Механические централизации. Силовые централизации. Механические замыкания. Электрические замыкания в централизациях. Предмаршрутные замыкания. Временные замыкания. Секционные замыкания. Маршрутные замыкания. Секционно-маршрутные замыкания. Указательные замыкания. Межпостовые замыкания. Замыкание удаленных стрелок. Замыкание разводных мостовых пролетов. Релейные централизации. Электрические замыкания. Аппараты релейных централизаций. Релейные централизации без рукояток. Маршрутная централизация с цифровыми дисками на пульт-табло. Автоматические централизации. Управление стрелками ответвлений по системе поездного опознавания.
Централизация представляет собой сочетание стрелочных и сигнальных устройств, находящихся во взаимной зависимости, позволяющей производить их перевод в заранее установленном порядке и тем самым не допускать одновременного открытия сигналов для враждебных маршрутов. Термин «централизация» обычно объединяет такие элементы, как посты, пульты управления, стрелки, сигналы и схемы.
Механические централизации. Механической централизацией называется система, при которой стрелки и сигналы переводятся силой человеческой руки. Это наиболее ранний тип централизации, такие установки до их пор находятся в эксплуатации. В механической централизации каждая стрелка переводится рычагом посредством тяг, связанных со стрелочными переводами. Таким же образом каждый сигнал может управляться при помощи тяг. Однако в большинстве механических централизаций сигналы управляются электрической энергией.
Силовые централизации. Из-за необходимости использования человеческих усилий при переводе стрелок дальность действия механической централизации ограничена; кроме того, по мере роста движения медленная работа механической централизации не удовлетворяет возрастающим требованиям. В дальнейшем были разработаны силовые приводы для перевода стрелок и семафоров. В электропневматических централизациях для управления пневматическими приводами используются электрически управляемые клапаны. В последующем была создана электрическая централизация с установкой электроприводов на стрелках. В силовых централизациях в течение многих лет применялись семафоры с силовыми приводами, в современных системах централизации в качестве сигналов применяются только светофоры.
Механические замыкания. В аппаратах механической централизации правильная последовательность при переводе рычагов достигается механическими замыканиями, которые осуществляются линейками и замычками. Эти детали приводятся в действие рычажными защелками. Запирание переводного рычага осуществляется замыканием защелки, у которой прижимная рукоятка не поддается нажатию. Механические замыкания применяются также и в силовых централизациях рукояточного типа. В большинстве аппаратов силовой централизации замыкание производится непосредственно рукоятками без применения защелок.
Электрические замыкания в централизациях. В первых чисто механических централизациях взаимные замыкания между стрелками и сигналами осуществлялись только в аппаратах управления с использованием для этих целей защелок или самих рычагов. Сигналисты могли в любое время закрыть сигнал и затем перевести стрелки, если поезд не находился непосредственно на стрелках или у самых стрелок, в последнем случае переводу мешали прижимные шины (стрелочные педали). По мере повышения скоростей и совершенствования электрических устройств на станциях, оборудованных централизациями, на подходах к ним стали применять рельсовые цепи, используемые для определения занятости путевых и стрелочных участков. Кроме того, были разработаны электрические схемы для контроля положения сигналов.
В дальнейшем широкое применение получили электрические замыкания. Для электрических замыканий используются рельсовые цепи или контроллеры, приводимые в действие сигналами, стрелками, подъемными пролетами разводных мостов и т. п. Электрические замыкания не позволяют сигналисту менять положение сигналов, сбрасывателей и стрелок перед поездом. В соответствии с условиями движения применяются различные схемы для обеспечения безопасности, и электрические замыкания в этих схемах можно классифицировать следующим образом: предмаршрутные замыкания, секционные замыкания, маршрутные замыкания, секционно-маршрутные замыкания, указательные замыкания, замыкания удаленных стрелок и замыкания разводных мостовых пролетов.
Предмаршрутные замыкания. Эти замыкания используются для ограждения поезда, приближающегося к централизованной станции, где открыты сигналы для пропуска его по установленному маршруту. После прохода поезда маршрут автоматически размыкается. Предмаршрутные замыкания обычно применяются в местах, где поезда движутся с высокими скоростями, но могут применяться и в других местах, если это требуется местными условиями. Существо замыкания заключается в том, что при установленном маршруте рукоятки аппарата управления запираются, как только поезд занимает участок приближения к сигналу, т. е. когда поезд находится на расстоянии 1,5—2 км от сигнала. Если приближающийся к станции поезд замкнул таким способом стрелки и сбрасыватели, а затем остановится или будет задержан и не использует маршрут, сигналист может осуществить искусственное размыкание маршрута размыкающими устройствами с выдержкой времени. Выдержка времени, необходимая для предотвращения ошибок, осуществляется при помощи медленнодействующего заводного прибора или посредством ручного включателя, установленного в отдалении, что не позволяет сигналисту сразу использовать его. Таким образом, это исключает возможность поспешной разделки маршрута, установленного для приближающегося поезда.
Предмаршрутное замыкание не мешает переводу сигналов в нормальное положение, но препятствует переводу стрелок или сбрасывателей, пока поезд не проследует входной сигнал, если это замыкание не снято при помощи прибора с выдержкой времени. Время для осуществления искусственного размыкания должно быть достаточным, чтобы высокоскоростной поезд мог проследовать централизованный район или остановиться у соответствующего сигнала.
Временное замыкания. Это замыкание создает такое же ограждение, как и предмаршрутное замыкание. В отличие от предмаршрутного замыкания оно замыкает маршрут, как только открывается входной сигнал, независимо от наличия поезда на участке приближения.
Секционные замыкания. Это замыкание служит для предупреждения перевода стрелки под проходящим составом, причем это осуществляется рельсовой цепью. Стрелочная рельсовая цепь шунтируется поездом и замыкает стрелочную рукоятку в соответствующем положении. Такое замыкание применяется совместно с прижимной шиной (рельсовой педалью) или вместо нее.
Маршрутные замыкания. Маршрутное замыкание представляет собой расширенное секционное замыкание, включающее весь маршрут и замыкающее стрелки перед проходом поезда.
Секционно-маршрутные замыкания. Хотя маршрутное замыкание и удовлетворяет требованиям безопасности, оно вместе с тем не позволяет быстро пропускать поезда в районах интенсивно работающих устройств СЦБ. При секционно-маршрутном замыкании стрелка размыкается после прохода поезда. Секционно-маршрутное замыкание устроено так, что замыкание осуществляется независимо от направления движения поезда.
Указательные замыкания. Это замыкание используется для обеспечения соответствия между управляемым устройством и рукояткой аппарата управления.
Межпостовые замыкания. Это замыкание используется для исключения возможности установки враждебных маршрутов смежными постами централизации.
Замыкания удаленных стрелок. Это замыкание представляет собой электрическое замыкание, применяемое в отдельных случаях для стрелок, расположенных далеко от поста централизации и находящихся на местном или ручном управлении. Такие стрелки замыкаются с поста и без ведома сигналиста переведены быть не могут.
Замыкания разводных мостовых пролетов. Это замыкание применяется на разводных мостах для предотвращения открытия сигналов на подходах к мосту, если разводной пролет не наведен и не заперт в этом положении.
РЕЛЕЙНЫЕ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ
Первая централизация с исключительно электрическими, или, иначе говоря, с релейными зависимостями была установлена в 1929 г. на железной дороге Рок Айленд. В последующем релейные зависимости в централизациях получили исключительно большое применение; в новых централизациях, построенных после 1945 г., только изредка встречаются механические замыкания.
Электрические замыкания. Механические замыкания выполняют три основные функции: не допускают установку враждебных маршрутов, препятствуют повороту рукояток для открытия сигналов враждебных маршрутов и контролируют правильное положение рукояток всех стрелок данного маршрута. В релейных централизациях равнозначные замыкания осуществляются размыканием цепей управления контактами других рукояток или контактами реле, связанных с этими рукоятками.
Для открытия сигналов определенные стрелки, а также сигналы, их рукоятки и повторители должны находиться в соответствующем положении. Другими словами, сигналы замыкают стрелки и враждебные сигналы точно таким же образом, как и при механической централизации.
Каждая стрелка обычно управляется реле, которое в свою очередь включается рукояткой. В цепь этого реле входят контакты реле, контролирующих незанятость стрелочных и путевых участков. При использовании маршрутного замыкания контакты маршрутно-замыкающего реле включаются непосредственно в цепь стрелочного управляющего реле. Такое устройство сделало излишним применение электрических защелок на стрелочных рукоятках, используемых для контроля незанятости стрелочных участков. Положение каждой стрелки проверяется стрелочно-контрольными реле, контактами которых включаются повторительные лампы у стрелочных рукояток. На стрелочных рукоятках отсутствуют электрические защелки для проверки соответствия между положением стрелки и положением рукоятки, но эквивалентные зависимости осуществляются схемным путем.
Рис. 1. Аппарат релейной централизации с раздельным управлением стрелками и сигналами.
Стрелочные рукоятки расположены в нижней части пульт-табло- Сигнальные кнопки размещены в соответствующих точках табло
Каждая сигнальная рукоятка управляет реле, в цепь которого включены контакты реле, проверяющие незанятость рельсовых цепей, показания сигналов враждебных маршрутов и положение стрелок, которые входят в устанавливаемый маршрут. Предмаршрутным замыканием осуществляется замыкание стрелок маршрута, а не стрелочных рукояток.
Аппараты релейных централизаций. Одним из существенных преимуществ применения релейной централизации является компактность аппаратов управления, при которых один человек, сидящий у аппарата, может управлять сравнительно крупной станцией или несколькими пунктами путевого развития в пределах, например, узловой станции длиной от 8 до 40 км.
В первой установке релейной централизации, оборудованной в 1929 г. на железной дороге Рок Айленд, аппарат состоял из светового табло с семафорными повторителями для сигнальных рукояток и элементами пути на табло для стрелочных рукояток. Здесь уже отсутствовали механические замыкания между рукоятками и электрические защелки для них. Все зависимости осуществлялись по схемам.
Рис. 3. Пульт-табло маршрутно-релейной централизации фирмы Union Switch and Signal Company
В 1930 г. железная дорога Биг Фор оборудовала релейную централизацию на станции Кливленд в штате Огайо. На световом табло аппарата небольшие кнопки с поворотом на 90° использовались для управления сигналами. В нижней части табло были размещены небольшие рукоятки для перевода стрелок. Между кнопками или рукоятками не было механических замыканий. Такой тип аппарата, а также аппараты с небольшими рукоятками
Рис. 2. Пульт-табло маршрутно-релейной централизации фирмы General Railway Signal Company
для перевода сигналов и стрелок получили в последующем широкое распространение (рис. 1).
Релейные централизации без рукояток. В 1937 г. была разработана маршрутно-релейная система централизации, основанная на наличии у каждого маршрута, находящегося в пределах централизации, начальной и конечной точек. Отсюда была определена достаточность только двух кнопок для установки маршрута и открытия соответствующих сигналов. Аппарат маршрутно-релейной централизации представляет собой пульт-табло, на котором каждый сигнал представлен кнопкой. Одна из фирм присвоила выпускаемым ею аппаратам маршрутно-релейной централизации условное название NX (рис. 2), а другая фирма, сконструировавшая аппараты по такому же принципу, назвала их UR (рис. 3) .
*Фирма General Railway Signal Company (GRS) назвала свои аппараты маршрутно-релейной централизации буквами NX. Эти буквы соответствуют первым согласным слов eNtrance-eX it (вход-выход).
Фирма Union Switch and Signal Company (Union) присвоила своим аппаратам название UR по первым буквам первых двух слов выражения Union Route interlocking (маршрутная централизация фирмы Union).
Для напряженно работающих участков, объединяющих несколько централизованных установок, разработана новая система маршрутного управления, облегчающая работу оператора. Пульт управления для всего участка представляет собой наклонную панель настольного типа, которая не намного больше обыкновенного конторского письменного стола.
Рис. 4. Малогабаритный пульт централизации с выносным табло:
а — пульт и выносное табло; б— вид пульта сзади
Каждая централизационная установка управляется начально-конечными кнопками, расположенными двумя группами. Каждая группа образует вертикальный ряд кнопок. Так, например, правый ряд имеет по одной кнопке для каждого пути маршрутов западного направления, а левый ряд имеет также по одной кнопке для каждого пути маршрутов восточного направления. Горизонтальное расстояние между двумя такими рядами не превышает 10 см. Отсюда каждая централизованная установка, состоящая из нескольких стрелок и стрелочных съездов, занимает на пульте в горизонтальном направлении 15—20 см. Таким образом, из одного пульта можно управлять семью или восемью централизованными установками. При этом оператор, сидящий у стола, может управлять всеми кнопками, не поднимаясь с кресла. Пульт такого типа не совмещен с табло. Табло в данном случае является выносным, оно расположено полукругом перед аппаратом управления. Табло такого типа, а также его детали имеют большие размеры, чем обычные табло, совмещенные с пультами (рис. 4) *.
Маршрутная централизация с цифровыми дисками на пульт-табло. В 1953 г. железная дорога Рок Айленд установила аппаратуру маршрутной централизации, изготовленную в Англии. На табло аппарата у соответствующих сигналов размещены поворотные кнопки с цифровыми дисками. Для установки маршрута кнопку поворачивают так, чтобы цифра со стрелкой на кнопке, соответствующая номеру устанавливаемого маршрута, была установлена в направлении на путь (рис. 15). После этого кнопка нажимается и дальнейшая установка маршрута осуществляется автоматически.
Автоматические централизации. Автоматическая централизация работает без сигналиста. Стрелки, сбрасыватели и сигналы управляются автоматически при занятии поездом участка приближения.
- Описания малогабаритных пультов с выносными табло, применяемых на железных дорогах США, приведены в статьях:
«Малогабаритный пульт маршрутной централизации», сборник «Устройства СЦБ зарубежных железных дорог», стр. 55—58, Трансжелдориздат, 1956 г.;
«Модифицированные системы диспетчерских централизаций на железных дорогах США и Канады», сборник «Новая техника СЦБ на зарубежных железных дорогах», стр. 3—16, Трансжелдориздат, 1957 г.;
«Малогабаритный пульт диспетчерской централизации», журнал «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», 1958 г., № 4.
Рис. 5.Аппарат маршрутной централизации с кнопками, имеющими цифровые диски для установки маршрутов
Автоматическая централизация сначала применялась на сплетениях и пересечениях в одном уровне двух однопутных линий. При таких пересечениях поезд, приближающийся по одному из путей, всегда продолжает свое следование по этому же направлению. В таких установках сигналы прикрытия пересечения нормально закрыты, а на предупредительных сигналах горят огни с показаниями «Тише». Если в пределах пересекающего направления, огражденного сигналами прикрытия и предупредительными, нет поезда, то по занятии поездом участка на подходе к предупредительному сигналу автоматически открываются как входной, так и предупредительный сигналы направления, по которому следует поезд. В то же время благодаря схемным зависимостям производится замыкание заграждающих показаний враждебных направлений.
Схемы эти работают так, что по проследовании поездом пересечения сигналы направления, противоположного движению поезда, не открываются. Если второй поезд, т. е. поезд пересекающей линии, занимает участок на подходе к предупредительному сигналу тогда, когда первый поезд еще не освободил пересечения, то сигнал пересекающей линии откроется, как только хвост первого поезда проследует пересечение. Необходимые в таких случаях переключения в приборах автоматической централизации осуществляются за несколько секунд, которые нужны для возбуждения реле. При ручном обслуживании устройств СЦБ на пересечениях железных дорог в одном уровне требуется значительно больше времени для перевода соответствующих рукояток. При автоматической централизации поезда пропускаются по пересечению в порядке их подхода к нему.
Рис. 6. Катушка поездного опознавания (укреплена в правом переднем углу головного вагона), используемая для взаимодействия с путевой катушкой
На пересечениях железных дорог в одном уровне, где поезд, занявший подход к пересечению, задерживается для станционной остановки или для маневров и препятствует таким образом движению по пересекающей линии, предусматривается автоматическое, или искусственное, размыкание маршрута для поезда, который первым подошел к пересечению.
При неисправностях в рельсовых цепях или сигналах, препятствующих автоматической работе сигнальных устройств пересечения, поезда пропускаются через пересечение по флажкам с обязательной предварительной проверкой закрытия всех сигналов.
Управление стрелками ответвлений по системе поездного опознавания. Была разработана система автоматического управления противошерстными стрелками на ответвлениях. В состав опознавательного устройства для такого управления входят путевые катушки, настраиваемые на определенную частоту, и соответственно настроенные катушки на каждом поезде. В результате взаимодействия путевых и локомотивных устройств стрелка устанавливается по необходимому маршруту и вслед за этим на сигнале появляется соответствующее разрешающее показание.
Здесь при подходе поезда к противошерстной стрелке автоматически самим поездом определяется с помощью электронного опознавательного устройства необходимость перевода стрелки или сохранения того положения, в котором она находится (рис. 6).