Системы регулирования движения на железнодорожном транспорте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Контрольная работа

по дисциплине: "Приборы и методы контроля качества и диагностики подвижного состава"

Выполнил: студент гр. ДН-ОБД-8429

Делеско И.А.

Проверил: Матяш Ю.И.

Омск-2012 г.

Содержание

Введение

1. Назначение и виды раздельных пунктов

2. Путевые устройства железнодорожной автоматики

2.1 Оптические датчики

2.2 Пьезометрические датчики

3. Автоматизированные системы локомотивной сигнализации

3.1 Полуавтоматическая блокировка

3.2 Автоматическая блокировка

4. Механизация и автоматизация работы сортировочных горок

4.1 Парковые замедлители

5. Комплекс технической диагностики

6. Система слежения

Список литературы

Введение

Системы регулирования движения на железнодорожном транспорте используется на перегонах и станциях. Эти системы позволяют увеличить пропускную и провозную способность железных дорог, эффективность использования всех технических средств железнодорожного транспорта, особенно локомотивов и вагонов, повысить перерабатывающую способность сортировочных и грузовых станций, безопасность движения поездов, а также улучшить условия труда работников, связанных с движением поездов.

Основными системами регулирования движения поездов являются автоблокировка, электрическая и диспетчерская централизация, а также средства автоматики сортировочных горок. Внедрение устройств автоблокировки и диспетчерской централизации повышает пропускную способность однопутных участков на 50…60%, двухпутных - в 3-5 раз, а оборудование станций электрической централизацией увеличивает пропускную способность станции на 50…70%.Участковая скорость при этом на однопутных линиях возрастает на 10…30%,на двухпутных - на 20-30%. Кроме того, на каждые 100 км пути высвобождается 45-55 человек. Оборудование сортировочных станций средствами механизации и автоматизации производственных процессов увеличивает перерабатывающую способность сортировочных горок на 20..30%.

Внедрение автоматических систем регулирования движения поездов в России началось с 1930-х годов. Системы автоблокировки нашли широкое применение на двух- и однопутных линиях участков с автономной и электрической тягой.

С 1946 года для регулирования движения поездов на станциях стали применять электрическую централизацию релейного типа. Затем была разработана и введена в эксплуатацию маршрутно-линейная централизация МРЦ, которая резко сократила время приготовления маршрута и существенно облегчила работу ДСП. Совершенствование этой системы привело к созданию блочной маршрутно-линейной централизации БМРЦ, которая с 1960 года стала типовой для крупных станций.

В настоящее время ведутся разработки и внедрение микропроцессорных систем электрической централизации, которые позволят реализовать функции автоматизации задания маршрутов управления и контроля за объектами на станции, уменьшить материалоемкость системы и затраты на монтажные работы, использовать автоматизированные рабочие места дежурного по станции АРМ-ДСП и дежурного электромеханика АРМ-ШН. Микропроцессорные системы ЭЦ уже введены в постоянную эксплуатацию на станциях Шоссейная и Калашниково Октябрьской железной дороги.

Для диспетчерского руководства движением поездов получила распространение диспетчерская централизация ДЦ. С ее помощью обеспечиваются телеуправление стрелками и сигналами ряда промежуточных станций и контроль за ними с одного диспетчерского поста.

Первая система ДЦ была введена в эксплуатацию в 1936 году на однопутном подмосковном участке Люберцы - Куровская. Система ДЦ постоянно совершенствовалась в части быстродействия и емкости передаваемой информации по управлению объектами и контролю за ними.

Большое значение для регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте имеют устройства проводной и радиосвязи. Устройства связи позволяют вести оперативное управление и координировать работу подразделений железнодорожного транспорта. Сеть железных дорог оборудована поездной диспетчерской связью, а также дорожной диспетчерской связью, магистральной и дорожной связью совещаний. Кроме того, широкое применение получили участковая избирательная телефонная связь, многоканальные системы передачи и автоматизация местной связи. Вся первичная сеть связи как основа цифровой системы связи организуется по волокно-оптическим и радиорелейным линиям связи, а также линиям системы спутниковой связи.

В перспективе предполагается их модернизировать, а технологическая сеть радиосвязи будет организована с помощью цифровой сети подвижной связи на базе разрабатываемой сотовой системы GSM-R.

1. Назначение и виды раздельных пунктов

Раздельные пункты на железнодорожных линиях включают в себя разъезды, обгонные пункты, станции (раздельные пункты с путевым развитием), а также путевые посты, проходные светофоры при автоблокировке и на границах блок-участков при автоматической сигнализации, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи. Раздельные пункты обеспечивают пропускную способность (скрещение и обгон поездов) и необходимые технические операции по эксплуатации, ремонту и содержанию подвижного состава. Кроме того, на раздельных пунктах осуществляют грузовые операции, посадку и высадку пассажиров, а на крупных станциях формируют и расформировывают поезда, размещают устройства путевого, локомотивного, вагонного и других хозяйств МПС.

Различают раздельные пункты:

не имеющие путевого развития - путевые посты, проходные светофоры, границы блок-участков при автоматической локомотивной сигнализации, применяемой как самостоятельное средство связи по движению поездов;

имеющие путевое развитие - разъезды, обгонные пункты, станции.

Разъезды устраивают на однопутных железных дорогах. Их основное назначение - обеспечить возможность скрещения встречных и обгона попутных (следующих с различными скоростями) поездов. На разъездах, кроме главного, расположены в зависимости от интенсивности движения 1-2 приемоотправочных пути. На однопутных линиях с двухпутными вставками, на которых можно реализовать безостановочное скрещение поездов, роль раздельных пунктов выполняют участки для безостановочного скрещения поездов.

Обгонные пункты размещают на железных дорогах с двумя (и более) главными путями. Их функция состоит в обеспечении обгонов поездов и переводов их в необходимых случаях с одного главного пути на другой. Путевое развитие обгонных пунктов включает до 4 приемоотправочных путей и съезды.

Станции на железных дорогах в зависимости от назначения разделяют на промежуточные, участковые и специализированные (грузовые, пассажирские, сортировочные, объединенные и др.).

Промежуточные станции, наряду со скрещением и обгоном поездов, позволяют осуществлять посадку и высадку пассажиров, прием и выдачу грузов, маневровые операции по прицепке и отцепке вагонов сборных поездов, обслуживание подъездных путей к примыкающим предприятиям.

Участковые станции, кроме названных выше функций раздельных пунктов, предназначены для смены локомотивных бригад и локомотивов, технического осмотра, ремонта и экипировки подвижного состава, формирования и расформирования участковых и сборных поездов, обслуживающих прилегающие участки дороги. На участковых станциях размещают устройства различных служб МПС - дома отдыха бригад, экипировочные устройства, пункты технического обслуживания локомотивов и вагонов. Из подразделений, связанных с путевым хозяйством, здесь могут быть расположены депо для путевых машин, локомотивов прямого международного сообщения, мастерские дистанции пути и др.

Сортировочные станции выполняют работу по сортировке вагонов и формированию из них всех категорий поездов в соответствии с действующим планом формирования; осуществляют операции по пропуску поездов без переработки и с частичной переработкой, техническое обслуживание и ремонт вагонов, технический и коммерческий осмотр.

Размещение раздельных пунктов выполняют исходя из обеспечения расчетной пропускной способности, удобств обслуживания района прохождения железной дороги, а также с учетом выполнения технических операций по эксплуатации подвижного состава и постоянных устройств. Кроме этого, принимают во внимание топографические, инженерно-геологические и другие природные местные условия, а крупные станции, нуждающиеся в многочисленном обслуживающем персонале, целесообразно размещать в больших населенных пунктах. Специализированные станции (сортировочные, грузовые, пассажирские) размещают в местах образования и прибытия грузо- и пассажиропотока.

Влияние положения раздельных пунктов на пропускную способность особенно существенно для однопутных железных дорогах. На дорогах III и IV категорий размещение разъездов и промежуточных станций осуществляют (в соответствии с СТН Ц-01-95) исходя из условия обеспечения потребности грузовых и пассажирских перевозок 10-го года эксплуатации при комплексном выборе технических параметров ж. д. линии. На дорогах I и II категорий, если не предусматривается в течение ближайших 15 лет переустройство их в двухпутные, расчетная пропускная способность и тип локомотива должны быть указаны в задании на проектирование. При этом должны быть учтены общесетевые интересы (унификация наиболее важных технических параметров, оборонное значение участка новой железной дороги и др.). Размещение раздельных пунктов выполняют для параллельного графика при движении грузовых поездов расчетной весовой нормы с остановками. На особо грузонапряженных линиях, скоростных и двухпутных железных дорогах I категории промежуточные станции и обгонные пункты размещают с учетом соотношения скоростей и размеров движения грузовых и пассажирских поездов, величины межпоездного интервала, необходимого уровня надежности поездной работы и условий ремонта пути и других устройств. Во всех случаях раздельные пункты должны быть размещены не реже, чем через 35-40 км, что определяется возможностью оперативного реагирования на необходимость ремонта постоянных устройств в наиболее удаленных точках перегона. Перегоны между раздельными пунктами должны быть, по возможности, идентичны по времени хода. Особенно жестким это требование является для размещения осей участков безостановочного скрещения поездов.

Методы размещения раздельных пунктов по расчетной пропускной способности, регламентируемой нормами проектирования, определяют наибольшие расстояния между раздельными пунктами; одновременно допускается технико-экономическое обоснование более коротких перегонов. Возможно и этапное (очередное) открытие раздельных пунктов на новых железнодорожных линиях. При этом провозная способность 1-й очереди должна обеспечить потребные размеры перевозок 5-го года эксплуатации.

Проходные светофоры размещают при автоблокировке (раздельные пункты без путевого развития) по заданному расчетному межпоездному интервалу с последующей проверкой тормозных путей грузовых и пассажирских поездов, следующих на различные показания светофоров при соблюдении безопасности движения. Величина межпоездного интервала составляет 6-12 мин. Наряду с этим расстояния между проходными светофорами (длины блок-участков) должны быть согласованы с протяженностью рельсовых цепей бесстыкового пути, а также с длиной уверенного прохождения сигнала автоблокировки по рельсовым цепям. Положения светофоров и изолированных стыков по обоим направлениям движения должны быть максимально приближены друг к другу и проверены по условиям видимости сигналов.

Путевые посты размещают на наиболее трудных по времени хода перегонах участка при полуавтоблокировке или в условиях ограниченной видимости. Сокращение длины перегона позволяет увеличить пропускную способность линии в первом случае и обеспечить необходимую безопасность движения во втором случае.

Путевое развитие раздельных пунктов включает: главные пути в пределах его границ; станционные пути (приемоотправочные, сортировочные, погрузочно-выгрузочные, вытяжные, деповские, соединительные и др.); пути специального назначения. К специальным путям относят: подъездные пути и ветви к предприятиям, карьерам и складам; предохранительные тупики, предупреждающие выход подвижного состава на поездные маршруты в пределах станции; улавливающие тупики, ограждающие перегон и станцию от выхода на них поезда или его части после потери управления на затяжных спусках, примыкающих к раздельному пункту. Кроме того, на станциях имеются съезды, позволяющие переключать движение с одного пути на другой, а также тупики, принадлежащие различным хозяйствам МПС. Группы путей одного назначения объединяют в парки: приемоотправочные, сортировочные, технические и др. Существуют различные схемы размещения путей в парках, отличающиеся расположением путей и конструкцией горловин.

Пути на раздельных пунктах должны располагаться на определенных междупутных расстояниях, обеспечивающих удобное и безопасное выполнение своих обязанностей работниками станций и других хозяйств, расположенных на данном раздельном пункте. Эти расстояния составляют 3600-7650 мм в зависимости от назначения путей и условий эксплуатации. Междупутья регламентируются Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ (ПТЭ РФ).

Длина площадок раздельных пунктов с путевым развитием зависит от полезной длины приемоотправочных путей, категории железнодорожной линии, типа раздельного пункта и схемы размещения станционных путей. Полезная длина приемоотправочных путей определяется как расстояние между предельными столбиками или между выходным светофором (изостыком) и предельным столбиком; относится к одному из основных параметров ж. д. и подлежит обоснованию в проекте. Она должна иметь одно из стандартных значений, указанных в СТН Ц-01-95 (в пределах от 850 до 2100 м). Наряду с полезной длиной существует понятие полной длины станционных путей. Категория железнодорожной линии зависит от размеров перевозок и скоростей движения поездов, что в свою очередь влияет на число приемо-отправочных путей, применяемые типы стрелочных переводов (их виды, типы рельсов, марки крестовин) и, как следствие, на протяженность горловин раздельных пунктов. Схемы размещения приемоотправочных путей могут быть трех типов: поперечная, полупродольная и продольная. При поперечной схеме пути размещают один напротив другого с минимальным продольным смещением, определяемым только достаточным расстоянием, необходимым для укладки стрелочных переводов. При продольной схеме пути располагают один за другим, что требует наиболее протяженной станционной площадки. Такая схема, требующая наибольших строительных затрат, рекомендуется для железных дорог высоких категорий, которые в недалекой перспективе предполагается переустроить в двухпутные.

Размещение раздельных пунктов с путевым развитием в плане, как правило, осуществляют на прямых участках пути. В трудных условиях допускается их расположение на кривых, величина радиуса которых регламентируется СТН Ц-01-95 в зависимости от категории линии и сложности условий строительства. При расположении на раздельном пункте нескольких кривых обратные кривые (смежные кривые разного направления) не могут быть использованы в пределах одного приемоотправочного пути, так как это затрудняет видимость сигналов и контроль состава поезда локомотивной бригадой. Горловины раздельных пунктов во всех случаях должны располагаться на прямых участках.

В продольном профиле (в соответствии с требованиями норм проектирования) станционные площадки должны быть, как правило, горизонтальны. В случае сложного рельефа это требование часто приводит к увеличению строительной стоимости раздельных пунктов. Поэтому в трудных топографических условиях допускается расположение станционных площадок на уклонах, крутизна которых ограничивается рядом технических требований, обусловленных функциями раздельных пунктов. Средние уклоны на площадке раздельного пункта должны обеспечивать возможность трогания с места и удержания поезда вспомогательными тормозами локомотива; крутизна уклонов по этим условиям определяется расчетами. Кроме того, очертания продольного рельефа должны исключать возможность самопроизвольного ухода отдельно стоящих вагонов. Для станций с маневровыми операциями это условие особенно важно и должно обязательно выполняться. Для таких станций по действующим нормам проектирования крутизна уклона на станционных площадках не может превышать 1,5%о, а в сложных условиях - 2,5%о. Во всех случаях раздельные пункты должны размещаться на уклонах не круче 10%о, что обеспечивает возможность точной остановки поезда в пределах полезной длины приемоотправочных путей.

Стрелочные переводы, примыкающие к главным путям, должны располагаться вне вертикальных кривых. В трудных условиях при максимальных скоростях движения до 120 км/ч допускается их размещение на вертикальных кривых, радиус которых составляет не менее 10 км. При реконструкции раздельных пунктов для удлинения приемоотправочных путей стрелочные горловины в необходимых случаях могут быть размещены на уклонах, крутизна которых на 2% меньше ограничивающего уклона; в особо трудных условиях при соответствующем обосновании - на ограничивающих уклонах. Техническая документация, включающая масштабную схему раздельного пункта с экспликацией станционных путей и стрелочных переводов, а также продольные профили каждого пути, хранится у начальника станции (в технико-распорядительном акте) и в техническом отделе.

2. Путевые устройства железнодорожной автоматики

2.1 Оптические датчики

Оптические датчики. В вагонном хозяйстве используются для определения момента нахождения поезда на позиции контроля и "разделения" состава на вагоны. В системах железнодорожной автоматики применяются для контроля скорости движения поездов в районе остановочных платформ и свободности стрелочных участков на сортировочных горках при проследовании через них длиннобазных вагонов. Общий вид и принципиальная схема оптического датчика показаны на рисунке 2.1.

Рисунок 1 - Оптический датчик: а) общий вид; б) принципиальная схема: 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - отражающий элемент; 4 - объект контроля;5 - фотоприемник; 6 - триггер; 7 - усилитель; 8 - индикатор; 9 - компаунд;10 - корпус.

Физический принцип действия оптического датчика основан на явлении внутреннего фотоэффекта, действие которого состоит в том, что в результате поглощения света в полупроводнике фоторезистора появляются свободные электроны. Под действием приложенного напряжения первичные электроны приходят в движение и сталкиваются с атомами кристаллической решетки, вызывая дополнительный вторичный поток электронов. Таким образом, при освещении фоторезистора его проводимость резко увеличивается, что приводит к увеличению тока в цепи нагрузки. Уменьшение величины тока позволяет свидетельствовать о появлении непрозрачного объекта в рабочей зоне оптического датчика.

Конструктивно оптический датчик состоит из двух функционально законченных блоков - источника излучения и приемника этого излучения. В зависимости от способа расположения излучателя и приемника относительно друг друга, оптические датчики подразделяются на два основных типа:

1. Моноблочный - приемник принимает рассеянный световой луч источника излучения, отраженный от управляющего объекта. При этом излучатель и приемник излучения расположены в одном корпусе. Длина рабочей зоны не превышает 1 м. В качестве отражающего элемента выступает металлическая пластина размером 100х 100 мм, имеющая темно-серую матовую поверхность и установленная на контролируемом объекте.

2. Двухблочный - источник и приемник излучения расположены на одной оптической оси в отдельных корпусах. Непрозрачный объект, появляющийся в рабочей зоне, вызывает изменение электрического сигнала на выходе приемника. Длина рабочей зоны в этом случае около 16м.

Назначение основных элементов источника приемника излучения оптического датчика приведены в таблице.

Таблица 1

Наименование	Назначение
Излучатель
Генератор	Вырабатывает последовательность электрических импульсов поступающих на излучатель
Излучающий элемент	Светодиод инфракрасного или оптического (красного) диапазона, создающий излучение
Светодиодный индикатор	показывает наличие напряжения питания на излучателе
Приемник
Фотоприемник	Воспринимает излучение и преобразует его в электрический сигнал
Триггер	Обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса
Усилитель	Увеличивает амплитуду выходного сигнала до необходимого значения
Светодиодный индикатор	Обеспечивает контроль работоспособности системы
Компаунд	Обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц, воды и механических повреждений.

Оптический датчик в зависимости от его функционального предназначения устанавливают на различной высоте от уровня головки рельса. Например, при контроле свободности стрелочных участков на сортировочных горках при проследовании через них длиннобазных вагонов, оптический датчик устанавливают так, что бы оптическая ось излучателя и приемника проходила через центр боковой поверхности корпуса автосцепного устройства. Для "разделения" состава на вагоны (для счета вагонов в поезде) оптически датчик устанавливают так, что бы оптическая ось излучателя и приемника проходила выше автосцепного устройства.

Работа оптического датчика происходит следующим образом. На определенном расстоянии друг от друга находятся излучатель и приемник, оптические оси, которых направлены друг на друга. Расстояние между излучателем и приемником составляет рабочую область оптического датчика. В обычном рабочем режиме излучатель светит на фотоприемник, который поддерживает на выходе высокий ток. При появлении непрозрачного объекта в рабочей области датчика, например колесной пары или кузова вагона, луч прерывается, и величина тока на фотоприемнике уменьшается. Недостатками оптического датчика являются, нарушение нормального режима его работы вследствие наличия пыли, задымленности, атмосферных осадков или сильного внешнего освещения в рабочей зоне. Использование в оптическом датчике излучения из невидимого для человеческого глаза диапазона спектра требует использование специального оборудования при юстировке.

2.2 Пьезометрические датчики

Пьезометрические датчики. В вагонном хозяйстве используются для определения величины динамического воздействия колеса на рельс. Общий вид и принципиальная схема пьезометрического датчика показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 - Пьезометрический датчик: а) общий вид; б) принципиальная схема: 1 - корпус; 2 - пьезоэлемент; 3 - контактная группа; 4 - вольтметр.

Физический принцип действия основан на возникновении пьезоэлектрического эффекта, - эффект возникновения поляризации (появлении электрических зарядов разноименного знака на противоположных гранях) пьезокристалла под действием механических напряжений. Существует и обратный пьезоэлектрический эффект - возникновение быстроизменяющихся механических деформаций (вибрации) пьезокристалла под действием электрического поля.

Конструктивно такие датчики выполняются в виде кристалла пьезоэлектрика закрытого корпусом и установленного между шпалой и рельсом. Для уменьшения нагрузки на кристалл применяется механический трансформатор веса, одно плечо которого размещается между шпалой и рельсом, а другое воздействует на кристалл.

Недостатком пьезометрического датчика является не срабатывание при малых нагрузках на рельс, вследствие их "поглощения" трансформатором веса. К преимуществам стоит отнести то, что на работу пьезоэлектрического датчика не оказывают влияния колебания атмосферного воздуха и недостатки, присущие другим типам путевых датчиков.

3. Автоматизированные системы локомотивной сигнализации

Железнодорожная автоматика и телемеханика, отрасль техники, решающая задачи регулирования и обеспечения безопасности движения поездов методами и средствами автоматического и телемеханического управления. К основным элементам технических средств относятся сооружения и устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), в состав которых входят путевая блокировка, электрожезловая система, централизация стрелок и сигналов, устройства автоматики и телемеханики сортировочных горок, автоматическая регулировка движения поездов, диспетчерская централизация, автоматический диспетчерский контроль движения поездов и ограждающие устройства на ж.д. переездах.

Устройства путевой блокировки представляют собой основные технические средства регулирования и обеспечения безопасности следования поездов по перегонам и промежуточным станциям. Под термином "путевая блокировка" понимают систему устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающую такую организацию движения, при которой занятие поездами отдельных отрезков пути регулируется постоянными сигналами (светофорами или семафорами). Правом на занятие поездом отрезка пути, ограждаемого постоянным сигналом, служит открытое (разрешающее) состояние этого сигнала. Каждый занятый поездом отрезок пути блокируется, т. е. закрывается, постоянным сигналом, принимающим в этом случае закрытое (запрещающее) состояние. При нахождении поезда на отрезке пути возможность открытия постоянного сигнала, ограждающего этот отрезок, исключается замыкающими устройствами путевой блокировки. Эти устройства механически или электрически блокируют постоянный сигнал в его закрытом состоянии до поступления в них информации об освобождении поездом ограждаемого отрезка пути. Такая информация в свою очередь получается автоматически в результате воздействия поезда на устройства, контролирующие проследование его по ограждаемому отрезку пути. Таким образом, на каждом ограждаемом отрезке пути может находиться только один поезд. Действие указанных устройств в целом может осуществляться либо с участием человека (полуавтоматическая блокировка), либо без него (автоблокировка). Эти системы применяются при одностороннем и при двустороннем движении.

Электрожезловая система, как правило, используется для регулирования следования поездов по путям перегонов, предназначенным для двустороннего движения. Правом на занятие перегона поездом при этой системе является наличие у машиниста жезла данного перегона.

Устройства централизации стрелок и сигналов являются основными техническими средствами регулирования и обеспечения безопасности движения поездов, передвигающихся в пределах ж.д. станций. Эти устройства позволяют управлять стрелками и сигналами из одного пункта - поста централизации. По роду энергии, используемой для перевода стрелок из одного положения в другое, различают механическую централизацию с применением для перевода стрелок и сигналов мускульной силы человека, механическую централизацию с применением для тех же целей гидравлических или электропневматических приводов и электрическую централизацию с электроприводами для перевода стрелок и крыльев семафоров и соответствующими электрическими схемами для включения сигнальных огней светофоров. Горочная автоматика и телемеханика располагает техническими средствами для повышения перерабатывающей способности сортировочных горок. К этим средствам относятся устройства регулирования скорости скатывания отцепов (вагонов) и устройства автоматической централизации горочных стрелок. Указанные средства могут дополняться устройствами для автоматического задания скорости роспуска составов, которые действуют в сочетании с устройствами автоматического телеуправления горочными К устройствам автоматической регулировки движения поездов относятся локомотивами.: устройства, автоматически регулирующие движение поездов в пределах ж.-д. участка (автодиспетчер); устройства, автоматически регулирующие режимы ведения каждого поезда в соответствии с графиком движения (автомашинист) и устройства, автоматически обеспечивающие снижение скорости поезда при сближении его с препятствием (автоматика безопасности). Все современные системы снижения скорости поездов при сближении их с препятствием (запрещающий путевой сигнал, подвижной состав, разобранный путь) действуют совместно с устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), автоматически передающими в кабину управления локомотива информацию, соответствующую показаниям путевых сигналов или состоянию впереди лежащего участка пути. Сочетание устройств АЛС с устройствами автоматического обеспечения снижения скорости поездов принято называть сигнальной авторегулировкой.

Диспетчерская централизация является сочетанием устройств электрической централизации и автоблокировки. При диспетчерской централизации управление стрелками и сигналами раздельных пунктов всего ж.-д. участка сосредоточивается у поездного диспетчера, а движение поездов по перегонам регулируется автоблокировкой. Устройства диспетчерского контроля движения поездов применяются в виде систем, автоматически снабжающих участкового поездного диспетчера информацией о движении поездов на участке, о показаниях входных и выходных светофоров и о состоянии приемоотправочных путей (свободны или заняты) промежуточных станций. Местонахождение поездов и состояние путей и светофоров отражается на светосхеме табло, установленного на диспетчерском посту. Ограждающие устройства ж.-д. переездов представляют собой комплекс приборов и оборудования, устанавливаемых в зонах пересечения в одном уровне автомобильных и железных дорог. Эти устройства автоматически управляются движущимся поездом, запрещая движение автотранспорта через ж.д. переезд при приближении к нему поезда.

Рассмотренные системы железнодорожной автоматики и телемеханики, повышая безопасность движения поездов и пропускную способность ж.д. линий, обеспечивают лучшее использование подвижного состава и способствуют достижению наиболее высоких показателей работы ж.-д. транспорта. Из научно-исследовательских работ, направленных на дальнейшее развитие железнодорожной автоматики и телемеханики наиболее актуальными являются работы по оптической ж.д. сигнализации, интервальному регулированию движения поездов, по теории электрических рельсовых цепей и основных видов аппаратуры, а также исследования в области экономической эффективности использования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики в различных условиях эксплуатации.

3.1 Полуавтоматическая блокировка

автоматика телемеханика железнодорожный диспетчерский

Полуавтоматическая блокировка (ПАБ) применяется для интервального регулирования движения поездов на малодеятельных участках железных дорог. Полуавтоматической она называется потому, что часть операций по изменению показаний сигналов выполняется автоматически (в результате воздействия колес подвижного состава), а другая часть осуществляется дежурным по станции или путевому посту. При ПАБ на межстанционном перегоне может находиться только один поезд. Для увеличения пропускной способности наиболее длинные межстанционные перегоны делят на два межпостовых перегона (блок-участка), и на месте раздела устраивают путевой пост. Разрешением на занятие поездом свободного перегона служит соответствующее показание выходного (для станции) или проходного (для путевого поста) сигнала. При ПАБ наиболее часто применяются светофоры с двухзначной сигнализацией: красный огонь, запрещающий движение, и зеленый огонь, разрешающий.

Устройства ПАБ не допускают открытия выходного или проходного сигнала до освобождения ограждаемого ими межстанционного перегона, а на однопутных перегонах после открытия на станции выходного светофора исключается возможность отправления поезда с соседней станции во встречном направлении. Для этого на каждой станции (на путевом посту) ограждаемого перегона устанавливают блок-аппараты, связанные друг с другом электрической сетью таким образом, что для пользования сигналами от дежурного по станции или посту требуется выполнить необходимые действия в определенной последовательности.

При ПАБ межстанционный перегон на блок-участке, как правило, не делится, рельсовыми цепями не оборудуется, ограждается выходными светофорами примыкающих к нему станций. На перегоне блокируется один поезд. ПАБ обеспечивает небольшую пропускную способность участка и невысокую безопасность движения поездов. На железных дорогах применяется электромеханическая ПАБ с полярной линейной цепью и релейная ПАБ (РПАБ). В ПАБ первого типа применяются упрощенные аппараты для посылки блокировочных сигналов в виде токов разной полярности.

В РПАБ всеми блокировочными зависимостями между положением стрелок и сигнальными показателями светофоров управляют реле. Эта система по сравнению с электромеханической обеспечивает более высокий уровень автоматизации управления, так как известительные сигналы подаются автоматически и действия дежурного по станции упрощены.

Полуавтоматические системы блокировки автоматически контролируют прибытие поезда, но не обеспечивают проверки его прибытия в полном составе. Это должен сделать сам дежурный по станции, и только после проверки он имеет право подать блокировочный сигнал о прибытии поезда на станцию.

На двухпутных участках по каждому пути поезда движутся только в одном направлении, поэтому при ПАБ поезда следуют ограждать только с "хвоста", так как встречное столкновение исключается. Выходные светофоры на двухпутном участке при свободном перегоне нормально закрыты, но не замкнуты. Для отправления поезда в нечетном направлении приготавливается маршрут и выходной светофор открывается. После занятия перегона поездом выходной светофор закрывается и замыкается. Замыкание светофора снимается дежурным соседней станции Б после фактического прибытия туда отправленного со станции А поезда.

На однопутных участках движение поездов осуществляется по одному пути в обоих направлениях, поэтому при ПАБ поезд на перегоне должен ограждаться с "хвоста" и с "головы". Для исключения одновременного встречного отправления поездов на свободный перегон выходные светофоры нормально не только закрыты, но и замкнуты для открытия светофора в нечетном направлении необходимо с соседней станции Б, на которую предполагается отправить поезд, получить блокировочный сигнал ПС ("Путевое согласие"). С помощью этого блокировочного сигнала происходит отмыкание выходных светофоров станции отправления, чем и обеспечивается безопасность движения.

Управление светофорами осуществляется устройствами путевой (перегонной) ПАБ. Для управления и правильного пользования сигналами раздельные пункты (станции), ограничивающие перегон, оборудуют блокировочными аппаратами и релейными приборами и связывают их электрически между собой двухпроводной линейной цепью. Для управления светофорами дежурный по станции (ДСП) должен нажатием соответствующих кнопок на аппарате управления послать по линейной цепи на соседнюю станцию блокировочный сигнал. От этого сигнала срабатывает релейная аппаратура ПАБ, которая обеспечивает зависимость от управления светофором. В устройствах ПАБ, кроме сигнала ПС, применяются блокировочные сигналы "Путевое отправление" (ПО), и "Путевое прибытие (ПП). Блокировочный сигнал ПО вызывает электрическое замыкание выходного светофора станции отправления после открытия и проследования его поездом, обеспечивая невозможность повторного его открытия на занятый перегон. Блокировочный сигнал ПП посылается со станции приема на станцию отправления после прибытия поезда. Этим сигналом снимается электрическое замыканиес выходных светофоров станции отправления на двухпутном участке, а на однопутном участке этим блокировочным сигналом ПП устройства ПАБ приводятся в исходное состояние.

3.2 Автоматическая блокировка

Автоблокировка (АБ) по сравнению с ПАБ является наиболее совершенным средством регулирования движения поездов на перегонах, при которой показаниями проходных светофоров управляет движущийся поезд.

При АБ перегон между станциями делят на отдельные блок-участки, а на их границах устанавливают проходные светофоры. Каждый блок участок оборудуется электрической рельсовой цепью (РЦ). Источник питания и релейная аппаратура для управления светофором устанавливаются непосредственно около него. При централизованном размещении релейной аппаратуры (на ограничивающих перегон станциях) проходные светофоры на пути не устанавливаются, а движение регулируется по сигналам светофора, устанавливаемого в кабине машиниста.

Повышение пропускной способности достигается реализацией попутного движения поездов с минимальным интервалом, так как полный перегон разделен на отдельные блок-участки, ограждаемые проходными светофорами, которые работают автоматически, в то время как а ПАБ интервал попутного следования поездов равен полному перегону, что и ограничивает его пропускную способность.

Безопасность движения поездов при АБ повышается благодаря оборудованию каждого блок-участка электрической РЦ, которая контролирует не только свободность и занятость блок-участков, но и целостность рельсовых нитей в пределах этих блок участков. При занятости или повреждении рельсовой нити блок-участка светофор, ограждающий этот участок, автоматически приводится в закрытое состояние, чем и ограждается возникшее препятствие.

В целях предупреждения проезда закрытых путевых светофоров и повышения безопасности движения поездов АБ дополняется устройствами автоматической локомотивной сигнализации АЛС, которые передают на локомотивный светофор показания путевого светофора.

Правилами технической эксплуатации предъявляются следующие требования к устройствам АБ все светофоры должны автоматически перекрываться на запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целостности рельсовых нитей этих участков; устройства АБ не должны допускать открытия проходного и светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого им блок-участка, а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное питание и обратно; на однопутных перегонах, оборудованных АБ, после открытия на станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней станцией выходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон во встречном направлении. Такая же взаимозависимость светофоров должна быть на двухпутных перегонах, оборудованных АБ для двустороннего движения по каждому пути.

На сети железных дорог применяются различные системы АБ.

В зависимости от принятой значности сигнализации проходными светофорами автоблокировка бывает двузначной, трехзначной и четырехзначной.

В зависимости от числа направлений движения по перегону применяется односторонняя (двухпутная) АБ, которая обеспечивает движение поездов по каждому из двух путей только в одном направлении, и двусторонняя, которая обеспечивает движение поездов по одному пути в обоих направлениях (однопутная). В зависимости от рода тока, питающего рельсовые цепи, АБ может быть постоянного и переменного тока. В зависимости от того, как осуществляется связь по увязке показаний проходных светофоров, АБ бывает проводной и беспроводной.

Любая система АБ должна обладать высокой надежностью, гарантировать отсутствие опасных отказов и обеспечивать:

- связь между показаниями светофора и состоянием блок-участка;

- связь между показаниями проходных светофоров;

- управление огнями светофора;

- контроль целостности нити лампы красного огня и автоматический перенос красного огня на предыдущий светофор при повреждении цепи лампы красного огня данного светофора;

- смену направления движения на перегоне при двустороннем действии на однопутных и двухпутных (при закрытии одного из путей для капитального ремонта) линиях;

- исключение появления на светофоре более разрешающих сигнальных показаний при замыкании изолирующих стыков в РЦ.

Принципиальные схемы АБ вычерчивают по отдельным цепям в принятых условных обозначениях приборов и их контактов. Над каждым контактом ставят буквенное обозначение реле, к которому этот контакт относится.

4. Механизация и автоматизация работы сортировочных горок

Неотъемлемой частью перевозочного процесса на железнодорожном транспорте является технологическая работа, связанная с переработкой грузовых составов на специальных станциях, называемых сортировочными.

Для выполнения сортировочной работы широко используются различные специальные устройства, среди которых основными являются сортировочные горки. В настоящее время сортировочная горка - это сложнейший комплекс технических сооружений, систем и устройств, реализующий современные достижения в области технологии, управления транспортными объектами с широким использованием микропроцессорной техники и ЭВМ. Так, на сортировочных горках, объединенные в единые системы, эксплуатируются пневматические замедлители, поршневая компрессорная техника, стрелочные приводы и рельсовые цепи - с одной стороны, радиолокационные устройства, микропроцессорная техника, современные ЭВМ - с другой.

Сортировочные горки (СГ) играют важную роль в устранении доставки грузов клиентам, сокращении простоев вагонов, обеспечении их сохранности. Поэтому в современных условиях, когда на первое место выходят качественные показатели работы ж/д транспорта, роль СГ не только не снизилась, но еще более возросла, не смотря на заметное уменьшение объемов работы. От того, на сколько эффективно функционируют механизированные и автоматизированные сортировочные горочные комплексы, зависят итоги работы всей сети РЖД.

Сортировочные станции включают три парка: парк приема или парк прибытия (ПП), сортировочный парк (СП), парк отправления (ПО). Между парком приема и сортировочным располагаются пути надвига и спускная часть горки.



Рис. 3 Процесс расформирования состава на горке

Основными элементами СГ являются надвижная часть, перевальная (горб, вершина горки) спускная часть и подгорочный (сортировочный) парк.

Прибывающие поезда принимаются в парке ПП. Каждый состав после технологической обработки и прицепки маневрового локомотива к "хвосту" надвигается на горб горки, наивысшую точку которой называют вершиной горки, где он расцепляется на отдельные группы вагонов (отцепы).

Отсюда начинается автономное скатывание расцепленных вагонов под действием собственной тяжести по спускной части горки на определенные пути СП.

Надвижная часть горки предназначена для перемещения вагонов к вершине горки из ПП и подготовки их к свободному скатыванию. На надвижной части размещаются пути соединения ПП с горочной горловиной (пути надвига) длиной, как правило, 200-600 м и часть ПП, примыкающая к горке.

Надвижная часть горки обеспечивает трогание с места тяжелого состава одним горочным локомотивом, когда первый вагон состава находится у вершины горки, а также предотвращает скатывание вагонов в случае срочного прекращения роспуска состава. Для выполнения этих функций, а также для осуществления оптимального темпа роспуска состава, надвижной части придается определенный профиль, характерной особенностью которого является наличие непосредственно перед горбом горки противоуклона, который способствует сжатию надвигаемого состава для выполнения последующей операции расцепа вагонов.

Перевальная часть часто называется горбом СГ и представляет элемент, на котором происходит сопряжение с помощью вертикальных кривых противоуклона надвижной части и скоростного уклона спускной части. Граница двух смежных вертикальных кривых называется вершиной горки. Наименьший радиус вертикальной кривой 350 м.

Основной функцией перевальной части горки является обеспечение плавного перехода вагона на спускную часть горки таким образом, чтобы не допускать при этом саморасцепа вагонов в отцепе. Под отцепом понимается в общем случае группа вагонов, соединенных сцепками. Отцеп может быть как одновагонным так имноговагонным. Для исключения саморасцепа в пределах перевальной части между смежными вертикальными кривыми устраивается горизонтальная площадка. Длина ее при расчете на восьмиосный вагон составляет 19 м. При наличии площадки вершиной горки считается начало сопрягающей кривой спускной части.

Спускная часть горки служит для отрыва вагонов от состава и их быстрого перемещения с безопасными интервалами. При этом скорость въезда отцепов на тормозные позиции в штатных ситуациях не должна превышать допустимой, установленной для каждого типа замедлителей (как правило, эта величина не более 8,5 м/с).

Высота спускной части называется высотой горки. Проектная высота горки должна определяться по условиям пробега плохого бегуна в неблагоприятных обстоятельствах от вершины горки до расчетной точки.

На спускной части горки располагают тормозные позиции (ТП), на которых осуществляется торможение скатывающихся отцепов. Чтобы спускная часть горки выполняла свои функции, ей придается определенный профиль. В профиле спускной части выделяют две самостоятельные зоны.

Первой считается зона свободного движения на участке до I тормозной позиции, в пределах которого отцеп движется с положительным ускорением; несвободного движения от начала I тормозной позиции до подгорочного парка. На этом участке в отдельных местах отцеп подвергается внешнему торможению. Основное назначение первой зоны состоит в формировании пространственного интервала между отцепами и обеспечении ускоренного движения попутно следующих отцепов, не допуская их нагонов в районе первой разделительной стрелки.

Назначение второй зоны состоит в обеспечении требуемых интервалов между отцепами на всем протяжении оставшейся спускной части горки. Первая тормозная позиция (IТП) осуществляет интервальное регулирование, вторая (IIТП) - интервально-прицельное регулирование на спускной части горки, а третья (IIIТП) - только прицельное регулирование скорости движения отцепов на сортировочных путях.

Сортировочный парк расположен непосредственно за спускной частью горки. Он включает от 14 до 64 путей в зависимости от объемов перерабатываемых вагонов и числа формируемых поездов в сутки.

Таблица 2 Классификация сортировочных горок по мощности

Мощность горки	Число перераб. вагонов	Количество путей в СП	Пути надвига (ПН) и роспуска (ПР)
Повышенная	не менее 5500 ваг/сут	более 40	3 ПН и 2-4 ПР
Большая	3500-5500 ваг/сут	30-40	2-3 ПН и 1-2 ПР
Средняя	1500-3500 ваг/сут	17-29	1-2 ПН и 1 ПР
Малая	250-1500 ваг/сут	4-16	1 ПН и 1 ПР

Категорийность горки определяет план, профиль, размещение и мощность тормозных средств. Таким образом, сортировочные станции можно классифицировать:

По значению в работе сети ж.д.:

- сетевые (3200-8000 ваг./сут);

- региональные (1500-4000 ваг./сут);

- участковые (вспомогательные).

По типу сортировочных устройств:

- горочные;

- безгорочные.

По числу сортировочных комплектов:

- односторонние;

- двусторонние.

По взаимному расположению основных парков:

- последовательные;

- параллельные;

- комбинированные.

Оперативное управление эксплуатационной работой сортировочной станции при выполнении технологических операций осуществляет маневровый диспетчер (ДСЦ), а на двухсторонних станциях работу сортировочных систем координирует станционный диспетчер (ДСЦС).

В станционном технологическом центре обработки поездной информации и перевозочных документов выполняются: обработка данных по составам и составление на них сортировочных (натурных) листов, номерной учет накопленных вагонов на путях парка СП, обработка информации на прибывающие поезда, передача информации на отправляемые поезда, учет вагонного парка станций.

В технологический центр поступает предварительная информация по раскладке поезда с ближайшей участковой станции. Пользуясь этой информацией, старший оператор до прибытия поезда составляет сортировочный лист расформирования состава, а затем передает программу роспуска состава с горки в горочные оперативные запоминающие устройства, а также дежурному по горке. Оператор горочного поста в начале роспуска состава нажатием кнопки включает оперативное запоминающее устройство, из которого считывается программа роспуска и производится автоматический перевод стрелок по маршрутам следования отцепов.

4.1 Парковые замедлители

Маневровые передвижения в парке СП регулируются маневровыми светофорами, которые устанавливают с каждого пучка путей подгорочного парка. Обратные маневровые передвижения в сторону парка СП разрешаются горочным светофором, сигнализирующим лунно-белым огнем. Управление всеми объектами механизации и автоматизации ведется с одного горочного поста ГП, расположенного в распределительной зоне парка СП.

Основным принципом работы сортировочной горки является свободный спуск скатывающихся с нее вагонов. В парке ПП состав предварительно расцепляется на группы вагонов, или отцепы. Затем состав локомотивом надвигается на горку. Пройдя горб горки, отцепы под действием собственного веса скатываются по путям распределительной зоны и направляются на предназначенные для них пути парка СП, где из них формируются поезда.

Скорость скатывания различных отцепов неодинаковая (у груженых вагонов она больше, у порожних меньше). Поэтому некоторые отцепы следует притормаживать, чтобы не было нагонов хорошими бегунами плохих и после спуска с горки отцеп остановился в необходимом месте на подгорочном пути. В случае скатывания хорошего бегуна за плохим хороший может нагнать плохой раньше, чем тот пройдет стрелку, разделяющую маршруты их следования, и оба отцепа пойдут по одному маршруту. Нормальный роспуск нарушится, и после окончания оператору придется маневровым порядком переставлять такой отцеп ("чужак") на "свой" путь.

Для повышения перерабатывающей способности горки роспуск вагонов необходимо вести с возможно меньшими интервалами между скатывающимися отцепами. Из-за сложности этого процесса оператор не в состоянии правильно регулировать интервалы, поэтому требуется механизировать и автоматизировать работу горки.

При механизации в горочную централизацию включают стрелки распределительной зоны и устанавливают вагонные замедлители, с помощью которых оператор тормозит хороших бегунов, не допуская нагона ими плохих, а при входе на подгорочные пути исключает "бой" вагонов.

Для решения этой задачи в системах автоматизации строятся сложные динамические модели движения отцепов, назначение которых - распознавание образов для определения ходовых свойств подвижных единиц на основании косвенных признаков и прогноз их движения по участкам свободного качения. Оператор решает эту задачу в основном методом проб и ошибок, накапливая опыт в процессе работы.

Остановимся на второй задаче - реализации расчетной скорости. Для регулирования скоростей движения отцепов на отечественных сортировочных горках применяют вагонные замедлители. Горочные замедлители устанавливают на спускной части горки (в основном на первой тормозной позиции - перед или за головной стрелкой и второй - перед пучковыми стрелками), парковые - в начале путей подгорочного парка для задания прицельных скоростей отцепам. Некоторые модели замедлителей являются универсальными и могут применяться как на горочных, так и на парковых тормозных позициях.

...