Станционные системы железнодорожной автоматики и телемеханики

На железнодорожных станциях для управления стрелками и сигналами применяют устройства электрической централизации (ЭЦ) различного типа. При ЭЦ у каждого стрелочного перевода устанавливают электропривод, который переводит стрелку, осуществляет ее механическое запирание и контроль положения остряков стрелочного перевода. Взаимные зависимости между положением стрелок и показаниями сигналов, а также замыкание стрелок в маршрутах движения подвижных единиц осуществляют электрические схемы, построенные на электромагнитных реле или бесконтактных элементах.

До разработки систем ЭЦ на отечественных железных дорогах применяли устройства ключевой зависимостис контрольными замками и устройства механической централизации. Стрелочные замки допускают извлечение из них контрольного ключа только при запертой стрелке. При этом запирать стрелку можно только в положении (плюсовое или минусовое), указанном на вынутом из замка ключе. На каждой стрелке в этой системе устанавливается определенная серия замков, что исключало возможность отпереть стрелку ключом от другого замка. Сигнальные замки имеют ту же конструкцию, что и стрелочные.

На смену этим устройствам были разработаны системы релейной централизации, в которых все маршрутные зависимости между стрелками и сигналами осуществляются электрическими схемами на электромагнитных реле. Эти системы получили название электрической централизации.

На сети дорог нашей страны эксплуатируется ряд систем ЭЦ, различных по сложности, выполняемым функциям и конструктивному оформлению. Это определяется специфическими особенностями станций, которые различаются назначением (промежуточные, участковые, сортировочные и др.), числом централизованных стрелок и сигналов, размерами движения. На малодеятельных линиях, где размеры движения невелики и на станциях отсутствует систематическая маневровая работа, необходимо упростить и удешевить систему ЭЦ, не снижая требований к безопасности движения поездов. На крупных станциях и узлах с интенсивной поездной и ма­невровой работой должны применяться наиболее совершенные и, следовательно, более дорого­стоящие системы. Классификация систем ЭЦ приведена на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Классификация систем электрической централизации.

Первой в 1936 г. была разработана система ЭЦ с местными зависимостями (МЗ) и местным питанием (МП). В этой системе вся аппаратура, посредством которой осуществлялись зависимости между стрелками, сигналами и враждебными маршрутами, размещалась в релейных будках или релейных шкафах в горловинах станции, а пульт управления - станционном здании. В настоящее время эта система не применяется и представляет интерес как этап развития систем ЭЦ.

В системах ЭЦ с центральными зависимостями (ЦЗ) приборы, осуществляющие установку, замыкание и размыкание маршрутов, исключение задания враждебных маршрутов и другие зависимости, размещаются в центре станции, как правило, в релейном помещении поста ЭЦ. Все современные системы ЭЦ разрабатываются, проектируются и строятся как системы с центральными зависимостями.

Система ЭЦ с центральными зависимостями и местным питанием до 70-х гг. была практически единственной, применявшейся на промежуточных станциях. В этой системе станционные светофоры, стрелочные электроприводы и рельсовые цепи получают питание от аккумуляторных батарей, расположенных в районах стрелочных горловин и у входных светофоров. Приборы управления стрелками и светофорами размещаются в релейных шкафах горловин станций, а в центре станции, в релейном помещении – только приборы, осуществляющие необходимые зависимости. Система ЭЦ с местным питанием имеет эксплуатационные недостатки, к которым следует отнести большое число приборов наружной установки и аккумуляторов, размещаемых в батарейных шкафах. Поэтому эта система строится в исключительных случаях на станциях малодеятельных участков при ненадежном электроснабжении.

В настоящее время, как правило, применяются системы ЭЦ с центральными зависимостями и центральным питанием (ЦП). На посту ЭЦ сосредотачиваются вся аппаратура и источники питания. Исключение составляют лишь входные светофоры, у которых устанавливаются релейные и батарейные шкафы. В современных проектах для наиболее ответственной схемы – схемы управления сигнальными показаниями входного светофора – используется двойное резервирование питающих устройств для красной и лунно – белой ламп.

В ЭЦ чаще всего применяется дистанционное (прямопроводное) управление (ДУ) напольными объектами, при котором каждый объект связан с управляющей аппаратурой индивидуальной линейной цепью. Телемеханическое (кодовое) управление (ТМУ) используется для управления удаленными районами станции. В этом случае для передачи команд на установку маршрутов и получения контроля за состоянием объектов применяется станционная кодовая централизация (СКЦ), телемеханические каналы которой требуют для всего района управления наличия четырехпроводной линейной цепи.

Дистанционное управление подразделяется на раздельное (индивидуальное) управление (РУ) и маршрутное (МУ). При раздельном управлениикаждые стрелка и светофор управляются индивидуальными кнопками на пульте ЭЦ. При маршрутном управлениивсе стрелки по трассе маршрута переводятся автоматически после нажатия кнопок начала и конца маршрута, а затем открывается светофор.

По способу замыкания и размыкания маршрутов системы ЭЦ подразделяются на системы с групповым (маршрутным) замыканием (ГРЗ) и с секционным замыканием (СЗ). При групповом замыкании секции размыкаются после реализации всего маршрута, а при секционном – по мере их освобождения подвижным составом, что позволяет использовать разомкнувшиеся секции в других маршрутах.

Электрическая централизация стрелок и сигналов. Система электрической зависимости между стрелками и сигналами реализует следующие принципы:

светофоры находятся в нормально запрещающем положении и открываются после включения сигнальных реле поворотом рукоятки на пульте управления с проверкой правильности установки замыкания стрелок в маршруте и отсутствия враждебных маршрутов;

после проследования поездом маршрута светофоры автоматически закрываются;

занятие подвижным составом приемо-отправочного пути, стрелочных участков удаления и приближения, а также состояние светофоров контролируется и отображается на табло пульта управления;

маршруты приема и отправления поездов содержат электрические цепи включения сигнальных реле, в которых проверяется все маршрутные зависимости, а также цепи включения ламп светофоров и табло.

В системах ЭЦ применяют постовое и напольное оборудование. К постовым устройствам относят штативы релейной аппаратуры, устройства электропитания, пульт и табло дежурного по станции. Напольное оборудование включает в себя стрелочные электроприводы, поездные и маневровые светофоры, путевые коробки с питающими и релейными трансформаторами станционных рельсовых цепей, маневровые колонки и кабельные сети.

Устройства электрической централизации можно представить в виде структурной схемы, представленной на рис. 1.9. Принцип работы ЭЦ

Рис.1.9. Структурная схема устройств электрической централизации.

заключается в следующем. ДСП на пульте-манипуляторе ПМ выполняет действия, необходимые для задания маршрута, которые фиксируются наборными схемами НС в релейном помещении. Исполнительные схемы ИС воздействуют на объекты управления (стрелочные приводы СТ, светофоры Св) при выполнении условий задания маршрута, для чего исполнительные схемы управления связаны с контрольными схемами КС. Информация о задании маршрута, состоянии напольных устройств и положении подвижных единиц на станции выдается ДСП на табло Т. От рельсовых участков пути РУП, светофоров и стрелочных приводов поступают на исполнительные схемы и на табло сигналы контроля.

Широкое применение на станциях с большим объемом поездной и маневровой работы находит блочная маршрутно-релейная централизация (БМРЦ). Аппаратура БМРЦ и устройства электропитания размещаются, как правило, в специальном здании (пост ЭЦ).

В этой системе используется маршрутное управление стрелками и сигналами, при котором основой маршрут любой сложности устанавливается на пульте управления последовательным нажатием кнопок начала и конца маршрута. После этого автоматически переводятся ходовые и охранные стрелки, а затем открывается светофор.

В системе БМРЦ используется секционный способ размыкания маршрута, позволяющий увеличить пропускную способность горловин станций и их маневренность.

Аппаратура БМРЦ подразделяется на наборную (маршрутный набор), исполнительную (установка и размыкание маршрута), а также управления и контроля напольных объектов. Схемы наборной группы БМРЦ обеспечивают реализацию маршрутного способа управления стрелками и сигналами. Реле, размещенные в блоках наборной группы, фиксируют действия дежурного по станции на пульте управления и автоматически осуществляют перевод стрелок по трассе маршрута и открытие сигналов светофоров. Схемы исполнительной группы БМРЦ предназначены для установки, замыкания, размыкания и искусственной разделки маршрутов с проверкой условий безопасности движения поездов.

Блочный план строится в соответствии со схематическим планом станции. Кнопки пульта управления БМРЦ подразделяются на поездные, маневровые и вариантные. Установка маршрута в БМРЦ происходит после срабатывания схем маршрутного набора.

Условия безопасности движения контролируются цепью контрольно-секционных реле, после чего выключаются маршрутные и замыкающие реле.

В последние годы на сети железных дорог находит широкое применение система централизации ЭЦ-И, которая характеризуется более высоким уровнем обеспечения безопасности. Это достигается за счет совершенствования алгоритмов размыкания поездных маршрутов, обеспечивающих автоматическое размыкание любой освободившейся секции маршрута при условии проследования поездом предшествующей секции (или участка приближения) и по истечении 7 сек после занятия последующей. Это позволило использовать данную систему на станциях с любым числом централизованных стрелок, в том числе и на промежуточных станциях, работающих при диспетчерской централизации.

Эксплуатационные возможности ЭЦ-И расширены следующими функциями: уборка подвижного состава со стрелочной секции по приготовленному маршруту; установка маршрута с открытием светофора при западающей (с неисправной пружиной) маршрутной кнопке; предупреждение работающих на стрелках монтеров пути о приближении поезда.

По сравнению с БМРЦ в системе ЭЦ-И применен новый алгоритм маршрутных и замыкающих реле, обеспечивающий надежную защиту системы от преждевременного размыкания маршрутов.

Наряду с рассмотренными системами находят применение бесконтактные (микропроцессорные) системы электрической централизации. Первая отечественная система бесконтактного маршрутного набора (БМН) была разработана в Петербургском государственном университете путей сообщения. Она выполнена с использованием транзисторных схем и усилителей ля включения реле исполнительной группы. В качестве элементов памяти использовался статистический триггер на двух элементах: ИЛИ – НЕ.

Алгоритм работы системы БМН полностью совпадает с алгоритмом работы релейного маршрутного набора БМРЦ.

Одной из важнейших задач при разработке микропроцессорных систем ЭЦ является обеспечение безопасности, концепция которой состоит в следующем. Одиночные дефекты аппаратных и программных средств не должны приводить к опасным отказам устройств и должны обнаруживаться при рабочих или тестовых воздействиях не позднее, чем в системе возникает второй дефект. Безопасность достигается благодаря резервированию аппаратных и программных средств.

Первые микропроцессорные системы ЭЦ начали применяться на железных дорогах Германии (высокоскоростная линия Мангейм – Штутгарт).

Важной задачей при внедрении микропроцессорных систем ЭЦ является организация взаимодействия с исполнительными объектами, т.е. разработка устройств сопряжения с объектами (УСО). Эти устройства должны с определенной вероятностью исключать ложные включения исполнительных объектов при отказе элементов УСО.

Сегодня на железных дорогах России успешно внедряются современные микропроцессорные системы централизации, такие как Ebilock-950 с программной и аппаратной избыточностью, ЭЦ-Е (МПЦ-2) с применением мажоритарной структуры на базе специальных управляющих вычислительных комплексов, МПЦ «Диалог» и ряд других.

Микропроцессорные системы централизации (МПЦ) имеют более высокий уровень безопасности и безотказности работы. Так, например, в МПЦ интенсивность защитных и опасных отказов составляет соответственно 1,6 и 1/ч. Это более чем в 100 раз меньше, чем у существующих релейных систем.

Основой для построения систем регулирования движения поездов на станциях (систем ЭЦ) и их дальнейшего проектирования служат схематические планы станций. Схематический планпредставляет собой немасштабное однолинейное изображение путей, стрелок, светофоров, изолирующих стыков и других объектов станции с соблюдением их взаимного расположения и пропорции в длинах путей.

Для определения условий безопасного функционирования систем ЭЦ А.В. Кононовым предложено рассматривать следующие множества основных элементов однониточного плана станции: множество светофоров; множество стрелок, множество изолированных участков, включая подмножества стрелочно-путевых секций и бесстрелочных участков; множество приемоотправочных путей; множество участков приближения и удаления; множество внутристанционных переездов.

Согласно Правилам технической эксплуатации, системы регулирования движения поездов на станциях должны обеспечивать выполнение следующих основных функций: взаимное замыкание стрелок и светофоров; контроль взреза стрелки с одновременным закрытием светофора, ограждающего данный маршрут; контроль положения стрелок и занятости путей и стрелочных секций на аппарате управления; возможность маршрутного или раздельного управления стрелками и светофорами; осуществление маневровых передвижений по показаниям маневровых светофоров; при необходимости передачу стрелок на местное управление.

При этом системы электрической централизации на станциях не должны допускать возникновения следующих опасных состояний, нарушающих безопасность движения поездов: открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь; перевода стрелки под подвижным составом; открытия светофоров, соответствующих данному маршруту, если стрелки не поставлены в надлежащее положение; перевода входящей в маршрут стрелки или открытия светофора враждебного маршрута.

Процесс регулирования движения поездов на станциях, как правило, осуществляется с помощью реализации маршрутных передвижений (маршрутов).

Маршрутомназывается часть путевого развития станции, подготовленная для безопасного следования подвижного состава от начала этого путевого развития до его конца. Началом маршрутаявляется разрешающее (открытое) показание соответствующего светофора (входной, выходной, маршрутный или маневровый), а концом маршрута— элемент путевого развития станции или перегона в зависимости от категории маршрута. Выделяют поездные и маневровые маршруты, а среди поездных различают маршруты приема, отправления и передачи.

Маршрутом приеманазывается часть путевого развития станции, подготовленная для приема поезда с перегона на свободный приемоотправочный путь. Началом маршрута приема является входной светофор, а концом — приемоотправочный путь. Таким образом, в маршрут приема входят входной светофор, стрелочные и бесстрелочные секции,стрелки, переезды и приемоотправочный путь, являющийся концом маршрута.

Маршрутом передачиназывается часть путевого развития станции, подготовленная для передачи поезда из одного парка станции в другой на свободный приемоотправочный путь.

Маршрутом отправленияназывается часть путевого развития станции, подготовленная для отправления поезда с приемоотправочного пути на свободный перегон (участок удаления). Началом маршрута отправления является выходной светофор, а концом — свободный перегон (при полуавтоматической блокировке) или участок удаления (при автоблокировке).

Организация маневровой работы и, следовательно, задание маневровых маршрутов зависит на каждой конкретной станции от технологии ее работы и определяется техническо-распорядительным актом станции. Началом маневрового маршрута является светофор, разрешающий маневровое передвижение, а концами — следующие объекты:

- попутный маневровый светофор, расположенный на границе стрелочных секций;

- участок пути в горловине станции (бесстрелочная секция), огражденный с двух сторон маневровыми светофорами;

- нецентрализованная зона станции (тупик, подъездной путь, депо, грузовой двор и т.п.);

- первый участок удаления перегона, примыкающего к станции;

- граница станции однопутного участка, а также двухпутного участка, если согласно технико-распорядительному акту станции запрещен выезд на участок удаления;

• приемоотправочный путь станции.

Действия оператора или ДСП на пульте управления ЭЦ по подготовке путевого развития станции для следования поезда или маневрового состава называют заданием маршрута, а реакцию системы ЭЦ на управляющие воздействия — установкой маршрута.

В системах с маршрутным набором устройства ЭЦ подразделяются на наборную и исполнительную группы. Наборная группа(или маршрутный набор) предназначена для автоматизации действий ДСП по заданию маршрута и выработки управляющих воздействий на объекты ЭЦ. Устройства исполнительной группывыполняют команды по установке маршрута с проверкой условий безопасности движения поездов.

Манипуляции ДСП кнопками и коммутаторами на пульте управления по переводу стрелок и открытию светофоров могут быть правильными, допустимыми по безопасности движения и ошибочными. Система ЭЦ должна реагировать лишь на те управляющие воздействия, которые не ведут к нарушению безопасности. Для управления движением поездов при неисправности устройств ЭЦ на пульте устанавливаются кнопки, воздействующие на объекты управления без контроля отдельных условий безопасности движения. Эти кнопки пломбируются или снабжаются счетчиками числа нажатий. Перед тем как оперировать такими кнопками, ДСП обязан зафиксировать свои действия в «Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, контактной сети и устройств СЦБ. Форма ДУ-46». Этим он берет на себя ответственность за безопасность движения поездов.

Процесс подготовки путевого развития станции для безопасного следования поезда или маневровой работы называют установкой маршрута. Установка маршрута — это перевод ходовых и охранных стрелок в требуемое положение и замыкание их, проверка условий безопасности движения по всем элементам маршрута, включение на соответствующем светофоре разрешающего показания.

При задании маршрута до открытия светофора, разрешающего движение по задаваемому маршруту, в устройствах ЭЦ необходимо исключить возможность перевода ходовых и охранных стрелок, входящих в данный маршрут — замкнуть стрелки и исключить возможность задания маршрутов, враждебных задаваемому, т.е. выполнить замыкание маршрута. Далее следует включить на светофоре разрешающее сигнальное показание с проверкой фактического выполнения требований замыкания маршрута. Такой алгоритм функционирования системы ЭЦ гарантирует безопасность движения поездов.

Различают два вида замыкания маршрутов: предварительное и окончательное. В общем случае предварительное замыканиенаступает при открытии светофора, если на изолированном участке перед светофором (на участке приближения) отсутствует подвижной состав. При вступлении поезда на участок приближения наступает окончательное замыкание. Вид замыкания определяет выдержку времени при отмене маршрута.

При свободном состоянии участка приближения используется режим предварительного замыканиямаршрута, при котором отмена заданного маршрута с перекрытием светофора влечет за собой (с небольшой задержкой, около 6 с — защита от возможной потери шунта на участке приближения) размыкание стрелок. Это позволяет быстро изменить первоначально заданный маршрут.

При занятом участке приближения вводится режим окончательного замыкания маршрута. В этом режиме отсутствует тормозной путь между головой локомотива и входным (выходным) светофором. При необходимом перекрытии светофора (чрезвычайные обстоятельства — например, загорелась цистерна на соседнем пути или развалился груз автомашины на внутристанционном переезде и др.) размыкание такого маршрута должно выполняться с выдержкой времени, достаточной для остановки поезда на замкнутых стрелках. При обычных скоростях движения поездов — пассажирских до 140 км/ч и грузовых до 90 км/ч — данное время в поездных маршрутах принимается равным не менее 3 мин, а в маневровых маршрутах — не менее 1 мин. Это предотвращает движение неуправляемого поезда по незамкнутым стрелкам.

Процесс, обратный замыканию, называется размыканием маршрута. При движении подвижного состава по трассе маршрута системы ЭЦ обеспечивают автоматическое размыкание маршрута. Для защиты от преждевременного размыкания при наложении и снятии шунта на рельсовые цепи, а также при переключении фидеров питания факт движения поезда устанавливается проверкой последовательного занятия и освобождения секций, входящих в маршрут. В цепях размыкания маршрута используются медленнодействующие на срабатывание повторители путевых реле с выдержкой времени 6 с, что примерно в 2 раза больше максимального времени потери шунта. В системах ЭЦ применяют маршрутное и секционное автоматическое размыкание маршрутов при движении подвижного состава.

При маршрутном размыкании освобождение от замыкания стрелок и враждебных маршрутов происходит в процессе использования всего маршрута, т.е. занятия и освобождения всех секций, входящих в маршрут. Секционное размыкание предусматривает постепенное (по мере освобождения секций подвижным составом) снятие замыкания стрелок и враждебных маршрутов.

Если после прохода поезда возникла неисправность рельсовой цепи или потеря контроля положения стрелок, то для размыкания маршрута используется режим искусственного размыкания (искусственной разделки), который выполняется с выдержкой времени 3 мин. после нажатия специальных кнопок.

Каждому поездному или маневровому маршруту может быть поставлено в соответствие подмножество элементов однониточного плана станции, которые должны обеспечивать безопасное функционирование ЭЦ при задании, реализации, отмене и искусственной разделке данного маршрута. Каждому элементу (стрелке, секции, приемоотправочному пути, участку приближения и удаления, светофора и переезда) с помощью технических средств систем ЭЦ должны обеспечиваться определенные условия безопасности движения поездов, приведенные в таблице 1.1. Два маршрута называются враждебными, если их одновременная реализация вызывает нарушение хотя бы одного из условий безопасности движения поездов.

Выполнение перечисленных в таблице 1.1 условий безопасности движения поездов на станции обеспечивается за счет построения систем ЭЦ с защитой от опасных отказов этих систем. В системах управления движением на станциях, построенных на основе электромагнитных реле, в схемах исполнительной группы используются реле специальной конструкции, не имеющие опасных отказов. При этом считается, что опасным отказом реле является ложное замыкание общего и нормально разомкнутого (фронтового) контактов, а несрабатывание реле или ложное замыкание общего и нормально замкнутого (тылового) контакта приводит к защитному отказу. Необходимая защищенность таких реле от опасных

Таблица 1.1.

отказов достигается их специальной конструкцией, схемными решениями и условиями их эксплуатации и обслуживания.

К конструктивным мерам защиты от опасных отказов реле относятся следующие: фронтовые и общие контакты должны быть изготовлены из материалов, исключающих их сваривание; возврат якоря реле в исходное состояние при выключении питания обмотки реле должен обеспечиваться под действием его собственного веса; каждое реле или группа реле (релейный блок) должно закрываться кожухом и опломбироваться, изоляция между токоведущими частями и корпусом реле должна выдерживать пробивное напряжение 2000 В переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин. Кроме того, для каждого типа реле определены сила нажатия контактных пружин, межконтактный зазор, переходное сопротивление контактов и другие параметры.

К схемным решениям обеспечения защиты от опасных отказов относится выбор исходного состояния реле, при котором выполняются перечисленные выше условия безопасности движения поездов. Так, путевое реле при свободной рельсовой цепи должно быть под током, замыкающее реле в установленном маршруте – без тока (это соответствует замкнутому состоянию стрелок в маршруте, исключающем возможность их перевода), сигнальное реле при отсутствии установленного маршрута или при занятом участке за светофором – без тока (при этом должно быть включено показание светофора, запрещающее движение) и т.д.

Для контроля свободности путевых и стрелочных зон и повышения эффективности работы станционные пути и горловины разделяют на изолированные участки, каждый из которых оборудуется рельсовой цепью.

В зоне стрелки пути сходятся. В точке, где расстояние между осями путей равно 4100 мм, устанавливается предельный столбик. Для выполнения габарита подвижного состава и приближения строений при движении подвижных единиц по соседним путям изолирующие стыки, ограничивающие рельсовые линии станционных путей, устанавливают на расстоянии не менее 3,5 м от предельного столбика в сторону пути. При необходимости размещения изолирующих стыков на меньшем расстоянии от предельного столбика, они называются негабаритными. Наличие на станции негабаритных стыков должно учитываться в схемах или алгоритмах установки и замыкания маршрутов.

Основными исходными документами, на основании которых проектируются устройства электрической централизации, их принципиальные схемы, алгоритмы функционирования, размещение напольного оборудования являются схематический (однониточный) и двухниточный планы станции и таблица взаимозависимостей стрелок, сигналов и маршрутов.

Осигнализование станции. Светофоры и изолирующие стыки при

релейной централизации для осигнализования станции расставляют исходя из габаритных границ каждого пути и получения максимальных полезных длин приемоотправочных путей.

Полезная длина приемоотправочных путей определяется от выходного светофора до предельного столбика ПС (рис. 1.10 , а), который устанавливается в сужении путей перед стрелочным переводом.

На рис. 1.10, а предельные столбики изображены черными точками.

Изолирующий стык размещают на расстоянии не менее 3,5 м от предельного столбика в сторону пути, чтобы при остановке последней колесной пары подвижной единицы у изолирующих стыков ее свешивающаяся часть не выходила за предельный столбик и не нарушался габарит по ширине междупутья. При невыполнении этого требования изолирующий стык будет негабаритным. На схеме станции (см. рис. 1.10, а) такой изолирующий стык обводится кружком.

Выходные светофоры устанавливают с каждого пути отправления впереди места, предназначенного для стоянки локомотива. Расстояние от остряков стрелочного перевода до предельного столбика и светофора определяется в зависимости от ширины междупутья,

радиуса кривой, марки крестовины и конструкции светофора (мачтовый или карликовый).

Изолирующие стыки, расположенные на путях отправления при их сужении, устанавливают от предельного столбика всегда на расстоянии 3,5 м, а выходные светофоры могут устанавливаться не всегда в створе с изолирующим стыком. Если выходной светофор и предельный столбик пути отправления располагаются в разных междупутьях (Ч6, Ч3, Н4, Н5 на рис. 1.10, а), то выходной светофор устанавливается в створе с изолирующим стыком, так как по габаритным размерам светофор не нарушает безопасности движения по соседним путям. Если выходной светофор и предельный столбик располагаются в одном междупутье (Ч II, Ч4, Ч5, HI, Н3, Н6), то в этом случае при установке светофора следует учесть габарит по ширине междупутья, чтобы обеспечить безопасность движения по соседним путям. По этой причине выходные мачтовые светофоры ЧII, Ч4, HI, Н3 не располагают в створе с изолирующим стыком, а относят от него на некоторое расстояние в сторону пути. В этом случае расстояние от остряков стрелочного перевода до установки выходного светофора определяется по установочным таблицам в зависимости от конструкции светофора (мачтовый или карликовый), марки крестовины (1/9, 1/11, 1/18), ширины междупутья (5,3; 5,5; 6,5 м), радиуса кривой. Карликовый светофор обычно располагают в створе с изолирующим стыком, так как по габаритным размерам он не нарушает безопасности движения по соседним путям. Если светофор расположен перед противошерстным остряком стрелочного перевода (Ml, M2), то в этом случае перед рамными рельсами стрелочного перевода располагают изолирующие стыки,

Рис.1.10. Схема осигнализования станции и расстановка изолирующих стыков.

в створе, с которыми устанавливают светофор любой конструкции. На двухпутных участках предусматривается организация движения по неправильному пути во время капитального ремонта одного из путей. Поэтому для приема поезда по неправильному пути на границе станции устанавливается на одной ординате с входным светофором (обычно с левой стороны) дополнительный карликовый входной светофор НД или ЧД, который по конструкции может быть карликовым или мачтовым.

После расстановки светофоров определяют полезную длину каждого приемоотправочного пути. Полезная длина специализированного пути IП и IIП определяется от выходного светофора HI и ЧП с одной стороны пути до предельного столбика с другой стороны пути.

Полезная длина путей 3П, 5П, 4П, 6П, обеспечивающих движение в обоих направлениях, определяется от выходного светофора одной горловины до предельного столбика другой горловины для четного и нечетного направлений отдельно.

Таким образом, применение мачтовых выходных светофоров уменьшает полезную длину приемоотправочного пути. Поэтому мачтовыми светофорами должны быть поездные светофоры на главных и боковых приемоотправочных путях, по которым осуществляется безостановочный пропуск поездов, а также светофоры групповые и горочные. Мачтовые маневровые светофоры (М5, М6, М8) устанавливают на выходе из тупиков, вытяжек, подъездных путей, депо и т.п. В остальных случаях применяют карликовые маневровые светофоры, которые всегда устанавливаются в створе с изолирующими стыками и не уменьшают полезной длины приемоотправочных путей.

При разделении станции на изолированные участки каждый приемоотправочный путь выделяют в отдельный изолированный участок, стрелочную горловину станции разделяют на изолированные участки, включающие одну, две, но не более трех одиночных стрелок или двух стрелок перекрестного стрелочного перевода по каждому пути (см. 1.10, г), чтобы не создавать лишнюю враждебность маршрутов и для организации маневровых передвижений с меньшими перепробегами, что ускоряет маневровую работу. Объединение двух-трех стрелок в одной секции допустимо только при таком расположении, которое создает условия одновременных (параллельных) передвижений по соседним путям.

На средних и крупных станциях между входным светофором и первой стрелкой выделяется путевая бесстрелочная секция для создания возможности маневровой работы без выезда на перегон.

Не следует объединять в одну секцию стрелки главного и бокового приемоотправочных путей, особенно общих для всех маршрутов, так как это объединение замедляет разделку маршрутов приема и увеличивает интервалы между поездами, а также ухудшает прохождение кодов АЛС при кодировании главных путей. Например, стрелка 13 главного пути и стрелка 17 бокового приемоотправочного пути (см. рис. 1.10, а) включаются в раздельные изолированные участки.

Кроме того, следует обеспечить одновременные передвижения по параллельным путям и стрелочным съездам. Для этого разделяют стрелки съездов, по которым можно осуществить параллельные передвижения, и сами съезды. Разделение стрелок съезда позволяет осуществить движение поездов по параллельным путям. На рис. 1.10, а это съезды 1/3, 5/7, 9/11, 2/4, 6/8, 10/12, 14/16. На рис. 1.10, б показано разделение стрелок 1 и 7, обеспечивающее параллельное передвижение одновременно по съездам 1/3 и 5/7. Если расстояние между предельными столбиками окажется меньше 7 м, то изолирующие стыки становятся негабаритными (показываются в кружке) и безопасность одновременного движения по стрелочным съездам 1/3 и 5/7 нарушается. Для обеспечения безопасности движения по съезду 1/3 проверяется свободность участка стрелки 7 и наоборот.

На станциях, оборудованных устройствами БМРЦ, при наличии двух стрелочных съездов, расположенных, как показано на рис. 1.10, в, стрелки 1 и 7 (так называемые обратные стрелки) выделяются в отдельные изолированные участки. Стрелки перекрестных съездов всегда выделяются в отдельный изолированный участок (рис. 1.10, г).

В ЭЦ основной является двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом постоянного тока (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом постоянного тока.

В схеме используются два блока: стрелочный С и пусковой стрелочный ПС. Блок С устанавливается на каждую стрелку и включает плюсовое контрольное реле ПК, минусовое контрольное реле МК и реле взреза ВЗ. Блок ПС рассчитан на управление двумя одиночными или спаренными стрелками и содержит два комплекта реле: нейтральное пусковое стрелочное НПС, поляризованное пусковое стрелочное ППС и общее контрольное реле ОК.

При нормальном (плюсовом) положении стрелки пусковые реле выключены, и к линейной цепи Л1-Л2 подключено общее контрольное реле ОК, имеющее нейтральный (справа) и поляризованный (слева) якори. Питание контрольной цепи осуществляется от сети переменного тока через изолирующий трансформатор ИТр. Параллельно обмотке реле ОК включается выпрямительный столбик ВС, устанавливаемый в путевом ящике у стрелки. В зависимости от положения стрелки через ВС шунтируются отрицательные (при плюсовом положении) или положительные (при минусовом положении) полуволны переменного напряжения. В результате при плюсовом положении стрелки реле ОК возбуждено током прямой полярности, при минусовом – током обратной полярности. Цепь включения ВС определяется положением контактов автопереключателя стрелочного привода. Реле ОК управляет работой контрольных реле ПК и МК, которые включают зеленую или желтую лампочки положения стрелки.

Для перевода стрелки в минусовое положение поворачивается стрелочный коммутатор или возбуждается реле МУ. При этом образуется цепь возбуждения пускового реле НПС, проходящая через контакты стрелочного путевого реле СП (стрелочный изолированный участок свободен) и замыкающего реле З (стрелка не замкнут в установленном маршруте). Реле НПС, притягивая якорь, отключает от линейных проводов реле ОК (при этом теряется контроль положения стрелки, горит красная лампочка на пульте) и включает обмотку поляризованного пускового стрелочного реле ППС, создающую магнитный поток обратного направления по отношению к предыдущему переводу стрелки. Цепь реле ППС также проходит через контакты реле СП и З.

Переключая поляризованный якорь, реле ППС включает рабочую цепь так, что в линейную цепь от рабочей батареи (РП, РМ) поступает ток обратной полярности для возбуждения реверсирующего реле Р. Реле Р устанавливается вместе с выпрямителем столбиком ВС в путевом ящике.

Своими контактами реле Р замыкает рабочую цепь двигателя через контакты 11-12 автопереключателя привода и вторую обмотку реле НПС. Цепь двигателя не содержит контактов реле СП и З, что обеспечивает полный перевод стрелки в случае, если до окончания ее перевода на стрелочную секцию вступит подвижная единица.

При работе двигателя стрелка переводится в минусовое положение. После полного перевода стрелки на минус размыкаются контакты 11-12 автопереключателя, двигатель выключается, и обесточиваются реле НПС и Р. Реле НПС выключает рабочую цепь и подключает к линейным проводам Л1-Л2 контрольное реле ОК и столбик ВС. Через замкнувшиеся контакты 21-22 и 23-24 автопереключателя выпрямительный столбик ВС будет шунтировать положительные полуволны переменного напряжения, а через обмотку реле ОК будут протекать отрицательные полуволны. Реле ОК возбудится током обратной полярности, включит минусовое контрольное реле МК.

Диспетчерская централизация.Необходимость централизации управления движением поездов и связанных с ней процессов привели к целесообразности разработки кодовых систем управления. К таким системам относятся диспетчерская централизация (ДЦ) и станционная кодовая централизация (СКЦ). В данных системах на посту управления и в линейных пунктах имеются избирательные устройства, преобразующие управляющие и известительные приказы в коды, посылаемые по общей линейной цепи – каналу связи. В приемной аппаратуре эти коды декодируются и воздействуют на управляемые объекты или элементы контроля.

Диспетчерская централизация используется для управления из центрального поста (ЦП) стрелками и сигналами промежуточных станций (линейных пунктов – ЛП). Это позволяет поездному диспетчеру руководить движением поездов на участке и непосредственно управлять стрелками и сигналами на ЛП без участия дежурных по станциям. Внедрение ДЦ способствует увеличению пропускной способности участка, позволяет сократить численность работников, связанных с движением поездов.

В комплекс устройств ДЦ входят автоблокировка (или другая система, обеспечивающая достоверный контроль свободности перегонов) на перегонах, ЭЦ на станциях и аппаратура кодового управления. Современные системы ДЦ позволяют поездному диспетчеру анализировать поездную ситуацию. Основной задачей поездного диспетчера (ДНЦ) является обеспечение движения поездов по графику, а при его нарушении – приведение опоздавших поездов к графиковому времени движения. В этом случае ДНЦ может изменить продолжительность стоянки поезда на промежуточных станциях, разъездах или обгонных пунктах, а также изменять порядок следования, пункты скрещения или обгона поездов и др.

ДНЦ с использованием системы ДЦ посылает на ЛП управляющие команды, которые принято называть сигналами телеуправления (ТУ). Известительные сообщения, которые называют сигналами телесигнализации(ТС) поступают к диспетчеру с ЛП. Принятые сигналы ТУ на ЛП воздействуют на аппаратуру ЭЦ, обеспечивая выполнение соответствующей команды ДНЦ. Принятые сигналы ТС изменяют индексацию на средствах отображения ЦП, информируя ДНЦ о поездной ситуации в данный момент времени.

Устройства ЦП включают в себя пульт поездного диспетчера , таблос мнемосхемой участка, кодовые устройства передачи сигналов ТУ и приема сигналов ТС, а также монитор, на котором автоматически фиксируется график исполненного движения. Устройства ЦП каналом связи соединены с линейными пунктами на участке.

В настоящее время на отечественных железных дорогах внедряются современные микропроцессорные системы диспетчерского управления «Сетунь», «Тракт», «Диалог», «Юг» и другие.

Станционная кодовая централизация (СКЦ) применяется при управлении удаленными объектами на станциях и позволяет устранить телефонные переговоры между дежурными различных постов, улучшить организацию внутри и межстанционной работы. Эффективность станционной кодовой централизации определяют сравнением затрат на устройство контрольных цепей централизации при кодовом и прямом управлении с учетом возможности сокращения штата эксплуатационного персонала.

Горочная автоматическая централизация. На крупных станциях поезда расформировывают и формируют на сортировочных горках. Автоматизация этих процессов – одно из важнейших направлений увеличения производительности труда станционных работников и снижения себестоимости переработки вагонов, а также создания безопасных условий труда.

Процесс расформирования каждого состава состоит из ряда последовательных горочных операций, включающих в себя надвиг состава на горку, роспуск состава и направление скатывающихся отцепов на сортировочные пути в соответствии с их назначением.

Роспуск состава представляет собой процесс разделение состава на отцепы (определенные группы вагонов одного назначения) в процессе движения состава через горб горки. В зависимости от длины (числа вагонов) и ходовых свойств смежных отцепов.

Основными составляющими систем автоматизации сортировочных горок являются: автоматическое регулирование скорости скатывания отцепов (АРС), автоматическое задание скорости (АЗСР), телеуправление горочными локомотивами (ТГЛ), горочная автоматическая централизация (ГАЦ) (рис. 1.12).

Система АРС осуществляет управление вагонными замедлителями таким образом, чтобы скорость выхода отцепов с тормозных позиций (ТП) соответствовала заданной. Система АЗСР осуществляет расчеты скорости роспуска каждого отцепа, выдачу этой скорости на горочный светофор и передачу ее с помощью горочной локомотивной сигнализации (ГАЛС) в устройства телеуправления горочным локомотивом. Устройства ТГЛ (система ГАЛС, дополненная бортовым авторегулятором скорости тепловоза УБА РСТ) обеспечивают автоматическое управление горочным локомотивом, реализуя переменную скорость роспуска состава.

Автоматический перевод стрелок по заданному маршруту осуществляют устройства ГАЦ. В системе ГАЦ маршрут отцепа в виде кода номера сортировочного пути транслируется из одной ячейки памяти к другой по мере скатывания отцепа от одной стрелки к другой. При вступлении поезда на очередную стрелку его маршрут передается в ячейку памяти (оперативный накопитель информации), относящуюся к следующей стрелке, и записывается в нее при условии, что следующая стрелка свободна. Если положение стрелки не соответствует маршруту, информация о котором содержится в ее ячейке памяти, то устройства ГАЦ автоматически переводят стрелку в соответствующее положение.

Система ГАЦ может работать в двух режимах: маршрутном, при котором маршруты задают для каждого очередного отцепа непосредственно перед скатыванием его с горки, и программном, при котором до роспуска состава с горки с помощью накопителя производится предварительный набор маршрутов на все отцепы состава поезда.

При работе в маршрутном режиме оператор задает маршрут каждому отцепу нажатием соответствующей его маршруту кнопки в момент прохождения им горба горки. При программном режиме оператор нажатием маршрутных кнопок предварительно набирает определенное число маршрутов, которые затем автоматически исполняются переводом стрелок впереди каждого отцепа по мере его движения при скатывании.

Автоматический режим ввода маршрутов синхронно с роспуском используется для ускорения задания маршрутов в ГАЦ без участия дежурного по горке и может осуществляться с помощью системы АЗСР или специализированных горочных программно задающих устройств ГПЗУ, которые каналами связи соединены с информационно-планирующей системой АСУ СС для приема из нее программы роспуска состава (порядковый номер, число вагонов и путь назначения отцепов).

Современные устройства ГПЗУ наряду с основной функцией ввода маршрутов в ГАЦ реализуют дополнительно все функции АЗСР.

Стрелки, входящие в данный маршрут, переводятся последовательно по мере воздействия скатывающихся отцепов на рельсовые цепи, педали и другую аппаратуру. В процессе роспуска команды на установку стрелочного маршрута для каждого отцепа с дисплея вводятся в ГАЦ для исполнения.

Торможение вагонов и отцепов на сортировочных горках производят вагонными замедлителями, основным назначением которых является автоматизация процессов торможения с целью замены ручного труда регулировщиков скорости.

При оборудовании горок системами автоматизации устанавливают три тормозных позиции (I ТП, II ТП и III ТП) с установкой замедлителей на каждом пути сортировочного парка. При установке замедлителей на путях сортировочного парка горок, не оборудованных средствами автоматизации, для управления ими в междупутье парка или у крайних путей строят посты, в которых размещают пульт управления парковыми замедлителями.