3. Проектирование путевых устройств автоматики и телемеханики на перегонах двухпутного участка железной дороги при тепловозной тяге

1. Характеристика участка железной дороги оборудуемого проектируемыми путевыми устройствами атп

Согласно заданию, участок железной дороги имеет следующую характеристику:

-род тяги поездов – тепловозная;

-характер путевого развития – двухпутный;

-длина участка железной дороги – L = 100 км;

-максимальная/средняя длина перегона на участке – lmax/lср- 15/12 км;

- количество промежуточных станций на участке – 7;

- интервал попутного следования – I = 8 мин;

- станционный интервал попутного следования – τ_п = 5 мин;

- техническая скорость грузовых поездов – Vгр = 60 км/ч;

- техническая скорость пассажирских поездов – Vпасс = 100 км/ч;

-число грузовых поездов в одном направлении за сутки –Nгр = 50;

- число пассажирских поездов в одном направлении за сутки – Nпасс = 20;

-частота сигнального тока – 0 Гц;

- минимальное сопротивление изоляции рельсовой линии – r_имин= 1,0 Ом*км.

2. Функциональные схемы атп с рц для двухпутных участков железной дороги

3.2.1. Функциональные схемы децентрализованной системы аб с рц ограниченной и неограниченной длины

При применении АБ перегоны между станциями делят на блок-уча­стки для достижения их большей пропускной способности. Увеличение пропускной способности происходит вследствие того, что при приме­нении АБ координаты поездов определяются с точностью до блок-уча­стка, а при ПАБ — только с точностью до перегона или межпостового участка, т.е. с существенно меньшей точностью. Это позволяет сокра­тить при применении АБ безопасные межпоездные интервалы.

Каждый из блок-участков ограждается напольным светофором, по­казания которого зависят от состояния как этого блок-участка, так и нескольких других, расположенных за ним по ходу поезда.

Аппаратуру систем ДАБ каждого блок-участка располагают в специ­альных шкафах около светофоров и называют сигнальной точкой.

На рис. 3.1. приведена функциональная схема ДАБ для двухпутных учас­тков. Аппаратура каждого блок-участка данной системы ДАБ включает рель­совую цепь (РЦ), линейную цепь (ЛЦ), сигнальную цепь (СЦ) и светофор.

Рис.3.1.Функциональная схема ДАБ с линейными цепями и рельсовыми линиями с изолирующими стыками

В состав рельсовой цепи входят аппаратура передающего конца (П), рельсовая линия (РЛ), аппаратура приемного конца (ПР). устройства зашиты и сопряжения (УЗС). В системе применены рельсовые линии ограниченной длины с изолирующими стыками (ИС).

Аппаратура передающего конца РЦ предназначена для формирова­ния сигналов контроля состояния рельсовой линии (КРЛ) и передачи их в рельсовую линию.

Подключения П и ПР рельсовых цепей к РЛ происходят через устройства защиты и сопряжения (УЗС). Они предназначены для защиты П и ПР от опасных влияний напряжений и токов, создаваемых в РЛ. например грозовыми разрядами, дли исключения взаимных влияний между каналами АБ и АЛС. а также для обеспечения определенных со­отношений входных сопротивлений П, ПР и РЛ.

Рельсовая линия состоит либо из рельсов без стыков (цельносвар­ных), либо из отдельных рельсов со стыковыми соединителями.

Аппаратура приемною конца PЦ предназначена для анализа формы сигналов КРЛ и принятия на основе его результатов решения о состоя­нии рельсовой линии.

Таким образом, рельсовая цепь представляет собой подсистему контроля состояния рельсовой линии и в конечном счете состояния блок- участка.

По результатам контроля состояния рельсовой линии должна быть включена соответствующая лампа светофора, ограждающего данный блок-участок. В системе ДАБ, схема которой показана на рис. 3.1., ре­зультаты контроля получаются на выходе ПР, а светофор, ограждающий блок-участок, установлен на другом (входном) конце блок-участка. По­этому результаты контроля должны быть переданы от аппаратуры при­емного конца ПP рельсовой цепи к аппаратуре передающего конца, а именно к сигнальной цепи СЦ управления огнями светофора, огражда­ющего блок-участок. Для этого и предназначена линейная цепь ЛЦ. Она представляет собой подсистему передачи информации, включающую передатчик ПЛ. приемник ПРЛ и проводную линию Л.

ЛЦ предназначена также для передачи информации о состоянии рельсовой линии данного блок-участка не только к СЦ данного блок участка, но и на предшествующие сигнальные точки для включения ламп определенных цветов их светофоров.

Сигнальная цепь СЦ предназначена для выбора и включения лампы светофора определенного цвета, ограждающего блок-участок, в соот­ветствии с информацией о состоянии как данного блок-участка, так и нескольких предыдущих Таким образом. СЦ представляет собой авто­мат. управляющий огнями светофора на основе информации, поступа­ющей на его вход от ЛЦ.

Алгоритм функционирования системы при расположении поезда на блок участке с РЦЗ поясняется с помощью рис. 3.1. РЦЗ на основе ана­лиза формы сигналов КРЛ обнаруживает занятие блок-участка поездом и передает информацию об этом по ЛЦЗ к СЦЗ, которая на ее основе включает лампу красного огня светофора 3. Информация о красном огне светофора 3 передается далее по ЛЦ5 совместно с информацией о сво­бодности и целостности PЛ5 к СЦ5, которая на основе этой информа­ции включает на светофоре 5 лампу желтого огни. Наконец, информация о сигнальном показании светофора 5 совместно с информацией о свободности и целостности PЛ7 поступают по ЛЦ7 к СЦ7, на основа­нии которой она включает лампу зеленого огня светофора 7. Таким образом происходит автоматическое управление огнями светофоров при трехзначной сигнализации, т.е. при трех сигнальных показаниях наполь­ных светофоров — зеленом, желтом, красном.

В случае, если РЛЗ свободна от поезда. но одна из ее рельсовых ни­тей оборвана, то управление огнями светофоров происходит аналогич­ным образом.

Таким образом, технические средства каждого блок-участка рассмот­ренной системы ДАБ решают следующие задачи:

• контроль свободности блок-участка;

• контроль целостности рельсовой линии и пределах блок-участка;

• передача результатов контроля к входному концу контролируемого блок-участка и входным концам предшествующих блок-участков;

- управление огнями напольных светофоров.

Такая структура системы, когда светофоры, ограждающие блок-уча­стки. установлены у входных концов блок-участков, а ПР — у выходных концов блок-участков, была выбрана для снижения степени влияния сигналов КРЛ на тракты передачи сигналов АЛС. При таком подключении при входе поезда на блок-участок передатчик П рельсовой цепи шунтируется колесными парами поезда. и поэтому влияния его сигна­лов на тракт передачи сигналов АЛС от выходного конца блок-участка навстречу поезду практически не происходит.

Позже были созданы системы ДАБ с рельсовыми линиями ограни­ченной длины ИС, но без линейных цепей.

В системе для передачи информации от одной сигнальной точки к другой использованы не специальные про­водные линии, а рельсовые линии. Таким образом, в данной системе они используются, во-первых, для определения свободности блок-уча­стка и целостности рельсов в его пределах и, во-вторых, для передачи информации от одной сигнальной точки к другой, т.е. как двухпровод­ные линии.

Вместе с тем важно, чтобы системы АБ могли функционировать совместно с рельсовыми линиями без изолирующих стыков, так как последние являются самым ненадежным элементом систем АБ. В этой свя­зи были созданы системы АБ с более высокими частотами несущих колебаний. К ним относятся системы АБТ и АБ-УЕ.

Вначале была создана ДАБ с рельсовыми линиями неограниченной длины и линейными цепями для передачи информации между сигналь­ными точками. Эго дает возможность использовать сигналы КРЛ доста­точно простой формы и тем самым упростить схемы кодеров, модуля­торов, демодуляторов и декодеров, что важно при реализации системы на электромагнитных реле и элементах дискретной электроники.

Данная схема отличается от аналогичной схемы ДАБ с ИС тем, что передатчики сигналов КРЛ (П5, П7) подключаются к РЛ через УЗС в середине блок-участков, а приемники этих сигналов подключа­ются к входным и выходным концам блок-участков. В результате в пре­делах блок-участка организуются две рельсовые цепи. Такая схема под­ключения передатчиков к РЛ обусловлена тем, что их сигналы распрос­траняются в двух направлениях, а именно в рельсовые линии, рас положенные слева и справа от места подключения передатчиков. Поэтому, чтобы использовать полностью мощность каждого передатчика, при­меняют пару приемников, подключаемых к разным концам рельсовой линии. Такая схема обусловлена также целесообразностью разнесения в пространстве мест подключения передатчиков и приемников сигна­лов КРЛ, чтобы уменьшить степень прямого влияния сигналов пере­датчиков на входы приемников и тем самым облегчить техническую реализацию УЗС. В схеме рис. 4 3 эта проблема решается проще, так как передатчики и приемники разделены изолирующими стыками.

Ввиду того что приемная аппаратура ПP смежных рельсовых цепей подключается в одной точке, возникает задача их разделения между со­бой. Она решается путем применения в передатчиках смежных блок-участков несущих колебаний различных частот, а в приемниках — вход­ных полосовых частотных фильтров, разделяющих сигналы КРЛ с не­сущими различных частот.