1.3 Зображення і запис кіл схем АБ. Побудова перегінних систем автоматики

Зображення і запис кіл схем АБ

При проєктуванні АБ складають принципові і монтажні схеми для кожного типу сигнальних установок. Тип сигнальної установки залежить від її розташування по відношенню до станції або до переїзду. В принциповій схемі всі кола показують в розгорнутому вигляді з умовним позначенням реле та їх контактів. Над кожним реле, включеним в схему, показують літерно-цифрове позначення і вказують типову нумерацію контактів реле.

Проводи джерел живлення постійного струму позначають 

а) в місцевих колах: ПБ (П) - "плюс" батареї; МБ (М) - "мінус" батареї;

б) в лінійних колах: ПБЛ (ЛП), МБЛ (ЛМ);

в) в станційних колах: СПБ, СМБ, СОБ (СП, СМ, СО).

Проводи живлення світлофорних ламп змінним струмом позначають С, МС (при резерві від акумуляторної батареї) або СХ, МСХ (за відсутності резерву). 

Проводи живлення змінним струмом напругою 110В або 220В позначають ПХ, ОХ, проводи живлення рейкових кіл - ПП, ПМ, проводи релейного кінця РП, РМ. 

Проводи лінійного кола АБ позначають Л, ОЛ; коло зміни напрямку руху - Н, ОН; контрольне коло - К, ОК; коло сповіщення - И, ОИ; коло подвійного зниження напруги - ДСН, ОДСН; коло включення миготливого вогню передвхідного світлофора - ЗС, ОЗС.

Побудова перегінних систем автоматики

Одним із засобів інтервального регулювання руху поїздів є напівавтоматичне блокування (НАБ) системи РПБ ГТСС. Вона використовується на одно- і двоколійних лініях при будь-якому виду тяги і незначних розмірах руху. Недоліком НАБ є низька пропускна здатність, яка залежить від довжини міжстанційного перегону. Збільшення пропускної здатності перегону досягається скороченням міжпоїзного інтервалу за рахунок використання на перегоні блокпостів. Для роботи НАБ прокладається кабельна або повітряна лінія і використовуються пристрої:

- посилання блокувальних сигналів;

- контролю і управління вхідними, вихідними (прохідними) світлофорами;

- зайняття і звільнення поїздом перегону;

- контролю прибуття поїзда з перегону на станцію.

Робота системи організована за допомогою блокувальних сигналів "Колійне прибуття" (ПП), "Колійне відправлення" (ПО). На одноколійних ділянках крім цих блокувальних сигналів ще використовуються додаткові сигнали "Дача згоди" і "Отримання згоди" (ДС-ПС), оскільки відправлення поїзда на перегін повністю залежить від наявності згоди сусідньої станції. Інтервал часу попутного слідування двох поїздів складається з часу рух першого поїзда по станції відправлення, по перегону і по станції прибуття, а також часу посилання блокувального сигналу (ПП) і звільнення перегону.

Структурна схема роботи НАБ для одноколійної ділянки показана на рисунку нижче. Для відправлення поїзда зі ст.А на ст.Б необхідно отримати на ст.А блокувальний сигнал "Отримання згоди".Для цього черговий ст.Б повинен натиснути на пульту ПУ кнопку "Дача згоди (ДС)" і в лінійне коло надійде блокувальний сигнал ДС-ПС "Дача і отримання згоди". Після отримання блокувального сигналу ДС-ПС черговий ст.А готує і контролює маршрут відправлення за допомогою пульту ПУ і пристроїв контролю КМ, сигнальними пристроями УС відкриває вихідний світлофор. При цьому автоматично формується блокувальний сигнал "Колійне відправлення (ПО)" і передається по лінійному колу на ст.Б. Блокувальний сигнал ПО сповіщає чергового ст.Б про майбутнє прибуття поїзда і зайняття перегону. При зайнятті перегону відправленим поїздом сигнальний пристрій УС і пристрій контролю КМ забезпечують закриття вихідного світлофору і розмикання маршруту відправлення на ст.А. Пристрої колійного відправлення забезпечують замикання вихідного світлофору і виключають його повторне відкриття. Для прийому поїзда на ст.Б черговий по станції готує маршрут прийому за допомогою пристроїв КМ та УС.

Після звільнення поїздом перегону і прослідування його по ділянкам НИП, НАП, СП на ст.Б спрацьовують пристрої фактичного прибуття, які контролюють прибуття поїзда на ст.Б і забезпечують закриття вхідного світлофора ст.Б. Черговий по ст.Б з пульту керування ПУ надсилає по лінійному колу на ст.А блокувальний сигнал ПП, який сигналізує про прибуття поїзда на ст.Б і звільнення перегону.

Для інтервального регулювання руху поїздів на магістральних лініях використовується автоблокування (АБ) і автоматична локомотивна сигналізація (АЛС). В АБ для зменшення міжпоїзного інтервалу перегін між станціями ділять на блок-ділянки, які огороджуються автоматично діючими світлофорами, показання яких змінюються в залежності від місця знаходження поїзда. 

АБ використовують як на одно-, так і на багатоколійних ділянках при будь-якому виді тяги. Для підвищення безпеки руху поїздів за несприятливих умов видимості АБ доповнюється пристроями АЛС і автостопом. Пристрої АЛС використовують і як самостійний засіб інтервального регулювання руху поїзді за відсутності прохідних світлофорів (АЛСО). При АЛС використовуються засоби диспетчерського контролю (ДК), які призначені для отримання поїзним диспетчером інформації про рух поїздів по перегонах, стан вхідних і вихідних світлофорів, зайнятість головних і приймально-відправних колій станцій, а також про встановлений напрямок руху на одноколійному перегоні. Контрольна інформація з сигнальних установок і переїздів спочатку передається на станцію, а з проміжних станцій на центральний пост поїзного диспетчера. Чергові проміжних станцій мають можливість не тільки слідкувати за рухом поїздів, а й контролювати роботу пристроїв АБ і автоматичної переїзної сигналізації (АПС).

Переїзди обладнують автоматичними пристроями загородження (АПС з автошлагбаумами) для своєчасного закриття переїзду при наближенні до нього поїзда і відкриття переїзду після звільнення його поїздом.

 В залежності від надійності електропостачання і роду тяги використовують АБ постійного і змінного струму. АБ постійного струму будують із застосуванням імпульсних рейкових кіл (РК) постійного струму, за допомогою яких контролюється стан блок-ділянок (вільна, зайнята) і цілісність рейкових ниток колії. Для контролю стану двох або трьох блок-ділянок використовують двопровідні лінійні кола. Імпульсне АБ постійного струму має недостатню завадозахищеність від небезпечних і заважаючих впливів тягового струму, тому його не можна застосовувати при електротязі. Більш детально про імпульсні РК постійного струму можна почитати ТУТ.

На ділянках з електротягою застосовують рейкові кола змінного струму і на таких ділянках використовується типова система АБ числового коду. Живлення РК здійснюється змінним струмом частотою 50 Гц на ділянках з електротягою постійного струму і частотою 25 Гц на ділянках з електротягою змінного струму. Ув'язка показань світлофорів здійснюється кодуванням рейкових кіл кодами. Для кодування РК обрані числові кодові сигнали КЖ, Ж і З, основною ознакою яких є число імпульсів, що передаються в кодовому циклі. Числове кодове АБ використовують в комплексі з АЛСН, при якій сигнальні показання колійних світлофорів передаються на локомотив. Основними функціональними вузлами числового кодового АБ є датчик, який виробляє числовий код, і дешифратор. В якості датчика використовується кодовий колійний трансмітер КПТ, а дешифратора - релейно-конденсаторний дешифратор ДА. Принцип побудови двоколійного тризначного АБ показаний на рисунку нижче.

На кожній блок-ділянці улаштоване кодове РК змінного струму частотою 50 (25) Гц. На вихідному кінці блок-ділянки в рейкове коло увімкнений живлячий кінець РК. З живлячого кінці в РК контактом трансмітерного реле Т передаються імпульси числового коду. В якості датчика числового кода використовується кодовий колійний трансмітер КПТШ (БПКТ). Трансмітер виробляє коди З - три імпульси в циклі, Ж - два імпульси в циклі, КЖ - 1 імпульс в циклі. Значність коду обирається сигнальними реле Ж і З. На вхідному кінці блок-ділянки в РК включене імпульсне колійне реле И, яке приймає код з РК. Через контакт імпульсного колійного реле И працює дешифратор ДА, на виході якого включені сигнальні реле Ж і З. Контактами сигнальних реле створюються кола живлення ламп світлофора.

При знаходженні поїзда на ділянці 3П імпульсне реле не буде отримувати кодового живлення з живлячого кінця РК 3П, розташованого на сигнальній установці 1 (в схемі не показано). Імпульсне реле И сигнальної установки 3 (див. позначення червоним кольором на схемі) припиняє імпульсну роботу і не створює кіл живлення елементів дешифратора. Дешифратор вимикається, і знеструмлюються сигнальні реле Ж і З. Через тиловий контакт реле Ж створюється коло живлення лампи червоного вогню світлофора 3. В коло живлення лампи червоного вогню світлофорів включається вогневе реле О, яке контролює справність нитки лампи червоного вогню. Тиловим контактом реле Ж утворюється коло імпульсного живлення реле Т кодом КЖ. Контактом реле Т в РК 5П надходить код КЖ, який складається з 1 імпульсу в циклі.

Біля світлофора 5 в режимі коду КЖ працює імпульсне реле И (див. позначення жовтим кольором на схемі). Через його контакт і кола дешифратора ДА збуджується сигнальне реле Ж. На світлофорі 5 через фронтовий контакт реле Ж і тиловий контакт реле З створюється коло горіння лампи жовтого вогню світлофора 5. На сигнальній установці 5 контактами сигнальних реле Ж і З утворюється коло імпульсного живлення реле Т кодом Ж. Контактом реле Т РК 7П кодується кодом Ж. Біля світлофора 7 (в схемі не показано) в режимі коду Ж працює імпульсне реле И. Через його контакт і кола дешифратора ДА утворюються кола збудження сигнальних реле Ж і З. На світлофорі 7 через фронтові контакти цих реле  створюється коло горіння зеленого вогню і утворюється коло імпульсного живлення реле Т кодом З. Контактом реле Т РК 9П кодується кодом З. Дешифратор не розрізняє коди Ж і З, і при прийомі цих кодів в обох випадках збуджуються реле Ж і З і на світлофорі горить зелений вогонь.

Обмежені функціональні можливості, низькі завадозахищеність і надійність числового кодового АБ не в повній мірі задовольняють вимогам, що пред'являються до сучасних пристроїв інтервального регулювання. Подальше удосконалення систем АБ пов'язане з переведенням технічних засобів на сучасну елементну базу. Однією з систем, виконаних на новій елементній базі, є мікропроцесорне числове кодове автоблокування АБ-ЧКЕ (див. рис. нижче). Система АБ-ЧКЕ функціонально і електромагнітно сумісна з числовим кодовим АБ. На відміну від числового кодового АБ мікропроцесорний дешифратор розрізняє кодові комбінації жовтого і зеленого вогнів і має на виході сигнальні реле Ж, ЖЗ і З, що дозволяє використовувати чотиризначну сигналізацію без задіяння додаткових пристроїв. Основним елементом системи є мікропроцесорний колійний приймач МПП-ЧКЕ, який замінює наступні елементи числового кодового АБ: дешифратор, кодовий колійний трансмітер, трансмітерне реле типу ТШ-65В, імпульсне колійне реле типу ИВГ або ИМВШ-110. Вхід приймача включений в РК через дросель-трансформатор ДТ-0,2 (ДТ1-150) і пристрій узгодження і захисту УЗС. В якості УЗС використовується захисний блок-фільтр ЗБФ-1 (ФП-25). Для захисту МПП-ЧКЕ від грозових перенапруг на його вході включається електронний блок захисту БЗЕ-1 (в схемі не показаний).

Структурно приймач виконаний по схемі "два на два". Він складається з двох двокомплектних каналів та інтерфейсного модуля ИМ. Кожен канал має два вузи центрального процесора ЦП1, ЦП2 і схему контролю СК. До інтерфейсного модуля входять: вузол вибору каналу і перезапуску; безконтактний комутатор струму БКТ; схеми контролю кодової комбінації, що передається, і контролю цілісності світлофорних ламп та схема узгодження з апаратурою частотного диспетчерського контролю. Нормально обидва канали знаходяться в робочому стані. Один з них є ведучим, інших - веденим. Ведучий канал підключений до рейкового кола і виконує технологічний алгоритм обробки інформації сигнальної установки АБ. Після демодуляції і декодування сигналу збуджуються відповідні сигнальні реле (Ж, ЖЗ або З). Сигнальні реле спрацьовують за умови однакового прийому не менше трьох кодових циклів. Інерційність системи не перевищує 3-4 с. В МПП-ЧКЕ реалізований метод прийому сигналу в цілому. В ПЗУ декодера зберігаються еталонні кодові комбінації, які використовуються в АБ. В процесі декодування сигнал, що приймається, порівнюється з контрольним. Якщо кодові комбінації не співпадають - здійснюється відбракування сигналу, у випадку їх співпадіння сигнал реалізується. Збій або несправність у ведучому каналі фіксується схемою вибору, і в роботу включається ведений канал, а ведучий канал перезапускається. Якщо дія каналу не відновлюється, то по системі частотного диспетчерського контролю інформація про передвідмовний стан МПП передається на станцію.

В теперішній час системи АБ будуються на основі тональних РК з децентралізованим і централізованим розміщенням апаратури. Основу АБ з централізованим розміщенням апаратури (ЦАБ) складають РК без ізостиків (необмежені). В системі ЦАБ прохідні світлофори вісутні. На кожні два РК встановлюється один генератор. РК 1П і 2П (див. рисунок нижче) отримують живлення від генератора Г1 з носійною частотою f1, а РК 3П і 4П - від генератора Г2 з носійною частотою f2. Стан РК контролюється колійними приймачами П1 і П2. Вплив генератор Г1, який живить РК 1П і 2П, на приймач П1 рейкового кола 5П, що працює на тій самій частоті, виключається завдяки природному затуханню сигналу в РК 2П, 3П, 4П.

У безстикових РК зайняття і звільнення РК поїздом фіксується на деякій відстані від її кінців. Ця відстань називається зоною додаткового шунтування lдш. У випадку наближення поїзда до РК 2П зайняття його фіксується на відстані lдш1. Звільнення РК 4П фіксується тільки при віддаленні поїзда на відстань lдш2. Наявність зон додаткового шунтування накладає певні особливості побудови схем системи. В даній системі в якості сигнальних частот РК використовуються носійні частоти 420 Гц, 480 Гц і 580 Гц, модульовані частотами 8 і 12 Гц. При використанні цих частот максимальна довжина РК становить 1000 м, а довжина зони додаткового шунтування близько 150 м. Структурна схема ЦАБ показана на рисунку нижче. Для зміни напрямку руху використовується чотирипровідна схема зміни напрямку, позначена проводами ЛСН. Кола обміну інформацією між станціями А і Б позначені ЛОИ. Кодові сигнали для роботи АЛС передаються за допомогою колійних пристроїв ПУ АЛС і схеми вибору кодів СВКС. Вся апаратура АБ розташовується на станціях, крім узгоджувальних елементів СЕ, які зв'язані зі станцією кабельними лініями КЛ.

На рисунку нижче представлена структурна схема АБ з тональними РК АБТ, де для контролю стану блок-ділянки використовують два типи РК: ТРК-3 з частотою сигнального струму 420, 480 і 580 Гц і довжиною 1 км та ТРК-4 з довжиною 100-300 м для контролю ділянок колії на межі блок-ділянок в зоні розташування колійних світлофорів. Частота сигнального струму рейкових кіл ТРК-4 становить 4,5-5,5 кГц. 

В РК типу ТРК-3 та ТРК-4 сигнальний струм РК модулюється частотою 8 і 12 Гц. Виключення підживлення від РК сусідньої колії здійснюється за допомогою використання для кожної колії комбінацій носійних і модулюючих частот. Виключення підживлення від РК власної колії здійснюється чергуванням комбінацій носійних і модулюючих частот таким чином, що будь-який колійний приймач даного РК віддалений від генератора з такими ж частотами на відстань, при якій відбувається затухання сигналу, і він не сприймається приймачем. Зона (l1) додаткового шунтування в ТРК-4 становить 15 м, тому світлофор розміщують на відстані 20 м від живлячого кінця ТРК-4. Передача кодів АЛС починається з моменту вступу поїзда на РК.