Главная >> СЦБ и управление >> Автоматическая блокировка

Автоматическая блокировка

Оглавление
Автоматическая блокировка
Примеры организации движения

Основные принципы автоматической блокировки. Автоматическая блокировка для двустороннего движения. Работа сигналов при автоматической блокировке. Длины блок-участков. Тормозные пути и минимальные длины блок-участков. Проблема тормозного отношения в грузовых поездах. Перестановка и добавление сигналов. Многозначная сигнализация. Примеры организации движения при различных системах сигнализации. Многозначная сигнализация на линиях с высокими скоростями движения. Показания сигналов при многозначной автоблокировке. Скорости на подходе к станциям. Упрощенные многозначные показания сигналов.

Отличительной особенностью автоматической блокировки является то, что она обеспечивает определенный интервал между поездами одного или противоположных направлений и что управление сигналами совершается автоматически самими поездами, занимающими рельсовую цепь. При автоматической блокировке блок-участок намного короче обычных участков при неавтоматической блокировке, отсюда можно сокращать расстояние между следующими один за другим поездами, не нарушая требований безопасности; кроме того, скрещения и обгоны можно производить в более короткое время и с полным ограждением поездов. Все это сокращает простои и повышает пропускную способность. Автоблокировка не только ограждает поезда от столкновений и наездов — в ее схемах проверяется как положение, так и незанятость стрелок, а также определяется наличие лопнувших рельсов. В цепи управления сигналами можно включать контакты приборов, выявляющих горные обвалы, наличие волочащихся частей подвижного состава, паводки, положение разводных мостов, а также пожары на мостах и в тоннелях.
Таким образом, автоматическая блокировка является эффективным средством улучшения безопасности, уменьшения простоев и повышения пропускной способности. Регулирующим началом для движения поездов при автоблокировке является расписание, а в случаях отступления от расписания движение осуществляется по поездным приказам, или, иначе говоря, по трен-ордерам.
Основные принципы автоматической блокировки. Основные принципы автоматической блокировки могут быть уяснены из схемы на рис. 1, на котором приведена схема двузначной автоблокировки с одноблочным разграничением, предназначенная для управления движением только в одном направлении. Рельсовая цепь состоит из участка пути, изолированного от соседних участков рельсовыми стыками с фибровой изоляцией. К обоим рельсам одного конца цепи присоединена аккумуляторная батарея, ко второму концу цепи присоединено реле. Таким образом рельсы входят в состав электрической цепи. Пока блок- участок не занят, аккумуляторная батарея питает через рельсовые пути реле, притянутыми контактами которого замыкается цепь аккумуляторной батареи сигнала. В результате указанного сигналом подается показание «Путь свободен». По занятии блок-участка поездом колеса и оси шунтируют рельсовую цепь и прекращают питание путевого реле от аккумуляторной батареи, путевое реле отпускает свой якорь, сигнальная цепь размыкается и на сигнале появляется запрещающее показание.
В трехзначной сигнализации третье показание сигнала осуществляется поляризованными рельсовыми цепями или линейными цепями. Как правило, расстояние между сигналами превышает максимально возможную длину рельсовой цепи, поэтому для некоторых блок- участков необходимы две рельсовые цепи или более.
В таких случаях принято пользоваться линейными управляющими цепями, проходящими через контакты реле нескольких рельсовых цепей. Линейные поляризованные цепи позволяют осуществлять управление с использованием одних и тех же проводов, показаниями о следовании как с нормальной, так и с пониженной скоростью.

Схема двузначной автоматической блокировки
Рис. 1. Схема двузначной автоматической блокировки:
а —сигнал автоблокировки /; б —сигнальная цепь /; в — путевое реле Р, (разомкнуто); г — сигнальная батарея /; д — сигнал автоблокировки 2; е — сигнальная цепь 2; м — путевое реле Р2 (замкнуто); з —сигнальная батарея 2; и—изолирующий рельсовый стык /; к — направление движения; л— поезд; м — блок-участок 1; н—путевая батарея о—блок-участок 2; п—путевая батарея Бг
Сравнительно недавно автоблокировка была усовершенствована введением кодовых рельсовых цепей. Здесь на выходном конце рельсовой цепи устанавливается кодовый трансмиттер, посылающий в эту цепь ток с 75 или 180 импульсами в минуту. Этими кодами осуществляется управление двумя разрешающими показаниями сигнала; при отсутствии кодового тока в рельсовой цепи, что происходит при шунтировании ее поездом, на сигнале возникает запрещающее показание. Дополнительные коды со 120 и 240 импульсами в минуту используются для управления дополнительными показаниями сигналов.
При кодовых системах отсутствует необходимость р линейных проводах для регулирования движением и, кроме того, блок-участок длиной до 3 300 м может обслуживаться одной кодовой рельсовой цепью. Кодовые рельсовые цепи были применены в начале для скоростной авторегулировки, причем локомотивная сигнализация являлась дополнением к этой системе. Собственно, локомотивная сигнализация с авторегулировкой или без нее является одной из форм автоблокировки, но, принимая во внимание ее тесную связь с авторегулировкой, описание локомотивной сигнализации приведено в статье  «Авторегулировка и локомотивная сигнализация».
Автоматическая блокировка для двустороннего движения. На однопутных железнодорожных линиях с сигнализацией для двустороннего движения поездов сигналы установленного направления движения служат для ограждения попутно следующих поездов, при этом на сигналах противоположного направления движения возникают запрещающие показания на достаточном расстоянии впереди поезда или на всем межстанционном перегоне, в зависимости от применяемой схемы автоблокировки.
Схема трехзначной сигнализации с двухблочным разграничением
Рис. 2. Схема трехзначной сигнализации с двухблочным разграничением:
а—минимальное расстояние попутного следования 4 800 м; б—тормозной путь 2 400 м\ в — правило 291, показание «Стой, затем следуй с ограниченной скоростью»; г —правило 285, показание «Следуй с готовностью остановиться у следующего сигнала»; с» —правило
281, показание «Следуй с нормальной скоростью»
Схемы однопутной остановочно-разрешительной автоблокировки обеспечивают ограждение от встречных поездов от одного разъезда до другого, но разрешают попутное следование поездов в установленном направлении движения. Выходные сигналы разъездов и станций являются абсолютными сигналами остановки (правило 292). Проходные сигналы и входные сигналы разъездов и станций являются остановочно-разрешительными. Наиболее ограничивающее показание этих сигналов означает «Стой, а затем следуй» (правило 291).
Эти схемы работают так, что когда поезд проходит абсолютный выходной сигнал разъезда или станции А, абсолютный выходной сигнал на станции Б противоположного конца перегона приходит в запрещающее положение. Кроме того, проходные сигналы автоблокировки встречного направления также приходят в запрещающее положение.
Таким образом, все поезда встречного направления удерживаются в £ до прибытия поезда из А. В это же время поезд, следующий в направлении Б, ограждается от идущих вслед поездов сигналами с показаниями «Стой» и «Тише».
Некоторые дороги применяют короткие перекрывающие участки на подходе к абсолютному сигналу для ограждения противоположного конца перегона ранее, чем поезд вступит на межстанционный перегон. Преимуществом такой системы является то, что поезда можно задерживать на станциях, где должны происходить скрещения, а также располагать остановочно-разрешительные сигналы один против другого и избежать необходимости предусматривать между сигналами расстояния, равные длине двух тормозных путей.
При остановочно-разрешительной системе автоблокировки у каждого абсолютного сигнала установлен телефонный аппарат, включенный в цепь поездной диспетчерской связи, что позволяет поездной бригаде получать указания от диспетчера в случае неисправности сигнала.
При этой системе поезда встречного направления не могут вступить на меж станционный перегон. В таких условиях станционные маневры ограничиваются пределами (границами) станции, а поезда встречного направления задерживаются на смежной станции. Сигналы концов разъездов могут быть установлены на некотором расстоянии от стрелочного перевода с тем, чтобы на однопутной линии можно было производить маневры с выездом за стрелку.
При следовании поезда он получает предупредительные сигнальные показания перед сигналами с абсолютными запрещающими показаниями или перед сигналами с показаниями «Стой, а затем следуй». Эти предупредительные показания подаются за один блок-участок. Поезда, идущие вслед по линии с двусторонним движением, имеют такие же интервалы, как и на линиях, оборудованных сигнализацией для одностороннего движения.
Работа сигналов при автоматической блокировке.
При автоблокировке, так же как и при централизации, необходимо подавать сигнальное показание «Тише», т. е. о      следовании со скоростью, позволяющей остановиться у следующего сигнала, на расстоянии, не меньшем тормозного пути от сигнала с показанием «Стой» или «Стой, а затем следуй». Поезд можно остановить у сигнала с запрещающим показанием только при условии своевременного освоения сигнального показания «Тише» и соответствующего начала торможения. Отсюда правильное размещение сигналов с показаниями «Тише» весьма важно.
В настоящее время в системах автоблокировки наиболее широкое распространение получили трехпозиционные семафоры с крыльями в верхнем квадранте или трехзначные светофоры. Так, при системе с трехпозиционными семафорами (рис. 2) крыло семафора 1 автоматически принимает горизонтальное положение, когда голова поезда А проследует сигнал, и это положение сохранится до тех пор, пока хотя бы часть поезда занимает блок-участок 1П. Когда голова поезда проследует семафор 2, крыло этого сигнала примет горизонтальное положение, а когда хвост поезда проследует семафор 3, крыло семафора 2 перейдет из горизонтального положения в положение 45° и подаст показание «Тише». Когда хвост поезда А освободит блок-участок ЗП, крыло семафора 3 поднимется на 45°, а крыло семафора 2 займет вертикальное положение, подавая сигнал «Путь свободен».
Для станционных сигналов необходимы только два показания, поскольку это касается централизаций на самих станциях. С введением рельсовых цепей и автоблокировки на участках, смежных с централизованными станциями, возникла необходимость отражать в показаниях входных сигналов не только состояние путей станционного маршрута, но и состояние блок-участков автоблокировки, находящихся за входным сигналом. Это сделало необходимым применять для входных и предупредительных сигналов на участках с автоблокировкой третью позицию семафорного крыла, а именно под углом 45". Этим показанием машинист оповещается о том, что следующий сигнал находится в положении «Стой, а затем следуй».
Длины блок-участков. Длины блок-участков на линиях магистрального значения, где поезда обращаются с максимальными разрешенными скоростями, зависят от многих обстоятельств, а именно от характера линии, интенсивности движения и длин тормозных путей. Блок-участки на подходах к станциям и разъездам должны быть по возможности короче с тем, чтобы поезд, идущий за поездом со следованием по отклоненным стрелкам, избежал ненужного снижения скорости или остановок у сигналов. При таком положении ускоряется также и получение разрешающего показания для поезда, ожидающего на станции прохода обгоняющего поезда. Таким образом, блок-участок на подходе должен быть короче, чтобы идущий впереди поезд освободил его как можно скорее.
Размещение стрелок станций и разъездов определяет место установки определенной группы сигналов, оставшийся участок пути делится на приблизительно равные блок-участки, каждый из которых длиннее тормозного пути для трехзначной сигнализации с двухблочным разграничением. В местах, где уклоны или другие обстоятельства влияют на скорости движения поездов, отдельные блок-участки укорачиваются или удлиняются с тем, чтобы время занятия каждого блок-участка поездом было примерно одинаковым. Для этого блок-участки на затяжных подъемах должны быть короче, а на спусках длиннее. Размещение сигналов по такой схеме позволяет поездам одного направления следовать с минимальными интервалами, не встречая закрытых сигналов, которые могли бы причинить задержки и снизить пропускную способность линии. В местах, где имеются уклоны или кривые, каждый сигнал должен быть установлен так, чтобы машинист приближающегося поезда мог увидеть его как можно раньше.
Тормозные пути и минимальные длины блок-участков.
Выше рассматривались причины, по которым длины блок- участков должны быть как можно меньше для сокращения задержки и повышения пропускной способности. С другой стороны, при трехзначной системе сигнализации с двухблочным разграничением, наиболее широко применяемой в устройствах автоматической блокировки, каждый блок-участок должен быть длиннее максимального тормозного пути поездов. Указанное необходимо для того, чтобы машинист, увидевший желтый огонь, мог остановить свой поезд у красного сигнала. Можно считать, что в большинстве случаев расстояние, с которого машинист видит желтый огонь, может явиться частью общей длины тормозного пути. Однако, поскольку атмосферные условия ограничивают видимость сигналов, практически необходимо, чтобы трехзначные сигналы размещались по возможности на расстоянии тормозного пути один от другого. Если этого нельзя выполнить, то необходима организация второго предупредительного показания.
В прежние годы, когда скорости пассажирских поездов не превышали 96 км/ч, а товарных 40—64 км/ч, сигналы можно было размещать на расстоянии 750—1 050 м. Такие короткие блок-участки требовали слишком большого количества сигналов, а поэтому на двухпутных линиях с сигнализацией для одностороннего движения и на линиях с интенсивным движением сигналы размещались с интервалом в 1,6 км, а на линиях с меньшим движением расстояние между сигналами доходило до 3,2 км.
На участках, где поезда обращаются со скоростью 120 км/ч и выше, необходимо согласно указаниям Комиссии междуштатных сообщений, чтобы автоблокировка была до заполнена локомотивной сигнализацией с автостопом или авторегулировкой.
За последнее десятилетие длины и веса поездов возросли и нередки скорости примерно 144—160 км/ч для пассажирских поездов и 96 км/ч для грузовых поездов. Можно считать, что тормозные пути возрастают примерно пропорционально квадрату прироста скорости. Длина тормозного пути для поездов зависит от многих обстоятельств; сюда входят: длина и вес поезда, тормозные средства, воздействие атмосферных условий на поверхность рельсов и личные качества машиниста. Подъемы сокращают, а спуски увеличивают длину тормозного пути; кривые укорачивают тормозной путь.
Большинство новых, небольших по весу пассажирских тепловозных поездов оборудовано специальными тормозными устройствами, позволяющими остановить такой поезд, движущийся со скоростью 160 км/ч, на таком же или даже на более коротком тормозном пути, чем могут быть остановлены поезда с паровой тягой, состоящие из вагонов обычного типа при скоростях примерно 128 км/ч.
Новые проблемы по длинам тормозных путей и по расстановке сигналов возникают для поездов с обычными тормозными средствами при повышении скоростей пассажирских поездов до 144 км/ч и выше и товарных поездов до 96 км/ч. Безопасный тормозной путь для 10-вагонного пассажирского поезда обычной конструкции колеблется от 1 350 м при скорости 112 км/ч до 2 400 м при 144 км/ч. Можно считать, что если пассажирский поезд, следующий со скоростью 144 км/ч, может быть остановлен на протяжении 2 400 м, то в аналогичных условиях такой же тормозной путь необходим длинному грузовому составу, состоящему главным образом из вагонов, груз которых в 3 раза превышает вес тары, движущемуся со скоростью 80 км/ч.
Проблема тормозного коэффициента в грузовых поездах. При определении тормозного пути весьма важным обстоятельством является тормозной коэффициент, полученный делением общего нажатия всех тормозных колодок на общий вес вагонов.
Стандартный тормозной коэффициент, установленный Ассоциацией американских железных дорог, составляет для пассажирских поездов 90% при давлении в цилиндре 4,2 атм, а для порожних грузовых вагонов 60% при давлении в цилиндре 3,5 атм. Если давление в поездной магистрали пассажирского поезда 7,7 атм, то при экстренном торможении давление в тормозном цилиндре доходит до 7 атм, или до тормозного коэффициента в 150%, хотя полное служебное торможение ограничено давлением 4,2 атм в тормозном цилиндре, что соответствует тормозному коэффициенту 90%.

При определении тормозного коэффициента берется вес тары пассажирского вагона, так как присутствие в вагоне пассажиров не оказывает большого влияния. Для грузовых вагонов тормозной коэффициент определяется для веса тары вагона, а затем уменьшается пропорционально нагрузке; например, обычный крытый вагон длиной 12 м весит около 20 т в порожнем состоянии, а когда вагон нагружен так, что общий его вес, включая вес тары, увеличился в 3 раза, то тормозной коэффициент с 60% уменьшается до 20%. Другим существенным обстоятельством в торможении грузовых поездов является время, необходимое для распространения тормозной волны до хвоста длинного грузового поезда.
В результате воздействия всех этих переменных величин каждый грузовой поезд имеет свой собственный тормозной путь, зависящий в определенной степени также и от уровня квалификации машиниста. Однако для поезда из 80 вагонов, нагруженных так, что вес их в 3 раза больше веса порожняка, требуется тормозной путь в 2 250 м при движении по прямому горизонтальному пути со скоростью 80 км/ч. Во всех приведенных выше примерах учитывается полное служебное торможение, так как при размещении сигналов и определении длин тормозных путей оно имеет более существенное значение, чем экстренное торможение.
Некоторые дороги с интенсивным движением и высокими скоростями установили, что для безопасной остановки поездов требуется тормозной путь в 2 400 м. Такой тормозной путь принят с учетом возможных неблагоприятных условий. Необходимо учитывать то обстоятельство, что расстояние, проходимое поездом, после начала торможения будет гораздо большим для поезда, движущегося со скоростью 144 км/ч, чем для поезда, движущегося со скоростью 96 км/ч. Каждая железная дорога определяет тормозные пути для поездов с учетом местных условий и эти тормозные пути служат основой при расстановке новых сигналов и для пересмотра расстановки существующих сигналов.
Перестановка и добавление сигналов. На линиях с трехзначной сигнализацией и слишком короткими блок-участками сигналы в ряде случаев можно переместить. В местах, где такие изменения невозможны, некоторые дороги применяют схему с двумя последовательно расположенными сигналами снижения скорости с желтыми огнями перед сигналом с красным огнем. Такая практика вызывает некоторую задержку поездов, так как при желтом огне поезд снижает скорость до средней скорости или ниже на протяжении двух блок-участков, длина каждого из которых равна приблизительно тормозному пути. Таким образом, хотя практика применения двух сигналов с показаниями «Тише» и используется в некоторой степени, в особенности в качестве временной меры при повышении скоростей движения, все же она имеет ряд серьезных недостатков.
Схема четырехзначной сигнализации с трехблочным разграничением
Рис. 3. Схема четырехзначной сигнализации с трехблочным разграничением:
а —- минимальное расстояние попутного следования 3 600 м; б — тормозной путь; в — правило 291, показание «Стой, затем следуй с ограниченной скоростью»; г — правило 285, показание «Следуй с готовностью остановиться у следующего сигнала»; Д — правило 282 А, показание «Следуй с готовностью остановиться у второго сигнала»; е~ правило 281, показание «Следуй с нормальной скоростью»
Многозначная сигнализация. Для получения достаточных тормозных путей и вместе с тем для использования возможностей, создаваемых короткими блок- участками, применяется многозначная система сигнализации. Термин «многозначный» применяется к любой системе сигнализации, пользующейся более чем тремя сигнальными показаниями. Четырехзначная сигнализация дает сведения о состоянии трех находящихся впереди блок-участков. Эту сигнализацию называют еще сигнализацией с трехблочным разграничением. Возможно также применение пятизначной сигнализации с четырехблочным разграничением. При четырехзначной сигнализации (рис. 3) сигнальное показание «Путь свободен» сигнала указывает, что три блок-участка 1П, 2П и ЗП не заняты. В этой системе для тормозного пути используются два блок-участка, поэтому каждый блок-участок может быть вдвое меньше блок-участка при системе с двухблочным разграничением.
Машинист поезда, следующего за другим поездом, должен получать сигнальные показания «Путь свободен», чтобы продолжать движение с максимальной разрешенной скоростью. При отсутствии таких показаний машинист вынужден тормозить и следовать со сниженной скоростью. Из рис. 7 видно, что при широко распространенной в настоящее время системе с двухблочным разграничением поезд Б не может получить показание «Путь свободен» на сигнале 1, пока поезд А не проследует сигнал 3. Поэтому минимальное расстояние между хвостом поезда А и головой поезда Б образует два блок-участка: 1П и 2П, или два тормозных пути. При четырехзначной сигнализации с трехблочным разграничением (см. рис. 3) поезд Г не может получить показание «Путь свободен» на сигнале И, пока поезд В не проследует полностью сигнал 14. В этом случае минимальное расстояние между двумя следующими один за другим поездами равно длине блок-участков 1П, 2П и ЗП, что составляет полтора тормозных пути. Таким образом, преимущество системы с трехблочным разграничением по сравнению с двухблочным заключается в том, что расстояние между поездами, следующими с одинаковой скоростью, в попутном направлении может быть на 25% меньше. Этот процент действителен для любых скоростей движения и соответствующих тормозных путей. Схемы, приведенные на рис. 2 и 3, составлены для тормозного пути длиной 2 400 м и пригодны для пассажирских поездов, движущихся со скоростью 144 км/ч, и грузовых поездов, движущихся со скоростью 80—96 км/ч.
Фактически в эксплуатационных условиях интервальные расстояния между поездами попутного следования превышают для соответствующих систем сигнализации 1 800 и 3 600 м, так как в каждом случае предусматривается определенный участок пути и соответствующее время для того, чтобы машинист при приближении к сигналу с показанием «Путь свободен» мог увидеть сигнал, освоить его значение и принять соответствующие меры. Эти участки пути и время для освоения сигнала одинаковы для обеих систем сигнализации.

Некоторые дороги ввели многозначную сигнализацию с многоблочным разграничением на многопутных линиях, примыкающих к крупным станциям, где в часы «пик» принимается и отправляется большое количество поездов. Другие дороги также ввели многозначную сигнализацию на линиях с высокими скоростями движения пассажирских и товарных поездов. На некоторых из этих дорог многозначная сигнализация широко применяется на подходах к централизованным станциям и на участках с осуществлением обгонов.
Сигнализация с многоблочным разграничением, основанная на меньших расстояниях между идущими вслед- поездами, позволяет организовать безопасное движение поездов с меньшими интервалами и тем самым позволяет пропускать по участку большее количество поездов в заданный промежуток времени. Это имеет особое значение в местах, где некоторые поезда отклоняются от главного пути на ответвление или проходят по маршрутам с отклоненными стрелками, занимая таким образом больше времени, чем поезда обычного следования. Кроме того, при получении поездом ограничивающих показаний разной степени скорость его снижается ступенчато в соответствии с постепенными изменениями показаний, в то время как получение показания «Тише» требует полного служебного торможения, что приводит к серьезной задержке или остановке поезда. Благодаря более частому размещению сигналов машинист может полнее использовать возможности, предоставляемые ему сигнальными показаниями, и следовать с повышенной скоростью.
Короче говоря, сигнализация с многоблочным разграничением более эффективна, чем сигнализация с двухблочным разграничением. Эффективность такой сигнализации повышается дополнительно при наложении на устройства автоблокировки локомотивной сигнализации непрерывного действия.



 
« Автодиспетчер   Автоматический переключатель «День—ночь» АДН и индикатор питания ИП »
железные дороги