6.6 Заключение

Применение комплексных систем ТД подвижного состава позволяет повысить безопасность движения за счет выработки рекомендаций об индивидуальных объемах ремонта каждой единицы подвижного состава с учетом действительного технического состояния. Экономический эффект от внедрения указанной системы можно представить в виде трех составляющих. Первая составляющая – экономический эффект, реализуемый на сетевом уровне. Он связан с безопасностью движения, с уменьшением затрат энергии и топлива на тяговое усилие локомотивов, уменьшение числа повреждений стрелочных переводов и динамических нагрузок на путь. Вторая составляющая – экономический эффект, реализуемый в дело и обусловленный снижением затрат на ТО. Третья составляющая – экономический эффект, реализуемый в дело и связанный с повышением срока службы подвижного состава. Например, по данным опыта эксплуатации систем контроля и паспортизации колесных пар в США при профилактике достижения 50%-ного износа гребня бандажей колес срок службы или пробег колесной пары повышается на 20%.

Наиболее сложным этапом при построении комплексных систем ТД является выделение групп элементов, подлежащих диагностированию, и недиагностируемых. Для такой классификации целесообразно использовать технико-экономические критерии. В число диагностируемых включаются те элементы подвижного состава, исправность которых в наибольшей степени обеспечивает безопасность движения и работоспособность каждой единицы подвижного состава.

К недиагностируемым элементам каждой единицы подвижного состава относится оборудование, диагностирование которого экономически нецелесообразно или технически невозможно. Недиагностируемые элементы должны иметь высокий уровень безопасности, несущественное влияние отказов на работоспособность подвижного состава, небольшие материальные затраты на устранение отказов.

7. Системы автоматической локомотивной сигнализации

7.1 Назначение и принцип действия алс

Согласно ПТЭ на станциях, расположенных на участках, оборудованных АБ или АЛС, главные пути, пути приёма и отправления пассажирских поездов, а также приёмо-отправочные пути для безостановочного пропуска поездов должны быть оборудованы путевыми устройствами АЛС.

Тяговый подвижной состав (ТПС) является одним из ключевых элементов системы безопасности. Соблюдение скоростного режима ведения поезда и следование показаниям напольных светофоров в значительной степени определяют безопасность движения. Для этого на ТПС создается единая комплексная система управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе – ЕКС (рис. 27).

ЕКС создается на базе [17] трех объединенных на программно-интерфейсном уровне систем: автоведения поезда (УСАВП), автоматического управления тормозами (САУТ-ЦМ), комплексного управления безопасностью (КЛУБ-У). Кроме указанных на рис.27 приведены следующие обозначения: ТС КБМ – телемеханическая система контроля бодрствования машиниста; РПАД – регистратор параметров движения автоматический; УККНП – устройство корректировки координаты нахождения поезда; ЛИРУ – локомотивный индикатор и регистратор ускорений; КСД-Б – бортовая система диагностики; МАЛС – маневровая АЛС; ГАЛС – горочная АЛС.

Для обеспечения безопасности поезда в ЕКС должна быть передана информация о показании ближайшего напольного светофора, ограничении скорости, разрешении на отправление, в том числе при запрещающем показании светофора. Кроме того, в ЕКС следует передавать временные ограничения скоростей, другие предупреждения, требование немедленной остановки или остановки на станции, запрет управления и др. В перспективе в ЕКС следует передавать и график движения поезда, расстояние до ближайшего впереди идущего поезда, массу поезда и его длину и другую необходимую для ЕКС и машиниста информацию.

Рисунок 27 Структурная схема обеспечения безопасности на локомотиве

Локомотивные светофоры (ЛС) устанавливаются в кабине управления локомотива, мотор-вагонного поезда, специального самоходного подвижного состава и дают сигнальные показания непосредственно машинисту и его помощнику или водителю дрезины и его помощнику. Согласно ПТЭ ЛС должны давать показания, соответствующие показаниям путевых светофоров, к которым приближается поезд. При движении только по показаниям локомотивных светофоров, эти светофоры должны давать показания в зависимости от занятости или свободности впереди лежащих блок–участков (БУ).

Сигналы ЛС имеют следующие сигнальные значения:

• зеленый огонь - «Разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь»;

• желтый огонь - «Разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит один желтый огонь»;

• желтый огонь с красным - «Разрешается движение с готовно­стью остановиться; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит красный огонь»;

• красный огонь загорается в случае проезда путевого светофора с красным огнем. При четырехзначной автоблокировке перед пред входным или другим станционным светофором с желтым мигающим огнем локо­мотивным светофором подается желтый огонь, чтобы поезд мог снизить заблаговременно скорость на двух блок-участках к светофо­ру с двумя желтыми огнями, или зеленый огонь (по соображениям ускорения пропуска пригородных поездов), если отклонение на боковой путь происходит далеко за светофором с двумя огнями.

• белый огонь локомотивного светофора указывает, что хотя локомотивные устройства включены, но нет сигналов от путевых светофо­ров.

АЛС дополнятся устройствами безопасности, обеспечивающими контроль: установленных скоростей движения, самопроизвольного ухода поезда и периодической проверки бдительности машиниста [17]. В случаях потери машинистом способности управления локомотивом, указанные устройства должны обеспечивать автоматическую остановку поезда перед путевым светофором с запрещающим показанием.

Структурная схема АЛС приведена на рис.28. Система АЛС состоит из путевых устройств, служащих для формирования и передачи числовых кодов, и локомотивных устройств, принимающих и дешифрирующих кодовые сигналы и включающих огни ЛС.

Рисунок 28. Структурная схема кодовой АБ и АЛСН

Контроль скорости может быть двух видов: плавный и ступенчатый. При плавном контроле непрерывно в каждый данный момент проверяется соответствие фактической скорости – заданной. Превышение скорости вызывает принудительную остановку поезда во избежание проезда закрытого светофора или светофора, требующего проследования с ограниченной скоростью [7, 30].

При ступенчатом контроле скорости допускаемая скорость сохра­няет на протяжении всего БУ одно значение, соответству­ющее сигналу светофора (рис.29). Приведение машинистом фактиче­ской скорости поезда в соответствие с допустимой скоростью на БУ может предусматриваться предварительно на предыду­щем БУ или на самом БУ после проследования путевого светофора и появления сигнала, требующего снижения скорости. В последнем случае, если фактическая скорость превыша­ет допустимую, то, чтобы не наступило из-за этого экстренное торможение, машинист должен привести в действие тормоза с требуемой интенсивностью торможения и с правом отпуска тормо­зов, когда фактическая скорость будет доведена до допустимой. В случае отказа устройств на локомотиве машинист может вести поезд лишь со скоростью до 20 км/ч, наблюдая за свободностью пути в пределах прямой видимости, до ближайшей станции и далее отправляться только на свободные от поездов межстанционные перегоны.

Электрические сигналы локомотивной сигнализации, относящиеся к известным системам, строятся с применением различных методов селекции.

Для более ранних систем локомотивной сигнализации характерно применение электрических сигналов с одной несущей частотой, обычно промышленной, что объясняется ограниченными в период их создания возможностями элементной базы для местного генерирова­ния различных частот.

Рисунок 29. Ступенчатый контроль скорости:

а – с предварительным снижением скорости; б – с контролем торможения; А – свободная зона с приведением скорости к допускаемой на следующем БУ; Б- зона превышения скорости

К таким кодам относится числовой код (рис.30, а), применяемый в кодовой АБ и АЛС. Сигналы этого кода различаются между собой числом импульсов в кодовой комбинации, которая всей совокупностью импульсов и интервалов определяет соответствующее ей сообщение. Такое же использование одной несущей частоты характерно для импульсно-частотного кода (рис. 30, б).

Рисунок 30.Виды кодов АЛС:

а – числовой; б – импульсно-частотный; в- частотный; г – комбинационно-качественный

Импульсно-частотный код характерен тем, что его электрические сигналы различаются частотой следования импульсов переменного тока несущей частоты. Частота следования импульсов составляет 75, 120, 180 и 270 имп/мин, и сигналы декодируются как имеющие частоту 1,5; 2,0; 3,0 и 4,5 Гц. Современные кодирующие и деко­дирующие элементы системы выполняются на бесконтактных эле­ментах.

В обеих системах электрические сигналы являются общими для РЦ и АЛС. Системы АЛС могут отличаться способом разделения электрических сигналов (кодовое, ча­стотное), видом модуляции (амплитудная, частотная, фазовая) или манипуляции и другими признаками.