Дальнейшее развитие устройств автоблокировки осуществляется в двух направлениях: путем совершенствования существующих систем и создания новой системы на основе частотного кода. Частотная кодовая автоблокировка позволит увеличить значность, повысить быстродействие аппаратуры, обеспечить высокую надежность устройств в связи с использованием бесконтактной аппаратуры, а также применить рельсовые цепи с электрическими стыками или неограниченные рельсовые цепи.
Глава II. Техническая часть
2.1. Обоснование проектируемой системы автоблокировки.
Ограниченные функциональные возможности, низкие помехозащищенность и надежность числовой кодовой автоблокировки не в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным устройствам интервального регулирования. Дальнейшее совершенствование систем автоблокировки связано с переводом технических средств на современную элементную базу. Одной из систем, выполненных на новой элементной базе, является микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки АБ-ЧКЕ. Система АБ-ЧКЕ функционально и электромагнитно совместима с числовой кодовой автоблокировкой. В отличие от числовой автоблокировки микропроцессорный дешифратор различает кодовые комбинации желтого и зеленого огней и имеет на выходе сигнальные реле Ж, ЖЗ и З, что позволяет использовать четырёхзначную сигнализацию без применения дополнительных устройств.
Также нельзя забывать про важнейшую функцию систем интервального регулирования движения поездов, которой является контроль состояний рельсовых линий (КРЛ). Аппаратура систем КРЛ предназначена для фиксации занятого или свободного, исправного или неисправного состояний участка пути. Основными требованиями, предъявляемыми к системам КРЛ, являются: высокая степень надежности и безопасности функционирования, а также обеспечение устойчивой работы в условиях действия различного рода дестабилизирующих факторов (помех от тягового тока, флуктуаций параметров рельсовой линии, нестабильности характеристик источников питания и ряда других).
Особенностью работы аппаратуры систем КРЛ является то, что им приходится функционировать в условиях воздействия интенсивных помех, создаваемых токами тяговой сети. Развитие сети электрифицированных железных дорог, наряду с увеличением мощности электроподвижного состава (ЭПС) и тяговых подстанций , характеризуется непрерывным ростом уровней токов , протекающих по рельсам , и усилением мешающего влияния на телемеханические каналы связи систем интервального регулирования движения поездов. В настоящее время на участках переменного тока величина тягового тока достигает нескольких сотен ампер , а на линиях , электрифицированных по системе постоянного тока - десятков тысяч ампер. В результате , ЭДС помех , наведенная на входе приемных устройств , может подавлять полезный или вызывать ложное срабатывание. Характерной особенностью мешающих сигналов, создаваемых токами тяговой сети в каналах КРЛ, являются априорная неопределенность, и непрерывная изменяемость во времени статистических свойств. Усложнение условий работы систем КРЛ требует наиболее полного учета различий в структурах полезных сигналов и помех. Успешное решение задачи обнаружения в условиях априорной неопределенности о статистических характеристиках сигналов контроля и мешающих воздействий становится возможным благодаря использованию методов адаптивной обработки полезных сигналов. Автоматическое изменение порога принятия решения, либо коэффициента возврата приемника позволяет существенно повысить устойчивость функционирования систем КРЛ.
В настоящее время протяженность участков с пониженным сопротивлением балласта на сети железных дорог России превышает 40 тыс. км. При этом прослеживается устойчивая тенденция расширения этого полигона. По сетевым данным от 11 до 20% всех неисправностей в работе систем автоблокировки происходит из-за пониженного сопротивления изоляции рельсовых линий. На отдельных участках количество отказов по этой причине достигает 65-68%. Расходы, вызванные отказами и неустойчивой работой систем КРЛ в условиях пониженного сопротивления балласта, в 5-8 раз превышает суммарные затраты от повреждений остальных устройств железнодорожной автоматики. Например, при средних размерах движения в 100 пар поездов и весе поезда 4 тыс. тонн экономический ущерб (в ценах конца 1991 года) достигает 200,0 тыс. руб. в год на 1 км пути.
Успешному решению проблемы повышения устойчивости работы систем КРЛ служит разработка принципиально новых методов обнаружения сигналов контроля состояний рельсовых линий, основанных на фиксировании относительного изменения информационных параметров. Применение методов обнаружения разладки случайных процессов, в комплексе с адаптивной обработкой сигналов контроля, позволяют, проектировать рельсовые цепи, устойчиво функционирующие при колебаниях сопротивления изоляции от десятков Ом*км до сотых долей Ом*км.
В настоящее время свыше 22,0 тыс. км железных дорог России оборудовано различными системами релейной полуавтоматической блокировки. На этих участках отсутствует контроль состояния рельсовых линий перегонов , система АЛСН начинает сигнализировать о положении входного светофора только на подходе к станции , на расстоянии менее длины тормозного пути , что за последние годы явилось одной из причин повышения аварийности работы железнодорожного транспорта. Для устранения этих недостатков в приказе Министра путей сообщения № 19 Ц от 22.12.92 предусмотрено приоритетное выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на создание систем, обеспечивающих контроль состояний и кодирование участков приближения и перегонов. Применение новых принципов обработки контрольных сигналов, в частности, методов обнаружения разладки, алгоритма кумулятивных сумм существенно увеличивает длину рельсовой цепи, что дает возможность контролировать состояние межстанционных перегонов, а также обеспечить работу системы АЛС. Использование микропроцессорной элементной базы позволяет реализовать в реальном масштабе времени помехоустойчивые методы обработки сигналов, любые сложные алгоритмы функционирования систем интервального регулирования и одновременно расширить их функциональные возможности. Например, в системах автоблокировки появляется возможность контролировать сопротивление изоляции, прогнозировать состояние изолирующих стыков, получать информацию о техническом состоянии аппаратных средств и этим содействовать снижению эксплуатационных расходов. Внедрение микропроцессорной элементной базы в технику систем автоблокировки позволяет устранить такие недостатки релейной аппаратуры, как низкая надежность, высокая инерционность и стоимость, большие энерго и материалоемкость.
Отличительными чертами приемников сигналов КРЛ на базе микропроцессорной техники являются, высокий уровень унификации элементов, возможность перепрограммирования на реализацию тех или иных функций без изменения состава технических средств, возможность комплексирования и расширения функций добавлением новых алгоритмов и программ в систему математического обеспечения, сокращение расходов и упрощение этапов разработки и проектирования, автоматизация процессов диагностики и настройки аппаратуры при производстве, возможность реализации алгоритмов выявления отказов, снижающих уровень безопасности движения поездов.
2.2. Требования ПТЭ к автоблокировке.
Устройства автоматической блокировки не должны допускать открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого ими блок-участка (межстанционного или межпостового перегона), а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное электроснабжение или наоборот.
На однопутных перегонах, оборудованных автоматической блокировкой, после открытия на станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней станцией выходных и проходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон в противоположном направлении.
При автоматической блокировке все светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целости рельсовых цепей этих участков.
На станциях, расположенных на участках, оборудованных путевой блокировкой, эти устройства должны иметь ключи-жезлы для хозяйственных поездов, а на станциях участков с полуавтоматической блокировкой, где применяется подталкивание поездов с возвращением подталкивающего локомотива, - ключи-жезлы и для них.
На однопутных линиях, оборудованных автоматической блокировкой, а также на двухпутных перегонах с двусторонней автоблокировкой по каждому пути, на станциях, где производится маневровая работа с выходом маневрирующего состава за границу станции, устройства автоматической блокировки при необходимости дополняются связанными с ними маневровыми светофорами.
На станциях, расположенных на линиях, оборудованных автоматической и полуавтоматической блокировкой, должны быть устройства:
· не допускающие открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;
· обеспечивающие на аппарате управления контроль занятости путей и стрелок.
При полуавтоматической блокировке на станциях могут быть устройства, позволяющие:
· выключение контроля свободности стрелочных изолированных участков в маршруте отправления из-за их неисправности;
· повторное открытие закрывшегося выходного светофора, если поезд фактически его не проследовал.
Автоматическая блокировка должна дополняться автоматической локомотивной сигнализацией и устройствами диспетчерского контроля, а полуавтоматическая блокировка - автоматической локомотивной сигнализацией на определенных участках путей.
Устройства диспетчерского контроля за движением поездов на участках, оборудованных автоблокировкой, должны обеспечивать контроль установленного направления движения (на однопутных перегонах), занятости блок-участков, главных и приемоотправочных путей на промежуточных станциях, показаний входных и выходных светофоров.
2.3. Характеристика проектируемой системы.
Микропроцессорная система автоблокировки АБ-ЧКЕ предназначена для контроля целостности и свободности рельсового пути, передачи информации между сигнальными точками о состоянии рельсовых линий, управления огнями проходных светофоров по условиям безопасности движения, а также для передачи дежурному электромеханику или диспетчеру дистанции информации о техническом состоянии аппаратуры сигнальных точек.
