Локомотивные технические устройства

При движении поезда по красно-желтому  показанию АЛС к путевому светофору  с запрещающим показанием САУТ-ЦМ в начале блок-участка контролирует превышение допустимой скорости движения на красный сигнал Vкж, а на расстоянии необходимого тормозного пути до сигнала отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение поезда до полной остановки перед путевым светофором на расстоянии 10-150 м. 

При движении поезда по желтому  показанию АЛС к проходному светофору с желтым огнем или к входному светофору станции с одним желтым огнем САУТ-ЦМ обеспечивает в начале блок-участка контроль максимально допустимой скорости движения, а на расстоянии необходимого тормозного пути до путевого светофора с желтым показанием отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение до скорости V кж проследования путевого светофора с желтым показанием. САУТ-ЦМ передает информацию машинисту: 

• о резерве скорости в каждой точке пути (разность допустимой и фактической скоростей); 
• о длине блок-участка или маршрута приема поезда на станцию в момент проследования путевого светофора, а при дальнейшем движении - о текущем расстоянии до путевого светофора; 
• о фактической эффективности тормозных средств поезда. 

САУТ-ЦМ обеспечивает выдачу машинисту более 20 речевых сообщений и дополнительный контроль бдительности, осуществляемый нажатием рукоятки РБ в ответ на отдельные речевые сообщения, начинающиеся словом "ВНИМАНИЕ". Воспроизведение речевых сообщений, связанных с сигнальными показаниями АЛСН, осуществляется при смене кодов АЛСН взамен свистка ЭПК. Содержание и количество речевых сообщений может быть изменено и дополнено в условиях эксплуатации путем перепрограммирования "Flash-памяти". 

Отказ одного из двух ДПС  САУТ-ЦМ в пути следования не приводит к выключению системы. В этом случае САУТ-ЦМ автоматически переходит к работе с одним ДПС и вводит дополнительный периодический контроль бдительности машиниста при любых показаниях АЛС. Периодический контроль бдительности сигнализирует машинисту о неисправном ДПС и необходимости записи в журнал ремонта. 

САУТ-ЦМ обеспечивает прием  информации от унифицированных путевых  генераторов (ГПУ) и возможность  записи в ПЗУ локомотивной аппаратуры базу данных не только перегонов, но и  станций с маршрутами приема, задаваемыми унифицированными путевыми генераторами (ГПУ).  
Все блоки аппаратуры САУТ-ЦМ имеют законченное конструктивное исполнение и снабжены блочными частями соединителей. Объединение блоков осуществляется кабелем, снабженным кабельными частями соединителей. 

Кроме того на аппаратуру САУТ возложены следующие функции:

• расчет и индикацию машинисту допускаемой скорости
• контроль за фактической скоростью движения
• отслеживание пройденного расстояния
• производит отключение тяги, служебное или экстренное торможение в
• зависимости от поездной ситуации
• контроль за действиями машиниста при движении под Ж, К сигналы светофора 
• контроль за троганием на некодируемом участке пути (станции)
• контроль самопроизвольного трогания поезда

 

Ряд перечисленных здесь функций передаются от устройств безопасности аппаратуре САУТ, т.к именно она управляет тормозной системой поезда. САУТ может взаимодействовать как с пневматическими тормозами, так и с электропневматическими (ЭПТ) тормозами поезда, что позволяет использовать ее не только в грузовом, но и в пассажирском движении. Что характерно, при управлении электропневматическими тормозами аппаратура сама тормозит и сама отпускает тормоза, а вот при управлении пневматическими - только тормозит.

Следует отметить, что  в аппаратуре САУТ используется совершенно иной способ проверки бдительности. Вместо предварительной световой сигнализации применен речевой информатор. Приятный женский голос воспроизводит двухсловные фразы. Если фраза начинается со слова "Впереди .....", то это просто информация, а если фраза начинается со слова "Внимание ....", то она является ключевой для подтверждения бдительности. Достаточно оригинальный способ проверки при котором требуется осознание сказанного.

В процессе разработки, изготовления и совершенствования аппаратуры САУТ было выпущено несколько модификаций:

• САУТ-МП
• САУТ-УМ
• САУТ-Ц
• САУТ-Ц485

Аппаратура САУТ-УМ, МП, Ц являются устройствами одного ряда, полученные в результате усовершенствования системы. Указанные устройства могут взаимодействовать с электромеханическими локомотивными устройствами безопасности (АЛСН), устройствами КЛУБ, КПД-2, 3, 3СЛ2М. Для определения скорости и пройденного расстояния используется датчик пути и скорости.

Аппаратура САУТ-МП имеет дополнительный блок памяти в который записывается информация о расположении светофоров и профиля пути на участках обращения локомотива. Объем памяти позволяет внести для 16 участков пути в сумме около 400 км, что крайне мало. Для правильного выбора участка на выходе со станции устанавливается специальный шлейф, который передает номер участка.

Аппаратура САУТ-У  позволяет вносить перед отправлением поезда временные предупреждения, действующие  на данном участке. Данные переносятся  со специальной кассеты.

Аппаратура САУТ-Ц485 может  взаимодействовать с комплексным  локомотивным устройством безопасности КЛУБ-У с использованием CAN интерфейса и системы передачи данных КУРС-Б. 

Алгоритм расчета допускаемой  скорости и управления тормозами  во всех модификациях САУТ одинаков.

1.4. Состав аппаратуры САУТ

Набор блоков САУТ (рис. 7) сверху вниз:

1.Блок электроники

2. Блок питания

3. Блок ЛБПП (генератор  голоса и модуль памяти данных  пути)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Набор блоков САУТ

 

Приставка к крану машиниста (рис. 8). Позволяют САУТ управлять пневматическими тормозами. Устанавливается между краном машиниста и редуктором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – Приставка  к крану машиниста

Блок электроники с  открытой крышкой (рис. 9). В корпусе установлено две одинаковые процессорные платы. Одна работает, а вторая находится в резерве, при обнаружении ошибки в результате самотестирования - запускается резервная плата, а сбойная перезапускается

 

 

 

 

 

Рисунок 9 – Блок электроники  с открытой крышкой

Антенна САУТ (рис. 10) коричневая - производит считывание информации с путевых шлейфов.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 – Антенна  САУТ

3. Автоматическая  локомотивная сигнализация непрерывного  типа (АЛСН).

 

Разграничение поездов  предотвращает возможность их столкновения и производится раздельными пунктами или дистанциями между поездами. Раздельными пунктами являются светофоры, ограждающие перегон или (при автоблокировке) блок-участок, а при использовании автоматической локомотивной сигнализации как основного средства сигнализации (АЛСО) — границы между блок-участками, обозначенные табличками. При разграничении поездов дистанциями, каждый поезд, движущийся по перегону, непрерывно передаёт свои координаты и получает информацию о свободной дистанции впереди него и допустимой скорости движения.

Для проверки бдительности, машинисту подаётся сигнал свистком электропневматического клапана автостопа (ЭПК), зажиганием лампы предварительной  световой сигнализации (ПСС), либо речевым  сообщением. В ответ на этот сигнал машинист должен подтвердить свою бдительность путём нажатия рукоятки бдительности РБ. В случае если сигнал не будет подтверждён, поезд будет остановлен путём автостопного торможения. Бдительность проверяется однократно при смене показаний локомотивного светофора и в некоторых других случаях. При следовании к путевому светофору с запрещающем показанием, при превышении допустимой скорости движения, а также при движении по белому и красному показанию локомотивной сигнализации может включаться периодическая проверка бдительности машиниста. Периодическая проверка бдительности может отменяться при выполнении машинистом манипуляций с органами управления локомотивом, при бодром физиологическом состоянии или в случае, если служебное торможение может быть выполнено без его участия.

Первым локомотивным устройством безопасности был локомотивный скоростемер, который отображал скорость и суточное время, фиксировал на ленте параметры движения поезда, но не вмешивался в действия машиниста.

 

3.1. История развития АЛСН

 

В 1931 г. были созданы первые проекты автоблокировки: система автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа с автостопом. В 1935 г. была введена в эксплуатацию авторегулировка, которая успешно проработала 20 лет. 

 

Рисунок 11 - Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа с автостопом.

 

С 1950 г. была внедрена точечная АЛС с 2-частотным автостопом, был  совершен переход к АЛС непрерывного типа с автостопом АЛСН, дополненной устройствами диспетчерского контроля.

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) — система сигнализации на рельсовом транспорте, передающая сигнальные показания на пост управления подвижного состава (например, в кабину локомотива, моторвагонного поезда, дрезины и т. п.)

3.2. Структура АЛСН  и общий принцип работы

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) представляет собой комплекс устройств, автоматически повторяющих в кабине машиниста показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, независимо от профиля пути и погодных условий. По способу осуществления связи между движущимся локомотивом и неподвижными путевыми сигналами устройства АЛС подразделяются на непрерывного действия (АЛСН) и точечного действия (АЛСТ). При действии АЛСН показания путевых светофоров передаются на локомотив непрерывно, в течение всего времени следования по перегонам и станциям. АЛС точечного действия используется на участках с полуавтоблокировкой, при этом путевые сигналы передаются на локомотив только в определенных местах (точках) пути перед путевыми светофорами. В обеих системах АЛС для передачи сигналов с пути на локомотив используется рельсовая цепь, а сама передача сигналов осуществляется индуктивным способом.

На большинстве участков Российских железных дорог используется АЛС непрерывного действия, которая  дополняется устройствами автостопа, устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости. 
Автостопами называются устройства, контролирующие реакцию машиниста на показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, и при необходимости (при непринятии мер машинистом) осуществляющие автоматическое приведение в действие тормозов. Таким образом, основная функция автостопов - предупреждение проезда светофора с запрещающим показанием и остановка поезда, если имело место превышение допускаемой скорости движения.

 

Рисунок 12 – Структурная  схема АЛСН.

 

Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить  на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие). Путевые устройства находятся  в релейном шкафу, расположенным около путевого светофора. В состав путевых устройств входят кодовый путевой трансмиттер (ТРМ) и трансформатор (ТР). Трансмиттер служит для преобразования сигнального показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число-импульсного кода, то есть трансмиттер периодически посылает в рельсовую цепь электрический сигнал переменного тока (код) с определенным числом импульсов и продолжительностью паузы между импульсами и сериями импульсов. Зеленому огню путевого светофора соответствует кодовая серия, содержащая три импульса с длинным интервалом, который отделяет его от трех импульсов следующей комбинации; желтому огню соответствует серия из двух импульсов; красному огню (на локомотивном светофоре горит желтый с красным огонь) - один импульс.

 

 

 

 

 В состав локомотивных устройств АЛС входят приемные катушки (ПК) (рис. 13), фильтр (Ф), локомотивный усилитель (УС) с импульсным реле (ИР), дешифратор (Д), электропневматический клапан автостопа (ЭПК) (рис. 14), локомотивный светофор (ЛС), локомотивный скоростемер (ЗСЛ) (рис. 15), рукоятка (кнопка) бдительности (РБ), кнопка (ВК) для зажигания на локомотивном светофоре белого огня вместо красного, а также тумблер (переключатель) ДЗ для изменения интервала времени периодической проверки бдительности машиниста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 13 – Приёмная катушка АЛСН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 14 – Клапан автостопа ЭПК-150Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 15 – Локомотивный скоростемер 3СЛ-2М со скоростью на КЖ=50 км/ч

 

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