Файл: Общие принципы построения систем интервального регулирования движения поездов.pdf

1.1)
Общие принципы построения систем интервального регулирования
движения поездов
.
Устройства автоматической локомотивной сигнализации, осуществляя интервальное регулирование движения поездов, предназначены для обеспечения безопасности движения, увеличения пропускной способности железнодорожных линий и улучшения условий труда локомотивных бригад. Выполнение этих функций обеспечивается передачей сигнальных показаний и значений контролируемых скоростей в кабину машиниста.
АЛС включает в себя путевые и локомотивные (поездные) устройства. Посредством путевых устройств осуществляются контроль свободности блок-участков и передача электрических сигналов в рельсы в зависимости от состояния пути и показаний путевых светофоров. Локомотивные устройства осуществляют прием, усиление и дешифрирование сигналов, управляют огнями локомотивного светофора, устройствами контроля бди- тельности, контроля скорости или автоматического регулирования скорости.
В системах АЛС непрерывного действия прием сигналов, передаваемых с пути, осуществляется непрерывно, в любой точке пути. Применение непрерывного канала связи придает системе АЛС одно из основных эксплуатационных качеств, присущих системам безопасности, — автоматическое приведение устройств в более запрещающее состояние и к торможению поезда при различного рода неисправностях. При повреждениях в электрических схемах отдельных приборов и узлов, в линиях передачи, в локомотивных приемных устройствах, при выключениях источников питания и при других неисправностях исключаются положения, опасные для движения поездов.
Благодаря непрерывности связи путевых устройств с локомотивными в любом месте каждого блок-участка системы непрерывного действия являются наиболее совершенными системами интервального регулирования. Любой перерыв в приеме кодовых сигналов на время больше заданного равнозначен получению сигнала, запрещающего движение. Это дает непрерывный контроль исправного состояния устройств и обеспечивает высокую безопасность движения.
Непрерывность передачи и приема электрических сигналов позволяет быстро получить информацию об изменении состояния пути и показаний путевых светофоров. Это повышает безопасность движения при внезапно возникших препятствиях и обеспечивает более высокую пропускную способность железнодорожных линий.
В условиях эксплуатации при движении поезда возможны кратковременные перерывы в приеме информации, например, при переходе через изолирующие стыки с одной рельсовой цепи на другую, при воздействии тягового тока, при смене кодового сигнала в рельсах и в ряде других случаев. Эти обстоятельства неизбежно приводят к необходимости увеличения инерционности системы с целью получения устойчивости ее работы. Время смены сигнальных показаний (инерционность системы) определяется прежде всего способом шифрования сигнальных показаний.
1.2) классификация систем АЛС
Передачу информации между стационарным путевым устройством и передвижным устройством на локомотиве можно осуществить двумя способами:
в первом случае -информация передается в определенные моменты (точечно) лишь в избранных местах, так называемых информационных точках;

во втором случае - постоянно (непрерывно) без учета положения поезда на путях.
Оба способа, точечный и непрерывный, могут быть объединены в системы смешанные, у которых часть информации передается непрерывно, а остальная — точечно.
Рассмотрим системы АЛС, которые либо находятся в эксплуатации, либо представляют определенный интерес ввиду своей перспективности. Классификация систем АЛС приведена на рис. 2.1.
Наиболее многочисленную группу представляют АЛС с индуктивной передачей, где связь между стационарной частью и подвижной осуществляется с помощью магнитных полей.
Рис.2.1.
Точечные системы (АЛСТ). Первой в истории точечной системой (опыты голландского инженера Ван Брама проводились уже в 1906 г.) было механическое устройство, принцип действия которого показан на рис. 1.2. На путях у сигнала установлен поворачивающийся рычаг 1, который при запрещающем показании сигнала повернут до вертикального положения. При проезде локомотивом этого сигнала поворачивается рычаг вентиля 2 в тормозной системе состава, что приводит к вынужденной остановке поезда за счет выпуска сжатого воздуха. Необходимым условием надежной работы в этом случае являются низкая скорость движения поезда и главным образом способность поворота путевого рычага 1 при любых климатических условиях. Поэтому это устройство используется до настоящего времени прежде всего на метрополитене, а в зарубежной практике также на трамвайных линиях.
А) АЛСТ с источником постоянного магнитного поля на пути. Типичным передатчиком является постоянный магнит, вмонтированный в металлический корпус и размещенный параллельно рельсам. На локомотиве установлено магнитное реле.
Б) АЛСТ с источником постоянного тока на локомотиве. Типичным передатчиком является постоянный магнит, вмонтированный в металлический корпус и размещенный параллельно рельсам. На локомотиве установлено магнитное реле. При проследовании локомотива над магнитом якорь реле меняет свое положение.
В нормальном положении реле притянуто и в сердечнике электромагнита, собранного из листовой стали, создается поток, величина которого определена (при данной магнитодви- жущей силе) большим магнитным сопротивлением.
Автоматическая локомотивная сигнализация
Точечная
Механич еская
Контактна я
Оптическа я
Индуктивн ая
Источник на путях
Постоянны й ток
Переменн ый ток
Источник на локомотиве
Постоянн ый ток
Переменн ый ток
y - излучения
Непрерыв ного действия
Электроко нтактная
Индуктивн ая
Высокочасто тная
Низкочаст отная
Радарная
Радиореле йная
Смешанна я
Высокочас тотная
Низкочаст отная

АЛСТ с двойной передачей энергии разработана в тридцатых годах нынешнего столетия в
Швейцарии и в различных модификациях используется на швейцарских железных дорогах.
АЛСТ с источником переменного магнитного поля на локомотиве. Данное устройство находит широкое применение в настоящее время на зарубежных железных дорогах.
Система АЛСН непрерывного действия высокочастотная. Диапазон частот, в меньшей степени подверженный влиянию электрической тяги, расположен выше 30 кГц и поэтому системы локомотивной сигнализации, работающие в этой полосе частот, называются высокочастотными АЛСН.
Для передачи сигналов в этом диапазоне частот не представляется возможным использование двухпроводной рельсовой линии, поэтому рядом с ней протягивают особый изолированный провод в виде кабельного шлейфа. Магнитное поле, образующееся вокруг этого путевого провода при прохождении сигнального тока, пронизывает приемные ка- тушки с ферритовыми сердечниками, помещенные на локомотиве. Обратное прохождение сигнального тока осуществляется с помощью рельса.
Высокочастотные системы АЛСН обладают по сравнению с низкочастотными рядом недостатков. К ним относятся, прежде всего, легкая повреждаемость кабельного шлейфа при ремонте железнодорожного полотна (например, при смене шпал или рельсов, сварке рельсов и др.). Высокочастотная энергия излучается и может воздействовать на устройства и линии связи. С точки зрения техники автоматики и телемеханики невыгодным является также и то, что каждая переданная команда должна содержать адрес, определение которого может быть ошибочным. Кроме того, адрес фиксирует лишь положение головы поезда, положение же хвоста можно определить только косвенно (например, по условию целостности поезда с известной длиной).
У низкочастотных систем АЛСН в качестве линии связи используются чаще всего рельсовые нити, по которым проходит сигнальный ток низкой частоты (25—2000 Гц), образующий около рельсов магнитное поле. Перед первой колесной парой на локомотиве установлены приемные катушки (рис. 2.2.). Кодовый трансмиттер в зависимости от показания путевого светофора модулирует питающий источник (передатчик-модулятор).
Последний подсоединен к рельсовой линии так, чтобы сигнальный ток протекал навстречу приближающемуся поезду.
Рис.2.2.

Напряжение, индуктированное на приемных катушках, пропорционально силе тока, протекающего по рельсам. К последовательно подключенным приемным катушкам присоединен локомотивный приемник, который таким образом непрерывно связан с передатчиком, зашифрованных импульсов, независимо от положения поезда на рельсовой цепи. Возможное изменение показания светофора сразу будет передано на локомотив.
Информация на локомотив может передаваться в том случае, если часть рельсовой цепи между передатчиком и локомотивом свободна от подвижного состава. Если эта часть рельсовой цепи занята впереди идущим поездом, сигнальный ток замкнется преимущественно через колесные пары этого поезда и передача информации на следующий поезд не произойдет. Этим обеспечивается передача информации одному поезду, вне зависимости от количества поездов на рельсовой цепи. При определенных обстоятельствах, однако, может произойти прохождение сигнала под колесными парами первого поезда и его ошибочный прием на последующем.
На рис. 2.2. источник питания включен между рельсами, и сигнальный ток замыкается через поездной шунт. В особых случаях можно осуществить прохождение сигнального тока в рельсовой цепи независимо от положения поездного шунта с помощью изолированного линейного провода, проложенного вдоль рельсов (так называемый кабельный шлейф); специального подключения, обеспечивающего параллел Частота кодового тока на участках с автономной тягой или с электротягой постоянного тока составляет 50 Гц, а на участках с электротягой переменного тока - 25 Гц или 75 Гц.
Система АЛСН используется на магистральных железных дорогах, где скорость движения пассажирских поездов не превышает 120 км/ч, а грузовых — 80 км/ч. На линиях с более высокой скоростью движения, достигающей 200 км/ч, требуется расширение значимости локомотивной сигнализации, так как возрастает тормозной путь и необходимо передавать информацию о приближении поездов не за два, а за три или четыре блок-участка. С этой целью применяют многозначные частотные АЛС.

Тема:2 «Локомотивные устройства АЛСН, УКБМ, ЭПК, КОН»
2.1 Локомотивные устройства АЛСН
Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие).
Структурная схема АЛСН числового кода.
В состав локомотивных устройств АЛС (рис. 2.2.) входят: приемные катушки (ПК), фильтр (Ф), локомотивный усилитель (УС) с импульсным реле (ИР), дешифратор (Д), электропневматический клапан автостопа (ЭПК), локомотивный светофор (ЛС), локомотивный скоростемер (КПД), рукоятка (кнопка) бдительности (РБ), кнопка (ВК) для зажигания на локомотивном светофоре белого огня вместо красного, а также тумблер (ДЗ)
(переключатель) для изменения интервала времени периодической проверки бдительности машиниста.

Путевыми устройствами АЛС кодовый ток по одной из рельсовых нитей посылается навстречу локомотиву, замыкается через его первую колесную пару и по второй рельсовой нити возвращается к источнику питания. Протекание в рельсах импульсов переменного тока сопровождается образованием вокруг рельсов переменного магнитного поля, в котором перемещаются приемные катушки локомотива, подвешенные перед первой колесной парой с каждой стороны по две. Высота установки приемных катушек над уровнем головки рельса составляет 100 -
180 мм. Силовые линии магнитного поля, пересекая витки ПК, наводят в них переменную э.д.с., величина которой зависит от величины кодового тока в рельсах и высоты установки катушек. Так, при высоте
ПК над уровнем головки рельса 150 мм и кодовом токе в рельсах 10 А величина э.д.с. составляет приблизительно 0,65 – 0,75 В. Для суммирования э.д.с. обеих катушек они включаются последовательно. Минимальный кодовый ток, который может восприниматься приемными катушками, для разных видов тяги и рода тока составляет от 1,2 А до 2,0 А.
Наведенная в ПК э.д.с. через фильтр (Ф), поступает в локомотивный усилитель (УС).
Фильтр настраивается на частоту кодового тока и не пропускает в усилитель токи других частот, а усилитель усиливает кодовый сигнал до величины напряжения, используемого в цепях управления локомотива. В усилителе происходит также преобразование кодовых импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока. Включенное на выходе усилителя импульсное реле (ИР) является повторителем кода, посылая его в дешифратор
(Д) как зашифрованное показание сигнала.
Рис. Фильтр локомотивный ФЛ 25/75
1 – контактная группа (вход с ПК/выход на
УК); 2 – дроссели; 3 – конденсаторы.

Рис. Усилитель кодовый УК 25/50
1 – импульсное реле ИР; 2 – вспомогательное реле ВР, для работы с рабочей частотой в рельсовой цепи в 50Гц.
Дешифратор содержит ряд реле, которые объединены в несколько блоков.
1. Блок счета (БС) - включает в себя реле-счетчики, которые обеспечивают счет числа импульсов и интервалов между ними, поступающего с пути кода.
2. Блок фиксации кода (БФК) - включает в себя сигнальные реле «3», «Ж», «КЖ», которые создают соответствующие цепи питания сигнальных ламп локомотивного светофора.
3. Блок соответствия (БКС) - обеспечивает контроль (сравнение, соответствие) принимаемого с пути кода и состояние сигнальных реле БФК. Блок соответствия периодически через 5 - 6 с подключает сигнальные реле к реле-счетчикам с тем, чтобы на локомотивном светофоре загорелся нужный огонь. Таким образом, смена огней локомотивного светофора происходит с запаздыванием на 5 - 6 с. Это время соответствует приему трех серий кодовых импульсов.
Рис. Дешифратор локомотивный
Счетная группа реле:
1, 2, 3 – реле импульсов; 1А, 2А – реле интервалов; ПКР – реле присутствия кода.
Сигнальная группа реле (работает в зависимости от счётной группы):
КЖР – реле красно-желтого огня; ЖР – реле желтого огня; ЗР – реле зеленого огня; СР – реле соответствия; ПСР – повторитель реле соответствия.

Контрольные реле:
БР – реле бдительности; РБР – реле рукоятки бдительности; КСР – реле контроля скорости.
Локомотивный светофор, дублирующий показания путевых светофоров, имеет следующие сигнальные показания: зеленый огонь «3» (на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь); желтый огонь «Ж» (на путевом светофоре желтый огонь); желтый огонь с красным «КЖ» (на путевом светофоре красный огонь); красный огонь «К» - сигнал, запрещающий движение; появляется после проезда путевого светофора с красным огнем; белый огонь «Б» - показания путевых светофоров на локомотив не передаются.
Красному и белому огням локомотивного светофора соответствует отсутствие в рельсовой цепи электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока, подаваемые с небольшими интервалами.
4. Блок контроля скорости - содержит реле контроля скорости (РКС), взаимодействующее с локомотивным скоростемером. Таким образом, принудительное торможение поезда ставится в зависимость не только от показания сигнала, но и от скорости следования поезда.
5. Блок бдительности (ББ) - осуществляет контроль бдительности машиниста.
При смене огня локомотивного светофора, например с зеленого на желтый, разрывается электрическая цепь питания катушки ЭПК и появляется звуковой сигнал, который звучит в течение 7 - 8 с. До истечения этого времени машинист должен нажать рукоятку (кнопку) бдительности (РБ) и тем самым восстановить цепь питание катушки ЭПК и прекратить звучание свистка. В случае отсутствия со стороны машиниста указанных выше действий
ЭПК выполнит экстренное торможение. Таким образом, РБ служит для подтверждения машинистом своей бдительности и предупреждения принудительного экстренного торможения, вызываемого ЭПК.
При вступлении локомотива на некодированный участок пути в блоке БКС дешифратора обесточивается реле присутствия кодов, которое обеспечивает зажигание на локомотивном светофоре белого огня после зеленого пли желтого и зажигание красного огня после «КЖ».
При этом имеется возможность с помощью кнопки (ВК) зажечь белый огонь вместо красного на локомотивном светофоре. Тумблер (ДЗ) имеет два положения - «АЛС» и «без
АЛС». Переключением тумблера из одного положение в другое изменяется интервалвремени периодической проверки бдительности машиниста.