ПФ6, ПФа, устанавливаемые
на выходе преобразователя сигналов ППС, исключают возмож-
ность передачи в канал связи ложных сигналов, сформирован-
ных в результате изменения частоты генераторов блока ГК.
В стационарном усилителе сигналы тональной частоты вто-
рично преобразуются в сигналы высокой частоты преобразова-
телем М, т. е. в данном случае имеет место частотная модуля-
ция сигнала опорной частоты, равной 60 кГц.
Полосовой фильтр ограничивает спектр высокочастотных
сигналов, которые, проходя через фильтр нижних частот ФНЧ,
поступают в линию индуктивной связи.
Стационарная аппаратура передачи данных совместно с ли-
нией индуктивной связи должна обеспечивать расчетную напря-
женность магнитного поля в каждой точке района регулиро-
вания движения составов в процессе их расформирования.
Локомотивная аппаратура передачи данных. В состав ло-
комотивной аппаратуры передачи данных входят мобильный
передатчик НМ и преобразователь сигналов ППМ (рис. 10.12).
Индуктированный в приемной антенне ПА горочного локо-
мотива сигнал высокой частоты поступает на вход приемника,
где выделяется полосовым фильтром 1ПФ, настроенным на про-
242
Рис. 10.12. Структурная схема локомотивной аппаратуры передачи данных
пускание сигналов с частотой 60 кГц, и затем в преобразова-
тель сигналов ДМ1, на другой вход которого подается сигнал
с выхода кварцевого генератора Г частотой 405 кГц, что позво-
ляет получить на выходе преобразователя сигнал промежуточ-
ной частоты 465 кГц. Данный преобразователь широко исполь-
зуется в приемных устройствах и позволяет значительно повы-
сить помехозащищенность и избирательность приема сигналов,
а также позволяет применить в последующем тракте прохожде-
ния сигналов типовую аппаратуру, применяемую для аналогич-
ных целей в радиотехнических приемных устройствах.
Полосовой фильтр 2ПФ обеспечивает выделение сигнала
промежуточной частоты 465 кГц, который поступает на вход
ограничителя-усилителя УО. Ограничитель-усилитель исключа-
ет влияние паразитной амплитудной модуляции высокочастот-
ного сигнала и обеспечивает постоянство уровня выходного
сигнала.
Ограниченный амплитудой и модулированный по частоте
высокочастотный сигнал поступает на вход демодулятора ДМ2,
где происходит его преобразование в сигналы тональной часто-
ты, которая выделяется фильтром нижних частот ФНЧ и уси-
ливается по амплитуде усилителем напряжения УН.
243
Дальнейшее преобразование сигналов осуществляется пре-
образователем ППМ и связано с необходимостью частотного
разделения сигналов тональной частоты (информационных сиг-
налов) для обеспечения работы группы приемных информаци-
онных реле и реле подключения, а также с необходимостью
выделения сигналов с частотой настройки для обеспечения ра-
боты группы приемных реле сигналов настройки. В связи с
этим преобразователь сигналов ППМ функционально разбит на
две части. Одна часть преобразователя ППМ связана с реше-
нием первой задачи, т. е. частотным разделением информаци-
онных сигналов тональной частоты, а другая — с решением
второй задачи, т. е. с выделением сигналов настройки субто-
нальной частоты.
Так как прием информационных сигналов должен произво-
диться только в такте, соответствующем предварительно за-
фиксированной дешифратором ДШИ настройке, выходной сиг-
нал ПМ поступает на вход преобразователя сигналов ППМ,
связанного с выделением информационных частот, через релей-
ное ключевое устройство КУ дешифратора информации.
Сформированный блоком усилителя напряжения УН сигнал
тональной частоты поступает в удвоитель частоты УЧ, где про-
исходит выделение огибающей частотного сигнала с последую-
щим удвоением модуляционной частоты Q. Сигнал удвоенной
частоты 2Q усиливается по мощности блоком УМ и поступает
на вход фильтрующего устройства, состоящего из четырех па-
раллельно включенных полосовых фильтров ПФ, выделяющих
соответствующие сигналы настроек. Удвоение частоты настрой-
ки Q обеспечивает меньшие размеры фильтрующего устройства.
С выхода полосовых фильтров сигнал с частотой 2Q поступа-
ет на выпрямитель, с выхода которого сигнал постоянного тока
поступает на вход соответствующего приемного реле сигнала
настройки.
Такты прохождения сигналов с частотой подключения fD и с
частотами fi—fe аналогичны, за исключением того, что сигнал
с частотой fn непосредственно поступает на вход преобразова-
теля ППМ, минуя ключевое устройство КУ-
Преобразователь ППМ содержит фильтрующее устройство,
состоящее из шести полосовых фильтров, каждый из которых
выделяет сигнал соответствующей частоты. С выхода полосово-
го фильтра усиленный по мощности сигнал поступает на вход
частотного детектора, где импульсы переменного тока тональ-
ной частоты преобразуются в импульсы постоянного тока, ча-
стота следования которых равна частоте настройки, соответст-
244
вующей такту приема. Затем импульсы выделяются фильтрами
нижних частот с полосой пропускания, равной разности ча-
стот Q4—Пь
Выделение огибающей сигнала тональной частоты и ее по-
следующая фильтрация в канале информационных частот обес-
печивают дополнительную помехозащищенность принимаемого
сигнала, а также упрощают процесс преобразования импульсов
переменного тока в непрерывный сигнал постоянного тока. Им-
пульсный сигнал постоянного тока с частотой Q поступает в
выпрямитель, где преобразуется в непрерывный сигнал постоян-
ного тока, обеспечивающий работу соответствующих приемных
реле.
10.5.	ЛОКОМОТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ
Настройка локомотивной аппаратуры на прием информации
в выбранном канале. При циклической передаче сигналов ТУ—
ТС с частотно-временным разделением каналов управляющая
информация передается на одной рабочей частоте для всех ло-
комотивов с использованием шести модуляционных частот то-
нального диапазона для ее кодирования.
Каждый из горочных локомотивов может воспринимать ин-
формацию в любом из четырех временных каналов для систем
ТГЛК-2 и ГАЛС-2 или в любом из двух временных каналов
для системы ТГЛК-1. Для настройки локомотивного приемника
на прием информации в соответствующем канале, номер кото-
рого определяют стационарные устройства, с пути на локомо-
тив посылается специальный сигнал подключения fn(Qi), часто-
та манипуляции Qi которого определяет номер i разрешающе-
го временного канала приема информации.
С целью выбора горочного локомотива для настройки его
приемных устройств в рельсовую цепь пути парка приема, с ко-
торого предполагается осуществлять надвиг состава на горку,
посылается числовой код 3. Сигналы выбора объекта, посылае-
мые по рельсовой цепи, и сигналы настройки, посылаемые по
проводному шлейфу, передаются одновременно и только на
один из локомотивов. На локомотиве, находящемся на кодируе-
мом пути, при приеме числового кода 3 создаются условия
для восприятия сигнала настройки и выделения модуляцион-
ной частоты характеризующей номер временного ка-
нала.
По функциональному признаку схему локомотивного дешиф-
ратора можно разбить на: схему приемных реле, схему реле
245
Рис. 10.13. Схема приемных реле
настройки, схему сигнальных реле, схему формирования сигна-
лов управления, схему индикации и схему контроля бдитель-
ности.
На рис. 10.13 изображена схема приемных реле, на рис.
10.14 — схема реле настройки и контроля бдительности систем
ТГЛК-2 и ГАЛС-2.
Схема приемных реле (см. рис. 10.13) включает в себя сле-
дующие элементы: приемное реле сигнала подключения Ф1,
приемные реле сигналов настройки П1—П4, приемные реле
И1—И6 сигналов ТУ—ТС, реле подключения ФП, приемное ре-
ле сигнала выбора объекта ПЗК, приемное реле интервалов
ФИ.
Приемные реле Ф1 и ФП фиксируют наличие в индуктив-
ном канале связи сигнала подключения, при этом реле Ф1 фик-
сирует импульс сигнала с частотой fa, а реле ФП, включенное
на выходе интегратора (накопителя) сигналов, реагирует толь-
ко на прием не менее трех импульсов сигнала подключения,
подаваемых на вход интегратора контактом реле Ф1. Включе-
ние подключающего реле ФП через интегратор исключает воз-
можность ложного подключения приемных реле сигналов на-
стройки при появлении на выходе приемника сигнала подклю-
чения кратковременных сигналов, обусловленных наличием по-
мех в канале связи.
Приемное реле сигналов выбора объекта ПЗК подключа-
ется к выходу 3 дешифратора ДКСВ1 числовой АЛСН и пред-
246
Рис. 10.14. Схема реле настройки и контроля бдительности
назначено для фиксации наличия в рельсовой цепи кода 3.
Нормально приемные реле П1—П4 и приемное реле интерва-
лов ФИ отключены от выходов соответствующих приемников.
При приеме сигналов подключения и наличии числового кода
3 интегратор проверяет в течение трех циклов поступление им-
пульсов сигнала подключения и только после подтверждения
данного условия возбуждает реле подключения ФП.
Интегратор сигналов подключения содержит мостовую вре-
мязадающую цепь, состоящую из резистивного делителя напря-
жения R32, R34 и интегрирующей /?С-цепи (R33, СЗ), кото-
рая определяет скорость заряда конденсатора СЗ. Между сред-
ними точками делителя напряжения и /?С-цепи включено по-
роговое устройство, фиксирующее момент установления равен-
ства напряжений на конденсаторе СЗ и резисторе R32. Интегри-
рующие (накапливающие заряды) свойства схемы достигаются
за счет применения в качестве порогового элемента триггерного
устройства, обладающего высоким сопротивлением в закрытом
состоянии, благодаря чему в интервалах между тактами пере-
дачи сигналов подключения почти полностью сохраняется заряд
конденсатора СЗ, полученный в рабочем такте за счет подклю-
чения контактом реле Ф1 времязадающей цепи к источнику пи-
тания.
Параметры схемы выбраны таким образом, что обеспечива-
ют срабатывание схемы лишь при поступлении третьего им-
пульса сигнала подключения. Нагрузкой триггера служат ре-
247
зистор R33 и входное сопротивление тиристора, выполняюще-
го функции запоминающего устройства.
Длительность настройки локомотивных устройств определя-
ется временем посылки кодов в рельсовую цепь плюс время
реакции дешифратора числового кода ДКСВ1 на снятие вход-
ных сигналов. При срабатывании реле ФП последнее, подклю-
чая своими контактами цепи возбуждения одновременно всех
приемных реле П1—П4, разрешает прием сигналов настройки
в том такте, в котором передается сигнал подключения, для
чего в цепи возбуждения приемных реле П1—П4 дополнитель-
но включены контакты приемного реле Ф1. Периодически сра-
батывая, реле Ф1 на время одного такта (320 мс) подключает
цепи возбуждения приемных реле П1—П4 к выходам соответ-
ствующих приемников сигнала настройки.
В соответствии с принципом кодирования номера временно-
го канала в течение передачи сигнала подключения срабаты-
вает только то приемное реле, номер которого соответствует
номеру задаваемого временного канала приема информации,
так как частота манипуляции сигнала подключения однозначно
определяет номер временного канала.
Срабатывание определенного приемного реле П1—П4 вызы-
вает срабатывание соответствующего реле настройки В1—В4
{см. рис. 10.14). Это реле запоминает номер настройки до кон-
ца цикла регулирования и обеспечивает избирательное подклю-
чение соответствующего приемного реле к выходу приемника
сигналов настройки. На период настройки локомотивных уст-
ройств реле настройки при срабатывании приемного реле полу-
чает плюс источника питания через фронтовой контакт реле
ПЗК, а затем блокируется. После фиксации настройки реле
В1—В4 создают цепь возбуждения приемного реле интерва-
лов ФИ, которое осуществляет контроль наличия сигналов в
канале связи в интервале между рабочими тактами и обеспе-
чивает запоминание информации сигнальными реле на время
интервала. Наличием реле интервалов объясняется также необ-
ходимость передачи «холостой» команды в свободном времен-
ном канале, так как в противном случае реле ФИ не смогло
бы выполнять свои функции. В интервале реле ФИ получает пи-
тание с выходов приемников сигнала настройки через тыловые
контакты, реле Ф1 и тех реле В1—В4, которые не участвуют в
процессе запоминания настройки, а также через фронтовой кон-
такт реле настройки, участвующего в процессе ее запоминания.
Схема реле настройки содержит также вспомогательное ре-
ле В, контролирующее наличие сигнала в шлейфе. Действи-
248
тельно, в интервале реле В получает питание через контакт ре*
ле ФИ, а в рабочем такте — по цепи самоблокировки через
фронтовой контакт одного из приемных реле П1—П4. Таким
образом, при пропадании сигнала в шлейфе вспомогательное
реле В выключается, фиксируя отсутствие сигналов в линии ин*
дуктивной связи.
Тыловыми контактами реле В к реле соответствия подклю-
чается замедляющий контур, обеспечивающий сохранность ра-
нее воспринятой информации на определенный промежуток вре-
мени, длительность которого зависит от постоянной времени
замедляющего контура, но не менее 2 с.
По окончании процесса настройки, когда в рельсовой цепи
отсутствует числовой код 3, реле ПЗК выключается и своим
контактом отключает питание от схемы интегратора сигналов
подключения, в результате чего реле ФП, отпуская свой якорь,
обеспечивает отключение цепей возбуждения только тех прием-
ных реле П1—П4, номера которых соответствуют «чужим» вре-
менным каналам.
Таким образом, при поступлении информационных сигналов
ТУ—ТС в рабочем такте (номер рабочего такта определяется
номером возбужденного реле В1—В4) будет возбуждаться
только то приемное реле сигналов настройки, цепь возбужде-
ния которого сохраняется за счет замкнутого фронтового кон-
такта возбужденного реле настройки. Тем самым осуществляет-
ся идентификация (выделение) «своего» временного канала,
после чего дается разрешение на восприятие информации в
данном временном такте приемными реле сигналов И1—И6.
Дешифрация сигналов ТУ—ТС. Необходимым, но недоста-
точным условием появления на выходах приемника сигналов
информационных частот является выключение реле ПЗК (кон-
троль окончания настройки локомотивной аппаратуры), выклю-
чение реле Ф1 (контроль залипания якоря реле или пробоя вы-
ходного транзистора приемника частотц подключения) и вык-
лючение реле ФП (контроль залипания якоря реле).
При выполнении указанных условий (проверяется цепочкой,
состоящей из последовательно включенных тыловых контак-
тов данных реле) включение схемы приемника сигналов ТУ—
ТС в рабочем такте обеспечивается схемой выделения рабоче-
го такта, состоящей из последовательно включенных контак-
тов реле сигналов настройки П1—П4 и реле настройки В1—В4.
При совпадении номера срабатывающего реле П1—П4 и номе-
ра возбужденного реле В1—В4 включается приемник сигналов:
ТУ—ТС, на двух выходах которого появятся сигналы постоян-
249
Рис. 10.15. Схема
ного тока в соответствии с принимаемой информацией и суще-
ствующим принципом кодирования передаваемых по линии ин-
дуктивной связи сообщений.
Дешифрация принятой информации осуществляется схемой
сигнальных реле (рис. 10.15 а и б), содержащей следующие
элементы: сигнальные реле СИ1—СИ15, реле соответствия
СР1—СР4 и их повторители — реле ПСР1—ПСР4, контрольные
реле К и ПК.
Функционально схему сигнальных реле можно разделить на
две группы:
группу сигнальных реле СИ8—СИ15, предназначенную для
регистрации команд при регулировании движения локомотиво-
состава в режимах основного надвига и подтягивания;
группу сигнальных реле СИ1—СИ7, предназначенную
для регистрации разрешающих команд при регулировании дви-
жения локомотиво-состава в режимах роспуска и надвига
вслед.
Так как в качестве элементной базы локомотивного дешиф-
ратора выбраны электромеханические реле типа РК.Н, для
обеспечения безопасности движения в процессе расформирова-
ния составов сигнальные реле включаются на выходе дешиф-
250
RI5
сигнальных реле
рирующей матрицы по схеме соответствия, которая обеспечива-
ет контроль залипания якоря сигнальных реле или обрыв пи-
тающей цепи.
Для контроля группы сигнальных реле СИ8—СИ15 исполь-
зуются реле соответствия CPI, СР2, обмотки которых включе-
ны последовательно между собой. Для контроля группы сиг-
нальных реле СИ1—СИ7 используются реле соответствия
СРЗ, СР4.
В исходном состоянии (при отсутствии регулирования) реле
соответствия СР1—СР4 находятся под током по цепи последо-
вательно включенных контактов приемных реле информации
Ш—Иб, ПЗК, ПЖК и реле настройки В1—В4. При этом цепь
питания реле CPI, СР2 проходит дополнительно через последо-
вательно включенные тыловые контакты сигнальных реле
СИ8—СИ 15 своей группы, тыловой контакт сигнального реле
СИ1 другой группы, а также через собственные фронтовые
контакты, шунтирующие цепочку из последовательно вклю-
ченных тыловых контактов реле Б1, Б2 и цепочку из последо-
вательно включенных тыловых контактов реле ПСР1, ПСР2.
Цепь питания реле СРЗ- СР4 проходит дополнительно через
последовательно включенные тыловые контакты сигнальных
251
реле СИ1—СИ7 своей группы, а также через собственные кон-
такты, шунтирующие цепочку из последовательно включенных
типовых контактов реле ПСРЗ, ПСР4.
Питание на реле соответствия в исходном состоянии пода-
ется с соединенных между собой выводов Б и К дешифратора
АЛСН числового кода, при этом на локомотивном светофоре
горлт белый огонь. При срабатывании в процессе настройки
приемного реле ПЗК цепь питания реле соответствия переклю-
чается на вывод 3 дешифратора числового кода и проходит че-
рез фронтовой контакт реле ПЗК. При возбуждении реле на-
стройки обрывается цепь питания реле соответствия, после от-
падания якорей которых создается вспомогательная цепь воз-
буждения сигнального реле СИ9. Контактами этого реле фор-
мируется сигнал для включения реле останова в схеме автома-
тического регулирования скорости и создается цепь горения
красного огня на локомотивном светофоре, а в каждом из раз-
рядов цифрового индикатора появляются нули.
Реле соответствия CPI, СР2 контактом реле СИ9 подклю-
чаются к выходной шине «Красный огонь» дешифрирующей
матрицы. Однако для возбуждения этих реле соответствия не-
обходимо, чтобы предварительно включились реле бдительно-
сти Б1, Б2, через тыловые контакты которых проходит перво-
начальная цепь возбуждения реле Cl, С2 при приеме команды
«Стой» (реле СИ9), а также и команды «Осаживание» (реле
СИ8).
При отпускании якорей реле Б1, Б2 обрывается цепь пита-
ния электропневматического клапана ЭПК и раздается сви-
сток, требующий от машиниста нажатия рукоятки бдительно-
сти. При нажатии рукоятки бдительности реле Б1, Б2 вновь
получают питание, в дальнейшем встают на блокировку и вос-
станавливают цепь ЭПК.
При приеме информационных сигналов в рабочем такте сра-
батывают два приемных реле из группы И1—И6, в результа-
те чего нарушается цепь питания реле соответствия CPI, СР2,
а на дешифрирующую матрицу через замкнутее контакты кон-
трольных реле К, ПК подается питание. При этом в зависимо-
сти от характера режима надвига и вида команды сигнал с вы-
ходов дешифрирующей матрицы подается или на группу сиг-
нальных реле СИ8—СИ15 или на группу сигнальных реле
СИ1—СИ7.
Так как в рабочем такте к обмоткам реле соответствия не
подключен конденсаторный замедляющий контур, реле соответ-
ствия быстро отпускают свои якоря и выключают повторители
252
реле ПСР1—ПСР4, в результате чего на локомотивном свето-
форе гаснет красный огонь. При замыкании тыловых контактов
реле ПСР1—ПСР4 в цепи питания сигнальных реле создается
цепь возбуждения одного из них, соответствующего комбина-
ции приемных реле И1—И6.
При возбуждении сигнального реле фронтовым контактом
последнего реле соответствия подключаются к соответствую-
щей выходной шине дешифрирующей матрицы, выходной сиг-
нал которой обусловил срабатывание данного сигнального ре-
ле. С момента замыкания фронтовых контактов реле соответ-
ствия на локомотивном светофоре зажигается огонь, соответст-
вующий сообщению, содержащемуся в принимаемом сигнале
ТС, и задается режим движения локомотиво-состава.
Подача управляющего напряжения для воздействия на ап-
паратуру автоматической регулировки скорости и включение
индикации о скоростном режиме движения локомотиво-состава
на цифровом индикаторе скорости осуществляются контактами
срабатывающего сигнального реле.
В интервалах между рабочими тактами сигнал на выходах
дешифрирующей матрицы исчезает (фронтовые контакты при-
емных реле И1—И6 разомкнуты) и питание реле соответствия
получают за счет разряда конденсатора С4 при работе реле
CPI, СР2 или за счет разряда конденсатора С9 при работе
реле СРЗ, СР4.
Параметры данных конденсаторов выбраны с таким расче-
том, чтобы обеспечить нужные замедления реле соответствия
на время, не менее чем длительность интервала между рабочи-
ми тактами.
Диоды Д18, Д19 в цепях питания реле соответствия исклю-
чают возможность разряда конденсаторов С4, С9 на обмотки
сигнальных реле в момент замыкания тыловых контактов реле
ПСР1—ПСР4 в цепях первоначального возбуждения сигналь-
ных реле.
Реле настройки В1—В4 (см. рис. 10.14) при приеме инфор-
мационных сигналов в рабочем такте получают питание от
предварительно заряженного конденсатора СП, в интервале—
непосредственно от источника постоянного тока по цепи само-
блокировки через тыловые контакты приемных реле П1—П4
и сигнального реле СИ1.
Тыловым контактом сигнального реле СИ1 производится
выключение реле настройки (сброс) в интервале между рабо-
чими тактами при приеме команды «Окончание регулирова-
ния», которая фиксируется данным реле. В результате аппара-
253
тура локомотивного дешифратора приходит в исходное состо-
яние.
При залипании якоря одного из реле П1—П4 в интервале
между рабочими тактами реле настройки после разряда кон-
денсатора СИ отпускает свой якорь, в результате чего про-
изойдет сброс настройки и предотвратится автоматичес-
кое регулирование локомотиво-состава при неисправности ап-
паратуры.
В случае пропадания сигнала в шлейфе прекращается им-
пульсная работа реле ФИ и Ш—П4, в результате чего нару-
шается питание реле В. Это реле отпустит свой якорь и ты-
ловыми контактами подключит блоки предварительно заря-
женных конденсаторов С5—С8 и конденсаторов СЮ—С13 к
обмоткам реле соответствия через фронтовые контакты своих
повторителей, исключающих ложное срабатывание реле соот-
ветствия, которые в момент пропадания кодов в шлейфе были
обесточены.
Контрольные реле К, ПК обеспечивают контроль импульс-
ной работы приемных реле И1—И6 и реле ФИ. Данные реле
в интервалах между рабочими тактами получают питание че-
рез фронтовой контакт реле ФИ и тыловые контакты прием-
ных реле И1—И6, а в рабочем такте — через фронтовые кон-
такты приемных реле И1—И6 и тыловой контакт реле ФИ по
цепи блокировки.
При нарушении импульсной работы приемных реле И1—И6
по причине залипания якоря одного из них или при пробое вы-
ходного транзистора приемника информации реле К, ПК в ин-
тервале между рабочими тактами не получают питания, отпус-
кают якоря и размыкают фронтовые контакты в цепи само-
блокировки, в результате чего в рабочем такте реле К, ПК
также не получают питание, что исключает передачу сигналов
на вход дешифрирующей матрицы и соответственно подпитку
реле соответствия в рабочем такте.
Таким образом, в рабочем такте происходит сброс сигналь-
ного реле и реле соответствия, что в свою очередь приводит к
выключению светофорной и скоростной сигнализации, снятию
сигналов из схемы автоматического регулирования скоростью,
выключению электропневмэтического клапана ЭПК, который
производит экстренную разрядку тормозной магистрали гороч-
ного локомотива.
Вспомогательное переключающее реле ПВ осуществляет
переключение цепей питания реле бдительности Б1, Б2 в соот-
ветствии с состоянием реле соответствия.
254
и
ncpi псрг
Рис. 10.16. Схема индикации
255
Рис. 10.17. Структурная схема
системы автоматического регули-
рования скорости горочного ло-
комотива
Схема индикации (рис. 10.16)
обеспечивает включение на
цифровом индикаторе значений
задаваемых скоростей движе-
ния локомотиво-состава и пред-
ставляет собой собранную на
контактах сигнальных реле
контактную пирамиду, вершина
(вход) которой с одной сторо-
ны подключена к источнику пе-
ременного тока напряжением
140 В, а основание (множество
выходов) — к цифровому инди-
катору, состоящему из двух ин-
дикаторных ламп типа ИН-12А
и расположенному на пульте
контроля скорости.
Схема формирования сигналов управления обеспечивает
формирование напряжений постоянного тока, пропорциональ-
ных задаваемой скорости, и состоит из контактной пирамиды,
составленной из контактов сигнальных реле, вершина которой
является выходом схемы, а основание (множество входов)
подключено к многопозиционному делителю напряжения, со-
стоящему из цепочки последовательно соединенных резисторов
RI—RXI, подключенной к источнику стабилизированного посто-
янного напряжения ±15 В.
В зависимости от вида команды (номера возбужденного
сигнального реле) с делителя напряжения подается сигнал оп-
ределенной величины, пропорциональной значению скорости, со-
ответствующей данной команде.
Схема формирования сигналов управления рассчитана на
формирование 10 скоростных команд в диапазоне от 3 до
15 км/ч с шагом квантования по напряжению 1 В/км.
Автоматическое регулирование скорости локомотива. Аппа-
ратура авторегулировки скорости должна обеспечивать в про-
цессе расформирования составов переход с одной скорости
движения на другую за минимальное время. Время переходных
процессов определяется характеристиками силовой части ло-
комотива и инерционностью системы автоматического регули-
рования (САР). При заданных параметрах силовой части го-
рочного локомотива САР обеспечивает оптимальное быстродей-
ствие при изменении нагрузки на локомотив.
Система автоматической регулировки скорости горочного
256
локомотива (маневрового тепловоза) включает в себя (рис.
10.17) объект регулирования (дизель с электропередачей Д,
возбудитель В, генератор Г, тяговый двигатель ТД) и автома-
тический регулятор, состоящий из датчика скорости ДС, пред-
ставляющего собой тахогенератор ТГ, работающий от колес-
ной пары КП и устройства сравнения СУ.
На систему авторегулировки скорости действуют внутрен-
нее и внешнее воздействия. К внешним воздействиям относятся:
величина задаваемой вручную или автоматически скорости дви-
жения в виде пропорционального напряжения постоянного то-
ка, возмущающее воздействие на регулируемый объект в виде
изменения массы состава в процессе его роспуска; питание
электроэнергией устройства сравнения.
При автоматическом регулировании скорости движения теп-
ловоза для управления дизелем используется типовой электро-
пневматический механизм изменения затяжки всережнмной
пружины регулятора. Для управления возбуждением возбуди-
теля применяются полупроводниковые устройства.
Регулировка скорости движения тепловоза по цепи возбуж-
дения возбудителя осуществляется при изменении суммы оши-
бки х регулирования и ее производной х' в пределах: —6<х +
+ Тх'сб, где Т — постоянная времени инерционного звена.
При |х4-7х'|>б выключается контур управления дизелем,
при этом ток возбудителя остается неизменным.
Информация о заданной скорости движения горочного локо-
мотива v3 поступает на вход устройства сравнения в виде про-
порционального скорости постоянного напряжения Ua от де-
шифратора ДШ.
Фактическая скорость движения горочного локомотива Пф
измеряется с помощью тахогенератора постоянного тока ТГ,
установленного на оси одной из колесных пар тепловоза.
Колесная пара тепловоза приводится во вращение тяговым
двигателем ТД, приводимым во вращение главным генерато-
ром Г.
Значение фактической скорости Vф в виде пропорционально-
го напряжения постоянного тока поступает также на другой
вход органа сравнения ОС, выходное напряжение которого
Av, пропорциональное изменению ошибки и ее производной,
подается на импульсный преобразователь ИП. Преобразова-
тель генерирует прямоугольные импульсы, скважность кото-
рых зависит от величины и знака выходного напряжения ОС.
Импульсный преобразователь усиливает по мощности импуль-
9—1667	257
сы, которые поступают на вход возбудителя и изменяют ток
возбуждения. Изменение тока возбуждения возбудителя при-
водит к изменению скорости движения тепловоза.
Импульсный преобразователь генерирует импульсы только
при малых значениях величины рассогласования. Если отно-
сительное отклонение скорости движения горочного локомотива
от заданной превышает допустимую величину, происходит
срыв колебаний импульсного преобразователя ПП, что в свою
очередь приводит в зависимости от знака рассогласования к
возбуждению реле набора PH или сброса PC числа оборотов
дизеля, которые воздействуют на цепи управления дизелем.
На работу реле набора PH оказывает влияние устройство
ограничения скорости набора числа оборотов дизеля по ус-
ловиям сцепления колес локомотива с рельсами. Ограничитель
О задерживает команду на увеличение числа оборотов дизеля,
если это приводит к боксованию локомотива, которое обнару-
живается блоком ОПБ.
10.6.	СХЕМА ГОРОЧНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ГАЛС-1
Аппаратура системы ГАЛС-1 так же, как и ТГЛК, содер-
жит три основные группы устройств автоматики и связи: ста-
ционарную, напольную и локомотивную аппаратуру.
Стационарная аппаратура включает в себя следующие схе
мы и устройства (рис. 10.18):
схему определения режима надвига ОРН;
схему формирования сигнала выбора локомотива ФСБ;
схему трансмиттерных реле ТР;
схему формирования команд в режимах основного надвига
и роспуска ФК1;
схему формирования команд в режимах попутного надвига
и подтягивания ФК2;
схему горочных вспомогательных реле ГВР;
схему шифрации информации в режимах основного надвига
и роспуска ШИ1;
схему шифрации информации в режимах подтягивания и
надвига вслед ШИ2\
устройство надвига вслед УНВ.
Стационарная аппаратура автоматики монтируется в ти-
повых релейных стативах типа СОУ-67 и устанавливается в ре-
лейном помещении поста ЭЦ парка приема.
258
Рис. 10 18. Структурная схема системы ГАЛС-1
Стационарная аппаратура связи предназначена для орга-
низации одностороннего канала индуктивной связи между ста-
ционарным пунктом управления и горочным локомотивом с
целью передачи сигналов телесигнализации в режимах основ-
ного надвига и роспуска. В состав аппаратуры связи стацио-
нарного пункта управления входит стационарный передатчик
ПС, конструктивно размещенный в корпусе типового блока
БМРЦ, который устанавливается на одном из стативов стаци-
онарной аппаратуры автоматики.
Стационарный передатчик обеспечивает формирование вы-
сокочастотных сигналов и состоит из двух перестраиваемых
генераторов высокой частоты ГВЧ1 и ГВЧ2, каждый из кото-
рых может быть настроен на одну из четырех частот в соответ-
ствии с выходными сигналами шифратора информации ШИ1,
и усилителя мощности УМ, обеспечивающего заданную вели-
чину сигналов в линии индуктивной связи.
К напольной аппаратуре автоматики относятся рельсовые
цепи РЦ путей парка приема, которые обеспечивают избира-
тельную передачу сигналов выбора объекта регулирования
в режиме основного надвига и служат одновременно каналом
связи между стационарным пунктом управления и горочным
локомотивом в режимах надвига вслед и подтягивания.
К напольной аппаратуре индуктивной связи относится ли-
ния индуктивной связи ЛИС, конфигурация и способ проклад-
9
259
ки которой зависят от конкретных условий ее использования.
Локомотивная аппаратура автоматики включает в себя:
блок приемных реле БПР, блок сигнального реле БС, индика-
ционные приборы И, приборы контроля бдительности ДБ и ти-
повую аппаратуру АЛСНВ-1.
Локомотивная аппаратура автоматики обеспечивает: авто-
матическое включение приемной аппаратуры индуктивной свя-
зи; дешифрацию телемеханических сигналов ТС; индикацию
сигнальных показаний горочных светофоров в кабине машини-
ста; однократный контроль бдительности машиниста при смене
сигнальных показаний на красный огонь; индикацию «Роспуск
состава» в кабине машиниста; световую сигнализацию при лю-
бой смене огней, кроме смены на красный; автоматическое от-
ключение цепей управления тягой при экстренном торможении;
автоматическое выключение устройств по окончании процесса
роспуска составов.
В состав аппаратуры АЛСНВ-1 входят: локомотивный ин-
дуктор ЛИ, усилитель кодовых сигналов УК 25/50 и дешифра-
тор дксв1.
Отличительной особенностью включения типовой аппара-
туры АЛСНВ-1 в системе ГАЛС-1 является то, что приемные
катушки размещены в задней кабине, так как кодирование
рельсовых цепей осуществляется вслед локомотиву, который
надвигает состав вагонами вперед.
Локомотивная аппаратура индуктивной связи содержит
приемную антенну ПА и мобильный приемник ПМ, конструк-
тивно объединенный с блоком приемных реле.
Система горочной автоматической локомотивной сигнализа-
ции ГАЛС-1 (см. рис. 10.18) предусматривает одновременное
регулирование двух локомотиво-составов, которое осущест-
вляется путем организации непрерывной передачи информации
с пути на локомотив по двум раздельным каналам связи: по ин-
дуктивному и рельсовому.
При передаче сигналов ТС по индуктивному каналу связи
информация подается посылкой комбинации двух частот из че-
тырех без промежуточного преобразования. При передаче си-
гналов ТС по рельсовым цепям путей парка приема информа-
ция передается с использованием числового кода типовой
АЛСН.
Алгоритм работы системы ГАЛС-1 можно разбить на сле-
дующие этапы и рассмотреть каждый из них в отдельности.
1.	Выбор очередного маршрута надвига состава на горку
дежурным по горке (ДСПГ) и дача согласия дежурному по
260
станции на установку данного маршрута и режима надвига.
При задании режима надвига вслед согласие воспринимается
лишь при наличии предварительного отказа со стороны ДСПГ.
2.	Установка дежурным по парку приема маршрута, задан-
ного ДСПГ. Устройство надвига вслед обеспечивает установку
заданного маршрута со стороны дежурного по станции путем
нажатия только одной начальной кнопки, конец же маршрута
определяется автоматически.
На этом этапе при готовности устанавливаемого марш-
рута схема ОРН определяет характер режима надвига по дан-
ному маршруту, тем самым создаются условия для формирова-
ния сигнала выбора объекта регулирования и подключения со-
ответствующих схем формирования и шифрации информации.
При готовности маршрута надвига состава на горку в ре-
жиме основного надвига в рельсовую цепь /-го пути парка при-
ема начинает поступать сигнал выбора горочного локомотива
в виде импульсов переменного тока числового кода 3, одновре-
менно с которым в линию индуктивной связи посылается ча-
стотный код, соответствующий передаваемой информации. По-
сылка сигнала выбора объекта регулирования осуществляется
с момента готовности маршрута до момента освобождения со-
ставом /-го пути парка приема.
3.	Включение приемной аппаратуры на локомотиве. На ло-
комотиве, находящемся на /-м пути, при приеме числового ко-
да 3 создаются необходимые и достаточные условия для под-
ключения в блоке БПР приемных реле к выходу мобильного
приемника, в качестве которого используется приемник пря-
мого усиления. Время подключения приемной аппаратуры за-
висит от инерционности локомотивной аппаратуры числового
кода и составляет 5,5—6 с. При изменении размеров медной
гильзы реле СР дешифратора ДКСВ1 инерционность воспри-
ятия сигналов из рельсовой цепи сокращается до 3—3,5 с.
4.	Передача сигналов ТС на горочный локомотив. Переда-
ча сигнальных показаний напольных горочных светофоров на
локомотив осуществляется одновременно с началом передачи
сигнала выбора объекта регулирования и заканчивается при
освобождении составом путей надвига, когда локомотив фак-
тически вступает на горку.
Схема формирования команд ФКЛ включает в себя один
комплект кодообразующей аппаратуры по числу спускных пу-
тей. Поэтому независимо от номера пути надвига работает
только один комплект аппаратуры, связанный с регистрацией
показаний основного горочного светофора. Включается комп-
261
лект аппаратуры ФК/ схемой определения режимов надвига
ОРН. Так как в системе ГАЛС-1 информация передается не-
прерывно, регистрирующие реле схемы формирования команд
ФК1 мгновенно реагируют на изменение сигнальных показаний
горочного светофора, т. е. быстродействие системы ГАЛС-1
значительно выше системы ТГЛК.
Схема формирования команд ФК1 построена таким образом,
что обеспечивает с помощью схемы горочных вспомогательных
реле ГВР передачу сигнальных показаний выходных светофо-
ров с путей парка приема до тех пор, пока состав не покинет
парк приема, после чего эта схема обеспечивает передачу на
локомотив сигнальных показаний горочного светофора.
5.	Прием сигналов ТС горочным локомотивом. Прием сиг-
налов ТС горочным локомотивом возможен лишь при условии,
что воспринят сигнал выбора объекта регулирования и при-
емные реле подключены к выходу приемника информации. Сиг-
налы ТС поступают на локомотив по индуктивной линии свя-
зи, воспринимаются мобильным приемником, усиливаются по
мощности и преобразуются в непрерывные сигналы постоян-
ного тока, которые появляются на двух выходах приемника из
четырех.
Содержание передаваемых сообщений расшифровывается
посредством дешифрирующей матрицы, собранной на контак-
тах приемных реле, размещенных в блоке БП совместно с
приемником. Дешифрирующая матрица содержит шесть вы-
ходных шин, по числу используемых в системе команд, пред-
назначенных для регулирования движения локомотиво-соста-
ва в режиме основного надвига и роспуска. При этом каждой
выходной шине, кроме шины, характеризующей прием сигна-
ла о начале роспуска, соответствует свое воспринимающее ре-
ле, включенное по схеме соответствия, аналогичной по назна-
чению и принципу построения схеме соответствия локомотив-
ного дешифратора системы ТГЛК.
Сигнальные реле локомотивного дешифратора формируют
сигналы для воздействия на локомотивный светофор и устрой-
ства контроля бдительности машиниста. Локомотивный свето-
фор имеет девять сигнальных показаний, включая белый огонь,
при этом в режиме роспуска параллельно с основным сигналь-
ным показанием горит символ «Г» на фоне белого огня. При
приеме команды «Стой» или «Осаживание» на локомотивном
светофоре загорается красный огонь и раздается свисток ЭПК,
требующий от машиниста принятия мер к остановке состава и
подтверждения бдительности. При нажатии рукоятки бдитель-
262
ности цепь ЭПК восстанавливается и свисток прекращается,
в противном случае срабатывает электропневматический кла-
пан, происходит автоматическое выключение цепи управления
тягой локомотива и осуществляется экстренная остановка со-
става тормозными средствами одного локомотива.
При пропадании сигнала в канале связи по тем или иным
причинам на время менее 1 с сигнализация на локомотивном
светофоре сохраняется. При большей длительности пропада-
ния сигнала в шлейфе локомотивные устройства автоматики
приходят в исходное состояние и дальнейшее регулирование
состава происходит обычным способом с использованием по-
казаний напольных сигналов и указаний по радиосвязи дежур-
ного по горке. При пропадании команды «Стой» или любой
разрешающей команды в режиме подтягивания или надвига
вслед на локомотивном светофоре сохраняется красный огонь.
6.	Передача и прием информации в режимах подтягивания
и надвига вслед. При задании маршрутов подтягивания в рель-
совую цепь посылается числовой код Ж, который одновремен-
но служит сигналом выбора объекта регулирования и инфор-
мирует о разрешающем показании выходного светофора с пути
парка приема. На локомотивном светофоре при приеме кода
Ж загорается буква «П» на фоне желтого огня, что характери-
зует режим надвига по желтому сигналу выходного светофора.
В случае пропадания кода Ж в рельсовой цепи на локомо-
тивном светофоре загорается красный огонь, требующий оста-
новки состава. Выключение кода Ж при нормальной работе
устройств ГАЛС-1 производится при вступлении состава на га-
рантийный участок перед повторителем горочного светофора,
ограждающим въезд на горб горки.
При задании маршрута надвига вслед в рельсовую цепь пу-
ти парка приема посылается код КЖ, который также выполня-
ет функции сигнала выбора объекта и информационного сиг-
нала. На локомотивном светофоре при приеме кода КЖ заго-
рается желтый с красным огонь.
В случае пропадания кода КЖ на локомотивном светофоре
загорается красный огонь; выключение кода КЖ нормально
производится при разделении составов одной изолированной
секцией.
При освобождении первым распускаемым составом горба
горки схема ОРН обеспечивает включение формирователя ко-
манд ФК1 и шифратора ШИ1, в рельсовую цепь поступает код
3, а в линию индуктивной связи посылается частотный сигнал,
соответствующий показанию горочного светофора.
263
УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ
И ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
11.1 ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ТИПА БИС
В измерителе скорости типа БИС измерение и сравнение
скоростей осуществляются по частотному принципу, основан-
ному на измерении частоты сигнала осевого датчика скорости
посредством электрических фильтров, на выходе которых вклю-
чены электромагнитные реле.
Весь диапазон регулируемых скоростей от v0 до vmax разби-
вается на контролируемые ступени (поддиапазоны). Количест-
во ступеней определяется требуемой точностью контроля и ре-
гулирования скорости. В табл. 11.1 приведены ступени контро-
лируемых скоростей и соответствующие им граничные частоты
фильтров для измерителей скорости типа БИС. В диапазоне от
О до 80 км/ч измерение скорости ведется ступенями через
10 км/ч, а в диапазоне от 80 до 200 км/ч — через 20 км/ч.
Принципиальная схема измерителя скорости типа БИС-200
приведена на рис. 11.1.
На вход усилителя У измерителя скорости поступают сиг-
налы от датчика скорости ДС, устанавливаемого на специаль-
ной крышке буксы и сцепляемого с осью колесной пары. Часто-
та тока генераторного датчика пропорциональна частоте вра-
щения оси колесной пары, а значит и скорости поезда.
Датчик скорости ДС имеет коэффициент преобразования
фактической скорости в частоту выходного сигнала 5,5 Гц/км/ч.
Величина этого коэффициента определяется диаметром ходо-
вого колеса и количеством зубцов ротора датчика.
С целью унификации датчика к нему прилагается комплект
сменных роторов с различным числом зубцов, рассчитанных
для применения на подвижном составе с различными диамет-
рами ходовых колес. Усиление сигналов датчика ДС осущест-
влется двухкаскадным транзисторным усилителем У с транс-
форматорным выходом. К различным секциям выходного транс-
форматора подключаются полосовые электрические фильтры
264
Ф1—Ф14.	количество
фильтров равно числу ступеней
измерения скорости.
Каждый фильтр (рис. 11.2)
представляет собой спаренную
систему резонансных контуров с
автотрансформаторной связью
между контурами. Для обеспече-
ния полного резонанса каждый
контур в отдельности настраи-
вается на одну и ту же резо-
нансную частоту. Другой контур
через выпрямитель В1 нагружен
на реле фиксации скорости (ско-
ростное реле) Р1. Для нормаль-
ной работы схемы измерения и
контроля скорости необходимо,
чтобы постоянно было возбужде-
но хотя бы одно скоростное реле.
Для надежной работы схемы
ступени контролируемой ско-
рости несколько перекрываются
(см. табл. 11.1). При измене-
нии скорости сначала возбужда-
ется скоростное реле следующей
ступени скорости, а затем отпа-
дает якорь скоростного реле пре-
дыдущей ступени скорости. По-
лоса возбужденного состояния
скоростных реле расширяется
также на 25—50 Гц за счет ко-
эффициента возврата реле. На-
пряжение срабатывания реле
находится в пределах 5,5—7,8 В,
а коэффициент возврата состав-
ляет не менее 0,35.
Амплитудно-частотные харак-
теристики для трех полосовых
фильтров, поясняющих динамику
работы скоростных реле, приве-
дены на рис. 11.3.
Полоса пропускания каждо-
го фильтра при заданных харак-
Рис. 11.1. Схема измерителя
скорости типа БИС
Рис. 11.2. Схема одного фильтра
блока БИС
Рис. 11.3. Амплитудно-частотные
характеристики фильтров блока
БИС
265
теристиках резонансных контуров определяется коэффициентом
связи между контурами. Так как для получения заданной поло-
сы пропускания фильтра связь между контурами выбирается
выше критической, то резонансная кривая фильтра имеет фор-
му двугорбой кривой. При этом напряжение на реле в пределах
граничных частот составляет 1,4—2,0 от напряжения срабаты-
вания. Для фиксации нулевой скорости (стоянки поезда) приме-
няется специальное реле стоянки РО (рис. 11.4).
При остановке поезда через нулевое положение контролле-
ра машиниста К.М подготавливается цепь возбуждения реле
стоянки РО. После снижения скорости ниже 10 км/ч возбуж-
дается скоростное реле самой низкой скорости Р1 и через его
контакт с проверкой обесточенного состояния всех остальных
скоростных реле (тыловые контакты скоростных реле Р2—
Р20) возбуждается реле РО. На все время стоянки поезда со-
храняется цепь его возбуждения. После трогания поезда с ме-
ста контактом контроллера машиниста цепь возбуждения реле
РО размыкается. Однако оно продолжает оставаться возбуж-
денным за счет разряда конденсатора С1 на время 4—5 с. За
это время скорость поезда должна достигнуть не менее 5 км/ч,
чтобы возбудилось реле Р1, и реле контроля скорости КС (на
схеме не показано) будет получать питание через его контакт.
Таблица 11.1
Характеристика фильтра
Ступень изме- ряемой скоро- сти, км/ч	1 Обозначение 1 фильтра	Резонанс- ная частота фильтра, Ги	Обозначе- ние реле иа выходе фильтра	Граничные частоты фильтра, Гц		Значения скоро- стей, соответст- вующие граничным частотам фильтра (по отпаданию якоря), км/ч
				по притяжению якоря реле	по отпада- нию якоря реле	
5,1—11,5	Ф1	42	Р1	28—63	19-77	3,5—14,0
10,0-21,5	Ф2	81	Р2	55—118	45—141	8,2-25,7
20,0—31,5	ФЗ	138	РЗ	110—173	97—196	17,6—35,7
30,0—41,5	Ф4	194	Р4	165—228	152—251	27,6—45,7
40,0—51,5	Ф5	250	Р5	220—283	207—306	37,6—55,7
50,0—61,5	Ф6	305	Р6	275—338	260—361	47,3—65,7
60,0—71,5	Ф7	360	Р7	330—393	312—416	56,7—76,7
70,0—81,5	Ф8	415	Р8	385—448	367—471	66,7—85,7
80,0—101,5	Ф9	486	РЮ	440—558	410—596	74,5—108,4
100,0—121,5	ФЮ	606	Р12	550—668	515—698	94,0—127,0
120,0—148,0	Ф11	733	Р14	660—815	625—845	114,0-154,0
146,5—168,0	Ф12	862	Р16	805—924	770-959	140,0—175,0
166,5—188,5	Ф13	977	Р18	916—1037	881—1072	160,0—195,0
187,0—203,0	Ф14	1072	Р20	1029—1116	994—1151	181,0—205,0
266
Я R1
Рис. 11.4. Схема включения реле стоянки РО
Для кратковременного возбуждения реле РО после вклю-
чения питания в момент трогания поезда с места предусматри-
вается цепь импульсного возбуждения реле РО через реле ос-
тановки КРО и реле хода КРХ, после чего для нормальной
работы схемы за время разряда конденсатора С1 на обмотку
реле РО поезд также должен успеть набрать скорость не менее
5 км/ч для возбуждения реле Р1.
При выезде локомотива из депо с малой скоростью (менее
5 км/ч) реле РО обесточится за счет разряда конденсатора
С1 на его обмотку. Так как все остальные скоростные реле в
этом случае также обесточены, наступит экстренное торможе-
ние. Для исключения этого предусматривается цепь вспомога-
тельной подпитки реле РО посредством специальной кнопки
бдительности КБ. По этой цепи реле РО может быть возбуж-
дено только при скорости движения локомотива ниже 20 км/ч.
При более высокой скорости эта цепь размыкается контактом
скоростного реле Р2 (при скорости от 10 до 20 км/ч) или кон-
тактом других скоростных реле (при более высоких скоростях).
В процессе эксплуатации подвижного состава за счет изно-
са бандажа колесной пары уменьшается диаметр колеса. Это
приводит к повышению частоты тока на выходе датчика ско-
рости при той же линейной скорости поезда, т. е. измеритель
скорости будет фиксировать более высокую скорость поезда по
сравнению с фактической ее величиной. Хотя это и не умень-
шает безопасность движения, однако приводит к необходимости
снижения фактической скорости по сравнению с допустимой.
Для уменьшения влияния износа бандажа на точность измере-
ния скорости датчик комплектуется сменными роторами с раз-
личным числом зубцов. Роторы заменяются при плановых об-
точках бандажа колесных пар.
Измеритель скорости типа БИС обеспечивает измерение
скорости в диапазоне от 5 до 200 км/ч. Его работа обеспечива-
ется при изменении температуры окружающей среды от —20
267
до +50°С. Работоспособность датчика скорости типа ДС-1
обеспечивается при изменении температуры окружающей среды
от —50 до +60° С. Питание измерителя скорости осуществля-
ется от источников постоянного тока напряжением 12 и 50 В
(для питания реле РО). Работоспособность измерителя скоро-
сти обеспечивается при изменении напряжения источников пи-
тания в пределах ±15% номинальной величины. Мощность,
потребляемая измерителем скорости, не превышает 5 Вт.
К усилителю измерителя скорости может подключаться ука-
затель фактической скорости движения поезда УС, устанавли-
ваемый в кабине машиниста (см. рис. 11.1). Указатель факти-
ческой скорости представляет собой миллиамперметр постоян-
ного тока, шкала которого проградуирована в единицах изме-
рения скорости. Указатель скорости подключается через спе-
циальную схему, преобразующую частоту переменного тока уси-
лителя в напряжение постоянного тока. Предусмотрены также
специальные выходные зажимы для подключения к измери-
телю скорости регистрирующего устройства, обеспечивающего
регистрацию на ленте скоростемера (при ее наличии) фактиче-
ской скорости движения. Для
Рис. 11.5. Схема электрических
выходов блока измерения скорости
образования цепей контроля ско-
рости, периодического контроля
бдительности или автоматическо-
го регулирования скорости в
блоке БИС замонтированы ты-
ловые контакты всех скоростных
реле (рис. 11.5). Через эти кон-
такты и контакты сигнальных ре-
ле сигнального блока (послед-
ние на схеме не показаны) обра-
зуется цепь питания для реле
контроля скорости. Для контро-
ля залипания якорей скоростных
реле РО—Р20 последовательно в
цепь реле КС вкдючена группа
контактов всех скоростных реле
по схеме исключения. При зали-
пании якоря какого-либо скоро-
стного реле в процессе движения
поезда размыкается цепь реле
контроля скорости и происходит
автоматическое торможение по-
езда.
268
11.2. ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Тормозами называются устройства, предназначенные для
создания регулируемых дополнительных сил сопротивления
движению. Тормозная система обеспечивает снижение скоро-
сти или остановку поезда при сближении с препятствием.
Тормоза классифицируются по способам создания тормоз-
ной силы, свойствам системы управления и по назначению.
Различают тормоза:
фрикционные — колодочные, дисковые, рельсовые, у кото-
рых тормозная сила создается силой трения, а энергия по-
езда преобразуется в тепло, нагревающее трущиеся детали и
рассеиваемое в окружающую среду;
динамические — электрические (рекуперативные, реостат-
ные), гидравлические. Энергия движущегося поезда в этих си-
стемах тормозов отдается через контактную сеть другим по-
требителям или преобразуется в тепло, нагревающее реостаты
или рабочую жидкость и рассеиваемое в окружающую среду.
В настоящее время на магистральных линиях в основном
используются фрикционные тормоза, которые по способу управ-
ления силовыми органами делятся на пневматические, электро-
пневматические и магнитно-рельсовые.
Пневматический тормоз. Этот вид тормоза применяется на
грузовых поездах. На поездах, оборудованных другими типа-
ми тормозов, пневматический тормоз применяется как резерв-
ный. Тормозные устройства каждого вагона управляются за
счет изменения давления воздуха в пневматической тормозной
магистрали поезда, осуществляемом путем манипуляции руко-
ятки крана машиниста на локомотиве. Схема непрямодейству-
ющего пневматического тормоза изображена на рис. 11.6.
Работу этого тормоза можно разделить на следующие три
процесса: зарядка — тормозная магистраль ТМ и запасные ре-
зервуары ЗР каждой единицы подвижного состава заполняются
сжатым воздухом определенного давления; торможение — сни-
жается давление воздуха в тормозной магистрали для приведе-
ния в действие воздухораспределителей ВР. Воздух из запас-
ных резервуаров поступает в тормозные цилиндры ТЦ, которые
приводят в действие рычажную тормозную передачу, в резуль-
тате чего колодки прижимаются к бандажам; отпуск — дав-
ление в магистрали повышается, вследствие чего воздухораспре-
делители выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмос-
феру, одновременно производя подзарядку запасных резервуа-
ров и сообщая их с тормозной магистралью. Источником сжа-
269
Рнс. 11.6. Схема непрямодействующего пневматического тормоза
того воздуха служит мотор-компрессор МК, откуда воздух на-
гнетается в главный резервуар ГР. Из главного резервуара
сжатый воздух по питательной магистрали ПМ поступает к
крану машиниста КМ (в простейшем случае трехпозиционный
кран). В каждом из этих положений кран машиниста КМ со-
ответствующим образом коммутирует пневматические цепи,
подходящие к нему. Машинист управляет тормозами путем воз-
действия на рукоятку крана машиниста.
Перед отправлением поезда или после произведенного тор-
можения тормоза заряжаются, для чего ручку КМ машинист
устанавливает в положение отпуска (рис. 11.6, а). При этом
образуются цепи для интенсивной зарядки магистрали из глав-
ного резервуара локомотива, имеющего избыточное давление
воздуха 8—9 кгс/см2. При определенном повышении давления
воздуха в ТМ приходят в действие воздухораспределители ВР
на локомотиве и во всех вагонах, которые сообщают тормозные
цилиндры с атмосферой А и одновременно подсоединяют тор-
мозную магистраль ТМ с запасным резервуаром ЗР.
При движении поезда в тормозной магистрали при помощи
автоматического регулятора поддерживается нормальное дав-
ление воздуха (примерно 5 кгс/см2) независимо от наличия
утечки воздуха из-за неплотных соединений пневматических
цепей поезда. Утечка сжатого воздуха из тормозной сети при
отпущенных и заряженных тормозах может достигать 1,0—•
1,5 л/мин на 1 м длины тормозной магистрали.
Для торможения поезда ручка крана машиниста переводит-
ся в тормозное положение (рис. 11.6, б), питательная магист-
270
раль ПМ отключается, а тормозная магистраль ТМ сообщает-
ся с атмосферой и давление в ней падает темпом более
0,1 кгс/см2. При понижении давления в магистрали воздухо-
распределитель приходит в действие, разобщает тормозной ци-
линдр с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром,
наполненным сжатым воздухом. Под действием сжатого воз-
духа поршень тормозного цилиндра перемещается и при помо-
щи системы тяг прижимает тормозные колодки к бандажам.
Время выдержки рукоятки крана машиниста в этом поло-
жении характеризует степень заполнения тормозного цилиндра
сжатым воздухом и, следовательно, усилие, которое окажет
поршень тормозного цилиндра через рычажную передачу на
тормозную колодку, прижав ее к колесу. Для обеспечения
максимального тормозного усилия необходимо рукоятку кра-
на держать в положении служебного торможения столько вре-
мени, чтобы давление воздуха в тормозной магистрали снизи-
лось приблизительно на 1,5 кгс/см2, что приведет к выравнива-
нию давления воздуха в тормозном цилиндре и запасном ре-
зервуаре. Такое торможение называется полным служебным.
Таким образом, интенсивность торможения определяется
временем нахождения рукоятки машиниста в тормозном поло-
жении. Минимальное снижение воздуха в тормозной магист-
рали, при котором начинают действовать тормоза, определя-
ется чувствительностью воздухораспределителей (примерно
0,3—0,4 кгс/см2). После выдержки в течение определенного
времени в положении торможения рукоятка крана машиниста
переводится в состояние перекрыши с питанием. При этом тор-
мозная магистраль разобщается с атмосферой и в ней поддер-
живается постоянное давление за счет подпитки из питающей
магистрали с целью пополнения утечек в тормозной магист-
рали поезда, давление воздуха в ТЦ остается без изменения и
реализуется определенная ступень торможения. Кран машини-
ста имеет также положение перекрыши без питания (рис.
11.6, в), при котором тормозная магистраль отсоединена как
от атмосферы, так и от питательной магистрали.
При экстренном торможении тормозная магистраль через
большое отверстие в кране машиниста сообщается с атмосфе-
рой и происходит интенсивный выпуск воздуха. Давление в
тормозной магистрали резко падает, что вызывает быстрое по
всей длине поезда заполнение тормозных цилиндров сжатым
воздухом из запасных резервуаров.
Для экстренной остановки поезда по команде устройств ав-
торегулировки АР (см. рис. 11.6, а) используется электропнев-
271
магический клапан (ЭПК), который одной из своих частей —
срывным клапаном СК — сообщен с тормозной магистралью
на локомотиве и при определенных условиях обеспечивает ее
быстрый разряд в атмосферу. При нормальной ситуации этот
клапан возбужден электрическим током, а при аварийной си-
туации устройства авторегулировки его обесточивают. При этом
через некоторый отрезок времени (примерно 5 с), в течение
которого работает свисток, открывается канал большого сече-
ния, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой. Ин-
тенсивность разрядки при экстренном торможении столь вели-
ка, что торможение не может быть предотвращено даже в том
случае, если кран машиниста находится в положении отпуска
и интенсивно питает тормозную магистраль сжатым воздухом.
На некоторых типах электропоездов применяется дополни-
тельный электропневматический вентиль, при обесточивании
которого полость над срывным клапаном практически мгно-
венно разряжается в атмосферу, обеспечивая экстренное тор-
можение без выдержки времени.
Рассмотренные выше пневматические тормоза обладают
важным положительным качеством — автоматичностью тормо-
жения при различных неисправностях. Например, при разры-
ве поезда или тормозной магистрали, а также при открытии
стоп-крана из любого вагона тормоза поезда автоматически
приходят в действие вследствие падения давления воздуха в
магистрали.
Недостатком пневматического торможения является малая
и затухающая по длине поезда скорость распространения тор-
мозной и отпускной волны- Скорость распространения тормоз-
ной волны не удается поднять у грузовых поездов выше 140—
150 м/с, а у пассажирских — выше 250 м/с. Малая скорость
распространения тормозной волны является причиной того, что
головные вагоны затормаживаются быстрее хвостовых, причем
разница по времени от начала торможения головных и хвосто-
вых вагонов равна времени прохождения тормозной волны по
всему поезду. Неодновременность торможения вызывает набе-
гание хвостовых вагонов на головные.
Другим недостатком пневматических тормозов является
недостаточная эффективность торможения. После приведения
в действие пневматических тормозов при медленном наполнении
тормозных цилиндров сжатым воздухом и малой скорости рас-
пространения тормозной волны поезд проходит значительные
расстояния, называемые путем подготовки к торможению, без
заметного снижения скорости. Инертность пневматических
272
тормозов увеличивает тормозной путь поезда, а следовательно,
снижает пропускную способность линий; ограничивает вес и
длину поездов. Недостатком пневматических тормозов является
также их относительная истощимость, т. е. ослабление тормоз-
ной силы поезда при длительных и многократных торможениях
на затяжных спусках, а также плохая управляемость, т. е. не-
возможность быстрого изменения тормозной силы. Пневматичес-
кие тормоза, в силу указанных причин плохо приспособлены
для автоматизации процесса торможения.
Электропневматические тормоза. Эти тормоза устанавлива-
ются на всех пассажирских поездах, электросекциях и дизель-
поездах. В настоящее время ведутся исследования по созда-
нию электропневматических тормозов для грузового парка.
При использовании электропневматических тормозов обяза-
тельно в качестве резервных используются пневматические
тормоза. Электропневматические тормоза, устанавливаемые на
локомотивах и вагонах, представляют собой комплект пневма-
тических и электрических устройств. Электропневматические
тормоза управляются электрическим током, а в качестве энер-
гии для торможения используется давление сжатого воздуха
на поршни тормозных цилиндров.
Главными отличительными признаками электропневмати-
ческих тормозов являются: количество линейных проводов уп-
равления, способы контроля цепей управления, принципы элек-
трического управления (изменением полярности или величи-
ны тока), режим работы воздушной магистрали и т. д.
На дорогах СССР применяются следующие системы элек-
тропневматических тормозов: четырехпроводная — на электро-
поездах, двухпроводная — на пассажирских поездах.
В стадии испытаний находится однопроводная система для
грузовых, а также для пассажирских поездов.
Наличие значительного количества линейных проводов ус-
ложняет схему, ее контроль и содержание устройств в эксплу-
атации.
В отечественной практике используются следующие спосо-
бы контроля цепей управления:
периодический контроль только в тормозном режиме, осу-
ществляемый постоянным током при помощи контрольного
провода, замыкаемого в хвосте поезда (электропоезда). Досто-
инство этого способа — простота технической реализации, а
недостаток — отсутствие контроля до начала торможения;
непрерывный контроль переменным током в отпускном ре-
жиме и постоянным током в тормозном режиме при помощи
273
Рис. 11.7. Функциональная схема электропневматического тормоза в поезде
с локомотивной тягой
контрольного провода, замыкаемого в конце поезда (пасса-
жирские поезда). Достоинство способа — простота технической
реализации и непрерывность контроля, недостаток — возмож-
ность ложного контроля при замыкании между собой рабочего
и контрольного проводов;
непрерывный контроль переменным током при помощи ло-
комотивного устройства, воспринимающего импульсы генера-
тора, включаемого в хвосте поезда (экспериментальный — в
грузовых поездах). Достоинство способа — отсутствие специ-
ального провода и точная информация о состоянии линии, не-
достаток — сложность контрольных устройств и необходи-
мость включения в хвосте поезда специального блока генера-
ции импульсов; непрерывный контроль переменным током при
помощи установки на хвосте поезда концевого конденсатора,
соединенного одной обкладкой с корпусом.
Наиболее распространенным видом управления электро-
пневматическими тормозами является такое управление, при ко-
тором для торможения в линейные провода подается напряже-
ние постоянного тока, а для отпуска — напряжение снимает-
ся. Электрические схемы тормозов отличаются также тем, что
в одних случаях в качестве обратного провода используются
рельсы, в других случаях электрическая схема тормоза изоли-
рована от рельсов.
Могут быть использованы два способа электропневматичес-
кого торможения: без разрядки пневматической магистрали
или с разрядкой ее. В настоящее время ответственное тормо-
274
жение на пассажирских поездах (например, на запрещающий
сигнал) осуществляется с разрядкой тормозной магистрали, а
регулировочное торможение — без разрядки тормозной маги-
страли. При электропневматическом торможении с разрядкой
магистрали передаются команды электрического и пневмати-
ческого управления, причем тормозные устройства быстрее
реагируют на команды электрического управления.
Функциональная схема электропневматического торможе-
ния поезда изображена на рис. 11.7. Для управления тормо-
зами и контроля за ними вдоль поезда прокладывают два элек-
трических провода ЭМ и ЭК, которые соединяются между ва-
гонами штепсельными разъемами на электропоездах, а на пас-
сажирских поездах соединение между вагонами выполняется
с помощью контактов в головках разъединительных рукавов.
На локомотиве и вагонах прием и реализацию команд уп-
равления осуществляют электровоздухораспределители ЭВР.
Электрическое управление осуществляется многопозиционным
коммутатором — контроллером КУ, механически связанным с
рукояткой крана машиниста КМ. Взаимную увязку действия
тормозов при электрическом и пневматическом управлениях на
каждой подвижной единице осуществляют переключающие
клапаны ПК. В магистрали электрического управления ЭМ при
отпуске и зарядке постоянный ток, воздействующий на элек-
тровоздухораспределители ЭВР, отсутствует и ЭВР разобща-
ет тормозные цилиндры ТЦ с запасными резервуарами ЭР, со-
общая их с атмосферой А. Тормозная магистраль ТМ, сочле-
ненная по всей длине поезда концевыми кранами КК и соеди-
нительными рукавами СР, при этом снабжается сжатым воз-
духом так же, как при пневматическом торможении.
При электропневматическом торможении ЭВР сообщает ТЦ
с ЭР, перекрывая сообщение ТЦ с атмосферой. Продолжитель-
ность команды торможения определяет давление воздуха в
ТЦ и, следовательно, тормозное усилие. При команде «Пере-
крыша» ЭВР разобщает цилиндры ТЦ с запасными резерву-
арами ЗР, чем обеспечивается постоянное тормозное усилие.
При приеме команды электропневматического торможения и
перекрыши ЭВР воздействует на переключающий клапан ПК
так, что последний занимает положение, исключающее воздей-
ствие на ТЦ со стороны воздухораспределителя, управляемо-
го давлением воздуха в тормозной магистрали ТМ. По конт-
рольному проводу ЭК, проложенному вдоль поезда и соеди-
ненному с проводом управления ЭМ в хвостовом вагоне, осу-
ществляется контроль состояния цепей электропневматическо-
275
Рис. 11.8. Схема электропневматического тормоза
го тормоза. При неисправности цепей управления машинист
получает соответствующую индикацию.
Электропневматический тормоз может использоваться для
автоматического торможения в системах авторегулировки ско-
рости. При автоматическом торможении устройства авторегу-
лировки АР подают команду на блок управления БУ, послед-
ний обеспечивает подачу тока в электрическую магистраль ЭМ,
в результате чего срабатывает ЭВР и происходит наполнение
тормозных цилиндров ТЦ. Помимо этого АР подает команду
на КУ, обеспечивающую приоритет команды торможения АР
перед воздействиями машиниста, и приводит в действие изме-
ритель контрольного времени ИКВ.
При исправном состоянии цепей тормоза устройства конт-
роля торможения КТ, фиксирующие прохождение команды
торможения, приводят в исходное состояние ИКВ до истече*
ния контрольного времени. При неисправности электрической
цепи КТ фиксирует отказ электропневматического тормоза, в
результате чего через время, определяемое ИКВ, вступает в
действие экстренный пневматический тормоз.
В системах контроля бдительности и контроля скорости ис-
пользуется воздействие на пневматическую тормозную магист-
раль срывного клапана, как и при пневматическом тормозе.
Электрическая схема электропневматического тормоза пас-
сажирских поездов [25] приведена на рис. 11.8. Схема имеет
276
два линейных провода, проложенных вдоль поезда, провод №1
рабочий и № 2 — контрольный. В качестве обратного провода
используются рельсы. Электрическая схема позволяет осу-
ществить управление и непрерывный визуальный контроль за
работой электропневматического тормоза при помощи двух ис-
точников тока: постоянного для управления электровоздухо-
распределителей и контроля в режимах торможения и пере-
крыши и переменного — для контроля целостности линейных
проводов в режиме отпуска.
Источником постоянного тока является генератор управле-
ния ГУ (0,3 кВт, 50 В), гальванически развязанный с батаре-
ей питания, а источником переменного тока — генератор конт-
роля ГК с частотой на выходе 625 Гц. Процессы торможения
и отпуска осуществляются вентилями торможения ВТ и вен-
тилями перекрыши ВП, расположенными на локомотиве и в
каждом вагоне. Катушки электромагнитных вентилей ВП и
ВТ включены параллельно в рабочий провод У 1 а рельсы.
Катушки электромагнитного вентиля ВТ возбуждаются только
при наличии в цепи управления постоянного тока определенной
полярности (плюс в рабочем проводе), а при другой полярно-
сти (минус в рабочем проводе) возбуждению катушки препят-
ствует выпрямительный клапан ВС.
Включение тока в линию производится сильноточным реле
К, а смена полярности тока — реле торможения ТР и реле
перекрыши ПР. Управление действием этих реле производится
краном машиниста КМ через тормозной контроллер. Контроль
исправности электрических цепей осуществляется при помощи
контрольного провода № 2, соединенного с рабочим проводом
h's 1 в хвостовом вагоне концевой розеткой КЗ. Наличие тока
в контрольном проводе (переменного — в отпускном положе-
нии и постоянного — при торможении и перекрыше) фиксиру-
ется на локомотиве контрольным реле КР-
Лампочки С, П и Т светового индикатора контролируют ис-
правность цепей управления и фиксируют процессы торможе-
ния и перекрыши.
В положении ручки крана машиниста отпуск и зарядка
(рис. 11.8, а) реле торможения ТР и перекрыши ПР обесто-
чены. Тыловые контакты этих реле создают цепь переменного
тока, проходящую через рабочий и контрольный провода и
контрольное реле КР. Электромагнитные вентили перекрыши
ВП и торможения ВТ электровоздухораспределителей, облада-
ющие большой индуктивностью, от источника переменного то-
ка не возбуждаются и тормоз находится в отпущенном состо-
277
янии. Сигнальная лампочка С, фиксирующая исправное состо-
яние проводов Л® / и Л® 2, горит.
В положении ручки крана машиниста КМ «Торможение»
(рис. 11.8, б) постоянный ток от источника ГУ возбуждает ка-
тушку тормозного реле ТР. При этом через контакты реле ТР
в рельсы и на корпус подвижного состава поступает ток ми-
нусовой полярности, а в линейный провод — плюсовой, в ре-
зультате чего возбуждаются катушки вентилей перекрыши ВП
и торможения ВТ. Катушка контрольного реле КР находится
под напряжением постоянного тока от контрольного линейно-
го провода Л® 2 и корпуса подвижного состава. Лампочка Т
светового индикатора, фиксирующая реализацию команды
торможения, подключается к источнику питания через фрон-
товые контакты реле ТР и КР; горит также лампочка С.
В положении ручки крана машиниста КМ «Перекрыта»
(рис. 11.8, в) постоянный ток источника ГУ возбуждает обмот-
ку реле перекрыши ПР и через его фронтовой контакт — цепь
питания обмотки сильноточного реле К. Контрольное реле КР
при этом питается постоянным током через фронтовые контак-
ты реле К и ПР, лампочка П сигнализатора питается постоян-
ным током, информируя машиниста о реализации команды
«Перекрыша»; горит также лампочка С. В рельсы и на корпус
подвижного состава подается плюс, а в линейный провод — ми-
нус источника питания ГУ. Возбуждаются обмотки вентилей пе-
рекрыши ВП электровоздухораспределителей. Протеканию то-
ка через обмотки вентилей торможения ВТ препятствуют се-
леновые столбики ВС, проводящие ток в одном направле-
нии.
Конденсатор С исключает коммутационные перенапряжения
и уменьшает искрообразование на контактах сильноточного ре-
ле К при переключении его контактов. Резисторы R1 и R2
предназначены для ограничения силы контрольного переменно-
го тока в случае короткого замыкания.
С целью повышения надежности прохождения тока через
междувагонные соединения в пассажирских доездах в последнее
время применяют в режимах торможения и перекрыши дубли-
рованное питание двух линейных проводов электропневматиче-
ского тормоза; дублирование обеспечивается установкой на
локомотиве перемычки между проводами Л® / и Л® 2. В этом
случае ток подается параллельно в оба линейных провода и
тормоз не теряет работоспособности при нарушении электриче-
ской цепи контрольного провода или в одном месте рабочего
провода. Контрольное реле КР при этом контролирует только
278
состояние локомотивного оборудования и наличие короткого
замыкания в поездных цепях.
Электропневматические тормоза обладают рядом преиму-
ществ по сравнению с пневматическими. Применение электро-
пневматических тормозов дает возможность повысить эффек-
тивность торможения поездов, т. е. заметно сократить длину
тормозного пути. Это достигается благодаря одновременному
действию тормозов во всем поезде, которое позволяет ускорить
время наполнения тормозных цилиндров и как следствие со-
кратить время, затрачиваемое при пневматических тормозах на
подготовительный процесс к торможению.
Электропневматические тормоза позволяют производить ин-
тенсивное торможение без опасения возникновения толчков в
поезде, а при снижении скорости — применить быстродейству-
ющий ступенчатый отпуск. Благодаря этому поезд при подхо-
де к станции может двигаться с высокой скоростью до нача-
ла торможения, после которого остановка происходит плавно
и без скольжений колес по рельсам.
Одним из преимуществ электропневматических тормозов,
особенно в грузовых поездах, является резкое снижение про-
дольных усилий, иногда превышающих при пневматических
тормозах допускаемые нагрузки по прочности подвижного со-
става. Возникновение значительных продольных усилий при
пневматических тормозах связано с неодновременностью их
срабатывания по длине состава. Таким образом, электропнев-
матические тормоза в грузовых поездах не ограничивают вес
и длину поезда по продольной динамике. Электропневматичес-
кий тормоз менее истощим, чем пневматический. Это положи-
тельное свойство достигается тем, что пневматическая тормоз-
ная магистраль не разряжается при торможении.
В то же время следует отметить, что электропневматичес-
кие тормоза не обладают свойством автоматичности действия
при различных повреждениях, поэтому при ответственных тор-
можениях этот тормоз резервируется пневматическим.
Электрический реостатный тормоз. При реостатном тормо-
жении механическая энергия преобразуется тяговыми двига-
телями, работающими в генераторном режиме, в электричес-
кую энергию, которая гасится в тормозных сопротивлениях и
в виде тепла поступает в окружающую среду. При переходе
в режим реостатного торможения двигатели в каждом вагоне
отключаются от сети, обмотка возбуждения и якорная обмотка
соединяются последовательно и включаются на нагрузочное
сопротивление тормозного реостата 7?тр. Идея реостатного тор-
279
можения состоит в том, что колесные пары движущегося по
инерции подвижного состава через зубчатую передачу враща-
ют якоря тяговых двигателей и в их обмотках индуктируется
э. д. с. Е, а поскольку цепь каждого двигателя замкнута на ре-
остат /?тр, в ней появляется генераторный ток /т и, следователь-
но, электромагнитный момент, оказывающий тормозящее дей-
ствие на якорь, а через передачу и на движущийся поезд.
Самовозбуждение генератора и, следовательно, реостатное
торможение возможно, если в машине существует поле оста-
точного магнетизма, генераторы замкнуты на нагрузку, сопро-
тивление нагрузки менее критического и выполняется соотно-
шение Е>/т(Лтр+А'д) , где 7?д — активное сопротивление дви-
гателя. Реостатное торможение используется на линиях метро-
политена, на электросекциях, а также на ряде типов электрово-
зов (например, ЧС2т).
Электрическое торможение локомотивов и моторных ваго-
нов обычно применяют одновременно с пневматическим, пред-
назначенным для использования в качестве экстренного. На
ряде пассажирских локомотивов, рассчитанных на высокие
скорости движения, экстренное пневматическое торможение
действует совместно с реостатным. Электрическое торможение
имеет существенные технико-экономические преимущества по
сравнению с пневматическим, такие, как: уменьшение износа
тормозных колодок и расходов по содержанию в исправном
состоянии тормозного оборудования, большая стабильность
280
тормозных характеристик, значительное упрощение в управле-
нии тормозом, которое можно легко автоматизировать и удоб-
но сочетать с системой автомашиниста, повышение скорости
движения на затяжных спусках и увеличение пропускной спо-
собности участков, повышение комфортабельности поездов
вследствие плавности тормозного процесса.
Преимущества электрического торможения увеличиваются
с повышением принятой скорости движения поездов.
Тормозная система электропоезда (рис. 11.9) представля-
ет собой комплекс взаимосвязанных тормозных устройств, вклю-
чающий собственно электрический тормоз, электропневмати-
ческий тормоз, заменяющий электрический при неисправности
последнего, и пневматический, осуществляющий торможе-
ние при неисправности электрического и электропневматиче-
ского. Непосредственно к электрическому тормозу относятся:
контроллер управления КУ, расположенный на головном вагоне
поезда, управляемый вручную машинистом и переключающий
электрические цепи, электрическая магистраль управления
ЗУ — ЗА, проложенная вдоль поезда и соединенная между ва-
гонами штепсельными разъемами СШ, приборы для сборки
схемы вагона в режим торможения УТ, нагрузочные реостаты
Р, управляемые реостатными контроллерами РК, выполнен-
ными в виде многопозиционных переключателей, управляемых
приводами, тяговые двигатели ТД, связанные с каждой ко-
лесной парой К-
К электрическому тормозу относится электрическая цепь
ЭЗ, проложенная вдоль поезда, а также расположенные в каж-
дом вагоне вентили замещения В1 и В2, тормозные цилиндры
ТЦ и запасные резервуары ЗР.
Тормозные цилиндры и запасные резервуары совместно с
вышеописанными функциональными узлами образуют пневма-
тический тормоз. При помощи контроллера КУ, имеющего ну-
левое, несколько тяговых и тормозных положений, коммутиру-
ется ток поездного источника в тяговые и тормозные цепи по-
езда. Для создания частичного тормозного эффекта контроллер
управления КУ подает питание в цепь ЭУ, под воздействием
которого приборы управления УТ готовят схему вагона к тор-
можению, т. е. отключают контактную сеть, собирают в группы
все тяговые двигатели вагона, подключают к генераторам на-
грузочные сопротивления и т. д.
Для реализации полного служебного торможения контрол-
лер управления подает питание и в цепь ЭА, под воздействи-
ем которого привод реостатного контроллера скачками пере-
281
мещает контакты контроллера с кратковременной выдержкой
на каждой позиции. Контактом РК на каждом шаге уменьша-
ется сопротивление нагрузки /?ТР. В зависимости от скорости
движения поезда на определенной позиции РК сопротивление
/?тР оказывается меньше критического значения, при этом воз-
буждается генератор, возникает тормозной ток и реализуется
процесс электрического торможения. С уменьшением скорости
поезда уменьшается э. д. с. генератора, а следовательно, тор-
мозной ток и тормозная сила. При следующем переключении
контроллера уменьшается нагрузочное сопротивление а
тормозной ток и тормозная сила увеличиваются. Быстротой пе-
реключения контроллера поддерживается такая величина тор-
мозного тока, при которой, с одной стороны, обеспечивается
требуемое тормозное усилие, а с другой, — исключается воз-
растание тока до величины, допустимой по нагреву обмоток
двигателя.
При низких скоростях движения э. д. с. генератора падает
до величины, при которой нарушаются условия возбуждения
генератора и электрическое торможение прекращается. Поэто-
му на последней позиции контроллера осуществляется воздей-
ствие на электромагнитный вентиль В1, который создает на-
полнение тормозного цилиндра сжатым воздухом, при этом ре-
ализуется быстрая остановка поезда.
При выводе рукоятки контроллера из тормозного положе-
ния контактная система реостатного контроллера приходит в
исходное состояние; на других тормозных позициях рукоятки
контроллера реализуются ступени служебного торможения.
Манипулируя рукояткой контроллера, возможно вывести со-
противление реостата до требуемой позиции и реализовать оп-
ределенную тормозную силу. Реостатный контроллер использу-
ется и для регулирования тока в период пуска.
При отказе устройств электрического торможения в случае,
если контроллер КУ находится в положении полного служеб-
ного торможения, вступает в действие электропневматический
тормоз. При этом контроллер управления коммутирует ток
в цепи ЭЗ, от которого возбуждается вентиль В2 при условии,
если УТ не выдало команды электрического торможения. При
возбуждении вентиля В2 происходит наполнение тормозного
цилиндра ТЦ сжатым воздухом из запасного резервуара ЗР
и осуществляется полное служебное торможение. После уста-
новки рукоятки контроллера управления в поездное положе-
ние ток в цепи ЭЗ выключается и вентиль В2 выпускает воз-
дух из тормозного цилиндра.
282
Недостатком электрического тормоза является отсутствие
автоматичности действия при неисправности устройств, поэто-
му при ответственных торможениях осуществляется замеще-
ние электрического тормоза пневматическим.
При работе от системы авторегулировки АР используются
устройства автоматического управления тормозами Л У, кото-
рые коммутируют электрические цепи управления так же, как
и КУ, разобщая одновременно от контроллера управления це-
пи, осуществляющие приведение двигателей в тяговый режим.
Реализация полного служебного торможения осуществляется
в соответствии с уже изложенной последовательностью с заме-
щением электропневматическим торможением при неисправно-
сти устройств торможения в каком-либо вагоне.
Выполнение команд электрического торможения контроли-
руется специальными устройствами, приводящими в готов-
ность пневматические тормоза. Эти устройства действуют так.
При команде электрического торможения устройства авторе-
гулировки запускают измеритель контрольного времени ИКВ.
Если в течение отрезка контрольного времени не поступит
информация о реализации процесса торможения электрическим
или электропневматическим тормозом, то автоматически всту-
пит в действие пневматический тормоз за счет экстренной раз-
рядки тормозной магистрали ТМ срывным клапаном СК. Уст-
ройства контроля торможения КТ в каждом вагоне контро-
лируют наличие электрического торможения или определенное
давление воздуха Рц в тормозном цилиндре.
Контроль процесса торможения наступает через определен-
ное время, когда реостатный контроллер достигает позиции,
на которой самовозбудится генератор или давление в тормоз-
ном цилиндре достигнет требуемого уровня. Контрольное время
выбирается несколько большим времени подготовки электри-
ческих тормозов к торможению при наиболее неблагоприятных
условиях. При правильном функционировании тормоза от ис-
точника тока последнего вагона поезда по цепи ЭК поступает
сигнал на отмену экстренного торможения. Этот сигнал приво-
дит ИКВ в исходное состояние.
113. ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАПАН
Электропневматический клапан предназначен для подачи
машинисту предупредительного сигнала — свистка — о воз-
можности срабатывания автостопа и автоторможении поезда до
283
Рис. 11.10. Электропневматический клапан ЭПК-150
полной остановки, если машинист не подтвердит бдитель-
ность или превысит допустимую скорость.
На подвижном составе СССР применяется электропневма-
тический клапан типа ЭПК-150, содержащий электромагнит-
ный вентиль соленоидного типа, управляемый контрольными
органами дешифратора, и ряд пневматических узлов, один из
которых связан с тормозной магистралью поезда и способен
открыть отверстие большого сечения, обеспечивающее доступ
воздуха из магистрали в атмосферу.
Электропневматический клапан может находиться в четы-
рех состояниях: 1) рабочее, при котором клапан готов к вос-
приятию команд от дешифратора; 2) предупредительное, со-
ответствующее подаче свистка о предстоящем торможении;
3) тормозное, при котором происходит быстрая разрядка тор-
мозной магистрали и 4) зарядное, соответствующее отпуску
тормозов при восстановлении ЭПК.
В рабочем состоянии электромагнитный вентиль (рис. 11.10)
возбужден, его якорь и шток 1 опущены вниз, клапан <3 закры-
вает выходное отверстие к свистку 2. Камера выдержки вре-
мени 6 заполнена сжатым воздухом до давления 7—8 кгс/см2,
поступающим через калиброванные отверстия 4 и 5 из главно-
го резервуара локомотива, диафрагма 7 под давлением возду-
ха прогибается вверх, связанный с ней рычаг 8 находится в
верхнем положении, замыкая контакты ЭПК, и не взаимодей-
ствует с хвостовиком возбудительного клапана 9. Усилием
284
пружины 10 этот клапан закрыт и разобщает камеру 11 срыв-
ного клапана с атмосферой. Через малое отверстие в срывном
клапане 12 верхняя камера этого клапана заполнена воздухом
из тормозной магистрали. Срывной клапан 12 прижат пружи-
ной 13 к седлу 14 и разобщает тормозную магистраль с атмос-
ферой.
В предупредительном состоянии при выключении тока в об-
мотке электромагнита шток 1 поднимается, клапан <3 открыва-
ется и воздух из камеры выдержки времени 6 постепенно вы-
ходит через отверстие 5 и свисток 2. Машинисту подается пре-
дупредительный свисток о возможной экстренной остановке
поезда. Дальнейшее действие ЭПК зависит от продолжитель-
ности выключения тока в обмотке электромагнита. Если до ис-
течения 7—8 с вновь возбудится электромагнит, то шток 1
опустится вниз, клапан 3 закроет выход воздуху в атмосферу
и звучание свистка прекратится. Камера выдержки времени,
разобщенная с атмосферой, вновь наполнится сжатым возду-
хом и схема ЭПК придет в исходное рабочее состояние. Если
же электромагнит в течение 7—8 с не будет возбужден, то
давление в камере 6 упадет за это время до 1,5 кгс/см2 и пру-
жина 15 диафрагмы 7, преодолевая силу воздействия воздуха,
изогнется вниз, рычаг 8, перемещаясь, нажмет на клапан 9
и разомкнет контакты ЭПК. Давление в камере И снизится
и срывной клапан 12 поднимется вверх, сообщая тормозную
магистраль с атмосферой, разряжая ее, в результате наступит
тормозное состояние электропневматического клапана.
Размыкание контактов ЭПК исключает возможность пре-
рывания машинистом начавшегося процесса торможения.
Зарядное состояние наступает при восстановлении ЭПК,
осуществляемое машинистом при помощи специального ключа,
который вставляется в замок 16. При повороте ключа в зам-
ке эксцентрик оси воздействует на шток 1 электромагнита и
закрывает клапан <3. При этом ЭПК приводится в состояние,
соответствующее возбужденному электромагниту. Сжатый воз-
дух заполняет камеру выдержки времени, срывной клапан пе-
рекрывает сообщение тормозной магистрали с атмосферой. Та-
ким образом, после принудительного торможения система при-
водится в нормальное положение. Контактная система 17, свя-
занная с кулачковой шайбой 18 и осью 19 замка, обеспечивает
контроль включенного положения ЭПК записью на ленте. Кон-
такты 17 замкнуты при всех положениях ключа, кроме заряд-
ного.
n
ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
12.1. ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ АЛСТ
Точечное локомотивное устройство «INDUSI» (ГДР и ФРГ).
Это устройство работает на индуктивно-резонансном принципе
и осуществляет передачу сигнальной информации с пути на
локомотив о необходимости остановки или снижения скорости.
Изменение скорости при служебном торможении контролиру-
ется машинистом. В системе предусмотрена передача трех ин-
формационных команд о положении локомотива по отношению
к светофору.
Путевые индукторы LC (рис. 12.1) настроены на три часто-
ты: /1 = 1000 Гц; f2—500 Гц и /3 = 2000 Гц. Если светофор от-
крыт, воздействие путевых индукторов на локомотивные уст-
ройства исключается ввиду закорачивания путевых индукто-
ров.
Если светофор закрыт (или требует ограничения скорости),
то устройство автоматической локомотивной сигнализации по-
лучит первую информацию у предупредительного светофора
(частота fj, которая, однако, машинисту на локомотиве не
воспроизводится. Если машинист наблюдает за сигналами
внимательно, он своевременно нажмет (в течение 5 с) кнопку
бдительности, что фиксируется как акустически, так и вклю-
чением желтой контрольной лампочки. С этого момента изме-
ряется время и через 22 с устройство самостоятельно проконт-
ролирует снижение скорости до 90 км/ч, в противном случае
действует экстренное торможение (тормозная кривая а).
Следующий контроль (частота f2) отнесен к месту, удален-
ному от светофора на расстояние 150—200 м; в этом месте ско-
рость должна быть ниже 65 км/ч. После остановки поезда перед
светофором продолжить движение возможно только по разре-
шающему показанию сигнала, иначе восприятие воздействия
индуктора (частота f3) приведет к экстренному торможению.
Проезд закрытого светофора (в аварийном случае) возможен
286
после фиксации нажатия особой кнопки (на рис. 12.1 не
показана).
Тормозная кривая b дана для служебного торможения. Ес-
ли машинист после контроля скорости 90 км/ч в точке А пе-
рестал тормозить, то в точке В включится в действие устрой-
ство экстренного торможения и скорость будет падать по кри-
вой с.
Подобным же образом произойдет экстренное торможение
в точке С в случае проезда светофора после контроля скорости
65 км/ч. В обоих случаях экстренная остановка поезда прои-
зойдет на расстоянии защитного участка длиной 200 м.
Точечное автоматическое устройство «INDUSI» было вве-
дено в эксплуатацию в 1934 г. и в течение шести лет им было
оснащено 1000 локомотивов и 3500 км двухпутных линий.
После второй мировой войны фирма «Сименс» совершенство-
вала рассмотренное устройство и оно получило широкое рас-
пространение в различных вариантах в ГДР и ФРГ.
Кратко рассмотрим схему (рис. 12.2) модели 1960 г., в ко-
торой использован моторный генератор МГ частот /i, f2 и /3.
Работа устройства и действия машиниста последовательно ре-
гистрируются на ленте измерителя скорости.
Одним из основных узлов системы является моторный из-
меритель времени ИВ с шестью контактами, последователь-
ность замыкания которых пояснена на рис. 12.2.
Каждое из трех фиксирующих реле Ф1—ФЗ содержит ос-
новную обмотку, включенную последовательно с резонансным
конденсатором и с обмоткой приемника S на соответствующий
выход fi, f2, fs моторного генератора. В исходном положении
под влиянием резонансных то-
ков все фиксирующие реле воз-
буждены.
При проезде приемной катуш-
ки локомотива над путевым
индуктором, настроенным, на-
пример, на частоту fi, ток в ос-
новной обмотке реле Ф1 снизит-
ся и якорь реле Ф1 под воздей-
ствием постоянного магнита т
перебросится и останется в от-
павшем состоянии. Для восста-
новления исходного положения
необходимо компенсировать
электромагнитное усилие посто-
Рис. 12.1. Расположение путево-
го оборудования и кривые скоро-
сти АЛСТ системы «INDUSI»
287
Рис. 12 2. Схема локомотивных устройств системы «INDUSI»
явного магнита за счет пропуска тока по компенсационной об-
мотке, расположенной на постоянном магните.
Электропневматический вентиль ЭПК., служащий для вы-
пуска воздуха из тормозной магистрали при принудительном
торможении, содержит рабочую РО и компенсационную КО
обмотки. Питание обмотки КО контролируется последователь-
но соединенным реле U. В исходном положении обмотка РО,
а также вспомогательные реле N и U возбуждены, светит си-
няя контрольная лампочка ЛС, электромагнит измерителя ско-
рости f притянут.
При приближении локомотива к закрытому светофору у
предупредительного светофора вследствие роздействия путе-
288
вого индуктора ft обесточится реле Ф1 и его повторитель Р1;
последний включит двигатель М измерителя времени ИВ,
оборвет одну ветвь цепи возбуждения реле РО и обесточит
регистрирующий электромагнит V. Если на протяжении 5 с
не будет нажата кнопка бдительности КБ, то разъединится
контакт ИВ4, а вследствие этого отпадет ЭПК. В противном
случае контакты КБ включат свисток С и реле К, которое
подключит желтую контрольную лампочку ЛК и будет нахо-
диться в возбужденном состоянии в течение времени замыка-
ния контакта ИВ2. Нажатие кнопки бдительности зафиксиру-
ется электромагнитом W. Контакт ИВЗ через фронтовой кон-
такт реле К подключит компенсационную обмотку реле Ф1
к источнику постоянного тока. Реле Ф1 перебросит якорь в ис-
ходное положение, так как по его основной обмотке уже про-
текает резонансный ток. Вследствие этого притянет якорь пов-
торитель Р1, поэтому после размыкания контакта ИВ4 ЭПК
останется в возбужденном состоянии по обмотке РО.
Через 20 с контакт ИВ6 подключит на 2 с электромагнит
ЭМ в измерителе скорости. Если скорость ниже 90 км/ч (кон-
такт 90 замкнут), то ЭПК останется в возбужденном состоянии.
Перед окончанием времяизмеряющего цикла (один оборот
вала с кулачками) прервется ток в компенсационной обмотке
реле Ф1; разомкнутся контакты ИВЗ, ИВ1 и остановится мо-
торный измеритель времени.
При проследовании локомотива над вторым путевым ин-
дуктором, настроенным на частоту ft, отпадут якоря реле Ф2
и Р2, вследствие чего разомкнется одна ветвь цепи возбужде-
ния реле РО, возбудится регистрационный электромагнит g и
повторно электромагнит ЭМ в измерителе скорости. Если ско-
рость меньше, чем 65 км/ч (контакт 65 замкнут), то ЭПК ос-
танется в возбужденном состоянии по обмотке РО и контакт
измерителя скорости 160 подключит источник тока к компен-
сационной обмотке реле Ф2, которое вернется в исходное по-
ложение. После этого притянет якорь реле Р2 и отпадет
электромагнит ЭМ.
В случае проезда локомотива над третьим путевым индук-
тором в активном состоянии (т. е. настроенным на частоту ft),
отпадут якоря реле ФЗ и РЗ и, следовательно, обесточится
ЭПК. Одновременно включится свисток С и произойдет реги-
страция проезда красного огня электромагнитом Ь.
Восстановление схемы после принудительного торможения
осуществляется нажатием кнопки КВ с контролем полного
выпуска воздуха из тормозной магистрали (замкнутое состоя-
10—1667	289
ние тылового контакта контрольно-пневматического реле КП).
При этом вследствие закорачивания обмотки обесточится реле
N, которое подключит источник тока к компенсационным об-
моткам реле Ф1—ФЗ и оборвет цепь компенсационной обмот-
ки КО электропневматического клапана ЭПК, который возбу-
дится по обмотке РО. После возвращения кнопки КВ в исход-
ное положение притянет якорь реле N и восстановится цепь
компенсационной обмотки КО. Возбуждение контрольного ре-
ле U фиксируется электромагнитом f.
Проследование светофора с запрещающим показанием
разрешается машинисту особым указанием. Прн этом он дол-
жен нажать кнопку КР, после чего возбудится реле В и ком-
пенсационная обмотка ФЗ подключится к источнику тока. При
подаче питания на компенсационную обмотку реле ФЗ оста-
нется в исходном положении и при снижении тока в основной
обмотке в момент проезда локомотива над путевым индукто-
ром f3. Нажатие кнопки КР сопровождается акустическим сиг-
налом и фиксируется электромагнитом г.
Реле N использовано также для исключения экстренного
торможения при значительном снижении питающего напряже-
ния, что может вызвать уменьшение тока в основных обмот-
ках реле Ф1—ФЗ. Обмотка реле У в этом случае закорачива-
ется контактом R регулятора скорости оборотов моторного
генератора МГ, вследствие чего подается питание на компенса-
ционные обмотки фиксирующих реле Ф1—ФЗ, обрывается пус-
ковая цепь моторного измерителя времени и цепь компенса-
ционной обмотки КО клапана ЭПК- Погасанием синей конт-
рольной лампочки ЛС машинист извещается о выходе автома-
тической локомотивной сигнализации из строя.
Последняя модель системы «INDUSI» является транзистор-
ной; вместо приемных реле используются триггеры, а мотор-
ный генератор МГ заменен статическим генератором 2000 Гц.
В рассмотренной системе АЛСТ прежде всего решается за-
дача контроля торможения перед запрещающим сигналом.
Большое значение в системе придается задаче регистрации
действий машиниста и работы приборов с целью выяснения
причин возможных аварий и контроля за деятельностью маши-
ниста.
Действие АЛСТ не избавляет машиниста от обязанности
наблюдения за светофорами. Недостатком системы является
отсутствие передачи информации при разрешающем сигнале.
Устройство «INDUSI» используется и для контроля маши-
ниста при постоянных ограничениях путевой скорости. Состо-
290
Рис. 42.3. Схема точечной локомотивной сигнализации системы «METRUM»-
яние путевых индукторов периодически контролируется специ-
альным измерительным вагоном.
Точечная автоматическая локомотивная сигнализация
«METRUM» (Швейцария). Это устройство работает по принци-
пу двойной передачи. Рассмотренная в 1.3 возможность переда-
чи одной команды может быть расширена на передачу трех ко-
манд в соответствии со схемой рис. 12.3.
Для передачи трех информационных показаний необходи-
мо иметь в точке передачи на пути три индуктора. При этом
индуктор В размещается иа оси пути и импульсно возбужда-
ет путевые индукторы С и Е, размещенные в той же плоскости
налево и направо вне колеи. Локомотивный индуктор А питает-
ся постоянным током от источника на локомотиве через обмот-
ку контрольного реле К, которое постоянно возбуждено. На-
пряжение в индукторе В, наводимое при проезде поезда над ин-
дуктором А, вызывает в зависимости от состояния контактов
М и N импульс тока в путевых индукторах С и Е. Состояние
контактов М и N определяется показанием впереди стоящего
светофора. Соответствие между показаниями светофора, состо-
янием контактов М, N и состоянием приемных реле PI и Р2
на локомотиве приведено в табл. 12.1.
Приемные реле Р1 и Р2 нормально обесточены, имеют ин-
версные повторители Rl. R2, которые в нормальном положе-
нии притянуты. К логическому устройству на локомотиве да-
лее относятся: реле свистка С с тремя обмотками I, II и III,
10*
291
Таблица 12.1
Огонь на светофоре	Контакты		Реле	
	м	1	PI	P2
Зеленый	t	t	t	
Желтый	t	I		I
Красный		t	г	t
Примечания: 1. f — реле под током.
2. | — реле без тока.
реле бдительности Б и реле зеленого огня 3. На локомотивном
светофоре имеются три лампочки, соответствующие сигнальным
показаниям путевых светофоров, и лампочка белого огня, ко-
торая горит при нормальном состоянии устройств.
При передаче информационного показания зеленого огня
обесточатся реле R1 и R2, погаснет лампочка белого огня и
кратковременно возбудится реле 3, подключив лампочку зеле-
ного огня и III обмотку реле С, включится свисток. Фронто-
выми контактами реле 3 восстановится цепь возбуждения реле
R1 и R2, в результате чего после отпадания якоря реле 3 во-
зобновится нормальное положение схемы.
При передаче информационного показания желтого или
красного огня отпадет якорь реле R1 или R2, вследствие чего
обесточится реле Б. Кроме включения соответствующего огня,
притянет якорь реле С и включит свисток. Машинист должен
в течение 4 с нажать кнопку бдительности КБ, чтобы предот-
вратить экстренное торможение, вызванное отпаданием якоря
реле Б. После своевременного нажатия кнопки КБ притянет
якорь реле R1 или R2 и обесточится реле С, погаснет лам-
почка соответствующего сигнального показания н повторно
притянет якорь реле Б.
Три регистрирующих электромагнита: 01, 02 и 03 фиксиру-
ют работу реле Rl, R2 и кнопки бдительности КБ’.
Устройство АЛСТ с двойной передачей энергии от источни-
ка питания на локомотиве представляет собой экономически вы-
годное решение и обладает достаточной помехоустойчивостью
при электрической тяге переменного тока частотой 16% Гц,
которая применяется в Швейцарии.
Усилия изготовителя — фирмы «INTEGRA» — после вто-
рой мировой войны экспортировать АЛСТ для применения на
292
железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе,
привели к использованию постоянных магнитов в путевых ин-
дукторах и магнитных реле на локомотиве. Такая система вы-
пускается с 1950 г. под названием «STIN-METRUM».
На рис. 12.4 изображена схема, поясняющая принцип пере-
дачи сигнальных показаний на локомотив, оснащенный элек-
тромагнитом А, индуктором D и магнитным реле МР. На пути
у предупредительного сигнала устанавливаются индукторы В
и С, обмотки которых соединены с сигнальным контактом N.
Перед этими индукторами на расстоянии примерно 1,5 м по-
мещается постоянный магнит ПМ, который взаимодействует с
магнитным реле МР.
При движении поезда прежде всего срабатывает магнитное
реле МР, которое, перебрасывая свой якорь, фиксирует на ло-
комотиве желтый огонь предупредительного сигнала. После
этого происходит взаимодействие путевых и локомотивных ин-
дукторов.
Если на предупредительном светофоре горит разрешающий
сигнал, то контакт N замкнут и на локомотив передается им-
пульс, который посредством приемного реле, возбуждаемого
от катушки D, отменяет переданную перед этим информацию—
желтый огонь. Локомотивные устройства информируют маши-
ниста оптически и акустически, но не требуют при этом обслу-
живания кнопки бдительности.
Если на предупредительном светофоре горит желтый огонь,
то контакт N разомкнут и поэтому не произойдет отмена жел-
того показания, переданного магнитным реле. Машинист дол-
жен подтвердить свою бдительность нажатием кнопки бдитель-
ности.
Система «STIN-METRUM» разработана также для переда-
чи четырех сигнальных информаций при использовании трех
путевых трансляторов и постоянного магнита, задача которого
состоит в передаче запрещающего показания. Это показание
или действительно, или корректируется последующим притя-
жением приемного реле Р1 или Р2.
Передача сигнального показания с пути на локомотив и
принудительное пользование кнопкой бдительности использу-
ются в основном варианте системы АЛСТ. У четырехзначной
системы, как правило, вводится контроль скорости, заключа-
ющийся в том, что при передаче команды желтого огня или
сигнала «Прием на боковой путь» автоматически включается
служебное торможение в случае, если скорость не была сниже-
на до 40 км/ч. Передача команды красного огня от светофора
293
Рис. 12.4. Схема, поясняющая
принцип работы системы
«STIN-METRUM»
Рис. 12.5. Устройство АЛСТ
системы «АСЕС»
с запрещающим показанием без
предварительной остановки вы-
зовет экстренное торможение, и
дальнейшее движение возмож-
но лишь после нажатия заплом-
бированного переключателя, раз-
мещенного на внешней стороне
локомотива.
Описанная система АЛСТ
дает возможность использовать
постоянные магниты в произ-
вольном месте на пути для пере-
дачи команд о снижении скоро-
сти (постоянные и временные
ограничения скорости). Таким
же образом можно контролиро-
вать бдительность машиниста
перед длинными уклонами, пе-
ред переездами и т. п. Это созда-
ет предпосылки для обслужи-
вания локомотива одним маши-
нистом.
Устройство АЛСТ типа
«АСЕС» (Бельгия). В 1962 г. на
опытном участке пути Бельгий-
ских государственных дорог на-
чались эксперименты с системой
АЛСТ, разработанной фирмой
Ateliec de construktions elektri-
ques de Charleroi («АСЕС») и
дополненной устройствами авто-
матического контроля скорости.
Различные варианты рас-
сматриваемой системы АЛСТ
используются в настоящее вре-
мя в ряде стран Европы и Аме-
рики.
Система АЛСТ состоит из
следующих основных узлов: уст-
ройство для передачи сигналь-
ных показаний с пути, которое
определяет целевую скорость у
путевых светофоров или в точ-
294
ках постоянного снижения скорости; дешифратор команд на
локомотиве, контрольное устройство, которое сравнивает фак-
тическую скорость поезда с допустимой скоростью в каждый
момент времени.
Под передней частью локомотива размещены два ящика,
каждый из которых содержит две антенны L и U в виде шлей-
фов (рис. 12.5). Шлейфы, образованные одним витком мед
ного провода, умещаются в каждом ящике в вертикаль*
ных параллельных плоскостях и сдвинуты относительно друг
друга так, чтобы магнитное поле, возникающее в одном шлей-
фе при прохождении в нем тока, не проникало через плоскость
второго шлейфа. Первый шлейф (так называемый передающий)
образует короткозамкнутый виток на трансформаторе Тр1, пер-
вичная обмотка которого присоединена к выходу апериодичес-
кого усилителя У, а второй шлейф (приемный) подключен че-
рез трансформатор Тр2 на его вход.
Кроме двух антенн, каждый ящик содержит катушку LK с
ферритовым сердечником, которая настраивается в резонанс
с соответствующим конденсатором Ск и создает слабую индук-
тивную связь между обеими антеннами. Передача энергии с
выхода усилителя на его вход вызывает постоянные колебания
на частоте настройки. Эти колебания используются для функ-
ционального контроля системы.
Генерированный сигнал подается на входы группы пассив-
ных полосовых фильтров, каждый из которых пропускает один
из 15 сигналов, используемых для передачи сигнальных пока-
заний. Последний фильтр настроен на контрольную частоту.
За каждым фильтром сигнал усиливается усилителем и воз-
буждает соответствующее индикаторное реле. Диапазон ис-
пользуемых частот 50—100 кГц. На пути между рельсами у
каждой информационной точки размещается рядом пара путе-
вых индукторов, удаленных один от другого на расстояние,
соответствующее размещению пары описанных ящиков на ло-
комотиве. Каждый путевой индуктор содержит катушку, наст-
роенную с помощью конденсатора на определенную частоту.
Некоторые индукторы постоянно настроены на одну частоту
(они называются «независимыми трансляторами») и служат для
передачи информации об уклоне пути, об ограничении в зоне
постоянного снижения скорости и т.п.
Напротив, «зависимые индукторы» управляются в зависи-
мости от сигнальных показаний путевых светофоров настрой-
кой на различные частоты. Эти индукторы содержат, кроме ка-
тушки, группу конденсаторов и магнитных усилителей, которые
295
служат для бесконтактной настройки на требуемую ча-
стоту.
Передача информации от индуктора осуществляется на тех
же принципах, что и генерация контрольной частоты в локо-
мотивном устройстве. Передающий шлейф излучает энергию-
на контрольной частоте в направлении путевого индуктора и
при проследовании локомотивного устройства над последним
в нем возникают колебания на резонансной частоте. Возник-
шее поле проникает через плоскость приемного шлейфа, вслед-
ствие этого индуктируемое напряжение поступает на вход апе-
риодического усилителя, который усиливает сигнал, а затем
с помощью передающего шлейфа посылает его обратно к ин-
дуктору. В системе возникают колебания на резонансной ча-
стоте в течение времени взаимодействия между путевым ин-
дуктором и локомотивным устройством. Эта связь является
более сильной, чем связь, образованная контрольной резонанс-
ной цепью, поэтому во время передачи преобладают колебания
на частоте, определяемой путевым индуктором.
В момент проезда поезда над путевым индуктором гене-
рируется в каждой приемной системе единственная частота; это-
значит, что пара систем принимает в каждой информационной
точке две частотные информации, которые фиксируются при-
тягиванием соответствующих индикаторных реле, в качестве
которых применяют в последнее время триггеры.
Таким образом фиксируется информация о допустимой ско-
рости движения поезда.
Различают три вида допустимых скоростей: 1) техническая
скорость Vlm данного подвижного состава на конкретном на-
правлении в зависимости от вида торможения, конструкции
подвижного состава и т. п.; 2) путевая скорость vLv на опре-
деленном участке пути с учетом постоянных ограничений ско-
рости; 3) мгновенная допустимая скорость vLs в зоне целевого-
торможения на определенную целевую скорость vc.
При торможении поезда пройденный путь I связан со ско-
ростью параболической характеристикой.
У системы «АСЕС» тормозные характеристики (рис. 12.6)
заданы величиной v2l. Зависимость v2=f(l) в приведенных
осях изображена при экстренном торможении для ус = 0. Полу-
ченные экспериментальным путем кривые для начальных ско-
ростей Vi, v2, Уз сливаются в общую часть а, которая представ-
ляет собой прямую, проведенную под определенным углом.
При соединении начальных точек перехода отдельных тор-
мозных характеристик с горизонтальных частей до их закруг-
296
Рис. 12.6. Кривые торможения
у системы «АСЕС»
Рис. 12.7. Зависимость кривых
торможения от профиля пути
ления реализуется так называемая «безопасная прямая» Ь,
заканчивающаяся в точке с целевой скоростью цс=0.
Для квадрата целевой скорости поезда, входящего в зону
торможения, на прямой b отсчитывается расстояние до цели,
где поезд будет безопасно остановлен с помощью экстренного
торможения. Экспериментальным путем определенная безопас-
ная прямая учитывает для данного поезда время, необходи-
мое для требуемого снижения давления в тормозной маги-
страли.
Автоматический контроль скорости поезда в зоне торможе-
ния основан на сравнении квадрата фактической скоростное
соответствующей характеристикой квадрата скорости vf, за-
висящей от пройденного пути по прямой Ь. Угол наклона пря-
мой при этом зависит от профиля пути, как это показано на
рис. 12.7.
Торможение поезда на спуске или подъеме учитывается до-
бавочным ускорением (прямая k) или замедлением (пря-
мая s) по сравнению с движением по площадке (прямая г).
Для равноускоренного или равнозамедленного движения
действительно равенство v2 = al, что дает линейную зависи-
мость в выбранной системе координат v2 = Kl при переменном
параметре Д (в зависимости от профиля пути).
Замена параболической тормозной характеристики на безо-
пасную прямую, учитывающую профиль пути, дала возмож-
ность генерирования этой характеристики при помощи интег-
ратора, на вход которого подается напряжение U, пропорцио-
нальное фактической скорости.
297
Выходной сигнал представляется в виде
где /0 — постоянная интегратора;
К — постоянный коэффициент безопасной прямой, опре-
деляемый профилем пути;
I — переменная величина зависимости n2=f(Z);
10 — отрезок, характеризующий положение точки на пути,
от которой необходимо начать экстренное торможе-
ние.
В точке с координатой 10 выходной сигнал интегратора ав-
томатически устанавливается на значении, отвечающем квад-
рату максимальной скорости с учетом некоторого запаса. Та-
ким образом вводится постоянная 10.
При движении поезда в локомотивном устройстве заранее
фиксируются скорости vLM и vLV. Если машинист тормозит пе-
ред светофором с запрещающим показанием, то на основе ге-
нерирования безопасной прямой в каждой точке определяется
мгновенная допустимая скорость Uls как функция пути /.
Устройство АЛСТ определяет величину скорости по выраже-
нию
2	2	г-»
—	= D,
где — минимальное значение из квадратов трех скоростей
и
— квадрат мгновенной фактической скорости.
При определенном малом значении D машинист предупреж-
дается мигающим красным огнем о необходимости более интен-
сивного служебного торможения. При 27=<О автоматически
включается экстренное торможение вплоть до остановки по-
езда.
Для реализации приведенного здесь контроля скорости на
каждом блок-участке автоблокировки устанавливаются четыре
информационные точки, оборудованные парой путевых индук-
торов. В начале блок-участка всегда устанавливается один не-
зависимый индуктор, дающий показания о профиле, и второй —
зависимый, передающий сигнальные показания данного свето-
фора.
Аналогично оснащена информационная точка в конце блок-
участка. На локомотив передаются сигнальное показания зе-
леного, желтого и красного огней путевого светофора.
298
На расстоянии 10 = 840 м от конца блок-участка автобло-
кировки при ujr,v=120 км/ч оборудуется информационная
точка с двумя независимыми индукторами, которые настроены
на передачу команды о вводе в действие интегратора.
На расстоянии 375 м от конца блок-участка, фиксируемом
на поезде по воздействию первого путевого независимого ин-
дуктора, проверяется снижение скорости поезда до 84 км/ч.
Второй зависимый индуктор, расположенный на конце блок-
участка, обеспечивает отмену контроля целевой скорости ис=<0,
если светофор изменил свое показание на более разрешающее.
Контроль торможения заканчивается при достижении ско-
рости 24 км/ч с тем, чтобы машинист мог плавно остановить-
ся у светофора с запрещающим показанием. Эта скорость не
может быть превышена. Если же поезд без остановки просле-
дует мимо светофора с запрещающим показанием (точка уста-
новки зависимого индуктора), сразу вводится в действие экст-
ренное торможение.
Контроль снижения скорости перед указателем скорости
производится стандартно на расстоянии 375 м посредством
двух независимых индукторов: один передает информацию о
наличии указателя скорости, а другой — о целевой скорости.
Так же передается информация о разрешенной точке начала
повышения путевой скорости.
В локомотивном устройстве передаваемые команды оцени-
ваются вторым интегратором, который генерирует безопасную
прямую для квадрата мгновенной скорости О выборе ми-
нимальной из трех разрешенных скоростей (возведенных в
квадрат) было уже упомянуто.
Система АЛСТ с самовозбуждающимся усилителем находит
широкое применение.
В 1974 г. на государственных железных дорогах в Испании
началось расширенное строительство АЛСТ и через два года
было уже оснащено 1700 локомотивов и 9600 км пути. Для
магистральных путей создается вариант с передачей 40 команд
с использованием низкочастотного диапазона (порядка 10 кГц)
и высокочастотного диапазона (порядка 100 кГц). На менее
загруженных участках используется вариант лишь с низ-
кочастотной передачей, ограниченной восемью коман-
дами.
В настоящее время имеются данные о внедрении АЛСТ на
4400 км пути в Италии и в различных модификациях — во
Франции, Норвегии, Швеции, в Канаде и Бразилии.
299
12.2. ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ АЛСН
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
Система фирмы «UNION SWITCH» (США). Эта система
АЛСН нашла широкое распространение на железных дорогах
США и Канады. Путевая аппаратура АЛСН совмещена с ап-
паратурой кодовой автоблокировки. На рис. 12.8 изображена
часть перегона с тремя блок-участками при трехзначной ав-
тоблокировке. От путевого светофора с красным огнем пере-
дается частотно-импульсный код с частотой манипуляции 75
имп/мин, от светофора с желтым огнем — код 120 имп/мин и
от светофора с зеленым огнем — код 180 имп/мин. Частота сиг-
нального тока 60 Гц, а манипуляция обеспечивается прерыва-
нием сигнального тока контактами моторного трансмиттера.
На локомотивном светофоре принята следующая сигнализа-
ция: красный с желтым огонь — 75 имп/мин; желтый огонь —
120 имп/мин; зеленый огонь — 180 имп/мин; красный огонь
(движение по занятому блок-участку) — 0 имп/мин.
Локомотивное устройство АЛСН состоит из двух приемных
катушек, подвешенных перед первой колесной парой локомоти-
ва; входного фильтра; двухкаскадного электронного усилителя
с выходным поляризованным реле И, дешифратора с резонанс-
ными цепями и выходными реле Rl, R2, R3; релейного комплек-
та, взаимодействующего с локомотивным светофором и электро-
пневматическим клапаном (рис. 12.9).
Поляризованное реле И отрегулировано без преобладания и
включено во вторичную обмотку выходного трансформатора, в
которой индуктируется э. д. с. переменной полярности с часто-
той кодовых импульсов. При периодическом перебрасывании
якоря реле И с частотой передаваемых кодовых импульсов во
вторичной обмотке декодирующего трансформатора индуктиру-
ется напряжение кодовой частоты, которым питаются три по-
следовательных резонансных контура, настроенных соответст-
венно на 1,25; 2 и 3 Гц. Реле R1—R3 подключены на выходе этих
контуров через купроксные выпрямители, нелинейные характе-
ристики которых повышают селективность резонансных цепей.
Кривые зависимости тока в обмотках реле R1—R3 от часто-
ты принимаемых импульсов изображены на рис. 12.10.
Контроль бдительности машиниста основан на принудитель-
ном обслуживании кнопки бдительности КБ (см. рис. 12.9).
При приеме кода 180 имп/мин электропневматический клапан
ЭПК подключен к источнику питания через контакты реле R3.
При изменении кода эта цепь обрывается и через некоторое
300
время происходит принудитель-
ное торможение. Подтверждая
свою бдительность, машинист
должен нажать кнопку КБ в те-
чение 5 с, при этом последова-
тельно возбудятся реле Bl, В2,
ВЗ и контакты реле ВЗ вос-
становят цепь питания ЭПК.
В зависимости от принимае-
мого кода останется в воз-
бужденном состоянии соответст-
вующее реле В через собствен-
ный контакт, включенный па-
раллельно светящейся лампочке
локомотивного светофора. В воз-
бужденном состоянии останутся
и- реле В с высшими порядко-
выми номерами. Если кнопка
бдительности ие будет нажата
своевременно, то разомкнется
контакт ЭПК, оборвется цепь
реле В1 и этим исключится воз-
можность прекращения экстрен-
ного торможения нажатием
кнопки КБ. После экстренной ос-
тановки поезда нормальное со-
стояние может быть восстанов-
лено нажатием запломбирован-
ной кнопки Кн.
На американских железных
дорогах нашли применение раз-
личные варианты описанной си-
стемы АЛСН, которые отлича-
ются друг от друга количеством
передаваемых сигнальных пока-
заний, а также способом контро-
ля бдительности. Например, для
участков с автономной тягой ис-
пользуется вариант АЛСН, вза-
имодействующий с четырехзнач-
ной автоблокировкой. Рельсовые
цепи автоблокировки питаются
кодированным постоянным то-
180имп/мин—
Г»
С"--й—•+*-
Локомотивная
&
75~
сигнализация
Рис. 12.8. Порядок использования
сигнальных частот в системе
фирмы «UNION SWITCH»
Рис. 12.9. Схема локомотивных
устройств
Рис. 12.10. Зависимость величи-
ны тока в обмотках реле от ча-
стоты принимаемых импульсов
120^
301
ком, вырабатываемым гальвани-
ческими элементами, а для ра-
боты АЛСН на эти рельсовые
цепи накладывается переменный
ток частотой 60 Гц.
Каждый блок-участок состо-
ит из двух рельсовых цепей. На
конце блок-участка постоянно
работают три маятниковых
трансмиттера с кодовыми часто-
тами 75, 120 и 180 имп/мин, в
разрезной точке производится
трансляция кода, принимаемого
Рис. 12.11. Сигнализация путе- путевым реле, на входную рель-
вых и локомотивного светофоров совую цепь, в начале которой
размещается основное путевое
реле, управляющее дешифрато-
ром. На рис. 12.11 показана сигнализация путевых и локомо-
тивного светофоров при приближении поезда к занятому блок-
участку.
Каждому показанию локомотивного светофора соответ-
ствует определенная целевая скорость как это изображено
на рисунке ступенчатой линией. Машинист регулирует скорость
поезда с помощью служебного торможения, интенсивность кото-
рого контролируется пневматическим реле. После вступления
поезда на блок-участок с ограниченной целевой скоростью ма-
шинист ставится в известность акустическим сигналом и если
он не начнет торможение в течение 6 с, то произойдет прину-
дительное торможение.
Рельсовая цепь во второй половине блок-участка с запре-
щающим показанием впереди стоящего светофора питается
лишь постоянным кодовым током без наложения переменного
тока. На локомотивном светофоре при этом загорается крас-
ный огонь и, кроме акустического сигнала тональной частоты,
зазвучит колокол, обращающий внимание машиниста на важ-
ность передаваемой информации. Машинист помимо принятия
мер к интенсивному торможению должен в течение 5 с нажать
кнопку бдительности.
Кривая фактической скорости поезда Оф при служебном
торможении показана на рис. 12.11 сплошной линией. После
остановки поезда у закрытого светофора дальнейшее движение
по занятому блок-участку разрешается со скоростью менее
24 км/ч, что контролируется на локомотиве.
302
Система «GENERAL ELECTRIC COMPANY (Нидерланды).
С 1965 г. на голландских железных дорогах, электрифици-
рованных иа постоянном токе напряжением 1,5 кВ, эксплу-
атируется система АЛСН с автоматическим контролем скоро-
сти. На этих участках работает трехзначная автоблокиров-
ка с рельсовыми цепями, питаемыми некодированным током
частотой 75 Гц. При вступлении поезда на блок-участок начи-
нается кодирование частотно-импульсным кодом, передающим
на локомотив информацию о допустимой скорости приближения
к впереди стоящему светофору. На локомотивном светофоре
(ЛС) при этом действует сигнализация, указанная в табл. 12.2.
В последнем случае в рельсовой цепи под приемными ка-
тушками нротекает некодировэнный ток частотой 75 Гц или
ток вовсе не протекает (при движении по занятому блок-участ-
ку, а также при повреждениях). Машинист при этом обязан
периодически через каждые 20 с нажимать кнопку бдительно-
сти. Моменты нажатия кнопки бдительности сопровождаются
акустическим сигналом локомотивного свистка.
В данной системе перед выездом поезда на некодированиый
участок на локомотив передается в короткой рельсовой цепи
информация, зашифрованная кодом 75 имп/мин, и после нажа-
тия кнопки бдительности машинист ведет поезд по некодиро-
ванному участку по показаниям путевых светофоров без дей-
ствия АЛСН. Перед вступлением на кодированный участок на
локомотив передается информация, зашифрованная кодом
96 имп/мин, и АЛСН возобновляет свою работу.
АЛСН оснащена косвенным контролем скорости, который
оставляет в руках машиниста управление поездом, однако пре-
дупреждает о превышении целевой скорости проследования пу-
тевого сигнала. При вступлении поезда на блок-участок оцени-
вается разница между фактической скоростью Оф и целевой.
Таблица 12.2
Код, имп/мин	Скорость, км/ч	Показания локомотивного светофора
120	130	Зеленый огонь
180	80	Желтый огонь «80»
220	60	Желтый огонь «60»
0	40	Желтый огонь
303
Рис. 12.12. К пояснению работы
АЛСН системы «GENERAL
ELECTRIC COMPANY>
В памяти дешифратора зало-
жено соотношение Оф—ос=
=/(Ар»), где Apt — допустимое
значение снижения давления
воздуха в тормозной магистра-
ли, которое поддерживается на
постоянном уровне при движе-
нии по блок-участку, чем обеспе-
чивается достижение целевой
скорости ос еще перед прибли-
жением к путевому светофору.
Если Оф<ос, то контрольное
устройство не действует. В про-
тивном случае осуществляется
акустическая и оптическая ин-
дикации и определяется величи-
на необходимого снижения дав-
ления Ар». Машинист должен в течение 3 с снизить давление
в тормозной магистрали на величину Арт.
Если Арт>АРь устройство экстренного торможения не вклю-
чается, но машинист должен продолжать торможение с преж-
ней интенсивностью до тех пор, пока не снизится фактическая
скорость Оф до целевой ос.
На рис. 12.12 пояснейа работа АЛСН при движении поезда
по двум блок-участкам автоблокировки. На первом блок-участ-
ке передается команда о целевой скорости *и', на втором —
о более низкой целевой скорости о". Фактическая скорость
на первом блок-участке поддерживается ниже значения целе-
вой скорости о'с. После вступления поезда на второй блок-уча-
сток передается информация о целевой скорости v"c и маши-
нист начнет торможение при давлении в тормозной магистрали
р'т. Так как разница Арт больше, чем разрешенная разница Ар<,
то контрольное устройство разрешает продолжить движение,
причем скорость Оф постоянно снижается.
Оптическая индикация погаснет после достижения скорости
о", после чего машинист может осуществить отпуск тормозов.
Реальная тормозная кривая всегда более крутая, чем иде-
альная Vi, которая отвечает программному снижению давле-
ния Api.
Приведенная формула
Оф —-ое=/(ДрО
304
действительна лишь для данных тормозных характеристик оп-
ределенного поезда и при заданном профиле пути. Голландские
железные дороги ввели поэтому нормирование длин блок-участ-
ков с тем, чтобы на площадке длина блок-участков была равна
1000 м, на подъеме участок соответственно укорочен, а на
спуске удлинен.
АЛСН на магистрали Токио—Осака (Япония). Эта ма-
гистраль, протяженностью 515 км, называемая Токайдо II,
была введена в эксплуатацию в 1964 г. Линия рассчитана на
максимальную скорость движения до 250 км/ч. Все пересече-
ния с остальными коммуникациями выполнены в разных уров-
нях. Перевозки проводятся экспрессными пассажирскими поез-
дами при максимальной скорости 200 км/ч, грузовыми поездами
дальнего следования со скоростью до 130 км/ч и пассажирски-
ми пригородными поездами со скоростью до 100 км/ч. Участок
питается от электрической однофазной сети напряжением 25 кВ
при частоте 60 Гц.
Система автоматики и телемеханики на магистрали состоит
из автоблокировки без путевых светофоров с длиной блок-
участка 3000 м, каждый из которых образован двумя рельсо-
выми цепями. На соседних рельсовых цепях поочередно исполь-
зуются для прямого направления движения несущие частоты
720 и 900 Гц, для обратного — 840 и 1020 Гц. Путевые передат-
чики подключены на выходных концах рельсовых цепей, а пу-
тевые приемники на входных. На пути расположены лишь сты-
ковые дроссель-трансформаторы, а передатчики и приемники
размещены в будках на пути на расстоянии 20 км друг от
друга.
Подключение рельсовых цепей к таким местам произво-
дится с помощью нескольких четверок сигнального кабеля с
алюминиевой оболочкой толщиной 1,6 мм. Всего установлено
вдоль пути 29 шкафов с оборудованием, выполненным на бес-
контактной технике.
Несущие частоты модулируются низкими частотами и каж-
дой модуляционной частоте /м соответствует определенная це-
левая скорость (табл. 12.3).
Немодулированный сигнал передается по кабельному шлей-
фу, прокладываемому у рельсов на расстоянии 50 м перед гра-
ницей блок-участка.
На рис. 12.13 изображена ступенчатая кривая целевых ско-
ростей движения поезда при приближении к препятствию с
указанием несущих и модуляционных частот в отдельных рель-
совых цепях. В точке Р расположено начало кабельного шлей-
305
Таблица 12.3
Частота Гц	Скорость, км/ч	Примечания
10	210	Максимальная скорость
15	160	Скорость в кривой, а также при свободное™ одно- го впереди лежащего блок-участка
22	96	Скорость в кривой
29	54	Скорость в первой половине блок-участка перед за- нятым блок-участком
36	30	Скорость во второй половине блок-участка перед занятым блок-участком
0	0	Немодулированный сигнал, передаваемый на отрезке 50 м перед местом остановки
фа. При движении над этим шлейфом осуществляется индика-
ция нулевой допустимой скорости на локомотивном светофоре.
Нулевая скорость фиксируется локомотивным индика-
тором и далее, когда поезд после остановки вступит на заня-
тый блок-участок. На этом блок-участке впереди идущий поезд
шунтирует рельсовую цепь и
ЯД	тйГ	900	120	900	П?0	900	ИГ
	ю	10	15	15	29	30	0
Рис. 12.13. Кривая целевых ско-
ростей при приближении поезда
к препятствию (АЛСН иа маги-
страли Токио—Осака)
под приемными катушками локо-
мотива приближающегося поез-
да сигнальный ток практически
равен нулю.
Управление поездом осуще-
ствляется машинистом, кроме
тех отрезков пути, где передава-
емая целевая скорость меньше
фактической скорости поезда.
При этой ситуации автоматичес-
ки включается служебное тормо-
жение I ступени. В случае если
фактическая скорость превыша-
ет целевую скорость, на II ступе-
ни включается интенсивное Слу-
жебное торможение II ступени.
При вступлении на кабельный
шлейф (точка Р) вводится в
действие экстренное торможение.
Это принуждает машиниста
перед точкой Р осуществить руч-

306
ное торможение. При автоматическом снижении скорости тор-
можение прекратится, как только фактическая скорость будет
ниже допустимой скорости, и далее следует движение на выбе-
ге. На занятом блок-участке машинист ведет поезд по видимо-
сти с максимальной контролируемой скоростью 30 км/ч.
В ближайшее время на рассматриваемом участке предпола-
гается повысить максимально допустимую скорость до 250 км/ч,
в результате чего тормозной путь увеличится на 3600 м. По-
вышение скоростей потребует увеличения значности системы.
Система «TVM-ЗОО» на магистрали Париж—Лион (Фран-
ция). Для новой магистрали, соединяющей Париж с юго-вос-
точной частью Франции и предназначенной для скоростного
пассажирского движения, фирма COMPAGNIE DE L’ENTER-
PRISES ELECTRIQHES (CSEE) разработала систему авто-
матики, которая обеспечивает интервальное регулирование дви-
жения при скоростях до 260 км/ч. Система автоматики вклю-
чает автоблокировку без путевых светофоров и АЛСН. Основ-
вой автоблокировки являются рельсовые цепи без изолирую-
щих стыков.
Выбор данной системы определялся с учетом следующих
эксплуатационных факторов: движение по магистрали осущест-
вляется составами с одинаковыми тормозными характеристика-
ми; на магистрали отсутствуют постоянные ограничения скоро-
сти; на магистрали нет пересечений в одном уровне; длины
блок-участков скорректированы с учетом профиля пути; на
магистрали длиной примерно 400 км находятся две станции и
16 пунктов путевого развития; для безопасности движения боль-
шую роль играет контроль излома рельса; Французские госу-
дарственные железные дороги SNCF располагают надежной
схемой неограниченной рельсовой цепи.
Для достижения 5-минутного интервала попутного следо-
вания поездов был принят принцип служебного торможения
со скорости 260 км/ч на расстоянии трех блок-участков: пер-
вый блок-участок — с 260 до 220 км/ч; второй блок-участок —
с 220 до 160 км/ч и третий блок-участок — со 160 до 0 км/ч.
Наибольшей является длина второго блок-участка: на пло-
щадке она составляет 2093 м; первый и третий блок-участки
при такой же длине содержат определенный резерв.
Передача информации о скорости движения дополняется
косвенным контролем скорости. Для границы блок-участков
установлены максимально допустимые скорости и фактическая
скорость всегда должна быть ниже допустимой. Максимально
допустимые скорости на концах блок-участков приведены на
307
рис. 12.14: первый блок-участок — 260 км/ч, второй блок-уча-
сток — 235 км/ч, третий блок-участок — 170 км/ч.
При превышении этих скоростей на границах блок-участков
начнется экстренное торможение, вследствие чего поезд оста-
новится. Для максимально допустимых скоростей 260, 235 и
170 км/ч построены кривые экстренного торможения, обозна-
ченные соответственно 1, 2 и 3. Все они заканчиваются за точ-
кой программного торможения К. внутри следующего блок-
участка, который вследствие этого образует запасный отрезок
пути («Запас») перед блок-участком, занятым впереди идущим
поездом.
Информацию о приближении к препятствию целесообразно
сообщить машинисту заранее с таким расчетом, чтобы он под-
готовился к служебному торможению. Поэтому в так называ-
емом «нулевом» блок-участке передается информация
«260 км/ч» в отличие от предыдущих блок-участков, где пере-
дается информация «Путь свободен» (на рис. 12.14 обозначе-
но ПС). Из изложенного следует, что приближение поезда к
занятому блок-участку требует последовательной передачи
пяти команд о допустимой скорости, каждая из которых пере-
дается по всей длине блок-участка. Длина блок-участка на пло-
щадке 2093 м; эта длина соответственно уменьшается на подъ-
еме и увеличивается на спуске, так что при одинаковом давле-
нии в тормозных цилиндрах на протяжении блок-участка все-
гда будет достигнуто одинаковое снижение скорости. Границы
блок-участков обозначены специальными щитами для лучшей
ориентировки машиниста.
В системе предусмотрено снижение скорости при движении
по стрелкам на станциях, а также в пунктах с путевым раз-
308
Рис. 12.15. Схема рельсовой цепи UM-71
витием до 220 или 160 км/ч. Возможно также временное огра-
ничение скорости до 80 км/ч в местах с поврежденным рельсом.
Указанные снижения скорости действуют как минимум на це-
лом блок-участке и соответствующая информация об ограниче-
ниях носит иной характер по сравнению с информацией о целе-
вой скорости на границе блок-участка. Из этого следует необ-
ходимость непрерывной передачи еще трех информационных
команд. В системе предусмотрена возможность передачи вспомо-
гательной информации точечным методом, например, снижение
скорости до 220 км/ч перед длинными уклонами; приказ опу-
стить токоприемник.
Основой системы являются неограниченные рельсовые цепи
типа UM-71 с электрическими стыками, разработанные фир-
мой CSEE как дальнейшая модификация рельсовых цепей ти-
па U. Разделение смежных рельсовых цепей осуществляется
с помощью шунтов, выполненных в виде последовательных ре-
зонансных цепей, настроенных по одному пути на Сигнальную
частоту 1,7 или 2,3 кГц, и по соседнему пути на 2,0 или
2,6 кГц.
На рис. 12.15 изображена схема рельсовой цепи, обозначен-
ная РЦ-А, ограниченная шунтами, состоящими из L1C1 и
L2C2, которые настроены на частоту 1,7 кГц и представляют
собой сопротивление порядка 10~3 Ом. Соседняя рельсовая
цепь РЦ-В (частота 2,3 кГц) закорочена шунтом L3C3, а РЦ-С
(частота также 2,3 кГц) закорочена шунтом L4C4.
Приемники, настроенные на соответствующую частоту, под-
ключены к рельсовой линии с помощью трансформаторов Тр-А,
Тр-С, первичные обмотки которых имеют средние точки для за-
земления металлических конструкций вблизи путей.
Источник питания ПА (1,7 кГц) рельсовой цепи РЦ-А при-
соединен к конденсатору С4, а источник питания 77В (2,3 кГц)
309
рельсовой цепи РЦ-В присоединен параллельно конденсатору
С1, который является составной частью шунта L1C1, настро-
енного на частоту 1,7 кГц.
Для улучшения условий выполнения основных режимов ра-
боты рельсовой цепи необходимо в точке подключения конту-
ра L1C1 иметь большое сопротивление на частоте 2,3 кГц.
Эту задачу решает конденсатор С5, компенсирующий индук-
тивные составляющие контура и цепи питания рельсовой цепи
РЦ-А. Аналогичную задачу решает конденсатор С6 в месте
подключения приемника ПрС.
Источник питания ПВ рельсовой цепи РЦ-В и контур L3C3
размещаются по различные стороны от приемника ПрА рель-
совой цепи РЦ-А на расстоянии 11 м. Участки взаимного пере-
крытия электрических границ рельсовых цепей без изолирую-
щих стыков составляют не более чем 10 м и зависят от состо-
яния балласта рельсовой линии.
Первоначальная длина 650 м при минимальном сопротив-
лении изоляции рельсовой линии 1 Ом-км может быть увели-
чена до 3000 м с помощью компенсационных конденсаторов,
включенных через каждые 100 м между рельсовыми нитями.
Для улучшения условий эксплуатации все передатчики и при-
емники на отрезке пути длиной 6 км сосредоточены в одной
точке. Сигналы АЛСН формируются путем частотной моду-
ляции несущей частоты, подаваемой в рельсовую цепь. Моду-
ляционные частоты расположены в диапазоне 10,3—29 Гц с
интервалом 1,1 Гц. В общей сложности могут быть образова-
ны 18 команд, 12 из которых реально используются для непре-
рывной передачи на локомотив.
На занятом блок-участке позади идущий поезд никакой
команды не принимает. Информация также не передается на
запасном блок-участке. В этих случаях допустимая скорость
35 км/ч.
Каждая рельсовая цепь имеет электронный приемник с пу-
тевым реле на выходе. Приемник реагирует только на несу-
щую частоту.
Точечная информация передается при помощи кабельных
шлейфов длиной 10 м. Каждый шлейф запитывается Одной из
14 частот в диапазоне 1318—3712 Гц; при этом контролирует-
ся действительное прохождение сигнального тока через шлейф.
В случае неисправности корректируется команда, передавае-
мая на локомотив по рельсовой линии.
Магнитное поле, образованное коротким кабельным шлей-
фом, индуктирует на локомотиве напряжение в двух верти-
310
кально уложенных катушках с ферритовыми сердечниками, раз-
мещенными симметрично вдоль оси пути. С этих катушек напря-
жение после усиления подается в приемник точечной инфор-
мации, который содержит полосовые активные фильтры, логи-
ческие электронные элементы и герконы.
Приемное устройство АЛСН состоит из вертикально распо-
ложенной катушки, размещенной по оси пути. Сигнал с кату-
шек подается в приемник АЛСН, в котором контролируются
непрерывность приема сигнала на протяжении всего блок-
участка, несущая частота сигнала, отклонение несущей часто-
ты от номинального значения не более ±10 Гц.
Помимо контроля указанных параметров приемник осу-
ществляет декодирование частотно-модулированного сигнала
с помощью группы активных фильтров. Выходы приемника
воздействуют на локомотивный индикатор и блок контроля
скоростей. Обработка информации осуществляется бесконтакт-
ными логическими элементами, на отдельных выходах блока
индикации установлены герконы, включающие лампочки ин-
дикации.
Локомотивное устройство при проезде границ блок-участ-
ков автоматически реагирует на перемену несущей частоты.
При смене направления движения переключение на соответ-
ствующую несущую частоту осуществляется или автоматичес-
ки, или вручную машинистом.
Индикационный пульт информирует машиниста о действи-
тельной мгновенной и допустимой скоростях, о начале экст-
ренного торможения (перед этим машинист акустически ин-
формируется о превышении допустимой скорости) и о целом
ряде других важных данных.
Индикационный пульт также содержит регистрационное
устройство, записывающее необходимые сведения о работе ло-
комотивного устройства.
Фактическая скорость определяется с помощью двух неза-
висимых тахометрических устройств, данные которых могут
отличаться в границах установленного отклонения. Превыше-
ние этого отклонения вызывает экстренное торможение.
Локомотивное устройство питается от источника частотой
400 Гц напряжением 220 В. Система может быть дополнена
«автоматическим машинистом», например, в условиях метропо-
литена.
В 1976 г. была введена в эксплуатацию первая линия мет-
рополитена в Брюсселе общей протяженностью 10 км с 16
станциями, удаленными одна от другой на расстояние прибли-
11
зительно 600 м. При объеме перевозок 25 тыс. пассажиров
в час минимальный интервал между поездами составляет 90 с.
Устройства автоматики и телемеханики на данной линии
являются модификацией рассмотренной выше системы «TVM-
300» со следующими изменениями: на пути установлены свето-
форы; рельсовые цепи без изолирующих стыков типа UM-71
длиной 60—600 м; точечная передача информации не использу-
ется. На втором этапе строительства метро в Брюсселе предпо-
лагается, что деятельность машиниста по управлению соста-
вом будет заменена автоматом.
12.3. СИСТЕМА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ АЛСН
С КАБЕЛЬНЫМ ШЛЕЙФОМ
Развитием высокочастотной АЛСН на государственных же-
лезных дорогах ФРГ занимались в начале фирма «SIEMENS»,
а впоследствии и другие фирмы, в частности «STANDARD
ELECTRIC LORENZ».
На рис. 12.16 изображена структурная схема обмена ин-
формацией между стационарными и локомотивными устройст-
вами высокочастотной АЛСН типа L-72 фирмы «STANDARD
ELECTRIC LORENZ».
Управляющий диспетчерский центр формирует команды для
каждого поезда, находящегося в зоне действия данного цент-
ра. Команды передаются на поезд посредством телеграмм по
каналу 1. Для обратной передачи с локомотива служит канал
2. По каналу 3 передаются сигнальные показания светофоров
в диспетчерский центр. Каналы
ЧЧЧЧ । 12П1
Диспетчерский центр
j / -; —"
Д *
Главный диспетчерский
к ^"тР с
-7-*---------------*---Т
7	7
Рис. 12.16. Структурная схема
обмена информацией в АЛСН
типа L-72
4 и 5 служат для двусторонней
передачи информации между со-
седними управляющими дис-
петчерскими центрами, удален-
ными друг от друга на рассто-
яние до 12 км. Границы зоны
деятельности диспетчерского
центра совпадают с точками
разделения шлейфов путевого
кабеля. Управляющие диспетчер-
ские центры по каналам б и 7
сообщаются с главным диспет-
черским центром, который ос-
нащен вычислительной машиной
312
для решения эксплуатационных задач в пределах участка
значительной протяженности. Без главного диспетчерского
центра или без подключения управляющих диспетчерских цент-
ров к существующему главному центру каждый из управляю-
щих центров способен обеспечить самостоятельно автоматиче-
скую регулировку скорости всех локомотивов в своем районе.
Двусторонний обмен информациями «Путь — локомотив»
осуществляется индуктивным способом с помощью шлейфов пу-
тевого кабеля. Шлейф выполнен одножильным кабелем, ко-
торый укладывается вдоль пути (рис. 12.17). Максимальная
длина шлейфа достигает 12,7 км, питание подается из середи-
ны, а по обоим концам шлейф закорочен на характеристичес-
кое сопротивление. С целью устранения электрических влия-
ний, а также для ориентировочного определения положения
поезда через каждые 100 м кабель перекрещивается. Одна
сторона кабельного шлейфа прокладывается по оси пути и над
ней перемещается вместе с локомотивом ферритовая антенна
приемника. Положение поезда определяется отсчетом 100-мет-
ровых отрезков, при этом номер каждого отрезка однозначно
определяет адрес поезда. Кроме указанного приближенного
определения положения поезда, фиксируется и его точное по-
ложение. Для этого на локомотиве отсчитывается количест-
во оборотов оси и пройденный путь через каждые 12,5 м сооб-
щается на управляющий центр.
На локомотиве постоянно измеряется фактическая скорость,
и если она превышает допустимую величину, то автоматичес-
ки включается устройство экстренного торможения.
На рис-. 12.18 приведен эскиз средней части индикацион-
ной панели на управляющем пульте машиниста. Здесь фикси-
руется основная информация, необходимая для управления
поездом: целевая скорость ос, км/ч, в числовой форме; текущее
расстояние до цели 7С, км; допустимая скорость в данный мо-
мент Од, км/ч; фактическая скорость в данный момент Оф, км/ч.
Эти главные показатели дополняются контрольными лам-
почками, например, для повторения показаний светофоров на
пути, для индикации правильного действия основных функцио-
нальных блоков АЛСН на локомотиве и т. п. Здесь же вмон-
тированы репродукторы для акустических сигналов, а также
кнопки управления. Передача информации с помощью импуль-
сных телеграмм требует четыре несущие частоты: 1) 35,6 и 36,4
кГц — для передачи логических «1» и «0» по каналу «Путь —
локомотив»; 2) 55,8 и 56,2 кГц — для обратной передачи «Ло-
комотив — путь».
313
100м
Линеиныи
пробод
Рис. 12.17. Схема укладки
шлейфа
^ @ © ® км/ч
1с	Г| 1~Т ."Я
О 0,5 1,0	3,0	5,0
г>3	11ЧТ1! । ” it км/ч
О 50	100 150	200
U^U^^IlUllIl |.d ntxl i-s/глуу
Рис. 12.18. Эскиз средней части
индикационной панели
Рис. 1219. Схема взаимного
соединения модулей системы
В первом случае скорость пе-
редачи равна 1200 бод, во вто-
ром случае — 600 бод. Исполь-
зуется циклический код с конт-
рольными разрядами, продолжи-
тельность передачи телеграммы
не более 100 мс, передача и при-
ем синхронизируются системой
«Старт—стоп».
Обмен данными между путе-
вым диспетчерским центром и
внешними стационарными уст-
ройствами производится цикли-
чески. Если происходит сбой в
работе канала или какой-либо
части системы, то прекратится
циклический обмен данными
и система реагирует выдачей
приказов, ограничивающих ско-
рость движения управляемых по-
ездов. Подобным же образом
ведет себя локомотивное уст-
ройство при прекращении цикли-
ческого обмена данными с путе-
вым диспетчерским центром.
В системе «Ь-72» использо-
ваны неспециализированные уп-
равляющие вычислительные ма-
шины (процессоры), располо-
женные в путевых диспетчерских
центрах. Использование этих
машин обусловливает экономи-
ческий эффект системы и высо-
кую надежность. Система рабо-
тает с тремя вычислительными
машинами, результаты расчетов
которых постоянно сравниваются.
На рис. 12.19 показано сое-
динение отдельных модулей си-
стемы, обеспечивающее безопас-
ное формирование управляю-
щих приказов. При реализации
системы исходили из предпо-
314
ложения, что в интервале между возникшим отказом и его
автоматическим обнаружением не возникнет следующий отказ.
Для контроля правильности выдаваемых управляющих при-
казов используются следующие методы.
1.	Конструкционная структура каждой вычислительной ма-
шины (MI; МП; Mill) постоянно контролируется функцио-
нальной тестовой программой. Проверяется исправность эле-
ментов логики и устройств памяти.
2.	Вводится циклическое переключение отдельных вычис-
лительных машин MI, МП, МШ. Одна из трех вычислитель-
ных машин обрабатывает поступающую информацию (работа-
ет, как информационная вычислительная машина И), другая
обрабатывает ту же информацию с целью сравнивания резуль-
татов (контрольная вычислительна^ машина К), а третья вы-
числительная машина — резервная Р.
3.	Исправность компараторов К12, К23, К13 на выходе вы-
числительных машин также циклически контролируется, так
как их схема в полной мере не отвечает требованиям безопас-
ности. Компараторы контролируют правильность выходных
данных и функциональную работоспособность управляющего
блока У. В определенный момент времени, когда одна из вы-
числительных машин находится в резерве, она в соответствии
с заложенной программой выдает ошибочную информацию
и при этом вызывает запланированную реакцию выходного
избирательного блока БИТ, который построен в соответствии с
требованиями безопасности. Таким образом обнаруживаются
неисправности в любой части диспетчерского центра и изби-
рательный блок исключает передачу выходных приказов до
тех пор, пока неисправный блок автоматически не отключится.
В случае выхода из строя одной вычислительной машины ос-
тавшиеся в исправном состоянии машины обеспечивают безо-
пасную работу комплекса.
4.	Ошибку одной вычислительной машины фиксируют все-
гда два компаратора, вычислительная машина автоматически
отключается и ее задачу берет на себя запасная вычислитель-
ная машина.
Для передачи данных между путевыми объектами и для пе-
редачи информации на локомотивы используются корректиру-
ющие коды с хэмминговым расстоянием, равным четырем.
Описанная система высокочастотной АЛСН находится в
эксплуатации на участке Гамбург—Бремен.
Опытная эксплуатация подтвердила надежность и безопас-
ность этой системы.
315
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	Леонов А. А Техническое содержание автоматической локомотивной
сигнализации н автостопов. М., Транспорт, 1977. 277 с.
2.	Э б е л ь И. И., Ильина. Трансмиттерные реле ТР5, ТШ5. — Автома-
тика, телемеханика и связь, 1973, № 10, с. 12—14.
3.	Капуста А. С., Тарасов Б. Н., Золочевский П. Л. Коммути-
рующее устройство для кодовой автоблокировки с применением сими-
сторов. — Автоматика, телемеханика и связь, 1978, № 8, с. 6—9.
4.	Бесконтактный блок контроля скорости/В. И. Соколов, А. Е. Пыров,
Ш. К. Валиев и др. — Автоматика, телемеханика и связь, 1979, № 3,
с. 18—20.
5.	Талыков А. А., Разгонов А. П. Фазочувствительные рельсовые
цепи 25 Гц. М., Транспорт, 1972. 95 с.
6.	Брылеев А. М., Кравцов Ю. А., Ш иш л яков А. В. Теория, уст-
ройство и работа рельсовых цепей. М., Транспорт, 1978. 344 с.
7.	Ш и ш л я к о в А. В. Влияние тягового тока на работу устройств АЛС.—
Автоматика, телемеханика и связь. 1970, № 8, с. 14—16.
8.	Щишляков А. В., Можаев С. С., Дмитриев В. С. Повышение
надежности действия автоматической локомотивной сигнализации. М.,
1970. 35 с. (Автоматика и вычислительная техника. Экспресс-информа-
ция/ЦНИИТЭИ МПС; Вып. 56).
9.	Шаботенко В. И., Хондога В. Н. Повышение надежности дейст-
вия автоматической локомотивной сигнализации с числовым кодом
(АЛСН) при электротяге переменного тока. М., 1973. 55 с. (Автоматика
и связь Экспресс-информация/ЦНИИТЭИ МПС; Вып. 2).
10.	Котляренко Н. Ф., Иванченко Ю. М., Жох В. П. Влияние ли-
ний электропередачи на приемные устройства АЛС. — Автоматика, те-
лемеханика и связь, 1975, № 12, с. 15—17.
11.	Системы и устройства интервального регулирования движения поездов/
Под ред. А. В. Шишлякова и В. В. Выходцева. М., Транспорт, 1976.
136 с. (Труды ВНИИЖТ; Вып. 560).
12.	Дмитриев В. С., Танцюра А. А., Пустовойтов А. М. Повы-
шение надежности работы усилителей АЛСН. — Автоматика, телемеха-
ника и связь, 1980, № 1, с. 13—17.
13.	Пенкин Н. Ф., Корабельщиков А. И. Усилитель АЛСН типа
УК 5Б. — Автоматика, телемеханика и связь, 1975, № 11, с. 6—9.
14.	Корабельщиков А. И., Пустовойтов А. М. Бесконтактное
импульсное реле для усилителя АЛСН. — Автоматика, телемеханика и
связь, 1976, № 4, с. 9—11.
15.	Шишляков А. В., Можаев С. С. Автоматическая локомотивная сиг-
316
нализация с контролем скорости. — Автоматика, телемеханика и связь,
1957, № 6, с. 12—16.
16.	Дегтярев В. А. Система непрерывно-точечного контроля скорости. —
Автоматика, телемеханика и связь, 1957, № 8, с. 14—17.
17.	Элементы и системы автоматики на железнодорожном транспорте./Под
ред. А. М. Брылеева. М., 1969. 118 с. (Труды МИИТ; Вып. 289).
18.	Никифоров Б. Д. Исследование устройств для передачи информа-
ции с пути на локомотив. — Тр. УЭМИИТ, 1974, вып. 42, с. 22—26.
19.	Принцип действия системы автоматического управления торможением
электропоезда при интервальном регулировании/Б. Д. Никифоров, В. Л.
Нестеров, В. И. Головин и др. — Тр. УРМИИТ, 1977, вып. 55, с. 78—85.
20.	Н и к и ф о р о в Б. Д. Система автоматического управления торможени-
ем. — Электр, и тепловоз, тяга, 1978, Ns 2, с. 42—43.
21.	Семерннк М. Л., Шишляков А. В. Быстродействующая локомо-
тивная сигнализация для метрополитенов. М., Транспорт, 1970, 127 с.
22.	Табунщиков А. К. О расчете волновых процессов в линиях индук-
тивной связи с большим количеством проводников. — Тр. МИИТ, 1978,
вып. 584, с. 129—131.
23.	Табу ящиков А. К-, Любимов А. В. К расчету условий передачи
сигналов при индуктивной связи в направлении стационарный пункт—
локомотив. — Тр. МИИТ, 1975, вып. 488, с. 52—56.
24.	Табунщиков А. К., Казимов Г. А., Барышев Ю. А. К расчету
магнитных полей линии индуктивной связи. — Тр. МИИТ, вып. 488,
с. 97—104.
25.	И н о з е м ц е в В. Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава.
М., Транспорт, 1979, 424 с.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	Путевая блокировка и авторегулировка/М. И. Вахнин, В. И. Ильен-
ков, Н. Ф. Котляренко и др.: Под ред. Н. Ф. Котляренко. М., Транспорт,
1974. 415 с
2.	К а з а к о в А. А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и авто-
стопы. М., Транспорт, 1975, 259 с.
3.	В а х н н н М. И. и др. Устройство СЦБ при электрической тяге пере-
менного тока /Под ред. М. И. Вахнина. М., Трансжелдориздат, 1956.
219 с. (Труды ВНИИЖТ; Вып. 126).
4.	Vaclav Chudacek, Oldrlch Poupe zaberpecovaci technika v zeleznicni. Dep-
rave I. Praha, 1970. 609 c.
5.	Vacaav Chudacek, Oldrlch Poupe zabezpecovacl technika v zeleznicni Dep-
rave II. Praha, 1972, 551 c.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов .	•.......................................3
1
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
1.1. Безопасность движения поездов на железных дорогах .	.	5
1.2.	Машинист в системе «Человек—локомотив» и назначение АЛС 6
1-3. Классификация систем АЛС и принципы передачи информации на
локомотив ................................................8
2
ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К УСТРОЙСТВАМ АЛС
2.1.	Область применения и общие принципы построения систем АЛС. 25
2.2- Объем передаваемой информации.......................27
2.3.	Контроль бдительности и контроль скорости .	...	33
3
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
ЧИСЛОВОГО КОДА АЛСН
3.1.	Структурная схема устройств АЛСН...............38
3.2.	Путевые приборы АЛСН ........	39
3-3.	Локомотивный приемник типа УК 25/50	  52
3.4-	Дешифратор числовых кодовых сигналов типа	ДКСВ	...	58
3.5.	Анализ причин неустойчивой работы автоматической локомотив-
ной сигнализации	.................... .	.	.	68
3.6.	Принципиальная схема модернизированного лбкомотивного при-
емника типа УК 25/50М	....	...	79
4
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧИСЛОВОЙ АЛСН
4.1.	Обзор существующих решений •........................86
4.2.	Методы передачи информации о длине и профиле блок-участка 92
4.3. Система автоматического управления торможением САУТ.	.	97
318
5
УНИФИЦИРОВАННАЯ ЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
5.1.	Общие принципы построения системы.........................106
5-2. Передатчики частотных кодовых сигналов....................107
5.3.	Приемники частотных кодовых сигналов .	110
5-4. Схемы декодирования и включения сигнальных реле .	112
5.5.	Схема включения устройств контроля скорости н контроля бди-
тельности	.	.	.	•..........................118
6
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ НА МЕТРОПОЛИТЕНЕ
6.1.	Структурная схема системы АРС .	•.........121
6.2.	Расчет пропускной способности при	АРС	.	.124
6.3.	Выбор частот и уровней сигнального	тока .....	129
6.4.	Путевые устройства АРС................................133
6.5.	Поездные устройства АРС .	•......................138
7
СИСТЕМА АЛСН С ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ КОДИРОВАНИЕМ
НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ ЧЕХОСЛОВАКИИ
7.1.	Общие сведения ...........................................144
7.2.	Системы автоблокировки и их увязка с устройствами АЛСН .	144
7-3. Трансмиттеры и трансмиттерные реле .	....	153
7.4-	Локомотивные устройства АЛСН .............................155
8
СИСТЕМЫ АЛСН БЕЗ ПУТЕВЫХ СВЕТОФОРОВ
С ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ АППАРАТУРЫ
8.1. Общие положения ..........................................164
8.2- Система централизованной автоблокировки без изолирующих
стыков	...................................166
8-3. Система централизованной автоблокировки с фазочувствительны-
ми рельсовыми цепями (ЦАБФЧ)...............................176
9
КООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА
ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
9-1. Функциональная схема системы..............................193
9.2. Расчет интервала попутного следования поездов .	.	.	200
10
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
И АВТОРЕГУЛИРОВКА НА СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ
10.1 Эксплуатационные основы построения систем горочной автомати-
ческой локомотивной сигнализации .......	209
10.2.	Кодирование информации	.	.214
319
10.3.	Принципы построения комплексной системы телеуправления го-
рочным локомотивом	.	........................;	.	221
10.4.	Аппаратура индуктивной передачи данных «Горка» .	.	.	239
10-5. Локомотивные устройства автоматики .......................245
10.6	. Схема горочной автоматической локомотивной сигнализации
ГАЛС-1	.	.	.	•...............................258
11
УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ
И ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
11.1	Измеритель скорости типа БИС .......	264
11.2.	Тормозные системы подвижного состава .		.	.	.	270
11.3.	Электропневматический клапан .	•......................283
12
ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
12.1.	Зарубежные системы АЛСТ .	•..........................286
12.2.	Зарубежные системы АЛСН с использованием рельсовых цепей. 300
12-3. Система высокочастотной АЛСН с кабельным шлейфом. .	.	312
Аркадий Михайлович Брылеев, Олдрих Поупе, Валентин Степанович Дмитриев,
Юрий Александрович Кравцов, Борис Михайлович Степенский
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
И АВТОРЕГУЛИРОВКА
Редактор Г. И. Маренкова
Технический редактор Н. Д. Муравьева
Переплет художника Е. А. Смирнова
Корректор А. Н. Конева
ИБ № 1567.
Сдано в набор 05.03.81. Подписано в
печать 17.11.81. Т-27331. Формат
60Х84'Лв. Бум. тип. № 1. Гарнитура
литературная. Высокая печать. Усл.
печ. л. 18,6. Усл. кр.-отт. 19,29. Уч.-
изд. л. 19,13. Тираж 3500 экз. Заказ
1667. Цена 3 р. 10 к. Изд. № 2-4-
1/6 № 9871.
Издательство «ТРАНСПОРТ», 107174,
Москва, Басманный туп., 6а.
443086 ГСП, г. Куйбышев, пр. Карла Маркса, 201. Ордена Трудового Красного Знамени
тип. изд-ва «Волжская коммуна».