АВТОМАТИЧЕСКАЯ БЛОКИРОВКА

Автоматическая блокировка (Автоблокировка, АБ) - автоматизированная система интервального регулирования движения поездов по перегонам. В сравнении с полуавтоматической блокировкой автоблокировка является более совершенной и эффективной системой.

При автоблокировке перегон между станциями делится на блок-участки, на границах которых устанавливают проходные светофоры, работающие в автоматическом режиме. Каждый блок-участок оборудуется электрической рельсовой цепью. Показания проходных светофоров определяются состоянием рельсовых цепей и показаниями впередистоящих светофоров. Управляющая аппаратура (путевые трансформаторы, кодовые трансмиттеры, путевые реле, дешифраторы и пр.) устанавливается в релейных шкафах, расположенных непосредственно возле светофоров.

Повышение пропускной способности линии с автоблокировкой достигается реализацией попутного движения поездов с минимальным интервалом, так как весь перегон разделен на блок-участки относительно небольшой длины, ограждаемые проходными светофорами, выполняющими функцию раздельных пунктов с автоматическим управлением. Длина блок-участка зависит от расчетных интервалов попутного следования поездов, их максимальной скорости движения, длины и массы, профиля пути, тормозных средств, значности сигнализации и др.

Безопасность движения поездов при автоблокировке обеспечивается благодаря оборудованию каждого блок-участка электрической рельсовой цепью, которая контролирует не только свободность и занятость пути в пределах блок-участка, но и целостность рельсовых нитей. При занятости пути или повреждении рельсовой нити блок-участка светофор, ограждающий этот участок, автоматически переводится в закрытое состояние, чем и ограждается возникшее препятствие.

В целях предупреждения проезда закрытых путевых светофоров и повышения безопасности движения поездов автоблокировка дополняется устройствами автоматической локомотивной сигнализации (AЛC), которые передают на локомотивный светофор показания расположенного впереди путевого светофора.

Правилами технической эксплуатации предъявляются следующие требования к устройствам автоблокировки:

• все светофоры автоблокировки должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целости рельсовых нитей этих участков;
• устройства автоблокировки не должны допускать открытия проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого им блок-участка, а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное питание и обратно;
• на однопутных перегонах, оборудованных автоблокировкой, после открытия на станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней станцией выходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон во встречном направлении. Такая же взаимозависимость светофоров должна быть на двухпутных перегонах, оборудованных автоблокировкой для двустороннего движения по каждому пути, а также автоблокировкой, обеспечивающей движение поездов в неправильном направлении.

На сети железных дорог применяются различные системы автоблокировки.

По принципу действия и размещению управляющей аппаратуры раличают числовую кодовую автоблокировку с рассредоточенным (напольным) расположением управляющих устройств и автоблокировку с рельсовыми цепями тональной частоты и централизованным размещением аппаратуры (АБТЦ). В последнем случае применяются рельсовые цепи без изолирующих стыков, обладающие большей надежностью в работе. Питание двух смежных рельсовых цепей осуществляется от одного источника сигнального тока (генератора сигнальной частоты), а путевые приемники смежных РЦ подключаются к одной общей точке релейных концов и обладают свойствами частотной селекции. Вся управляющая аппаратура размещается на станциях, ограничивающих перегон, и соединяется с рельсовой линией при помощи сигнального кабеля. На поле (непосредственно возле пути) размещаются только устройства согласования и защиты.

В зависимости от принятой значности сигналов, подаваемых проходными светофорами, автоблокировка бывает трехзначной и четырехзначной.

В зависимости от числа направлений движения по перегону применяется односторонняя (двухпутная) автоблокировка, которая обеспечивает движение поездов по каждому из двух путей только в одном направлении, и двусторонняя (однопутная) автоблокировка, которая обеспечивает движение поездов по одному пути в обоих направлениях. В настоящее время большинство двухпутных линий оборудутся двусторонней автоблокировкой, позволяющей осуществлять пропуск поездов как в правильном, так и в неправильном направлениях.

В зависимости от рода сигнального тока, питающего электрические рельсовые цепи, автоблокировка может быть постоянного и переменного тока.

Любая система АБ должна обладать высокой надежностью, гарантировать отсутствие опасных отказов и обеспечивать:

• связь между показаниями светофора и состоянием контролируемого блок-участка;
• связь между показаниями смежных светофоров;
• автоматическое управление огнями светофоров;
• контроль состояния ламп красного огня и их электрических цепей, а в случае их неисправности - автоматический перенос запрещающего показания на позади стоящий светофор;
• смену направления движения при двустороннем действии автоблокировки на однопутных и двухпутных (при закрытии одного из путей для капитального ремонта) линиях;
• исключение появления на светофоре более разрешающих сигнальных показаний при замыкании изолирующих стыков рельсовых цепей.

В релейном шкафу каждой сигнальной точки установлены: импульсное путевое реле (И), подключенное к релейному концу контролируемой рельсовой цепи, принимающее протекающие в ней кодовые комбинации импульсов сигнального тока и передающее их на дешифраторную ячейку (ДЯ); трансмиттерное реле (Т), подключенное к питающему концу смежной рельсовой цепи и посылающее в нее кодовые комбинации импульсов, формируемые кодовым путевым трансмиттером (КПТ); сигнальные реле желтого (Ж) и зеленого (З) огней, отвечающие за включение сигнальных ламп зеленого, желтого и красного огней светофора, а также за переподключение трансмиттерного реле Т к кодовым группам контактов (З, Ж, КЖ) кодового путевого трансмиттера КПТ. Включение и выключение сигнальных реле Ж и З осуществляется дешифраторной ячейкой ДЯ, обрабатывающей принимаемые импульсным путевым реле И кодовые комбинации импульсов.

При отсутствии импульсов в контролируемой рельсовой цепи (рельсовая цепь шунтируется колесными парами или неисправна) импульсное путевое реле И выключено, дешифраторная ячейка ДЯ регистрирует отсутствие кода и снимает питание с катушек сигнальных реле Ж и З.

При наличии в рельсовой цепи кода "КЖ" импульсное путевое реле И периодически включается и выключается в режиме этого кода, дешифраторная ячейка ДЯ регистрирует сигнальный код и подает питание на катушку сигнального реле Ж.

При наличии в рельсовой цепи кода "Ж" или кода "З" импульсное путевое реле И работает в режиме этого кода, дешифраторная ячейка ДЯ регистриует сигнальный код и подает питание на катушки сигнальных реле Ж и З.

Состояния сигнальных реле Ж и З определяют сигнальные показания светофора и виды кодовых комбинаций импульсов, посылаемых в смежную рельсовую цепь:

• реле Ж выключено - на светофоре горит красный огонь, в смежную рельсовую цепь посылается код "КЖ";
• реле Ж включено, реле З выключено - на светофоре горит желтый огонь, в смежную рельсовую цепь посылается код "Ж";
• реле Ж и З включены - на светофоре горит зеленый огонь, в смежную рельсовую цепь посылается код "З".

На приведенной схеме состояние рельсовой цепи блок-участка 3П соответствует занятости пути: импульсное путевое реле 3И выключено, дешифраторная ячейка ДЯ регистрирует отсутствие кода, сигнальные реле 3Ж и 3З выключены, на светофоре 3 горит красный огонь (замкнут тыловой контакт реле Ж), в смежную рельсовую цепь 5П посылается сигнальный код "КЖ", формируемый трансмиттерным реле 5Т, подключенным через второй замкнутый тыловой контакт сигнального реле Ж к контактной группе КЖ кодового путевого трансмиттера КПТ.

В рельсовой цепи блок-участка 5П протекает кодовый сигнальный ток "КЖ". Импульсное путевое реле 5И работает в режиме этого кода, дешифраторная ячейка ДЯ регистрирует код и подает питание на катушку сигнального реле желтого огня 5Ж. Через замкнутый фронтовой контакт сигнального реле 5Ж и замкнутый тыловой контакт сигнального реле 5З на светофоре 5 включается лампа желтого огня. Через второй замкнутый фронтовой контакт сигнального реле 5Ж и второй замкнутый тыловой контакт сигнального реле 5З трансмиттерное реле 7Т подключается к контактной группе Ж кодового путевого трансмиттера КПТ, в результате чего в смежную рельсовую цепь 7П посылается сигнальный код "Ж".

В рельсовой цепи блок-участка 7П протекает кодовый сигнальный ток "Ж". Импульсное путевое реле 7И работает в режиме этого кода, дешифраторная ячейка ДЯ регистрирует код и подает питание на катушки сигнальных реле желтого и зеленого огней 7Ж и 7З. Через замкнутые фронтовые контакты данных реле на светофоре 7 включается лампа зеленого огня. Через вторые группы фронтовых контактов реле 7Ж и 7З трансмиттерное реле 9Т подключается к контактной группе З кодового путевого трансмиттера КПТ, в смежную рельсовую цепь 9П посылается сигнальный код "З", определяющий показание сигнальной точки 9.

С целью контроля исправности лампы запрещающего огня и ее электрической цепи в сигнальной установке применяется огневое реле (О), обмотка которого включена последовательно с лампой красного огня, а контакты - в цепь трансмиттерного реле Т. Если лампа красного огня и ее электрическая цепь исправны, при включении лампы красного огня по катушке огневого реле О протекает ток, удерживая реле во включенном состоянии, чем обеспечивается нормальная работа трансмиттерного реле в режиме кода "КЖ". В случае перегорания лампы красного огня или неисправности ее электрической цепи, ток в катушке огневого реле О отсутствует, реле выключается, в результате чего размыкаются контакты в цепи транмиттерного реле Т и кодовые импульсы в смежную рельсовую цепь не поступают, что приводит к включению (переносу) запрещающего огня на сигнальную точку, ограждающую смежный блок-участок.

На линиях с автоблокировкой минимальный интервал попутного следования поездов определяется из условия их движения с установленной скоростью на зеленый огонь светофора.

Трехзначную автоблокировку применяют на магистральных линиях, где обращаются поезда с близкими по значению скоростями движения и тормозными путями. Интервал попутного следования определяется разграничением поездов тремя блок-участками.

Минимальное расстояние L_min (м) сближения между центрами попутно следующих поездов рассчитывают по формуле:

где l_бу - длина блок-участка, м; l_n - длина расчетного поезда, м.

Наименьший интервал T_min (мин.) при разграничении поездов тремя блок-участками рассчитывают по формуле:

где V_ср - средняя скорость движения поезда на расчетном участке, км/ч; 0,06 - коэффициент перевода км/ч в м/мин.

При трехблочном разграничении поезда всегда движутся на зеленый огонь впередистоящего светофора. Этим создаются благоприятные условия для машиниста при ведении поезда с установленной скоростью. По показанию путевых светофоров машинист регулирует и скоростной режим движения поезда. Зеленый огонь светофора, к которому приближается поезд, разрешает проследовать данный светофор с установленной скоростью. Желтый огонь разрешает проследовать данный светофор с уменьшенной скоростью и готовностью остановиться у следующего светофора.

Длина блок-участка при трехзначной сигнализации должна быть не менее тормозного пути, то есть не менее 1000 м, наибольшая длина блок-участка - не более 2600 м, а участков приближения перед входным светофором станции - не более 1500 м.

Интервал попутного следования поездов при трехзначной автоблокировке принимают 6...8 минут.

Четырехзначная автоблокировка применяется на участках, где обращаются поезда с разными скоростями движения и тормозными путями. Такими участками являются, прежде всего, участки с интенсивным движением пригородных поездов, которые вследствие частых остановок имеют меньшие средние скорости движения, но в то же врямя и меньшие тормозные пути по сравнению с магистральными поездами. Блок-участки, позволяющие эффективно пропускать пригородные поезда, оказываются короче тормозных путей дальних поездов. С целью обеспечения максимальных тормозных путей для магистральных поездов, сохраняя при этом минимальные длины блок-участков для пригородных поездов, применяют четырехзначную сигнализацию, используя четырехблочное разграничение. В четырехзначной сигнализации применяется дополнительное сигнальное показание желтый с зеленым огни.

Интервал попутного следования поездов при четырехзначной автоблокировке составляет 3...5 минут.

Наименьший интервал попутного следования поездов определяется из условия движения на зеленый огонь и четырехблочного разграничения поездов:

Если считать, что длина блока-участка при трехзначной сигнализации выбирается по тормозному пути грузового поезда, но не менее 1000 м, а при четырехзначной сигнализации - по тормозному пути пригородного поезда, который примерно в 2 раза меньше (500 - 600 м), то минимальное расстояние сближения поездов значительно сокращается и пропускная способность участка с четырехзначной сигнализацией повышается. Однако при этом резко возрастает опасность проезда светофоров с запрещающим показанием поездами, имеющими тормозные пути, бóльшие, чем у пригородных поездов.

В связи с этим принято двоякое трактование сигнального показания проходного светофора "желтый огонь с зеленым", которое устанавливает начало максимального тормозного пути грузового или пассажирского поезда, но не требует снижения скорости пригородного поезда. Начало минимального тормозного пути пригородного поезда определяется показанием "один желтый огонь".

Таким образом для пригородного поезда зеленые огни светофоров 9, 11 (см. схему) и одновременно горящие желтый и зеленый огни светофора 7 разрешают движение с установленной скоростью; желтый огонь светофора 5 требует начала торможения, чтобы произвести остановку поезда у светофора 3 с красным огнем.

Для пассажирского или грузового поезда зеленые огни светофоров 9, 11 разрешают движение с установленной скоростью; желтый с зеленым огни светофора 7 требуют начала торможения, чтобы проследование следующего светофора 5 с желтым огнем произошло со скоростью, допустимой при проезде желтого огня. После проезда светофора с желтым огнем машинист должен продолжать торможение, чтобы остановить поезд у светофора 3 с красным огнем.

У скоростного поезда тормозной путь может быть равным нескольким (трем и более) блок-участкам, в связи с чем машинист должет приступить к торможению от светофора 11 с зеленым огнем. Разрешающих показаний путевых светофоров автоблокировки недостаточно, чтобы обозначить начало тормозного пути скоростного поезда, поэтому машинист руководствуется показаниями локомотивного светофора многозначной AЛC, которая предупреждает о числе расположенных впереди свободных блок-участков.

1. Каково назначение и область применения автоблокировки?
2. Объяните принцип построения кодовой автоблокировки.
3. Назовите виды автоблокировки и основные требования к ее работе.
4. Какие компоненты входят в состав аппаратуры кодовой числовой автоблокироки и где они размещаются?
5. Какую функцию выполняют импульсное путевое реле, трансмиттерное реле, сигнальные реле?
6. Для чего служит дешифратор (дешифраторная ячейка)?
7. Как работает сигнальная установка при отсутствии в контролируемой рельсовой цепи кодового сигнального тока?
8. Как работает сигнальная установка при протекании в контролируемой рельсовой цепи кодового сигнального тока "КЖ" ("Ж", "З")?
9. Каким образом происходит формирование числовых кодовых импульсов, посылаемых в смежную рельсовую цепь?
10. Как реализуется контроль исправности ламп красного огня и их электрических цепей?
11. Как осуществляется интервальное регулирование движения поездов при 3-значной автоблокировке?
12. В чем заключается интервальное регулирование движения поездов при 4-значной автоблокировке?