Локомотивные технические устройства

2. Повысить безопасность движения поездов.

3. Обеспечить регистрацию информации о режимах движения поезда, действиях машиниста и исправности локомотивных технических средств.

Экономия эксплуатационных расходов при использовании КЛУБ-У  обеспечивается за счет:

• повышения эффективности эксплуатационной работы на участках железных дорог путем снижения интенсивности отказов бортовой аппаратуры, повышения участковых скоростей и снижения потерь поездочасов, сокращения эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание технических средств КЛУБ-У;
• сокращения убытков железных дорог вследствие повышения  уровня безопасности движения поездов.

Аппаратура КЛУБ-У  устанавливается на локомотиве и обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• прием из рельсовых линий сигналов автоматической локомотивной сигнализации типа АЛСН и АЛС-ЕН, а также сигналов, переданных по цифровому радиоканалу, о показаниях путевых светофоров, местных ограничениях скорости, маршруте следования, сигналов принудительной остановки локомотива и разрешения проследования светофора с запрещающим показанием;
• определение скорости и местоположения локомотива по сигналам от осевых датчиков скорости и аппаратуры спутниковой навигационной системы GPS/ГЛОНАСС; индикацию машинисту железнодорожной  координаты локомотива и текущего астрономического времени:
• непрерывное формирование значения допустимой скорости движения поезда на каждом участке пути;
• формирование и индикацию машинисту расстояния до актуального препятствия с указанием скорости его проезда (целевой скорости);
• непрерывный контроль фактической скорости движения поезда, и в случае превышения допустимой скорости – включение экстренного торможения;
• исключение проезда светофоров с запрещающими сигналами;
• исключение несанкционированного движения локомотива (скатывания);
• индикация  необходимой информации машинисту локомотива и его помощнику;
• контроль бдительности машиниста путем фиксации нажатий на рукоятку бдительности при световом сигнале «Внимание!» или звуковом сигнале ЭПК;
• регистрация параметров движения поезда и другой необходимой информации на съемную кассету регистрации для последующей автоматизированной расшифровки с помощью стационарного устройства дешифрации (СУД);
• контроль предварительного нажатия машиниста и его помощника на рукоятки РБ и РБ-ПОМ перед троганием поезда на запрещающий сигнал светофора;
• формирование кратковременного звукового сигнала при изменении следующих параметров:

1) сигналов локомотивного светофора;

2) количества свободных блок-участков по ходу движения;

3) характера движения (прямо / с отклонением);

4) режима работы: «Поездной», «Маневровый» и «Двойная тяга»;   

5) несущей частоты АЛСН;

6) активности каналов АЛС-ЕН и радиоканала;

7) при первоначальном появлении сигнала «Внимание!»;

• формирование сигналов о движении поезда со скоростями - 2 км/ч и более, 10 км/ч и более, 20 км/ч и более, 60 км/ч и более (для управления работой устройством подачи песка);
• ввод и отображение на индикаторе локомотивных и поездных характеристик и их сохранение при выключении питания;
• приём и регистрацию сигналов от устройств  локомотива:

1. о включении / выключении тяги;
2. о номере активной кабины локомотива, из которой осуществляется управление;
3. о положении ключа ЭПК;
4. о давлении в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и уравнительном резервуаре (каждое из этих давлений по желанию машиниста может индицироваться  на  БИЛ-У);
5. о включении/выключении генераторов и компрессора;
6. об использовании тифона и свистка, использовании сигналов ЭПТ («Перекрыша», «Контроль цепи» и «Торможение»);

• взаимодействие с системой автоматического управления тормозами (САУТ) и с телемеханической системой контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ).

Структурная схема КЛУБ-У (состав аппаратуры) определяется на стадии разработки проекта оборудования локомотива и зависит от его конструкции. На рисунке 4 приведена структурная схема аппаратуры КЛУБ-У для установки на локомотиве с одной кабиной. Эта же структурная схема используется при установке КЛУБ-У в концевых вагонах моторвагонного подвижного состава (МВПС). Структурная схема КЛУБ-У для локомотивов с двумя кабинами приведена на рисунке 5.

Аппаратура КЛУБ-У  состоит из ряда отдельных блоков, каждый из которых является законченным  изделием, выполняющим определенный набор функций. Блоки КЛУБ-У связаны между собой через САN-интерфейс. Использование этого интерфейса дает возможность сравнительно просто изменять общую структуру КЛУБ-У с соответствующим изменением выполняемых функций. Аппаратура, устанавливаемая на локомотиве, включает в себя: 

• блок электроники локомотивный БЭЛ-У;
• блок индикации локомотивный БИЛ-У;
• блок индикации помощника машиниста БИЛ-ПОМ;

Рисунок 4 – Структурная  схема аппаратуры КЛУБ-У на локомотиве с одной кабиной.

 

• блок коммутации и регистрации информации БКР-У;
• блок ввода локомотивный БВЛ-У;
• блок регистрации информации на кассету с долговременной энергонезависимой электронной памятью  КР-У;
• вызывной прибор ВП;
• рукоятки подтверждения бдительности машиниста (РБ, РБС) и помощника машиниста (РБ-ПОМ);
• приемные катушки КПУ сигналов АЛСН (АЛСН-ЕН) и коробку соединительную  КС;
• датчики измерения пути и скорости движения ДПС 1 и  ДПС 2;

Рисунок 5 – Структурная  схема аппаратуры КЛУБ-У на локомотиве с двумя кабинами.

 

• блок сопряжения датчиков ДПС с аппаратурой КЛУБ-У -  БС-ДПС;
• датчики измерения давлений в тормозных устройствах локомотива (ДД);
• электропневматический клапан экстренного торможения (ЭПК);
• блок контроля несанкционированного отключения ЭПК ключом (КОН);
• антенно-усилительное устройство спутниковой навигационной системы АУУ СНС;
• приемо-передающее   устройство  цифровой  радиосвязи
• ППУ-РС (радиостанция «МОСТ») и антенна радиосвязи АРС;
• блок сопряжения КЛУБ-У с другой бортовой  аппаратурой, установленной на локомотиве и не имеющей в своем составе САN –интерфейс (БСИ);
• источник  питания  локомотивный  электрический  ИПЛЭ.

Схема размещения аппаратуры КЛУБ-У на локомотиве приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема размещения аппаратуры КЛУБ-У на локомотиве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Локомотивные устройства САУТ

 

Локомотивные устройства безопасности предназначены для  регулирования движения поездов с целью повышения безопасности в поездной и маневровой работе, а также повышения пропускной способности железнодорожных линий и улучшения условий труда локомотивных бригад.

Контроль скорости может  быть ступенчатый или плавный. При  ступенчатом контроле скорости допустимая скорость сохраняется на протяжении всего блок-участка. При её превышении приводится в действие абсолютный, либо неабсолютный автостоп. При плавном контроле скорости допустимая скорость вычисляется в каждый момент времени, в зависимости от расстояния до закрытого светофора (либо места ограничения скорости) и при её превышении выполняется служебное либо автостопное торможение.

 

1. История и цель создания САУТ.

Устройства безопасности останавливают поезд одним способом - экстренным торможением, которое является самым опасным видом торможения. При его выполнении возможен разрыв грузового поезда, выдавливание вагонов ну ,а в пассажирском движении люди сыпятся с полок как горох. Поэтому давно созрела мысль о возможности управления тормозами плавно, естественно, что при этом система должна плавно снижать скорость не только в аварийной ситуации, но и при приближении к желтому и красному сигналам светофора.

Для решения такой  задачи необходимо передавать на локомотив  информацию не только о сигналах светофоров, но длины блок участков, профиль  пути (ведь на уклоне тормозить сложнее чем на подъеме), допустимую скорость движения. Эту информацию передавали на локомотив специальные напольные устройства, которые устанавливали в начале каждого блок участка (шлейфы).

На локомотиве устанавливали  специальную аппаратуру, которая принимала и обрабатывала эту информацию. При разработке аппаратуры был решен еще один вопрос - определение тормозных характеристик поезда. Как известно все поезда имеют разные характеристики из-за разного состава вагонов, степени их загруженности, состоянии тормозной системы. Все эти особенности учитывает так называемый тормозной коэффициент, который определяется аппаратурой методом приближения начиная с 0,25. При каждом торможении аппаратура определяет степень замедления поезда в зависимости от давления в тормозном цилиндре и тормозной магистрали и увеличивает минимальный коэффициент, пока расчеты не совпадут с действительностью.

Для обеспечения остановки поезда служебным торможением перед  запрещающим показанием светофора  или снижения скорости перед ограничением аппаратура производит расчет кривой снижения скорости (программной скорости).

Для автоматического управления торможением грузовых и пассажирских поездов, обращающихся на участках, оборудованных трех или четырехзначной автоблокировкой или полуавтоблокировкой была разработана и введена в эксплуатацию система автоматического управления тормозами(САУТ).

САУТ  — система автоматического управления тормозами подвижного состава. Впервые испытана в 1986 году, широко применяется на железнодорожном транспорте России с начала 1990-х годов. Сведений о применении в других странах нет. Разработчик системы — НПО САУТ Уральского Отделения ВНИИЖТ.

 

2.2.Место установки САУТ

Установка аппаратуры САУТ на локомотив может производиться  как на заводе изготавливающем локомотив, так и в условиях локомотивного депо. Существуют проекты установки аппаратуры САУТ практически на все виды локомотивов (электровозов).

Путевое устройство САУТ (точка САУТ) состоит из электромагнитного контура (шлейфа), образованного участком правого по ходу движения рельса и электрической цепью путевого генератора САУТ (кабель, муфта, стальная перемычка).

• Путевые устройства САУТ-У устанавливаются у каждого проходного, входного, маршрутного светофора и на выходе со станции и передают на локомотив информацию посредством длин шлейфов и частот токов в шлейфе. Используются частоты 19,6; 23; 27; 31 кГц. Длины шлейфов пропорциональны: L1 (19.6 кГц или 31 кГц, основная частота) — длине первого (после шлейфа) блок-участка, L2 (27 кГц) — длине второго блок-участка при основной частоте 19.6 кГц или ограничению скорости при основной частоте 31 кГц, L12 (расстояние между шлейфами) — уклону. Длина шлейфа предвходного, входного, маршрутного путевого устройства САУТ-У может изменяться (переключением точек подключения к рельсу) при изменении маршрута приёма на станцию.
• Путевые устройства САУТ-Ц, устанавливаемые на выходе со станции, передают на локомотив код перегона при помощи амплитудно-модулированного сигнала с несущей частотой 19,6 кГц. Длина шлейфа пропорциональна расстоянию до первого проходного светофора. Предвходные, входные, маршрутные путевые устройства аналогичны используемым в системе САУТ-У.
• Путевые устройства САУТ-ЦМ устанавливаются на предвходных, входных, маршрутных светофорах и на выходе со станции и передают на локомотив код перегона и номер маршрута приёма на станцию, аналогично выходному путевому устройству САУТ-Ц. Длины шлейфов пропорциональны расстоянию до следующего (ближайшего, в случае нескольких маршрутов) светофора или могут быть меньше расчетного значения (максимальная длина шлейфа ограничивается 10 м, кроме того, при невозможности размещения шлейфа требуемой длины его длину допускается уменьшать). При изменении маршрута приёма на станцию длина шлейфа не изменяется.

При необходимости могут  устанавливаться дополнительные путевые устройства САУТ в местах отличных от указанных выше.

 

2.3. Функции и принципы работы системы безопасности САУТ-ЦМ, САУТ-Ц, САУТ-ЦМ.

В аппаратуре САУТ-ЦМ предусмотрены  алгоритмы работы для грузового  и пассажирского вариантов, которые задаются при программировании. При необходимости работы в грузо-пассажирском варианте алгоритм задается переключением тумблера.  
Функционирование локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ предусматривается практически во всех штатных и нештатных ситуациях.  
Например, при движении поезда по зеленому показанию АЛС САУТ-ЦМ осуществляет контроль максимально-допустимой скорости Vmax. При скорости Vmax САУТ-ЦМ отключает тягу, а при превышении Vmax на 2 км/час осуществляет автоматическое служебное торможение для снижения скорости до установленной величины.