Системы интервального регулирования движения поездов (ИРДП) на перегонах

1. Развитие, назначение и классификация систем интервального регулирования движения поездов (ИРДП) на перегонах

Применение систем ИРДП в бывшем СССР началось в 30-х годах. Первые участки были оборудованы автоблокировкой с использованием импортной аппаратуры. Начиная с 1932г. строительство автоблокировки ведется на отечественной аппаратуре.

На участках с тепловозной тягой получила широкое применение автоблокировка постоянного тока с импульсными рельсовыми цепями. В этой автоблокировке в пределах блок-участка длиной до 2600м устраивается одна рельсовая цепь с импульсным питанием, чем исключаются опасные отказы при влиянии блуждающих токов.

На участках с электрической тягой на постоянном токе получила применение автоблокировка переменного тока 50Гц с кодовыми рельсовыми цепями. Использование числового кода позволило осуществить беспроводную автоблокировку, используя в качестве канала связи между светофорами рельсовые цепи, а также выполнить единое кодирование автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН).

С внедрением электрической тяги на переменном токе появилась необходимость в рельсовых цепях с частотой питания, отличной от частоты тягового тока и его гармонических составляющих. В связи с этим были разработаны и нашли применение сначала рельсовые цепи 75Гц, а затем 25Гц, обеспечивающие защиту от опасных и мешающих влияний гармоник тягового тока 50Гц.

С введением скоростного движения и новых требований к устройствам автоматики была создана частотная автоблокировка и многозначная автоматическая локомотивная сигнализация (АЛСНМ). Технически система частотной автоблокировки выполнена на современной элементной базе и имеет повышенную помехозащищенность каналов.

Интенсивное внедрение устройств автоматики усложняет эксплуатацию самой техники и требует коренного изменения, как принципов построения схем, так и методов технического обслуживания.

Примером может служить система автоблокировки без проходных светофоров с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ), в которой основным средством обеспечения безопасности движения поездов является АЛСН.

Технический комплекс ИРДП в общем случае включает в себя сооружения и устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ): автоматическую и полуавтоматическую блокировки (АБ И ПАБ), электрическую и диспетчерскую централизацию стрелок и сигналов (ЭЦ и ДЦ), сигнальную авторегулировку (САР), автоматические ограждающие устройства на переездах (АОУ), диспетчерский контроль за движением поездов (ДК). Все современные САР, предназначенные для автоматического снижения скорости и остановки поезда действуют совместно с устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).

Системы ИРДП предназначены для увеличения пропускной способности железнодорожных линий и повышения безопасности движения поездов, являясь одним из наиболее эффективных средств интенсификации работы железнодорожного транспорта, улучшения использования его основных технических средств.

Все основные магистрали железных дорог Украины оборудованы системами ИРДП-АБ, ЭЦ и АЛСН; на остальных линиях применяется в основном ПАБ.

Наиболее распространенными системами ИРДП на перегонах являются ПАБ, АБ, АЛСН. При полуавтоматической блокировке на межстанционный перегон может быть отправлен только один поезд, межпоездной интервал определяется временем кода поезда по перегону. Разграничение поездов целым межстанционным перегоном приводит к увеличению интервала и обусловливает небольшую пропускную способность участков дорог. Полуавтоматическая блокировка применяется на малодеятельных участках, где в ближайшее время не ожидается значительного увеличения объема перевозок. При необходимости повышения пропускной способности перегонов большой протяженности, их оборудуют блокпостами-раздельными пунктами без путевого развития.

В качестве основной системы ИРДП применяют автоблокировку. При этой системе межстанционный перегон делят на блок-участки и на границах участков устанавливают проходные, автоматически действующие светофоры. В пределах каждого блок-участка устраивают электрическую рельсовую цепь, которая используется как датчик состояния блок-участка и одновременно контроля целости рельсовых нитей пути. У каждого проходного светофора в релейном шкафу установлена аппаратура автоблокировки для управления огнями светофора, а в батарейном шкафу-источники питания для питания релейной аппаратуры и рельсовых цепей. Светофоры связаны между собой по воздушным или кабельным линейным цепям. Устройства автоблокировки получают питание от трехфазной высоковольтной линии напряжением 10кВ через понижающие линейные трансформаторы, установленные на силовых опорах и связанные кабелем с релейным шкафом.

Аппаратура автоблокировки осуществляет автоматическое переключение огней путевых светофоров под действием движущегося поезда. Сигнальные показания каждого путевого светофора указывают машинисту поезда, приближающегося к данному светофору, координаты впереди идущего поезда. В целях повышения безопасности совместно с автоблокировкой используют автоматическую локомотивную сигнализацию числового или частотного кода. Устройствами АЛСН показания путевого светофора, к которому приближается поезд, автоматически через рельсовую цепь передается в кабину машиниста и на локомотивном светофоре загорается сигнальный огонь, повторяющий показания путевого светофора, к которому приближается поезд.

В системе ЦАБ путевые светофоры не устанавливают межпоездной интервал регулируется только средствами АЛСН. На перегоне устраивают безстыковые (неограниченные) или ограниченные рельсовые цепи. Вся релейная аппаратура ЦАБ. с помощью которой определяется местонахождения поезда на блок-участках перегона, размещена на станциях, ограничивающих перегон. Рельсовые цепи связаны с аппаратурой ЦАБ кабельными линиями.

Существуют две системы автоматической локомотивной сигнализации: четырехзначная АЛСН числового кода и многозначная АЛСНМ частотного кода. Эти системы могут действовать одновременно или раздельно. В зависимости расположения поездов на перегоне релейная аппаратура ЦАБ вырабатывает сигнальный код и посылает его в рельсовую цепь того блок-участка, по которому движется поезд. Через рельсовую цепь сигнальный код принимается на локомотиве катушками и после его расшифровки на локомотивном светофоре включается огонь, дающий информацию о числе свободных блок-участков.

Работа АЛСН по показаниям локомотивного светофора не дает указаний о скоростном режиме поезда. Поэтому при отсутствии проходных светофоров, машинист, не имея ориентиров границ блок-участков, находится в затруднительном положении при регулировании скорости движения. С целью облегчения работы машиниста применяют систему АЛСНМ, в которой одновременно с сигнализацией на локомотивном светофоре включается сигнальный указатель скорости.

2.Автоматическая блокировка, структурная схема и классификация систем

Путевая автоматическая блокировка (АБ) представляет собой основную современную подсистему ИРДП перегона (рис 2.1). Она увеличивает пропускную способность участков и участковую скорость движения поездов, а также повышает безопасность следования поездов по перегонам и промежуточным станциям.

АБ обеспечивает такую организацию движения, при которой поезда разделяются на перегоне пространственными интервалами-блок-участками длиной, рассчитанной по заданному временному интервалу между поездами, а правом на занятие поездом отдельного

Рис. 2.1 Структурная схема построения автоматической системы путевой блокировки

Рис. 2.2 Трехзначная система сигнализации при разграничении тремя блок-участками

блок-участка служит разрешающее показание постоянного, автоматически действующего светофора.

При наличии поезда на пути возможность открытия светофора, ограждающего этот путь, исключается замыкающими устройствами путевой блокировки ЗУ, которые блокируют (замыкают) светофор в закрытом состоянии до поступления информации об освобождении поездом ограждаемого пути. Такая информация получается автоматически от путевых датчиков. На каждом ограждаемом отрезке пути перегона одновременно может находиться только один поезд.

В любой системе путевой блокировке станционные сигналы (входные, маршрутные, выходные) являются полуавтоматическими.

Проходные сигналы 1,3,5 (рис. 2.1) действуют автоматически в результате воздействия поезда на рельсовые цепи РЦ, выполняющие функции путевого датчика и задающего элемента. Это позволяет делить межстанционные перегоны на блок-участки без обслуживаемых раздельных пунктов и замыкать проходные светофоры при помощи автоматических замыкающих устройств АЗУ. Это деление позволило одновременное движение по перегону несколько попутно следующих поездов, что резко повышает его пропускную способность.

При АБ применяются двузначная, трехзначная и четырехзначная системы сигнализации. Основной является трехзначная сигнализация, при которой предусматривается движение поездов с разграничением тремя блок-участками (рис. 2.2). Позади идущий поезд П2проезжает под зеленый огонь ближайший проходной светофор 2 с зеленым огнем и приближается к следующему светофору 4 тоже с зеленым огнем. При таком способе разграничения поездов создаются условия для их спокойного ведения.

Любая система АБ должна удовлетворять эксплутационным требованиям: ограждение поездов путевыми сигналами с хвоста (со стороны сзади идущих попутных поездов) при одностороннем движении и с головы (со стороны поездов встречного направления) при двухстороннем движении; обеспечении необходимой пропускной способности при принятой организации движения.

Системы АБ классифицируются: характер путевого развития перегонов и организация движения по ним (однопутные, двухпутные и одностороннее, двухстороннее); интенсивность движения и наличие поездов по ним (определяет АБ с трехзначной или четырехзначной сигнализацией); род тяги поездов и условия электроснабжения железнодорожных участков (от рода тяги зависит и род сигнального тока-постоянный и переменный ток).

3.Полуавтоматическая блокировка, общая характеристика и алгоритм функционирования

Полуавтоматической блокировкой ПАБ называется такая система ИРДП, состояние входов которой изменяется частично автоматически, под воздействием поездов на путевые датчики, а частично вручную. Эта система может применяться для регулирования движения поездов, как на однопутных, так и на двухпутных участках.

Ограждаемыми или блокируемыми отрезками пути могут быть межстанционные перегоны и блок-участки, раздельными пунктами которых на перегоне являются проходные сигналы блокпостов.

Правом на занятие перегона или блок-участка поездом служит разрешающее показание выходного или походного сигнала.

Путевыми сигналами при ПАБ могут быть светофоры или семафоры. При новом строительстве семафоры не применяют, в действующих устройствах ПАБ они практически повсеместно заменены светофорами.

Устройства ПАБ исключают возможность отправления на перегон (блок-участок) второго поезда, если перегон еще занят ранее отправленным поездом. Это достигается тем, что выходной или проходной сигнал после проследования мимо него поезда закрывается и замыкается; замыкание может быть снято дежурным по станции следующего раздельного пункта только после фактического прибытия туда отправленного поезда в полном составе.

Система ПАБ позволяет дать приказ на отправление поезда со станции при определенном состоянии всех ее входов.

Двоичными входами системы ПАБ на однопутном участке железной дороги можно считать: х₁-фактическое прибытие поезда на станцию и освобождение перегона; состояние этого входа изменяется автоматически при помощи установленных перед станцией приема педалей или РЦ приближения; х2-прибытие поезда в полном составе и действительно свободном межстанционном перегоне; в большинстве случаев эта информация поступает в систему не автоматически, для ввода ее дежурный по станции (ДСП) предварительно сам или через посредника должен убедиться в наличии на последнем вагоне знака, который характеризует хвост поезда; х3-согласие соседней станции на отправление поезда с данной станции; состояние этого входа изменяет вручную ДСП смежной станции после телефонного запроса ДСП станции отправления; х4-приготовление и замыкание маршрута отправления; х5-открытие входного сигнала, которое производит ДСП. Закрытие выходного сигнала при его проследовании поездом (х1) осуществляется автоматически.

Все входные величины регистрируются в промежуточной памяти системы в виде определенного состояния ее элементов у0,у1,у2,….,уn.

Каждому состоянию входа хn+1 должно обязательно предшествовать событие х1…хn=уn.Так, изменению состояния входа х5-открытию выходного сигнала - должны обязательно предшествовать логические события х1х2х3х4=у4.

На рис. 3.1 представлен общий алгоритм работы ПАБ однопутного участка железной дороги.

Для двухпутного участка благодаря специализации путей перегона алгоритм функционирования несколько упрощается за счет отсутствия входа х3,отражающего прием сигнала ''Дача согласия ''.

Техническая реализация данных алгоритмов возможна различными способами, в том числе и с помощью микропроцессорной техники. Пространственное расположение входов для однопутного участка показано на рис. 3.2 для случая отправления поезда со станции А на станцию Б, где УКП-устройства контроля проследования, СУ-станционные устройства.

Целью данного проекта является разработка микропроцессорной системы ПАБ с автоматическим контролем состояния свободности перегона и прибытия поезда на станцию в полном составе по методу счета осей для последующего внедрения этой системы на задуманном перегоне взамен релейной системы РПБ ГТСС. Переоборудование