1.2.5.Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов системы Ebilock-950.
В настоящее время принята обширная программа обновления устройств СЦБ, замены устаревших релейных устройств микропроцессорными системами, которые могут позволить сделать качественный скачок в развитии устройств железнодорожной автоматики. Они повышают уровень безопасности, занимают значительно меньше площади, потребляют меньше электроэнергии, уменьшают объем строительно-монтажных работ и снижают эксплуатационные расходы.
Примером такой системы может служить централизация компьютерного типа Ebilock-950. Она адаптирована к техническим и технологическим требованиям российских железных дорог совместным российско-шведским предприятием «Бомбардье Транспортейшн (Сигнал)» при участии ПГУПС, ГТСС, ВНИИУП.
Ядром системы является центральный процессор, который безопасным способом осуществляет все взаимозависимости, принятые для электрических централизаций стрелок и сигналов. Он также взаимодействует с системами управления и наблюдения (АРМ ДСП и АРМ ШН) и системой объектных контроллеров, непосредственно управляющих электроприводами стрелок, сигналами, интерфейсными реле. Через эти реле передается статус состояния рельсовых цепей и всех систем, увязанных с компьютерной централизацией, а также состояния системы связи объектных контроллеров с центральным компьютером и системы электропитания.
Безопасность обеспечивается за счет ее перехода в «защитное» состояние при выявлении отказов, а также благодаря выполнению норм Европейского комитета по стандартизации в области электротехники (CENELEC), использованию системных программных принципов и принципов разработки аппаратных средств HARDWARE.
Принципы безопасного построения HARDWARE заключаются в использовании двух процессоров, работающих с диверсифицированными программами, двойного таймера управления памятью, инструкционных тестов защиты от помех, а также контрольных запусков и перезапусков.
Связь центрального процессора с объектными контроллерами (ОК) происходит по четырехпроводному кабелю (петля связи) через модемы и концентраторы. Это позволяет разместить ОК в непосредственной близости от объектов управления. В результате значительно уменьшается расход кабеля и провода по сравнению с размещением всего оборудования на центральном посту.
Объектные контроллеры системы Ebilock-950 позволяют взаимодействовать с отечественными рельсовыми цепями, сигналами, электроприводами, реле и выполнять увязки со всеми существующими системами автоблокировки, переездной сигнализации и другими системами. Поэтому одной из основных задач становится определение границ электронной централизации и разработка интерфейсов для увязки с оставшимися устройствами в релейном исполнении.
Особое внимание следует обратить на систему электропитания. В Ebilock-950 используется мощный источник питания с необслуживаемой аккумуляторной батареей, от которого запитываются как электронные устройства, так и рельсовые цепи, электроприводы, сигналы, реле.
Первая система МПЦ Ebilock-950 была введена в эксплуатацию в июне 1999г. на станции Калашниково на линии Москва-С.-Петербург. Через год она была принята в постоянную эксплуатацию.
В последнее время на железных дорогах России находит широкое применение автоматическая блокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры (АБТЦ), разработанная на основе реле электромагнитного типа. В связи с расширением функциональных возможностей и усилением контроля «потери шунта» при движении поезда система получилась довольно громоздкой, энергоемкой и сложной в обслуживании.
ООО «Бамбардье Транспортейшн (Сигнал)» интегрировало АБТЦ в компьютерную систему централизации стрелок и сигналов Ebilock-950.
Это позволило дополнить АБТЦ рядом функций, которыми не обладает автоблокировка построенная на релейной элементной базе: блокирование и деблокирование схемы смены направления движением поездов, рельсовой цепи, запрещающего сигнального показания проходного и выходного светофора станции.
Рельсовая цепь блокируется автоматически при прекращении ее шунтирования под поездом и разблокируется только при правильном прохождении поезда.
Микропроцессорная система автоблокировки, как и релейная, исключает смену направления движения поедов в нормальном режиме до прибытия на соседнюю станцию последнего поезда, отправленного на этот перегон, а также при потере шунта.
Первая АБТЦ, интегрированная в систему централизации стрелок и сигналов компьютерного типа Ebilock-950, была реализована в 2000г. на перегонах Кожухово-Канатчиково и в 2001г. Александров-2-Карабаново Московской дороги, прошла испытания и принята в постоянную эксплуатацию.
В настоящее время система МПЦ Ebilock-950 эксплуатируется на малых, средних и крупных станциях, на участках с автономной тягой, а также постоянного и переменного тока.
1.3.Назначение и классификация систем автоматической локомотивной сигнализации
Автоматическая локомотивная сигнализация предназначена для повышения безопасности движения поездов, увеличения пропускной способности железнодорожных линий и улучшения условий труда локомотивных бригад. Устройства АЛС осуществляют передачу сигнальных показаний путевых светофоров в кабину машиниста. Систему АЛС дополняют устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости поезда, а в наиболее совершенных системах – устройствами автоматического регулирования скорости. Автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом осуществляет торможение поезда в случаях повышения допустимой скорости движения или неподтверждения машинистом бдительности.
Сигнальные показания на локомотив могут передаваться в определенные моменты при движении поезда (точечно) или непрерывно на всем пути следования. В точечных системах могут быть использованы механический, оптический, индуктивный и другие способы передачи информации. В непрерывных системах в качестве канала связи между путевыми и локомотивными устройствами используют рельсовые цепи и шлейфы, проложенные между рельсами.
1.3.1.Локомотивные системы безопасности и регулирования движения поездов нового поколения.
Для регулирования движения на железных дорогах России в основном использовались устройства непрерывного типа АЛСН. Несколько позднее появился новый канал АЛС-АЛС-ЕН. Разработаны также устройства точечного канала связи для высокоскоростной передачи больших объемов информации в ограниченных зонах связи. Ведутся работы по активному внедрению устройств передачи данных по радиоканалу в диапазонах 160 и 460 МГц. Эти устройства планируется применять при организации двусторонней передачи данных на станциях, где технически сложно кодировать все пути сигналами АЛСН и АЛС-ЕН.
Низкая информативность системы АЛСН (использование в канале связи только трех активных сигналов) и ограниченность ее функциональных возможностей обусловили необходимость дополнения действующего оборудования другими устройствами обеспечения безопасности. С 1994г. в рамках Государственной программы повышения безопасности движения поездов на железных дорогах России прежние устройства заменяются на более совершенные (КЛУБ, САУТ, телеметрическую систему контроля бдительности машиниста ТС КБМ и др.), выполненные на современной микропроцессорной элементной базе.
Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе путем приема сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН и отображению их машинисту. Аппаратура КЛУБ серийно внедряется с 1994г.. она выполнена на микропроцессорной базе и имеет 100% активное резервирование функциональных модулей.
В состав устройства входят блоки электроники БЭЛ, индикации БИЛ, ввода и диагностики БВДМ, коммутации БК, а также датчик пути и скорости ДПС-САУТ-МП и комплект кабелей.
Аппаратура КЛУБ выполняет следующие функции: исключение несанкционированного движения локомотива, сравнение фактической скорости с допустимой, контроль торможения перед запрещающим сигналом светофора, формирование сигналов для системы автоматического управления тормозами САУТ, контроль бдительности машиниста, регистрация параметров движения.
Питание аппаратуры КЛУБ обеспечивает бортовая сеть локомотива напряжением Uном=50/75/110 В. Диапазон рабочих температур системы от –40 до +50оС, средний срок службы не менее 15 лет.
На сети дорог аппаратурой КЛУБ оборудовано около 1400 локомотивов и моторовагонных поездов.
В 1998г. на Московской дороге начались эксплуатационные испытания унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У.
Устройство предназначено для работы на всех типах локомотивов и моторовагонных поездов на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока. Функциями КЛУБ-У являются: исключение самопроизвольного движения локомотива; исключение несанкционированного включения ЭПК; автоматический учет категории поезда, типа тяги, длины блок-участков; прием и дешифрация сигналов АЛСН, АЛС-ЕН; непрерывный контроль состояния тормозной системы; формирование сигналов достижения фактической скорости: 2, 10, 20, 60 км/ч; информирование машиниста о сигналах светофора, количестве свободных блок-участков, фактической скорости с точностью до 1 км/ч и допустимой на данном участке пути скорости движения, кривой торможения, а также о текущем времени с корректировкой по астрономическому времени, координатах места нахождения локомотива с точностью до 30м при помощи спутниковой навигации, названиях станций, номерах стрелок, светофорах, перегонах, расстояниях до контрольных точек; регулярный контроль бдительности машиниста; контроль совместных действий машиниста и помощника машиниста при трогании поезда и движении к запрещающему сигналу светофора; автоматическое включение экстренного торможения при появлении ситуаций, ведущих к опасным и катастрофическим последствиям; регистрация параметров движения в электронной памяти кассеты.
В состав КЛУБ-У входят устройства, обеспечивающие взаимодействие локомотивных устройств безопасности со станционными по цифровому радиоканалу. Приемопередающее устройство на базе радиостанции 1Р25СВ-22 «Мост-М1» работает в частотном диапазоне 450-470 МГц и насчитывает 15 программируемых каналов. Скорость передачи данных 9600 бит/с.
В системе КЛУБ-У имеется встроенная диагностика, выявляющая и индифицирующая отказы основного и резервного комплекта. Для эффективного использования аппаратуры КЛУБ-У применяется стационарное устройство дешифрации (СУД) регистрируемой информации и комплекс средств предрейсового контроля.
На железные дороги России поставлено свыше 740 комплектов КЛУБ-У. Системой оборудовано более 20 различных типов локомотивов на 16 дорогах.
Для специального самоходного подвижного состава в 1999г. на базе аппаратуры КЛУБ сконструированы специализированные устройства – КЛУБ-П, которые имееют меньшие размеры и массу, современную элементную базу и повешенную надежность.
В настоящее время на железных дорогах России для определения местоположения локомотива все более широкое применение находят комбинированные приемники, осуществляющие автоматический поиск, прием и обработку сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS NAVSTAR (США). Навигационная аппаратура ведет одновременный прием сигналов по 12 каналам. Точность автономного определения скорости поезда (с вероятностью 95%) составляет 0,1 м/с, точность метки единого времени относительно всемирного времени UTC – 1 мкс. Информация на локомотив подается с помощью путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН, радиоканала системы координатного регулирования движения поездов, путевых устройств точечного канала связи и радиоканала маневровой автоматической локомотивной сигнализации МАЛС. Системе МАЛС, как наиболее перспективной станционной системе обеспечивающей повышение безопасности при производстве маневровых работ на станции, и посвящен данный дипломный проект.