Список используемой литературы

Введение

локомотив станция сигнализация радиоканал

Обеспечение безопасности движения поездов является наиболее важной задачей совершенствования технологического процесса перевозок пассажиров и грузов. Для ее успешного решения особое внимание необходимо уделить обеспечению машиниста локомотива необходимой и достаточной информацией о поездной обстановке, наличии ограничения скорости, маршруте движения, допустимой и целевой скорости движения в данной точке пути, а также координатах и других параметрах движения поезда.

Функции обеспечения машиниста локомотива информацией о поездной обстановке, контроля скорости, бодрствования и бдительности, формирования сигналов для регистрации на ленте локомотивного скоростемера до сих пор выполняет автоматическая локомотивная сигнализация типа АЛСН. При этом для передачи информации на локомотив используется всего три активных сигнала, а элементная база - электромагнитные реле, требует больших эксплуатационных затрат и не позволяет значительно повысить надежность аппаратуры и расширить ее функциональные возможности.

Министерством путей сообщения РФ была поставлена задача совершенствования существующей АЛСН с целью повышения ее надежности, а также дальнейшего развития новой системы АЛС с расширенной значностью и повышенной помехозащищенностью на основе новых принципов передачи информации. Такая система была разработана и проходила испытания на Московской дороге. По результатам испытаний была поставлена задача разработки комплексного варианта системы АЛС с применением микропроцессорной базы.

Структура локомотивных устройств комплексной системы АЛС получила наименование КЛУБ. Классические системы автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), применяемые на железных дорогах - АЛСН и АЛС-ЕН - используют для передачи сигналов на локомотив рельсовую цепь. В данном дипломном проекте разрабатывается АЛС с использованием резервного радиоканала передачи данных(АЛСР). Эта система использует для передачи кодов АЛС радиоканал, решая задачи точного определения координат локомотива и доставки ответственных данных на локомотив по радио. Система позиционирования локомотива является частью АЛСР и использует совокупность показаний нескольких источников координатной информации - широко применяемых колесных датчиков пути и скорости (ДПС), спутниковых систем навигации (GPS/ГЛОНАСС) и системы точечного канала связи с локомотивом (ТКС-Л).

Для обеспечения непрерывного кодирования на всем протяжении железнодорожных путей в системе АЛСР применен универсальный цифровой радиоканал (УЦРК). В настоящий момент УЦРК системы АЛСР базируется на методах беспроводной широкополосной передачи данных (ШПД). Основу УЦРК составляет опорная радиосеть, построенная из ряда базовых станций, располагаемых вдоль путей в полосе землеотвода железной дороги. К опорной сети по проводным (в том числе волоконно-оптическим) каналам подключается постовое и напольное оборудование ЖАТ. Опорная сеть УЦРК транслирует ответственную информацию о поездной ситуации, показаниях сигналов и установленных станционных маршрутах на бортовое локомотивное оборудование. Способ сопряжения АЛСР со стационарными системами СЖАТ (автоблокировки, в том числе и централизованного типа; станционными ЭЦ, РПЦ и МПЦ) зависит от элементной базы и структуры последних. Разработан ряд устройств сопряжения с релейными, релейно-процессорными и микропроцессорными системами.

Внедрение системы АЛСР создаст техническую базу для перехода к следующему поколению систем автоблокировки, основанных на координатных принципах интервального регулирования движения поездов. Переход к системам управления движением поездов с использованием радиоканала позволит существенно сократить количество оборудования на перегонах и повысить пропускную способность за счет сокращения интервалов попутного следования и увеличения грузоподъемности поездов в результате отказа от ограничивающих тяговые токи изолирующих стыков и дроссель-трансформаторов.

1. Аналитический обзор систем интервального регулирования по материалам российской и зарубежной прессы

Бурное развитие микропроцессорных технических средств за последние 10 лет открыло широкие возможности коренного переоснащения отрасли железнодорожной автоматики и телемеханики.

Внедрение в 1984 году первого отечественного микропроцессорного комплекса автоматизации сортировочных горок послужило началом технического перевооружения СЖАТ на принципиально новой элементной базе.

За истекший период уже сменилось несколько поколений информационно-вычислительных средств, мини-ЭВМ, микро- ЭВМ, микроконтроллеров, средств диспетчеризации и др. В настоящее время разработчики нового поколения СЖАТ уже широко используют высокоинтегрированные одноплатные промышленные компьютеры, программируемые микроконтроллеры, устройства сбора и преобразования информации. Нашли широкое применение изделия и программные продукты ведущих фирм «Advantech», «Cygnal» и др.

Это позволило создать целую гамму нового поколения СЖАТ. К их числу относятся: ДЦ «Сетунь», ДЦ «Юг» с РКП, ДЦ «Диалог», ДЦ-МПК , РПЦ «Дон», РПЦ «Диалог-Ц», ЭЦ- МПК, МПЦ «Ebilock-950», АБТЦ, КТСМ-02 и др.

Кроме перечисленных микропроцессорных систем электрической и диспетчерской централизаций, автоблокировки достойное место занимают и системы автоматизации горок. К ним относятся: ГАЦ-МН, ГАЦ-МП, КСАУ КС, КГМ-ПК и ГАЦ-АРС ГТСС.

Опыт создания современных систем автоблокировки показывает, что расширение функциональных возможностей, повышение надежности аппаратных средств и устойчивости функционирования рельсовых цепей в условиях изменения их параметров и мешающего действия электромагнитных помех от тягового тока возможно на основе использования современной микроэлектронной элементной базы.

Значительный экономический эффект может быть достигнут за счет унификации аппаратуры автоблокировки по методам технической реализации отдельных модулей, на функциональном уровне, по конструктивным решениям и применяемой элементной базе. Унификация сокращает номенклатуру изделий и позволяет применять индустриальные методы ремонта и обслуживания систем интервального регулирования.

Учитывая важную роль, которую играют системы интервального регулирования в обеспечении безопасности и бесперебойности движения, комплекс работ по ее развитию выделен в научно-техническую проблему "Единый ряд перспективных микроэлектронных систем и устройств для управления движением поездов". Наиболее крупными разработками, имеющими большое научное значение, являются:

1) Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки (АБ-ЧКЕ);

Система АБ-ЧКЕ формирует и передает на локомотив информацию о показаниях проходных светофоров. АБ-ЧКЕ функционально и электромагнитно совместима с релейной системой числовой кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного действия (АЛСН).

Принципиально новыми возможностями данной системы являются: повышенная устойчивость работы рельсовой цепи в условиях воздействия помех от тягового тока, при колебаниях и в условиях пониженного сопротивления балласта и нестабильности питающего напряжения. Повышена надежность аппаратуры благодаря применению современной микроэлектронной элементной базы. Снижена энерго- и материалоемкость аппаратуры, сокращены эксплуатационные расходы на содержание. Система является универсальной для применения на участках с трех- и четырехзначной автоблокировкой. При организации движения с четырехзначной сигнализацией прокладка кабеля и установка дополнительной аппаратуры не требуется.

2)Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ.

С целью повышения устойчивости работы рельсовых цепей при изменении в широких пределах сопротивления изоляции, увеличения надежности аппаратуры, повышения помехозащищенности системы контроля состояния рельсовой линии, а также снижения энерго- и материалоемкости и эксплуатационных затрат на содержание устройств МИИТом разработана децентрализованная микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ. Она отличается отсутствием электромагнитных реле и других электромеханических приборов на сигнальных точках перегона, наличием встроенной подсистемы дистанционного контроля и диагностики аппаратуры и возможностью дистанционного изменения настроек и технических параметров сигнальной точки. В АБ-УЕ предусмотрена возможность реализации функций любой эксплуатируемой на сети дорог системы автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры путем изменения программного обеспечения. Для работы системы требуется не более двух пар кабельных жил.

В состав сигнальной точки АБ-УЕ входят микропроцессорный приемопередатчик (ППМ) и устройства защиты и согласования с рельсовой линией (УЗС РЛ), приемником (УЗС ПРМ) и передатчиком (УЗС ПРД).

В зависимости от места установки ППМ выпускается в трех вариантах исполнения. Первый вариант предназначен для работы в составе сигнальной точки автоблокировки, а два других - для увязки автоблокировки АБ-УЕ со схемами входного светофора и станционной системы централизации.

3).Микроэлектронная система автоблокировки (АБ-Е1); Автоблокировка АБ-Е1 функционально и электромагнитно совместима с автоматической локомотивной сигнализацией АЛС-ЕН. Для повышения устойчивости функционирования системы КРЛ в условиях воздействия дестабилизирующих факторов обработка полезных сигналов в приемнике осуществляется по алгоритму кумулятивных сумм. Благодаря его применению удалось обеспечить устойчивую работу рельсовой цепи длиной 2500 м при колебаниях сопротивления балласта от 50 до 0,45 Ом/км. Проблема обеспечения безопасности микроэлектронных аппаратных средств автоблокировки решается применением: трехкомплектного резервирования стандартных модулей, выполняющих одинаковые функции; мажоритарной структуры построения для обнаружения неисправного или отказавшего комплекта; жесткой синхронизации и потактного сравнения сигналов в контрольных точках различных комплектов; специальных устройств контроля с односторонними отказами, обеспечивающих надежное отключение неисправного комплекта и последующий его ввод в работу. В системе АБ-Е1 использован один непрерывный частотный канал (НКС) с несущей частотой 174,38 Гц. Передача информации осуществляется в результате двукратной фазоразностной манипуляции и кодирования сообщений модифицированным кодом Бауэра. Структура организации кодового цикла параллельная: по одному подканалу передаются кодовые комбинации (КК), а по другому - сигналы цикловой синхронизации (ЦС) в виде синхрогрупп (СГ). Применение двукратной ФРМ позволяет повысить помехоустойчивость в 2 раза по сравнению с амплитудной модуляцией. Использование комбинаций кода Бауэра в информационном и синхроподканалах обеспечивает эффективную кодовую защиту. 4).Микропроцессорная система автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры и рельсовыми цепями без изолирующих стыков (АБ-Е2);

В системе АБ-Е2 применяются тональные рельсовые цепи без изолирующих стыков . Поэтому с целью защиты от влияния смежных рельсовых цепей и от рельсовых цепей параллельного пути для формировании сигнального тока пришлось использовать 4 несущие частоты (1953 и 2441 Гц для одного пути; 2170 и2790 Гц для другого пути.) Указанные частоты чередуются в рельсовых цепях смежных блок-участков. Обычно в пределах блок-участка организуются две рельсовые цепи, получающие питание от одного общего передатчика, подключаемого к середине БУ. Этот передатчик используется также для увязки показаний напольных светофоров и для передачи информации на локомотив при нахождении поезда на первой половине БУ. При вступлении локомотива за точку подключения данного передатчика начинается передача сигнала АЛС с конца БУ. Путевые приемники подключаются к рельсовой линии по концам блок-участка. Методы контроля состояния рельсовой линии, а также методы формирования и обработки сигналов аналогичны методам, принятым в системе АБ-Е1. Отличие заключается в технической реализации узлов:

a) В системе АБ-Е2 путевой приемник и приемопередатчик конструктивно реализованы в виде общей моноблочной конструкции - микропроцессорном приемопередатчике МПП.

б) Схема МПП реализована на устройствах с программируемой логикой. Для исключения опасных отказов применена дублированная

структура с контролем синхронности работы параллельных каналов обработки данных. При рассогласовании их работы производится диагностика каждого канала и отключение неисправного.

в) Приемопередатчик формирует не только сигналы АЛС-ЕН, как в системе АБ-Е1, но и сигналы АЛСН. Причем производится контроль временных параметров передаваемого сигнала АЛСН. При искажении двух

следующих подряд кодовых комбинаций их передача прекращается и выход передатчика запирается.

Также на современной микроэлектронной базе строятся локомотивные системы безопасности и регулирования движения поездов нового поколения.

Для регулирования движения на железных дорогах России в основном использовались устройства непрерывного типа АЛСН. Несколько позднее появился новый канал АЛС-ЕН. Разработаны также устройства точечного канала связи для высокоскоростной передачи больших объемов информации в ограниченных зонах связи. Ведутся работы по активному внедрению устройств передачи данных по радиоканалу в диапазонах 160 и 460 МГц. Эти устройства планируется применять при организации двусторонней передачи данных на станциях, где технически сложно кодировать все пути сигналами АЛСН и АЛС-ЕН.

Низкая информативность системы АЛСН (использование в канале связи только трех активных сигналов) и ограниченность ее функциональных возможностей обусловили необходимость дополнения действующего оборудования другими устройствами обеспечения безопасности. С 1994г. в рамках Государственной программы повышения безопасности движения поездов на железных дорогах России прежние устройства заменяются на более совершенные (КЛУБ, САУТ, телеметрическую систему контроля бдительности машиниста ТС КБМ и др.), выполненные на современной микропроцессорной элементной базе.

Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе путем приема сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН и отображению их машинисту. Аппаратура КЛУБ серийно внедряется с 1994г., она выполнена на микропроцессорной базе и имеет 100% активное резервирование функциональных модулей.

Аппаратура КЛУБ выполняет следующие функции: исключение несанкционированного движения локомотива, сравнение фактической скорости с допустимой, контроль торможения перед запрещающим сигналом светофора, формирование сигналов для системы автоматического управления тормозами САУТ, контроль бдительности машиниста, регистрация параметров движения. На сети дорог аппаратурой КЛУБ оборудовано около 1400 локомотивов и моторовагонных поездов.

В 1998г. на Московской дороге начались эксплуатационные испытания унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У. Устройство предназначено для работы на всех типах локомотивов и моторовагонных поездов на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока. Функциями КЛУБ-У являются: исключение самопроизвольного движения локомотива; исключение несанкционированного включения ЭПК; автоматический учет категории поезда, типа тяги, длины блок-участков; прием и дешифрация сигналов АЛСН, АЛС-ЕН; непрерывный контроль состояния тормозной системы; формирование сигналов достижения фактической скорости: 2, 10, 20, 60 км/ч; информирование машиниста о сигналах светофора; количестве свободных блок-участков; фактической скорости с точностью до 1 км/ч и допустимой на данном участке пути скорости движения, кривой торможения, а также о текущем времени с корректировкой по астрономическому времени, координатах места нахождения локомотива с точностью до 30м при помощи спутниковой навигации, названиях станций, номерах стрелок, светофорах, перегонах, расстояниях до контрольных точек; регулярный контроль бдительности машиниста; контроль совместных действий машиниста и помощника машиниста при трогании поезда и движении к запрещающему сигналу светофора; автоматическое включение экстренного торможения при появлении ситуаций, ведущих к опасным и катастрофическим последствиям; регистрация параметров движения в электронной памяти кассеты .На железные дороги России поставлено свыше 740 комплектов КЛУБ-У. Системой оборудовано более 20 различных типов локомотивов на 16 дорогах[3].

Для специального самоходного подвижного состава в 1999г. на базе аппаратуры КЛУБ сконструированы специализированные устройства - КЛУБ-П, которые имеют меньшие размеры и массу, современную элементную базу и повешенную надежность.

В настоящее время на железных дорогах России для определения местоположения локомотива все более широкое применение находят комбинированные приемники, осуществляющие автоматический поиск, прием и обработку сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS NAVSTAR (США). Навигационная аппаратура ведет одновременный прием сигналов по 12 каналам. Точность автономного определения скорости поезда (с вероятностью 95%) составляет 0,1 м/с, точность метки единого времени относительно всемирного времени UTC - 1 мкс. Информация на локомотив подается с помощью путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН, радиоканала системы координатного регулирования движения поездов, путевых устройств точечного канала связи и радиоканала маневровой автоматической локомотивной сигнализации МАЛС.

Также активно внедряется АЛСР - Автоматическая локомотивная сигнализация с использованием радиоканала. Классические системы автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), применяемые на железных дорогах - АЛСН и АЛС-ЕН - используют для передачи сигналов на локомотив рельсовую цепь. АЛСР использует для передачи кодов АЛС радиоканал, решая задачи точного определения координат локомотива и доставки ответственных данных на локомотив по радио. Система позиционирования локомотива является частью АЛСР и использует совокупность показаний нескольких источников координатной информации - широко применяемых колесных датчиков пути и скорости (ДПС), спутниковых систем навигации (GPS/ГЛОНАСС) и системы точечного канала связи с локомотивом (ТКС-Л).

Разработанные технические решения обеспечивают точность определения местоположения локомотива порядка одного метра при скоростях движения до 400 км/ч [3]. Система ТКС-Л также является средством доставки на локомотив команд телеуправления и телесигнализации, показаний сигнальных точек автоблокировки, показаний станционных, заградительных и других светофоров, а также информации об установленных поездных маршрутах на станции, сформированной постовыми и напольными устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики. ППО не требуют внешнего питания, активируясь энергией локомотивной антенны.

Для обеспечения непрерывного кодирования на всем протяжении железнодорожных путей в системе АЛСР применен универсальный цифровой радиоканал (УЦРК). В настоящий момент УЦРК системы АЛСР базируется на методах беспроводной широкополосной передачи данных (ШПД). Основу УЦРК составляет опорная радиосеть, построенная из ряда базовых станций, располагаемых вдоль путей в полосе землеотвода железной дороги.

Инфраструктура системы АЛСР позволяет наряду с основной задачей автоматической локомотивной сигнализации решать целый ряд смежных задач. В частности, организация доступа к опорной сети УЦРК программно-аппаратных комплексов диспетчерского аппарата (АРМ ДС, ДНЦ) позволяет с минимальными материально-техническими затратами реализовать функцию принудительной остановки поезда автоматически либо по команде диспетчера, в том числе при выключении локомотивной бригадой устройств безопасности. УЦРК также может быть использован для передачи ответственной телеметрической информации бортового оборудования на средства мониторинга технического состояния локомотивов на всем протяжении маршрута следования. Эта же функция обеспечит контроль локомотивных приборов безопасности со стороны диспетчерского аппарата.

Внедрение системы АЛСР создаст техническую базу для перехода к следующему поколению систем автоблокировки, основанных на координатных принципах интервального регулирования движения поездов. Переход к системам управления движением поездов с использованием радиоканала позволит существенно сократить количество оборудования на перегонах и повысить пропускную способность за счет сокращения интервалов попутного следования и увеличения грузоподъемности поездов в результате отказа от ограничивающих тяговые токи изолирующих стыков и дроссель-трансформаторов.

В результате широкого внедрения перечисленных разработок будет достигнуто повышение уровня безопасности движения поездов, рост резервов пропускной способности участков, экономия капитальных вложений при строительстве и эксплуатационных расходов на содержание технических средств, улучшение условий труда и повышение культуры обслуживания.

Так в Белой книге РЖД, которая определяет вектор технического перевооружения российских жд до 2020 г., определено: “В качестве приоритетных направлений инновационной политики компании значатся системы управление движением на основе спутниковых технологий и автоматической идентификации подвижного состава. Внедрение системы мониторинга и телеуправления напольными устройствами железнодорожной автоматики. Создание автоматизированных центров управления и расширение функций диспетчерской централизации (линии скоростного и высокоскоростного движения, 5000 км).Внедрение компьютерных систем управления на станциях в увязке с цифровым радиоканалом (100 станций).Внедрение систем интервального регулирования движением поездов без светофоров с применением спутниковой навигации и цифрового радиоканала(500 км на участках с грузовым и пассажирским движением)”. Исходя из этого, можно сделать вывод, что тема дипломного проекта является актуальной, поскольку отражает современные тенденции развития систем ЖАТ.

2. Технические требования к системе автоматической локомотивной сигнализации

На железных дорогах России к функциям локомотивных систем сигнализации и обеспечения безопасности движения предъявляются следующие требования: прием сигналов от путевых устройств станционной и перегонной автоматики о местонахождении идущего впереди поезда, допустимой скорости движения; измерение скорости движения, определение местоположения локомотива, положения органов управления локомотива, состояния тормозной системы; обработка принятых сигналов и измеренных параметров движения, формирование допустимой скорости, при ее превышении обеспечение принудительного торможения поезда; индикация и сигнализация машинисту информации, формируемой системой; контроль бдительности и бодрствования машиниста, принудительное торможение поезда при их недопустимом снижении; регистрация информации, формируемой системой, параметров движения, местоположения локомотива и времени действия с передачей в энергонезависимую память .

Комплексная система автоматической локомотивной сигнализации предназначена для регулирования и обеспечения безопасности движения поездов с целью повышения безопасности движения поездов в поездной и маневровой работе, автоматизации процесса расшифровки результатов записи параметров движения поездов и обеспечения достоверности расшифровки и для применения на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, оборудованных путевыми устройствами АЛСН, АЛС-ЕН, точечным каналом связи (ТКС), системой автоматического управления торможением (САУТ), системой координатного регулирования движения поездов на базе цифрового радиоканала, а также на станциях, оборудованных системой МАЛС, для работы на всех типах локомотивов и моторвагонного подвижного состава (МВПС).

На основании проведенного анализа автоматических локомотивных сигнализаций на железных дорогах с учетом тенденций их развития можно сформулировать следующие основные параметры и характеристики:

1. Составные части системы АЛС должны соответствовать требованиям своих технических условий и (или) комплектов документации и иметь оставшиеся гарантийные сроки эксплуатации, достаточные для данного комплекта системы АЛС, что должно быть подтверждено установленным подписями и печатями в их документации. В том числе датчики пути и скорости, датчики давления должны иметь документы о первичной поверке (калибровке), оформленные в установленном порядке.

2. Система АЛС при включении питания должна обеспечивать индицирование в блоке индикации и ввода независимо от состояния ключа электропневматического клапана автостопа следующей информации:

- в активной кабине локомотива (МВПС):

1) координаты пути;

2) текущее время;

3) давление в тормозной магистрали;

4) фактическую скорость 0 км/ч;

5) готовность кассеты регистрации;

6) несущую частоту;

7) режим работы (поездной, маневровый, специальный маневровый);

- в пассивной кабине локомотива (МВПС):

1) координаты пути;

2) текущее время;

3) фактическую скорость 0 км/ч;

4) готовность кассеты регистрации;

5) режим работы (поездной, маневровый, специальный маневровый).

3. Система АЛС должна обеспечивать индикацию на блоке индикации и ввода при включенном ключе электропневматического клапана автостопа следующей информации дополнительно к указанной в п.2:

- в активной кабине локомотива (МВПС):

1) сигнал локомотивного светофора, соответствующего сигналу АЛСН (АЛС-ЕН), поступающему из рельсовой цепи или шлейфа; на участке, не оборудованном путевыми устройствами АЛСН (АЛС-ЕН), должен индицироваться сигнал “Белый”;

2) допустимую скорость в соответствии с принятым сигналом;

3) сигнал “Внимание!” (звуковой сигнал).

Индикация сигналов светофора и количества свободных блок-участков на блоке индикации для помощника машиниста должна соответствовать индикации данных сигналов на блоке индикации и ввода.

4. Система АЛС должна обеспечивать включение индикации на блоке индикации и ввода и формирование информации - сигнал светофора “Белый”, фактическая скорость 0 км/ч, допустимая скорость движения на “Белый” сигнал светофора (V_б) после включения питания системы КСАЛС при включении ключа электропневматического клапана автостопа, режиме движения “Поездной” и отсутствии приема информации из канала АЛСН (АЛС-ЕН).

5. Система АЛС должна обеспечивать ввод во внутреннюю энергонезависимую память локомотивных и поездных характеристик. Значения этих характеристик должны сохраняться при выключении питания АЛС.

6. Система АЛС должна обеспечивать прием и запись во внутреннюю энергонезависимую память данных электронной карты пути и сохранение этих данных при выключении питания системы АЛС.

7. Система АЛС должна обеспечивать переключение индицируемой на блок индикации и ввода информации - сигнал светофора “Красный”, допустимая скорость 20 км/ч на информацию сигнал светофора “Белый”, допустимая скорость V_б или на информацию - сигнал светофор “Белый”, контролируемая скорость 60 км/ч в зависимости от режима работы “Поездной” или “Маневровый” при одновременном нажатии кнопки включения красного сигнала и рукояток бдительности.

8. АЛС должна исключать прием сигналов из канала АЛС-ЕН и индицировать в блоке индикации и ввода информацию - сигнал светофора “Красный”, допустимая скорость 20 км/ч.

9. Система АЛС должна отслеживать проследование границ блок-участка при приеме информации из канала АЛС-ЕН по смене синхрогрупп сигнала.

10. Формирование значения допустимой скорости при наличии данных в электронной карте от радиоканала и наличии сигналов АЛСН и АЛС-ЕН должно производиться следующим образом:

- значение допустимой скорости в каждой точке пути должно быть равно минимальному из значений допустимых скоростей по поездной ситуации, формируемой по информации из радиоканала или, при его отсутствии, из каналов АЛСН и АЛС-ЕН значений допустимой скорости, определяемых наличием местных ограничений скорости по информации из радиоканала;

- при отсутствии информации из радиоканала для характеристики мест ограничения скорости должны быть использованы данные электронной карты.

11. При формировании значения допустимой скорости за длину блок-участка принимается значение, записанное в электронную карту, при приёме кода “КЖ” по каналам АЛСН и АЛС-ЕН и при отсутствии до этого приёма по канал АЛС-ЕН.

В случае постоянного приёма по каналу АЛС-ЕН и принятия кода “КЖ” за длину блок-участка принимается значение 277м при приёме до кода “КЖ” кода, отличного от одного блок-участка, или не был зафиксирован проезд границы блок-участка .

12. Система АЛС должна обеспечивать при движении периодическую проверку бдительности или бодрствования (включение сигнала “Внимание!” и через (6±2)с снятие напряжения с выхода электропневматического клапана автостопа) . Система АЛС должна обеспечивать выключение сигнала “Внимание!” и включение напряжения на выходе электропневматического клапана автостопа нажатием на специальную рукоятку бдительности. Система АЛС должна обеспечивать выключение сигнала “Внимание!” при условии наличия напряжения на выходе электропневматического клапана автостопа нажатием на рукоятку бдительности.

13. Система АЛС должна обеспечивать снятие напряжения с выхода электропневматического клапана автостопа при трогании без предварительного включения тяги машинистом (вывода контроллера из нулевого положения) через время не менее 74с с момента последнего включения тяги.

14. Снятие напряжения с выхода электропневматического клапана автостопа должно производится при включении тяги машинистом и отсутствии сигналов от датчика угла поворота в течение последующих (72±2)с, если при этом включен ключ электропневматического клапана автостопа.

15. Система АЛС должна формировать кратковременный звуковой сигнал на блоке индикации и ввода при изменении передаваемых для индикации параметров:

- сигналов светофора;

- количества свободных блок-участков;

- движения прямо / с отклонением.

- режима работы - “Поездной”, “Маневровый”, “Специальный маневровый”;

- вида препятствия;

- контролируемой скорости;

- несущей частоты АЛСН;

- активности канала АЛС-ЕН;

- запрета отпуска тормозов;

- включение сигнала “Внимание!”.

16. Система АЛС должна обеспечивать однократную проверку бдительности (включение сигнала “Внимание!” и снятие напряжения с выхода электропневматического клапана автостопа) при следующих условиях:

- условие 1 - момент снижения контролируемой скорости при ненулевой фактической скорости;

- условие 2 - переход на “Белый” сигнал светофора при ненулевой фактической скорости;

- условие 3 - переход на “Красный” сигнал светофора при ненулевой фактической скорости;

- условие 4 - момент начала движения при “Красном”, “Красно-желтом” или “Белом” сигналах светофора.

Условие 1 отменяется при активности системы САУТ, кроме перехода на “Красно-желтый” сигнал светофора.

Условие 4 отменяется при режиме работы “Маневровый”.

Условия 1, 2 отменяются при режиме работы “Специальный маневровый” и фактической скорости менее 10 км/ч.

Условие 4 отменяется при режиме работы “Специальный маневровый”, кроме “Красного” сигнала светофора.

Система АЛС должна обеспечивать выключение сигнала “Внимание!” и восстановление напряжения на выходе электропневматического клапана автостопа при нажатии одной из рукояток бдительности или при снижении фактической скорости до 0 км/ч .

17. Система АЛС должна обеспечивать двустороннюю связь по цифровому радиоканалу, имеющему следующие характеристики:

- режим работы - одно или двухчастотный симплекс;

- диапазон частот - от 450 до 470 МГц;

- вид модуляции - частотная;

- мощность передатчика 5 Вт;

- интерфейс связи RS232;

- максимальная скорость передачи 9600 Бод;

- возможность программирования значений рабочих частот, скорости и форматов передачи, мощности передатчика.

18. Система АЛС должна обеспечивать отсчет, индикацию и сохранение текущего времени с корректировкой по астрономическому времени спутниковой навигационной системы.

19. Система АЛС должна обеспечивать определение координаты поезда от устройств спутниковой навигации, датчиков пути и скорости и электронной карты участка.

20. Система АЛС должна обеспечивать регистрацию в съемную кассету регистрации следующих данных:

- активность ТСКБМ;

- активность САУТ;

- активность радиоканала;

- показание светофора / количество свободных блок-участков;

- допустимую скорость;

- фактическую скорость движения;

- железнодорожную координату;

- текущее время;

- текущую дату;

- фактическое направление движения;

- название светофора;

- расстояние до цели;

- вид цели;

- допустимую скорость движения на “Зеленый”;

- контролируемую скорость движения на “Желтый”;

- уровень бодрствования;

- управление электропневматическим клапаном автостопа от САУТ;

- запрет отпуска тормозов САУТ;

- состояние рукояток;

- код рукоятки / клавиши;

- номер помощника машиниста;

- номер поезда;

- количество локомотивов в поезде;

- длину состава (в осях);

- длину состава (в условных вагонах);

- категорию поезда;

- категорию по давлению в тормозной магистрали;

- код серии локомотива или серии электро/дизель поезда;

- признак подключения дополнительного локомотива к тормозной магистрали;

- номер локомотива или ведущей секции многосекционного локомотива;

- звуковую сигнализацию;

- давление в главном резервуаре;

- давление в уравнительном резервуаре;

- давление в тормозном цилиндре;

- давление в тормозной магистрали;

- сигнал включения компрессоров;

- сигнал включения генераторов управления;

- сигнал наличия напряжения на выходах генераторов управления;

- включение питания электромагнитов электропневматического клапана автостопа;

- состояние ключа электропневматического клапана автостопа;

- режим ЭПТ - контроль цепи;

- режим ЭПТ - перекрыша;

- режим ЭПТ - торможение;

- тифон.

21. Система АЛС должна обеспечивать измерение фактической скорости и формирование индикации фактической скорости на блоке индикации и ввода с наибольшей абсолютной погрешностью в диапазоне скоростей:

- от 0 до 80 км/ч ± 1 км/ч ;

- от 81 до 250 км/ч ± 2 км/ч.

22. Система КСАЛС должна измерять и индицировать на блоке индикации и ввода значение давления в тормозной системе в диапазоне от 0 до 1,0 МПа с дискретностью 0,01 МПа. Наибольшая основная абсолютная погрешность измерения давления ± 0,02 МПа. Дополнительная абсолютная погрешность измерения давления, вызванная изменением температуры окружающей среды ± 0,01 МПа на каждые 30°С от нормальных условий.

23. Система АЛС должна исключать переход на резервный комплект при изменении сигналов на входах системы АЛС при номинальных параметрах этих сигналов при активности любого из двух комплектов.

24. Система АЛС должна обеспечивать подсветку блока индикации и ввода.

25. Система КСАЛС должна обеспечивать возможность работы с САУТ.

26. Система АЛС должна обеспечивать возможность работы с телемеханической системой контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ).

27. Система АЛС должна обеспечивать невозможность проезда участка со светофором с запрещающим сигналом без разрешения дежурного по станции при условии оборудования станции радиоканалом.

28. Система АЛС должна по приказу дежурного по станции, переданному по радиоканалу, обеспечивать экстренное торможение независимо от действий машиниста.

29. Система АЛС должна контролировать совместные действия машиниста и помощника машиниста при трогании и движении к запрещающему сигналу светофора.

30. Система АЛС должна обеспечивать невозможность несанкционированного отключения электропневматического клапана автостопа ключом.

31. Система АЛС должна обеспечивать формирование и индикацию на блоке индикации и ввода плавного уменьшения допустимой скорости после получения сигнала “Б” при условии, что перед этим принимались сигналы “3” или “Ж”. Темп снижения допустимой скорости должен быть на 30% меньше, чем при экстренном торможении.

32. Система АЛС должна обеспечивать формирование сигналов о движении со скоростью 2 км/ч и более, со скоростью 10 км/ч и более, со скоростью 20 км/ч и более, со скоростью 60 км/ч и более.

33. Система АЛС должна обеспечивать режим самодиагностики с выдачей информации на блок индикации и ввода.

34. Измерители скорости и давления электронные локомотивные, входящие в состав системы АЛС должны обеспечивать:

- диапазон измерения давления и предел допустимой абсолютной погрешности в диапазоне рабочих температур по п.25;

- диапазон измерений скорости и пределы допустимой абсолютной погрешности в диапазоне рабочих температур по п.24;

- работоспособность при напряжении питания (48 ± 7)В;

- работоспособность при диапазоне рабочих температур от минус 40 до плюс 50°С (для блока индикации и ввода от минус 30 до плюс 40°С);

- работоспособность при диапазоне частот от 1 до 150 Гц при амплитудном значении ускорения 10 м/с.

Низкая информативность системы АЛСН (использование в канале связи только трех активных сигналов) и ограниченность ее функциональных возможностей обусловили необходимость дополнения действующего оборудования другими устройствами обеспечения безопасности. В рамках Государственной программы повышения безопасности движения поездов на железных дорогах России прежние устройства заменяются на более совершенные (КЛУБ, САУТ, телеметрическую систему контроля бдительности машиниста ТС КБМ и др.), выполненные на современной микропроцессорной элементной базе.

Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе путем приема сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН и отображению их машинисту.

КЛУБ должен обеспечивать:

- прием информации из канала АЛСН, ее дешифрацию и индикацию машинисту;

- измерение и индикацию фактической скорости движения;

- формирование допустимой скорости движения и ее индикацию в зависимости от конструктивных особенностей локомотива и показаний путевого светофора;

- контроль скорости движения и автостопное торможение при превышении допустимой скорости движения по показаниям светофоров;

- контроль торможения перед светофором с запрещающим сигналом;

- выключение тяги при выдаче сигналов на автоматическое торможение;

- контроль бдительности машиниста;

- исключение самопроизвольного (несанкционированного) движения;

- невозможность движения при отключённом ЭПК и выключенной системе безопасности движения;

- прием сигналов режимов работы ( «поездной» или «маневровый») от органов управления локомотива, формирование и индикацию соответствующих значений допустимых скоростей движения;

- возможность проверки и тестирования аппаратуры без захода локомотива на базовое предприятие;

- сохранение контроля бдительности машиниста при неисправностях приемных катушек;

- ввод и корректировку постоянных величин, учитывающих конструктивные особенности локомотива или МВПС:

а) конструкционная скорость;

б) скорость проследования путевого светофора с “желтым" сигналом;

в) диаметр колес по кругу катания;

г) длина участка торможения.

3. Разработка структурной схемы системы, включая путевые, стационарные и локомотивные устройства

Структурная схема КЛУБ-У приведенная на рисунке 3.1. работает следующим образом:

В зависимости от направления движения и выбранной кабины управления МВПС сигналы АЛСН и АЛС-ЕН от приемных катушек КПУ-1 поступают через блок коммутации (БК-У) на блок электроники (БЭЛ-У).

Информация о фактической скорости от датчиков угла поворота ДПС, о значении давления в тормозной магистрали от датчиков давления КРТ-1, а при наличии приемопередающего устройства цифровой радиосвязи и точечного канала связи, дополнительная информация передается через блок БК-У в блок электроники БЭЛ-У.

Информация о координате МВПС поступает через антенну спутниковой навигационной системы (А-СНС) сразу на блок электроники БЭЛ-У.

В БЭЛ-У осуществляется обработка всей принятой информации, формирование значений допустимой скорости, сравнение ее с фактической, контроль бдительности и бодрствования машиниста, воздействие на клапан экстренного торможения (ЭПК-153).

Блок индикации (БИЛ-УВ) принимает обработанную информацию для индикации и регистрации ее на кассете регистрации (КР). Воздействия машиниста на рукоятки РБ, РБС отрабатываются блоком БИЛ-УВ и поступают на блок электроники БЭЛ-У.

КЛУБ-У представляют собою набор модулей, объединённых в локальную сеть.

Часть модулей (МЦО, ИПД, БИЛ) входят в минимальную конфигурацию системы и являются обязательными для включения и работы КЛУБ-У.

Отличительной особенностью системы является открытая архитектура, позволяющая производить наращивание либо уменьшение функций в зависимости от конкретных потребностей участка ж.д.

Все модули являются равноправными с точки зрения доступа к локальной сети. Основной рабочий цикл обмена и обработки информации между модулями КЛУБ-У составляет 450...500 мс. В основном режиме работы активные модули системы циклически передают информацию о своём состоянии и результатах выполнения тестов. Минимальной единицей информации, передаваемой между взаимодействующими модулями, является сообщение. Каждое сообщение содержит обязательный 11-битовый уникальный код (идентификатор), 1-битовый признак запроса на передачу и необязательное информационное поле, размер которого не должен превышать 8 байтов (определяется применённым на канальном уровне протоколом CAN 2.0A). В качестве базовой микросхемы CAN - интерфейса использованы однокристальные CAN контроллеры.

Открытый унифицированный интерфейс всех составляющих ее модулей выполнен на основе гальванически развязанной от всех модулей дифференциальной линии - CAN интерфейс, питание которой осуществляется от отдельного источника 5 В. Схема узла сопряжения с CAN интерфейсом входит в состав каждого модуля КЛУБ-У.

Для обеспечения бесконфликтного взаимодействия с системами САУТ, ТСКБМ в состав КЛУБ-У введен блок БСИ, который обеспечивает сопряжение между сообщениями CAN - интерфейса и входными и выходными сигналами систем САУТ, ТСКБМ.

С учетом требований функциональной безопасности устройства все модули КЛУБ-У имеют в своем составе два канала обработки информации с простым аппаратным, либо программным дублированием. Весь объем информации проходя по двум каналам обработки, поступает на безопасную схему контроля, которая воздействует на усилитель ЭПК. При нормальной работе усилитель ЭПК находится под током. Если возникает рассогласование между двумя информационными потоками ,срабатывает схема перезапуска системы схемы безопасности и при сохранении рассогласования происходит снятие питающего напряжения с усилителя ЭПК.

Питание устройств КЛУБ-У осуществляется от бортовой сети через вторичные источники питания к каждому модулю, которые осуществляют преобразование уровня напряжения бортовой сети на необходимый модулю номинал напряжения.

Структурная схема локомотивных устройств.

Размещено на http://www.allbest.ru/