Кривые скорости для расстановки светофоров

ВВЕДЕНИЕ

Уже в первые годы существования железных дорог стремились механизировать процессы, связанные с организацией движения поездов, т. е. облегчить физический труд человека при решении поставленных задач. Ручное перемещение стрелочных и сигнальных тяг заменялось механизированным с использованием энергии сжатого воздуха, жидкости, электрического тока. Применение соответствующих устройств (пневмо-, гидро- и электроприводов), как правило, позволяло ускорить приготовление маршрутов и, следовательно, увеличить участковую скорость.

Одновременно с механизацией решались вопросы автоматизации процессов установки маршрутов и интервального регулирования движения поездов, т. е. внедрения устройств, облегчавших функции управления. К техническим средствам автоматизации относятся различного рода системы путевой блокировки (ПАБ, АБ), авторегулировки (АЛС, САУТ), электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ), диспетчерской централизации (ДЦ), устройств
заграждения переездов (АПС) и др. Технические средства автоматизации
позволяют регулировать движение поездов в заданных размерах, осуществлять телеуправление и контроль объектов на необходимых расстояниях, обеспечивать безопасность движения по заданному алгоритму, поставлять информацию о сложившейся поездной обстановке и другие сведения, необходимые для принятия оперативных решений.

Цель данных методических указаний – помочь студентам самостоятельно изучить дисциплины «Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики», «Станционные и перегонные системы обеспечения безопасности движения поездов», приобрести исследовательские навыки и практический опыт по обслуживанию устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

Методические указания состоят из двух частей. В первой части предлагается ознакомиться с основами сигнальной светотехники, интервального регулирования движения поездов; изучить конструкцию напольных устройств автоматической блокировки и приобрести практические навыки по их регулировке и содержанию.

Отчеты по лабораторным работам составляются каждым студентом и предоставляются для проверки преподавателю в установленные сроки.

Лабораторная работа 1

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СВЕТОФОРОВ

Ц е л ь р а б о т ы: уяснить основы сигнальной светотехники, изучить конструкцию светофоров и требования к их техническому содержанию.

1.1. Основные сведения

Для обеспечения безопасности и четкой организации движения поездов на железнодорожном транспорте применяются различного рода сигналы. Сигнальные знаки являются своеобразным языком передачи приказов лицам, связанным с движением поездов. Например, сигнальные знаки требуют от машиниста выполнения определенного скоростного режима или остановки состава, а в некоторых случаях они могут нести для машиниста дополнительную информацию о маршруте следования, количестве свободных (впереди) блок-участков, профиле пути, типе стрелочного перевода и др. Сигнальное показание должно однозначно пониматься и его требование должно безусловно выполняться всеми работниками железнодорожного транспорта.

По способу восприятия сигналы, включаемые приборами автоматики и телемеханики, подразделяются на звуковые и видимые. Звуковые сигналы могут подаваться, например, звонками переездных устройств, сигнализаторами монтеров пути, ревунами колонок местного управления стрелками и др. Среди видимых различают сигналы формы и цвета. У сигналов формы значение передаваемой информации зависит от положения и конфигурации сигнального тела, а у сигналов цвета – от окраски светового потока, испускаемого сигнальным прибором. К первым относятся семафоры, различного рода диски, щиты
(рис. 1.1), ко вторым – светофоры. В настоящее время основными сигнальными устройствами на сети дорог являются светофоры. Это объясняется их преимуществами перед сигналами формы, а именно: однородностью показаний в течение суток, отсутствием механических передач, легкостью управления и осуществления многозначности, простотой ухода и экономичностью содержания.

Непременным условием правильного и своевременного приема сообщений, подаваемых светофорами, является четкая видимость их огней на расстоянии, определяемом условиями движения и техническими средствами торможения. Согласно правилам технической эксплуатации (ПТЭ) видимость сигнальных огней входных и проходных светофоров на прямых участках пути должна

а б в

Рис. 1.1. Сигналы формы: а – диск; б – щит; в – семафор

быть обеспечена на расстоянии не менее 1000 м, в кривых – 400, в сильно пересеченной местности (выемки, горы и т. п.) – 200 м. Следовательно, конструктивное оформление светофора должно быть таким, чтобы выполнялись требования ПТЭ. Рассмотрим факторы, влияющие на выполнение
поставленной задачи.

Дальность видимости огня светофора может быть определена по формуле Аллара, км:

где I – сила света сигнального пучка, кд;

τ – коэффициент пропускания атмосферы на 1 км;

E – освещенность на зрачке глаза, лк.

Из анализа формулы следует, что на дальность видимости сигнального огня влияют уровень яркости сигнала, прозрачность промежуточной среды (атмосферы), контрастность между воспринимаемым показанием и фоном. Однако в случае с сигналом цвета необходимо учитывать еще и субъективный фактор, а именно: свойство человеческого глаза распознавать сигнальные цвета. Известно, что человеческий глаз особенно чувствителен к желто-зеленому цвету с длиной волны 0,556μ; цвета с большей и меньшей длиной волны действуют на глаз слабее. При выборе из всего многообразия цветовой палитры сигнальных цветов для железнодорожного транспорта необходимо, чтобы между ними существовала четкая контрастность. С целью установления соответствующих границ различения цветов в России и за рубежом проводились специальные исследования в условиях, когда наблюдателями с нормальным цветовым зрением опознавался цвет в отсутствии рядом известного, с которым воспринимаемый цвет можно было бы сопоставить. Результаты испытаний, полученные в Государственном ордена Ленина оптическом институте им. С. И. Вавилова, представлены в виде графика на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Кривые опознания сигнальных цветов

Из кривых, построенных по результатам испытаний, в которых проценты одинаковых ответов наносились в виде ординат, видно, что наиболее четко различаются основные спектральные цвета (красный – К, зеленый – З, синий – С, фиолетовый – Ф). Промежуточные цвета (сине-зеленый – СЗ, желто-зеленый – ЖЗ, оранжево-красный – ОК) различаются значительно хуже. Результаты проведенных испытаний определили выбор для железных дорог пяти сигнальных цветов: красного, зеленого и желтого (желто-оранжевого) – для поездных показаний и синего и лунно-белого – для маневровых.

Рассмотрим объективные факторы, влияющие на восприятие сигнального знака светофора. Необходимая сила излучаемого света I достигается применением лампы накаливания достаточной мощности и соответствующим конструктивным оформлением оптической системы светофора. Следует иметь в виду, что спектр светового потока, излучаемого нитью лампочки, имеет непостоянный состав и зависит от значения приложенного напряжения. Чем больше
напряжение, т. е. чем выше температура нити, тем сильнее наблюдается сдвиг в спектре в сторону ультрафиолетовых лучей, и чем меньше напряжение, тем больше сдвиг в сторону инфракрасных лучей. Сигнальные показания светофора должны четко отличаться друг от друга независимо от колебаний в спектральном составе светового потока источника света. Для достижения этой цели в светофорах применяются высококачественные светофильтры, пропускающие только ограниченную часть спектра. Каждый из светофильтров характеризуется коэффициентом общего пропускания, равным отношению светового потока, прошедшего через фильтр, ко всему падающему на него потоку. Светофильтры разных цветов имеют неодинаковую избирательность и, следовательно, различный коэффициент пропускания. Цвет образца светофильтра определяется на заводе при приемке с помощью специального прибора – колориметра или вычисляется по кривой спектрального пропускания, снимаемой при помощи спектрофотометра. В процессе эксплуатации необходимо поддерживать напряжение на лампах светофоров в интервале 11,5 – 12 В.

Состояние атмосферы может существенно влиять на восприятие показания светофора. При нормальных атмосферных условиях избирательное поглощение воздухом цветов незначительное. При неблагоприятных атмосферных условиях цвета, имеющие меньшую длину волны, поглощаются лучше, и это приводит к перераспределению цветов в спектре светофорного пучка: зеленый цвет принимает оттенок желтоватого, желтый – красного и только красный оказывается наиболее устойчивым.

Сигнал воспринимается тем отчетливее, чем большую освещенность E он создает на сетчатке глаза. Этот фактор имеет особое значение в условиях солнечного дня, когда резко увеличивается яркость фона в полосе железной дороги и доля от светофорного огня в общем световом потоке сокращается. В связи с этим особый интерес представляют значения минимальной пороговой освещенности на зрачке глаза для основных сигнальных цветов.

Учеными ЦНИИ МПС опытным путем установлены следующие расчетные значения E в условиях летнего солнечного дня (числитель) и ночи (знаменатель), ∙10 лк: для красного огня – 600/0,8; желтого – 1200/2,0; зеленого – 900/1,2; синего – 800/1,0; лунно-белого – 2000/3,0. Отсюда следует, что для восприятия красного цвета требуется минимум пороговой освещенности.

Видимость показаний светофора тем лучше, чем больше контрастность между сигналом и фоном, на котором расположен сигнал. По отношению к обычному фону, встречающемуся в полосе железных дорог, лучшую контрастность имеет красный огонь светофора. Таким образом, по совокупности факторов, влияющих на своевременность восприятия сигнального знака и его од-нозначную трактовку, красный цвет имеет преимущества перед другими сигнальными цветами, поэтому он принят в качестве наиболее ответственного в обеспечении безопасности движения, а именно: запрещающего движение.

На обеспечение потребной видимости огней светофора с учетом рассмотренных факторов влияет его конструктивное оформление, в котором основное значение имеет оптическая система, она не только увеличивает силу света сигнальной лампы, но и концентрирует световой поток в нужном для сигнализирования направлении. В зависимости от вида применяемой оптики светофоры подразделяются на линзовые и прожекторные.

Линзовые светофоры для каждого сигнального огня имеют отдельное оптическое устройство – линзовый комплект, схема которого приведена на
рис. 1.3 и который состоит из ламподержателя 1 с патроном для лампы, внутренней цветной линзы – светофильтра 2 и внешней бесцветной линзы 3, оптические оси которых жестко совмещены чугунным кольцом 4. Линзовый комплект защищен козырьком 5.

Линзовая оптика может дать параллельный исходящий пучок света в том случае, если источник света в виде геометрической точки точно помещен в ее фокусе. Однако вследствие сферической аберрации (рассеяния лучей) линза практически имеет два фокуса. Очевидно, что источник света, помещенный в один из фокусов, будет только часть лучей оформлять в виде параллельного пучка. Для уменьшения аберрации можно одну из поверхностей линзы сделать специального очертания (асферической), но изготовление ее в виду массив-ности и трудности шлифовки обходится дорого. С целью уменьшения массы линзы и облегчения производства А. Френель предложил выполнять ее ступенчатой. Такая линза образуется путем деления асферической поверхности на ряд концентрических кольцевых зон и смещения их в сторону фокуса вдоль оптической оси до сферического очертания. Так как преломляющие углы зональных поверхностей при этом сохраняют свои значения, то ступенчатая линза преломляет лучи аналогично массивной асферической и, кроме того, сокращает путь луча в массе стекла и потери световой энергии. Сочетание двух ступенчатых линз в оптике светофора, с одной стороны, дает на выходе пучок почти параллельных лучей, а с другой – уменьшает фокус системы с установленной в нем нитью накаливания. Чем ближе лампа к внутренней линзе, тем большая часть светового потока используется для сигнализации. Правильное положение ламподержателя относительно линз достигается фокусировкой линзового комплекта на заводе. Для улучшения видимости светофорных огней на кривых участках применяют отклоняющие вставки, которые разворачивают световой

Рис. 1.3. Схема линзового комплекта

пучок в одну или две стороны (указывается стрелкой на стекле). Рассеивание осуществляется за счет внутренней ребристой поверхности стекла вставки. Существуют односто-ронние вставки на 10, 20 и 30° и двусторонняя – 5/25°. При установке рассеивающих стекол мощность лампы должна быть увеличена.

Полная сборка светофора может содержать несколько линзовых комплектов в зависимости от потребности в сигнальных знаках. У карликовых светофоров светофорная головка крепится с помощью болтов непосредственно к железобетонному основанию, у мачтовых – с помощью двух кронштейнов к мачте.

Прожекторный светофор для получения трех сигнальных огней имеет одну оптическую систему со сменными светофильтрами (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Оптическая система прожекторного светофора

В фокусе Ф1 зеркального эллипсоидного рефлектора 1 (см. рис.1.4) помещается нить накала лампочки 2, в фокусе Ф2 двух бесцветных плосковыпуклых линз 4 и 5 – подвижная рамка со светофильтрами 3, перемещаемая с помощью сигнального механизма. Подвижная система сигнального механизма под действием противовесов устанавливается в среднем положении, при котором в фокусе Ф2 находится красный светофильтр. В зависимости от направления тока в катушке сигнального механизма рамка 3 занимает одно из крайних положений, и в фокусе системы располагается желтый или зеленый светофильтр.

В прожекторном светофоре применяется оптическая система, требующая меньшей мощности лампы для получения необходимой силы света, однако прожекторный светофор значительно сложнее по конструкции и менее надежен в эксплуатации. Опыт использования прожекторных светофоров показал, что возможны случаи заклинивания рамки сигнального механизма, поэтому прожекторные светофоры сохраняются в основном при полуавтоматической блокировке (до модернизации устройств) как более экономичные на участках, не имеющих надежных источников электропитания.

В настоящее время на железнодорожном транспорте большое внимание уделяется энгергосберегающим и малообслуживаемым технологиям. В част-ности, особый интерес представляют светофоры, в которых вместо ламп используются светодиоды. Светодиодные светофоры красных огней уже нашли применение на железнодорожных переездах. Разработаны и проходят опытную эксплуатацию светодиодные комплекты основных сигнальных цветов (зеленого, желтого, красного, синего и белого), установленные на светофорах магистральных линий и станций. Конструктивно сигнальный комплект оформлен в виде корпуса с линзой Френеля, внутри которого размещены светодиоды, обеспечивающие необходимую цветовую окраску светового потока. Испытания показали, что светодиоды достаточно надежны, обеспечивают дневной и ночной режимы, видимость сигнальных огней на прямых участках значительно выше нормативной, а на кривых участках не требуется отклоняющей вставки.
В настоящее время на базе светодиодов пока не удается обеспечить светомаскировочный режим, однако имеющийся опыт свидетельствует о перспективности новой светотехники.

1.2. Порядок выполнения работы

1) По данным методическим указаниям уяснить основы сигнальной светотехники.

2) Изучить по лабораторным образцам оптическую систему линзового светофора и его конструктивное оформление. Начертить эскиз мачтового светофора.

3) Ознакомиться с порядком замены светофорных ламп, изложенном в Инструкции по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки ЦШ-4616 (выдается на лабораторном занятии). Научиться вставлять лампу в патрон лабораторного образца линзового светофора и снимать ее.

4) Изучить по лабораторному макету конструкцию прожекторного светофора.

5) Ознакомиться с конструкцией светодиодного модуля, представленного на рабочем месте.

1.3. Содержание отчета

1) Эскизы оптических систем линзового и прожекторного светофоров, их краткое описание.

2) Эскиз мачтового светофора, представленного в лаборатории, с указанием его конструктивных элементов.

3) Ответы на контрольные вопросы.

1.4. Контрольные вопросы

1) В чем заключаются преимущества и недостатки линзового и прожекторного светофоров?

2) Чем объясняется выбор красного цвета в качестве запрещающего?

3) Для чего у светофоров применяются черные фоновые щиты?

4) С какой целью над линзовым комплектом устанавливается козырек?

5) Чем обосновано применение в светофорах лампы с точечной нитью накаливания?

6) Какие последствия в спектральном составе светового потока вызывает изменение напряжения на лампе светофора?

Лабораторная работа 2

ИНТЕРВАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Ц е л ь р а б о т ы: уяснить основы интервального регулирования движения поездов (ИРДП), освоить методику определения мест установки проходных светофоров.

2.1. Основные сведения

Первоочередной задачей обеспечения безопасности железнодорожного движения является исключение столкновений подвижных единиц. На железных дорогах траекторию движения поезда однозначно определяет рельсовая колея, исключающая возможность разъезда идущих вслед или навстречу по одному и тому же пути поездов. В связи с этим системы регулирования движения поездов должны строго устанавливать допустимый интервал безопасного следования поездов в попутном направлении и исключать возможность встречного движения поездов по одному и тому же пути.

Вся железнодорожная сеть разделяется на перегоны и станции. Перегонами называется часть железнодорожной линии, ограниченная смежными раздельными пунктами (станциями, разъездами, обгонными пунктами), имеющими пути размещения, обгона или скрещения поездов. Части перегонов, ограниченные проходными светофорами,относящимися к одному направлению движения, или проходным светофором и станцией (входным иливыходным светофором), называются блок-участками.

В общем случае технический комплекс ИРДП состоит из трех подсистем: перегона, станции и участка. Система ИРДП перегона должна регулировать интервал попутного следования поездов и исключать возможность встречного, лобового их движения. При автоматическом действии система ИРДП перегона работает независимо от ИРДП станции и участка и управляет проходными светофорами в соответствии с информацией, получаемой от путевых датчиков перегона.

Система ИРДП станции должна исключить движение поезда, если ему не установлен маршрут. Система ИРДП станции обычно работает в полуавтомати-ческом режиме, поскольку выбор маршрута и перевод стрелок для его реализации осуществляются с участием дежурного по станции (ДСП), он же управляет входными и выходными светофорами, которые работают в полуавтоматическом режиме: открываются они ДСП, а закрываются от воздействия поездов на станционные путевые датчики.

Поскольку системы ИРДП перегонов и станций строятся на различных принципах, между ними должны включаться устройства сопряжения. На базе систем ИРДП перегонов и станций могут создаваться централизованные системы ИРДП участка. При этом системы ИРДП перегона будут работать независимо и передавать в систему ИРДП участка информацию о приближении поездов к станциям и удалении их от станций через устройства сопряжения. Весь комплекс ИРДП участка может быть переведен на автоматический режим после введения автоматического опознавания номеров поездов и системы участкового автодиспетчера АДУ с использованием ЭВМ.

По мере увеличения интенсивности и скорости движения поездов непрерывно развивались и совершенствовались системы ИРДП. На первых железных дорогах при небольшой скорости и низкой интенсивности движения поездов частота их следования между станциями регулировалась временными интервалами. В связи с увеличением интенсивности движения стало необходимым применение для регулирования движения поездов постоянных путевых сигналов, позволяющих перейти к разграничению поездов пространством и повысить безопасность их движения. Дальнейшее увеличение скорости движения потребовало во второй половине XX в. разработки полуавтоматической блокировки (ПАБ), при которой путевые сигналы стали замыкаться в заграждающем положении на все время, пока ограждаемый ими участок занят поездом. На однопутных участках применялась также неавтоматическая система ИРДП в виде электрожезловой системы (ЭЖС), правом на занятие перегона при которой являлся жезл данного перегона.

Появление в начале XX в. путевых датчиков непрерывного типа – рельсовых цепей (РЦ) – привело к применению путевой автоматической блокировки (АБ) с автоматическими действующими проходными сигналами.

В разработке систем ИРДП определяющим фактором является заданная интенсивность движения поездов, выраженная во временном интервале, который в результате тяговых расчетов выражается пространственно длиной каждого блок-участка на перегоне.

При полуавтоматических системах перегонных ИРДП минимальный
пространственный интервал может быть равен длине межстанционного перегона. Пространственный интервал следования поездов по станции определяется длиной станционных путей и марками крестовин стрелочных переводов.

Максимальная пропускная способность участка будет достигнута в том случае, если временные расчетные перегонные и станционные «интервалы» будут согласованы между собой. Одним из эффективных средств уменьшения станционных «интервалов» является увеличение скорости проследования поездов по станциям за счет применения стрелочных переводов с пологими марками крес-товины (1/18 и 1/22).

Под определением «путевая автоматическая блокировка» понимают систему устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающую такую организацию движения, при которой поезда разделяются на перегоне
пространственными интервалами – блок-участками длиной, рассчитанной по заданному временному интервалу между поездами, а правом на занятие поездом отдельного блок-участка служит разрешающее показание постоянного автоматически действующего устройства – светофора.

Для расстановки светофоров автоблокировки проводят тяговые расчеты по уравнению движения поезда. На основании расчетов определяют значение скорости движения поезда на разных элементах профиля пути, время хода по перегонам, условия и результаты торможения. Используя данные тяговых расчетов, строят кривые скорости и времени хода поезда по перегонам и станциям, по которым производят расстановку светофоров автоблокировки. Наибольшее применение получил способ расстановки светофоров по кривой скорости и нанесением на нее засечек времени.

Исходные данные при расстановке светофоров:

на магистральных участках при трехзначной сигнализации расчетным является грузовой поезд наибольшего веса, на пригородных участках при трех- и четырехзначной сигнализации – пригородный поезд, имеющий меньшие вес и скорость по сравнению с поездами дальнего следования;

расчетная длина грузового поезда на магистральных линиях при трехзначной сигнализации принимается 850, 1050 или 1250 м;

при трехзначной сигнализации разграничение поездов делается тремя блок-участками, а при четырехзначной – четырьмя;

длина блок-участка при трехзначной системе сигнализации должна быть не менее длины тормозного пути, определенного для данного места пути при полном служебном торможении и максимальной реализуемой скорости, а на участках, оборудованных автоматической локомотивной сигнализацией, – не менее длины тормозного пути при экстренном торможении с учетом времени срабатывания автостопа, но не менее 1000 м. Максимальная длина блок-участка допускается до 2600 м, а длина предвходных блок-участков – не более 1500 м.

В настоящее время принята следующая система нумерации проходных светофоров: все светофоры нечетного направления данного перегона, начиная со станции приема, нумеруют нечетными возрастающими цифрами – 1, 3, 5…, в четном направлении со стороны станции приема – четными возрастающими цифрами – 2, 4, 6…. Такая нумерация дает возможность машинисту поезда по мере убывания номеров светофоров ориентироваться о приближении поезда к станции и принимать своевременные меры для торможения поезда.

При расстановке сигналов для определения времени интервала между поездами производят засечки времени на кривой скорости. Засечки наносят с помощью вспомогательного треугольника времени (рис. 2.1, а).

Рис. 2.1. Последовательность нанесения засечек времени

на кривой скорости с помощью треугольника

Высота треугольника соответствует значению максимальной скорости, а основание – длине пути, проходимого за 1 мин. Размеры основания и высоту треугольника подбирают таким образом, чтобы раствор угла треугольника в принятых масштабах представлял время, равное 1 мин. Свойство треугольника таково, что если его наложить на кривую скорости (рис. 2.1, б), пересекающую в точках а, б или в, г его боковые стороны, и спроектировать эти точки на основание треугольника, то раствор угла между полученными точками а ’, б ’или в ’, г ’будет представлять путь, пройденный поездом за 1 мин. Для отсчета долей минуты основание треугольника делят на 10 равных частей и полученные точки соединяют с вершиной треугольника. Порядок нанесения на кривой скорости засечек времени, начиная с первой минуты, показан на рис. 2.1, в. Треугольник располагают основанием вверх строго параллельно оси пути так, что его вершина Осовмещается с началом кривой скорости. Полученная при пересечении стороны ОБс кривой скорости точка 1 дает засечку первой минуты движения поезда. Затем треугольник передвигают вправо так, чтобы его сторона ОА
совмещалась с засечкой первой минуты. Тогда пересечение стороны ОБс кривой скорости даст засечку второй минуты. Передвигая треугольник подобным образом, наносят минутные засечки времени на кривой скорости по всему перегону.

Расстановка светофоров по кривой скорости для примерного перегона показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема расстановки светофоров по кривой скорости

На кривой скорости с помощью треугольника наносим минутные засечки времени по всему перегону. Принимая интервал между центрами тяжести попутно следующих поездов равным 8 мин и расчетную длину поезда 850 м, первоначально расстанавливаем сигналы серии I. Отсчитав по засечкам времени
8 мин, определяем точку а, соответствующую центру поезда № 1. Через данную точку проводим линию, перпендикулярную линии пути, и от нее откладываем назад половину длины поезда так, чтобы определить положение хвоста поезда и место установки светофора № 5серии I. Для определения места установки второго светофора серии I необходимо иметь в виду, что когда поезд № 1удалится от светофора № 5по времени на 8 мин, перед этим светофором будет находиться голова поезда № 2. Так как центры поездов смещены один от другого на
8 мин, то прежде всего находим центр поезда № 2. Для этого от оси светофора № 5откладываем назад половину длины поезда и по кривой скорости находим точку в (6,8 мин). От этой точки, передвигая треугольник вправо, отсчитываем 8 мин и находим точку, в которой будет находиться центр поезда № 1вмомент нахождения поезда № 2перед светофором № 5. Снося найденную точку на линию пути и откладывая назад половину длины поезда находим место установки второго светофора серии I. Второй светофор серии I на рис. 2.2 не показан, так как место его размещения приходится на следующий перегон. Дальнейшее определение мест установки светофора серии I проводим аналогично.

Так как поезда всегда должны быть разграничены тремя блок-участками, то между выходными светофорами станции и первым светофором серии I, а также между светофорами серии I должны быть светофоры серий II и III. Для установки первых светофоров серий II и III время хода поезда от выходного светофора до первого светофора серии I делят на три равные части. Тогда точки раздела будут местами расположения первых светофоров серий II и III. В рассматриваемом случае выходной светофор стоит на ординате, соответствующей засечке времени 1,7 мин (точка е), а первый светофор серии I – на ординате
7,5 мин. Время хода поезда от выходного светофора до светофора № 5составляет 5,8 мин (7,5 – 1,7). Разделив 5,8 мин на три, получим интервал по засечкам времени между светофорами серий I и II, равный 1,9 мин. Вычитая полученный интервал 1,9 из ординаты 7,5, получим ординату точки г,равную 5,6 мин, где необходимо установить первый светофор № 7 серии II. Вычитая из ординаты 5,6 интервал 1,9, получим ординату точки д, равную 3,7 мин,в которой устанавливаем первый светофор № 9 серии III. Для определения места установки второго светофора серии III от светофора № 9откладываем назад половину длины поезда и находим точку ж,от которой вперед по кривой скорости откладываем 8 мин и находим точку и,соответствующую 10,9 мин. Точку и сносим на линию пути и откладываем назад половину длины поезда ,где и будет место установки второго светофора серии III. Места установки всех последующих светофоров серий II и III находим аналогично.

При расстановке светофоров необходимо учитывать следующее:

светофоры должны устанавливаться на прямых участках пути или в начале кривых, при установке светофоров в кривой необходимо выбирать место его установки из условий лучшей видимости сигнальных показаний;

при наличии выемок светофоры устанавливают с таким расчетом, чтобы выемки не ухудшали видимость сигналов;

при наличии тоннелей и больших мостов светофоры, как правило, располагают перед искусственными сооружениями или за ними на расстоянии не менее максимальной длины поезда;

на пригородных участках светофоры устанавливают, как правило, за платформами по ходу поезда остановочных пунктов для удобства посадки и высадки пассажиров в случае остановки поезда у закрытого светофора;

при необходимости установки светофора на тяжелом профиле их снабжают условно-разрешительными сигналами.

По окончании расстановки светофоров проверяют соответствие полученных значений длины блок-участков принятым нормам и максимальным тормозным путям, определяемым при максимальной скорости пассажирского или грузового поезда. Расстановка светофоров должна проверяться по условию видимости их огней на всех элементах профиля перегона. Эта проверка делается комиссией в составе представителей отделения дороги и проектной организации по вехам. Вехи устанавливают на ординатах проектируемых светофоров. Окончательная ведомость установки светофоров оформляется актом, подписанным комиссией, и утверждается управлением дороги для составления проекта автоблокировки.

2.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с расстановкой светофоров на участках лабораторного макета.

2) Наблюдать смену сигнальных показаний при движении поезда и по внешним признакам охарактеризовать системы ИРДП на участках лабораторного макета.

3) Выполнить расстановку светофоров по кривой скорости для своего варианта (приложение) согласно изученной методике.

2.3. Содержание отчета

1) Характеристики систем ИРДП на участках макета.

2) План установки светофоров по кривой скорости на перегоне с краткими пояснениями.

3) Ответы на контрольные вопросы.

2.4. Контрольные вопросы

1) Чем различаются системы ИРДП станций и перегонов между собой?

2) Как можно уменьшить станционные интервалы?

3) В чем заключаются основные недостатки электрожезловой системы?

4) В чем заключаются преимущества применения пространственных интервалов вместо временных в системах ИРДП?

5) В чем заключается принцип построения вспомогательного треугольника времени?

Лабораторная работа 3

СИГНАЛЬНАЯ ТОЧКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ

Ц е л ь р а б о т ы: изучить принципы размещения аппаратуры сигнальной точки автоматической блокировки и особенности ее технической эксплуатации.

3.1. Основные сведения

Совокупность устройств, обеспечивающих работу светофора АБ и
пространственно располагающихся рядом с ним, называют сигнальной установкой или сигнальной точкой. Аппаратура сигнальной точки АБ располагается в релейных шкафах (РШ), путевых коробках или непосредственно на пути в соответствии с требованиями габарита приближения строений. Наибольшее распространение на железных дорогах России получила АБ числового кода (АБК). В состав аппаратуры сигнальной точки АБК входят релейный и питающий концы РЦ, аппаратура расшифровки и выбора кода, контроля и управления огнями светофора.

Релейный шкаф типа ШРУ предназначен для размещения в нем приборов автоблокировки и переездных устройств и имеет три двери: лицевую, монтажную и кабельного отсека. Размеры шкафа 920 × 600 × 1700 мм. В РШ помещены две рамы статива для установки штепсельной аппаратуры и клеммные панели для разделки кабеля. Каждая рама статива рассчитана для установки девяти рядов реле типа НМШ по семь мест в ряду. Вместо двух рядов реле НМШ можно разместить один ряд реле НШ. Нештепсельную аппаратуру располагают на дне шкафа. Для снижения влияния вибрации от движения поездов рамы стативов крепятся на пружинных амортизаторах. Снаружи релейные шкафы окрашивают серой масляной краской или нитроэмалевой алюминиевой краской.

При необходимости на соответствующих местах реле НМШ и НШ можно располагать и другую штепсельную аппаратуру. В случае большого числа нештепсельных приборов их можно размещать на съемной полке релейного шкафа, которая ставится вместо рядов реле НМШ. Число снимаемых рядов зависит от высоты нештепсельных приборов. На левой боковой стенке шкафа имеется панель для размещения 27 регулируемых резисторов и резисторов типа ПЭ. При необходимости указанные резисторы можно закреплять на плате вместо штепсельных реле. Резисторы типа МЛТ и диоды устанавливают только на штепсельном месте.

В нижней части кабельного отсека отведено место для двадцатипарного бокса, на котором разделывается отпай от магистрального кабеля связи. По обе стороны бокса может быть установлено до 20 штук двуштырных клемм для размещения на них разрядников типа РВНШ-250, выравнивателей и предохранителей.

Шкаф ШРУ оборудован электрообогревом, автоматическое включение и выключение которого производит термодатчик типа ДТКБ-49. Контакт этого датчика включен в цепь первичной обмотки трансформатора обогрева типа СОБС-2Г. Датчик температуры включает подогрев при температуре
(–10 ± 3)°С и выключает его при температуре (–2 ± 2) °С. Обогрев осущест-вляется с помощью двух блоков, в которых помещены по восемь резисторов типа С5-35В.

Внутри шкаф освещается тремя электрическими лампочками 25 Вт,
220 В. Для подключения паяльника, переносной лампы или других электрических приборов в шкафу имеется три розетки.

Пример комплектовки РШ сигнальной установки типа О двухпутной АБК показан на рис. 3.1.

Все приборы штепсельного типа установлены на раме статива, нештепсельная аппаратура размещена на полках внизу шкафа. Полки и ряды статива пронумерованы снизу вверх от 0 до 9, а приборы на раме статива в каждом ря-ду – слева направо от 1 до 7. Нулевой ряд разделен на два ряда – 01 и 02. Приборы рядов 01 пронумерованы 011, 012 до 015; ряда 02 – 021, 022 до 026. На нулевой полке ряда 01 размещены фильтр типа ФП-25 (011), преобразователь частоты ПЧ 50/25 (012), резистор ДПR (013), конденсаторный блок ДПК (014), дополнительный преобразователь частоты ДПЧ (015). На нулевой полке ряда 02 расположены трансформатор для обогрева ОТ (021); сигнальный трансформатор С (022) для питания ГКШ; конденсатор КПЧ (023), подключаемый к преобразователю ПЧ (012); конденсаторный блок ПК (024); резистор ПR (025); конденсатор ДКПЧ (026), подключаемый к преобразователю ДПЧ (015). Над полкой ряда 02 помещены обогревающие резисторы 0₁, 0₂ и штепсельная розетка (ш. р.) 3. На полке первого ряда установлены кодовый путевой трансмиттер (КПТ) (11), путевой трансформатор П (12) питающего конца РЦ, релейный трансформатор РЦ Р (13). Второй ряд статива снят для возможности размещения аппаратуры на полке первого ряда. Третий и десятый ряды рамы статива не заняты. Седьмой ряд статива снят для возможности установки аппаратуры шестого ряда. Свободные места в рядах закрещены.

Для удобства выполнения работ по графику технического обслуживания и поиска отказов организована измерительная панель.

Основной целью технического обслуживания является предупреждение возникновения неисправностей, которые могли бы привести к нарушению нормальной работы устройств АБ. Техническое обслуживание осуществляется путем периодических проверок в соответствии с техническими нормами.

Смена ламп для проходных светофоров двух- и многопутных перегонов с трех- и четырехзначной сигнализацией производится один раз в шесть недель, для светофоров однопутных перегонов с трехзначной сигнализацией – один раз в девять недель. При применении двухнитевых светофорных ламп срок их смены увеличивается вдвое.

Измерение напряжения на путевых реле и питающих концах РЦ на перегоне производится один раз в шесть недель. Состояние штепсельных розеток, установленных в РШ, проверяется два раза в год со стороны монтажа. Напряжение на выпрямителях ячеек кодовой автоблокировки необходимо измерять один раз в шесть недель. Если измеренные значения параметров не соответствуют установленным, то ячейку следует заменить. Приборы заменяются только в свободное от движения поездов время без прекращения действия автоблокировки.

3.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с конструкцией проходного светофора и разделкой кабеля в его кабельной муфте.

2) Ознакомиться с особенностями монтажа различных приборов в РШ лабораторного макета.

3) Проанализировать наполняемость РШ приборами, определить, сколько и каких приборов можно еще поместить в РШ.

4) Наблюдать смену показаний светофоров перегона на панели двери РШ при имитации проследования поезда.

5) Начертить схему комплектовки РШ лабораторного макета (образец –рис. 3.1), обосновать оптимальность расположения приборов в РШ или предложить аргументированную перестановку приборов.

3.3. Содержание отчета

1) Результаты анализа наполняемости РШ.

2) Таблица с результатами показаний светофоров при проследовании поезда по перегону.

3) Схема комплектовки РШ с обоснованием расположения приборов.

4) Ответы на контрольные вопросы.

3.4. Контрольные вопросы

1) Какие факторы влияют на выбор места расположения различных приборов на полках в РШ?

2) Чем обеспечивается поддержание температурных условий в РШ?

3) Как приборы РШ защищены от вибрации?

4) Сколько полок для размещения нештепсельной аппаратуры задействовано в РШ лабораторного макета?

5) Для чего предназначен конверт на внутренней стороне передней дверцы РШ?

Библиографический список

1. Сороко В. И. Автоматика, телемеханика, связь и вычислительная техника на железных дорогах России: Энциклопедия / В. И. Сороко,
В. М. Кайнов, Д. К. Гурам. М.: Планета, 2006. Т. 1. 736 с.

2. Перегонные устройства автоблокировки: Техн. решения / ГУП ВНИИАС МПС России. М., 1999. 46 с.

3. Виноградова В. Ю. Автоблокировка и переездная сигнализация / В. Ю. Виноградова. М.: Маршрут, 2003. 19 с.

4. Правила технической эксплуатации железных дорог РФ (ПТЭ). М.: Техинформ, 2002. 189 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Кривые скорости для расстановки светофоров

Вариант 1