На участке 7 раздельных пунктов имеют стрелки ручного управления и оборудуются устройствами ключевой зависимости, а также аппаратами для централизованного управления сигналами.
Для повышения безопасности движения устраиваются рельсовые цепи, обеспечивающие контроль свободности или занятости приемоотправочных путей и стрелочных горловин. Управление станционными светофорами индивидуальное, разрешением на отправление поезда на свободный перегон служит открытое положение выходного сигнала.
При полуавтоматической блокировки применяется двухзначная сигнализация, при которой блокируемые участки пути ограждаются выходными светофорами красный огонь – запрещающий или зеленый огонь – разрешаю-щий движение. Светофоры открывает дежурный по станции с аппарата управления.
Закрытие светофоров может быть, выполнено с аппарата управления от воздействия на сигнальную кнопку или автоматически. Для автоматического закрытия светофоров используются рельсовые цепи приемоотправочных путей и стрелочных горловин, а также контрольные путевые участки с короткими рельсовыми цепями (25 м).
Маршрутно-контрольные устройства (МКУ) на станциях системы На-талевича обеспечивают контроль правильности приготовления маршрута и запирание стрелок замками Мелентьева, исключение одновременной установки враждебных маршрутов и разделку маршрута стрелочником лишь с разрешения дежурного по станции.
В помещении дежурного устанавливается распорядительный аппарат МКУ, имеющий по одному блок - механизму на горловину станции и несколько маршрутных рукояток - по одной маршрутной рукоятке на два маршрута. На каждом стрелочном посту устанавливается централизатор -исполнительный аппарат с одним блок-механизмом, маршрутными и сигнальной рукоятками, стрелочными и сигнальными замками.
Устройства ПАБ исключают возможность отправления на перегон второго поезда, если перегон еще занят ранее отправленным поездом. Это достигается тем, что выходной 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.
При полуавтоматической блокировки на перегоне может находиться только один поезд, поэтому пропускная способность заданного железнодорожного участка не высокая.[11]
Применяемая на станциях участка система МКУ имеет и ряд недостатков. В частности, отсутствие объективного контроля свободности маршрута техническими средствами. Поэтому не исключается вероятность установки маршрута на занятый, например, приемо-отправочный путь из-за ошибочных действий персонала.
Система МКУ имеет ограниченную пропускную способность и недостаточно обеспечивает безопасность движения поездов, хотя отличается простотой и невысокой стоимостью. Эти недостатки говорят о необходимости замены данной уже устаревшей системы другой, новой и более совершенной.
1.2 Анализ развития систем автоматики и телемеханики для интервального регулирования движения поездов
Устройства автоблокировки и АЛС, применяемые на железных дорогах нашей страны, основаны на использовании электрических рельсовых цепей. С их помощью контролируют занятое или свободное состояние блок-участков, а также целость рельсовых нитей. Нормативное значение расчетного сопротивления изоляции рельсовой линии при построении рельсовых цепей принято равным 1 Ом км. Практически в большинстве случаев работоспособность рельсовых цепей может быть обеспечена в применяемых системах автоблокировки при снижении сопротивления изоляции до 0,7 и 0,6 Ом км. Нормативное сопротивление поездного шунта составляет 0,06 Ом.
В качестве основного источника электропитания устройств используется продольная высоковольтная линия автоблокировки напряжением 6 или 10 кВ. Резервным источником служит: при электротяге постоянного тока линия электропередач (ЛЭП), подвешенные на опорах контактной сети напряжением 6 или 10 кВ; при электротяге переменного тока линия ДПР напряжением 27,5 кВ; при автономной тяге аккумуляторные батареи.
В отдельных случаях в качестве временного резервного источника могут использоваться стационарные и передвижные дизель-генераторные агрегаты.
На железных дорогах применяются системы автоблокировки, в которых использованы рельсовые цепи с изолирующими стыками. В них информация о состоянии впереди расположенных блок-участков и порядок ведения поезда с точки зрения сближения его с впереди идущим поездом передается машинисту путевыми светофорами. Для повышения безопасности движения и расширения эксплуатационных возможностей системы регулирования одновременно также информация передается машинисту и локомотивным светофором с помощью средств АЛС.
На сети используется четырехзначная система АЛС числового кода, дополняемая автостопом и устройствами контроля скоростей и проверки бдительности машиниста. Весь парк локомотивов оборудован соответствующей приемной аппаратурой.
Основная аппаратура автоблокировки и путевых устройств АЛС размещается в релейных шкафах, располагаемых непосредственно на линии у каждого путевого светофора. Там же располагается силовая аппаратура высоковольтной линии с понижающим трансформатором для электропитания аппаратуры и светофора.
На участках с автономной тягой применяется автоблокировка постоянного тока. В ней используются импульсные рельсовые цепи постоянного тока, длина которых может достигать 2600 м. Исключение опасных положений при коротком замыкании изолирующих стыков обеспечивается чередованием полярности питающего напряжения в смежных рельсовым цепях.
Увязка между показаниями попутных светофоров, передача извещения о приближении поездов к станции и переездам, а также работа устройств диспетчерского контроля и схемы смены направления движения осуществляется по линейным цепям.[10]
Импульсные рельсовые цепи подвержены влиянию аккумуляторного эффекта, особенно на участках с железобетонными шпалами слабо защищены от воздействия помех постоянного и переменного тока. При питании от резерва (аккумуляторных батарей) действие АЛС прекращается. Практически при отключении высоковольтной линии, особенно при повторных отключениях, не во всех случаях может быть обеспечена нормальная работа устройств автоблокировки. Использование аккумуляторных батарей усложняет содержание устройств.
Эти недостатки ухудшают эксплуатационно-технические характеристики системы в целом. Поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к внедрению на линиях с автономной тягой кодовой автоблокировки переменного тока с двухцепной высоковольтной линией.
На участках с электротягой применяется кодовая автоблокировка переменного тока с кодовыми рельсовыми цепями. В качестве сигнального тока рельсовых цепей используются кодовые сигналы числовой АЛС. При электротяге постоянного тока частота несущей этих сигналов принята 50 Гц, а при электротяге переменного тока 25 или 75 Гц. Если нормативное значение сопротивления балласта – 1 Ом·км, сопротивление поездного шунта - 0,06 Ом, а практически реализуемые коэффициенты возврата и запаса путевых приемников соответственно — 0,75 и 1,1, то расчетная предельная длина рельсовых цепей составляет при частоте 25, 50, 75 Гц соответственно 3500, 3000 и 2700 м.
Уменьшение максимальной длины рельсовых цепей по сравнению с предельными позволяет обеспечить их работоспособность при случайном снижении сопротивлении изоляции ниже нормы.
При автоблокировке с рельсовыми цепями 75 Гц такую же частоту имеет и напряжение питания высоковольтной линии. Резервные источники электропитания в этом случае отсутствуют.
Увязка между показаниями проходных светофоров в кодовой автоблокировке осуществляется по рельсовым цепям. Передача же извещений на станции и переезды, а также работа устройств диспетчерского контроля и смены направления движения осуществляется по линейным цепям. При электротяге постоянного тока используются воздушные или кабельные линии, а при электротяге переменного тока – только кабельные.
Полуавтоматическая блокировка обеспечивается следующими зависимостями: после открытия одного из выходных сигналов замыкаются все выходные сигналы на тот же перегон до тех пор, пока на станцию отправления не будет подан блокировочный сигнал о прибытии на соседнюю станцию отправленного поезда; блокировочный сигнал о прибытии поезда может быть подан на станцию отправления, если датчиками информации и дистанционной аппаратурой отмечено фактическое прибытие поезда на станцию.[3]
Устройства полуавтоматической блокировки автоматически контролируют прибытие поезда на станцию, не имеют приборов, которые бы отмечали прибытие поезда в полном составе. Поэтому работники, обслуживающие ПАБ, должны убедиться в том, что поезд прибыл в полном составе с хвостовыми сигналами, а затем уже подать блокировочный сигнал о прибытии поезда.
Тенденция к повышению скоростей движения и росту числа категорий поездов, следующих по линии с различными максимальными скоростями, обусловило необходимость повышения быстродействия устройств и увеличение объема информации, передаваемой на локомотив. В связи с увеличением скорости движения и мощности электровозов потребовалось повышение защищенности путевых и локомотивных устройств от воздействия тягового тока и его гармонических составляющих. Кроме того. появилась необходимость обеспечить надежную защиту путевых устройств от ложных срабатываний при объединении рельсовых нитей соседних путей. Для решения этих задач с применением современной элементной базы были разработаны новые системы автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации: частотная, унифицированная и централизованная. Основой частотной автоблокировки являются кодовые рельсовые цепи с изолирующими стыками. Для их работы, а также для работы устройств автоматической локомотивной сигнализации используются непрерывные частотные сигналы в диапазоне 100 и 400 Гц. Каждый кодовый сигнал передается в виде комбинации из двух частот разных диапазонов, то есть кодообразование осуществляется по закону сочетаний. Такое построение кода постоянного веса характеризуется большой избыточностью, так как из общего числа возможных комбинаций на все сочетания (64) для передачи сигналов используются только 15 сочетаний из 6 по 2. При этом кодовое расстояние между любыми кодовыми комбинациями составляет 2. Такая относительно большая избыточность, принятая в кодообразовании, позволяет получить достаточно высокую помехозащищенность устройств частотной автоблокировки и АЛС, так как все одиночные повреждения в каналах передачи приводят к защитному отказу, которые контролируются как путевыми, так и локомотивными приемными устройствами.