5.1 Призначення та структура ЧДК

Призначення і принцип побудови ДК

Пристрої диспетчерського контролю руху поїздів ДК на ділянках, обладнаних АБ, призначені для збору, передачі та відображення інформації поїзному диспетчеру про встановлений напрямок руху (на одноколійних ділянках), зайнятості блок-ділянок, головних та приймально-відправних колій на проміжних станціях, показання вхідних і вихідних світлофорів.

Індикація на табло диспетчерського контролю відображає просування поїздів по ділянках, що дозволяє приймати оперативні рішення про прискоренню руху поїздів і по усуненню відмов в системах автоблокування та АПС. Контрольна інформація ДК спочатку передається на проміжні станції, що обмежують перегін, а потім з проміжних станцій на центральний пост поїзного диспетчера. Чергові проміжних станцій, отримуючи оперативну інформацію за допомогою ДК, мають можливість слідкувати за рухом поїздів по прилеглих перегонах, а також контролювати роботу кожної сигнальної установки АБ і пристроїв АПС на переїздах, розташованих на перегоні або станції. При отриманні сигналу про відмову черговий приймає екстрені заходи по їх усуненню, щоб не допустити затримки поїздів.

На мережі залізниць починаючи від 1966 року широке використання отримала частотна система диспетчерського контролю. В цій системі тривалість циклу для контролю 480 об'єктів складає 15 с, що дозволяє використовувати її на ділянках зі швидкісним рухом. Система ЧДК в основному побудована на безконтактній апаратурі, що забезпечує надійність її роботи та швидкодію. Висока швидкодія дозволяє розширити сферу використання системи ЧДК для передачі інформації телемеханічного контролю або технічного діагностування на проміжні станції до диспетчера служби сигналізації і зв'язку. Система телемеханічного контролю дозволяє безперервно перевіряти всі об'єкти ділянки контролю, виявляти відмови в цих пристроях і передавати диспетчеру дистанції інформацію про кожну відмову.

Система технічного діагностування дозволяє за допомогою безперервної перевірки елементів автоматичних перегінних та станційних пристроїв виявити відхилення фактичних параметрів елементів від нормативних. При відхиленні технічних параметрів вище допустимих меж виробляється і передається сигнал тривоги, який сповіщає диспетчера, який елемент (лампа світлофора, рейкове коло, джерело живлення) невдовзі відмовить і що потрібне втручання працівника дистанції для заміни елементу або його відновленні. 

Структурна схема ЧДК

На схемі нижче показана структурна схема ЧДК для збирання інформації з перегінних установок і її передачі на проміжні станції та диспетчерський пост. Для передачі інформації від сигнальних установок АБ та АПС слугує лінія подвійного зниження напруги (ДСН). При великій кількості об'єктів контролю лінію ДСН розрізають і інформація з  перегону передається на обидві станції перегону. 

Контрольна інформація передається у вигляді кодів на фіксованих частотах. На кожній сигнальній установці знаходиться генератор камертонний ГК, який виробляє одну з 16 фіксованих частот в діапазоні 300-1500 Гц. На рис.б (див. вище) показане підключення генераторів Гк декількох сигнальних установок перегону до лінії ДСН. По одній лінії ДСН можна контролювати до 16 сигнальних установок. Камертонні генератори типу ГК5, ГК6 та ГКШ встановлюють в релейних шафах АБ та АПС. Кожен генератор виробляє частотні коди, за допомогою яких передається вся контрольна інформація з даної сигнальної установки. Генератор зі штепсельним включенням типу ГКШ використовуються на сигнальних установках усіх видів АБ та АПС. В залежності від частоти, яку виробляють, використовуються генератори типів ГК6-1 - ГК6-16.

На перегоні генератори з більш високими частотами розміщують по мірі наближення до станції для того, щоб (враховуючи ступінь затухання) сигнали на більш високій частоті передавалися на меншу відстань. В лінії ДСН генератори ГК включають паралельно реле ДСН.

При включенні всіх генераторів ГК в лінію ДСН одночастно передається інформація від сигнальних установок АБ та АПС всього перегону. Від кожної сигнальної установки частотний кодовий сигнал передається по вузькополосному каналу зв'язку з частотним ущільнювачем. На станції від кожного прийнятого частотного сигналу через підсилювач приймача УПДК і приймач ПК5 на табло чергового по станції включається контрольна лампа. По режиму горіння кожної лампи на табло визначається стан об'єктів контролю на перегоні. Живлення в лінію ДСН подається від блоків живлення ДСНП. На станції, до якої підключені виводи резервної лінії ДСН, встановлено по два комплекти приймачів та підсилювачів частотних кодових сигналів контролю напільних пристроїв перегонів, що прилягають до станції.

Контрольна інформація передається з проміжних станцій на центральний пост по фізичній лінії ДК. По цій лінії організовано 16 вузькополоних частотних каналів. Канали 1-15 використовують для передачі інформації з 15 проміжних станцій на пост диспетчера, а канал 16 - для передачі тактових імпульсів синхронізації. Контрольна інформація передається на центральний пост від лінійного генератора ГЛ3 однієї з 15 частот. Генератор управляється розподільником РДК з блоком управління БУР. На одній  з проміжних станцій встановлений тактовий генератор ГТ2-16 з робочою частотою 1523,6 Гц, який виробляє тактові імпульси тривалістю 0,4 с з інтервалом 0,4 с. Частотні кодові сигнали, що надходять з проміжних станцій, приймаються на центральному посту через блоки РДК, БУР, УПДК, приймачі ПК5 та табло матриці. Від тактових імпульсів генератора ГТ2 синхронно працюють розподільники всіх проміжних станцій і центрального посту. На кожному кроку розподільників РДК станцій і центрального посту в коло ДК від генераторів ГЛ3 станцій надсилаються імпульси, які містять інформацію про стан об'єктів контролю. Кожному контрольному об'єкту приписаний номер кроку РДК (рис.в), на якому інформація про його стан посилається на центральний пост. За один цикл (32 кроки) розподільники РДК підключають послідовно до ГЛ3 своєї станції контакти 32 об'єктів контролю. В лінію ДК на кожному кроці роботи всіх розподільників одночасно надходять частотні сигнали від 15 генераторів ГЛ3 всіх станцій. Прийняті на центральному посту частотні сигнали підсилюються, потім розшифровуються приймачами ПК5.

За допоммогою розшифрування визначається станція, з якої надійшов сигнал, і стан об'єкту контролю на ній. Через виходи РДК центрального посту визначаються порядкові номери об'єктів на перегонах і станціях. Візуальний контроль стану об'єктів диспетчер отримує на табло-матриці, на яку нанесений план дільниці та є індикаторні лампи.

На рисунку нижче приведена функціональна схема ЧДК проміжної станції на двоколійній ділянці без розрізу лінії ДСН. Частотні сигнали, що надходять з перегону по лінії ДСН-ОДСН, приймають підсилювач УПДК2 і приймачі ПК5. Кожен приймач складається з двох камертонних вузькополосних фільтрів ПФ1. Приймач ПК5-1 працює на частотах 1,2; ПК5-5 - на частотах 5,6 і т.д. Всього використовують вісім типів приймачів. На виході кожного фільтра через підсилювачі на транзисторах VT1, VТ2 включені приймальні реєстраційні реле реєстрації Р1, Р2 типу РПН. Контакти реєстраційних реле підключені до входів РДК, за допомогою яких формуються частотні кодові сигнали, які надходять на центральний пост. До виходів РДК підключені контакти реле даної станції.

Контактами сигнальних реле ЧС, НС контролюється відкриття сигналів парного і непарного напрямків, реле НЖ, ЧЖ - стан ділянок віддалення в парному і непарному напрямках, реле 1П, 2П тощо - стан приймально-відправних колій на даній станції, реле НОС, ЧОС - горіння дозволяючих вогнів на вхідних і вихідних світлофорах, реле 1НИ, 2ЧИ - виключення ворожих маршрутів, реле КМ, КС - правильність завдання маршрутів прийому і відправлення та ін.

Інформація передається на центральний пост через блок управління розподільником БУР. Через даний блок включається лінійний генератор ГЛ3, який виробляє одну з 15 частот, приписану даній станції. Від генератора через вводно-ізолюючий щиток ЩВИ частотний сигнал передається по магістральному кабелю або повітряній лінії на центральний пост. Щиток ЩВИ захищає апаратуру ЧДК та персонал від небезпечних навантажень і струмів, що виникають в лініях зв'язку.

На проміжній станції є тактовий генератор ГТ2, який виробляє тактові імпульси на 16 частоті. Тактові імпульси надходять на РДК даної станції і через лінію ДК в РДК всіх проміжних станцій та центрального посту. Під дією тактових імпульсів всі РДК ділянки працюють синхронно, і на кожному кроці РДК станції опитується стан об'єктів контролю. На кожному кроці РДК через блок БУР вмикається генератор ГЛ3 і частотний сигнал передається на центральний пост.

Пристрої проміжної станції живляться від блоку живлення ДСНП, на який подається напруга 220 В при замкнутих контактах реле ДСН або 110 В при розімкнутих контактах. Режим ДСН контролюється КДСН, яке включене в лінійне коло ДСН. По колу, що проходить через контакт реле КДСН, загоряється контрольна лампа КДСН при зниженні напруги живлення в колі ДСН-ОДСН.

Генератори в системі ЧДК

Генератор ГКШ (див.рис.нижче) розміщується в корпусі реле типу НШ; має штепсельне включення, живиться від мережі змінного струму напругою (14 +2) В частоти 50 Гц або від джерела постійного струму напругою (12+1,5) В; струм, що споживається генератором, не перевищує 90 мА. Виготовляють 22 типи генераторів ГКШ. Для системи ЧДК використовують генератори типів ГКШ1-ГКШ15.

Частоту генерує задаючий каскад генератора, зібраний на транзисторі VT1, який увімкнений по схемі із загальним емітером. В коло плюсового зворотного зв'язку транзистора увімкнений камертоний стабілізатор частоти ГФ3. Задаючий каскад зв'язаний з підсилювальним каскадом через узгоджуючий трансформатор Т1. Підсилювальний каскад виконаний на транзисторах VT2 та VT3, з'єднаних по двотактній схемі. Генератор живиться від випрямляча В, на виході якого увімкнений згладжувальний конденсатор Сс. Частотні кодові сигнали виробляються мультивібратором, виконаним на транзисторах VT4 та VT5. Керуючий транзистор VT6 повторює роботу транзисторів мультивібратора, відкриває або закриває транзистори VT4 та VT5. Мультивібратор може бути увімкнений по симетричній або несиметричній схемі. При симетричній схемі мультивібратор виробляє імпульси та інтервали однакової тривалості.

Увімкненням в базові кола транзисторів VT4 та VT5 додаткових резисторів і утворюється несиметрична схема мультивібратора, в якій імпульси та інтервали виробляються різної тривалості. В керуючі кола генератора увімкнені контакти основних реле: С1 - сигнального (для контролю вільності стану блок-ділянки); КО - вогневого червоного вогню світлофора; А - аварійного; ДСН - подвійного зниження напруги. Комутацією виходів 41, 42 та 43 генератора змінюється тривалість імпульсів та інтервалів сигнального коду.

Генератор починає працювати при подачі напруги на вхід 31 через тиловий контакт одного з реле, увімкненого в коло управління. При цьому відкривається транзистор VT5. Струм, що проходить через нього, створює падіння напруги на резисторі 6, під дією якого відкривається транзистор VT6. Через відкритий транзистор VT6 напруга джерела живлення подається на еміттери транзисторів VT2 та VT3, і генератор вмикається. На його виході з'являється імпульс кодової посилки, який надходить в лінію ДСН-ОДСН.

При перекиданні мультивібратора транзистор VT5 закривається, а VT4 відкривається. Струм через резистор 6 не протікає, і транзистор VT6 закривається. Транзистори VT2 та VT3 не отримують живлення, генератор вимикається і настає інтервал кодової посилки. Кожний стійкий стан мультивібратора при симетричній схемі включення визначається часом розряду конденсаторів, включених в базові кола транзисторів. При несиметричній схемі час розряду конденсаторів змінюється завдяки підключенню додаткових резисторів Rд1 та Rд2. На виході генератора транзистор увімкнений через захисні резистори і конденсатори С31 та С32, які захищають трансформатор від підмагнічування постійним струмом. Живлення генератора стабілізовано стабілітроном VD і балансовим опором Rбал.

Робота генератора при зміні стану об'єктів контролю

Об'єкти контролю справні, блок-ділянка вільна. В даній ситуації слід керуватися схемою, наведеною вище (схема генератора ГКШ), і таблицею нижче, в якій наведені частотні кодові сигнали, які виробляє ГКШ. Фронтовими контактами реле КО, ДСН, С1 та А утворюється перемичка між виходами 53 та 61 генератора, по якій транзистори підсилювача VT2 та VT3 отримують постійне живлення. Від генератора в лінію подається безперервний кодовий сигнал (позиція 1 в таблиці) на частоті даного генератора.

Об'єкти контролю справні, блок-ділянка зайнята. Фронтовими контактами реле С1 вимикається живлення генератора, генерація припиняється. Контрольний код в лінію не надходить (позиція 2).

Перегоріла лампа червоного вогню. Через тилові контакти реле КО утворюються дві перемички 53-31 та 43-41. По несиметричній схемі починає працювати мультивібратор завдяки підключенню додаткового резистора Rд1 паралельно резистору RБ4. Від генератора надходить частотний код, в якому імпульси тривалістю 0,3 с розділяються інтервалом 1 с (позиція 3). Перегорянні лампи червоного вогню контролюється як при вільному, так і при зайнятому стані блок-ділянки.

Відсутній змінний струм. Через тиловий контакт реле А утворюється перемичка 53-31, через яку подається живлення на мультивібратор і транзистор VT6. При відкритті транзистора живлення подається на підсилювальний каскад генератора. Мультивібратор працює по симетричній схемі. Від генератора подається частотний код, який складається з імпульсів та інтервалів однакової тривалості 1 с (позиція 4). Відсутність змінного струму контролюється тільки при вільному стані блок-ділянки.

Несправне коло подвійного зниження напруги. Через тилові контакти ДСН утворюється дві перемички 53-31 та 43-42, по яким подається живлення на мультивібратор і генератор. Мультивібратор працює по несиметричній схемі завдяки підключенню додаткового резистора RД2. паралельно резистору RБ. Від генератора надходить частотний код, в якому імпульси тривалістю 1 с розділяються інтервалами 0,3 с (позиція 5). Несправність кола ДСН-ОДСН контролюється як при вільній, так і при зайнятій блок-ділянці. 

Справний стан всіх пристроїв сигнальної установки. При симетричній роботі мультивібратора генератора ГКШ імпульси та інтервали передаються однакової тривалості 0,3 с (позиція 6).