Системы регулирования и обеспечения безопасности движения поездов

  Для регулирования и обеспечения безопасности движения поездов по перегонам и станциям предназначены железнодорожные системы автоматики и телемеханики. Их применение позволяет увеличить пропускную способность железнодорожных линий и станций, перерабатывающую способность сортировочных узлов, а также повысить производительность и культуру труда работников железнодорожного транспорта.

   Комплекс технических средств железнодорожной автоматики принято называть устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).

  Сигнализация—единая система сигналов и технических средств для передачи приказов, относящихся к движению поездов и маневровой работе на станциях.

   Централизация — комплекс технических средств управления сигналами и стрелками на станциях или участках из одного пункта (центра) управления.

   Блокировка (путевая) — система автоматики, обеспечивающая разграничение поездов во время движения на железнодорожном участке в соответствии с показаниями сигналов.

   Сигнал — условный видимый или звуковой знак, с помощью которого подается определенный приказ, подлежащий беспрекословному выполнению.

   Видимые сигналы подаются светофорами, дисками, щитами, фонарями, флагами, сигнальными указателями и знаками. В зависимости от сигнальных приборов, которыми их подают, они подразделяются:

   - на постоянные — светофоры, устанавливаемые в определенных местах железнодорожного пути;

   - переносные — щиты, флаги, фонари на шестах, предназначенные для временного ограждения тех или иных участков пути и подвижного состава на станционных путях и перегоне при вынужденной остановке;

   - ручные — флаги, диски, посредством которых подают различные команды и указания поездам.

   Звуковые сигналы выражаются числом и сочетанием звуков различной продолжительности. Они подаются свистками локомотивов, дрезин, ручными свистками, духовыми рожками, сиренами, гудками и петардами. Звуковые сигналы подают по возможности так, чтобы не создавать шума в населенных пунктах, поэтому они слышны на сравнительно небольшом расстоянии.

   Основными сигнальными цветами на транспорте являются красный, желтый и зеленый. Их выбор не случаен: установлено, что при одинаковой силе света красный огонь лучше виден и искажается меньше, чем другие огни, поэтому он принят в качестве сигнала остановки. Желтый цвет близок к красному, виднее зеленого, разрешает движение, но требует снижения скорости. Зеленый огонь светофора разрешает движение с установленной на данном участке скоростью.

 

  Светофор — основной сигнальный оптический прибор на железнодорожном транспорте, регулирующий движение поездов цветом одного или нескольких огней как днем," так и ночью. По конструкции светофоры могут быть линзовыми или прожекторными. Прожекторные светофоры по расходу электроэнергии более экономичны, чем линзовые, но менее надежны в эксплуатации. Преимущественное распространение поэтому получили линзовые светофоры (рис. 1, а, б). Их размещают либо на низком фундаменте (маневровые светофоры), либо на металлической или железобетонной мачте 4 (проходные), на которой крепят головку 1 светофора, снабженную фоновым щитком 3 для улучшения видимости сигналов и козырьками 2, защищающими фонари от попадания грязи, снега, солнечных лучей и света локомотивных прожекторов (во избежание искажения сигнальных показаний). Для каждого цвета (огня) светофор имеет отдельный линзовый комплект (рис. 1, в) с лампами накаливания 9 мощностью 15, 25 и 35 Вт, напряжением 12 В (на рис. 1— три комплекта). Каждый линзовый комплект отделен от других комплектов светофорной головки перегородками, благодаря чему исключается появление ложного сигнала от соседней горящей лампы. В металлическом корпусе 8 линзового комплекта крепятся внутренняя цветная 5 и наружная бесцветная 6 линзы, а также рассеивающее стекло 7, отклоняющее лучи на 10—20° в горизонтальной плоскости, благодаря чему сигнальные огни светофоров видны в любых точках кривых на расстоянии не менее тормозного пути.

  Системы интервального регулирования движения поездов одновременно обеспечивают безопасность движения поездов и необходимую пропускную способность железнодорожной магистрали.

   На первых железных дорогах, когда между станциями не было средств связи для передачи сообщений об отправлении и прибытии поездов, их движение осуществляли по следующему принципу: один поезд от другого, движущегося в том же направлении, отделяли промежутком времени. При таком способе задержка поезда в пути создавала опасность наезда на него идущего сзади состава. С ростом интенсивности движения поездов было выработано правило, по которому на перегоне должен находиться только один поезд, для чего между станциями, ограничивающими перегоны, были устроены линии связи для передачи сведений об отправлении и о прибытии поездов, а также для согласования очередности их пропуска по перегону.

   К основным средствам интервального регулирования движения поездов относятся: автоматическая блокировка (АБ) — в составе диспетчерской централизации или самостоятельно; полуавтоматическая блокировка (ПАБ) для участков с неинтенсивным движением; автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС); автоматическая переездная сигнализация (АПС) и автошлагбаумы.

   Автоматическая блокировка  является наиболее совершенным современным средством регулирования движения поездов 1. При автоблокировке железнодорожные пути перегона делятся на блок-участки с помощью изолирующих стыков 5, возле которых устанавливаются проходные автоматически действующие светофоры 4, связанные между собой рельсовыми цепями (РЦ). Длина блок-участка равна расстоянию между смежными светофорами, причем она должна быть не менее тормозного пути при служебном торможении поезда, двигающегося с максимальной разрешенной скоростью, и составляет 1000—2600 м. При трехзначной автоблокировке каждый светофор может подавать один из трех сигналов: зеленый — разрешающий движение, когда впереди свободны не менее двух блок-участков; желтый — разрешающий движение с ограниченной скоростью (впереди свободен только один блок-участок); красный — запрещающий движение (поезд должен остановиться перед светофором). Интервал времени между поездами при этой системе составляет 8—10 мин и менее.

   Одной из разновидностей АБ является кодовая, которая обычно применяется на электрифицированных участках. В кодовой автоблокировке для связи между сигналами, подаваемыми смежными проходными светофорами, используются рельсовые цепи, проводниками в которых служат рельсовые нити б, разделяемые на блок-участки изолирующими стыками. При этом для пропуска тягового тока через изолирующие стыки 8 устанавливают путевые дроссель-трансформаторы 7, соединяемые между собой средними точками.

   С одного конца блок-участка специальным прибором (кодовым трансмиттером) в рельсовую цепь посылаются комбинации импульсов тока, которые на другом его конце (в начале каждого блок-участка, где установлен проходной светофор) воспринимаются путевым реле. Дешифратор преобразует воспринимаемые путевым реле комбинации импульсов в сигнал светофора, соответствующий каждой из комбинаций. Зеленому огню соответствует комбинация, содержащая три импульса, желтому огню — два, красному — один. Совокупность таких комбинаций, отличающихся числом импульсов тока, называется числовым кодом, а автоблокировка — числовой кодовой. Если блок-участок свободен, то импульсы от кодового трансмиттера поступают в путевое реле, которое с помощью дешифратора переключает светофор на соответствующий сигнальный огонь. Если блок-участок занят хотя бы одной колесной парой (рельсовая цепь замкнута), то путевое реле шунтируется, ток в него не поступает, на светофоре загорается красный огонь. После освобождения поездом этого блок-участка к его светофору начинают поступать сигналы с кодовыми комбинациями из двух импульсов и на нем вместо красного загорится желтый огонь. При этом в рельсовую цепь предыдущего блок-участка пойдут сигналы с комбинациями из трех импульсов и на его светофоре желтый огонь сменится зеленым.

   Электрическая энергия для питания устройств АБ  подается по линиям электропередачи напряжением 10 (6) кВ, расположенным вдоль железнодорожной линии. У каждой сигнальной установки на опоре высоковольтной линии 2 размещается однофазный трансформатор 5, понижающий напряжение до ПО...220 В, которое подается кабелем в релейный шкаф 5 для питания устройств АБ.

   Полуавтоматическая блокировка используется в качестве средства интервального регулирования движения поездов на участках с неинтенсивным движением. Полуавтоматической она называется потому, что часть действий по изменению показаний сигналов светофоров производится автоматически при воздействии колесных пар поездов на рельсовые цепи, а часть — вручную диспетчером (дежурным по станции), занятым приемом, отправлением и пропуском поездов.

   Для разрешения поезду занять перегон дежурный по станции отправления открывает выходной светофор нажатием кнопки на пульте. На однопутных участках это возможно только при получении разрешающего сигнала от дежурного по станции, на которую отправляется поезд, а на двухпутных — после получения разблокирующего сигнала о прибытии ранее отправленного поезда. Закрывается светофор автоматически под воздействием поезда. При этом на перегоне может находиться только один поезд, так как на аппаратах обеих станций появляются указатели занятости перегона и исключается возможность отправления другого поезда на занятый перегон. Если перегон длинный, то его разделяют блокпостом с установкой проходного светофора, который открывается дежурным по блок-посту.

   Устройствами полуавтоматической блокировки оборудовано около 25 тыс. км сети железных дорог России (около четвертой части ее общей протяженности).

  Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) служит для постоянной передачи на локомотив показаний путевого светофора. АЛС дополняет автоблокировку, особенно в условиях плохой видимости из-за тумана, дождя, снегопада и в других сложных условиях, когда машинист не всегда может различить показания светофора своевременно. Локомотивный светофор, находящийся в кабине машиниста , дублирует показания (цвет огня) путевого светофора, к которому приближается локомотив, получая их по тем же рельсовым цепям, что и устройства АБ.

   Кроме того, локомотивная АЛ С взаимодействует с устройствами автостопа, расположенными на путях между рельсами, которые автоматически останавливают поезд, если машинист своевременно не принимает мер к торможению и остановке поезда перед закрытым светофором.

   Автоматическая переездная сигнализация служит для регулирования движения автотранспортных средств через переезды (места пересечения в одном уровне автомобильных и железных дорог). Преимущественное право движения на переездах предоставляется железнодорожному транспорту. Как правило, переезды с интенсивным движением со стороны автомобильной дороги оборудуют автоматической переездной светофорной сигнализацией и автоматическими шлагбаумами, перекрывающими проезжую часть автодороги. Нормальное положение автоматических шлагбаумов — открытое, при этом светофоры автоматической светофорной сигнализации не горят, движение автотранспорта по переезду разрешается.

   При подходе поезда к переезду в момент вступления его на участок приближения начинается подача запрещающих сигналов: световых (на светофорах в сторону автодороги загораются два попеременно мигающих красных огня) и звуковых (звонок или ревун) для оповещения пешеходов.

   Затем по истечении 7—8 с после начала подачи сигналов на проезжую часть дороги начинает опускаться заградительный брус шлагбаума, который перекрывает движение автотранспорта. После проследования поездом переезда заградительные брусья поднимаются, подача звуковых сигналов прекращается, красные огни светофоров гаснут, движение автотранспорта по переезду возобновляется.