Системы маршрутизации движения поездов на станциях
Назначение: Обеспечение безопасности движения поездов и маневровых составов по станции, повышение пропускной и перерабатывающей способности станций и узлов.
Для непосредственного управления движением поездов на станциях используется электрическая централизация стрелок и сигналов (ЭЦ).
Для управления удаленными группами объектов на крупных станциях или узлах (стрелочные посты, разъезды, обгонные пункты) используется станционная кодовая централизация (СКЦ) или более новая система телеуправления малыми станциями (ТУМС).
На малодеятельных участках до сих пор применяется ключевая зависимость стрелок и сигналов.
Для управления роспуском составов на сортировочных горках применяется горочная автоматическая централизация (ГАЦ).
Электрическая централизация стрелок и сигналов
Функции электрической централизации
Обеспечение безопасности движения поездов. Согласно ПТЭ устройства ЭЦ должны обеспечивать:
взаимное замыкание стрелок и сигналов;
контроль взреза стрелки с одновременным закрытием светофора, ограждающего данный маршрут;
контроль положения стрелок и занятости путей и стрелочных секций на аппарате управления;
возможность маршрутного или раздельного управления стрелками и сигналами, а также производство маневровых передвижений по показаниям маневровых светофоров;
передачу стрелок на местное управление.
Устройства ЭЦ не должны допускать:
открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;
перевода стрелки под подвижным составом;
открытия светофоров, соответствующих данному маршруту, если стрелки не переведены в надлежащее положение, а светофоры враждебных маршрутов не закрыты;
перевода входящей в маршрут стрелки или открытия светофора враждебного маршрута при открытом светофоре, ограждающем установленный маршрут.
Повышение пропускной способности: при ручном управлении стрелками время приготовления маршрута составляет 10–15 минут, а при ЭЦ – 5–7 секунд.
Снижение эксплуатационных расходов: централизация ста стрелок позволяет сократить штат работников службы перевозок на 30–50 человек.
Классификация систем электрической централизации
По способу задания маршрутов:
с раздельным управлением, когда каждая стрелка переводится с помощью индивидуальной рукоятки, а светофоры открываются индивидуальными кнопками (время задания маршрута – 30–40 с);
с маршрутным управлением (МРЦ), когда маршрут задается нажатием начальной и конечной кнопки, а стрелки и светофоры переводятся и открываются автоматически (время задания маршрута – 5–7 с).
По месту размещения аппаратуры и источников питания:
С местными зависимостями и местным питанием (РЦМ). При этом релейная аппаратура и источники питания размещаются в релейных и батарейных шкафах в горловинах станции. Данная система используется на малых станциях (до 30 стрелок). При новом строительстве не проектируется;
С центральными зависимостями и местным питанием (РЦЦМ). Отличается тем, что релейная аппаратура размещается в релейном помещении на посту ЭЦ. Питание напольные устройства получают от местных трансформаторов, выпрямителей и аккумуляторов расположенных в горловинах станции. Также используется на малых станциях (до 30 стрелок);
С центральными зависимостями и центральным питанием (РЦЦ). При этой системе и релейная аппаратура и источники питания размещаются на посту ЭЦ*. В качестве резервного источника электропитания используется дизель-электростанция (ДГА). Данная система используется на средних и крупных станциях (более 30 стрелок).
По способу монтажа:
Со свободным монтажом, аппаратура ЭЦ строится на отдельных реле, соединение которых в соответствии со схемой осуществляется отдельными проводниками;
С блочным монтажом (БРЦ, БМРЦ), схема строится из типовых функциональных блоков, включающих до восьми реле, при этом большая часть монтажа осуществляется на заводе, число межблочных соединений существенно уменьшается.
По используемой элементной базе:
релейные (РЦ);
микропроцессорные (МПЦ);
релейно-процессорные (РПЦ).
Блочная маршрутно-релейная централизация – БМРЦ
Система БМРЦ относится к релейным электрическим централизациям с центральными зависимостями и центральным питанием, маршрутным управлением стрелками и сигналами, выполнена с применением типовых блоков с заводским монтажом. В настоящее время это основная система, применяющаяся на крупных, средних и даже малых станциях со значительным объемом поездной и маневровой работы.
Структурная схема БМРЦ приведена на рис. 21. Она состоит из аппарата управления, размещаемого в помещении дежурного по станции, наборной группы блоков НГ, исполнительной группы блоков ИГ и электропитающей установки, размещаемых в релейном помещении, и напольных объектов: рельсовых цепей, стрелок и светофоров.
Рис. 21. Структурная схема БМРЦ
Аппарат управления применяется двух видов. На малых станциях (до 50 стрелок) используется пульт-табло, представляющее из себя мнемосхему путевого развития станции с расположенными на ней индикационными ячейками, показывающими состояние рельсовых цепей и положение стрелок, повторителями поездных и маневровых светофоров, начальными и конечными кнопками задания маршрутов, стрелочными коммутаторами, вспомогательными кнопками и т. д. На крупных станциях (более 50 стрелок) мнемосхема и другие устройства индикации располагаются на выносном табло, а органы управления сосредоточены на пульте-манипуляторе, который и является рабочим местом дежурного по станции.
Наборная группа предназначена для восприятия действий дежурного по станции на аппарате управления. Блоки НГ содержат до шести реле типа КДР третьего класса надежности.
Исполнительная группа обеспечивает выполнение всех зависимостей между состоянием рельсовых цепей, положением стрелок и показаниями светофоров, т. е. от работы реле исполнительной группы зависит безопасность движения поездов. Кроме того, контактами реле исполнительной группы включаются индикационные лампочки на аппарате управления. Блоки ИГ построены на реле первого класса надежности типа НМ и содержат до восьми реле в одном блоке.
Релейно-процессорная централизация ЭЦ-МПК
На основе БМРЦ была разработана гибридная система ЭЦ-МПК, в которой аппарат управления и наборная группа реле были заменены средствами вычислительной техники: персональными компьютерами и промышленными контроллерами. Исполнительная группа реле, обеспечивающая безопасность движения поездов, построена аналогично исполнительной группе БМРЦ на реле первого класса надежности.
ЭЦ-МПК строится по трехуровневой структуре (рис. 22). Верхний уровень – автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП) и электромеханика СЦБ (АРМ ШН). Средний уровень – комплекс технических средств управления и контроля (КТС-УК). Нижний уровень – исполнительные схемы релейной централизации, реализующие все зависимости и обеспечивающие безопасность движения поездов.
АРМы ДСП и ШН реализованы на промышленных персональных компьютерах с 17...21 дюймовыми мониторами. АРМы ДСП дублируются, при этом один из компьютеров находится в рабочем режиме и с него возможна передача команд в ЭЦ, второй компьютер находится в горячем резерве, т. е. только отображает поездное положение на станции. Кроме того, система может дополняться пультом резервного управления с упрощенной индикацией и пломбируемыми кнопками вспомогательных режимов. Компьютеры АРМ объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС). За счет этого АРМы могут быть территориально рассредоточены в пределах станции и расположены в наиболее удобных для персонала местах.
КТС-УК построен на двух промышленных контроллерах и устройствах сопряжения с релейными схемами ЭЦ. КТС-УК имеет стопроцентный резерв аппаратуры.
Исполнительная группа построена на модернизированных блоках БМРЦ с применением реле первого класса надежности типа БН. Схемные решения, хорошо зарекомендовавшие себя при эксплуатации БМРЦ, сохранены практически без изменений.
Рис. 22. Структурная схема ЭЦ-МПК
Реализация функций ЭЦ по автоматизации задания маршрутов и других, не связанных с обеспечением безопасности, выполняется средствами вычислительной техники (ВТ), что позволяет упростить электрические схемы и сократить число реле (полностью исключаются реле третьего класса надежности).
На средства ВТ перекладываются следующие задачи ЭЦ:
Маршрутный набор.
Автодействие светофоров.
Автовозврат стрелок.
Последовательный перевод стрелок.
Фиксация неисправностей.
Оповещение монтеров пути.
Обдув стрелок.
Кроме того, применение ВТ позволяет реализовать ряд новых функций, не возможных в релейных системах:
Протоколирование действий персонала, работы ЭЦ и состояния напольных устройств (черный ящик).
Оперативное предоставление нормативно-справочной информации.
Реализация функций линейного пункта диспетчерской централизации.
Автоматизация управления работой станции путем накопления маршрутов, как по очереди, так и по времени реализации.
Фиксация, хранение, отображение и статистическая обработка отказов ЭЦ.
Логический контроль за действием персонала (исключение некорректных действий, режим подсказки).
Реконфигурация зоны управления (распределение работы между несколькими операторами при ДСП или ДСЦ).
Сопряжение с информационными системами верхнего уровня (АСО-УП, АСУ-СС и т. д.).