Автоматическая локомотивная сигнализация
и приборы безопасности

Безопасность движения поездов требует безусловного выполнения машинистами приказов, которые передаются сигналами путевых светофоров.

Для того, чтобы машинист мог легко и безошибочно в любых условиях (на кривых участках пути, при тумане, сильном дожде, снегопаде и др.) воспринимать сигналы, подаваемые путевыми светофорами, применяют устройства для непрерывной передачи сигналов с пути на локомотивный светофор, находящийся в кабине машиниста. Эти устройства называют автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС), и они всегда дополняют автоблокировку. Устройствами АЛС на станциях, как правило, оборудуют главные пути, а также боковые пути, если по ним предусматривается безостановочный пропуск поездов.

Сигналы, подаваемые локомотивными светофорами при приближении к путевому светофору (проходному, входному и др.), имеют следующие значения:

• зеленый огонь - разрешается движение; путевой светофор, к которому приближается поезд, имеет показание, не требующее уменьшения скорости (один зеленый огонь, один зеленый мигающий огонь, один желтый мигающий огонь, зеленый огонь с желтым);
• желтый огонь - разрешается движение; путевой светофор, к которому приближается поезд, имеет показание, требующее уменьшения скорости (один желтый огонь, два желтых огня, два желтых огня, из них верхний мигающий);
• желтый огонь с красным - разрешается движение с готовностью остановиться: путевой светофор, к которому приближается поезд, закрыт. При появлении на локомотивном светофоре желтого огня с красным скорость движения поезда должна быть не более 60 км/ч;
• красный огонь - движение запрещается: участок пути, на который вступил поезд, занят или его рельсовая цепь неисправна. Красный огонь на локомотивном светофоре появляется в случае прекращения передачи кодов с путевых устройств АЛС на локомотивные, если перед этим на локомотивном светофоре горел красный огонь с желтым. Продолжение движения при красном огне локомотивного светофора возможно только в предусмотренных правилами случаях, со скоростью не более 20 км/ч, особой бдительностью и готовностью немедленно остановиться.
• белый огонь указывает на то, что локомотивные устройства АЛС включены, но показания путевых светофоров на локомотивный светофор не передаются (локомотив находится на пути, не оборудованном устройствами АЛС, либо локомотивные устройства АЛС переведены на маневровый режим работы. В пути следования белый огонь на локомотивном светофоре появляется в случае, когда прекращается передача кодов с путевых устройств АЛС на локомотивные, если перед этим на локомотивном светофоре горел зеленый, либо желтый огонь. Это, как правило, свидетельствует о вступлении поезда на некодируемый участок пути, либо о возникновении неисправности путевых устройств АЛС или в рельсовых цепях. При появлении белого огня на локомотивном светофоре машинист должен руководствоваться только показаниями путевых светофоров и вести поезд с повышенной бдительностью, а в предусмотренных правилами случаях - снижать скорость, либо прекращать движение.

В зависимости от условий передачи кодовых сигналов с пути на локомотив (непрерывно или только в определенных точках пути) различают АЛС непрерывного типа (АЛСН) и АЛС точечного типа (АЛСТ). Устройства АЛСН обеспечивают передачу сигнальных показаний путевых светофоров непрерывно при движении поезда по перегонам и станциям. Систему АЛСН применяют на участках, оборудованных одно- или двухпутной автоблокировкой. АЛСТ в настоящее время применяется только на участках, оборудованных полуавтоматической блокировкой: показания на локомотивный светофор передаются только при движении по путям станций и на подходах к ним.

В некоторых случаях автоматическая локомотивная сигнализация может использоваться как самостоятельное (основное) средство интервального регулирования движения поездов по перегонам - (АЛСО). Особенностью такой системы является то, что движение поездов осуществляется только по сигналам локомотивных светофоров, т.е. сигналы локомотивного светофора являются основным средством регулирования движения. Перегон, как и при автоблокировке, разделен на блок-участки, границы которых обозначаются специальными указателями. Локомотивные светофоры сигнализируют машинисту о свободности или занятости впередилежащих блок-участков следующим образом:

• зеленый огонь - разрешается движение с установленной скоростью, впереди свободны два блок-участка или более;
• желтый огонь - разрешается движение с уменьшенной скоростью, впереди свободен один блок-участок;
• желтый огонь с красным - разрешается движение с готовностью остановиться, следующий блок-участок занят;
• красный огонь - движение запрещено, поезд вступил на занятый блок-участок;
• белый огонь - локомотивные устройства АЛС включены, но сигналы с путевых устройств на локомотив не передаются.

При отправлении поезда со станции на участок, оборудованный АЛСО, основное показание выходного светофора дополняется одним лунно-белым огнем (зеленый огонь с лунно белым, желтый огонь с лунно-белым, два желтых огня с лунно белым и т.д.). При отправлении поезда по неправильному пути по сигналам АЛС выходной светофор сигнализирует одним желтым мигающим и одним лунно-белым огнями. Такой светофор должен проследоваться с уменьшенной скоростью (не более 40 км/ч).

Системы АЛСН, АЛСО используются на магистральных железных дорогах, где скорость движения пассажирских поездов не превышает 160 км/ч. На линиях с более высокой скоростью движения, достигающей 250 км/ч, требуется расширение информативности локомотивной сигнализации, так как возрастает тормозной путь и необходимо передавать информацию о приближении поездов не за два-три, а за четыре и более блок-участков.

С этой целью разработана система AЛC единого ряда с непрерывным каналом связи (AЛC-EH), которую также называют многозначной АЛС. В этой системе для передачи информации с пути на локомотив используется непрерывный частотный канал связи через РЦ (рельс, по сути, выполняет функцию передающей антенны). По этому каналу передаются частотные кодовые комбинации, которые содержат следующую информацию: о числе свободных блок-участков (до 6); о значении скорости проследования светофора (16 градаций от 0 до 200 км/ч); о длине впередилежащего блок-участка (больше или меньше тормозного пути); о приближении к закрытому светофору (сигнал КЖ на индикаторе) или о движении по пригласительному сигналу (сигнал белого огня на индикаторе); о допустимой и фактической скорости движения и др.

В классических системах АЛС для передачи на локомотивный светофор движущегося поезда сигналов, подаваемых путевыми светофорами, используются рельсовые цепи автоблокировки. Навстречу поезду по рельсовым цепям посылаются электрические сигналы, представляющие собой кодовые комбинации из различного числа импульсов, поэтому такие системы АЛС называют системами числового кода. Импульсы тока, протекающие по рельсовым линиям, создают магнитное поле соответствующей импульсам амплитуды, которое регистрируется локомотивными устройствами и преобразуется в соответствующие показания локомотивного светофора.

Оборудование АЛС подразделяется на напольное (путевое) и локомотивное (устанавливается на локомотивах).
К напольному оборудованию относятся кодовые путевые трансмиттеры, формирующие кодовые сигнальные импульсы, и электрические рельсовые цепи, являющиеся средой передачи (волноводами).
На локомотиве устанавливаются приемные катушки (бесконтактные индукционные датчики, подвешенные на высоте 150-200 мм от головок рельсов), электрический фильтр, выделяющий сигнальный ток определенной частоты, усилитель электрического сигнала, дешифратор, обрабатывающий полученный код и формирующий необходимое показание на локомотивном светофоре.

С целью повышения безопасности движения автоматическая локомотивная сигнализация дополняется автостопом с устройствами проверки бдительности машиниста и устройствами контроля скорости движения поезда.

Проверка бдительности машиниста производится при приближении поезда к закрытому светофору, начиная с момента смены на локомотивном светофоре зеленого огня на желтый, когда от машиниста требуется однократное подтверждение бдительности нажатием рукоятки бдительности (РБ). При появлении на локомотивном светофоре желтого огня с красным и при красном огне вступает в действие периодическая проверка бдительности машиниста с нажатием рукоятки бдительности через 20...30 с и 15...20 с соответственно. Во всех случаях, если не будет своевременно нажата рукоятка бдительности, происходит срыв электропневматического клапана (ЭПК) и происходит автостопное торможение до полной остановки поезда.

Контроль скорости осуществляется устройствами безопасности дважды: в момент проследования путевого светофора с желтым огнем, когда на локомотивном светофоре появляется желтый огонь с красным, а также в случае проезда закрытого путевого светофора, сопровождаемого включением на локомотивном светофоре красного огня. При красном огне локомотивного светофора скорость не должна превышать 20 км/ч, а при желтом огне с красным - 60 км/ч. В случае превышения контролируемой скорости происходит автостопное торможение до полной остановки поезда.

Для контроля за действиями машинистов на локомотивах применяют скоростемеры (СК) с регистрирующими устройствами, которые записывают на скоростемерную ленту фактическую скорость движения поезда, горение красного, желтого с красным и желтого огней на локомотивном светофоре, нажатия рукоятки бдительности, работу автостопа, давление в тормозной магистрали, пройденный путь и время.

На ряде локомотивов применяется комплексная система передачи данных КПД-3, включающая в себя блок индикации (БИЛ) и электронный скоростемер. Данная система предназначена для автоматизации сбора, обработки и передачи информации о скорости движения и ускорении поезда, давлении в тормозной магистрали, сигналах АЛС и других параметров, а также для их регистрации на бумажную металлизированную ленту и технический носитель (энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство) для автоматизированной послерейсовой обработки.

Для повышения безопасности движения поездов, предупреждения проезда запрещающих сигналов и увеличения пропускной способности участков железнодорожных линий устройства АЛС дополняются системой автоматического управления торможением САУТ, позволяющая точно определять расстояние до светофоров с запрещающим показанием и осуществлять остановку поезда перед ними без участия машиниста.

В настоящее время на локомотивах, МВПС и ССПС применяется унифицированное комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ-У), выполненное на электронных блоках на базе микропроцессоров.

Система КЛУБ-У, рассчитанная для применения на подвижном составе I категори (локомотивы, МВПС), кроме основных функций АЛСН и САУТ, позволяет:

• вести отсчет текущего времени с корректировкой по астрономическому времени спутниковой навигационной системы;
• определять параметры движения поезда (координаты, скорость) по информации от приемника спутниковой навигации, датчиков пути и скорости (ДПС);
• контролировать максимально допустимую скорость движения с использованием информации, заложенной в электронной карте участка, и вырабатывать сигнал автостопного торможения при ее превышении;
• исключать самопроизвольное несанкционированное движение (скатывание);
• принимать и производить запись во внешнюю энергонезависимую память (кассету регистрации) данных электронной карты пути следования, параметров движения поезда и действий машиниста (до 40 параметров).

Для контроля работоспособности машиниста в пути следования служит телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ) с носимым датчиком в виде часов или браслета. ТСКБМ предназначена для обеспечения безопасности движения поездов и работает совместно с АЛСН или КЛУБ-У. Система обеспечивает непрерывный контроль работоспособности машиниста по параметрам электрического сопротивления кожи запястья и по реакции машиниста на запросы подтверждения бодрствования. Если по параметрам сопротивления кожи определяется необходимость проверить работоспособность машиниста, ТСКБМ производит проверку работоспособности путем разрыва цепи подачи напряжения на электропневматический клапан (ЭПК) при работе с АЛСН, или передает сигнал о необходимости произвести проверку работоспособности приборам КЛУБ-У. В случае неподтверждения машинистом работоспособного состояния происходит автоматическая остановка поезда автостопным торможением.

В настоящее время широкое распространение на локомотивах и МВПС получают системы автоматизированного ведения поезда (САВП), на которые могут быть возложены большинство операций, связанных с ведением поезда: управление режимами тяги и торможения, соблюдение скоростного режима, подъезд к запрещающим сигналам, остановка у пассажирских платформ, и т.д. Такие системы относятся к системам искусственного интеллекта, предполагающего принятие решений в режиме реального времени. Они являются автономными многокомпонентными системами на базе микропроцессоров. В состав таких систем входит модуль, обеспечивающий взаимодействие с локомотивными устройствами АЛС.

Системы автоведения предназначены для автоматизированного управления тяговым подвижным составом с соблюдением норм безопасности движения в соответствии с заданным временем хода (или графиком) на основе выбора энергетически рационального режима движения. Эти системы облегчают труд машиниста, способствуют повышению производительности труда, позволяют экономно расходовать электроэнергию и вести учет ее расхода. При этом повышается безопасность движения за счет автоматического исполнения скоростного режима движения по сигналам светофоров с учетом постоянных и временных ограничений скорости, а также за счет снижения утомляемости машиниста. САВП выводит оперативную информацию на информационный дисплей, расположенный в кабине машиниста, контролирует правильность работы функциональных узлов аппаратуры, осуществляя при этом функцию самодиагностики и запись параметров движения на специальный регистратор со съемным носителем информации (РПДА) .

Первые системы автоведения пригородных электропоездов («Автомашинист») появились в 1957 году и создавались для конкретных моделей МВПС. Современные системы автоведения являются унифицированными, т.е. могут применяться на локомотивах и моторвагонных поездах различных серий и типов:

• система автоматизированного ведения электропоезда (САВПЭ);
• унифицированная система автоматизированного ведения пассажирского поезда (УСАВПП);
• унифицированная система автоматизированного ведения грузового поезда (УСАВПГ).
• унифицированная система автоматизированного ведения магистральных тепловозов (УСАВП-Т).

Для вождения сдвоенных грузовых поездов разработана интеллектуальная система автоматическго ведения поездов с распределенной тягой (ИСАВП-РТ), позволяющая по радиоканалу согласовывать работу электровозов, расположенных в голове и середине поезда.

1. Каково назначение и принцип действия автоматической локомотивной сигнализации?
2. Назовите показания локомотивного светофора и объясните их значение.
3. Что относится к путевым и локомотивным устройствам АЛС?
4. Как осуществляется передача показаний путевых светофоров на локомотивный светофор?
5. Какие типы автоматической локомотивной сигнализации существуют и в чем их различие?
6. Как и в каких случаях осуществляется проверка бдительности машиниста и контроль скорости движения?
7. Что такое АЛСО и какова область ее применения?
8. В чем основные преимущества многозначной АЛС-ЕН?
9. Какими локомотивными устройствами безопасности дополняется АЛС?
10. Каковы основные функции комплексных локомотивных устройств безопасности (КЛУБ, КЛУБ-У)?
11. Каким образом осуществляется контроль работоспособности машиниста в пути следования поезда?
12. Каково назначение систем автоматизированного ведения поездов?