Комплексное локомотивное устройство безопасности клуб-у

Комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ) предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе за счет приема сигнальной информации от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН и отображения ее на индикаторах и мониторах машинистов.

Аппаратура КЛУБ серийно внедряется на Российских железных дорогах, начиная с 1994 г. Она выполнена на базе микропроцессорной техники и для повышения надежности имеет 100%-ное активное резервирование функциональных модулей.

Аппаратура КЛУБ выполняет следующие функции:

• исключение несанкционированного движения локомотива;

• сравнение фактической скорости с допустимой (при превышении допустимой скорости происходит включение сигнала «Внимание» и снятие напряжения с электромагнита электромагнитного клапана - ЭПК);

• контроль торможения перед запрещающим сигналом светофора;

• формирование сигналов для САУТ;

• контроль бдительности машиниста;

• регистрация параметров движения.

В 1998 г. на Московской железной дороге начались эксплуатационные испытания нового варианта унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У (рис. 6.10).

Эти испытания показали преимущества устройства относительно эксплуатируемых и поэтому было принято решение о ее серийном производстве.

Устройство предназначено для работы на локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе всех типов на участках железных дорог с автономной и электрической тягой. Локомотивные системы КЛУБ-У должны обеспечивать безопасность движения поездов путем предотвращения предаварийных и аварийных ситуаций за счет применения принудительного торможения или остановки поезда.

Аппаратура КЛУБ-У обеспечивает:

• прием и дешифрацию сигналов АЛСН, АЛС-ЕН;

• индикацию количества свободных блок-участков при приеме сигналов АЛС-ЕН, сигналов светофора, фактической и допустимой скорости движения с точностью до 1 км/час и кривой скорости торможения;

• регулярный контроль бдительности машиниста;

• индикацию машинисту на данном участке пути скорости движения;

• исключение самопроизвольного движения локомотива (скатывания);

• автоматический учет категории поезда, типа тяги, длины блок-участков;

• непрерывный контроль состояния тормозной системы;

• автоматическое включение экстренного торможения при возникновении ситуаций, ведущих к опасным и катастрофическим последствиям;

а)

б)

в)

Рис. 6.11. Внешний вид оборудования системы КЛУБ-У:

а) - размещение оборудования в кабине локомотива;

б), в) - состав оборудования с разными вариантами исполнения блока индикации/ввода параметров.

• регистрацию параметров движения в электронной памяти специальной кассеты регистрации;

• исключение несанкционированного изъятия ключа ЭПК;

• контроль совместных действий машиниста и его помощника;

• исключения проезда участка с запрещающим сигналом

светофора без разрешения ДСП;

• обеспечение экстренного торможения по приказу ДСП, переданному по радиоканалу независимо от действий машиниста.

В состав аппаратуры КЛУБ-У входят следующие устройства и блоки:

• блок электроники БЭЛ-У;

• блок индикации БИЛ-УВ, БИЛ-В (рис. 6.11), БИЛ-ПОМ;

• блок коммутации и регистрации БКР-У-1М (БКР-У-2М);

• антенна спутниковой навигации АУУ-1Н;

• блок питания ИП-ЛЭ;

• блок ввода и диагностики БВД-У;

• датчики пути и скорости ДПС-У;

• комплект кабелей;

• приемопередающее устройство цифровой радиосвязи;

• блок согласования интерфейсов БСИ.

Рис. 6.12. Блок индикации и ввода параметров БИЛ-В

Внешний вид основных составляющих системы КЛУБ-У, входящих в состав локомотивного оборудования, приведен на рис 6.12.

Структурная и функциональная схемы локомотивного оборудования системы КЛУБ-У приведены на рис. 6.13 и 6.14.

Аппаратура КЛУБ-У позволяет улучшить условия и культуру труда машиниста за счет отображения на локомотивном индикаторе:

• точного текущего времени;

• координаты места нахождения локомотива с точностью до 30 м;

• информации о соблюдении графика движения поезда;

• информации о расстоянии до контрольных точек: станции, переезда, моста, тоннеля, стрелки, светофора, токораздела, опасного места и т.п. с указанием о названиях станций, номерах стрелок, светофоров и путей перегонов.

Рис. 6.13.  Состав локомотивного оборудования КЛУБ-У

БИЛ-У - блок индикации;		БИЛ-УВ - блок ввода и индикации;
БВЛ-У - блок ввода локомотивный;		БКР-У - блок контроля и регистрации;
БЭЛ-У - блок электроники;		ИП - источник питания;
КОН - контроль несанкционированного отключения ЭПК;		РБ, РБС - рукоятки бдительности (РБС - специальная);
ЭПК - электропневматический клапан.		КРТ - преобразователь давления;
КР - кассета регистрации;		КПУ - приёмные катушки;
ПРМ/ПРД РК - приёмопередатчик радиоканала;		СНС - спутниковая навигационная система;
Л 178/1 - датчик угла поворота;		РК – радиоканал;

Рис. 6.14. Структура системы КЛУБ-У - двухкабинный вариант локомотивного оборудования

Устройство дешифрации СУД позволяет за время не более 10 мин провести дешифрацию записанных в кассете регистрации параметров движения поезда с выдачей распечатки отчета о графике движения, состоянии устройств локомотива, выявленных погрешностях по ведению поезда машинистом, выявленных сбоев и отказов работы аппаратуры КЛУБ-У.

Устройство цифровой радиосвязи позволяет обеспечить:

• передачу информации с поезда ДСП станции или диспетчеру, в т.ч. информацию о номере поезда, координате нахождения, направлении движения, состоянии машиниста и результатах диагностики локомотива;

• организацию обмена информацией со станционными системами типа МАЛС, в т.ч. особенности маршрута движения по станции и значение допустимой скорости;

• прием команд, передаваемых по каналам поездной радиосвязи;

• организацию двухстороннего обмена информацией с устройствами оповещения работающих на путях бригад о координатах места проведения работ, необходимости остановки поезда и допустимой скорости движения.

Устройства КЛУБ-У имеют модульную структуру, в которой независимые модули взаимодействуют друг с другом посредством системной шины. Языком программирования для КЛУБ-У выбран язык С. Программное обеспечение системы представляет собой совокупность независимых программных модулей, которые обмениваются информацией по последовательному интерфейсу типа CAN. По интеллектуальному интерфейсу КЛУБ-У взаимодействует с дополнительными устройствами безопасности - САУТ и ТС КБМ, а также с системой автоматического ведения поезда. В состав устройств КЛУБ-У входят радиосредства, обеспечивающие взаимодействие локомотивных устройств безопасности со станционными устройствами по цифровому радиоканалу.

Основными блоками КЛУБ-У являются блоки БЭЛ-У, БИЛ-УВ и БКР-У.

Блок электроники локомотивный БЭЛ-У предназначен для:

• приема и обработки сигналов от приемных катушек КПУ, антенн точечного канала связи, приемопередатчика РК, антенны СНС, датчиков пути и скорости, датчиков давления, цепей локомотива, рукояток и кнопок БИЛ-У и системы ТС КБМ;

• выдачи информации на БИЛ-УВ для индикации и регистрации, а также управления клапаном ЭПК.

Блок ввода и индикации БИЛ-УВ обеспечивает:

• отображение сигналов АЛСН и АЛС-ЕН, параметров движения поезда (координат, скорости) по информации от блока БЭЛ-У, текущего времени, информации о значениях целевой и допустимой скорости движения;

• световую сигнализацию «Внимание»;

• звуковую сигнализацию при изменении информации на БИЛ-УВ (кроме координаты, времени и фактической скорости), давления в тормозной магистрали и тормозных цилиндрах, а также при нажатии на кнопки клавиатуры, нажатии и отпускании рукояток бдительности РБ и РБС;

• ввод и отображение локомотивных и поездных характеристик;

• индикацию режима работы, готовности кассеты регистрации, а также информации ввода и тестирования;

• запись оперативной информации о движении поезда, локомотивных и поездных характеристиках, полученных из блока БЭЛ-У на кассете регистрации КР.

В состав БИЛ-УВ входят блоки: индикации БИЛ-У (рис. 6.15) и ввода БВЛ-У, рукоятки бдительности РБ и РБС. С помощью блока БВЛ-У производятся ввод предрейсовой информации и управление режимом работы системы безопасности.

Блок коммутации и регистрации БКР-У служит для обработки сигналов от датчиков давления и подключения к блоку БЭЛ-У локомотивных периферийных устройств.

Источники питания ИП-ЛЭ обеспечивают электронную аппаратуру постоянным питающим напряжением 50(±5) В с электрической изоляцией от первичных напряжений, которые могут составлять 50 или 110 В. ИП-ЛЭ предназначены для использования в составе локомотивной аппаратуры подвижного состава различных типов - локомотивов и электропоездов постоянного и переменного тока, тепловозов, автомотрис и дрезин.

Рис. 6.16. Блок индикации БИЛ-У

Приемопередающее устройство ППУ-РС (в КЛУБ-У применяется радиостанция 1Р25СВ-22 «Мост-М1») принимает и передает цифровые сообщения в радиоканале связи между базовым стационарным пунктом и локомотивом. ППУ-РС работает в частотном диапазоне 450¸470 МГц и насчитывает 15 программируемых каналов со скоростью передачи данных 9600 бит/с.

Назначением антенны радиоканала РК является канализация радиосигналов между локомотивной и станционными радиостанциями системы.

Для автоматической подвижной связи на перегоне допускается:

• расстояние между базовыми станциями БС составляет около 20 км;

• число поездов, участвующих в АПС, - 12 и более;

• минимальный период связи БС с каждым поездом (при 12 в зоне) – 1 с;

• число случайных одиночных потерь связи при движении не более 5 %.

Для АПС на станции:

• максимальный размер станции, парка (зона БС) - 6 км;

• число локомотивов, связанных с постом станции, парка в зоне - от 2 до 20;

• минимальный период связи станции с каждым локомотивом в своей зоне – 1 с;

• минимальное время доступа связи «БС – локомотив» в обоих направлениях - 0,1 с;

• вероятность необнаруженной ошибки в расчете на одно сообщение – 10^─14.

При разработке устройств большое внимание уделялось повышению ее надежности со следующими параметрами:

• средняя наработка на отказ не менее 27000 ч;

• среднее время восстановления работоспособного состояния не более 1 ч;

• полный средний срок службы не менее 15 лет;

• вероятность опасного отказа не превышает .

В устройствах КЛУБ-У реализованы следующие конструктивные способы снижения опасных отказов:

• для исключения взаимосвязи элементы каналов обработки информации и управления ЭПК в БЭЛ-У типологически разнесены ;

• схемотехническая реализация локальной микросети выполнена таким образом, чтобы отказ модулей не блокировал микросеть;

• для исключения взаимовлияния входные и выходные, высоковольтные и низковольтные, а также высокочастотные цепи разнесены.

В системе предусмотрена встроенная диагностика, выявляющая и индицирующая отказы основного и резервного комплекта. Предусмотрен также фоновый тест двухканальных узлов системы, с помощью которого можно обнаруживать скрытые ошибки.

Для эффективного использования аппаратуры КЛУБ-У разработаны автоматическое устройство дешифрации регистрируемой информации и комплекс средств предрейсового контроля. Быстрая и объективная автоматическая дешифрация регистрируемой на съемном носителе информации позволяет анализировать качество работы локомотивной бригады и исправность локомотивного оборудования.

Блок ввода данных предрейсового контроля БВД-У осуществляет проверку аппаратуры перед поездкой и предназначен для перепрограммирования электронной карты.

Российскими железными дорогами получено более 1500 комплектов КЛУБ-У, которые эксплуатируются на всех типах локомотивов 16 железных дорог. Планами АО РЖД предусмотрено оснащение аппаратурой КЛУБ-У всех локомотивов и мотор-вагонных поездов железных дорог страны.