6. Системы сигнальной авторегулировки
6.1. Общие положения
Анализ принципов построения и работы систем автоблокировки показывает, что эти системы не в полной мере отвечают за безопасность движения поездов. Их функции сводятся к передаче машинисту информации об условиях движения. При этом ответственность за снижение скорости и остановку поезда, то есть за безопасность движения, лежит на машинисте. Более совершенными являются системы автоматики, которые при сближении поезда с препятствием непосредственно воздействуют на тормоза. Такими системами являются системы сигнальной авторегулировки САР [1, 2, 10, 11, 19].
С
истемы
САР предназначены для регулирования
(снижения) скорости поезда по условиям
безопасности движения путем воздействия
на тяговые двигатели и тормоза.
В условиях роста скоростей и интенсивности движения поездов, повышения требований к безопасности роль систем сигнальной авторегулировки возрастает. Вызвано это следующими положительными качествами САР:
Системы САР представляют машинисту информацию об условиях движения в большем объеме, чем системы АБ, и отображают ее в более наглядном и удобном для восприятия виде, чем напольные светофоры, непосредственно в кабине локомотива.
Устройства САР воздействуют на тормозную систему поезда без участия машиниста, что существенно повышает безопасность движения.
Контроль скорости, применяемый в САР, и возможность реализации прицельного торможения способствуют повышению технической и участковой скорости, то есть повышают эффективность перевозочного процесса.
Устройства сигнальной авторегулировки существенно облегчают труд локомотивных бригад, уменьшают психологическую напряженность, особенно в условиях плохой видимости напольных сигналов.
Намечается тенденция перехода систем сигнальной авторегулировки из категории вспомогательных систем в категорию основных систем регулирования движения поездов. Так, многозначная система АЛС, используемая совместно с четырехзначной частотной автоблокировкой, обеспечивает 11 сигнальных показаний локомотивного светофора с контролем соответствующих уровней допустимых скоростей. В системе ЦАБ устройства АЛС являются основным средством регулирования движения поездов. Число видов препятствий, учитываемых в перспективных САР, больше, чем в системах АБ; в перспективных САР реализуется плавное снижение скорости до требуемого уровня или до остановки перед запрещающим светофором с высокой точностью.
На протяжении полувека основной и практически единственной системой САР была система автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН [1, 2, 10, 11, 19, 23]. Отличительные особенности и функции системы АЛСН:
Непрерывная передача информации о показании напольного светофора на локомотив на всем протяжении его следования по БУ или кодируемым станционным путям и отображение ее на локомотивном светофоре.
Реализация связи напольных и локомотивных устройств по индуктивно-рельсовому каналу.
Применение числового кода для формирования сообщений.
Использование несущей частоты кодового сигнала 50 или 25 Гц (в зависимости от рода тягового тока).
Ступенчатый способ контроля скорости.
Проверка бдительности машиниста в условиях, требующих повышенного внимания.
Автостопное торможение в режиме экстренного до полной остановки в условиях, угрожающих безопасности движения.
Реализация схем системы на электромагнитных реле.
Непрерывная связь напольных устройств с локомотивными в отличие от точечного способа передачи информации позволяет оперативно изменять передаваемые сообщения при изменении ситуации, непрерывно контролировать исправность всех устройств, обеспечивает защиту от случайного искажения передаваемого сообщения.
При использовании рельсовой линии для передачи информации на локомотив отпадает необходимость в организации специальной линии связи или радиоканала. Кроме того, при этом контролируется исправность рельсовой колеи. К недостаткам способа следует отнести: наличие помех от тягового тока, намагниченности рельсов, из-за колебаний кузова локомотива; большое затухание сигнала в рельсовой линии; существенное изменение тока в рельсах по мере приближения локомотива к передатчику, что усложняет работу локомотивных устройств; перерыв в приеме сообщений и их искажение при проходе локомотивом изолирующих стыков.
Числовой код при разработке системы АЛСН был принят в связи с его достаточно высокой помехозащищенностью и простотой реализации кодирующих и декодирующих устройств на электромеханических приборах. Такие недостатки числового кода, как малый объем информации и низкое быстродействие не играли большой роли при существующих потребностях перевозочного процесса.
На первых этапах при тяге переменного тока частота сигнального тока принималась 75 Гц из-за отсутствия статических преобразователей на 25 Гц. Ток частотой 75 Гц получали от электромашинных преобразователей и подавали на сигнальные установки АБ по высоковольтной линии СЦБ. Недостатком этого способа является невозможность использования линии продольного электроснабжения в качестве резервной для питания устройств АБ и АЛСН.
При ступенчатом контроле скорости уровни допустимых скоростей движения задаются в пределах всего БУ в зависимости от показания впередистоящего светофора. Такой способ позволяет использовать простые алгоритмы регулирования, легко реализуемые на электромагнитных реле. Но при этом исключается возможность непрерывного контроля и регулирования скорости в зависимости от фактического расстояния до препятствия.
Абсолютное автостопное торможение в системе АЛСН было принято в связи с большой инерционностью пневматических тормозов железнодорожного подвижного состава и сложностью управления ими, что исключает возможность использования релейных схем для плавного управления торможением.
Системами АЛСН оснащены все перегоны с автоблокировкой, а также главные и часть боковых путей станций, оборудованных устройствами электрической централизации. В настоящее время начаты работы по замене локомотивных устройств АЛСН более совершенными микроэлектронными системами с расширенными функциональными возможностями, алгоритм работы которых основан на технологическом алгоритме системы АЛСН.