вступ

Транспортна система має велике значення для розвитку і функціонування економіки держави. Впровадження систем автоматики і телемеханіки за порівняно незначних витрат на будівництво і експлуатацію дозволяє суттєво збільшити пропускну і провізну здатність залізничних ліній, підвищити продуктивність і умови праці залізничників при високому забезпеченні безпеки руху поїздів.

На перших залізницях рух поїздів між станціями регулювався часовими інтервалами. Із застосуванням постійних колійних сигналів (середина ХІХ століття) з'явилася можливість переходу від руху поїздів з розмежуванням часом до руху з розмежуванням простором, що різко підвищило безпеку руху поїздів. В другій половині ХІХ століття було розроблено напівавтоматичне блокування, при якому колійні сигнали замикаються в загороджуючому положенні на весь час, поки ділянка зайнята поїздом.

Поява рейкових кіл, які контролюють стан колії, започаткувала застосування автоблокування з автоматично діючими колійними світлофорами. Автоблокування стало основним засобом організації руху поїздів на ділянках, що вимагають високої пропускної здатності і забезпечення безпеки руху поїздів. Перші ділянки автоблокування були уведені в експлуатацію у 1931 році з використанням закордонної апаратури. Розробка вітчизняної апаратури, опанування її виробництва, накопичений досвід проєктування і будівництва дали можливість, починаючи з 1932 року, будувати автоблокування на вітчизняній апаратурі за проєктами інституту Гіпротранссигналзв'язок (ГТСС). Автоблокування в комплексі з автоматичною локомотивною сигналізацією дозволило організувати рух поїздів з малими інтервалами попутного слідування, підвищити пропускну здатність ліній, забезпечити безпеку руху поїздів по перегонах і станціях, підвищити продуктивність праці експлуатаційних працівників, скоротити експлуатаційні витрати. На ділянках з автономною тягою в 50-х роках було створено імпульсно-провідне автоблокування з накладанням на імпульсні рейкові кола АЛСН (автоматична локомотивна сигналізація безперервної дії) числового коду, що дозволило збільшити довжину рейкових кіл до 2600 м у порівнянні з рейковими колами безперервного постійного струму (1500 м). Використання імпульсного живлення підвищило надійність роботи автоблокування і виключило небезпечні відмови при потраплянні блукаючих струмів в рейкове коло.

Для ділянок, електрифікованих на постійному струмі, було використане числове кодове автоблокування з рейковими колами 50 Гц. Використання числового коду дозволило здійснювати єдине кодування для автоблокування і автоматичної локомотивної сигналізації (АЛСН) і ув'язати показання світлофорів по рейковому колу без використання лінійних проводів.

Електрифікація залізниць на змінному струмі потребувала створення автоблокування з живленням рейкових кіл на частоті, яка б відрізнялася від частоти тягового струму, що забезпечувало б їх захист від небезпечних і заважаючих впливів тягового струму частотою 50 Гц. Було розроблене автоблокування з рейковими колами частотою 75 Гц. Пристрої автоблокування живилися від високовольтної лінії напругою 6 кВ на частоті 75 Гц. В якості джерела живлення високовольтної лінії використовувалися машинні перетворювачі частоти - умформери. Система не знайшла широкого застосування, і ділянок, обладнаних рейковими колами 75 Гц, практично не залишилося.

У 1964 році було розроблене більш економічна і надійна система автоблокування змінного струму з рейковими колами 25 Гц. Сигнальні установки отримують живлення від високовольтної лінії напругою 10 кВ на частоті 50 Гц. Рейкові кола частотою 25 Гц живляться від електромагнітних статичних перетворювачів частоти типу ПЧ 50/25. Основне живлення автоблокування здійснюється від високовольтної лінії ВЛ СЦБ, а резервне - від системи ДПР (два проводи - рейка) контактної мережі.

З уведенням швидкісного руху з'явилися нові вимоги до забезпечення безпеки руху поїздів, необхідності скорочення експлуатаційних витрат на технічне обслуговування, підвищення надійності роботи пристроїв, що обумовило створення нової елементної бази, нових систем автоблокування і удосконалення АЛСН.

При розробці нових систем враховувалися недоліки існуючих систем, такі, як: ненадійність і нестабільність роботи рейкового кола через низький опір баласту; ускладнення роботи рейкового кола через необхідність каналізації тягового струму з підключенням дросель-трансформаторів і виникнення небезпечних і заважаючих впливів тягового струму; децентралізоване розміщення апаратури; обмежена інформативність системи АЛСН; можливість проїзду на забороняюче показання світлофора та інші.

Нові системи будуються на новій елементній базі із застосуванням інтегральних мікросхем і тональних рейкових кіл. Автоблокування з тональними рейковими колами має високу надійність, високий коефіцієнт повернення колійного приймача, високу завадозахищенність від впливів тягового струму. На основі тональних рейкових кіл розроблені і функціонують ряд систем автоблокування з децентралізованим і централізованим розміщенням тональних рейкових кіл: ТРК-3 (третього покоління) і ТРК-4 (четвертого покоління).

В ТРК-3 носійними частотами є частоти в діапазоні 420-780 Гц; а в ТРК-4 - 4-6 кГц і частотами модуляції в обох типах тональних рейкових кіл - 8 і 12 Гц. Строк служби апаратури рейкових кіл становить 10-15 років. Рейкові кола ТРК працюють в сучасних системах автоблокування:

ЦАБ-АЛСО - автоблокування з централізованим розміщенням апаратури ТРК-3. Рух поїздів здійснюється за сигналами автоматичної локомотивної сигналізації АЛСН, колійні світлофори та ізостики в автоблокуванні відсутні. Відстань між пунктами розміщення апаратури в системі ЦАБ-АЛСО складає при автономній тязі до 30 км, а при електротязі - до 20 км;

ЦАБс - автоблокування з централізованим розміщенням апаратури і колійними світлофорами. В межах блок-ділянки використовуються рейкові кола ТРК-3 без ізостиків. На межі блок-ділянки ізостики встановлюються;

АБТЦ або ЦАБ - автоблокування з централізованим розміщенням апаратури ТРК і з колійними світлофорами. В рейкових колах типу ТРК-3 ізостики не використовуються;

АБТ - автоблокування з децентралізованим розміщенням апаратури ТРК, колійними світлофорами і рейковими колами без ізостиків. На блок-ділянці використовуються два типи рейкових кіл ТРК-3 та ТРК-4; ТРК-4 визначає межу блок-ділянки;

АБТс - автоблокування з децентралізованим розміщенням апаратури і колійними світлофорами для ділянок з пониженим опором баласту. Рейкові кола ТРК-3 використовуються без ізостиків. На межі блок-ділянки ізостики встановлюються.

Аналогом числового кодового автоблокування є мікроелектронне автоблокування числового коду - КЕБ-1 і КЕБ-2. КЕБ побудована на мікропроцесорах і мікрозбірках, що передбачає збільшення строку служби до 10-15 років без поточного обслуговування. Конструктивне виконання КЕБ передбачає його використання замість числового кодового автоблокування без проведення монтажних робіт.

На базі мікропроцесорної техніки функціонує система АБ-Е2 (мікроелектронне автоблокування). Система має децентралізоване розміщення апаратури, сумісна з системами АЛСН і КЛУБ (комплексний локомотивний пристрій безпеки). В АБ-Е2 довжина рейкових кіл збільшується до 3-5 км. В системі використовуються частотні канали з носійними частотами 1950, 2170, 2440 і 2790 Гц. Забезпечення безпеки функціонування досягається за рахунок трикратного резервування модулів, жорсткої синхронізації і потактного порівняння сигналів в контрольних точках окремих комплектів апаратури, використання спеціальних пристроїв контролю з односторонніми відмовами, що забезпечує надійне відключення несправного комплекту і наступне введення його в роботу. В теперішній час розробляється варіант автоблокування з використанням додаткового цифрового каналу передачі інформації, що дозволить перейти від традиційно фіксованих блок-ділянок до рухомих і підвищити пропускну здатність перегонів.

Для усунення недоліків АЛСН розроблені і використовуються системи автоматичної локомотивної сигналізації:

АЛСМ - з багатозначною сигналізацією, де окрім сигнальних показань висвічується швидкість руху поїзда;

АЛС-ЕН - автоматична локомотивна сигналізація одиничного ряду з безперервним каналом зв'язку. В даній системі для передачі інформації з колії на локомотив використовується безперервний індуктивний канал зв'язку - 175 Гц. Сигнальна інформація передається з двократною фазорізностною модуляцією, що дозволяє організувати два підканали. Основна інформація передається по першому підканалу, інформація другого підканалу розширює інформацію першого і виконує захисні функції.

Для виключення проїзду забороняючих сигналів була розроблена система автоматичного управління гальмами (САУТ), в локомотивних пристроях системи допустима швидкість безперервно порівнюється з фактичною швидкістю поїзда і при перевищенні допустимої швидкості вмикається автогальмування поїзда, швидкість знижується до встановленого значення.

Авторегулювання руху поїздів здійснюється системою автоматичного регулювання швидкості поїзда АРС "Дніпро", де для передачі інформації на локомотив використовуються безстикові рейкові кола, по яких на локомотив передаються кодові сигнали у вигляді комбінації двої частот. Від прийнятої інформації на локомотиві вмикається основна і попереджувальна сигналізація швидкості.

В перспективі всі системи інтервального регулювання повинні мати модульне виконання і реконфігуровані структури.