Светофорная сигнализация

Светофорная сигнализация на железнодорожном транспорте строится по скоростному принципу, в соответствии с которым каждое сигнальное показание передает машинисту требование (приказ) не только о запрещении или разрешении движения, но и о величине разрешаемой скорости следования. При этом каждое разрешающее показание содержит одновременно два требования: основное – о допустимой скорости проследования данного светофора, и предупредительное – о разрешенной скорости проследования следующего светофора.

С точки зрения светофорного регулирования весь диапазон скоростей разбит на ступени:

• максимальная (установленная) скорость Vyст;
• нулевая (остановка) V0;
• промежуточные, обусловленные движением поездов по стрелочным переводам с отклонением на боковой путь:
  • промежуточная уменьшенная V1 (25...50 км/ч) при движении по стрелкам с марками крестовин 1/9, 1/11;
  • промежуточная повышенная V2 (80, 120 км/ч) – при марках крестовин 1/18, 1/22.

Передача необходимого числа приказов о допустимых скоростях движения достигается за счет цвета (комбинации цветов), числа и режима горения (немигающий или мигающий) огней светофора, а также использования дополнительных светящихся зеленых полос. При этом цвет и режим горения огня светофора (кроме красного) или верхнего огня при нескольких одновременно горящих огнях всегда указывают на требование сигнала последующего светофора. Например, зеленый огонь означает проследование данного и следующего светофоров с установленной скоростью; зеленый мигающий огонь – данный светофор можно проследовать с установленной скоростью, следующий светофор открыт и требует проследования его с уменьшенной скоростью (не более 80 км/ч); желтый мигающий огонь – данный светофор можно проследовать с установленной скоростью, следующий светофор открыт и требует его проследования с уменьшенной скоростью (не более 50 км/ч); желтый огонь – разрешается движение с готовностью остановиться, следующий светофор закрыт.

Требования снижения скорости при подходе к входному, маршрутному или выходному светофору передаются двумя одновременно горящими огнями, из них нижний всегда желтый и немигающий. Промежуточная скорость, с которой разрешается проследование светофора, конкретизируется наличием или отсутствием зеленой светящейся полосы: уменьшенная (не более 50 км/ч) – отсутствие зеленой полосы при горении двух огней на светофоре); повышенная не более 80 км/ч – наличием одной светящейся зеленой полосы при горении двух огней на светофоре; повышенная не более 120 км/ч – наличием двух светящихся зеленых полос при горении двух огней на светофоре.

Для предупреждения машиниста о приближении к светофору с двумя желтыми огнями (в том числе с верхним мигающим огнем), требующего проследования с промежуточной уменьшенной скоростью, применяется показание один желтый мигающий огонь. Показание один зеленый мигающий огонь предупреждает машиниста о приближении к светофору со светящейся зеленой полосой (двумя зелеными светящимися полосами), требующего проследования с промежуточной повышенной скоростью. Оба показания - один желтый мигающий огонь и один зеленый мигающий огонь - проследуются с установленной скоростью, но предупреждают о необходимости снижения скорости у следующего светофора.

При четырехзначной автоблокировке и в других необходимых случаях применяется дополнительное показание один желтый и один зеленый огни, предупреждающее машиниста о следующем светофоре с желтым огнем.

Сигнал остановки – один красный огонь не содержит предупреждения и только запрещает движение.

В зависимости от назначения светофора его запрещающее показание может являться:

• абсолютно-запрещающим - проезд светофора с запрещающим показанием не допускается (входные, выходные, маршрутные, горочные, прикрытия, заградительные и проходные при полуавтоматической блокировке);
• остановочно-разрешающим - проезд светофора с запрещающим, либо с непонятным показанием, а также при всех погасших сигнальных огнях разрешается после полной остановки поезда перед таким светофором (при отсутствии у машиниста информации о наличии препятствия для дальнейшего движения). Дальнейшее движение разрешается до следующего светофора со скоростью не более 20 км/ч с особой бдительностью и готовностью остановиться при появлении препятствия для дальнейшего движения (проходные светофоры при автоблокировке, п. 1. Прил. № 1 к ИДПМ);
• условно-разрешающим - допускает проезд поездов одних категорий и требует остановки поездов других категорий (проходные светофоры, установленные на затяжных подъемах и обозначенные специальным знаком в виде буквы «Т» прозрачно-белого цвета с отражателями на щите черного цвета (п. 24 ИСИ), а также маневровые светофоры, у которых запрещающий сигнал подается синим огнем).

Пригласительный сигнал – мигающий лунно-белый огонь включает на входном светофоре дежурный по станции в случаях неисправности устройств автоматики и телемеханики, приводящих к невозможности открыть светофор на разрешающий огонь. Пригласительный сигнал разрешает проследовать светофор с красным огнем, с непонятным показанием или при негорящих огнях со скоростью не более 20 км/ч с особой бдительностью и готовностью остановиться, если встретится препятствие для дальнейшего движения.

Для пояснения принципов работы светофорной сигнализации на станциях (взаимной увязки показаний входных, маршрутных, выходных светофоров) применяются схемы осигналивания. Эти схемы представляют собой однониточные планы станций, на которых показана расстановка светофоров, сигнальные огни которых имеют следующие условные обозначения:

Пунктирными линиями показаны взаимные зависимости показаний светофоров в различных вариантах организации пропуска поездов по главным и приемоотправочным путям. Читать такие схемы необходимо в направлении, противоположном направлению пропуска поездов по соответствующим путям, начиная с наименее разрешающего показания.

Разберем схему сигнализации предвходного, входного и маршрутного светофоров в зависимости от сигнальных показаний выходных светофоров при применении стрелочных переводов с крестовинами марок 1/9 и 1/11:

Прием поезда на главный путь 1П с остановкой разрешается горением одного желтого огня на входном светофоре Н, без остановки (сквозной пропуск) – горением зеленого огня. Если на входном светофоре Н горит желтый мигающий огонь, то это означает, что на выходном светофоре HI горят два желтых огня (установлен вариантный маршрут отправления через путь IIП). В этом случае поезду разрешается следовать на станцию с установленной скоростью, но выходной светофор HI требует проследования его с уменьшенной скоростью.

При приеме поезда на боковой путь 3П на входном светофоре Н горят два желтых огня, разрешающих движение с уменьшенной скоростью с готовностью остановиться у закрытого светофора Н3. При этом на предупредительном светофоре 1 включается желтый мигающий огонь, означающий, что поезд проследует по станции по боковому пути. При горении двух желтых огней, из которых верхний мигающий, разрешается проследовать по боковому пути 3П без остановки с уменьшенной скоростью.

При укладке на станции стрелочных переводов с крестовинами пологих марок (1/18 и 1/22) на входных, маршрутных и выходных светофорах применяются сигнальные показания с одной или двумя зелеными полосами:.

Прием поезда с остановкой на боковом пути 3П по стрелочному переводу с крестовиной марки 1/18 разрешается включением на входном светофоре Н двух желтых огней и одной зеленой полосы. Поезд должен следовать на станцию со скоростью не более 60 км/ч с готовностью остановиться у выходного светофора НЗ.

Безостановочное проследование поезда по боковому пути 3П разрешается горением на входном светофоре Н одного зеленого мигающего, одного желтого огней и одной зеленой полосы. Поезд может следовать на станцию со скоростью не более 80 км/ч, выходной светофор НЗ открыт и требует проследования со скоростью не более 80 км/ч.

Безостановочное проследование поезда по боковому пути 3П с дальнейшим отклонением разрешается горением на входном светофоре Н двух желтых огней, из них верхнего мигающего, и одной зеленой полосы. Поезд может следовать на станцию со скоростью не более 80 км/ч на боковой путь, выходной светофор Н3 открыт и требует проследования его с уменьшенной скоростью.

Во всех рассмотренных случаях сигнализации входного светофора Н с применением зеленой полосы на предупредительном светофоре 1 горит зеленый мигающий огонь, означающий, что поезд принимается на станцию по стрелочным переводам, имеющим крестовины пологих марок.

Светофоры - это сигнальные устройства, которыми подаются видимые круглосуточные сигналы. Основным сигнальным элементом светофора является оптическая система, включающая в себя источник света, устройство фокусировки и светофильтр.

В зависимости от вида оптической системы светофоры подразделяются на линзовые, прожекторные и светофоры на светоизлучающих диодах.

Линзовый светофор для каждого сигнального показания имеет отдельную оптическую систему. Формирование светового луча необходимого цвета и его фокусировка осуществляется линзовым комплектом, который состоит из корпуса (4), наружной бесцветной ступенчатой линзы (1), внутренней цветной линзы-светофильтра (2) красного, зеленого, желтого, синего или лунно-белого цвета и ламподержателя (5) с лампой накаливания.

Светофорные лампы в отличие от обычных осветительных ламп - маломощные низковольные с прецизионным цоколем, обеспечивающим точную установку лампы в оптической системе. В светофорах применяют одно- и двухнитевые лампы на номинальное напряжение 12 В мощностью 15 - 35 Вт. В течение срока службы тело накала лампы постепенно испаряется и ее световой поток снижается. Продолжительность горения ламп составляет 1000 - 2000 ч. Резервная нить накала двухнитевых ламп имеет минимальную продолжительность горения 300 ч. Для обеспечения необходимой видимости сигнальных показаний лампы светофоров, расположенных на двухпутных и многопутных участках, а также на станциях сменяют один раз в квартал, на однопутных перегонах с двусторонним движением - один раз в 9 недель. Лампы красного и зеленого огней заменяют новыми; снятую лампу красного огня устанавливают вместо лампы желтого огня.

Нить светофорной лампы находится в фокусе линз комплекта, за счет которых световой поток, создаваемый лампой, собирается, концентрируется и усиливается. Проходя через линзу-светофильтр, световой поток окрашивается, а пройдя через бесцветную ступенчатую линзу, преобразуется в прямолинейный сигнальный луч с малым углом рассеивания. Если светофор расположен в кривом участке пути, в линзовый комплект перед наружной линзой устанавливают рассеивающую линзу с углом рассеивания 10° или 20°.

Прожекторный светофор имеет специальный переключающий механизм, который позволяет при одной оптической системе получить несколько различных по цвету сигнальных показаний. Ввиду сложности конструкции и меньшей надежности прожекторные светофоры при новом строительстве не применяют, а при реконструкции устройств СЦБ на станциях и перегонах заменяются линзовыми.

В настоящее время широко внедряются светофоры на светоизлучающих диодах. В таких светофорах функции источника света, устройства фокусировки и светофильтра выполняют светодиоды зеленого, желтого и красного цветов. Каждое сигнальное показанием формируется матрицей светодиодов в виде светящегося диска. Срок службы светодиодов значительно превышает срок службы ламп накаливания, а их энергопотребление в десятки раз меньше при не уступающем по силе световом потоке.

Согласно ПТЭ (п. 4 Прил. № 3) сигнальные огни входных, предупредительных, проходных, заградительных светофоров на прямых участках путей общего пользования должны быть видны и отчетливо различимы из кабины машиниста с расстояния не менее 1000 м. В кривых участках пути показания этих светофоров должны быть отчетливо видны с расстояния не менее 400 м, а в сильно пересеченной местности (горы, глубокие выемки) - с расстояния не менее 200 м. Показания выходных и маршрутных светофоров, расположенных на главных путях станций, должны быть отчетливо видимы с расстояния не менее 400 м, с боковых путей станций, а также показания всех маневровых светофоров и пригласительных сигналов - с расстояния не менее 200 м, маршрутных указателей - с расстояния не менее 100 м.

Видимость сигналов обеспечивается конструкцией светофоров, способом их установки и последующей регулировкой.

По конструкции и способу установки светофоры могут быть мачтовые, карликовые, и размещаемые на консолях и мостиках.

• устанавлиаемые на перегонах, главных путях станций, а также на приемоотправочных путях, по которым осуществляется безостановочный пропуск поездов;
• используемые в качестве групповых;
• горочные и заградительные, а также их повторители;
• маневровые на выходе из нецентрализованных зон (тупиков, подъездных путей и т.п.).

В местах, где по условиям габарита невозможно установить мачтовый светофор в междупутье, светофоры размещают над осью пути на консолях и на мостиках.

Карликовые светофоры используют на станциях в качестве выходных с путей, по которым не предусматривается безостановочный пропуск поездов, маневровых и входных светофоров для приема поездов и подталкивающих локомотивов, следующих по неправильному пути.

Мачтовые и карликовые светофоры устанавливаются с правой стороны по направлению движения на расстоянии: мачтовые - не менее 3100 мм от оси пути; карликовые - не менее 1920 мм от оси пути. Входные светофоры для приема поездов, следующих по неправильному пути, при невозможности обеспечения габарита в междупутье допускается устанавливать с левой стороны по направлению движения. При новом строительстве и реконструкции существующих линий такие светофоры должны быть мачтовыми (ранее допускалась установка карликовых входных дополнительных светофоров).

Мачтовый светофор состоит из мачты (1), на которой с помощью кронштейнов крепится одна или несколько сигнальных головок. Мачта светофора может быть железобетонной или металлической. Железобетонная мачта устанавливается непосредственно в грунт. Металлическая мачта закрепляется в стяжном стакане, размещенном на бетонном заглубленном фундаменте.

Сигнальные головки линзовых светофоров в зависимости от числа показаний выполняют одно-, двух- и трехзначными и собирают из цельнолитых единых чугунных корпусов, либо соединенных между собой отдельных корпусов из алюминиевого сплава, линзовых комплектов (5) с ламподержателями и фонового щита (6). Фоновый щит черного цвета овальной, либо прямоугольной формы устанавливается на корпусе светофорной головки мачтового светофора для улучшения видимости и различимости сигнальных огней в условиях фоновой засветки. Фоновые щиты повторительных и заградительных светофоров имеют форму ромба. Для защиты от прямых солнечных лучей, вызывающих отблески на линзах, каждый линзовый комплект снабжается индивидуальным козырьком (7).

Пригласительный сигнал на входном светофоре всегда размещают в отдельной сигнальной головке с фоновым щитом круглой формы. Головка пригласительного сигнала располагается под основными сигнальными головками, полосами зеленого цвета и маршрутными указателями.

Мачтовые светофоры могут иметь дополнительные сигнальные элементы, которые размещаются под нижней сигнальной головкой: зеленая светящаяся полоса, световой или маршрутный указатель.

Световые указатели (3) в виде вертикальных светящихся белых стрелок применяют на светофорах, ограждающих участки длиной менее тормозного пути. При этом на светофоре, ограждающем такой участок, устанавливают световой указатель с двумя вертикальными стрелками белого цвета, а на предупредительном к нему светофоре – указатель в виде одной вертикальной стрелки белого цвета. Указатели сохраняют свое сигнальное значение и в погашенном состоянии, а их действие распространяется только на движение по главному пути без отклонения независимо от назначения светофора, на котором указатель установлен. Для движения по боковым путям световые указатели не применяются. Световой указатель состоит из чугунного корпуса высотой 350 мм, шириной 145 мм и длиной 135 мм. Размер стрелки 165 х 40 мм.

Маршрутные световые указатели (4) применяются для указания направления следования поезда и маневровых передвижений, номера пути, парка приема, а также в других необходимых случаях. Для указания пути, с которого разрешено отправление по открытому групповому светофору, применяется маршрутный указатель с огнями зеленого цвета. В остальных случаях используются маршрутные указатели с огнями белого цвета. Маршрутные указатели могут монтироваться на индивидуальных мачтах.

Под указателями, а при их отсутствии – под нижней сигнальной головкой располагают одну, либо несколько литерных табличек (2) размером 202 х 140 мм с обозначением светофора, либо отдельно стоящего маршрутного указателя. На предвходных светофорах устанавливается сигнальная табличка с тремя чередующимися черными и белыми полосами со светоотражателями.

Карликовый светофор не имеет мачты и состоит из светофорной головки без фонового щита, устанавливаемой непосредственно на бетонный фундамент, либо на металлическое основание. Наружные линзы карликовых светофоров могут иметь отклоняющую линзу – область с углом рассеивания 30°, улучшающую видимость огня светофора из кабины машиниста с близкого расстояния.

Проходные светофоры на перегонах устанавливаются на границах ограждаемых ими блок-участков. Для удешевления строительства и обеспечения удобства обслуживания применяется спаривание (размещение на одной ординате) светофоров встречных направлений. С целью обеспечения максимально возможной видимости сигнальных показаний проходные светофоры устанавливаются на прямых участках, либо в начале кривых. Также учитываются переломы профиля пути. При наличии искусственных сооружений (тоннелей, больших мостов и пр.) светофоры располагают перед ними, либо после них на расстоянии максимальной длины поезда. На пригородных участках проходные светофоры, как правило, устанавливают за пассажирскими платформами по ходу движения поезда правильного направления. При установке проходных светофоров на тяжелом профиле их при необходимости снабжают условно-разрешающими сигналами.

На каждом перегоне проходные светофоры нечетного направления имеют нечетные номера, четного направления - четные. Номера уменьшаются в каждом направлении по мере приближения к станции приема. Предвходные светофоры имеют номера 1 или 2 и дополнительно обозначаются сигнальной табличкой в виде чередующихся черных и белых наклонных полос со светоотражателями.

Станционные светофоры по назначению подразделяются на входные, выходные, маршрутные, маневровые и повторительные.

Входные светофоры на участках с автономной тягой устанавливаются для каждого из примыкающих к станции направлений на расстоянии не менее 50 м от первого входного стрелочного перевода, считая от остряков противошерстной стрелки или предельного столбика пошерстной стрелки. На электрифицированных участках входные светофоры устанавливаются на расстоянии 300 м от входной стрелки перед воздушным промежутком, разделяющим контактные сети перегона и станции. При необходимости производства маневров с вытягиванием состава на главный путь (при отсутствии вытяжного тупика) входной светофор выносится на расстояние до 400 м от входной стрелки. При выборе места установки входного светофора также учитывают его видимость со стороны перегона и условия трогания тяжеловесного поезда с места в случае его остановки перед входным светофором.

Входные светофоры обозначаются литерами Н или Ч для приема на станцию соответственно нечетных и четных поездов. При наличии нескольких подходов к станции с одного напраления к литеру светофора добавляется первая буква названия ближайшей участковой станции (например, НК). На двухпутных линиях для приема поездов, движущихся по неправильному пути, в створе с основными устанавливаются дополнительные входные светофоры, имеющие в обозначении литер Д (НД, ЧД).

Выходные светофоры устанавливаются с каждого пути впереди места, предназначенного для стоянки локомотива отправляющегося поезда. Выходные светофоры, относящиеся к крайнему пути, устанавливаются не ближе 3,5 м от предельного столбика пошерстного стрелочного перевода. При размещении в междупутье выходные светофоры устанавливаются на расстоянии lсв от центра пошерстного стрелочного перевода, учитывающем ширину междупутья, марку крестовины стрелочного перевода и радиус закрестовинной кривой. В случае, если ближний стрелочный перевод уложен противошерстно, выходной светофор устанавливается на расстоянии а от центра стрелочного перевода (возле передних стыков рамных рельсов). Нумерация выходных светофоров выполняется добавлением номера пути к литеру соответствующего направления. Номера главных путей обозначаются римскими цифрами, всех остальных - арабскими: НV, Ч3.

На станциях полупродольного и продольного типа перед стрелочной зоной, разделяющей последовательно располагающиеся парки или пути, устанавливаются маршрутные светофоры. Расстановка маршрутных светофоров производится аналогично выходным светофорам. При нумерации маршрутных светофоров между литером, обозначающим направление, и цифрой, указывающей номер пути, добавляется литер М; за номером пути может следовать литер, обозначающий парк: ЧМII, НМ5А.

Допускается установка группового светофора (выходного или маршрутного) для нескольких смежных путей (кроме главных и приемоотправочных, по которым предусмотрен безостановочный пропуск поездов). В обозначении группового светофора указываются номера путей, движение по которым регулируется данным светофором. Групповой светофор дополняется маршрутным указателем с огнями зеленого цвета для указания номера пути, с которого разрешается отправление, а в случае отсутствия такого указателя - на каждом пути, с которого возможно отправление по групповому светофору, устанавливается повторительный светофор.

Маневровые светофоры устанавливаются в соответствии с маршрутизацией маневровых передвижений в горловинах станции и маневровых районах. На маневровых светофорах, устанавливаемых на главных и приемоотправочных путях, в качестве запрещающего сигнала используется синий огонь, в остальных случаях запрещающий сигнал может подаваться красным огнем. В большинстве случаев применяются карликовые маневровые светофоры. На выходе из нецентрализованных зон (тупики, территории депо, подъездные пути предприятий и т.п.) устанавливаются мачтовые маневровые светофоры. Маневровым светофорам присваиваются четные или нечетные номера (для соответствующих горловин станции), перед которыми ставится литер М. Номера маневровых светофоров следуют в порядке возрастания по направлению к оси станции (М5, М11).

Повторительные светофоры устанавливаются на путях станции, отправление с которых осуществляется по групповому светофору (в случае отсутствия на таком светофоре маршрутного указателя с огнями зеленого цвета), а также в местах, где видимость сигналов основных светофоров (выходных, маршрутных, маневровых, заградительных) ограничена местными условиями, либо их показания могут быть ошибочно восприняты как показания светофоров, относящихся к смежным путям. Обозначение повторительного светофора начинается с литера П, за которым следуют литеры и цифры, соответствующие обозначению основного светофора (например, ПЧМ2А).

Заградительные светофоры на станциях и перегонах устанавливаются перед охраняемыми железнодорожными переездами на расстоянии не менее 15 м от края переездного настила. Мачты заградительных светофоров имеют отличительную окраску в виде наклонных чередующихся черных и белых полос. В обозначении светофора используется литер З, за которым следует порядковый номер светофора в соответствии с направлением движения: З2, З3. Заградительные светофоры, устанавливаемые на перегонах для поездов, следующих по неправильному пути, могут располагаться с левой стороны по направлению движения.

Пересечения в одном уровне и сплетения железнодорожных путей, а также разводные мосты должны ограждаться светофорами прикрытия, установленными с обеих сторон на расстоянии не ближе 50 м, соответственно, от предельных столбиков или начала моста. Обозначаются светофоры прикрытия литерами НП и ЧП, за которыми следует цифра, соответствующая номеру пути: НП1.

1. В чем состоит принцип светофорного регулирования движения поездов?
2. Как представлен диапазон скоростей, определяемых показаниями светофоров?
3. В каких случаях на светофорах применяют зеленые полосы?
4. Какие виды запрещающих показаний светофоров различают?
5. Каким образом поясняют принцип действия светофорной сигнализации на станциях?
6. В чем отличие линзового светофора от прожекторного?
7. Каковы недостатки прожекторных светофоров и преимущества светодиодных?
8. Что входит в состав линзового комплекта светофора?
9. Какие лампы применяются в железнодорожных светофорах?
10. Какую функцию выполняют линзы, фоновые щиты, козырьки?
11. Назовите виды светофоров по конструкции и способам установки.
12. В каких случаях применяются мачтовые светофоры?
13. Перечислите и покажите на рисунке основные элементы мачтовых светофоров.
14. Какие дополнительные сигнальные элементы могут иметь мачтовые светофоры?
15. В каких случаях на маршрутных указателях применяются белые и зеленые огни?
16. Как обозначаются светофоры, ограждающие участки длиной менее тормозного пути поезда?
17. В чем состоят особенности конструкции карликовых светофоров?
18. Какие требования предъявляются к установке входных светофоров?
19. С какой целью на выходных светофорах может применяться дополнительная повторительная головка?
20. Расшифруйте обозначение светофоров: НД, ЧIV, ЧМ4В, ПН5, ЧП2, М23
21. Каким образом обозначаются маневровые светофоры?
22. В каких случаях на маневровых светофорах в качестве запрещающего сигнала применяется синий огонь?
23. Как осуществляется расстановка заградительных светофоров и прикрытия?