Особенности конструкции светофоров типа МПС и «Метро»

Введение

    Устройства автоматики, телемеханики движения поездов (АТДП) являются важным звеном в комплексе технических средств метрополитена, обеспечивающих перевозочный процесс. Их эксплуатационно-технические характеристики определяют безопасность движения поездов и пропускную способность. 

    Устройства АТДП включают:
    - системы интервального регулирования движения поездов (автоблокировка, АЛС – АРС);
    - системы централизованного управления стрелками, сигналами на станциях (электрическая централизация – ЭЦ);
    - системы централизованного управления и контроля движения поездов (диспетчерская централизация – ДЦ,
диспетчерский контроль – ДК).

    Системы интервального регулирования движения поездов должны обеспечивать:
    - поддержание установленных безопасных интервалов между попутно следующими поездами;
    - контроль свободности и исправности участков пути;
    - непрерывного ограждения хвоста поезда запрещающим показанием светофора и(или) сигнальной командой запрещающей движение.

    Системы централизованного управления стрелками и сигналами на  станциях обеспечивают:
    - контроль за состоянием устройств электрической централизации и поездным положением на станциях;
    - централизованное управление стрелками и сигналами;
    - установку и замыкание маршрутов;
    - контроль фактического проследования подвижного состава по маршруту и его автоматическое размыкание.

    Системы централизованного управления и контроля движения поездов на линиях предназначены для:
    - контроля состояния устройств АТДП и поездного положения на линиях с выведением информации на устройства отображения;
    - централизованного управления стрелками и сигналами на станциях;
    - автоматического ведения графика исполненного движения.

 

Напольные устройства АТДП.

Светофоры

Светофор – это сигнальный прибор, подающий сигналы огнями своих ламп в светлое и темное время суток (круглосуточно).
    Светофоры предназначены для обеспечения безопасности движения поездов, а также четкой организации движения поездов и маневровой работы.
    Основной частью светофора является светофорная головка, которая может устанавливаться на мачте, кронштейне, сигнальном мостике или на специальном фундаменте (карликовые светофоры на путях депо).
    На метрополитене применяются светофоры следующих типов:
    - светофоры типа «Метро», устанавливаемые в тоннелях;
    - светофоры типа МПС, устанавливаемые на наземных участках.
 Светофоры, как правило, устанавливаются с правой стороны, с соблюдением габарита приближения оборудования; минимальное расстояние от оси пути 1700 мм, высота нижней линзы светофорной головки над уровнем головок рельсов должна быть 2300 мм.
    Светофорная головка представляет собой литой корпус на одно, два или три показания.
    С передней стороны в корпусе имеются круглые окна, в которых размещаются линзы – светофильтры, задняя сторона закрывается крышкой, шарнирно крепящейся к корпусу. Светофорные головки на два и три показания внутри разделяются на отсеки светонепроницаемыми перегородками.
    Внутрь каждого отсека устанавливается линзовый комплект, состоящий из основания, ламподержателя и линзы – светофильтра.
У светофоров типа «Метро» снаружи линза-светофильтр закрывается защитным стеклом.
    В ламподержатель устанавливаются одна или две светофорные лампы.
    Линза – светофильтр фокусирует световой поток и окрашивает его в соответствующий цвет.
    Светофорные лампы бывают одно – и двухнитевые. Номинальное напряжение светофорных ламп 12В, мощность 15 и 25 Вт. У двухнитевых ламп мощность каждой нити 15 и 25 Вт.
   
    В  настоящее время вместо светофорных ламп применяют светодиодные головки. В зависимости от их типа они применяются совместно с линзовыми комплектами или без них.

А)                                                                      Б)

Рис.2. Светофоры
А – тип МПС; Б – тип «Метро» со светодиодными головками

Классификация светофоров

По назначению светофоры подразделяются на: входные, выходные, проходные, маневровые, повторительные, предупредительные, резервные и ограждения. Один светофор может совмещать несколько назначений (выходной и маневровый, проходной и ограждения и т.д.)
    По конструктивному исполнению они подразделяются на:
    - мачтовые;
    - карликовые;
    - устанавливаемые на кронштейнах и мостиках.
    Сигнальные огни на светофорах применяются нормально горящие и нормально негорящие, немигающие и мигающие (периодически загорающиеся и гаснущие).
    По способу управления светофоры подразделяются на светофоры автоматического действия (светофоры автоблокировки), светофоры полуавтоматического действия и светофоры независимого действия (светофоры ограждения).

Обозначение светофоров

Светофоры автоблокировки обозначаются цифрами («42»), светофоры полуавтоматического действия – буквами с цифрами («МД613») или одними буквами («В», «Д»).
    К обозначению светофоров автоматического и полуавтоматического действия:
    - совмещенных со светофорами ограждения металлоконструкций, добавляется буква «М» (например «331м», «СК32м»);
     - увязанных с контрольно-габаритным устройством, добавляется буква «Г» (например «343г», «КМ62г», «ПК141мг»).

Светофоры ограждения обозначаются в зависимости от места установки:
    - светофоры, устанавливаемые для ограждения металлоконструкций в правильном направлении обозначаются буквой «М» с добавлением цифрового номера металлоконструкции;
    - светофоры, устанавливаемые для ограждения металлоконструкций в неправильном направлении обозначаются буквами «МК» с добавлением цифрового номера металлоконструкции;
    - к обозначению светофоров, устанавливаемых для ограждения металлоконструкций на путях, по которым предусматривается двухстороннее движение, к основному обозначению добавляется буква «Н» или «Ч», что соответствует нечетному или четному направлению движения соответственно.

Автостопы

На метрополитене в качестве средств принудительного воздействия на тормозные устройства подвижного состава и его экстренного торможения при проследовании светофора с запрещающим показанием, перед светофором полуавтоматического действия с запрещающим показанием, а также при превышении допустимой скорости движения и перед устройствами заграждения применяются:
    - электромеханические автостопы;
    - неподвижные скобы;
    - инерционные автостопы;
    - сигнал абсолютной остановки «САО».
    Автостопы представляют собой совокупность путевых и поездных устройств.
К поездным устройствам автостопа относятся:
    - пневматический срывной клапан;
    - универсальный автоматический выключатель автостопа (УАВА). К путевым устройствам относятся:
    - электромеханические автостопы;
    - инерционные автостопы;
    - неподвижные скобы.
    Рабочим органом поездных устройств автостопа является скоба пневматического срывного клапана, которая фиксируется в вертикальном положении двумя оттягивающими спиральными пружинами.
    Рабочим органом путевых автостопов является путевая скоба (ударный рычаг), устанавливается с правой стороны по направлению движения.
    Расстояние от центра скобы путевого автостопа до внутренней грани головки ближайшего ходового рельса (в заграждающем положении) должно быть 308 ± 20 мм, возвышение скобы путевого автостопа над уровнем головок рельсов (УГР) должно быть 85 + 5 мм.  

Аппаратура АТДП

Реле

    Реле – представляет собой электромеханическое устройство, которое контактами включает, выключает и переключает (коммутирует) электрические цепи, управляя элементами автоматики и контролируя их состояние, а также выполняя зависимости в электрических схемах.
    В устройствах АТДП наибольшее распространение получили: электромагнитные, индукционные и магнитоэлектрические реле.

Электромагнитное реле

Электромагнитное реле (рис.8) состоит из электромагнитной (управляющей) системы, контактной системы и подвижного якоря. Управляющая и контактная системы электрически разделены, т.е. входные и выходные цепи реле электрически не связаны между собой.
    Электромагнитная система состоит из одной или двух обмоток, выполненных из медного изолированного провода, размещенных на катушках, которые в свою очередь, располагаются на сердечнике из магнитомягкого материала (без остаточного магнетизма).

 

Рис.8. Электромагнитное реле (габариты указаны в миллиметрах)
1 – основание; 2 – катушки; 3 – сердечник; 4 – якорь с противовесом;
5 – маховик; 6 – тыловой контакт; 7 – фронтовой контакт;
8 – осевой контакт; 9 – колпак; 10 – ярмо; 11 – направляющий штырь.

        

Контактная система образуется тремя упругими металлическими токопроводящими пластинами, называемыми контактными пружинами, одни концы которых жестко закреплены. Другие концы контактных пружин свободны, причем, свободный конец средней контактной пружины может, изгибаясь, перемещаться при воздействии на него жесткой связи якоря. На свободных концах контактных пружин устанавливают контакты из тугоплавких материалов во избежание эрозионного разрушения контактов и их сваривания.
    Якорь представляет собой утяжеленную металлическую пластину сложной конфигурации, которая поворачивается на опоре. Якорь имеет жесткую связь, выполненную из изоляционного материала, со средней контактной пружиной.
    При прохождении по обмоткам реле электрического тока якорь притягивается к сердечнику и перемещает среднюю контактную пружину, расположенную между верхней и нижней контактными пружинами.
    Подвижная (средняя) контактная пружина называется осевым контактом.
    Верхняя контактная пружина, которая замыкается со средней, когда якорь притянут, т.е. по обмоткам реле протекает ток, называется фронтовым контактом.
    Нижняя контактная пружина, которая замыкается со средней, когда якорь отпущен, т.е. по обмоткам реле ток не протекает, называется тыловым контактом.
    Осевой, фронтовой и тыловой контакты образуют полную контактную группу. Реле могут иметь от одной до восьми контактных групп. Контактные группы могут быть неполными.
Неполные контактные группы образуются следующими контактами:
    - осевой – фронтовой;
    - осевой – тыловой.
    Все контактные группы электрически изолированы друг от друга.
    Состояние реле, когда по его обмоткам протекает ток, называется возбужденным состоянием, т.е. реле находится под током.
В возбужденном состоянии у реле замкнуты осевые и фронтовые контакты, тыловые контакты разомкнуты.
    Состояние реле, когда по его обмоткам ток не протекает, называется обесточенным. В обесточенном состоянии у реле замкнуты осевые и тыловые контакты, фронтовые контакты разомкнуты.
    Если реле имеет две обмотки, то они могут включаться последовательно, параллельно или раздельно.
    По времени срабатывания на притяжение и отпадание реле подразделяются на:
    быстродействующие – 0,03 с;
    нормальнодействующие – до 0,2 с;
    медленнодействующие – до 1,5 с;
    временные – свыше 1,5 с.
    Существуют схемные способы включения реле, создающие замедление на срабатывание и отпадание реле.
    Электромагнитные реле относятся к нейтральным реле, т.е. их срабатывание не зависит от направления протекания тока по обмоткам.

Индукционное реле

Рис.9. Индукционное реле

    Индукционное реле (рис.9) состоит из электромагнитной системы и контактной системы.
    Электромагнитная система имеет местный (МЭ) 2 и путевой (ПЭ) 4 элементы и подвижный алюминиевый сектор 5, помещенный в зазор между двумя элементами.
    Контактная система индукционного реле аналогична контактной системе электромагнитного реле.
    В индукционном реле обмотки расположены под углом 90^о относительно друг друга, что обеспечивает сдвиг магнитных потоков (Фп и Фм).
    При протекании переменного тока по обмоткам создается вращающий момент (1 и 3) действующий на подвижный сектор, который поворачивается вверх и размыкает тыловые контакты и замыкает осевые контакты с фронтовыми.
    Индукционные реле обладают повышенной помехозащищенностью т.к. их срабатывание зависит не только от протекания тока, но и от фазовых соотношений между токами в обмотках.
  Данные реле применяют в наиболее ответственных схемах устройств АТДП (в качестве путевых, линейных и других реле).

Трансформаторы

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте.
    Трансформатор (рис.11) состоит из замкнутого сердечника (магнитопровода), набранного из листовой стали и обмоток, наложенных на этот сердечник. Обмотка, подключаемая к питающей сети, называется первичной, а обмотка, к которой подключается приемник электрической энергии (нагрузка), называется вторичной.

 

 

Рис.11. Устройство и принцип работы трансформатора  

Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимоиндукции. При протекании тока в первичной обмотке создается магнитный поток (Ф), пронизывающий обе обмотки. Электродвижущая сила (ЭДС) наводимая во вторичной обмотке, будет пропорциональна магнитному потоку и числу витков обмотки.
    Отношение напряжения на зажимах обмоток трансформатора при холостом ходе (без нагрузки) называют коэффициентом трансформации:
                                           K=U₁/U₂=w_1/w₂ .
     Если число витков первичной обмотки превышает число витков вторичной обмотки, то трансформатор называют понижающим, т.е. напряжение на вторичной обмотке будет меньше, чем на первичной. Если, наоборот, число витков вторичной обмотки больше, чем первичной – трансформатор будет повышающим.
    Трансформатор может быть изготовлен с коэффициентом, равным единице. В этом случае его используют для исключения гальванической (прямой) связи между приемником и питающей сетью, что существенно повышает безопасность устройств СЦБ.
    В трансформаторе могут быть две первичных обмотки, а также две и более вторичные обмотки.
    Первичные обмотки могут соединяться последовательно или параллельно в зависимости от напряжения питающей сети. Вторичные обмотки секционированы и включаются раздельно, согласовано или встречно в зависимости от напряжения, которое требуется для питания нагрузки.
    Для питания устройств СЦБ применяются следующие трансформаторы:
    - путевые трансформаторы типа ПОБС: ПОБС-2, ПОБС-3,
ПОБС-5, ПТЦ;
    - сигнальные трансформаторы типа СОБС: СОБС-2,СОБС-3 и их модификации;
    - типа СТ: СТ-4, СТ-5, СТ-6 (их модификации) и другие трансформаторы.

 

Рис.12. Трансформатор СТ-4

Размещение аппаратуры АТДП

На метрополитене приняты два варианта размещения аппаратуры АТДП: централизованное и нецентрализованное.
    При централизованном размещении практически вся аппаратура автоблокировки размещается в релейной. В тоннеле остаются светофоры, автостопы, дроссель-трансформаторы.
В трансформаторных шкафах или трансформаторных ящиках устанавливают сигнальные трансформаторы, предохранители и некоторые другие приборы. Аппаратура, оставшаяся в тоннеле при централизованном ее размещении, требует минимального обслуживания, имеет длительные межремонтные сроки, что сокращает время пребывания обслуживающего персонала в тоннеле в условиях повышенной опасности. Централизованное размещение аппаратуры является основным.
    При нецентрализованном размещении вся аппаратура управления светофорами, автостопами, аппаратура рельсовых цепей размещается в тоннелях и на наземных участках непосредственно у светофоров в релейных шкафах. При таком способе размещения весь объем работ по обслуживанию устройств должен выполняться в тоннеле со всеми вытекающими негативными последствиями:
    - возрастает время устранения неисправностей;
    - затруднена диагностика работы устройств;
    - возрастает трудоемкость обслуживания устройств.

Рельсовые цепи

  5.1. Устройство, назначение и принцип работы

Электрическую цепь, состоящую из рельсов железнодорожного пути, по которой протекает ток от источника к потребителю, называют рельсовой цепью.
    Рельсовые цепи автоматически контролируют состояние железнодорожного пути – свободность и занятость подвижным составом, а также целость рельсовых нитей. Путь в пределах рельсовой цепи называют изолированным участком.
    В начале рельсовой цепи к нитям железнодорожного пути, т.е. проводникам тока подключают источник тока (путевой трансформатор), в конце рельсовой цепи – приемник тока (путевое реле). Ток, подаваемый в рельсовую цепь для контроля ее состояния, называют сигнальным током или блокировочным (рис.13).

Рис.13. Рельсовая цепь
ПТ – путевой трансформатор (источник тока); П – путевое реле (приемник тока);
Ic – сигнальный (блокировочный) ток; Т (П) – питающий конец;
  Р – релейный конец; ИС – изолирующие стыки.

В рельсовой цепи выделены три составляющие части: питающий конец; рельсовая линия; релейный конец.
    Рельсовая линия состоит из отдельных рельсов, которые соединяются между собой с помощью температурных стыков. Для обеспечения устойчивой работы рельсовой цепи температурные стыки должны хорошо проводить электрический ток; такие стыки называют токопроводящими. В целях снижения электрического сопротивления температурных стыков при их монтаже применяют графитовую смазку и установку медных приварных стыковых соединителей.
    При устройстве рельсовых цепей железнодорожный путь делят на отдельные участки, т.е. электрически изолируют друг от друга изолирующими стыками, которые являются физической границей рельсовой цепи. По конструкции изолирующие стыки могут быть с накладками из электроизоляционных материалов (композитные) и с металлическими накладками. В последнем случае накладки изолируются от рельсов с помощью стеклоткани, которая приклеивается с использованием эпоксидной смолы. Такие изолирующие стыки называются клееболтовыми (КБС); они имеют высокие механические и электроизоляционные свойства.
       Рельсовые цепи обеспечивают непрерывную связь между путевыми устройствами и подвижным составом, с их помощью осуществляется передача на подвижной состав информации, необходимой для управления и регулирования движения поездов.
    Рельсовая цепь в отличие от других видов электрических цепей имеет низкое сопротивление изоляции. Изоляторами рельсовой цепи являются шпалы, лежащие в бетоне или балласте. Из–за плохой изоляции между рельсами возникают токи утечки с одной рельсовой нити на другую, что усложняет работу рельсовых цепей, требует постоянного контроля за их состоянием.
    Электрическое сопротивление, оказываемое току утечки в рельсовой цепи, называют сопротивлением изоляции или сопротивлением балласта.

Виды рельсовых цепей

На метрополитене применяют однониточные и двухниточные рельсовые цепи переменного тока промышленной и тональных частот, неразветвленные и разветвленные.

Нормальный режим

    Это такой режим работы рельсовой цепи, когда рельсовая цепь свободна от подвижного состава, все ее элементы исправны, обтекаются сигнальным током, путевое реле находится в возбужденном состоянии, замыкает свои фронтовые контакты и выдает информацию о свободности рельсовой цепи. На основе этой информации обеспечивается управление сигнальными показаниями светофоров, проверка требований безопасности движения поездов, а также индикация о свободности рельсовой цепи на пульте-табло.
    Невыполнением (нарушением) нормального режима является ложная занятость рельсовой цепи. Ложная занятость рельсовой цепи - это такое ее состояние, когда при фактической свободности рельсовой цепи от подвижного состава путевое реле находится без тока и через свои тыловые контакты выдает информацию об ее занятости. Это отказ в работе рельсовой цепи. Причинами ложной занятости могут быть:
    - неисправность рельсовой линии (неисправность температурных, изолирующих стыков, изоляции стрелочной гарнитуры);
    - неисправности аппаратуры и других элементов рельсовой цепи;
    - неправильная регулировка параметров рельсовой цепи(не хватает напряжения(напряжение задано не верно));
    - механическая неисправность путевого реле.
 
Действия ДСЦП при ложной занятости рельсовой цепи:
        - доложить ДЦХ;
        - отменить авторежимы по маршрутам, в которые входит неисправная рельсовая цепь;
    - движение поездов производить по пригласительному сигналу или согласно ПТЭ после проверки свободности рельсовой цепи, имеющей ложную занятость;
    - при ложной занятости стрелочной секции перевод стрелки производить под кнопку «ВКС» после натурной проверки свободности стрелочных остряков;
    - сообщить ШН и сделать запись в Журнале осмотра.

Шунтовой режим

    Шунтовой режим – это режим работы рельсовой цепи, занятой подвижным составом. Название происходит от слова «шунт».
    Шунт (англ. ответвление) – проводящая часть, подключаемая параллельно приемнику тока электрической цепи, что приводит к снижению тока в приемнике электрической цепи.
    В устройствах АТДП различают поездной и нормативный шунты.
    Поездной шунт – колесная пара подвижного состава, проводящая электрический ток.
    Нормативный шунт – контрольное устройство, накладываемое на рельсовые нити с целью их шунтирования, имеющее нормированное электрическое сопротивление, равное максимально допустимому сопротивлению поездного шунта (0,06 Ом).
    При вступлении поезда на рельсовую цепь колесная пара, имеющая низкое сопротивление, практически накоротко соединяет обе рельсовые нити, т.е. шунтирует рельсовую цепь. В рельсовой цепи для сигнального тока создается путь с низким сопротивлением, параллельный путевому приемнику (путевому реле). Сигнальный ток до путевого приемника не доходит (или доходит очень маленький) и путевой приемник обесточивается. Происходит шунтирование рельсовой цепи, и она имеет контроль занятости.
    Шунтовая чувствительность рельсовой цепи – способность рельсовой цепи надежно воспринимать воздействие поездного или нормативного шунта и переходить в состояние «занято».
    Возможны случаи, когда при занятой рельсовой цепи путевое реле остается под током, и рельсовая цепь имеет контроль свободности. Такое состояние рельсовой цепи называют ложной свободностью ее.  
    Ложная свободность рельсовой цепи возможна в следующих случаях:
    - плохой поездной шунт, что наблюдается у легких подвижных единиц (хозяйственные поезда, рельсовозные тележки);
    - наличие на поверхности катания головок рельсов ржавчины, масляной пленки, когда возрастает переходное сопротивление «рельс – колесная пара»;
    - неисправность изолирующих стыков и контроля за их исправностью;
    - неправильная регулировка (завышение) напряжения на путевом реле;
    - механическая неисправность реле.
Как правило, ложная свободность наблюдается при одновременном наличии нескольких факторов.
    Ложная свободность это опасный отказ в работе рельсовой цепи, при котором устройства СЦБ не обеспечивают безопасность движения поездов.
    Действия ДСЦП при ложной свободности рельсовой цепи:
    - доложить ДЦХ;
    - отменить авторежимы по маршрутам, в которые входит неисправная рельсовая цепь;
    - перед каждым заданием маршрута и переводом стрелки проверять фактическое состояние рельсовой цепи;
    - сообщить ШН и сделать запись в Журнале осмотра.

Контрольный режим

    Рельсовая цепь контролирует целость рельсовой линии – выявляет излом (изъятие) рельсов такой режим работы называют контрольным.
    В случае излома (изъятия) рельсов по всему профилю путевое реле фиксирует повреждение, приводящее к разрыву электрической цепи и рельсовая цепь переходит в состояние занятости.
    Действия ДСЦП в этом случае аналогичны, как и при ложной занятости рельсовой цепи.
  Другие режимы работы рельсовой цепи подробно не рассматриваются.

Путевая автоматическая блокировка (Автоблокировка – АБ)

Структурная схема АЛС-АРС

    Система АЛС-АРС включает путевые и поездные устройства. Роль телемеханического канала связи между ними выполняет рельсовая цепь (рис.31).
    Путевые устройства предназначены для контроля участков пути перед поездом, генерации (получения) кодовых сигналов и выдачи в рельсовые цепи соответствующих кодовых сигналов в зависимости от состояния блок-участков АЛС-АРС.
    В состав путевых устройств входят генераторы кодовых сигналов, устройства формирования кодовых сигналов, устройства передачи кодовых сигналов.
    Генераторы кодовых сигналов могут быть двух видов:
    - групповые устройства АЛС-АРС;
    - индивидуальные генераторы для каждой рельсовой цепи (ГАЛСМ).
    В общем случае групповые устройства АЛС-АРС включают 7 генераторов кодовых сигналов: шесть основных и один резервный. На станции предусматривается два комплекта групповых устройств – для I и II главных путей. Каждый из шести основных генераторов генерирует одну частоту кодового сигнала. После усиления кодовые сигналы поступают в сигнальные шины, к одной из которых в каждый конкретный момент может быть подключена аппаратура кодирования рельсовой цепи.
    Резервный генератор нормально отключен от сигнальных шин; он автоматически перестраивается на отсутствующую частоту и подключается к соответствующей шине вместо вышедшего из строя основного генератора.
    Нарушение нормальной работы групповых устройств АРС контролируется на пульт – табло горением красной лампы или ячейки.
    Для нормальной работы поездных устройств АЛС-АРС в рельсовую цепь должны выдаваться одна или две частоты кодовых сигналов из шести возможных. Выбор необходимой частоты для передачи в рельсовую цепь осуществляется устройствами формирования кодового сигнала (УФКС), причем выбор частоты зависит от длины свободного участка пути перед поездом, т.е. от свободности блок-участков АЛС-АРС. Выбранная частота должна быть усилена до уровня, обеспечивающего ее устойчивый прием поездными устройствами. Эти функции выполняют устройства передачи кодовых сигналов (УПКС) (рис.31).

Рис.31.Структурная схема АЛС-АРС
ГСЧ – генераторы сигнальных частот; КС – кодовый сигнал; М – машинист;
БУ и С – блок управления и сигнализации; БПП – блок поездных приемников;
БУ – блок управления; ПК – приемные катушки; БС – блок сигнальный;
ДС – датчик скорости; БИС – блок измерителя скорости; ПМ – пульт машиниста;
АС – акустический сигнал; КБ (ПБ) – кнопка (педаль) бдительности.

    Поездные устройства АЛС-АРС предназначены для приема, обработки, распознавания и запоминания кодовых сигналов о допустимой скорости движения, определения и запоминания фактической скорости движения поезда, постоянного сравнения в автоматическом режиме допустимой и фактической скоростей и воздействия на тормозную систему поезда, когда фактическая скорость начинает превышать допустимую.
    При занятии поездом рельсовой цепи по ней навстречу движению передается кодовый сигнал. Кодовый сигнал принимают поездные устройства, в состав которых входят: приемные катушки, блок поездных приемников, датчик скорости, блок измерителя скорости, блок сигнальный, блок управления, пульт машиниста и кнопка (педаль) бдительности.
    Приемные катушки размещаются под кузовом головного вагона перед первой колесной парой на высоте 180±6 мм над УГР и предназначены для приема кодовых сигналов с рельсовой цепи.
        

 

Рис.32. Приемные катушки

    Принятые из рельсовой цепи кодовые сигналы распознаются и усиливаются блоком поездных приемников.
    Сигнал с блока поездных приемников поступает в блок сигнальный, который определяет допустимую скорость движения, запоминает ее и выдает информацию на пульт машиниста, где она высвечивается в цифровом виде.
    Информация о фактической скорости поезда формируется датчиком скорости и блоком измерителя скорости, далее она поступает в блок сигнальный и на пульт машиниста (V_ф).
        

 

 

Рис.33. Поездные устройства АЛС-АРС (Днепр, ДАУ)
БЛПМ – блок локомотивных приемников или БПП;
БИС-200 – блок измерителя скорости;
БСМ – блок сигнальный; БУМ – блок управления.

    В блоке сигнальном происходит сравнение фактической и допустимой скоростей движения. В случае когда фактическая скорость не превышает допустимую, то устройства АРС не влияют на процесс управления поездом. Если фактическая скорость превышает допустимую, блок сигнальный (БС) формирует сигнал и передает его в блок управления (БУ).
    Блок управления воздействует на устройства управления поездом, причем это воздействие зависит от режима ведения поезда. Сначала тяговые двигатели отключаются от питающего напряжения, затем приводится в действие система электродинамического (электрического) торможения. В случае его неэффективности приводится в действие система электропневматического торможения, а затем и экстренного торможения.

Система «Днепр»

Система «Днепр» представляет собой комплекс стационарных и поездных устройств. Сохранив все эксплуатационные характеристики типовой системы АЛС-АРС, система «Днепр» обладает рядом преимуществ это:
    - полное резервирование аппаратуры поездных устройств и автономное функционирование основного и резервного комплектов, находящихся соответственно в головном и хвостовом вагонах поезда. Такой принцип функционирования исключает потерю информации на пульте машиниста при неисправности одного (любого) комплекта аппаратуры поездных устройств;
    - резервирование наиболее ответственных узлов стационарных устройств (групповых устройств АЛС-АРС);
    - предоставление машинисту полной информации о разрешенных скоростях движения (основной и предупредительной сигнализации) при работе как основного, так и резервного комплектов поездных устройств;
    - применение двухчастотных кодовых сигналов, принимаемых поездными устройствами головного вагона, что обеспечивает функционирование системы с любым типом рельсовых цепей;
    - сохранение работоспособности системы при возникновении отказов, не создающих прямой угрозы безопасности движения поездов (потеря одной частоты в двухчастотном кодовом сигнале);
    - осуществление контроля движения поезда только в направлении, заданном стационарными устройствами; движение в противоположном направлении с использованием устройств системы «Днепр» исключено;
    - невозможность движения поезда при выключении поездных устройств системы.

Общие сведения ЭЦ

Электрическая централизация – это автоматизированная система централизованного управления стрелками и сигналами станции при помощи электрической энергии, обеспечивающая взаимное замыкание стрелок и сигналов.
    Устройства ЭЦ не должны допускать:
    - открытия светофора, ограждающего данный маршрут, если стрелки, включая охранные поставлены не по маршруту, а светофоры враждебных маршрутов не закрыты;
    - перевода входящей в маршрут стрелки или открытие светофора враждебного маршрута при открытом светофоре, ограждающем данный маршрут;
    - открытие светофора при маршруте установленном на занятый путь;
    - перевода стрелки под подвижным составом.
    Устройства ЭЦ должны обеспечивать:
    - взаимное замыкание стрелок и сигналов;
    - контроль взреза стрелки с одновременным перекрытием светофора, ограждающего данный маршрут;
    - контроль занятости путей и стрелок на аппарате управления;
- дистанционный перевод стрелок и постоянный электрический контроль их положения;
    - проверку условий безопасного проследования поезда (состава) по маршруту и замыкания установленного маршрута;
    - дистанционное включение на светофоре, ограждающем установленный маршрут, разрешающего показания и выдачу разрешающих сигнальных частот в рельсовые цепи, входящие в установленный маршрут;
    - автоматическое размыкание маршрута после проследования поезда (состава);
    - контроль состояния устройств электрической централизации и поездного положения на пульт-табло.
    Электрическая централизация включает станционные и напольные устройства (объекты). Станционные устройства электрической централизации размещают в служебных помещениях станции: в релейной и на посту централизации. Напольные устройства размещаются в зоне путевого развития станции. К напольным устройствам относятся светофоры, стрелочные электроприводы и рельсовые цепи.
    В электрической централизации для управления стрелками и сигналами применяется, в основном, дистанционное (прямопроводное) управление, при котором каждый управляемый объект связан с аппаратурой управления индивидуальными линейными цепями (линейными проводами).

ДСЦП

Аппарат управления

Табло

Наборная группа

ТУ – ТС

Исполнительная группа

Аппаратура управления

Устройства электропитания

Стрелочные электроприводы

Светофоры

Рельсовые цепи

        

 

Рис.34. Структурная схема МРЦ

Телемеханическое (кодовое) управление, применяемое для управления удаленными объектами (устройствами), в электрической централизации метрополитена, практически, не встречается.
    Дистанционное управление может быть раздельным (индивидуальным) и маршрутным.
    При раздельном управлении напольные объекты управляются индивидуальными кнопками (рукоятками) с аппарата управления ЭЦ.
    При маршрутном управлении все стрелки, входящие в маршрут, переводятся автоматически после нажатия кнопок начала и конца маршрута, а после проверки всех зависимостей (условий безопасности) и замыкания маршрута происходит открытие светофора на разрешающее показание

Таблица 2. Алгоритм работы МРЦ