УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Свердловская железная дорога - филиал открытого акционерного общества

«Российские железные дороги»

Пермское подразделение

Свердловского учебного центра профессиональных квалификаций

УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Учебное пособие для локомотивных бригад

Преподаватель Р.Э. Мунасипов

Пермь

2015

Оглавление

	Введение
1	Автоматическая блокировка
2	Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия с числовым кодированием (АЛСН)
2	Принцип действия автоматической блокировки
2.1	Назначение, структурная схема и принцип действия АЛСН
2.2	Локомотивные устройства АЛСН
2.3	Функции АЛСН
2.4	Дополнительные приборы безопасности, устанавливаемые совместно с устройствами АЛСН
3	Маневровая автоматическая локомотивная сигнализация MAЛC
4	Комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ)
4.1	Назначение, структурная схема и принцип действия КЛУБ
4.2	Назначение аппаратуры КЛУБ
4.3	Функции КЛУБ
4.4	Действие функции «Дозор»
4.5	Действие КЛУБ
5	Комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное (КЛУБ-У)
5.1	Назначение и структурная схема КЛУБ-У
5.2	Назначение и функции блоков КЛУБ-У
5.3	Функции КЛУБ-У
5.4	Порядок эксплуатации КЛУБ-У
6	Система автоматического управления торможением (САУТ)
6.1	Назначение, структурная схема и принцип действия САУТ
6.2	Модификации САУТ
6.3	Назначение локомотивных устройств САУТ
6.4	Функции САУТ
6.5	Единый алгоритм работы САУТ-Ц
6.6	Особенности эксплуатации САУТ-ЦМ/485
6.7	Особенности эксплуатации КИО САУТ-ЦМ/485 со съемной кассетой
6.8	Особенности эксплуатации САУТ-ЦМ/485/НСП
7	Телемеханическая система контроля бдительности машиниста (ТСКБМ)
7.1	Назначение, структурная схема состав и принцип работы ТСКБМ
8	Унифицированные системы автоведения поездов (УСАВП)
8.1	Назначение систем УСАВП
8.2	Функциональные возможности систем автоведения
8.3	Состав систем УСАВП и назначение блоков
8.4	Унифицированные системы автоведения грузовых электровозов УСАВП-Г, УСАВП-Г (КАУД). Руководство оператора
9	Регистраторы параметров движения и автоведения (РПДА)
9.1	Назначение систем и состав РПДА
9.3	Регистраторы параметров движения и автоведения электровозов пассажирских и грузовых поездов РПДА-П, РПДА-Г
11	Безопасный локомотивный объединенный комплекс (БЛОК)
11.1	Назначение БЛОК
11.2	Состав БЛОК
11.3	Функциональные возможности БЛОК
11.4	Порядок пользования БЛОК
12	Скоростемер локомотивный
12.1	Назначение, кинематическая схема и устройство скоростемера 3СЛ-2М
12.2	Скоростемерная лента
12.3	Погрешности скоростемера 3СЛ-2М
14	Список использованной литературы

Введение

Безопасность движения на железнодорожном транспорте является основным фактором, обеспечивающим эффективность работы перевозочного процесса. Любая авария или крушение на железнодорожном транспорте приводит к большим материальным и техническим потерям. Повреждаются грузы и техника, разрушается путь и контактная сеть, прекращается движение всех поездов на участке. Все это приводит к большим экономическим затратам, а иногда и к людским потерям.

Проблемы безопасности движения возникли одновременно с появлением первых транспортных средств. Для их решения требуется высокий уровень организационных мероприятий (нормативная документация) и современных технических средств (устройства и системы безопасности движения).

Безопасность движения поезда. Свойство движения поезда находиться в неопасном состоянии за расчетное время, когда отсутствует угроза сохранности жизней и здоровья пассажиров, технического персонала, населения, сохранности грузов, объектов хозяйствования, технических средств транспортной системы.

Обеспечение безопасности движения. Система экономических, организационно-правовых, технических и иных мер, предпринимаемых органами государственной власти, органами местного самоуправления, организациями железнодорожного транспорта, иными юридическими, а также физическими лицами, и направленных на предотвращение транспортных происшествий и снижения риска причинения вреда жизни или здоровью граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических или юридических лиц.

Транспортное происшествие. Событие, возникшее при движении железнодорожного подвижного состава и с его участием и повлекшее за собой причинение вреда жизни или здоровью граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических или юридических лиц.

Организация безопасности движения - это комплекс профилактических организационных и технологических мер, проводимых лицами, ответственными за безопасную технологию перевозочного процесса.

Обеспечение безопасности движения заключается в практическом выполнении основных положений, гарантирующих строгое соблюдение каждым участником перевозочного процесса, должностных обязанностей, правил, инструкций, технологических процессов и содержание технических средств железнодорожного транспорта в постоянной исправности.

Для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте внедряются самые разнообразные технические средства, которые контролируют и дублируют действия машиниста или предупреждают машиниста о возникновении аварийных ситуаций.

Основным источником информации о поездной ситуации на перегонах и станциях является автоматическая локомотивная сигнализация АЛС.

Первые участки автоблокировки были введены в эксплуатацию в 1931 году. Они были построены с использованием импортного оборудования. Разработка аппаратуры автоблокировки и освоение ее производства, накопленный опыт проектирования и строительства дали возможность, начиная с 1932 года, строить автоблокировку на отечественном оборудовании.

Автоблокировка стала основным средством организации движения на линиях, требующих высокой пропускной способности, и важным фактором обеспечения безопасности движения поездов.

В 1935 году на участках Москва-Серпухов и Москва-Владимир впервые была применена автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа АЛСН.

За эти годы устройства локомотивной сигнализации многократно модернизировались для улучшения технических свойств и повышения надежности. С 1985 года на локомотивах стали устанавливать приборы безопасности, обеспечивающие дополнительный контроль бдительности машиниста и защиту от самопроизвольного движения локомотива - УКБМ, блоки Л143, Л132 «Дозор», Л168.

В 1985 году в городе Каменск-Уральский была разработана система автоматического управления торможением САУТ-У, которая позволяла определять эффективность тормозной системы поезда, вести постоянный контроль по исключению превышения скорости. В 1991 году система прошла модернизацию и под индексом САУТ-УМ стала устанавливаться на тяговый подвижной состав. С 1983 года на локомотивах устанавливаются системы САУТ-Ц, а с 1998 года - САУТ-ЦМ. В настоящее время тяговый подвижной состав оснащается системами САУТ-ЦМ/485.

В 1994 году в городе Пензе была разработана и испытана телемеханическая система контроля бодрствования машиниста ТСКБМ, которая позволяет вести постоянный контроль за уровнем бодрствования машиниста.

В 1994 году в городе Ижевске было разработано комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ, а в 1998 году унифицированный комплекс локомотивных устройств безопасности КЛУБ-У. Это устройство позволяет контролировать как действия машиниста, так и параметры локомотива и МВПС. К тому же устройство КЛУБ-У позволяет расширить информационные каналы о состоянии поездной ситуации. Кроме информации, получаемой от устройств АЛСН, КЛУБ-У позволяет получать информацию по радиоканалу и по спутниковой навигационной системе.

В 2002 году разработана унифицированная система автоведения поездов УСАВП. Система УСАВП осуществляет энергооптимальное управление движением поезда в соответствии с заданным графиком или расписанием.

Требования, предъявляемые к устройствам безопасности:

прием от путевых устройств АЛСН, АЛС-ЕН, радиоканала МАЛС и радиоканала систем координатного регулирования движения поездов информации о местоположении впереди идущего поезда, показаниях путевых светофоров и постоянных ограничениях скорости;

прием от путевых устройств точечного радиоканала связи данных для уточнения местоположения и идентификации пути следования;

измерение скорости и ускорения, определение местоположения локомотива или МВПС, текущее время;

определение допустимой скорости движения поезда в зависимости от поездной обстановки, показаний светофора, постоянных и временных ограничений скорости, профиля пути, веса и длины поезда, эффективности тормозных средств;

непрерывное сравнение фактической скорости с допустимой, автоматическое отключение тяги и торможение поезда при превышении допустимой скорости;

исключение движения тягового подвижного состава с выключенными устройствами безопасности движения;

контроль функционального состояния машиниста по физиологическим параметрам (контроль бодрствования);

контроль бдительности машиниста речевыми сообщениями перед станциями, ограничениями скорости, искусственными сооружениями, нейтральными вставками, устройствами КТСМ;

автоматический контроль скорости и остановка поезда служебным торможением перед светофором с запрещающим показанием на расстоянии (50±40) м;

автоматическое измерение с индикацией машинисту фактического значения тормозного коэффициента в движущемся поезде при каждом торможении и использование его для формирования допускаемой скорости при последующих торможениях;

автоматический контроль и ограничение скорости до 60 км/ч перед путевым светофором с одним желтым огнем;

автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной перед путевым светофором с двумя желтыми огнями. Расчетная скорость зависит от допускаемой скорости по стрелочному переводу и местоположения этого перевода;

автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной величины перед путевым светофором с одним зеленым и одним желтым огнями. Расчетная скорость зависит от длины следующего блок-участка и фактической эффективности тормозных средств поезда;

автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной величины при движении по зеленым огням путевых светофоров. Расчетная скорость определяется как максимально допустимая при нормальной эффективности тормозов и автоматически ограничивается до величины, определяемой фактическим значением тормозного коэффициента при недостаточной эффективности тормозов;

автоматическое торможение и остановка поезда при самопроизвольном движении;

автоматическое служебное торможение поезда до установленной величины ограничения скорости после проследования устройств КТСМ и получения сигнала «Тревога 1» с речевым сообщением машинисту;

автоматическое служебное торможение до полной остановки поезда после проследования устройств КТСМ и получения сигнала «Тревога 2» с речевым сообщением машинисту;

индикация машинисту номера вагона и перегретой буксы после проследования устройств КТСМ, а также других видов неисправностей, фиксируемых напольными устройствами;

автоматическое служебное торможение поезда перед тупиковой призмой;

автоматическая регистрация основных параметров движения и параметров отдельных блоков устройства безопасности;

автоматический контроль целостности тормозной магистрали.

Правление ОАО «РЖД» одобрило проект новой концепции повышения безопасности движения, основанной на применении многофункциональных комплексных систем регулирования движения поездов. Проект предусматривает коренную модернизацию действующих на сети дорог систем безопасности и создание принципиально новых высокоэффективных систем и приборов.

Одной из важнейших задач концепции повышения безопасности движения является снижение влияния так называемого человеческого фактора, который становится причиной большей части нарушений безопасности движения.

Кроме того, новая концепция ориентирована на решение целого рада задач, в том числе на совершенствование алгоритма работы существующих стационарных и локомотивных приборов и устройств безопасности движения, повышение их функциональной надежности за счет модернизации или замены узлов.

Переход к использованию на российских железных дорогах технических средств безопасности, основанных на новейших информационных технологиях - спутниковой навигации, цифровом радиоканале, централизованном управлении маршрутами и диагностике технических средств позволит перенести распределенные по перегонам устройства с их функциями обеспечения безопасности на станции и локомотивы.

Необходимо одновременно внедрять микропроцессорные и релейно-процессорные устройства на станциях с дополнением их функциями передачи информации на локомотив по цифровому радиоканалу, вводить электронную регистрацию работы систем, элементов резервирования и самодиагностики.

С учетом набора существующих технических средств в концепции определены конкретные требования к внедрению систем безопасности на подвижном составе. Они предусматривают увязку микропроцессорных устройства КЛУБ-У и систем САУТ-ЦМ, УСАВП, ТСКБМ в рамках комплекса, что позволяет иметь единую базу данных на борту локомотива с едиными принципами ее формирования на сети железных дорог. Проработаны вопросы применения на локомотивах единой системы индикации, регистрации параметров и расшифровки данных по результатам поездки.

Исполняя поручение ОАО «РЖД», совместными усилиями специалистов ОАО «НИИАС», ООО «НПО САУТ» и ЗАО «НЕЙРОКОМ» в короткие сроки был создан объединенный комплекс БЛОК с функциями устройства КЛУБ-У, систем САУТ-ЦМ/485 и ТСКБМ. БЛОК позволяет исключить неоправданное дублирование аппаратных составляющих при механическом объединении различных систем и конфликтную работу алгоритмов.

Комплекс БЛОК представляет собой модульную структуру, элементы которой отвечают за реализацию функций комплекса, а также обеспечивают взаимодействие с системами управления локомотива в едином процессе ведения поезда. Функциональные элементы комплекса соединены между собой внутренним CAN-интерфейсом. Комплекс осуществляет контроль безопасности движения при ведении поезда.

Особое значение для эффективного использования микропроцессорных систем имеет централизованная обработка информации, поскольку позволяет сопоставлять данные, поступающие от последовательно расположенных контрольных пунктов, и прогнозировать развитие опасных дефектов. Такая информационная система является неотъемлемой частью инфраструктуры компании и должна взаимодействовать с аналогичными системами отдельных хозяйств в части выявления элементов, влияющих на безопасность движения.

При внедрении современных систем безопасности не только улучшается защита от возникновения опасных ситуаций, но и сокращаются отказы и сбои систем, что позволяет повысить скорость движения, пропускную способность железных дорог, сократить количество внеплановых ремонтов технических средств.

Некоторые термины, применяемые в учебном пособии

Кодирование - процесс преобразования информационного сообщения из одной формы в другую по определенному правилу для передачи по каналу связи. В результате формируется набор кодовых комбинаций, каждая из которых отображает определенное сообщение.

Гальваническая развязка - передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними.

Без использования развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, прикасающихся к оборудованию, имеющему электрический контакт с цепью. Прибор, обеспечивающий развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться трансформатор или оптрон. В обоих случаях цепи оказываются электрически разделенными, но между ними возможна передача энергии или сигналов.

Оптрон или оптопара - электронный прибор, состоящий из излучателя света (светодиоды) и фотоприемника (фототранзисторы, фотодиоды, фототиристоры, фоторезисторы), связанных оптическим каналом и объединенных в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.

Телеметрия, телеизмерение (далеко+измеряю) - получение информации о значениях измеряемых параметров (напряжения, тока, давления, температуры и других) контролируемых и управляемых объектов методами и средствами телемеханики. Для сбора данных используют датчики телеметрии с возможностью работы в телеметрических системах, то есть специальным встроенным модулем связи.

Телемеханическая система - комплекс технических средств для передачи на расстояние по каналам радиосвязи или проводным линиям связи команд от оператора или управляющей вычислительной машины к объектам управления, а также контрольной информации в обратном направлении.

Релаксация (ослабление, расслабление) - снижение тонуса скелетной мускулатуры, глубокое мышечное расслабление.

CAN (сеть контроллеров) - стандарт промышленной сети, ориентированный на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.

Интерфейс (место или способ соединения/соприкосновения/связи) - совокупность возможностей, способов и методов взаимодействия двух систем, или программ для обмена информацией между ними, определенная их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена.

Линия связи RS-485 - интерфейс физического уровня связи, в основе которого двунаправленная сбалансированная линия передачи, поддерживающая многоточечные соединения и передачу данных на расстояние до 1200 м.

Тензорезистор (напряженный+сопротивляюсь) - резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов. Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений.

Сигнал - физический процесс (например, изменяющиеся во времени токи и напряжения), содержащий в себе некоторую информацию. Сигнал передает сообщение во времени, то есть всегда является функцией времени. Сигналы формируются изменением тех или иных параметров физического носителя в соответствии с передаваемым сообщением.

Аналоговый сигнал - сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений. Аналоговые сигналы описываются непрерывной во времени функцией, которая может принимать любые значения в определенном интервале.

Дискретный сигнал - информационный сигнал, изменяющийся дискретно во времени или по уровню. Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений.

Монитор (напоминающий, предупреждающий) - устройство, предназначенное для вывода графической, текстовой или звуковой информации на дисплей.

Дисплей или экран (показывать) - электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев называют часть законченного устройства (монитор), используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.