Системы автоматической локомотивной сигнализации

Системы автоматики на перегонах

5 курс 2-й семестр

Лекция 4 (часть 1)

Системы автоматической локомотивной сигнализации.

План

1. Назначение и классификация систем автоматической локомотивной сигнализации.
   1. Назначение АЛС.
   2. Классификация систем АЛС.
      1. Способы передачи информации с пути на локомотив.
      2. Количество передаваемой информации и способы ее кодирования.
2. Принципы построения точечной и непрерывной систем АЛС.
   1. Основы точечных систем АЛС.
   2. Основы непрерывных систем АЛС.

* * * * *

Рекомендуемая литература:

1. Путевая блокировка и авторегулировка. Под ред. Н. Ф. Котляренко. М.: Транспорт, 1983.
2. Казаков А. А., Бубнов В. Д., Казаков Е. А. Системы интервального регулирования движения поездов. М.: Транспорт, 1986.

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

1. Назначение и классификация систем автоматической локомотивной сигнализации.

Основным средством регулирования движения поездов на магистральных линиях является автоблокировка. Однако при автоблокировке в случаях плохой видимости светофоров, невнимательности или потери бдительности машиниста не исключается проезд светофоров с желтым огнем с недопустимой скоростью, а при несвоевременном торможении проезд светофора с красным огнем.

Для улучшения условий ведения поездов и повышения безопасности движения устройства автоблокировки дополняются устройствами автоматической локомотивной сигнализации.

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) и автостопы представляют совокупность путевых и локомотивных устройств, с помощью которых показания путевых светофоров передаются непосредственно в кабину машиниста на локомотиве. При АЛС локомотивные светофоры должны давать показания, соответствующие показаниям путевых светофоров, к которым приближается поезд.

Устройства АЛС дополняют автостопом с устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда. Автостоп представляет устройство на локомотиве, с помощью которого приводятся в действие автотормоза, и осуществляется экстренное торможение поезда при потере бдительности машинистом.

На станциях все главные пути, а также боковые, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов со скоростью более 50 км/ч, должны оборудоваться путевыми устройствами автоматической локомотивной сигнализации. Автостопы должны автоматически останавливать поезд перед закрытым светофором.

По способу передачи сигнальных показаний с пути на локомотив устройства автоматической локомотивной сигнализации могут быть точечного и непрерывного типа.

В устройствах автоматической локомотивной сигнализации точечного типа (АЛСТ) передача сигнальных показаний осуществляется в отдельных точках пути, обычно на тормозном расстоянии перед проходным или входным светофором. Эта система находит применение на участках с полуавтоматической блокировкой на подходах к станциям. Система АЛСТ осуществляет локомотивную сигнализацию с целью контроля показаний входного сигнала и автоматическое торможение перед ним, если машинист сам не принимает мер к торможению.

При автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) сигнальные показания путевых светофоров автоблокировки передаются непрерывно при движении поезда по перегону. Система АЛСН находит применение на участках, оборудованных двухпутной и однопутной автоблокировкой при трех четырехзначной сигнализации проходных светофоров.

2. Принципы построения точечной и непрерывной систем АЛС

Основы точечных систем АЛС

Для передачи воздействий с пути на локомотив возможны различные технические средства. Простейшим является точечный механический автостоп на линиях метрополитена (рис. 1).

В устройства автостопа (рис. 2) входят путевая скоба 1, которая приводится в движение электродвигателем, и рамка 2 срывного клапана. Автостопы установлены у всех проходных светофоров автоблокировки. У светофора с красным огнем автостоп приводится в закрытое положение. При этом путевая скоба автостопа занимает вертикальное положение и находится на пути движения рамки 2. У светофора с зеленым огнем путевая скоба находится в горизонтальном положении и автостоп не работает.

При проезде светофора с красным огнем происходит срабатывание автостопа. От удара о вертикально расположенную скобу 1 поворачивается рамка 2, открывается срывной клапан и включается автоторможение поезда. Ввиду того, что срабатывание автостопа наступает с момента проезда поездом закрытого светофора, то для исключения столкновения данного поезда с остановившимся передним поездом за каждым проходным светофором выделяется защитный участок, длина которого не менее длины пути автостопного торможения поезда.

В точечной системе АЛС с автостопом (рис. 3) основными устройствами, с помощью которых осуществляется передача сигнальных показаний с пути на локомотив, являются путевой и локомотивный индукторы индуктивно-резонансного типа. Для передачи сигнальных показаний входного светофора в пределах участка приближения устраивают две сигнальные точки: первая на расстоянии тормозного пути 1200 м; вторая на расстоянии 400 м от входного светофора. В первой сигнальной точке используют два индуктора для передачи сигнальных показаний входного светофора на локомотив. Один индуктор вспомогательный ВОИ, независимо действующий, постоянно настроен на одну частоту; второй основной индуктор ОДИ, управляемый, имеет два контура, настроенных соответственно на частоты f1 и f2.

Управление индуктором ОДИ осуществлено с помощью линейного реле Л, связанного с входным светофором. При закрытом светофоре реле Л выключено и тыловым контактом замыкает контур на частоте f1; в случае открытия светофора на один или два желтых огня реле Л замыкает фронтовой контакт и включает контур на частоте f2; при открытии светофора на зеленый огонь реле Л замыкает фронтовой контакт нейтрального якоря и контакт поляризованного якоря и включает два контура на частотах f1 и f2.

Локомотивный индуктор имеет два постоянно включенных контура, настроенных на частоты f1 и f2. Питание контуров производится от генераторов Г1 и Г2. В контуры включены приемные импульсные реле 1И и 2И, которые до момента воздействия с пути возбуждены.

При приближении поезда к закрытому входному светофору в момент проезда локомотивного индуктора над путевым, настроенным на частоту f1 происходит взаимодействие между контурами. В контуре f1 путевого индуктора под действием магнитного поля локомотивного индуктора Фл возникает наведенный ток. Под действием этого тока создается магнитный поток Фп который в свою очередь наводит в локомотивном контуре f1 большой ток реакции.

Ток реакции, имея встречное направление с рабочим током, проходящим в реле 1И, снижает рабочий ток до величины, при которой реле отпускает якорь, чем фиксирует сигнальное воздействие, принятое с пути. На локомотивном светофоре кратковременно (на 15—20 с) включается желтый огонь с красным и машинист предупреждается, что поезд приближается к закрытому входному светофору и необходимо приступить к торможению.

При приближении поезда к открытому входному светофору и горении на нем двух желтых огней в момент прохода локомотивного индуктора над путевым, настроенным на частоту f2, происходит взаимодействие между контурами. В результате этого взаимодействия отпускает якорь реле 2И и на ЛС кратковременно включается желтый огонь, предупреждающий машиниста о необходимости снижения скорости до установленной при входе поезда на боковой путь станции.

В случае приближения поезда к открытому входному светофору и горении на нем зеленого огня в момент прохода локомотивного индуктора над путевым, настроенным на частоты f1 и f2 происходит взаимодействие между двумя контурами и выключаются реле 1И и 2И. На ЛС кратковременно включается зеленый огонь, показывающий машинисту, что можно проследовать входной светофор с полной установленной скоростью.

Аналогичные воздействия индуктора происходят как в первой, так и во второй сигнальной точках перед входным светофором. Для того чтобы отличить воздействия в этих точках, служат вспомогательные индукторы, настроенные на разные частоты. От взаимодействия в первой сигнальной точке с индуктором ВОИ и затем индуктором ОДИ и ЛС включается на 15—20 с зеленый, желтый или желтый огонь с красным в зависимости от показания входного светофора. От взаимодействия во второй сигнальной точке с 'индуктором ВОИ и затем индуктором ОДИ на ЛС совместно с сигнальным показанием загорается буква С (станция) для указания машинисту, что поезд находится непосредственно перед станцией и требуется особая бдительность ведения поезда.

Во время движения поезда по перегону на ЛС непрерывно горит белый огонь, показывающий, что локомотивные устройства включены и готовы к приему сигналов с пути. При приближении поезда к входному светофору станции машинист дважды получает на ЛС сигнализацию о показании светофора и должен своевременно принять меры к снижению скорости или остановке поезда. Между сигнальными показаниями в первой и второй сигнальных точках на ЛС включается белый огонь.

Основы непрерывных систем АЛС

В непрерывной системе АЛСН требуется непрерывный канал связи, по которому сигнальная информация передается на локомотив. Непрерывным каналом может служить рельсовая цепь автоблокировки или шлейф, уложенный вдоль пути движения поезда. По каналу связи сигнальная информация передается в зашифрованном состоянии в виде числового или частотного кода.

В первом случае сигнальная информация передается с помощью числового сигнального кода, принятого в системе числовой кодовой автоблокировки, а каналом связи служит рельсовая цепь. Во втором случае используется частотный код в виде различных частот в диапазоне 125—400 Гц, каналом связи служит частотная рельсовая цепь ил,и шлейф. При кодировании только по шлейфу используются частоты диапазона 60—120 кГц, модулированные сигнальными частотами.

При АЛСН числового кода (рис. 4) у проходного светофора автоблокировки установлена кодирующая аппаратура в виде кодового путевого трансмиттера КПТШ и трансмиттерного реле Т. Выбор сигнального кода в зависимости от показания светофора осуществляется схемой кодирования, включающей сигнальные и огневые реле автоблокировки. Трансмиттерное реле Т работает от импульсов постоянного тока, вырабатываемых КПТШ.

Переключая контакт в цепи кодового трансформатора КТ, реле Т передает в рельсовую цепь числовой сигнальный код в виде импульсов переменного тока. Сигнальный код всегда подается в рельсовую цепь навстречу движения поезда по блок-участку, чтобы импульсы переменного тока проходили под приемными катушками локомотива, т. е. замыкались через его передние скаты (цепь кодового тока показана штриховыми линиями). Переменный кодовый ток образует вокруг каждого рельса магнитное поле, охватывающее приемные катушки ПК, установленные перед первой колесной парой локомотива.

В катушках ПК, соединенных последовательно, индуктируется переменный кодированный ток, который проходит через защитный фильтр Ф, не пропускающий в приемнике локомотивные устройства токи других частот. После фильтра происходит усиление токов в усилителе Ус и одновременно преобразование импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока.

Расшифровка сигнального кода производится в дешифраторе ДШ, где восстанавливается вид кода, выработанного КПТШ у светофора. В зависимости от значения кода образуются дешифрирующие цепи возбуждения сигнальных реле, с помощью которых включаются на ЛС огни, повторяющие показание каждого проходного светофора, к которому приближается поезд. При приеме кода 3 (три импульса в кодовом цикле) на ЛС включается зеленый огонь, кода Ж (два импульса в кодовом цикле) — желтый огонь, кода КЖ (один импульс в кодовом цикле) – желтый огонь с красным.

В случае отсутствия кодов в рельсовой цепи при выходе поезда на занятый блок-участок работа дешифратора прекращается и на ЛС загорается красный огонь. Белый огонь на ЛС загорается при выходе состава на некодируемые пути или в случае прекращения подачи кодов Ж. или 3 при приближении поезда к светофору с разрешающим показанием.

В качестве автостопа на локомотиве применен электропневматический клапан ЭПК, управляющий автотормозами поезда. Включение автостопа производится путем выключения ЭПК из электрической цепи дешифратора. Выключение происходит при смене на ЛС более разрешающего огня на менее разрешающий, когда требуется от машиниста произвести торможение для снижения скорости или полную остановку поезда. С момента выключения ЭПК машинисту подается предупредительный свисток о возможности срабатывания автостопа. Машинист должен зафиксировать восприятие свистка нажатием рукоятки бдительности, чем подтверждается, что он воспринял это предупреждение и готов приступить к служебному торможению поезда. Если такого подтверждения не последует, то через 6—7 с срабатывает автостоп и производит автоторможение поезда.

При частотной АЛСН (рис. 5) у проходного светофора автоблокировки установлена кодирующая аппаратура в виде передающих устройств ПУ и сигнального генератора СГ, который вырабатывает сигнальные частоты f1 f2 и f3. Выбор сигнальной частоты в зависимости от показаний светофора осуществляется схемой кодирования, включающей сигнальные и огневые реле автоблокировки.

Сигнальные показания путевого светофора шифруются различными частотами: f1, – 3, f2 – Ж, f3 – КЖ. Каждая сигнальная частота выбирается как средняя в диапазоне между смежными гармониками тягового тока (на рисунке заштрихованы). Номер сигнальной частоты соответствует номеру гармоники тягового тока, за которой расположен данный диапазон. Средняя частота выбранных диапазонов составляет соответственно 25, 75, 125, 175 Гц. Выбранный частотный код через передающие устройства ПУ передается в рельсовую цепь навстречу движения поезда по блок-участку. Ток частотного кодового сигнала, проходя по рельсам, замыкается через передние скаты локомотива. В приемных катушках ПК локомотива индуктируется кодовый сигнал той же сигнальной частоты. Дешифрация частотного кода производится с помощью фильтров, каждый из которых пропускает только одну частоту кодового сигнала.

Пройдя через фильтр, частотный кодовый сигнал поступает в сигнальный блок, где преобразуется в кодовый сигнал постоянного тока. После дешифрации кода возбуждается сигнальное реле, которое, замыкая свой контакт, включает на ЛС сигнальный огонь, соответствующий показанию путевого светофора, к которому приближается поезд. Включение и действие ЭПК аналогичны системе АЛСН числового кода.

Частотная АЛСН позволяет осуществить многозначную локомотивную сигнализацию, а также системы авторегулирования движения поездов.

PAGE 1

Системы автоматической локомотивной сигнализации