4.3. Кодовая автоблокировка

4.3.1. Структурная схема

Кодовая АБ (КАБ) [1, 2, 10, 11, 14] имеет наибольшее распространение на сети железных дорог страны. Исторически под этими системами понимают системы автоблокировки числового кода. Необходимо отметить, что в настоящее время разработаны кодовые системы АБ с частотным и двоичным кодом.

Отличительными особенностями кодовой АБ являются:

• применение рельсовых цепей числового кода с частотой питания 50 или 25 Гц (в зависимости от вида тяги поездов);

• использование сигнального тока РЦ для передачи информации между сигнальными точками и на локомотив.

Рассмотрим назначение основных узлов КАБ на примере оборудования 6-й сигнальной установки (рис.4.2).

Приемник Пр принимает кодовый сигналы от впередистоящей 4-й СУ по рельсовой линии, что позволяет судить о состоянии блок-участков 6П и 4П. Дешифратор Д расшифровывает эту информацию и воздействует на схему управления огнями светофора СУО. В соответствии с этим СУО включает требуемое сигнальное показание светофора 6. Кроме того, дешифратор воздействует на шифратор Ш, который кодирует информацию для передачи к предыдущей СУ и на локомотив. Передатчик П непрерывно передает сформированное сообщение в рельсовую линию 8П.

В схеме СУО предусмотрен контроль целости нитей ламп светофоров. Опасность перегорания лампы красного огня закрытого светофора заключается в том, что в условиях плохой видимости машинист может допустить проезд погасшего светофора. Поэтому в случае неисправности лампы красного огня или цепи ее питания при занятом блок-участке СУО воздействует на шифратор Ш. Это приводит к изменению передаваемого сообщения и включению на предыдущем светофоре красного огня вместо желтого ("перенос красного огня"). Одновременно с этим изменяется кодовый сигнал АЛС. Информация о неисправности любой контролируемой лампы передается на ближайшую станцию, что позволяет оперативно заменить ее, не допуская сбоя в движении поездов.

4.3.2. Принципы построения основных узлов

Принципы построения основных узлов кодовой АБ рассмотрим по упрощенной принципиальной схеме (рис. 4.3).

Приемник Пр и передатчик П включают в себя аппаратуру питающего и релейного концов кодовой РЦ (см. п. 2.3). Основным элементом приемника является импульсное путевое реле 6И типа ИМВШ-110 или более современное герконовое реле ИВГ. Импульсное реле срабатывает в такт с импульсами числового кода и воздействует своими контактами на цепи дешифратора Д. Дешифратор расшифровывает этот сигнал и соответствующим образом управляет сигнальными реле 6Ж и 6З.

В схеме управления огнями светофора СУО нужный огонь выбирается контактами сигнальных реле 6Ж и 6З. Огневое реле 6О осуществляет контроль лампы красного огня в холодном и горячем состояниях. Для этого применяется реле типа АОШ2-180/0,45 с сопротивлениями обмоток 180 Ом и 0,45 Ом.

Для ситуации, изображенной на рис. 4.3, импульсное реле и оба сигнальных реле обесточены. В схеме управления огнями светофора образуется электрическая цепь: полюс питания СХ12 – тыловой контакт 6Ж – низкоомная обмотка огневого реле 6О – тыловой контакт 6Ж – нить лампы красного огня – полюс питания МСХ. Горит лампа красного огня. Огневое реле 6О возбуждено, фиксируя исправность нити лампы и всей цепи ее питания.

При свободном блок-участке 6П и занятом 4П реле 6И работает в режиме кодового сигнала КЖ. Дешифратор, расшифровав этот сигнал, возбуждает сигнальное реле 6Ж. В схеме управления огнями 6-го светофора образуется цепь: СХ12 – фронтовой контакт 6Ж – тыловой контакт 6З – нить лампы желтого огня – МСХ. Горит желтый огонь. Кроме того, образуется цепь: СХ20 – высокоомная обмотка огневого реле 6О – фронтовой контакт 6Ж – нить лампы красного огня – МСХ. Красный огонь не горит, так как ток недостаточен для накала нити, но контроль ее исправности сохраняется. Аналогичным образом организуется цепь питания лампы зеленого огня с одновременным контролем лампы красного огня в холодном состоянии.

В любом случае при обрыве нити лампы красного огня огневое реле обесточивается и обеспечивает передачу информации о неисправности по каналам диспетчерского контроля на ближайшую станцию. Кроме того, при неисправности включенной красной лампы огневое реле своим контактом воздействует на схему шифратора для переноса красного огня на предыдущий светофор 8.

На представленной схеме показаны однонитевые лампы и контролируется исправность только красной лампы. В новых схемах применяются двухнитевые лампы красного огня или всех огней с автоматическим включением резервной нити при перегорании основной и передачей информации о неисправности на станцию.

Шифратор Ш состоит из формирователя кодовых сигналов (кодовый путевой трансмиттер КПТ) и схемы выбора кодовых сигналов (контакты сигнальных и огневого реле). В зависимости от состояния сигнальных реле питание на трансмиттерное реле 8Т подается через один из контактов КПТ. Реле 8Т повторяет кодовую работу этого контакта, то есть срабатывает в такт с импульсами выбранной кодовой комбинации. При этом оно своими контактами воздействует на передатчик.

Контакт реле 6О в схеме шифратора обеспечивает перенос красного огня на предыдущий светофор путем обрыва цепи, по которой реле 8Т получает питание кодом КЖ. При возбужденном реле 6Ж и неисправности нити лампы красного огня изменение кодирования не происходит.

В реальных схемах кодовой автоблокировки введены дополнительные элементы, которые решают следующие задачи:

• ускорение фиксации вступления поезда на ограждаемый БУ;

• контроль исправности основных нитей ламп разрешающих огней светофора;

• контроль исправности основной и резервной нитей лампы красного огня в холодном и горячем состояниях;

• исключение более разрешающего показания светофора при пробое изолирующих стыков;

• организация увязки с переездными и станционными устройствами;

• перестройка схем при смене направления движения;

• увязка между сигнальными установками по линейным цепям, выбор кодового сигнала АЛС и его включение с релейного конца РЦ при установленном направлении движения по неправильному пути (при временной организации двустороннего движения);

• контроль наличия основного питания сигнальной установки и автоматическое переключение на резервное питание при отключении основного;

• исключение опасных отказов при заедании якоря сигнального реле Ж;

• организация защитных участков при движении поезда по неправильному пути.

3. Дешифратор кодовой АБ

Основными элементами дешифратора являются реле-счетчики. Счетчик 1 фиксирует импульсы кодовой комбинации, счетчик 1А – начало паузы между импульсами. Если пауза короткая, то счетчик 1А совместно со счетчиком 1 остается включенным во время следующего импульса. В длинном промежутке между кодовыми комбинациями оба счетчика обесточиваются. По принципу построения дешифратор кодовой АБ не является дешифратором числового кода, т.е. не подсчитывает число импульсов в кодовой посылке. Принцип расшифровки кодовых сигналов основан на фиксации (контроле) длительности паузы после первого импульса. Для этого параметры счетчиков 1 и 1А выбраны таким образом, что они не успевают выключиться в паузе между импульсами, но успевают в промежутке между кодовыми комбинациями.

При отсутствии кодовых сигналов (ограждаемый БУ занят) оба счетчика обесточены, что приводит к обесточенному состоянию сигнальных реле Ж и З. При приеме кодовых комбинаций КЖ (один импульс в кодовой комбинации) счетчик 1 срабатывает от импульса каждой кодовой посылки и обеспечивает возбуждение сигнального реле Ж. При приеме кодовых сигналов Ж или З реле Ж включается аналогично, а реле З включается во втором импульсе через фронтовые контакты реле И, 1 и 1А. Кодовые сигналы Ж и З расшифровываются одинаково. Вызвано это тем, что кодовый сигнал З предназначен для автоматической локомотивной сигнализации, а для системы АБ не имеет отдельного информационного значения.

Алгоритм работы КАБ представлен в табл.4.1.

В дешифраторе предусмотрена защита от формирования более разрешающей команды при пробое изолирующих стыков и приеме кодового сигнала из предыдущей рельсовой цепи (в данном случае из РЦ блок-участка 8П).

Опасность пробоя изолирующих стыков заключается в следующем. Например, при занятом блок-участке 6П (см. рис. 4.3) реле 6И должно быть обесточено, на светофоре 6 должен гореть красный огонь, а в рельсовую цепь 8П передается кодовый сигнал КЖ (см. табл. 4.1, строка 1). При пробое изолирующих стыков этот сигнал поступает на обмотку импульсного реле 6И, что приведет к ложному включению желтого, а затем зеленого огня светофора 6.

Для исключения такой ситуации в дешифраторе предусмотрена схемная защита. Защита основана на том, что при пробое ИС реле 6И принимает кодовый сигнал от реле 8Т, то есть эти реле начинают работать синхронно. Схема построена таким образом, что при синхронной работе реле 8Т и реле 6И возбуждение реле 6Ж исключается (см. табл. 4.1, строка 6). Для более устойчивой работы этой схемы, а также для исключения ложного возбуждения реле З в дешифраторе предусмотрены два дополнительных реле. Применение в дешифраторе схемы защиты привело к необходимости чередования типов кодовых путевых трансмиттеров (КПТШ-515 и КПТШ-715) на соседних СУ. Указанные трансмиттеры имеют разные длительности кодовых комбинаций, что исключает ложное срабатывание схемы защиты при случайной синхронной работе реле Т и И в случаях горения зеленых огней на соседних светофорах.

Для обеспечения высокого быстродействия в дешифраторе используются облегченные реле не 1-го класса надежности. Поэтому в схеме предусмотрен контроль ложного замыкания фронтовых контактов этих реле и реле И. Контроль основан на использовании принципа конденсаторного дешифратора, а также на проверке обесточенного состояния всех реле к началу каждого кодового цикла.