Глава 3.Основные сведения о системах автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты

3.1.Общие сведения

Бесстыковые рельсовые цепи тональной частоты положили начало разработке и внедрению новых систем автоблокировки, повышающих надежность (по сравнению с традиционными системами двухпутной и однопутной АБ с применением числового кода), обеспечивающих более высокий уровень безопасности движения поездов и улучшающих условия труда обслуживающего персонала.

Впервые ТРЦ без изолирующих стыков были применены в автоблокировке с централизованным размещением аппаратуры, в которой в качестве основного средства регулирования используются средства автоматической локомотивной сигнализации, а путевые светофоры отсутствуют (ЦАБ-АЛСО). В период с 1982 по 1985 г.г. ЦАБ-АЛСО было оборудовано несколько участков на Одесской железной дороге и Харьковском метрополитене, при этом использовались тональные рельсовые цепи первого типа (ТРЦ1) с аппаратурой ЦАБ первого поколения. В настоящее время в странах СНГ находится в эксплуатации более 2000 км железнодорожных линий, оборудованных автоблокировкой системы ЦАБ-АЛСО.

При сохранении изолирующих стыков для разделения блок-участков ТРЦ используют в системе централизованной автоблокировки с путевыми светофорами (ЦАБс), а также в системе автоблокировки с децентрализованным расположением аппаратуры, в том числе и для линий с низким сопротивлением балласта (АБТс). На первых этапах внедрения систем ЦАБс и АБТс использовались ТРЦ3 с аппаратурой БРЦ-НСБ.

Опыт эксплуатации РЦ на сети дорог показывает, что наименее надежным их элементом является изолирующий стык. Число отказов РЦ по причине выхода из строя ИС составляет примерно 50 % общего числа отказов РЦ. Их обнаружение и устранение на перегонах требует длительного времени, что на линиях с интенсивным движением приводит к задержкам поездов и сбоям графика движения.

Наличие ИС также отрицательно сказывается на проблеме канализации обратного тягового тока, особенно в условиях движения тяжеловесных поездов. На ряде участков тяговый ток превышает допустимые значения токов через полуобмотки типовых ДТ, что приводит к преждевременному выходу из строя последних.

На сети дорог широко применяют цельносварные рельсовые плети длиной до 900 м.

Эти проблемы потребовали создания такой системы автоблокировки, в которой отпадала бы необходимость установки ИС в пределах перегона при сохранении путевой сигнализации (система АБТ). В системе АБТ используются два типа БРЦ: ТРЦ3 и ТРЦ4.

Дальнейшим развитием системы АБТ стали системы АБТЦ (централизованный вариант расположения аппаратуры) и АБТД (децентрализованный вариант размещения аппаратуры). В этих системах, в отличие от системы АБТ, применяется только один тип БРЦ – ТРЦ3.

В настоящее время ТРЦ начинают находить все более широкое применение на станциях и переездах. Таким образом, ТРЦ становятся базовым звеном всех устройств ЖАТ.

3.2. Автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры системы цаб (цаб-м) – алсо

3.2.1.Общие сведения

Автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ) [2, 9, 10, 11, 12] предназначена для интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на двухпутных и однопутных участках железнодорожных линий с любым видом тяги, а также для линий метрополитенов и скоростного трамвая при использовании в качестве самостоятельного средства сигнализации и связи устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), для метрополитенов – автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС). Таким образом, единственным и основным средством сигнализации и связи в этой системе при движении поездов на перегонах является локомотивный светофор.

В связи с этим систему ЦАБ также называют системой АЛСО, тем самым подчеркивая, что основным средством сигнализации являются сигналы АЛС, а напольные проходные светофоры автоблокировки (АБ) отсутствуют. Оба эти термина равнозначны и подразумевают одни и те же устройства. Система может применяться также на линиях с централизованным электроснабжением пассажирских поездов (ЦЭС). Рельсовые цепи ЦАБ надежно защищены от помех, создаваемых токами ЦЭС, и обеспечивают непрерывность цепи возврата тока ЦЭС по рельсам без установки дополнительных устройств.

В системе ЦАБ применены рельсовые цепи без изолирующих стыков (БРЦ). В связи с использованием в БРЦ сигнальных токов тонального диапазона частот, БРЦ еще иначе называют тональными рельсовыми цепями (ТРЦ). В системе ЦАБ вся основная аппаратура располагается на прилегающих к перегону станциях. Непосредственно у пути размещают лишь путевые трансформаторы для согласования электрических параметров рельсовой линии и сигнального кабеля.

Указанные особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обнаружение и устранение отказов в устройствах, повышают надежность работы самих устройств и создают возможность для их наиболее эффективного резервирования.

Также сокращается время нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. в зоне повышенной опасности, тем самым улучшаются условия труда и повышается уровень техники безопасности. Возможность выполнения практически всего графика технологического процесса обслуживания устройств в отапливаемых помещениях на станции сокращает затраты труда и времени на текущее обслуживание устройств, при этом снижается количество трудоемких операций, повышается качество выполнения работ. Эти особенности обеспечивают значительное повышение производительности труда обслуживающего персонала, сокращение его численности и снижение эксплуатационных расходов на техническое обслуживание устройств.

Централизованное размещение аппаратуры существенно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля за движением поездов, контроля приближения поездов к станциям и переездам, организацией двухстороннего движения по одному из путей двухпутного участка, сменой направления движения и т.д. Также упрощаются устройства энергоснабжения.

Питание устройств ЦАБ осуществляется от тех же источников, что и устройств электрической централизации (ЭЦ). Потребляемая БРЦ мощность в 5-10 раз меньше по сравнению с традиционно применяемыми РЦ. Таким образом, отмеченные особенности системы ЦАБ позволят в ближайшей перспективе создать поэтапную автоматизированную систему управления движением поездов на отдельных участках, линиях и железных дорогах.

В связи с тем, что на линиях, оборудованных устройствами ЦАБ, основным средством сигнализации при движении поездов на перегонах является АЛС, то на линиях с интенсивным движением для исключения задержек в движении при отказе локомотивных устройств последние необходимо резервировать. Учитывая это, в системе ЦАБ предусматривалось одновременное применение двух систем АЛС: широко эксплуатируемой на сети дорог штатной числовой системы АЛСН и основной (новой) – частотной АЛС.

Однако, из-за нехватки локомотивного оборудования для частотной АЛС практического применения на дорогах эта система не нашла, хотя на линиях метрополитенов частотная АЛС-АРС является основной системой и успешно эксплуатируется на протяжении уже более 25 лет.

С учетом того, что на линиях ЦАБ на выходных светофорах предусмотрено сигнальное показание «свободности всего перегона (один зеленый огонь), что также является резервной системой сигнализации и, учитывая достаточно высокую надежность работы устройств числовой АЛСН, то на участках с неинтенсивным движением возможна эксплуатация устройств ЦАБ без применения системы частотной АЛС. На участках же с интенсивным движением числовую АЛСН необходимо резервировать.

В системе ЦАБ поезда со станции отправляются по разрешающему показанию выходного светофора. При действующих устройствах АЛС разрешается отправление поезда, если свободны один, два, три и более блок-участков. Этим условиям соответствуют сигнальные показания: желтый огонь с белым, желтый мигающий с белым и зеленый с белым. Дополнительные сигнальные показания указывают, что поезду с действующими устройствами АЛС разрешается отправление на перегон, оборудованный устройствами ЦАБ и следовать по перегону по сигналам локомотивного светофора.

Для повышения безопасности движения в пределах перегона предусматриваются защитные участки (ЗУ) за хвостом поезда. Эти участки не кодируются и поэтому, в случае потери бдительности машиниста, если поезд не будет остановлен по сигналу КЖ, то при вступлении на участок ЗУ и появлении красного огня на локомотивном светофоре автостопом включается торможение и поезд останавливается.

При неисправности АЛС отправление поезда на перегон разрешается только при горении зеленого огня, указывающего, что весь перегон свободен.

Система была разработана ВНИИЖТ совместно с КБ ЦШ МПС и ГТСС в семидесятых годах прошлого столетия. Первым изготовителем аппаратуры для системы ЦАБ был Харьковский электротехнический завод «Транссвязь».

В Украине система ЦАБ впервые нашла применение на участках Одесской железной дороги и Харьковском метрополитене в 1982 – 1985 г.г. и успешно эксплуатируется по настоящее время.

Система ЦАБ-М отличается от системы ЦАБ лишь различием в применяемой аппаратуре.

Основные технические характеристики системы ЦАБ приведены в табл. 3.1.

Питание аппаратуры осуществляется от источника переменного тока напряжением 220 В + 5%, – 10 % частотой 50 Гц или от панелей питания ПП 50-ЦАБ (при наличии числовой АЛСН 50 Гц) или ПП 75-ЦАБ (при наличии числовой АЛСН 75 Гц).

Панели ПП 50-ЦАБ и ПП 75-ЦАБ обеспечивают питание аппаратуры ЦАБ в основном режиме от источника переменного тока напряжением 220 В + 5%, – 10 % частотой 50  1 Гц и в аварийном режиме от аккумуляторной батареи 24 В.

Таблица 3.1

Пиковая мощность, по-требляемая передающими устройствами частотной АЛС (на одну РЦ), ВА, не более	При одновременной подаче двух сигнальных частот	60		100	60
	При подаче одной сигнальной частоты	–		50	30
Сигнальные частоты частотной АЛС, Гц		125, 175, 225, 275, 325, 375		75, 125, 175, 225, 275, 325	125, 175, 225, 275, 325
Пиковая мощность, потребляемая передающими устройствами числовой АЛСН (на одну РЦ), ВА, не более		50		–	–
Несущие частоты числового кода АЛСН, Гц		50 или 75		–	–
Пиковая мощность, потребляемая передающими устройствами БРЦ (для двух РЦ), ВА, не более		50		50	50
Вид модуляции сигнального тока РЦ		АМ		АМ	АМ
Частоты модуляции сигнального тока РЦ, Гц		8; 12		8; 12	8; 12
Несущие частоты сигнального тока РЦ, Гц		425, 475		725, 775	575, 725, 775
Максимальная длина РЦ при расчетном сопротивлении изоляции 1 Омкм, м		1000		300	300
Максимальное расстояние между пунктами размещения аппаратуры, км		20	30	10	20
		Электротяга	Автономная тяга	Линии метрополитена	Линии скоростного трамвая
		Железно-дорожный транспорт

Возможности системы

• обеспечение двустороннего движения поездов на двухпутных и однопутных участках;

• увязка с устройствами электрической централизации и автоматической переездной сигнализации;

• измерение параметров и контроль работы аппаратуры в местах ее расположения;

• передача сигналов диспетчерского контроля;

• передача сигналов контроля работоспособности аппаратуры или ее функциональных узлов диспетчеру дистанции СЦБ и связи;

• автоматическое или по команде от ДСП или ДНЦ резервирование аппаратуры или отдельных ее функциональных узлов.

Аппаратура системы ЦАБ рассчитана для работы в условиях умеренного климата (исполнение У, категории 4.2 по ГОСТ 15150, но для работы при температурах от + 1 до + 40 ^оС) и по воздействиям механических и климатических факторов относится к группам МС1 и К1 по ОСТ 32.7. Аппаратура системы ЦАБ-М рассчитана для работы при температурах от минус 40 до + 60 ^оС.