Автоматическая локомотивная сигнализация и автостопы

Для улучшения условий ведения поездов и повышения безопасности движения совместно с АБ на перегоне и станциях применяются устройства АЛС с автостопом. АЛС является средством регулирования движения поездов с помощью локомотивных светофоров,

которые отражают поездную ситуацию на впереди расположенном блок-участке. Устройства АЛС осуществляют передачу в кабину машиниста показаний проходных и станционных светофоров, к которым приближается поезд. АЛС дополняется автостопом с устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда. Устройства автостопа должны автоматически останавливать поезд перед закрытым светофором, если машинист вовремя не принимает мер к торможению и остановке поезда. АЛС с автостопом представляет собой совокупность путевых и локомотивных устройств. Путевыми устройствами АЛС оборудуются не только пути перегона, но и все главные пути на станциях, а также приемо-отправочные пути, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов.

По способу передачи сигналов с пути на локомотив устройства АЛС делятся на АЛС точечного типа (АЛСТ) и АЛС непрерывного типа (АЛСН).

Устройства АЛСТ могут применяться на участках с ПАБ на подходах к станции. Передача сигнальных показаний происходит в отдельных точках пути, обычно на тормозном расстоянии от входного светофора. С помощью устройств АЛСТ осуществляется локомотивная трехзначная сигнализация, повторяющая показания входного светофора, а также автоматическое торможение перед ним, если машинист сам не принимает меры к торможению.

Устройства АЛСН обеспечивают передачу сигнальных показаний напольных светофоров АБ непрерывно при движении поезда по перегону и станции. Систему АЛСН применяют на участках, оборудованных одно- или двухпутной АБ. Благодаря непрерывной передаче сигналов по пути следования локомотива и автоматической связи показаний локомотивного светофора с путевым светофором (вне зависимости от прямой видимости светофора), к которому приближается поезд, облегчаются условия работы машиниста, повышаются пропускная способность участков и безопасность движения поездов.

АЛС характеризуется количеством и числом сигнальных показаний, передаваемых с пути на локомотив. Наряду с сигнальными показаниями локомотивного светофора во вновь разрабатываемых системах применяют также скоростную (цифровую) сигнализацию, которая повышает функциональные возможности системы регулирования движения поездов с помощью АЛС. Одновременно с сигнальными и скоростными показаниями системы АЛС дополняют средствами контроля установленной и фактической скоростей движения, а также устройствами контроля бдительности машиниста.

Бдительность машиниста проверяется однократно или периодически. Машинист подтверждает свою бдительность нажатием рукоятки бдительности в ответ на предупреждающий свисток электропневматического клапана (ЭПК). Если рукоятка бдительности в необходимых случаях (когда требуется принятие мер машинистом

для исключения проезда запрещающего сигнала) не будет нажата в течение 7 с после предупреждения свистком, то это расценивается устройствами как потеря машинистом способности вести поезд и происходит торможение и остановка поезда.

Устройства АЛС могут использоваться и в качестве самостоятельной системы регулирования движения поездов (регулирование движения поездов в системе ЦАБ и по неправильному пути в двухпутной АБ).

При движении поезда только по показаниям локомотивных светофоров последние должны давать показания в зависимости от занятости или свободности впереди расположенных блок-участков.

Локомотивные светофоры устанавливаются в кабине управления локомотива (моторвагонного поезда) и передают сигнальные показания машинисту и его помощнику о поездной ситуации на впереди расположенных блок-участках, а автостопы обеспечивают автоматическую остановку поезда перед закрытым светофором.

На участках, оборудованных АБ, распространение получила система АЛСН с числовым кодом, которая позволяет осуществить четырехзначную сигнализацию на локомотивном светофоре.

При движении поезда на зеленый огонь светофоров 3 и 5 (рис. 2.8) на локомотивном светофоре ЛС горит зеленый огонь, а при движении на желтый огонь светофора 1 — желтый огонь. При движении на красный огонь светофора Н на ЛС горит желтый с красным огонь.

В случае проезда светофора с красным огнем или выхода на некодируемый блок-участок желтый огонь с красным меняется на красный. Если перегорает лампа красного огня на входном светофоре Н или на любом проходном светофоре, кодирование блок-участка перед данным светофором прекращается, красный огонь переносится на позадистоящий светофор и показания локомотивного светофора соответственно сдвигаются. Перегорание лампы желтого огня на светофоре 1 не приведет к изменению кодирования, и блок-участок перед этим светофором продолжает кодироваться кодом Ж, а на локомотивном светофоре в этом случае будет гореть желтый огонь. Перегорание лампы зеленого огня на светофоре 1 также не приведет к изменению кодирования блок-участка перед этим светофором, блок-участок будет продолжать кодироваться кодом З. На локомотивном светофоре в этом случае также будет гореть зеленый огонь. Если на светофоре 1 горит желтый или зеленый мигающий огонь, то блок-участок перед этим светофором кодируется кодом З и на локомотивном светофоре горит зеленый огонь. В случае перегорания лампы желтого или зеленого мигающего огня на локомотивном светофоре приближающегося поезда вместо зеленого загорится желтый огонь.

Рис. 2.8 Увязка показаний путевых и локомотивных светофоров

при трехзначной автоблокировке

При приближении поезда к входному светофору с любым разрешающим показанием при приеме на боковой путь на ЛС горит желтый огонь, при приеме на главный путь — желтый или зеленый. Прием на боковой путь с остановкой на станции со стрелочными

переводами пологой марки крестовин разрешается включением на входном светофоре Н двух желтых огней и зеленой полосы. При движении поезда по стрелочной горловине и пути приема на ЛС горит желтый огонь с красным.

При безостановочном пропуске по боковому пути на входном светофоре горят желтый огонь, зеленый мигающий и зеленая полоса. В случае горения желтого огня на выходном светофоре на ЛС при движении поезда по маршруту горит желтый огонь; в случае

горения зеленого огня на выходном светофоре на ЛС горит зеленый огонь. Если при установленном маршруте приема на боковой путь на выходном светофоре перегорела лампа разрешающего огня, то на ЛС при движении поезда по маршруту горит желтый огонь с

красным.

В случае приема поезда на главный путь с остановкой на ЛС движущегося по маршруту поезда горит желтый огонь с красным. При сквозном пропуске по главному пути в случае горения на выходном светофоре желтого огня на ЛС движущегося по маршруту поезда горит желтый огонь; при горении зеленого огня на выходном

светофоре на ЛС горит зеленый огонь.

Система АЛСН, структурная схема которой приведена на рис. 7.2, включает в себя путевые и локомотивные устройства. Каналом связи между путевыми и локомотивными устройствами в системе АЛСН являются РЦ. Для передачи на локомотив сигнальных показаний проходных светофоров навстречу приближающемуся поезду в рельсы подается кодированный переменный ток, содержащий в зашифрованном виде (в виде числового кода) соответствующий сигнальный приказ.

В системе АЛСН числового кода у проходного светофора АБ устанавливается кодирующая аппаратура в виде кодового путевого трансмиттера КПТ и трансмиттерного реле Т (см. рис. 7.2). Выбор сигнального кода в зависимости от показания светофора

осуществляется схемой кодирования: в АБ постоянного тока — с помощью контактов линейного реле Л, а в АБ переменного тока с помощью контактов сигнальных реле Ж и З. Трансмиттерное реле Т работает в режиме кода, вырабатываемого в данный момент трансмиттером КПТ, в зависимости от показания проходного светофора.

Переключая контакт в цепи кодового трансформатора КТ, реле Т транслирует в РЦ числовой сигнальный код в виде импульсов переменного тока. Этот сигнальный код подается в РЦ навстречу движения поезда, чтобы импульсы переменного тока проходили под приемными катушками ПК локомотива, которые подвешиваются на нем перед первой колесной парой и служат для приема сигнальных кодов из РЦ. На локомотиве также устанавливаются: фильтр

Ф, усилитель У, дешифратор ДШ для расшифровки числовых кодов и управления локомотивным светофором ЛС и электропневматическим клапаном ЭПК, скоростемер СК для измерения фактической скорости движения поезда, рукоятка бдительности РБ.

Рис. 2.9 Структурная схема устройств АЛСН

Переменный кодовый ток образует вокруг каждого рельса магнитное поле, в пересекающих его приемных катушках индуцируются импульсы кодового тока. Эти импульсы проходят через защитный фильтр Ф, не пропускающий в приемник локомотивных устройств токи других частот, усиливаются в усилителе У и преобразуются в импульсы постоянного тока, которые воздействуют на импульсное реле. Таким образом, импульсное реле работает в ре жиме кода РЦ и управляет работой дешифратора. В дешифраторе имеются счетчики 1, 2, 3 и сигнальные реле 3, Ж, КЖ. 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.

Если поезд движется на зеленый огонь светофора, в РЦ перед этим светофором посылается код З, цикл которого состоит из трех импульсов и трех интервалов. В дешифраторе срабатывают счетчики 1, 2 и 3 и возбуждаются реле З, Ж и КЖ. На локомотивном светофоре ЛС включается зеленый огонь. Если на светофоре, к которому приближается поезд, горит желтый огонь, то РЦ кодируется кодом Ж, состоящим из двух импульсов и двух интервалов. В дешифраторе срабатывают счетчики 1 и 2, возбуждаются сигнальные реле Ж и КЖ. На локомотивном светофоре включается желтый огонь. Приближаясь к светофору с красным огнем, локомотивные устройства будут принимать код КЖ с одним импульсом в каждом цикле. В дешифраторе срабатывает только счетчик 1 и возбуждается сигнальное реле КЖ. На локомотивном светофоре включается желтый огонь с красным.

Если поезд проследует светофор с красным огнем, то вследствие отсутствия кодов в РЦ на локомотивном светофоре загорится красный огонь. Белый огонь на локомотивном светофоре загорится при выходе состава на некодируемые пути или в случае прекращения

подачи кодов Ж или З по мере приближения поезда к светофору с разрешающим показанием.

Чтобы обеспечить безопасность движения поездов и предупредить проезд закрытых светофоров или открытых с недопустимой скоростью, в системе АЛСН применены контроль превышения скорости и проверка бдительности машиниста. В дешифраторе имеется контрольный орган КО, в котором помещены реле контроля скорости КС, реле бдительности Б, реле рукоятки бдительности РБ. Для проверки бдительности машиниста установлена РБ.

В зависимости от показаний проходного светофора контролируются следующие скорости движения: на зеленый огонь допускается максимальная скорость vmax, которая устройствами АЛСН не ограничивается; на желтый огонь — скорость vж; проследование светофора с желтым и движение на красный огонь допускается со скоростью vкж, которая не должна превышать 50 км/ч; проследование светофора с красным огнем — со скоростью не выше 20 км/ч.

Для контроля превышения скорости на локомотиве имеется сравнивающее устройство СУ, в котором сравнивается фактическая скорость vф, измеряемая скоростемером СК, с допустимой vд, которая определяется при дешифрировании кодового сигнала, поступающего из РЦ. Если будет превышена контролируемая скорость, то устройства автостопа произведут автоторможение поезда. Чтобы предотвратить действие автостопа, машинист должен предварительно снизить скорость и не допустить ее превышения при появлении на ЛС желтого огня, желтого огня с красным или красного огня. Устройства КО и СУ при движении поезда действуют следующим образом. При движении на зеленый огонь и горении на ЛС зеленого огня возбуждены сигнальные реле З, Ж и КЖ, а также реле КС и Б. Через фронтовые контакты реле Б и КС подается питание электромагниту Э (ЭПК), и автостоп находится в рабочем состоянии.

Когда при проследовании светофора с зеленым огнем он меняется на желтый, в дешифраторе выключается реле З и на ЛС загорается желтый огонь. Реле КС проверяет через устройство СУ превышение скорости при желтом огне на ЛС. Если фактическая скорость не превышает vж, реле КС и электромагнит Э остаются возбужденными, а автостоп — в рабочем состоянии. Если фактическая скорость превышает vж, то устройства СУ выключают реле КС и электромагнит Э, подготавливается действие автостопа, включается свисток автостопа, и для предотвращения автоторможения машинист в течение 5...7с должен нажать РБ и вследствие этого возбуждается реле РБ, Б, КС. После этого машинист должен отпустить РБ, отчего включается электромагнит Э, автостоп сохраняет рабочее состояние и автоторможения не происходит. При дальнейшем движении и горении на ЛС желтого огня, чтобы не допустить автоторможение, машинист должен периодически через 15...20 с нажимать РБ.

При проезде светофора с желтым огнем и при движении на красный огонь в дешифраторе выключается реле Ж и на ЛС желтый огонь меняется на желтый огонь с красным. Выключается реле КС и электромагнит Э, и в кабине машиниста раздается длинный свисток, предупреждающий о возможности срабатывания автостопа. Предупреждение действия автостопа возможно, если фактическая скорость движения не превышает скорости проверки бдительности vкж. Периодически через (15...20 с) нажатием РБ возбуждаются реле КC и электромагнит Э, и автостоп сохраняет рабочее состояние. Если фактическая скорость превышает vкж, то периодическим нажатием РБ машинист не может возбудить реле КС и электромагнит Э, происходит абсолютное действие автостопа, автоторможение и полная остановка поезда.

При проезде светофора с красным огнем в дешифраторе выключается реле КЖ и на ЛС желтый огонь с красным меняется на красный. Выключается реле КС и электромагнит Э. В кабине машиниста раздается длинный свисток, предупреждающий о возможности

срабатывания автостопа. Если скорость проследования светофора с красным огнем не превышает 20 км/ч, то машинист путем периодического через 15...20 с нажатия РБ возбуждает реле КС и электромагнит Э, автостоп сохраняет рабочее положение. Если фактическая скорость превышает 20 км/ч, то периодическим нажатием

РБ машинист не может возбудить реле КС и электромагнит Э, происходит абсолютное действие автостопа и автоторможение до полной остановки поезда.

При потере бдительности машинистом поезда, когда включается длинный свисток ЭПК, а на РБ не нажимают, происходит срабатывание автостопа и автоторможение. В этих случаях выключается электромагнит Э, открывается клапан К1 и воздух из камеры выдержки времени ВВ начинает выходить через свисток СВ. Если в течение 5...7 с после включения свистка машинист не нажимает РБ, автостоп срабатывает. Воздушная тормозная магистраль ТМ соединяется с атмосферой и начинается экстренное торможение. Приостановить действие автостопа нажатием РБ машинист уже не может, так как цепь электромагнита Э разомкнута контактами 11—12 рычага Р автостопа.

Восстановление автостопа в рабочее состояние возможно после полной остановки поезда. Машинист должен вставить ключ в замок ЭМ клапана ЭПК и повернуть его в рабочее положение, отчего тормозная магистраль разобщается с атмосферой. После этого машинист однократным нажатием РБ возбуждает реле КС и электромагнит Э, автостоп возвращается в рабочее состояние. Затем машинист поворачивает ключ в замке ЭМ в нормальное положение. В таком состоянии ключ хранится в замке на все время следования

поезда по участку автоблокировки.

Существующая система АЛСН числового кода имеет существенные недостатки, которые снижают уровень безопасности движения поезда. К ним относятся: низкая информативность системы АЛСН и ограниченность функциональных возможностей, которые обусловили необходимость дополнения локомотивного оборудования другими устройствами обеспечения безопасности движения: регистрирующий скоростемер, устройство контроля торможения «Дозор» перед запрещающим показанием проходного светофора, устройства контроля бдительности машиниста УКБМ и др.

Для комплексной замены АЛСН и ряда других устройств безопасности разработано и внедряется на железных дорогах комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ. Аппаратура КЛУБ может использоваться на всех типах локомотивов и моторвагонных поездов. Она выполнена на микропроцессорной элементной базе, имеет внутреннее резервирование и определенные ресурсы для наращивания функциональных возможностей.

Аппаратура КЛУБ обеспечивает:

• прием информации из каналов АЛСН и АЛС-ЕН, ее дешифрацию и индикацию машинисту;

• отслеживание проследования границ блок-участков при приеме информации из канала АЛС-ЕН;

• формирование допустимой скорости движения и ее индикацию;

• измерение и индикацию фактической скорости движения, сравнение фактической скорости движения с допустимой;

• автостопное торможение в случае превышения допустимой скорости движения по показаниям светофоров;

• контроль торможения перед светофором с запрещающим сигналом;

• при движении поезда — периодический контроль бдительности или бодрствования машиниста;

• однократный контроль бдительности;

• исключение самопроизвольного (несанкционированного) движения локомотива;

• невозможность движения при отключенном ЭПК или выключенной системе безопасности.