Кодовая электронная блокировка

Введение

 

В настоящее время на сети железных дорог продолжается широкое внедрение устройств автоматики и вычислительной техники. Эти устройства позволяют автоматизировать процессы, связанные с управлением движением поездов, как на перегонах, так и станциях, увеличивать безопасность движения поездов, улучшить экономические показатели работы железных дорог.

Перед железнодорожным транспортом  России стоят ответственные задачи по полному и своевременному удовлетворению потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Осуществление этих задач имеет большое значение для динамичного развития всех отраслей народного хозяйства, экономики страны, повышения материального и имущественного уровня жизни людей.

В современных устройствах автоматики и телемеханики основными средствами, обеспечивающими безопасность движения и высокую пропускную способность железнодорожных линий, является автоблокировка и автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС). Внедрение автоблокировки и АЛС на однопутных линиях повышает их пропускную способность в 2 – 3 раза по сравнению с линиями, оборудованными полуавтоматической блокировкой.

Железные дороги Российской Федерации  имеют высокий уровень оснащенности техническими средствами автоматики и  телемеханики. На сегодняшний день системами автоблокировки оборудовано 62,3 тыс. км пути,  или 72 % всей протяжённости перегонов. Согласно анализу, проведённому специалистами Департамента сигнализации, централизации и блокировки в эксплуатации находится 16,3 % автоблокировки со сроками службы более 25 – 30 лет. Значительную часть действующих устройств, помимо физического старения, отличает громоздкость, ресурсоёмкость, трудоёмкость в эксплуатации.

Именно поэтому Департаментом  сигнализации, централизации и блокировки, совместно с отраслевой наукой разработана и принята концепция развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). Она позволяет не только оздоровить техническую базу хозяйства, но и поднять её на новый качественный уровень, обеспечивающий безопасность движения поездов при уменьшении экономических показателей отрасли в целом.

Ежегодно планируется модернизировать  по варианту частичной модернизации 600 км. автоблокировки, из них 220 км с переводом на КЭБ, а по варианту полной и комплексной модернизации – 500 км на АБТД, 620 км – на АБТЦ.

Вновь вводимые системы снижают  эксплуатационные расходы по хозяйству СЦБ для участков, оборудованных АБТД - на 60 %, АБТЦ - на 75 %, КЭБ - на 50 %, по сравнению с ЧКАБ. Переход к новой системе технической эксплуатации систем ЖАТ, основанной на применении современных информационных технологий и учитывающий тенденции развития средств диагностики, телеконтроля и резервирования, позволит оптимизировать эксплуатационные расходы в хозяйстве, обеспечить надежное функционирование как традиционных, так и новейших систем железнодорожной автоматики.

В связи с экономической эффективностью, техническими и экономическими преимуществами, простотой эксплуатации настоящим проектом предусматривается оборудование однопутного перегона с электротягой переменного тока системой кодовой электронной автоблокировки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кодовая электронная блокировка

Необходимость сокращения расходов на техническое обслуживание и повышение надежности устройств, возрастающие требования по обеспечению безопасности движения поездов обусловили создание системы кодовой автоблокировки на электронной элементной базе (КЭБ).

Приоритетными задачами при создании системы явились минимизация  капитальных вложений и снижение расходов на эксплуатацию.

В соответствии с техническим заданием система КЭБ применяется для  интервального регулирования движения поездов на участках с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока.

КЭБ предназначена для реконструкции  числовой кодовой автоблокировки путем  замены в сигнальных установках и  частично на станциях электромеханических устройств, работающих в импульсном режиме, на электронные с сохранением ординат сигналов и существующих рельсовых цепей с АЛС.

Основными элементами КЭБ являются генератор кодов ГК-КЭБ и приемник-дешифратор ПД-КЭБ.

Генератор кодов вырабатывает кодовые сигналы АЛС и заменяет одновременно весь тракт передачи: КПТШ, ТШ-65 (2 шт.), БКТ (2 шт.).

Приемник-дешифратор обеспечивает прием  и дешифрацию сигналов рельсовых цепей и заменяет одновременно весь тракт приема: импульсное реле ИМВШ и дешифраторные блоки БИ-ДА, БС-ДА, БК-ДА.

Аппаратура КЭБ изначально разрабатывалась  на микропроцессорной элементной базе, что позволило расширить функциональные возможности. В системе КЭБ применена технология толстопленочных микросборок, с помощью которых была повышена климатическая и виброустойчивость, а также общая надежность устройств.

Повышенное внимание при создании системы было уделено соблюдению требований и норм безопасности, выполнение которых достигается сочетанием программно-аппаратных средств и специальных узлов с несимметричным потоком отказов. Также был решен сложный вопрос по соблюдению требований электромагнитной совместимости (ЭМС).

В результате опытной эксплуатации обнаружен и устранен ряд недостатков  аппаратуры, неоправданно уводивших КЭБ в защитное состояние. Эти недостатки касались, в основном, программного обеспечения микроЭВМ, которое было откорректировано. Также изменена схема входного устройства приемника, инерционность реакции приемника на изменение кода и схема перезапуска.

В результате разработка КЭБ позволила устранить целый ряд недостатков числовой кодовой автоблокировки, повысить ее надежность, увеличить периодичность обслуживания.

Параллельно разрабатывались различные  варианты замены числовой кодовой автоблокировки на КЭБ в зависимости от пожеланий заказчика и специфики участка, в том числе технические решения для двух вариантов замены аппаратуры.

Первый вариант предполагал  замену “шкаф на шкаф” с переключением  существующих кабелей. Это необходимо в случае замены выработавшего свой ресурс оборудования, а также для нового строительства системы КЭБ взамен полуавтоматической блокировки (ПАБ) или другой системы.

Во втором варианте предусматривалась  замена приборов внутри шкафа без  перемонтажа. В этом случае предполагалось, что завод-изготовитель в комплекте аппаратуры КЭБ вместе с блоками ГК-КЭБ и ПД-КЭБ будет поставлять дополнительный соединительный жгут с заглушками:

- заглушка взамен ТШ-65 (2 шт.);

- заглушка взамен ИМВШ-110 (2 шт.);

- заглушка взамен ИМВШ2-900;

- заглушка взамен БИ-ДА;

- ПД-КЭБ взамен БС-ДА;

- заглушка взамен БК-ДА;

- ГК-КЭБ взамен КПТШ.

Это позволяет в соответствии с  проектом выполнить переоборудование путем снятия основной части старой аппаратуры и подключения новой  без перепайки жгутов. При этом время подготовительных работ по переключению с числовой кодовой на КЭБ не должно составлять более одного часа. Как показывает опыт, само переключение практически занимает 2-3 минуты. В этом варианте сохраняется возможность возврата к старой системе.

Первый вариант системы КЭБ получил название КЭБ-1. Дальнейшее развитие идей и технических решений КЭБ-1 привело к созданию системы КЭБ-2, впитавшей в себя не только все лучшее из предыдущей системы, но также и современные технические решения в области микропроцессорной техники и информационных технологий. При этом предполагалось максимально сохранить преимущества старой кодовой автоблокировки – минимальные стоимость строительства и расход кабеля.

В отличие от предыдущей разработки КЭБ-2 полностью исключает  применение электромеханических реле. КЭБ-2, как и КЭБ-1, построена на базе микропроцессорной техники с использованием цифровой линии связи для обмена информацией между всеми устройствами, что позволило существенно сократить материальные и энергетические ресурсы по сравнению с системой АБК.

Встроенная система диспетчерского контроля обеспечивает дистанционное  изменение уровней сигналов в  рельсовых цепях (РЦ) и выдает полную информацию о состоянии всех сигнальных точек.

КЭБ-2 комплектуется многофункциональным  переносным прибором инженера СЦБ (МПИ-СЦБ) с блоком сопряжения с линией связи КЭБ-2 и специальным программным обеспечением, позволяющим выполнять все необходимые измерения и контроль как на станциях, так и на перегонах с записью в память, подсказками, памятками и др. Аппаратура КЭБ-2 в ремонтно-техническом участке (РТУ) проверяется при помощи стенда ИАПК РТУ и многофункционального переносного прибора инженера СЦБ.

При использовании новой  системы электромеханик СЦБ может  на станции или на любой сигнальной точке перегона получать исчерпывающую информацию о работе аппаратуры КЭБ-2 на всем перегоне. Встроенная система диспетчерского контроля (ДК КЭБ-2) позволяет дистанционно контролировать состояние рельсовых цепей и ламп светофоров, что дает возможность отказаться от периодического технического обслуживания. Его проводят по показаниям уровня напряжения на приемном конце и регулируют напряжение только при приближении уровня к предельно допустимым значениям. Светофорные лампы при перегорании заменяются оперативно.

Аппаратура КЭБ-2 универсальна и включает в себя блок управления сигнальной точки (БУСТ), монтируемый в шкафу и блок станционных устройств (БСУ), устанавливаемый на стативе.

Аппаратура для разных типов сигнальных точек и разного  их числа на перегоне настраивается  с помощью установки перемычек в соответствии с проектом. Это существенно сокращает время на проектирование и минимизует количество запасной аппаратуры. Цифровая линия связи в сочетании с микропроцессорной техникой позволяет легко стыковать ее с любой системой диспетчерского контроля и электрической централизации.

Модернизация оборудования кодовой автоблокировки (АБК) на КЭБ-1 позволяет осуществить экономию средств за счет:

сохранения без изменения  схем энергоснабжения, сигнализации и  уменьшения объема соответствующих работ;

простоты пуско-наладочных работ при использовании специально разработанного соединителя КЭБ-1 в релейных шкафах сигнальных установок;

уменьшения периодичности  проверки аппаратуры КЭБ-1;

уменьшения транспортных расходов при обслуживании устройств;

возможного сокращения штатов.

Таким образом, преобразование АБК  в современную и перспективную  систему КЭБ-1 – это минимизация капитальных вложений и снижение расходов на эксплуатацию.

Оборудование  сигнальной точки

Общее положения

При модернизации используются альбомы схем однопутной кодовой автоблокировки переменного тока АБ – 1 – К – 25-ЭТ-80 и технические решения № 419704 – СЦБ.ТР.

Схемы всех сигнальных установок участка  построены с использованием приемника  – дешифратора ПД – КЭБ и  генератора кода ГК – КЭБ.

Каждый тип сигнальной установки  состоит из двух принципиальных схем. Одна из них – схема сигнальной установки, другая – схема рельсовой  цепи.

В системе автоблокировки применяются  кодовые рельсовые цепи переменного тока, которые обеспечивают не только контроль свободности блок – участка, но и осуществляют трехзначную сигнализацию путевых светофоров без линейных цепей.

Этими кодами осуществляется также  управление огнями локомотивного светофора  автоматической локомотивной сигнализации.

Для извещения о приближении поезда к станции и переезду используется самостоятельная двухпроводная цепь.

Питание ламп светофоров производиться  переменным током от сигнального трансформатора типа СОБС – 2А.

В релейных шкафах в низковольтных  силовых цепях ОПХ – ООХ, РПХ  – РОХ для возможности отключения напряжения 220 В устанавливается предохранители на 20 А.

Переключение ламп светофоров на режим  двойного снижения напряжения осуществляется посредством реле ДСН типа АНШ2 – 1230, включенного в линейную цепь ДСН – ОДСН.

В схеме включения ламп светофоров в прямых проводах включены регулируемые резисторы по 1,2 Ом на 3 А для регулирования напряжения на лампах, горящих в нормальном режиме и 14 Ом для регулирования напряжения на лампах, горящих в режиме снижения напряжения.

Нормально все реле ДСН находятся под током, в результате чего дополнительные регулируемые резисторы 14 Ом в цепи ламп отключены.

Дежурный одной из станций, прилегающих  к перегону, нажатием специальной кнопки обесточивает все реле ДСН, в результате этого включаются дополнительные сопротивления 14 Ом и на лампах снижается напряжение.

  Рельсовые цепи

В системе автоблокировки для контроля состояния блок - участков используются рельсовая цепь частотой 25 Гц. Чтобы исключить влияние тягового тока, путевые реле включаются через защитные фильтры, которые пропускают сигнальный ток и его гармоники. Кроме мешающих влияний, нужно учитывать и опасные влияния тягового тока. Так, например, при повреждении фильтра путевое реле может возбудиться от тягового тока при занятой рельсовой цепи, чем создается опасная ситуация. Чтобы исключить опасные влияния тягового тока, следует применять рельсовые цепи не с непрерывным, а с импульсным питанием. Если путевое реле работает в импульсном режиме, то это означает, что тяговый ток не оказывает опасного влияния; если оно получает непрерывное питание, то это является признаком опасного влияния тягового тока.

При применении устройств АЛС необходимо передавать сигнальные показания путевых светофоров на локомотив. Наиболее удобно и экономично это сделать, если рельсовую цепь использовать не только для контроля состояния блок – участков, но и как канал связи для устройств автоблокировки и АЛС. По этому каналу можно передавать различные сигнальные приказы для работы автоблокировки без применения линейных проводов. Наиболее просто оказалось использовать рельсовые цепи не с импульсными, а с кодовым питанием. Для кодирования был выбран числовой код, основным признаком которого является число импульсов, передаваемых в кодовом цикле.

 

 

  Устройство генератор кодов ГК – КЭБ

  Генератор кодов  ГК предназначен для работы  в составе кодовой автоблокировки на электронной элементной базе КЭБ и обеспечивает выработку кодовых сигналов. ГК – КЭБ выпускается в одном из двух вариантов: ГК5 – КЭБ или ГК7 – КЭБ, отличающихся друг от друга параметрами кодирующих импульсов и длительностью кодового цикла. ГК – КЭБ предназначен для работы в диапазоне температур от минус 45 С до плюс 50 С. Электропитание генераторов осуществляется от источника переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 230 В  с допускаемыми отклонениями плюс 12 В минус 23 В. Максимальное значение тока должно быть не более 5А.