Оборудование станции системой электрической централизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

Курсовой проект по дисциплине

“Системы железнодорожной автоматики и телемеханики”

На тему: Оборудование станции системой электрицеской централизации

Выполнил: ст.гр. АС-907

Акимов С.Э.

Санкт-Петербург 2012

Введение

На сети отечественных железных дорог эксплуатируется ряд систем электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ), отличающихся способами установки и размыкания маршрутов, размещением приборов управления, контроля и электропитания, конструктивным оформлением аппаратуры, способом монтажа.

Для промежуточных станций проектируется ЭЦ с центральными зависимостями и центральным питанием с маршрутизацией как поездных, так и маневровых маршрутов. Система рассчитана на маршрутное управление стрелками и сигналами. Все путевые элементы ЭЦ: светофоры, стрелочные электроприводы, приборы рельсовых цепей - получают электропитание с поста управления по кабелю. Исключение составляют лишь входные светофоры, у которых устанавливаются релейные и батарейные шкафы. В современных проектах батарейные шкафы не предусматриваются, так как разработана схема входного светофора с резервным центральным питанием всех ламп. Стрелочные электроприводы могут быть постоянного или переменного тока. В настоящее время проектируются только электроприводы переменного тока. На крупных и средних станциях с числом стрелок более 30 применяется маршрутная релейная централизация (МРЦ). Если в централизации используется блочный монтаж аппаратуры, то ее называют блочной маршрутной релейной централизацией (БМРЦ).

сигнализация централизация релейный поезд

1. Историческое развитие систем управления движением поездов

Предпосылки

Объяснить современную ситуацию в области средств управления и обеспечения безопасности движения поездов можно только в историческом контексте. После формирования основных принципов обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте в конце XIX века дальнейшее развитие характеризовалось преимущественно сменой поколений систем централизации. Только в 1990-е годы произошел переход к централизации управления высокого уровня, который стал важнейшим шагом в развитии СЦБ, характеризовавшимся отказом от сложившейся структуры управления перевозочным процессом

Исторические этапы

Можно выделить несколько важных этапов развития средств управления и обеспечения безопасности движения поездов, начиная с зарождения железнодорожного транспорта в первой половине XIX века. За строительством первых железнодорожных линий последовал период экспериментов, когда осторожно изучались возможности и ограничения нового вида транспорта.

После этапа экспериментов примерно в начале 1870-х годов начался и к началу XX века завершился период грюндерства в области СЦБ, когда были сформированы основные принципы обеспечения безопасности перевозочного процесса на железнодорожном транспорте (за исключением локомотивной сигнализации). К этим принципам, действующим и в настоящее время, относятся:

?применение напольных сигналов для ограждения мест опасности и разграничения поездов;

?регулирование движения посредством стационарных блок-участков;

?путевая блокировка;

?обеспечение безопасности маршрутов посредством сигнальных зависимостей, замыкание маршрутов, исключение враждебных маршрутов и защита от боковых наездов.

Наряду с формированием основополагающих системных функций средств СЦБ в эти годы стали проявляться национальные особенности в области обеспечения безопасности и организации перевозочного процесса, развитие которых привело к внедрению зачастую совершенно разных технических решений и отсутствию эксплуатационной совместимости современных систем. Если ранее вся железнодорожная техника (не только средства СЦБ) была подвержена сильному британскому влиянию, то на этом этапе произошло не только отделение европейских систем от североамериканских, но и жесткое размежевание внутри Европы - между немецкими системами, которые развивались самостоятельно, и средствами СЦБ тех стран (преимущественно на западе континента), которые продолжали ориентироваться на британские образцы.

Вслед за этим крайне важным для развития средств управления и обеспечения безопасности периодом в начале XX века наступил продолжавшийся почти 90 лет этап, который характеризовался сменой технических поколений при почти неизменных системных и технических принципах работы железных дорог. Исключением стало развитие автоматической локомотивной сигнализации точечного и непрерывного типа, причем потребность в АЛСН в Германии возникла в связи с внедрением высокоскоростного движения. В начале этого периода произошла смена механической централизации на электромеханическую и электропневматическую (последняя не нашла широкого распространения в Германии), за которой последовали релейная техника и, наконец, электронные системы. Электромеханические и электропневматические системы ориентировались в значительной мере на философию обеспечения безопасности, заложенную в их механических предшественниках.

Решающие перемены начались с внедрением релейной централизации, к которому из-за войны в Европе приступили лишь в 1940-е годы. Благодаря телеуправлению раздельными пунктами практически были сняты ограничения для централизованного руководства перевозочным процессом, хотя исторически сложившаяся структура с ключевой ролью дежурных по станциям была поначалу сохранена. В 1980-е годы началось распространение микропроцессорной централизации, которая и сейчас остается наиболее современным поколением систем. Уникальное своеобразие смены поколений систем централизации состоит в том, что из-за очень длительного срока службы при внедрении новой техники системы прежних поколений не исчезали, а продолжали работать, и в настоящее время парк систем охватывает устройства всех поколений, демонстрирующих их более чем 100-летнюю историю развития

2. Электрическая централизация стрелок и светофоров

Электрическая централизация стрелок и светофоров (ЭЦ) является основным видом управления стрелками и сигналами на железных дорогах России. При использовании ЭЦ продолжительность приготовления маршрута сокращается до 5...7 с (в зависимости от числа стрелок в нем) против 6... 10 мин при ручном управлении стрелками благодаря ускорению выполнения операций. В аппаратах ЭЦ все необходимые зависимости между стрелками и сигналами могут быть исполнены при помощи электрических реле. Такую систему называют релейной централизацией стрелок и сигналов. На сети дорог эту централизацию используют как на малых, так и на крупных станциях.

Общая схема устройства релейной централизации стрелок и сигналов малой станции показана на рис. 1.



Рис. 1. Схема действия устройств ЭЦ

В помещении дежурного по станции (ДСП) установлен централизационный аппарат в виде пульта управления с рукоятками и кнопками. Вся электрическая аппаратура -- реле, трансформаторы, выпрямители -- размещена в релейных будках по концам станции. Местные источники питания -- аккумуляторные батареи -- установлены в подвальных помещениях релейных будок, батарейных колодцах или шкафах. Релейная централизация получает электроэнергию (переменный ток) от высоковольтной линии (напряжением 10 кВ) через понижающие линейные трансформаторы, укрепленные на силовых опорах этой линии. Для перевода и контроля положения стрелок они оборудованы электроприводами. Сигнал, разрешающий поезду прибыть на станцию, подают входные светофоры, а разрешение отправиться со станции на перегон -- выходные светофоры, установленные на каждом приемоотправочном пути. Для исключения перевода стрелок под подвижным составом, приема поездов на занятые пути и контроля на пульте управления за занятостью стрелок и путей приемоотправочные пути и стрелочные переводы оборудованы электрическими рельсовыми цепями.

Управление стрелками и сигналами, а также контроль состояния путей и стрелочных участков осуществляются по кабельным линиям.

Рис. 2 - Состав стрелочного привода

Принцип действия стрелочного электропривода состоит в следующем. Рабочий шибер 1 жестко соединен с остряками стрелки и осуществляет их перевод. Плотность прилегания остряка к рамному рельсу проверяется контрольными линейками 2. Они же обеспечивают замыкание и размыкание контактов автопереключателя 7.

Стрелками и сигналами управляют с пульта-табло. В его верхней части находится табло с контрольными лампочками, информирующими о занятости путей и стрелок, открытии и закрытии входного светофора, занятости участков приближения и удаления.

На крупных станциях для сокращения затрат времени на приготовление маршрутов вместо раздельного, как это принять на малых станциях, применяют маршрутное управление. При приготовлении маршрута дежурный по станции не производит действий по переводу каждой стрелки в отдельности. Нажатием на две или несколько кнопок, расположенных на пульте-табло по границам маршрута, включаются и переводятся одновременно все стрелки, а после их перевода открывается сигнал. Это значительно ускоряет приготовление маршрутов. Пути станции выполнены на пульте-табло в виде световых ячеек с красной и белой лампочками в каждой ячейке. Кнопки размещены в начале и конце каждого маршрута.

В последние годы в нашей стране и за рубежом разрабатываются и внедряются новые системы микропроцессорной централизации (МПЦ). Опыт эксплуатации первых вариантов систем выявил их существенные эксплуатационные и технические преимущества перед релейными системами.

Микропроцессорная техника позволяет дополнить ЭЦ новыми функциональными возможностями по автоматизации сбора информации со станций, локомотивов и других подсистем для оптимизации принимаемых решений, регистрации действий оператора и хранения в памяти ЭВМ всех поездных ситуаций.

Принципиальное отличие МПЦ от релейных систем состоит в простоте процессов проектирования, изготовления, строительства и ремонта благодаря малым размерам МПЦ и значительно меньшему (примерно на 50 %) объему монтажных работ, неизбежных при создании релейных систем. Значительным преимуществом МПЦ является снижение стоимости системы, в частности, за счет сокращения затрат на дефицитные материалы (серебро, медь и др.) [4].

3. Схема управления стрелкой

Схемы управления стрелками в релейной централизации являются ответственными частями и не должны давать опасного отказа. Поэтому они имеют такое построение, при котором любое повреждение схемы исключает перевод стрелки и получение ложного ее положения.

Выполняя требования по безопасности движения, схемы управления стрелками должны обеспечивать: перевод стрелки из одного положения в другое; правильный контроль положения стрелки; завершение перевода стрелки (доведение стрелочных остряков до крайнего положения), если во время перевода на стрелочную секцию вступила подвижная единица; невозможность перевода стрелки под подвижным составом и самопроизвольного перевода стрелки; возможность перевода стрелки только при свободном стрелочном участке; невозможность перевода стрелки, замкнутой в установленном маршруте.

Перевод стрелки осуществляет только ДСП кратковременным нажатием плюсовой или минусовой кнопки. После полного перевода стрелки выключение электродвигателя стрелочного привода происходит автоматически. В случае недохода остряка стрелки до крайнего положения или по каким-либо причинам полный перевод стрелки не требуется, при этом обеспечивается возможность: вернуть стрелку в исходное положение нажатием стрелочной кнопки исходного положения; в случае необходимости попеременным нажатием плюсовой и минусовой кнопок осуществлять попеременный перевод стрелки, не доводя ее до конечных положений.

Схемы управления обеспечивают перевод стрелки двумя способами: централизованным (с аппарата управления в помещении ДСП) и местным (из путевой коробки или с маневровой колонки) [5]. Рассмотрим случай управления стрелкой централизованным способом с управляющим вычислительным комплексом (УВК-РА).

Для управления и контроля состояния объектами необходимо обеспечить сопряжение интерфейсных модулей УВК РА с релейными устройствами ЭЦ-ЕМ. При этом используются стативы согласования: для управления - статив интерфейсных реле, для контроля - статив сбора информации.

Для управления стрелочным электроприводом воспользуемся типовой пятипроводной схемой управления с электродвигателем переменного тока (рис. 3). Перевод стрелки производится без контроля контактами реле свободности стрелочной секции и замыкания стрелки в маршруте, так как эти условия проверяются средствами УВК РА. Управление схемой осуществляется УВК при помощи интерфейсных реле ПУИ и МУИ, подключенных к выходам модулей вывода МВУ, а контроль положения стрелки - контактами реле ОК и ППС, подключенными к входам модулей ввода МСИ (через разъемы УВК).

В случае применения Пульта аварийного управления перевод стрелки осуществляется при помощи кнопочных реле АПУ и АМУ, а контроль положения стрелки - контактами реле ПК и МК [1].

Рис. 3. Схема управления стрелкой

4. Схема управления светофором

Схема управления огнями входного светофора выполнена в соответствии с типовыми материалами для проектирования 410002 *альбом ЭЦ-12-2000), с центральным питанием ламп и резервным для красного и пригласительного огней от местной аккумуляторной батареи.

Схема управления огнями входного светофора (рис. 4) строится с помощью: основного сигнального реле ЗС; реле мигающего сигнала МГС; главного маршрутного реле ГМ; реле пригласительного сигнала ПС.

Рис. 4. Схема управления огнями светофора

В ЭЦ-ЕМ управление огнями светофоров осуществляется при помощи интерфейсных реле СИ, ЗСИ, МГСИ, ГМИ, ПСИ по команде из УВК, в котором проверяются все зависимости электрической централизации.

Интерфейсные реле светофоров предназначены для управления соответствующими сигнальными реле С, ПС, МГС, ЗС и главным маршрутным реле ГМ соответствующего светофора [1].

5. Фазочувствительная рельсовая цепь

Рельсовой цепью (РЦ) называется устройство, состоящее из некоторой длины рельсовой линии, которая используется для передачи электрических сигналов, и аппаратуры, подключаемой к ней в начале (питающие приборы) и конце (приемники, путевые реле).

В системах железнодорожной автоматики и телемеханики СЖАТ РЦ выполняют важные и ответственные функции по обеспечению безопасности движения поездов:

*Определяют свободность или занятость отдельных участков пути подвижным составом;

*Контролируют полный разрыв (излом) рельсов;

*Служат в качестве телемеханического канала передачи информации.

Режимы работы РЦ:

Нормальный - РЦ исправна и свободна. При этом путевое реле включено.

Шунтовой - РЦ исправна и занята, путевое реле выключено.

Контрольный - РЦ неисправна, путевое реле выключено.

Режим АЛС - РЦ исправна и занята, путевое реле выключено.

Режим короткого замыкания - РЦ исправна и занята, колесная пара или локомотив находятся над источником питания.

Три первых режима (нормальный, контрольный и шунтовой) характеризуют условия работы путевого приемника; режим АЛС - условия работы локомотивного приемника; режим короткого замыкания - условия работы генератора или источника питания.

На железных дорогах страны применяется большое количество РЦ, тип которых зависит от целого ряда факторов. К этим факторам относятся:

-область применения: перегон, станция, переезд, сортировочная горка;

-вид тяги поездов: тепловозная, электрическая постоянного и переменного токов;

-род сигнального тока: переменный низких частот (25, 50, 60, 75, 83, 100 Гц), переменный тональных частот (100…3000 Гц);

-схема канализации тягового тока: двухниточная с дроссель-трансформаторами и однониточная с тяговыми соединителями;

-режим питания: непрерывный, импульсный, кодовый;

-метод защиты от влияния смежных РЦ: схемный, фазовый, гетеродинный;

-способ защиты отдельных участков пути: изолирующие стыки, электрические стыки, и др. СП

Для контроля состояния станционных приемоотправочных и стрелочных участков пути при всех видах тяги широкое распространение получили фазочувствительные рельсовые цепи, обладающие повышенной помехозащищенностью. На участках с электротягой переменного тока применяются двухниточные РЦ с двумя дроссель-трансформаторами и фазочувствительным путевым реле типа ДСШ-16 (ДСШ-13) (рис. 3.3)

Фазочувствительные РЦ переменного тока 25 Гц применяют с дроссель-трансформаторами типа ДТ-1-150, ДТ-1-250, ДТ-1-300 (одиночные) или 2ДТ-1-150, 2ДТ-1-250, 2ДТ-1-300 (сдвоенные - совмещенные в одном корпусе) и путевыми реле типа ДСШ-13 или ДСШ16. Первая цифра за буквами в обозначении ДТ соответствует сопротивлению основной обмотки току, частотой 50 Гц, а вторая - характеризует номинальную величину тока, протекающего по каждой полуобмотке. Недостатки этих дроссель-трансформаторов проявляются в необходимости заполнять их корпус трансформаторным маслом в целях обеспечения отвода тепла от обмоток при прохождении по ним тягового тока. В настоящее время выпускаются следующие модернизированные сухие дроссель-трансформаторы: ДТ-1М-150, ДТ-1М-300, 2ДТ-1М-150, 2ДТ-1М-300.

Рельсовые цепи могут дополняться аппаратурой для кодирования ее как с питающего, так и с релейного конца. Рельсовая цепь получает питание от двух преобразователей частоты: ПП и ПМ типа ПЧ-50/25.

На питающем и релейном концах устанавливаются дроссель-трансформаторы с коэффициентом трансформации n = 3, обеспечивающие пропуск тягового тока в обход изолирующих стыков, а сигнального - в пределах контролируемого участка пути.

На релейном конце РЦ устанавливается изолирующий трансформатор ИТ типа ПРТ-АУЗ, с коэффициентом трансформации n = 18,3. Коэффициентами трансформации дроссель-трансформаторов, изолирующего и питающего трансформатора, осуществляется согласование большого входного сопротивления аппаратуры питающего и релейного концов с низким входным сопротивлением рельсовой линии.

Защита РЦ от перегрузок и токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями многократного действия типа АВМ-2 на номинальный ток 5 А, устанавливаемыми в путевых ящиках ПЯ. При асимметрии тяговых токов в рельсовых нитях ниже нормативных значений (4 %) в дополнительные обмотки ДТ индуктируются токи меньше значений порога срабатывания АВМ. Они замыкаются на питающем конце через внутреннее сопротивление источника питания, а на релейном конце - через защитный блок ЗБ-ДСШ, не нарушая нормальную работу рельсовой цепи. Если асимметрия тягового тока превышает нормативные значения (15 А - для ДТ-1-150), то АВМ-2 отключает аппаратуру питающего и релейного конца от рельсовой линии.

Защитный блок ЗБ-ДСШ представляет собой последовательный колебательный контур, настроенный в резонанс напряжений на частоту тягового тока 50 Гц и имеет минимальное сопротивление 24 Ом для тока этой частоты. Путевой элемент реле ДСШ на частоте 50 Гц оказывается зашунтированным низким сопротивлением фильтра.

Практически реле типа ДСШ не реагируют на токи асимметрии, если частота их отличается хотя бы на 5 Гц от частоты тока в местном элементе. Защитный блок-фильтр ЗБ-ДСШ устанавливается только для того чтобы устранить дребезг сектора реле.

Рис. 5. Схема фазочувствительной рельсовой цепи 25 Гц

Регулируется РЦ изменением напряжения на вторичной обмотке путевого трансформатора ПТ (ПРТА-АУЗ) выводами, с использованием регулировочных таблиц [13]. Контроль короткого замыкания изолирующих стыков обеспечивается чередованием мгновенных полярностей напряжения питания смежных РЦ путем переключения вторичных обмоток путевых трансформаторов ПТ на 180о.

Резисторы Rп1, Rп2, совместно с соединительными проводами r_сп, выполняют функцию ограничителя тока при нахождении подвижной единицы на питающем конце РЦ. Их суммарное сопротивление должно быть равным 2,2 Ом, чем обеспечивается шунтовая чувствительность рельсовой цепи. На релейном конце сопротивление Rп1, совместно с соединительными проводами r_ср, должны в сумме составлять 0,5 Ом для обеспечения шунтовой чувствительности рельсовой цепи.

6. Построение схематического плана станции

На однониточном плане станции показываются:

?приемо-отправочные пути,

?стрелки,

?светофоры,

?пост централизации,

?релейные и батарейные шкафы

?изолирующие стыки.

Приводится специальная нумерация путей, а также нумерация стрелок, светофоров, стрелочных и путевых секций.

Пути на станциях делятся на главные, являющиеся, как правило, продолжением путей перегона; приемо-отправочные - для приема и отправления поездов; погрузочно-выгрузочные; выставочные - для отстоя обработанных вагонов; ходовые, вытяжные и улавливающие тупики. Пути нумеруются арабскими цифрами по порядку, начиная от пассажирского здания и по направлениям.

Стрелки на однониточном плане показываются в положении, соответствующем преимущественному направлению движения поездов. Нумерация стрелок производится в порядке возрастания со стороны прибытия четных поездов - четными номерами, а со стороны прибытия нечетных поездов - нечетными номерами. Стрелкам, расположенным вдоль «стрелочных улиц» присваиваются номера в порядке возрастания (1,3,5,7) также, как и стрелкам съездов (5/7, 2/4).

На однопутных линиях станции, имеющие до шести путей, должны допускать прием поездов обоих направлений. Такие пути называются обезличенными. При наличии на станции большего числа путей, часть из них может быть специализирована для определения направлений, а главный путь остается обезличенным[10].

7. Построение схематического плана станции в двухниточном исполнении

Построение двухниточного плана следует начать с вычерчивания схемы станции в двухниточном изображении. С однониточного на двухниточный план переносятся основные изолирующие стыки, отделяющие одну рельсовую цепь (РЦ) от другой. Каждая стрелка разветвленной РЦ оборудуется дополнительными изолирующими стыками (ДИС) для того, чтобы исключить короткое замыкание между рельсовыми нитями через крестовину.

При установке ДИС участки пути на съездах и ответвлениях не контролируются сигнальным током и при вступлении поезда не создается шунтовой эффект данной РЦ. Поэтому, при подаче питания в одно из ответвлений РЦ устанавливается стрелочный соединитель (СС). ДИС на стрелочном переводе между остряками и крестовиной, как правило, располагается на ответвлении от кодируемого направления, поскольку частая их установка по кодируемому пути приводит к сбоям в работе АЛС. При кодировании главных и боковых путей изолирующие стыки устанавливаются в направлении более низкой скорости.

На всех не обтекаемых током РЦ ответвления стрелочных изолированных участков обязательной является установка дублирующих стыковых соединителей. Они также размещаются на главных и боковых путях станции, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов. Допускаются не обтекаемые током ответвления РЦ стрелочных участков (на двухниточном плане отмечаются пунктиром) спаренных стрелок, стрелок предохранительных тупиков при длине ответвления не более 60 м от центра перевода до стыка. А также сортировочных парков и путей, по которым производятся только маневровые передвижения, а также негабаритные ответвления одиночных стрелок, за исключением случая установки в створе со стыками маневровых светофоров.

Обеспечение безопасности движения поездов на станциях достигается, если большая часть стрелочных и путевых участков обтекаются сигнальным током и контролируются путевыми реле. Контроль обтекания током РЦ параллельных ответвлений участков осуществляется установкой дополнительных путевых реле. Установка реле является обязательной для секций, примыкающих к приемо-отправочным путям. Длины ответвлений участков по условиям регулировки напряжений на путевых реле не должны отличаться друг от друга более чем на 200м, считая от точки разветвления до конца ответвления. Число путевых реле в разветвленной РЦ не должно превышать трех. На съездах путевые реле не устанавливаются

8. Блочная маршрутно-релейная централизация

Особенности ЭЦ крупных станций

В технологическом процессе крупной станции к устройствам централизации предъявляются более серьезные требования, чем на малых станциях.

Первое различие касается того, каким образом лучше производить установку маршрута.

На малых станциях маршрут устанавливается раздельным управлением стрелками и сигналами. Стрелочной рукояткой или кнопкой устанавливаются стрелки по маршруту, а затем нажимается соответствующая сигнальная кнопка.

На крупных станциях число стрелок в маршруте может быть больше 10-- 15. Установка столь сложных маршрутов путем индивидуального перевода стрелок требует большого числа манипуляций на пульте управления, при выполнении которых легко допустить ошибку, что может привести к существенным задержкам в движении поездов.

На крупных станциях необходим такой способ управления, при котором перевод стрелок и открытие сигналов происходили бы автоматически при нажатии минимального числа кнопок на пульте управления.

Наиболее простое решение -- устанавливать маршрут нажатием одной кнопки. При этом число кнопок для каждого сигнала равно числу маршрутов, которые начинаются от этого сигнала. При таком решении число маршрутных кнопок равно числу маршрутов на данной станции. Для каждого маршрута требуется одно управляющее реле, контактами которого замыкаются управляющие цепи перевода стрелок и цепь открытия сигнала. Преимуществом данного технического решения является простота электрических схем и малый расход реле. К недостаткам следует отнести большое число кнопок управления. Аппараты управления на крупных станциях

Для управления стрелками и сигналами предусматриваются аппараты управления:

-пульт-табло;

-пульты с выносным табло;

-маневровые пульты;

-маневровые колонки.

На малых станциях однопутных линий применяют упрощенные пульты с точечной индикацией. На пульт нанесена схема путей, размещены кнопки управления и индикаторные лампочки. На схеме станции указаны номера стрелок и путей, границы изолированных участков, наименование подходов. Расположение светофоров обозначено изображением их повторителей.

Для уменьшения числа одновременно горящих лампочек повторители выходных светофоров имеют только зеленые лампочки, которые загораются при открытии светофоров, повторители входных светофоров -- три лампочки: красная, которая загорается при красном огне; зеленая - при любом разрешающем показании светофора; белая -- сигнализирует о включении пригласительного огня.

На изолированных секциях схемы путей имеют по одной белой лампочке, которая загорается при занятии соответствующего участка.

Для каждого подхода к станции установлены три сигнальные кнопки: отправления -- для открытия выходных сигналов, приема -- для открытия входного сигнала и пригласительная -- для включения пригласительного огня входного светофора.

Стрелочные кнопки и лампочки контроля положения остряков расположены в нижней половине пульта. Если стрелка установлена в плюсовое положение, горит зеленая лампочка над плюсовой кнопкой; если в минусовое положение -- желтая лампочка над минусовой кнопкой. Если остряки стрелки не доводятся до крайнего положения, то обе контрольные лампочки не горят и звонит звонок взреза.

Блоки маршрутного набора

Реле маршрутного набора размещаются в малых блоках.

Наборная группа реле БМРЦ выполняет следующие функции:

-фиксирует и запоминает действия ДСП (нажатие кнопок) при задании и отмене маршрута, искусственной разделке и т. п.;

-обеспечивает в соответствии с набираемым маршрутом перевод стрелок;

-определяет категорию и направление маршрута.

Для выполнения этих задач в БМРЦ используются 8 типов блоков маршрутного набора.

Для фиксации действий ДСП используются следующие типы блоков:

-НПМ -- схемный узел поездного светофора или поездного совмещенного с маневровым, входного светофора и маневрового с участка пути за входным, а также конечной поездной кнопки. Управляет блоками исполнительной группы типов Bl, BII, Bill, Вд и Ml 11;

-HMI -- схемный узел одиночного маневрового светофора в горловине станции (расположенный между двумя стрелочными секциями). Управляет блоком Ml исполнительной группы;

-HMIД -- дополнительный, устанавливается на каждые 6 блоков HMI, так как схемный узел одиночного маневрового светофора требует 7 реле, а в блоке HMI помещается только 6;

-НМ МП -- схемный узел маневрового светофора из тупика, одного из двух маневровых светофоров, установленных в створе или с участка пути. Управляет исполнительным блоком типа Ml I или Ml II;

-HMI I АП -- схемный узел второго маневрового светофора, стоящего в створе или с участка пути. Управляет исполнительным блоком типа Ml I или Ml 11.

Для перевода стрелок используются следующие типы блоков:

-НСОх2 -- управляет двумя одиночными стрелками;

-НСС -- управляет спаренными стрелками.

Для определения категории и направления маршрута используется блок типа НН -- блок реле направления, устанавливается один основной и один резервный на всю станцию.

При построении схем для ликвидации обходных цепей предусмотрен блок диодный штепсельный типа БДШ-20, в котором находятся 20 диодов.

Блоки исполнительной группы

Исполнительная группа реле выполняет функции установки, замыкания и размыкания маршрутов. Каждый узел путевого развития станции (светофор, стрелка, участок пути) имеет свой специализированный блок. Всего в исполнительной группе 12 разных типов блоков:

-BI -- блок выходного светофора -- осуществляет управление выходным светофором на одно направление и обеспечивает сигнализацию: красный, желтый, зеленый и белый огни;

-BII -- блок выходного светофора -- управляет выходным светофором на два направления и обеспечивает сигнализацию: красный, желтый, зеленый, два желтых или два зеленых, белый огни;

-Bill -- блок выходного светофора -- управляет выходным светофором с четырехзначной сигнализацией и обеспечивает сигнализацию: красный, желтый, зеленый, желтый с зеленым и белый огни;

-ВД -- дополнительный блок выходного светофора -- применяется совместно с блоками В1, ВМ иВШ, а также для управления входным светофором;

-Вх и ВхД -- блоки входного светофора -- применялись ранее для управления огнями входного светофора при центральном питании разрешающих ламп. В настоящее время в схемных решениях эти блоки не используются в связи с переходом на местное питание всех ламп. Для управления входным сигналом служат блок ВД и часть реле, устанавливаемая свободным монтажем;

-Ml -- блок маневрового светофора -- управляет одиночным маневровым

светофором, расположенным на границе двух стрелочных участков;

-Mil -- блок маневрового светофора -- управляет маневровым светофором, стоящим в створе, или светофором из тупика;

-Ml 11 -- блок маневрового светофора -- управляет маневровым светофором с приемо-отправочного пути или с изолированного участка пути;

-П -- блок приемо-отправочного пути -- контролирует состояние приемоотправочного пути и исключает лобовые маршруты;

-УП -- блок бесстрелочного путевого участка в горловине станции -- осуществляет секционирование маршрутов по границе участка, обеспечивая все зависимости по установке маршрута, контролю последовательного проследования поезда и искусственной разделке, исключает установку лобовых маневровых маршрутов на участок;

-СП -- блок стрелочного путевого участка -- осуществляет секционирование маршрутов по границе участка, обеспечивая все зависимости по установке маршрута, замыканию стрелок, контролю последовательного проследования поезда и искусственной разделке;

-ПС -- блок стрелочный пусковой -- содержит два комплекта аппаратуры двухпроводной схемы управления стрелкой и осуществляет пуск и контроль стрелочного электропривода. При батарейной системе питания устройств ЭЦ контрольная цепь питается рабочим напряжением 110 В, ив этом случае используется блок типа ПС-110. При безбатарейной системе в контрольной цепи используются рабочее напряжение 220 В и блок ПС-220. Эти блоки полностью идентичны и различаются только схемой включения изолирующего трансформатора;

-С -- стрелочный блок -- устанавливается на каждую централизованную стрелку и контролирует ее положение тремя реле ПК, МК и ВЗ.

Принципиальные схемы блоков наборной группы приведены в Прил. 2.

Схемы исполнительной группы реле размещаются в больших блоках, за исключением блока типа С.

В наименовании блоков используются цифры, например СП-62, СП-65 или СП-69, которые указывают на год внесения в схему изменений.

Схема контрольно-секционных реле

Схема контрольно-секционных реле является общей для поездных и маневровых маршрутов. Она строится по плану станции путем последовательного соединения между собой реле КС всех блоков.

9. Эволюция сигнализации на железнодорожном транспорте

В середине XIX века красный цвет разрешал движение поездов. История сигнальных устройств на Российских железных дорогах насчитывает 175 лет. Чуть раньше, чем в нашей стране, сигналы появились в Великобритании.

Потому что без свистка...

На заре существования железных дорог движение на них происходило с незначительной скоростью, и надежной гарантией безопасности движения являлось точное соблюдение установленного расписания. Однако уже на открытии линии Ливерпуль - Манчестер произошел несчастный случай. Один из членов парламента, ярый сторонник сооружения железной дороги, решил обменяться рукопожатием с герцогом Веллингтоном, сидевшем в вагоне, и попал под двинувшийся состав. Локомотив в то время не подавал сигналы.

«Отец» английских железных дорог Джордж Стефенсон вынужден был задуматься над необходимостью применения каких-либо сигналов, без которых невозможно говорить о безопасности железнодорожного движения. По его указанию были введены сигналы, которые подавали сторожа: днем - флажками, ночью - ручными фонарями. Машинистам выдали рожки, которые в 1835 году заменили паровыми свистками.

Все цвета сигнализации.

Вскоре после открытия движения на Николаевской железной дороге в ноябре 1851 года, шары, предназначенные для указания отправления поезду, были заменены на диски, располагавшиеся на вокзальных зданиях (станции I и II классов) или на водоемных зданиях (станции III класса). Если диск был развернут вдоль стены (с поезда не различим), то отправление запрещалось. Разворот диска поперек пути (хорошо виден из паровоза) означало разрешение отправления (сквозной проход). Диски окрашивались в красный (со стороны поезда) либо зеленый (с противоположной стороны) цвета. Ночью они подсвечивались фонарем. В 1872 году были изданы «Единые правила о сигналах», которых обязали придерживаться все железные дороги. Это было вызвано тем, что железные дороги закупали разные системы сигнализации, поэтому, скажем, в Мге и на Полтавщине сигналы и сигнальные приборы отличалась друг от друга.

До появления ламп накаливания желтый цвет как сигнальный на железной дороге не использовался, потому как из паровоза было невозможно отличить желтый свет от неокрашенного света керосинового фонаря. После 1936 года стекла сигнальных фонарей стали изготавливать не красного и зеленого цветов, а красного и желтого. В связи с массовым применением ламп накаливания в сигнальных приборах были дополнены «Правила о сигналах», действовавшие на железных дорогах с царских времен. Был введен сигнальный желтый цвет.

Семафорная азбука.

С изобретением в 1841 году семафора стал возможен переход от движения поездов с разграничением времени к разграничению их пространством. Средствами связи служили телеграф, позже телефон.

Крупным шагом вперед в деле обеспечения безопасности движения поездов стало 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 году в Англии и примененная спустя 16 лет в России. В конце 80-х годов XIX столетия английскими инженерами Веббом и Томсоном были изобретены жезловые аппараты для регулировки движения поездов на однопутных дорогах. С 1897 года они получили распространение в Российской империи.

Семафорами оборудовались станции на участках железных дорог как с электрожезловой системой, так и полуавтоматической блокировкой. Суть этих систем - не допустить нахождения более одного поезда на перегоне. Только при электрожезловой системе семафоры были необязательны, поскольку отправление поездов производилось путем передачи машинисту жезла на право занятия перегона. При полуавтоматической блокировке перегон разрешал занимать открытый семафор.

Закрытый входной семафор запрещал прибытие поезда на станцию. Входные семафоры держали закрытыми на случай маневров или другой работы на станции, когда прибывающему поезду создавалась помеха.

Железнодорожная светофорная сигнализация -- часть сигнализации на железных дорогах и подобном рельсовом транспорте, выполненная на основе железнодорожных светофоров. Имея в целом конструктивно и внешне сходные светофоры, разные системы рельсового транспорта используют различные системы значений (показаний), то есть приказов машинисту (водителю подвижного состава), обладающих разным смыслом, и различные системы передачи показаний в виде зрительного образа. Железнодорожная светофорная сигнализация -- часть сигнализации на железных дорогах и подобном рельсовом транспорте, выполненная на основе железнодорожных светофоров. Имея в целом конструктивно и внешне сходные светофоры, разные системы рельсового транспорта используют различные системы значений (показаний), то есть приказов машинисту (водителю подвижного состава), обладающих разным смыслом, и различные системы передачи показаний в виде зрительного образа. Изначально светофорная (точнее, семафорная) сигнализация была создана для регулирования движения поездов. В первую очередь под этим подразумевалось разрешение или запрещение поезду вступать на некоторый участок пути, с целью предотвращения столкновения поездов с подвижным составом или вступления поезда на неготовый маршрут (то есть непереведённые, недопереведённые, не замкнутые стрелки, повреждённый участок пути и т. п.), а также часто просто с целью передачи поезду указания отправиться со станции в определённое время или задержаться. На основе этого развивалась далее поездная светофорная сигнализация. Поэтому самые первые, базовые показания поездной светофорной сигнализации -- «стой! проезд запрещён» и «проезд разрешён».

Также естественным образом было принято, что именно место установки светофора обозначает точку, за которую поезд не должен заезжать при запрещающем показании. Первый способ был довольно простой и дешёвый в реализации, но неудобный и дорогой в эксплуатации -- особенно при интенсивном движении. Он заключался в том, что после движения по участку без сигналов -- на большой скорости -- приближаясь к сигналу и ещё не видя его показания, машинист должен был просто снижать скорость, в соответствии с видимостью, чтобы оказаться в состоянии затормозить перед сигналом, если он окажется закрыт. Для указания того, что поезд приближается к сигналу (обычно это относилось к входным сигналам станций), использовали специальные сигнальные знаки, расставляемые на определённых расстояниях до сигнала. В немецкой и затем российской традиции они имели вид прямоугольных вертикальных белых табличек с косыми полосами (обычно чёрного цвета) числом от 1 до 3-4: табличка с 1 полосой размещалась на расстоянии тормозного пути с некоторой добавкой, а с 2, 3 и иногда 4 полосами -- перед ней, через какие-то равные промежутки, например, 100 метров. Знакомые автомобилистам дорожные знаки перед переездом совершенно характерного вида -- практически прямые потомки тех табличек, и отличаются от них разве что цветом полос и м.б. размером.

Аналогично делалось и с выходными сигналами станций, если они вообще устанавливались (разрешение на отправление на перегон часто давалось устным приказом, либо в виде записки, либо путём передачи жезла, или ручным видимым сигналом дежурного по станции). Предполагалось, что поезд в любом случае должен остановиться или хотя бы сильно сбавить скорость на станции.

Понятно, что это не подходило для всех участков и станций -- ведь многим поездам не требовалось останавливаться на станции, а лишняя потеря времени при «подползании» к входному сигналу не только увеличивала время в пути, но и снижала пропускную способность, поскольку задерживала освобождение перегона и разрешение на отправление туда следующего поезда, а также, конечно, приводила к перерасходу топлива на лишние разгоны.

Поэтому вскоре был принят и другой способ, который и является ещё одной основой большинства современных систем железнодорожной сигнализации. Он состоял в использовании предупредительных сигналов, расположенных, как и вышеописанные таблички, на расстоянии тормозного пути, при этом сами таблички часто также использовались (и используются на некоторых железных дорогах и в настоящее время), чтобы в свою очередь предупредить машиниста о приближении к предупредительному сигналу, чтобы он не пропустил его, например, во время тумана, ливня, метели. Предупредительный сигнал прямо информирует машиниста о показании основного сигнала; при этом машинист должен предполагать, что состояние основного сигнала не изменится с тех пор, как он проехал мимо предупредительного, и ещё не увидел показание основного. Конечно, на открытие основного сигнала в такой момент не накладывается никаких ограничений, и машинист должен воспринимать такую ситуацию как нормальную (хотя это и неудобство), но закрытие открытого сигнала перед поездом, хотя и возможно, но говорит о какой-то, вероятно, аварийной ситуации, и естественно, не исключает проезд поездом этого сигнала, так как тормозного пути может уже не хватить.

Очевидно, что по внешнему виду показания предупредительного сигнала должны чётко отличаться от показаний основного. Особенно отличаться должно показание, предупреждающее о запрещающем, от самого запрещающего, в то время как разрешающее и предупреждающее о разрешающем показании относительно допустимо делать и сравнительно похожими (но все-таки различаться они -- на этой стадии развития сигнализации -- обязательно должны, чтобы не создать путаницу, ведь открытый входной сигнал, например, изначально требовал тем не менее остановки на станции). Первоначально предупредительные сигналы устанавливались перед входными сигналами станций и сигналами ручных или полуавтоматических блок-постов на перегонах. Позже для обеспечения сквозного проследования через станцию без излишнего снижения скорости предупредительные сигналы стали ставить и на входе на станцию, обычно рядом или вместе с входным сигналом. Аналогично делали и на появившихся тогда системах автоблокировки -- либо отдельным предупредительным сигналом снабжался каждый основной сигнал, либо, чаще, из-за частого расположения сигналов -- практически на расстоянии тормозного пути -- предупредительный сигнал совмещался на одной мачте с предыдущим основным сигналом. Понятно, что выносить предупредительный сигнал ещё дальше за предыдущий основной было нельзя, так как это вызвало бы путаницу по поводу того, к какому сигналу относится данный предупредительный.

С распространением такой практики -- совмещения на одной мачте основного сигнала (то есть способного требовать остановки перед ним) и предупредительного сигнала для следующего основного -- стало ясно, что в отличие от отдельно стоящего предупредительного сигнала, которого поезд не достигал при закрытом предыдущем основном, необходима увязка показаний между ними, чтобы не возникало ситуации, когда при закрытом основном сигнале виден предупредительный, говорящий о том, что открыт следующий сигнал, так как этот следующий сигнал не относится к данному поезду, который просто не должен заезжать за закрытый сигнал (может быть, этот сигнал относится к идущему впереди поезду, может быть, путь за сигналом разветвляется, и при неустановленном маршруте вовсе не определено, какой же именно сигнал вообще является следующим). Хотя об этом мог бы позаботиться сам машинист, это уже вредная перегрузка его ненужной информацией, и поэтому стало принято не показывать на предупредительном разрешающее показание, когда основной сигнал на той же мачте закрыт: либо при этом показывалось показание, предупреждающее о закрытом сигнале, либо вообще некое нейтральное показание, такое, как вертикальное, спрятанное за мачту крыло семафора или погашенный огонь.

Также стало ясно, что на линиях и системах, где такая расстановка сигналов преобладает, возможно и удобно вообще полностью совместить показания этих сигналов. В результате, там, где их действительно совместили (например, на многих дорогах в США), уже основные сигналы стали давать предупредительные показания: теперь показаний основного сигнала уже 3: «Стой!», «Разрешается проезжать сигнал, следующий сигнал закрыт», «Разрешается проезжать сигнал, следующий сигнал открыт». При этом показания тех сигналов, которые по смыслу и взаимозависимости не связывались друг с другом, то есть отдельно стоящих предупредительных сигналов, и основных сигналов, не дающих информации о показании следующего основного сигнала (например, когда следующий сигнал за много километров), могли либо оставаться отличными от новых совмещённых сигналов, либо унифицировались с ними в соответствии со здравым смыслом, а отличие оставалось только во внешнем оформлении или маркировке сигнала.

В тех системах сигнализации, где это было сделано, стало возможным так же вводить более дальнее предупреждение о закрытом сигнале -- уже не на следующем, а через один сигнал (и в принципе даже далее), просто вводя ещё одно показание, а не увеличивая число самих сигналов на одной мачте. Это даёт возможность либо увеличить скорость, не меняя в целом расстановку сигналов, либо при неизменной скорости поездов уменьшить почти в 2 раза длину блок-участков (расстояние между сигналами), одновременно несколько уменьшив (практически -- примерно в 1,4 раза при относительно свободном движении и более, чем в 1,5 раза при стеснённом движении) минимально возможный межпоездной интервал. Таким образом, в этом аспекте можно системы светофорной/семафорной сигнализации разделить на 2 принципиально различных типа -- с сохранением отдельных предупредительных сигналов, установленных при основных сигналах, и с объединёнными показаниями.

Однако, кроме указания о запрещении/разрешении проезда вообще, выяснилось, что машинист нуждается также в информации о допустимой скорости движения. При этом речь идёт не просто о неких постоянных ограничениях скорости на определённом участке, о которых машинист должен знать и помнить и без сигналов, и которые, как правило, обозначаются какими-то постоянными знаками вдоль пути, и не временных, при которых машинист также должен быть информирован заранее, а об ограничениях скорости, определяемых тем, какой маршрут установлен для поезда. Наиболее часто речь идёт о различии между проследованием стрелочного перевода по прямому направлению и по отклонению. На ширококолейных железных дорогах допустимая скорость проследования по отклонению через большинство стрелочных переводов установлена от 20 до 50 км/ч, в то время как скорость движения по главному пути намного больше. Фактически в наше время тормозной путь, необходимый для снижения скорости с установленной для главного пути, до скорости проследования по отклонению, мало отличается от тормозного пути для остановки, а требование снижения скорости также критично для безопасности движения.

При выполнении этой задачи в разных системах сигнализации пошли разными путями, из-за чего эти системы принято различать ещё по одному признаку -- скоростная либо маршрутная сигнализация (в англ. приняты словосочетания route signalling и speed signalling), а также различные другие варианты, которые нельзя считать чисто скоростными или чисто маршрутными.

Основная идея чисто маршрутной сигнализации: сигналы, кроме показаний, рассмотренных выше, которые остаются принципиально неизменными, в тех случаях, когда находятся на приближении к разветвлению, имеют дополнительные показания, точно указывающие машинисту маршрут, по которому будет направлен поезд, а машинист, исходя из этого и зная допустимые скорости для всех возможных маршрутов, определяет свои дальнейшие действия. Часто маршрутов оказывается очень много, и может указываться не конкретный полный маршрут, а какая-то группа маршрутов, которая тем не менее реально (топологически) существует и скорость по которым до некоторых точек в принципе одинакова. Соответственно, в рамках этой концепции указание точного маршрута было бы необходимо на расстоянии по крайней мере тормозного пути до точки, где начинает различаться допустимая скорость, с повторением на каждом сигнале после первого указания.

Идея чисто скоростной сигнализации -- собственно сигнал не имеет показаний, указывающих конкретный маршрут, но указывает конкретную скорость, с которой допускается движение за ним. Чаще всего в таких системах указание скорости объединяется с основным сигналом, так что запрещающее показание оказывается естественной самой низкой, нулевой ступенью скорости, выше которой идут другие -- разрешающие движение ступени, вплоть до т. н. установленной скорости. Соответственно, и в показание предупредительного сигнала вводятся аналогичные ступени, а если предупредительные и основные (а то и более дальние предупредительные) показания объединены, то все это объединяется в единое показание. Поэтому в таком случае сравнительно сложных показаний может быть уже довольно много. Однако при этом эти показания могут быть довольно лёгкими в восприятии.

В некоторых случаях, например, в Великобритании, использовали и другой способ: хотя показания сигналов оставлялись неизменными при любом маршруте, а маршрутный указатель устанавливался только на сигнале непосредственно перед разветвлением, при приёме по отклонению этот сигнал открывали только при приближении поезда на небольшое расстояние, чем гарантировалось, что машинист снизит скорость перед ещё закрытым сигналом. Также в Великобритании использовались различные другие вариации этого способа, более или менее эффективные.

10. Общая характеристика, история современной системы сигнализации

По мнению многих людей, классифицирующих системы железнодорожной сигнализации на маршрутные и скоростные, советская система не может быть отнесена строго ни к тому, ни к другому типу. В основном это связано с тем, что эта система развивалась в несколько этапов, используя опыт разных принципиально различных систем, но при достаточно глобальных реформах всей сигнализации по каким-то причинам оставались некоторые «реликтовые» сигналы и значения сигналов, совершенно не вписывающиеся в современную основную концепцию -- здесь будут конкретные указания на такие сигналы. Основными источниками идей и конкретной символики светофорных показаний, на основе которых развивалась советская система сигнализации, видимо, следует считать некоторые традиционные немецкие (вместе с австрийскими и швейцарскими) семафорные системы сигнализации, на основе которых была создана в своё время и семафорная сигнализация в дореволюционной России, и традиционные североамериканские (США) системы сигнализации, откуда было, очевидно, взято оформление автоблокировки, вместе с многими её характерными чертами и внешним видом показаний.

...