Сигнализация и связь

Движение на железных дорогах в начале постройки их происходило с незначительной скоростью; точное соблюдение установленного расписания в таких условиях было достаточно надежной гарантией безопасности движения. Однако уже на открытии линии Ливерпуль - Манчестер произошел несчастный случай, который заставил Джорджа Стефенсона задуматься над необходимостью применения каких-либо сигналов, без которых невозможно говорить о безопасности железнодорожного движения. По указанию Стефенсона были введены сигналы, которые подавали сторожа: днем - флажками, ночью – ручными фонарями. Машинистам выдали рожкѝ, которые в 1835 были заменены паровозным свистком. С 1834 г. на линии Ливерпуль - Манчестер были введены неподвижные сигналы. Сначала это были деревянные столбы, поворачивающиеся на 90°, с сигнальными дисками различной формы и цвета, которые при поворотах столбов обращались к движущемуся поезду узкой или широкой стороной. Широкая сторона требовала остановки поезда.

С изобретением в 1841 г. англичанином Грегори семафора стал возможен переход от движения поездов с разграничением времени к разграничению их пространством. Средствами связи при движении поездов служили телеграф и позже телефон.

Крупным шагом вперед в деле обеспечения безопасности движения поездов было введение блокировки, посредством которой путевые семафоры запирались на время, пока на соответствующем участке пути находился поезд. Первой практически удовлетворительной системой блокировки была система Тейера, появившаяся в 1852 г. в Англии и примененная в 1868 г. в России. В дальнейшем появился целый ряд систем блокировки (Годжонса, Лартинга, Сайкса и др.).

В конце 80-х XIX столетия английскими инженерами Веббом и Томсоном были изобретены жезловые аппараты для регулировки движения поездов на однопутных дорогах. С 1897 г. они получили распространение на дорогах России.

Управление стрелками на расстоянии (т. е. централизация стрелок) появилось впервые в Англии и затем в Германии (1860-1867 гг.). Введение на русских железных дорогах систем централизации стрелок и сигналов относится к 1900-1905 г.г. Сначала появилась гидравлическая система Бианки и Серветаса и позже (в 1909 г.) была построена первая в России электрическая централизация системы Всеобщей компании электричества.

Первая попытка устройства автоматической блокировки имела место во Франции в 1859 г. на железной дороге Париж — Сен-Жермен. В качестве блок-сигнала служил поворотный диск. Диск этот с помощью тяг и рычагов был связан с подвижной шиной, прижатой к ходовому рельсу. При проходе поезда реборды его колес отжимали шину от рельса, это вызывало закрытие диска. В то же время поднимался поршень установленного у диска ртутного тормоза, который и задерживал диск в закрытом положении. По истечении определенного времени (примерно 6 мин) после прохода поезда поршень, преодолевая вязкость ртути, возвращался на свое место, и диск закрывался. Дальнейшие (с 1867 г.) опыты были связаны с применением рельсовых контактов и рельсовых генераторов, то есть магнитоэлектрических машин, устанавливаемых у рельсов и приводимых в действие движущимися поездами. В этом направлении вполне, удовлетворительных результатов добился Галл в США. Его системы, названные «точечными», примерно 20 лет пользовались известным успехом, однако распространения не получили. Одним из серьезных их недостатков являлась возможность открытия блок-семафора, когда блок-участок фактически занят. Чтобы избавиться от такой опасности, был придуман ряд систем со счетчиками осей: семафор открывался только в том случае, если при выходе поезда проследовало столько же осей, сколько при входе прошло.

Хотя некоторые опыты в этом направлении и дали неплохие результаты, тем не менее, точечные системы, в конечном счете, успеха не имели, ибо появился более совершенный и в то же время более простой метод связи поезда с путем - рельсовая цепь. В 1867 г. Вильям Робинзон предложил использовать ходовые рельсы в качестве проводников электрического тока и создал специальную конструкцию путевого приемника. В 1869 г. он разработал модель первой автоблокировки, которая демонстрировалась на выставке в Нью-Йорке. При наезде поезда рельсовая цепь замыкается его скатами, путевое реле притягивает якорь и сигнал закрывается. Такая рельсовая цепь, получившая название нормально разомкнутой, имела ряд недостатков, основным из которых было отсутствие контроля целостности и исправности рельсовой цепи. После дополнительной проработки Робинзон в 1872 г. предложил более совершенную нормально замкнутую рельсовую цепь. Она сразу получила признание, так как недостатки нормально разомкнутой рельсовой цепи в ней были устранены.

Отличительной особенностью ее является то, что поездные скаты здесь служат не соединительным элементом, замыкающим путевое реле, а шунтом цепи реле.

Внедрение рельсовых цепей было сопряжено с большими трудностями. Верхнее строение пути и скрепления рельсовых стыков не были приспособлены для надежного проведения электрического тока, но В. Робинзону удалось устранить этот недостаток введением стыковых соединителей и получить таким образом рельсовые цепи длиной до 1,2 км.

При введении электрификации потребовалось разрешить противоречие: с одной стороны, создать непрерывную электрическую цепь для обратных тяговых токов, с другой - образовать на ней же изолированную секцию для сигнальных токов. В первое время оно решалось устройством однорельсовой цепи, при которой одна нить рельсов не изолировалась и предназначалась для тягового тока, а другая изолировалась и предназначалась для сигнального тока. Такое простое решение оказалось не вполне удачным, так как имело серьезные недостатки. И только в 1902 г., когда Страбль применил для питания рельсовой цепи переменный ток, задача была окончательно решена. Опыт использования рельсовых цепей переменного тока оказался настолько удачным, что послужил толчком к широкому распространению автоматической блокировки на электрифицированных железных дорогах. Особенно этому распространению способствовало изобретение Толленом дроссельных стыков, которые дали возможность устраивать на электрифицированных железных дорогах двухрельсовые цепи.

С дальнейшим развитием электрификации, когда стали применять в качестве тягового не постоянный, а переменный ток, вновь возникла проблема, так как тяговый ток применялся частотой 25 Гц, а сигнальный — 60 Гц. Изобретатели Ховард и Тейлоран создали особое частотное реле, используемое в качестве путевого приемника, которое замыкало контакты только от воздействия переменного тока частотой 60 Гц.

Честь изобретения электрического перевода стрелок (1887—1888 гг.) принадлежит французам — М. Депре, который для этой цели применил два мощных соленоида, и братьям Сартио, воспользовавшимся обычным электродвигателем, вращательное движение которого преобразовывалось в поступательное движение стрелочных остряков. Первые двигатели были очень громоздки: при напряжении 60 В был необходим ток до 25 А. Хотя стрелка переводилась за короткий промежуток времени (0,5 с), значительная мощность двигателя в сочетании с такой скоростью перевода приводила к быстрому выходу из строя стрелки и движущего механизма. В этой системе, как и в почти одновременно появившейся английской системе Веббо - Томсона, изменение направления вращения двигателя достигалось изменением направления тока в его якоре переключателем, установленным на посту. Такой способ требовал для соединения двигателя с постом не менее четырех проводов, не считая контрольных.

Одним из самых опасных элементов, входивших в общую систему железнодорожной сигнализации, являлся человек, обслуживающий сигнализацию или пользующийся ею, со свойственными его природе недостатками.

Это обстоятельство привело к необходимости в 80-х годах XIX столетия введения в эксплуатацию автостопов - приборов, останавливающих поезд при проходе его мимо или при приближении к закрытому семафору. Для этой цели от воздухопровода пневматического тормоза делался отвод на крышу паровоза.

На конце отвода имелась, стеклянная запаянная трубка или поворотный кран. С семафорным крылом или приводом был соединен рычаг, который при открытом семафоре располагался вдоль мачты, при закрытом - становился на пути названной трубочки, которая разбивалась и соединяла воздухопровод с атмосферой. Происходило торможение.

При больших скоростях движения поездов такое примитивное решение оказалось непрактичным, ибо резкая остановка пассажирского поезда могла вызвать беспокойство среди пассажиров, а у грузового состава - повлечь за собой сход с рельсов. Были созданы авторегулировочные системы, при которых скорость поезда автоматически понижалась в определенных местах. Поезд останавливался, как правило, лишь после предварительного снижения скорости.

В настоящее время почти на всех железнодорожных линиях с интенсивным движением поездов применяют автоматическую блокировку и автоматическую локомотивную сигнализацию (АЛС). Чаще всего это автоматическая блокировка с проходными светофорами. Рельсовые цепи используют разных типов: постоянного и переменного тока, кодовые, импульсные, тональные. На скоростных линиях Японии, Франции и Германии автоматическую локомотивную сигнализацию используют как самостоятельное средство интервального регулирования движения поездов. При этом информация передается по рельсовой линии, индуктивному шлейфу или радиоканалу. На железных дорогах Германии применяют систему АЛСН с двусторонним обменом информацией между поездом и напольными устройствами через индуктивные шлейфы, уложенные между рельсами. Проводники шлейфа через каждые 100 м имеют пункты скрещения, которые служат для определения локомотивным устройством местоположения поезда и корректировки длины пройденного пути, измеренной колесным датчиком. После обработки этих данных и сведений, полученных через шлейф из диспетчерского центра, на пульт машиниста локомотива выводятся значения длины, впереди лежащего свободного участка пути и разрешенной скорости в его конце, максимально допустимой, и фактической скоростей в текущий момент времени.

Основным типом электрической централизации стрелок и сигналов на станциях является маршрутно-релейная централизация с кнопочным пультом управления. Главный элемент этой системы - реле I класса надежности. В связи с широким развитием в последние годы микроэлектроники и микропроцессорной техники во многих странах ведется разработки электронной централизации.

На первой отечественной Царскосельской железной дороге для передачи информации использовали оптический телеграф. Телеграфные посты находились у будок путевых сторожей на расстоянии 1-2 км друг от друга. Сигналы передавались шарами, а ночью фонарями. Шары и фонари поднимались с помощью проволочной передачи. Оптический телеграф применялся на дорогах до 1870 г. С 1852 г. началась эксплуатация телеграфной связи на линии Петербург - Москва, проложенной по обочине пути у концов шпал (кабельная укладка), с применением аппаратов Сименса, а затем Морзе, так как последние обеспечивали более надежную связь. В 1854 г. наземную линию связи заменили воздушной линией, которая имела три стальных провода диаметром 5 мм, подвешенных на столбах с изоляторами на крюках. На версту устанавливали 16 столбов. В дальнейшем на всех дорогах стали применять воздушные линии связи. Их протяжение составляло в 1880 г. 20,5 тыс. км (89,6 %), в 1903 г. - 52 тыс. км (98,2 %), в 1914 г. - 40 тыс. км (60,6 %).

Помимо телеграфной связи на магистрали Петербург - Москва в 1860 г. в качестве системы сигнализации для регулирования движения использовали оптические сигналы, применяя красные и зеленые диски. В 1873 г. введено Положение о сигналах. Оно упорядочивало применение красных и зеленых дисков и семафоров. В 1889 г. установлено устройство по управлению семафорами с помощью электроэнергии, получаемой от индуктора переменного тока. В 1909 г. установлены Общие правила сигнализации. Входной семафор размещался на расстоянии 660 м от помещения дежурного по станции. Для управления семафором использовался электрозаводной механизм.

Первоначально для регулирования движения поездов была введена ручная жезловая система, при которой машинист имел право занять перегон при наличии жезла, а связь осуществлялась средствами сигнализации. В дальнейшем появилась независимая (1869 г.), а потом и полуавтоматическая блокировка. Способы регулирования движения поездов регламентировались правилами движения поездов, утвержденными в 1874 г. и усовершенствованными в 1883 г.

В 1878 г. Петербург-Московская дорога была оборудована блокировкой, при которой перегон делился на блок-участки, на границах, которых устанавливался семафор. В 1870 - 1890 гг. на железных дорогах преимущественно использовалась полуавтоматическая блокировка немецкой фирмы «Сименс-Гальске». С 1897 г. началось широкое применение электрожезловой системы. В 1900 г. ею было оборудовано 5000 км, к 19I4 г. - 28 тыс. км (З9 % сети), а в 1917 г. - 30 тыс. км.

В 1878 г. появился скоростемер - прибор, фиксирующий скорость движения поезда на скоростемерной ленте. Его дальнейшее соединение со свистком и тормозами обеспечило появление автостопов (1914 г.).

Железные дороги царской России были оснащены несовершенными устройствами связи и СЦБ даже для уровня развития техники того времени. Оборудование преимущественно было импортное и требовало значительного обновления. Об этом, например, говорит состояние семафорных сигналов: из общего их числа только 38,5 % были связаны с устройствами блокировки или централизации; 17 % управлялись однопроводными тягами, не обеспечивающими надежной работы, 6% семафорных мачт были изготовлены из рельсов, а 4% - из деревянных столбов. Действие 7,7 % семафоров не соответствовало правилам сигнализации (крылья опускались вниз, а не поднимались вверх); освещение, окраска крыльев и мачт почти у половины семафоров были неудовлетворительными. Новых видов сигналов (светофоров) на дорогах не было, как не было и автоматических устройств (автоблокировки, автостопов, релейной электрической централизации стрелок и сигналов и пр.).

Техника железнодорожной связи в дореволюционный период была крайне разнотипной: многие магистральные телеграфные линии обслуживались аппаратами Морзе, на отдельных внутридорожных линиях применялись устаревшие типы аппаратов Бодо. Центральная телеграфная станция МПС до революции имела четыре аппарата Морзе, два - Юза и один - Уитсона. Дальней телефонной связи не было совсем. Лишь на некоторых дорогах существовала межстанционная связь, преимущественно однопроводная, и телефонная индукторная связь. Широко использовались фонопоры, включенные в телеграфные провода. В 1914 - 1917 гг. появились двухпроводные линии связи, в частности бронзовая цепь на линии Москва - Петроград. За годы первой мировой и гражданской войны около 40 % устройств СЦБ выбыло из строя, а остальные требовали капитального ремонта или замены из-за несовершенства конструкции. Не в лучшем состоянии находились и устройства связи, они подверглись значительным разрушениям; более 85 тыс. проводоверст линий было выведено из строя, уничтожено или повреждено около 4300 телеграфных аппаратов.

Особые трудности в восстановлении воздушных линий связи после гражданской войны представляли многочисленные обрывы и отсутствие возможности полной замены сетей. Сети состояли из многочисленных спаек, холодных скруток и имели плохую электропроводимость. С 1923 г. на железных дорогах вместо спаек стали применять электросварку проводов.

В 1925 - 1929 гг. продолжилось строительство средств сигнализации и связи: полуавтоматической блокировки, электрожезловой системы, телеграфной и телефонной связи. В этот период относительно быстро увеличивалось число устройств электрожезловой системы и одновременно уменьшалось число телеграфных устройств, являвшихся устаревшим средством связи. Однако темп роста устройств, прогрессивных средств сигнализации и связи и полуавтоматической блокировки оставался невысоким, а новейших устройств - автоматической блокировки - в то время еще не было.

В связи с увеличением размеров движения на дорогах при составлении первого пятилетнего плана (1928 - 1932 гг.) особое внимание уделили реконструкции таких элементов, которые одновременно с развитием пропускной способности увеличивали бы и безопасность движения поездов.

Это были устройства автоматической блокировки и сопутствующие ей устройства автоматической локомотивной сигнализации и автостопов. В 1929 г. в США были закуплены, а в 1931 г. установлены устройства автоблокировки. На автоблокировку были переведены первые 131 км железных дорог. В частности, установка автоблокировки на участке Покровско-Стрешнево - Волоколамск показала, что она позволяет существенно повысить пропускную способность.

На основании опыта эксплуатации этого участка, изучения и исследования разнообразных элементов аппаратуры автоблокировки (реле, выпрямители, трансформаторы, светофоры, рельсовые соединители, путевые дроссели и др.) были успешно освоены не только элементы автоблокировки, но и создан ряд совершенно новых элементов и схем автоматических устройств (выпрямителей, реле, трансмиттеров, дроссель-трансформаторов, рельсовых приварных соединителей и др.).

Было установлено, что автоблокировка повышает пропускную способность двухпутных линий вдвое и экономически очень выгодна. Особенно сильно возросла протяженность участков, оборудованных автоблокировкой с 1935 по 1937 г., и составила 5300 км. В последующие периоды автоблокировка стала ведущей системой регулирования движения поездов на отечественных железных дорогах.

Рельсовые цепи - основной элемент автоблокировки - не только позволили контролировать занятие или свободность блок-участков, но и проверять целостность рельсовой колеи, а также стали использоваться для передачи информации (приказов), необходимой при автоматической локомотивной сигнализации и автостопах. В связи с этим в 1958 г. была разработана отечественная система беспроводной числовой кодовой автоблокировки, при которой не требуется подвеска линейных проводов. Она одновременно используется и при автоматической локомотивной сигнализации.

Весьма эффективным явилось предложение по применению рельсовых цепей переменного тока с дроссель-трансформаторами. Благодаря наличию емкостных элементов стала возможна компенсация реактивной мощности, что позволило значительно уменьшить мощность, потребляемую рельсовой цепью, и улучшить фазовые соотношения при двухэлементных путевых реле. Такие цепи получили широкое применение на электрифицированных участках железных дорог.

Для первых участков с электротягой переменного тока 50 Гц важным решением было для сигнального тока в рельсовых цепях принять частоту 75 Гц. Дальнейшим шагом было создание новых рельсовых цепей с частотой 25 Гц, питаемых через параметрический преобразователь 50/25 Гц. Такие рельсовые цепи по сравнению с цепями 75 Гц характеризуются более чем вдвое меньшим уровнем помех от электротягового тока и потребляют в 4 раза меньшую мощность. Благодаря этому стало возможным отказаться на подстанциях от машинных преобразователей 50/75 Гц и от строительства специальной высоковольтной линии автоблокировки. Питание при этом осуществляться от высоковольтного провода, подвешенного на опорах контактной сети. Завершением этой работы явилось создание новых надежных станционных рельсовых цепей частотой 25 Гц (снабженных фазочувствительными путевыми реле), предназначенных для работы при электротяге как постоянного, так и переменного тока.

Освоение аппаратуры и схем автоматической блокировки привело к построению полуавтоматической блокировки на релейных принципах блокировочных взаимозависимостей и управления сигналами. Релейная полуавтоматическая блокировка выгодно отличается от схем с механическими механизмами и защелками. Она обладает большим быстродействием по сравнению со старой электромеханической системой, облегчает эксплуатационную работу, имеет более высокую защищенность от помех, и была принята вместо электрожезловой системы и электромеханической блокировки.

Вскоре после внедрения автоматической блокировки началось использование автоматических систем локомотивной сигнализации и автостопов. Наличие в устройствах автоблокировки рельсовых цепей, по которым возможна передача на локомотив информации о показаниях сигналов, было успешно использовано еще в 1936 г. для создания автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН-ЦНИИ).

Для участков, не имеющих автоблокировки, в 1947 г. был разработан индуктивно-резонансный автостоп с точечной передачей информации на локомотив, а в 1954 г. – новая система автоматической трехзначной локомотивной сигнализации точечного типа с автостопом (АЛСТ-ЦНИИ), которая, помимо воздействия на тормозную систему поезда, обеспечила передачу на локомотив трехзначной информации о показаниях сигналов блокировки в нескольких модификациях: а) с автостопом; б) с контролем бдительности; в) с контролем скорости. Все магистральные участки с автоблокировкой оборудовали автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного типа с автостопом.

На участках с совмещенным скоростным пассажирским и интенсивным грузовым движением была повышена значимость локомотивной сигнализации и расширены ее возможности.

Повышению использования пропускной способности участка при полном обеспечении безопасности движения поездов способствовала введенная в эксплуатацию в 1936 г. система диспетчерской централизации (ДЦ). Устройства ДЦ обеспечили: управление из одного пункта стрелками и сигналами нескольких раздельных пунктов; контроль на аппаратуре управления положения и занятости стрелок, занятости перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок-участков, повторение показаний входных, маршрутных и выходных светофоров. В системе ДЦ, разработанной в Гипротранссигналсвязи и получившей сокращенное название ДВК, использовались принципы построения аппаратуры систем телеуправления (ТУ) и телемеханики (ТС) временного кода одной из американских фирм. В дальнейшем система ДВК неоднократно модернизировалась (ДВК-2, ДВК-3А): была увеличена емкость системы, введено маршрутное управление стрелками, управление удаленными раздельными пунктами, расположенными на расстоянии более 100 км от поста ДЦ. Однако недостатки системы – малое быстродействие (передача одного сигнала ТУ или ТС продолжалась 5 с), недостаточная помехозащищенность, трудности эксплуатации релейно-контактной аппаратуры, требующей частой и тщательной регулировки – устранить не удалось.

С 1955 г. вместо системы ДВК на сети железных дорог стали применять разработанную в ЦНИИ полярно-частотную диспетчерскую централизацию (ПЧДЦ), в которой сигналы ТУ передавались полярными, а сигналы ТС – частотными импульсами. Эта система обладала более высоким быстродействием (сигнал ТУ передавался в течение 3 с, сигнал ТС – 1 с) и большей емкостью. Разработчики усовершенствовали индикацию на аппарате управления: от точечной индикации перешли к желобковой, стали использовать аппараты типа пульта-табло с набором маршрута нажатием двух кнопок.

В 1961 г. была создана частотная диспетчерская централизация (ЧДЦ). В этой системе впервые кодирующая аппаратура ТС была выполнена на бесконтактных элементах (германиевых транзисторах и диодах), время передачи сигнала ТУ было сокращено до 1 с, а сигнала ТС – до 0,3 с, применено квитирование, т.е. посылка на передающий пункт извещения о приеме сигнала ТУ или ТС.

В дальнейшем применение в ДЦ быстродействующей полупроводниковой техники позволило вместо спорадического использовать циклический способ передачи информации в канале ТС. Система «Нева» с циклическим контролем состояния объектов впервые была применена в 1967 г. Продолжительность цикла контроля около 1300 объектов в этой системе составляла 5 с, она работала в дуплексном режиме, как при линейном подключении станций, так и при радиальной схеме. Устройства ДЦ стали монтировать не в ячейках, а на стативах с законченным заводским монтажем.

На основе системы «Нева» во ВНИИЖТе была создана система «Луч», которую начали применять с 1978 г. Она позволила управлять не только поездной, но и маневровой работой на промежуточных станциях, передавать ответственные команды, в частности, изменять направление движения на однопутном перегоне. Увеличение емкости каналов ТУ в ДЦ «Луч» позволило увеличить число групп управляемых объектов на станции с 7 до 20, число станций с 20 до 32.

Дальнейшее развитие систем управления движением поездов связано с концентрацией диспетчерского аппарата в центрах управления перевозками и переходом от релейных и полупроводниковых систем автоматики к компьютерным. Новые системы ДЦ на основе средств вычислительной техники позволили значительно расширить функциональные возможности аппаратуры диспетчерских центров и кроме приема, дешифрации и формирования сигналов ТУ-ТС, на экране монитора по запросу поездного диспетчера формируется: нормативно-справочная информация; график исполненного движения; информация о номерах поездов, состоянии соседних диспетчерских кругов, отказов устройств СЦБ.

Первая отечественная микропроцессорная диспетчерская централизация системы ДЦМ-ДОН разработана Ростовским институтом инженеров железнодорожного транспорта (РИИЖТ) и внедрена в январе 1989 г. в опытную, а в июле 1990 г. в постоянную эксплуатацию.

В ДЦМ-ДОН реализованы основные информационные и управляющие функции: сбор и отображение в реальном времени данных об объектах телеконтроля; идентификация, трансляция и индикация номеров поездов и локомотивов; регистрация в координатах «время-путь» и оперативное отображение графика исполненного движения; просмотр графика за смену; ввод номера поезда на занятый путь и перегон; диалоговый режим с автоматизированными системами управления движением поездов; регистрация и локализация отказов аппаратуры ДЦМ-ДОН, отображение неисправностей устройств СЦБ. Вся отображаемая на цветном графическом терминале поездного диспетчера информация компонуется в информационных фрагментах «Общий вид участка», «Станция», «График движения».

В настоящее время на сети железных дорог наибольшее распространение получили системы диспетчерской централизации «Сетунь» и «Диалог».

ДЦ «Сетунь» разработана в отделении систем диспетчерского управления и диспетчерского контроля ВНИИАС. Система ДЦ «Сетунь» включает систему телемеханики с высокоскоростным обменом информацией между центральным (распорядительным) постом и линейными (исполнительными или контролируемыми) пунктами. Длина управляемого и контролируемого участка железной дороги может достигать 200-1000 км и более в зависимости от интенсивности движения поездов. Количество управляемых и контролируемых системой объектов на линейных пунктах практически неограниченно.

АРМ ДНЦ «Сетунь» выполняет функции:

• непрерывного контроля поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров, индексов поездов, их ходовых качеств и других данных;

• автоматического управления движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графина (опция «автопилот»);

• ведения графика исполненного движения поездов с его анализом;

• отображения исполненного и нормативного графиков движения поездов;

• контроля и отображения состояния путевых объектов;

• передачи штатных команд ТУ на линейные пункты;

• передачи ответственных команд ТУ на линейные пункты;

• установки номера и индекса поезда в полуавтоматическом и ручном режимах;

• ведения системного журнала (технологического протокола);

• документирования графика исполненного движения;

• получения информации о поездах, локомотивах, бригадах, вагонах и грузах, находящихся на участке или в пределах дороги;

• обмена необходимой информацией с компонентами ДЦ «Сетунь» соседних участков и с информационно-управляющими системами верхнего уровня.

Микропроцессорные системы «Диалог» представляют собой комплекс телемеханических систем следующего назначения:

- диспетчерская централизация «Диалог» (ДЦ «Диалог»);

- система телеуправления малыми станциями «Диалог-МС»;

- релейно-процессорная централизация «Диалог-Ц» (РПЦ «Диалог-Ц»).

Системы ДЦ «Диалог», «Диалог-МС» и РПЦ «Диалог-Ц» обеспечивают маршрутное и индивидуальное управление отдельными объектами на станциях.

АРМы выполняют следующие функции:

- прием и обработку информации от линейных устройств о фактической поездной ситуации и состоянии объектов контроля на управляемых станциях;

- отображение информации о поездной ситуации, состоянии объектов контроля на станциях на экранах дисплеев (АРМ ДНЦ, АРМ ДРУ, АРМ ЭЧЦ, АРМ ШН) в установленном виде;

- регистрацию информации о поездной ситуации, состоянии объектов контроля, команд ТУ и директив, вводимых оператором на энергонезависимых носителях;

- восприятие и исполнение команд диспетчеров и дежурных;

- проверку условий безопасности движения поездов при задании маршрутов с исключением передачи ошибочных сигналов телеуправления;

- формирование команд телеуправления и передачу их в ЛУ;

- формирование и обработку ответственных команд, обеспечение их выполнения по специальному алгоритму и передачу в ЛУ;

- организацию обмена информации с ЛУ и поддержание протокола обмена;

- логический контроль правильности функционирования устройств ЭЦ и действий диспетчерского персонала;

- диагностику аппаратных средств;

- обмен информацией с АРМами различного рода и назначения;

- информационную связь с системами верхнего уровня управления (АСОУП, АСУ-Ш).

В 2001 г. введена в постоянную эксплуатацию диспетчерская централизация «Юг», представляющая собой усовершенствованный вариант ДЦ «КРУГ» (разработка НПЦ «Промавтоматика»).

ДЦ «Юг» является двухуровневой распределенной иерархической системой. К верхнему уровню относится диспетчерский пункт управления (ПУ), на основе которого создано автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (АРМ ДНЦ), к нижнему – контролируемые пункты управления (КП) «КРУГ», размещенные на промежуточных станциях и разъездах диспетчерского участка.

ДЦ «Юг» контролирует поездную ситуацию на участке с учетом номеров и индексов поездов, состояния рельсовых цепей, стрелок, сигналов, переездов и другого оборудования СЦБ. Поездной диспетчер переводит станции или группы стрелок на местное, сезонное, диспетчерское управление, включает (отключает) режим автодействия, индивидуального перевода стрелок, устанавливает и отменяет поездные и маневровые маршруты, управляет переездами, средствами громкоговорящего оповещения и радиосвязи, а также режимом работы светофоров, включает схемы искусственного размыкания замкнутых в маршруте стрелочных секций.

ДЦ «Юг» диагностирует и централизованно контролирует работу станционных постовых и напольных устройств СЦБ, протоколирует события и состояние всех каналов ТС (ведение «черного ящика») за период не менее месяца, контролирует и корректирует номера поездов на участке. Система автоматически идентифицирует поезда по информации из АСОУП (ДЦУП), просматривает поездную ситуацию и график исполненного движения смежных участков, ведет и отображает график исполненного движения в объеме, достаточном для перехода к безбумажной технологии, ведет и корректирует график для участков, не охваченных ДЦ, но входящих в состав диспетчерского круга.

ДЦ «Юг» позволяет планировать поездную работу, имитационно моделировать и строить прогнозный график, анализировать основные показатели (отклонения от нормативного графика, несоблюдение времени хода поездов, расчет средней участковой скорости, среднего веса и длины составов).

Исполнительная часть системы включает набор программных комплексов (ПК): «Станция связи», «Табло», «Управление», «График», «Протокол», «КП».

На смену традиционным релейным ЭЦ повсеместно идут микропроцессорные системы централизации. Переход на новую элементную базу обусловлен резко возросшими объемами работы и увеличением скорости обмена, как управляющей, так и известительной информацией.

Лучшему использованию пропускной способности участков может способствовать использование микропроцессорных систем с двойным и тройным резервированием.

Современная организация движения поездов при автоблокировке предусматривает следование поездов «с зеленого на зеленое» показание светофоров. Для этого на перегонах требуется наличие между поездами не менее 3 блок-участков. Каждый блок-участок - это тормозной путь поезда в самых неблагоприятных условиях. Таким образом, в существующих расчетах пропускной способности принято нормальное разграничение двух попутно следующих поездов расстоянием, равным не менее трем тормозным путям. Но для остановки поезда при необходимости достаточно одного тормозного участка. Кроме этого, следование поездов по различным элементам продольного профиля пути приводит к несинхронности их движения. В связи, с чем фактический межпоездной интервал больше расчетного, а фактическое использование пропускной способности – ниже ее наличной величины. Обеспечить минимальный интервал между поездами может использование спутниковых радионавигационных систем для автоматизации диспетчерского руководства поездной работой, интервального регулирования движения поездов без напольных светофоров и рельсовых цепей, съема информации с подвижного состава, автоматизации управления движением поездов. Для этого средства спутниковой навигации дают информацию о координатах поездов. В соответствии с координатами и продольным профилем пути определяется оптимальный режим ведения поезда, в том числе скорость движения, которая поддерживает безопасно минимальное расстояние между поездами. Применение спутниковой навигации в организации движения поездов позволит обеспечить безопасность движения, повысить скорость движения поездов и увеличить пропускную способность участков не менее чем в 2 раза.

Локомотивы

Начальный период истории развития железнодорожного транспорта связан с паровозостроением. Одна из важнейших технических характеристик паровозов – нагрузка на ось, определяемая возможностями верхнего строения пути, изменилась от 8-10 т на первых железных дорогах до 23-25 т в момент завершения их строительства в 1957 г.

Первые паровозы для железных дорог России были закуплены в Англии. С 1844 г. производство отечественных паровозов было налажено на Александровском заводе под Петербургом на привозном металле и комплектующих деталях из-за границы. На заводе строились грузовые паровозы с колесной формулой 0-3-0 и пассажирские 2-2-0. Они имели давление пара 8 атм., колеса диаметром 1150 мм у грузовых и 1705 мм у пассажирских, вес 30 т и мощность 170 л. с. Грузовые паровозы могли везти 15 - 20 вагонов (по 6 - 8 т) со скоростью 15 км/ч, а пассажирские обычно 7 вагонов со скоростью 25 - 35 км/ч.

В 1860-х годах паровозы преимущественно ввозились из-за границы. Это были более мощные грузовые паровозы 0-3-0 с диаметром колес 1220 мм, давлением пара 8- 9 атм. и сцепным весом 35 т. С конца 1860-х годов на Коломенском и Невском заводах стали выпускать первые паровозы 0-4-0 серии Ч, имевшие давление пара 10 атм. Отечественные паровозы с машиной компаунд в России появились в 1885 г. Было построено шесть таких паровозов типа 2-2-0 серии П^б. Принцип компаунда, двойного расширения пара, позволял экономить до 15 % топлива. К концу 1890-х годов около 13 % паровозов имели такие машины в двухцилиндровом исполнении.

Значительное развитие русское паровозостроение получило в 1890-х годах. Были построены новые крупные паровозостроительные заводы, оснащенные новейшим оборудованием: Брянский, Харьковский, Луганский.

В 1890-х годах началось производство паровозов на Путиловском и Сормовском заводах. С их пуском выпуск паровозов стал возрастать и достиг максимума в 1901 г.

В начал