Локомотивные технические устройства

Блок счета (БС) - включает в себя реле-счетчики, которые обеспечивают счет числа импульсов и интервалов между ними, поступающего с пути кода.

Блок фиксации кода (БФК) - включает в себя сигнальные реле «3», «Ж», «КЖ», которые создают соответствующие цепи питания сигнальных ламп локомотивного светофора.

Блок соответствия (БКС) - обеспечивает контроль (сравнение, соответствие) принимаемого с пути кода и состояние сигнальных реле БФК. Блок соответствия периодически через 5 - 6 с подключает сигнальные реле к реле-счетчикам с тем, чтобы на локомотивном светофоре загорелся нужный огонь. Таким образом, смена огней локомотивного светофора происходит с запаздыванием на 5 - 6 с. Это время соответствует приему трех серий кодовых импульсов. Локомотивный светофор, дублирующий показания путевых светофоров, имеет следующие сигнальные показания:

• зеленый огонь «3» (на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь);
• желтый огонь «Ж» (на путевом светофоре желтый огонь);
• желтый огонь с красным «КЖ» (на путевом светофоре красный огонь);
• красный огонь «К» - сигнал, запрещающий движение; появляется после проезда путевого светофора с красным огнем;
• белый огонь «Б» - показания путевых светофоров на локомотив не передаются.

Красному и белому огням локомотивного светофора  соответствует отсутствие в рельсовой  цепи электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока, подаваемые с небольшими интервалами.

Блок контроля скорости - содержит реле контроля скорости (РКС), взаимодействующее с локомотивным скоростемером. Таким образом, принудительное торможение поезда ставится в зависимость не только от показания сигнала, но и от скорости следования поезда.

Блок бдительности (ББ) (рис. 16) - осуществляет контроль бдительности машиниста. При смене огня локомотивного светофора, например с зеленого на желтый, разрывается электрическая цепь питания катушки ЭПК и появляется звуковой сигнал, который звучит в течение 7 - 8 с. До истечения этого времени машинист должен нажать рукоятку (кнопку) бдительности (РБ) и тем самым восстановить цепь питание катушки ЭПК и прекратить

звучание свистка.

Рисунок 16 – Блок бдительности Л116.

 

В случае отсутствия со стороны машиниста указанных выше действий ЭПК выполнит экстренное торможение. Таким образом, РБ служит для подтверждения машинистом своей бдительности и предупреждения принудительного экстренного торможения, вызываемого ЭПК.

При вступлении локомотива на некодированный участок пути в  блоке БКС дешифратора обесточивается реле присутствия кодов, которое  обеспечивает зажигание на локомотивном светофоре белого огня после зеленого пли желтого и зажигание красного огня после «КЖ». При этом имеется возможность с помощью кнопки ВК зажечь белый огонь вместо красного на локомотивном светофоре. Тумблер ДЗ имеет два положения - «АЛС» и «без АЛС». Переключением тумблера из одного положение в другое изменяется интервал времени периодической проверки бдительности машиниста.

Локомотивный скоростемер (ЗСЛ) в схеме АЛСН обеспечивает действие ЭПК в случае превышения контролируемых им скоростей движения, а также  регистрирует на специальной ленте  включенное положение ЭПК, нажатие РБ в пути следования и наличие огней на локомотивном светофоре.

Как правило, совместно  с локомотивными устройствами АЛСН работает блок предварительной световой сигнализации (БПСС), который включает специальную световую сигнализацию, указывающую машинисту о необходимости нажатия РБ до подачи свистка ЭПК.

 

3.3 Основные функции АЛСН.

Схема АЛСН связана с  цепями управления локомотива - при  выключенном автостопе невозможно привести локомотив в движение, а  при срабатывании ЭПК на экстренное торможение тяговый режим автоматически отключается. Таким образом, совместная работа путевых и локомотивных устройств АЛСН обеспечивает:

• непрерывную передачу на локомотивный светофор показаний путевых светофоров, к которым приближается поезд;
• однократную проверку бдительности машиниста при смене огней локомотивного светофора;
• периодическую проверку бдительности машиниста при следовании с «К» огнем локомотивного светофора и скорости движения < 20 км/ч, «КЖ» или «Б» огнях; «Ж» огне и скорости движения более Vж, отрегулированной на скоростемере;
• возможность изменения интервала времени периодической проверки длительности машиниста при следовании по участкам, не оборудованным путевыми устройствами АЛСН;
• контроль скорости движения при «КЖ» и «К» огнях локомотивного светофора;
• невозможность включения тяги при выключенных устройствах АЛСН с автостопом;
• автоматическое выключение тягового режима при срабатывании ЭПК автостопа на экстренное торможение;
• возможность включения на локомотивном светофоре белого огня вместо красного.

В настоящее время  на ряде железных дорог России внедряется система автоматической локомотивной сигнализации с фазовой модуляцией кодового сигнала (АЛС-ЕН), позволяющая  существенно увеличить объем  передаваемой информации.

 

3.4. Достоинства и недостатки АЛСН.

Система АЛСН состоит из комплекса путевых и поездных устройств. Путевые устройства с помощью рельсовых целей проверяют отсутствие препятствия для движения и в зависимости от числа свободных блок-участков формируют сигнал о допустимой скорости движения. Этот сигнал, преобразованный в ток различной частоты, посылают по рельсовой линии для передачи на подвижной состав. Приемные катушки поездных устройств индуктивно связаны с рельсовой цепью. Поездные устройства непрерывно воспринимают сигнал с пути, расшифровывают и сравнивают его с информацией о фактической скорости движения, поступающей от осевого вагонного датчика. Если фактическая скорость не превышает допустимую, то поездные устройства не оказывают влияния на процесс управления поездом.

В случае когда фактическая скорость превышает допустимую или происходит сближение поезда с препятствием, поездные устройства обеспечивают автоматическое служебное торможение поезда до подной его остановки. Автоматическое торможение поезда происходит и в том случае, когда фактическая скорость оказывается выше допустимой в момент перехода поезда с одного блок-участка на другой. Если после начавшегося торможения машинист подтвердит восприятие торможения нажатием на кнопку бдительности, то произойдет автоматический отпуск тормозов, как только фактическая скорость снизится и не будет превышать допустимую.

Для обеспечения надежного  торможения предусмотрен контроль эффективности  действия электрического тормоза и  при его отказе автоматическое замещение  электропневматическим. Эффективность действия электропневматического тормоза также проверяется, а при его отказе вступает в действие экстренный пневматический тормоз от электропневматического клапана. Этим гарантируется высокая степень безопасности движения.

В случае остановки поезда по сигналам АЛСН на затяжном подъеме системой предусмотрено исключение возможности скатывания поезда назад в момент отпуска тормозов от поступающего сигнала, разрешающего движение.

Система АЛСН обеспечивает более высокую пропускную способность по сравнению с автоблокировкой. При автоблокировке поезда разграничиваются двумя блок-участками и одним защитным участком. На защитном участке происходит автостопное торможение поезда, если машинист не обеспечит его остановку перед запрещающим показанием светофора. Автостопное (экстренное) торможение включается в начале защитного участка в месте установки путевого автостопа. При этом независимо от скорости торможения на защитном участке длина его рассчитывается на торможение с максимальной скоростью движения, установленной на линии. В системе АЛСН фактическая скорость движения непрерывно сравнивается с допустимой. На поезде в любой момент времени может произойти автоматическое торможение в случае возникновения опасности для движения: превышения допустимой скорости или сближения с препятствием на расстояние тормозного пути от допустимой скорости движения. Указанные достоинства системы позволяют без ущерба для безопасности сократить разграничение между поездами до двух блок-участков. Второй блок-участок предназначают для торможения при сближении поездов и его длину рассчитывают с учетом допустимой скорости движения на первом блок-участке.

Однако, данная система  АЛСН, принятая на железных дорогах, в  принципе не может обеспечивать приемлемый уровень безопасности движения без помощи человека (в случае, например, если машинист в сонном состоянии «механически» нажимает на кнопку бдительности, он может подвести поезд к закрытому сигналу на скорости 60 км/ч). Более современные системы контроля бдительности используют более сложные алгоритмы работы, отличающиеся использованием разных световых и звуковых сигналов для проверки бдительности, числом и расположением кнопок и рукояток подтверждения бдительности, но в целом выполняют ту же задачу и контролируют те же самые скорости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ)

 

Телемеханическая система  контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ) предназначена для непрерывного контроля работоспособности машиниста по электрическому сопротивлению кожи запястья руки. При определении снижения работоспособности машиниста, ТСКБМ проводит проверку его бдительности.

 

4.1.  История и цель создания ТСКБМ.

В 1994 году предприятие  «НЕЙРОКОМ» начинает выпуск первого  серийного изделия для Министерства путей сообщения – Телемеханической системы контроля бодрствования  машиниста (ТСКБМ). В настоящее время номенклатура производства состоит из 25 различных изделий. Все они – результат собственной разработки коллектива предприятия.

Система ТСКБМ (рис. 17) предназначена для обеспечения безопасности движения поездов при работе совместно с АЛСН,КЛУБ или КЛУБ-У. Система обеспечивает непрерывный контроль работоспособности машиниста по параметрам электрического сопротивления кожи.Если по параметрам электрического сопротивления кожи состояние машиниста определяется как не работоспособное, ТСКБМ производит проверку работоспособности путем разрыва цепь подачи напряжения на электропневматический клапан ЭПК при работе с АЛСН, или передает сигнал о необходимости произвести проверку работоспособности при работе с КЛУБ или КЛУБ-У. В случае неподтверждения работоспособного состояния происходит автоматическое торможение поезда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 17 - Телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ)

Система ТСКБМ обеспечивает предварительную световую сигнализацию индикатором желтого цвета светодиодной линейки перед запросом на подтверждение работоспособности, в остальное время индикатор погашен. Нажатие на верхнюю рукоятку РБС учитывается как подтверждение работоспособности, количество нажатий не ограничивается.

 

4.2. Принцип работы ТСКБМ.

Из основ физиологии человека известно, что уровень бодрствования  человека сопровождается сигналом кожно-гальванической реакции (сигнал КГР). Сигнал КГР представляет собой спонтанное кратковременное повышение проводимости кожи с последующим возвратом к исходному уровню. Сигнал КГР регистрируется путем измерения относительного приращения сопротивления кожи и имеет форму импульсов треугольной формы со специфической асимметрией: в виде крутого переднего и полого заднего фронта.

Носителем информации об уровне бодрствования является Т_КГР время между импульсами КГР -  у засыпающего человека увеличивается интервал времени между импульсами КГР. Несмотря на случайную природу, импульс КГР хорошо распознается.

В системе ТСКБМ реализовано  преобразование сигнала КГР в цифровую форму с помощью соответствующих программ, выделение количественных показателей сигнала КГР, отображение этих показателей в условный уровень бодрствования.

Система  ТСКБМ непрерывно осуществляет контроль и индикацию  уровня бодрствования машиниста по условной шкале, а также приводит в действие механизм экстренного торможения при снижении уровня бодрствования ниже некоторого критического.

Машинисту дается возможность  до трех раз отодвинуть момент торможения, нажимая  на рукоятку бдительности по свистку электропневматического клапана. Если машинист в течение  этого времени повысит свой уровень бодрствования, то экстренного торможения не произойдет.

Критический уровень  бодрствования не связан с потерей  работоспособности. Из соображений безопасности и с учетом индивидуального разброса физиологических параметров  машинистов критический уровень бодрствования зафиксирован вблизи границы работоспособного состояния.

 

4.3. Функциональные схемы устройств  ТСКБМ.

Функциональная схема ТСКБМ представлена на рисунке 18 и включает в себя следующие приборы и блоки.

Прибор ТСКБМ-Н, носимая  часть системы, представляет собой  телеметрический датчик и располагается на запястье машиниста. Прибор ТСКБМ-Н предназначен для получения информации об относительном изменении электрического сопротивления, подключенного к его электродам,  и передачи ее по радиоканалу в цифровом виде на приемник прибора ТСКБМ-П.

Прибор ТСКБМ-П  приемник сигналов прибора ТСКБМ-Н и устройство индикации, предназначен для приема и первичной обработки информации, передаваемой по радиоканалу от ТСКБМ-Н, и  передачи ее в контроллер ТСКБМ-К.  Устройство индикации предназначено для визуального отображения уровня бодрствования машиниста на светодиодном индикаторе.