ЕТАПИ РОЗВИТКУ Станційні систем автоматики і телемеханіки
До технічних засобів того часу ставилися різного роду механічні системи, що містять шляхові пристрої контролю положення стрілок, вільності траси маршруту, сигналізації і встановлювані в приміщеннях чергового по станції або стрілочника апарати контролю правильності приготування маршруту.
Найбільш поширеним пристроєм контролю та замикання стрілок, а також семафорних перекладних верстатів були стрілочні замки системи Мелентьєва, які застосовуються по теперішній час. Згідно з Правилами технічної експлуатації залізниць України (ПТЕ) стрілочні замки повинні допускати вилучення з них контрольного ключа тільки при замкненій стрілці і замикати стрілку тільки в положенні, зазначеному на вийнятим із замку ключі (плюсове або мінусове) при зазорі між притиснутим вістряком і рамною рейкою менше 4 мм. Сигнальні контрольні замки не повинні допускати витяг ключа при відкритому семафорі. Замикання стрілки виконується одним з двох встановлюються замків (плюсової або мінусовою), які спеціальної гарнітурою кріпляться на рамному рейці стрілки. Замикаючий стрижень (ригель) замкненого замку входить у виріз замикаючої смуги, виключаючи переміщення вістряків стрілки. Поворот ключа за годинниковою стрілкою піднімає ригель, який відмикає стрілку. Борідка ключа заходить за виріз у кришці замку, і витягти ключ стає неможливим. Вирізи замикаючої смуги зміщені на довжину ходу вістряків стрілки, тому стрілку можна замкнути тільки тим замком, під ригелем якого знаходиться виріз, і винести відповідний ключ. Під ригелем іншого замку в цьому випадку розташовується суцільна (без вирізу) частину замикаючої смуги, тому замкнути цей замок і витягти ключ неможливо.
Для відмикання стрілки необхідно вкласти і повернути ключ у замкненому замку. У момент переведення стрілки під цей замок переміщається суцільна частина смуги, що виключає замикання замку і витяг ключа. При зазорі між вістряком і рамною рейкою менше 4 мм під іншим замком знаходиться виріз замикаючої смуги, що дозволяє замкнути замок і витягти ключ.
На кожній стрілці встановлюється певна серія замків, тому відімкнути стрілку ключем від іншого замку неможливо. У той же час вилучений ключ вказує, що дана стрілка знаходиться у відповідному, зазначеному на ключі, положенні і зачинено. Наявність відповідних ключів від всіх стрілок, що входять у маршрут прямування поїзда, забезпечує контроль правильної установки і замикання стрілок у заданому маршруті.
Сигнальні замки мають ту ж конструкцію, що і стрілочні, але пристосовані для кріплення на семафорних лебідках.
Стрілочні та сигнальні замки Мелентьєва знайшли застосування в різних системах маршрутно-контрольних пристроїв (МКУ), деякі з них експлуатуються до цих пір.
Широке поширення на мережі залізниць МШС отримали МКУ системи Наталевіча, які забезпечують контроль правильності приготування маршруту і замикання стрілок замками Мелентьєва, виключення одночасної установки ворожих маршрутів і оброблення маршруту стрілочником лише з дозволу чергового по станції.
У приміщенні чергового встановлюється розпорядчий апарат МКУ, який має по одному блок-механізму (електрозамок) на горловину станції, що лежить на одноколійній лінії, і декілька маршрутних рукояток - по одній маршрутної рукоятці на два маршрути. На кожному стрілочному посаді встановлюється централізаторів - виконавчий апарат з одним блок-механізмом, маршрутними та сигнальної рукоятками, стрілочними і сигнальними замками. Приймання поїздів на станцію здійснюється за вхідними семафора, а відправлення - при врученні машиністу жезла відповідного перегону.
Черговий по станції, отримавши доповідь стрілочника про готовність маршруту, натискає клавішу блок-механізму розпорядчого апарату і, обертаючи рукоятку індуктора, посилає струм в послідовно з'єднані котушки блок-механізмів розпорядчого та виконавчого постів. Ригельний стрижень блок-механізму розпорядчого апарату переміщується і замикає повернену маршрутну рукоятку і рукоятки ворожих маршрутів. Ригельний стрижень блок-механізму стрілочного централізаторів звільняє сигнальну рукоятку.
Стрілочник повертає сигнальну рукоятку, переміщається пов'язана з нею в ящику залежності лінійка, яка замикає маршрутні рукоятки і дозволяє повернути і вилучити із замку ключ від сигнальної лебідки семафора. Поворот у замку сигнального ключа замикає сигнальну рукоятку в повернутому положенні. Далі стрілочник відмикає сигнальну лебідку і відкриває семафор. При цьому ключ виявляється замкненим. Після прибуття поїзда на станцію стрілочник закриває семафор, дістає ключ із замка лебідки і повертає його в замку централізаторів, що дозволяє повернути в нормальне положення сигнальну рукоятку, яка знімає замикання з маршрутних рукояток.
Після доповіді стрілочника про прибуття поїзда черговий по станції дає розпорядження про розмикання маршруту і натискає спеціальну кнопку в апараті. Одночасно стрілочник обертає рукоятку індуктора, в результаті чого замикається ригелями сигнальна рукоятка і звільняється маршрутна, поворот якої у вихідне положення звільняє рукоятку напрямки. У розпорядчому апараті в цей час звільняється повернена маршрутна рукоятка.
Недоліком системи МКУ Наталевіча є відсутність об'єктивного контролю вільності маршруту технічними засобами. Тому не виключається ймовірність встановлення маршруту на зайнятий, наприклад, приймально-відправні шлях через помилкових дій персоналу. Тому надалі пристрої МКУ доповнили пристроями контролю фактичного місцезнаходження поїзда - електричними рейковими ланцюгами, а замість семафорів стали застосовувати світлофори. Зазнали конструктивні зміни розпорядчі та виконавчі апарати, відповідність положень маршрутних і сигнальних рукояток виконавчого і розпорядчого апаратів стало перевірятися електрично, з'явилися табло, що відображають лампочками місцезнаходження поїзда на станції і прилеглих перегонах, а також релейна апаратура
рейкових ланцюгів і світлофорів, що вводиться в залежність з електромеханічними пристроями контролю положення і замикання стрілок. Була розроблена електроключевая залежність між стрілками і сигналами, в якій реалізувалися наступні принципи:
1) світлофори нормально знаходяться в забороняючому положенні і відкриваються після включення сигнальних реле поворотом рукоятки на пульті управління з перевіркою правильності встановлення та замикання стрілок у маршруті стрілочними централізаторів, вільності входять у маршрут стрілочних ділянок шляхів прийому або блок-ділянок релейними схемами рейкових кіл, а також перевіркою відсутності ворожих маршрутів маршрутними рукоятками розпорядчого апарату;
2) після використання маршруту світлофори автоматично закриваються; можливість їх самовільного (без участі чергового по станції) вторинного відкриття після використання заданого маршруту виключається релейними протівоповоротнимі залежностями. Будь-який світлофор може бути закритий установкою сигнальної рукоятки в нормальне положення або натисканням спеціальної кнопки на стрілочному централізаторів;
3) заняття рухомим складом приймально-відправної колії, стрілочних ділянок, ділянок видалення і наближення, а також стан світлофорів контролюються в схемах токопрохождения маршрутних залежностей і відображаються на табло пульта управління відповідними лампочками;
4) електричні схеми маршрутів приймання та відправлення поїздів містять ланцюга включення сигнальних реле, в яких перевіряються всі маршрутні залежності і ланцюга включення ламп світлофорів і табло.
Маршрутно-контрольні пристрої та пристрої електроключевих залежностей відрізняються простотою і невисокою вартістю, вони відіграли велику роль у забезпеченні безпеки руху на станціях та в подальшому розвитку технічних засобів СЦБ.
2. Механічне та електричне централізація
При механічній централізації переведення стрілок і відкриття семафорів (світлофорів) здійснюється безпосередньо з поста керування - посту централізації - у зв'язку з чим, у порівнянні з МКУ, різко скорочується час на приготування маршруту, розрахунок пропускна здатність стрілочних горловин, що має велике значення для роботи середніх і великих станцій з великим обсягом маневрових пересувань, а також підвищується якість управління рухом, істотно зменшується кількість стрілочників, які працюють у важких і небезпечних умовах. управління
Рис.1.1 Схема управління об'єктами при механічній централізації: 1 - керуючий важіль; 2 - компенсатор, 3 - лінія передачі; 4 - привід рухом, істотно зменшується кількість стрілочників, які працюють у важких і небезпечних умовах.
Механічна централізація - це система важеля з гнучкими тягами, які прокладаються з поста керування до стрілок і семафори (рис.1.1). Гнучкі тяги виготовляються із сталевого дроту діаметром 5 мм і підтримуються роликами на опорах, а у вигинах траси на лінії робляться вставки з сталевого канатика.
Передача зусилля по лінії гнучких тяг можлива тільки при її натягу, що досягається за допомогою вантажів компенсатора 2. Щоб переклад важеля 1 не приводив до підйому одного вантажу і опусканню іншого, компенсатор 2 доповнюється стопорним механізмом у вигляді зубчастої рейки і затискним пристроєм, з'єднаним з обома вантажними важелями. При зміні температури середовища обидві тяги однаково подовжуються або коротшають, і вантажі переміщаються одночасно, чого зубчаста рейка не перешкоджає. Під час переведення стрілки натяг у тягах різна, тому один із затискачів стопорного механізму входить в зіткнення з зубами рейки і перешкоджає подальшому підйому вантажу. Всі зусилля, яке прикладається витрачається на переміщення тяг.
Розпорядчий апарат (рис.1.2, а) має станину 1, ящик механічних залежностей між маршрутами 2 і блок-апарат 3. В останньому встановлюються блок-механізми і індуктор, а на передній стінці - дзвінки, кнопки, електричні замичкі постійного і змінного струму. На відповідних осях ящиків залежності закріплюються маршрутні і сигнальні трипозиційні рукоятки. У нормальному стані маршрутні блок-механізми отблокіровани, сигнальні блок-механізми заблоковані, тому маршрутні рукоятки вільні і можуть повертатися для завдання маршрутів, сигнальні рукоятки замкнуті. Розташований на посту управління або в окремому в горловині станції будівлі виконавчий апарат (рис.1.2, б) має важільну станину 1, ящик залежності 2 і блок-апарат 3. На важільної станині встановлюються стрілочні і сигнальні важелі. Блок-апарат має маршрутні і сигнальні блок-механізми, блокувальний індуктор і викличні прилади. Маршрутні і сигнальні рукоятки виконавчих апаратів двопозиційні і нормально замкнуті.
При завданні маршруту черговий по станції переводить маршрутну рукоятку розподільного апарату і заблокіровивает маршрутний блок-механізм. При цьому маршрутна рукоятка замикається, маршрутно-затворний блок-механізм МЗ (рис.1.3) виконавчого апарату отблокіровивается, його стрижень піднімається вгору і звільняє маршрутну рукоятку.
Сигналіст виконавчого поста встановлює у відповідне положення стрілки, обладнані приводами-замикачем, переводить маршрутну рукоятку М, ніж замикає стрілочні важелі 1 і заблокіровивает маршрутний блок-механізм. При цьому маршрутна рукоятка замикається в перекладеному положенні і відповідно замикає важелі стрілок, що входять у встановлений маршрут. Рукоятки ворожих маршрутів замикаються замичкамі, аналогічними МКУ Наталевіча.
На розпорядчому посаді отблокіровивается сигнальний блок-механізм, його стрижень звільняє сигнальну рукоятку. Черговий по станції дає розпорядження про відкриття семафора, для чого переводить сигнальну рукоятку і заблокіровивает сигнальний блок-механізм. При цьому сигнально-затворний блок-механізм ВЗ на виконавчому посту отблокіровивается. При заблокіровиваніі сигнального блок-механізму на розпорядчому посаді його стрижень замикає сигнальну рукоятку в перекладеному положенні. На виконавчому апараті (див. рис.1.3) піднявся при отблокіровиваніі сигнально-затворного блок-механізму ригельний стрижень звільняє сигнальну рукоятку С. Сигналіст переводить останню і сигнальну лінійки, ніж відмикає сигнальна вісь.
Рис.2. Розпорядчий та виконавчий апарати
Рис.3. Схема взаімозамиканій на виконавчому посту
Під дією спіральної пружини сигнальна вісь повертається проти годинникової стрілки, а замикає стрижень виходить з вирізу на сигнальному важелі 2 і дозволяє відкрити семафор.
Дальність управління стрілками при механічній централізації 500, а семафорами - 1500 м. Тому в залежності від розмірів станції управління стрілками і сигналами може бути зосереджена на декількох постах.
Недоліком механічної централізації є наявність гнучких тяг, прокладаються по території станції, а також механічних залежностей. Тому в подальшому стали застосовувати електричні централізації стрілок і сигналів (ЕЦ).
Будь-яка система ЕЦ (рис.1.4) базується на трьох шляхових елементах: стрілочному електроприводі, рейкового кола і світлофорі. Стрілочний електропривід ЕП переводить стрілку у потрібне положення, контролює щільність притиснення вістряка до рамної рейки та здійснює замикання вістряків. Рейкова ланцюг РЦ контролює зайнятість стрілок і приймально-відправних шляхів, а світлофор З регулює рух. Від колійних елементів прокладаються з'єднувальні кабельні лінії на пост управління (пост ЕЦ), де розташовуються релейний і безконтактна апаратура Р, джерела живлення ІП та апарат управління АУ. За цих лініях проходять сигнали управління та контролю ЕЦ. На відміну від механічної в електричній централізації переведення стрілок за маршрутом і відкриття світлофорів з перевіркою всіх умов безпеки здійснюється використанням реле особливої конструкції або електронної апаратури.
Рис.4. Структурна схема релейного централізації з центральними залежностями і центральним харчуванням
При русі поїзда за маршрутом ця апаратура контролює його місцезнаходження і виключає можливість завдання ворожих маршрутів. Помилкові дії на пульті управління чергового по станції не можуть привести до небезпечних результатами, так як технічні засоби поста ЕЦ надійно їх блокують. У вихідному (нормальне) стан системи прилади (реле), що виконують функції контролю і замикання маршруту обтекаются струмом для того, щоб за будь-яких пошкодженнях (обриви, короткі замикання) система приводила в "загороджувальному" положення, при якому неможливо перевести стрілку і відкрити сигнал. З метою уникнення впливу сторонніх ЕРС на кабельні лінії застосовують двухполюсное відключення приладів від джерела їх харчування та інші способи захисту від небезпечних станів системи ЕЦ.
Незважаючи на спільність вирішуваних завдань на мережі доріг експлуатують системи прямого централізованого управління, що пояснюється специфічними особливостями станцій, які розрізняються призначенням, числом стрілок і розмірами руху. Тому економічно доцільно використовувати декілька систем ЕЦ, що розрізняються розміщенням апаратури, способами встановлення і розмикання маршрутів, конструктивним оформленням. У ЕЦ з центральним харчуванням всі прилади, що здійснюють блокувальні залежності, і джерела живлення розміщуються на посту ЕЦ, як правило, у вигляді окремого будинку, де встановлюється пульт управління. ЕЦ з місцевим харчуванням відрізняється від попередньої системи тим, що деяка частина апаратури та джерела живлення стрілочних електроприводів встановлюються у горловинах станції в релейних і батарейних шафах, і дороге будівлю поста ЕЦ не будують. Тому ця система знайшла застосування на малих станціях.
У межах станцій рух поїздів здійснюється за поїзним маршрутами прийому, передачі та відправлення, а також за маневровими маршрутами. Коли колійний розвиток горловини станції допускає кілька маршрутів, у яких однакові початок і кінець, розрізняють основний і варіантні маршрути. Основним маршрутом називається найкоротший шлях прямування рухомої одиниці до станції, що має найменшу кількість перетинів з іншими маршрутами і припускає найбільшу швидкість руху. Варіантні маршрути відрізняються від основних положенням стрілок.
Розглянемо приклад використання світлофорної сигналізації - осігналізованіе обгінні пункти зі стрілочними переводами марок 1 / 9 і 1 / 11 на ділянці з тризначної автоблокуванням для руху в непарній напрямку (рис.1.5).
Рис. 1.5 Схема сигналізації попереджувальними вхідними і вихідними світлофорами.
Жовтий вогонь на попереджувальному світлофорі 1 (рис.1.5, а) загоряється при червоному і миготливому місячно-білому (запрошенні) сигнальних показаннях вхідного світлофора Н. Світлофор 1 потяг може пройти з максимальною швидкістю, оскільки довжина блок-ділянки достатня для зупинки поїзда перед вхідним сигналом Н.
Жовтий миготливий вогонь (рис.1.5, б, в) на світлофорі 1 попереджає про те, що вхідний сигнал Н відкрито, але його дозволяється проїжджати із швидкістю не більше V1 = 40 км / год, оскільки поїзд приймається на станцію з відхиленням по стрілочних переводах . Це відбувається при прийманні поїзда на бокову колію ЗП або (за варіантному маршрутом) на головний шлях IП На вхідному світлофорі Н в цьому випадку горять два жовтих вогню, що вказують на необхідність його проходження зі швидкістю не більше V1. Причому безперервно горить верхній вогонь попереджає про те, що існуючий вихідний світлофор (Н1 або НЗ) закритий, а миготливий вогонь свідчить про відкриття цього світлофора.
Зелений вогонь (рис.1.5, г) на попереджувальному світлофорі 1 вказує на можливість проходження поїздом вхідного сигналу Я з максимальною швидкістю, що відповідає прийому поїзда на головну колію 1П без відхилення на стрілках. Вхідний світлофор Н сигналізує в цьому випадку одним верхнім жовтим безперервно горить вогнем при червоному вогні на вихідному світлофорі Н1.
На вхідному світлофорі Н загоряється верхній жовтий миготливий вогонь, якщо за вихідним світлофором Н1 передбачений варіантний маршрут відправлення поїзда, коли швидкість проходження вихідного світлофора не повинна перевищувати V = 40 км / ч. У цьому випадку вихідний світлофор Н1 сигналізує двома жовтими вогнями, з яких верхній горить безперервно при вільності однієї блок-ділянки автоблокування або "блимає" при вільності двох і більше блок-ділянок.
Зелений вогонь на вхідному світлофорі Н загоряється в тих випадках, коли допускається проходження поїздом вхідного і вихідного світлофорів з максимальною швидкістю. Це відповідає пропуску поїзда по головній колії станції без відхилення на стрілочних переводах. Жовтий вогонь вихідного світлофора Н1 попереджає про те, що наступний світлофор автоблокування закритий, а зелений про те що наступний світлофор має дозволяє сигнальне показання.
Необхідно відзначити, що при наскрізному пропуску поїзда (див. рис.1.5, б) по боковій колії ЗП відкритий вихідний світлофор НЗ сигналізує одним жовтим або зеленим вогнем, незважаючи на те, що поїзд за вихідним світлофором відхиляється на стрілках. Таке спрощення сигналізації не створює загрози безпеки руху з наступних причин. При русі на бокову колію машиніст знижує швидкість до вступу поїзда на стрілки вхідної горловини і підтримує її не більше 40 км / год до звільнення цих стрілок останнім вагоном складу. У таких умовах машиніст знає, що поїзд приймається на бокову колію і готовий до курсу зі зменшеною швидкістю по стрілках, розташованим за вихідним світлофором. При відсутності безупинного пропускання поїздів по боковій колії (рис.1.5, д) сигналізація здійснюється двома жовтими вогнями, з яких верхній миготливий на вхідному світлофорі не використовується.
Непарні поїзда приймаються на бокові колії 2Пі ЗП (рис.1.6) по стрілочних переводах з маркою хрестовини 1 / 18, що вказується однією зеленою смугою на вхідному сигналі М. Про можливості проходження світлофора Н в цьому випадку зі швидкістю 80 км / год сигналізує зелений миготливий вогонь попереджувального світлофора 1.
Поїзд, відправлений зі шляху 2П, проходить по стрілці з маркою хрестовини 1 / 18, тому в разі пропуску поїзда по дорозі 2П вхідний світлофор Н сигналізує зеленим миготливим і жовтими вогнями із зеленою смугою. При цьому зелений миготливий вогонь вказує машиністу на можливість проходження вихідного світлофора Н2 зі швидкістю v3 = 80 км / год, що дозволяє не встановлювати на світлофорі Н2 зелену смугу.
1. Маршрутно-контрольні пристрої
На ранніх етапах розвитку залізничного транспорту головна проблема забезпечення безпеки руху на станціях полягала в створенні таких умов їх роботи, при яких виключалися б зіткнення поїздів через помилкових дій персоналу, що організує пересування. Ці умови забезпечувалися простими технічними засобами станційної сигналізації, телефонного зв'язку та блокування, які надавали кожному пересуванню організаційний характер, контролюючи при цьому можливість реалізації тієї чи іншої команди з установки маршрутів та її фактичне виконання.До технічних засобів того часу ставилися різного роду механічні системи, що містять шляхові пристрої контролю положення стрілок, вільності траси маршруту, сигналізації і встановлювані в приміщеннях чергового по станції або стрілочника апарати контролю правильності приготування маршруту.
Найбільш поширеним пристроєм контролю та замикання стрілок, а також семафорних перекладних верстатів були стрілочні замки системи Мелентьєва, які застосовуються по теперішній час. Згідно з Правилами технічної експлуатації залізниць України (ПТЕ) стрілочні замки повинні допускати вилучення з них контрольного ключа тільки при замкненій стрілці і замикати стрілку тільки в положенні, зазначеному на вийнятим із замку ключі (плюсове або мінусове) при зазорі між притиснутим вістряком і рамною рейкою менше 4 мм. Сигнальні контрольні замки не повинні допускати витяг ключа при відкритому семафорі. Замикання стрілки виконується одним з двох встановлюються замків (плюсової або мінусовою), які спеціальної гарнітурою кріпляться на рамному рейці стрілки. Замикаючий стрижень (ригель) замкненого замку входить у виріз замикаючої смуги, виключаючи переміщення вістряків стрілки. Поворот ключа за годинниковою стрілкою піднімає ригель, який відмикає стрілку. Борідка ключа заходить за виріз у кришці замку, і витягти ключ стає неможливим. Вирізи замикаючої смуги зміщені на довжину ходу вістряків стрілки, тому стрілку можна замкнути тільки тим замком, під ригелем якого знаходиться виріз, і винести відповідний ключ. Під ригелем іншого замку в цьому випадку розташовується суцільна (без вирізу) частину замикаючої смуги, тому замкнути цей замок і витягти ключ неможливо.
Для відмикання стрілки необхідно вкласти і повернути ключ у замкненому замку. У момент переведення стрілки під цей замок переміщається суцільна частина смуги, що виключає замикання замку і витяг ключа. При зазорі між вістряком і рамною рейкою менше 4 мм під іншим замком знаходиться виріз замикаючої смуги, що дозволяє замкнути замок і витягти ключ.
На кожній стрілці встановлюється певна серія замків, тому відімкнути стрілку ключем від іншого замку неможливо. У той же час вилучений ключ вказує, що дана стрілка знаходиться у відповідному, зазначеному на ключі, положенні і зачинено. Наявність відповідних ключів від всіх стрілок, що входять у маршрут прямування поїзда, забезпечує контроль правильної установки і замикання стрілок у заданому маршруті.
Сигнальні замки мають ту ж конструкцію, що і стрілочні, але пристосовані для кріплення на семафорних лебідках.
Стрілочні та сигнальні замки Мелентьєва знайшли застосування в різних системах маршрутно-контрольних пристроїв (МКУ), деякі з них експлуатуються до цих пір.
Широке поширення на мережі залізниць МШС отримали МКУ системи Наталевіча, які забезпечують контроль правильності приготування маршруту і замикання стрілок замками Мелентьєва, виключення одночасної установки ворожих маршрутів і оброблення маршруту стрілочником лише з дозволу чергового по станції.
У приміщенні чергового встановлюється розпорядчий апарат МКУ, який має по одному блок-механізму (електрозамок) на горловину станції, що лежить на одноколійній лінії, і декілька маршрутних рукояток - по одній маршрутної рукоятці на два маршрути. На кожному стрілочному посаді встановлюється централізаторів - виконавчий апарат з одним блок-механізмом, маршрутними та сигнальної рукоятками, стрілочними і сигнальними замками. Приймання поїздів на станцію здійснюється за вхідними семафора, а відправлення - при врученні машиністу жезла відповідного перегону.
Черговий по станції, отримавши доповідь стрілочника про готовність маршруту, натискає клавішу блок-механізму розпорядчого апарату і, обертаючи рукоятку індуктора, посилає струм в послідовно з'єднані котушки блок-механізмів розпорядчого та виконавчого постів. Ригельний стрижень блок-механізму розпорядчого апарату переміщується і замикає повернену маршрутну рукоятку і рукоятки ворожих маршрутів. Ригельний стрижень блок-механізму стрілочного централізаторів звільняє сигнальну рукоятку.
Стрілочник повертає сигнальну рукоятку, переміщається пов'язана з нею в ящику залежності лінійка, яка замикає маршрутні рукоятки і дозволяє повернути і вилучити із замку ключ від сигнальної лебідки семафора. Поворот у замку сигнального ключа замикає сигнальну рукоятку в повернутому положенні. Далі стрілочник відмикає сигнальну лебідку і відкриває семафор. При цьому ключ виявляється замкненим. Після прибуття поїзда на станцію стрілочник закриває семафор, дістає ключ із замка лебідки і повертає його в замку централізаторів, що дозволяє повернути в нормальне положення сигнальну рукоятку, яка знімає замикання з маршрутних рукояток.
Після доповіді стрілочника про прибуття поїзда черговий по станції дає розпорядження про розмикання маршруту і натискає спеціальну кнопку в апараті. Одночасно стрілочник обертає рукоятку індуктора, в результаті чого замикається ригелями сигнальна рукоятка і звільняється маршрутна, поворот якої у вихідне положення звільняє рукоятку напрямки. У розпорядчому апараті в цей час звільняється повернена маршрутна рукоятка.
Недоліком системи МКУ Наталевіча є відсутність об'єктивного контролю вільності маршруту технічними засобами. Тому не виключається ймовірність встановлення маршруту на зайнятий, наприклад, приймально-відправні шлях через помилкових дій персоналу. Тому надалі пристрої МКУ доповнили пристроями контролю фактичного місцезнаходження поїзда - електричними рейковими ланцюгами, а замість семафорів стали застосовувати світлофори. Зазнали конструктивні зміни розпорядчі та виконавчі апарати, відповідність положень маршрутних і сигнальних рукояток виконавчого і розпорядчого апаратів стало перевірятися електрично, з'явилися табло, що відображають лампочками місцезнаходження поїзда на станції і прилеглих перегонах, а також релейна апаратура
рейкових ланцюгів і світлофорів, що вводиться в залежність з електромеханічними пристроями контролю положення і замикання стрілок. Була розроблена електроключевая залежність між стрілками і сигналами, в якій реалізувалися наступні принципи:
1) світлофори нормально знаходяться в забороняючому положенні і відкриваються після включення сигнальних реле поворотом рукоятки на пульті управління з перевіркою правильності встановлення та замикання стрілок у маршруті стрілочними централізаторів, вільності входять у маршрут стрілочних ділянок шляхів прийому або блок-ділянок релейними схемами рейкових кіл, а також перевіркою відсутності ворожих маршрутів маршрутними рукоятками розпорядчого апарату;
2) після використання маршруту світлофори автоматично закриваються; можливість їх самовільного (без участі чергового по станції) вторинного відкриття після використання заданого маршруту виключається релейними протівоповоротнимі залежностями. Будь-який світлофор може бути закритий установкою сигнальної рукоятки в нормальне положення або натисканням спеціальної кнопки на стрілочному централізаторів;
3) заняття рухомим складом приймально-відправної колії, стрілочних ділянок, ділянок видалення і наближення, а також стан світлофорів контролюються в схемах токопрохождения маршрутних залежностей і відображаються на табло пульта управління відповідними лампочками;
4) електричні схеми маршрутів приймання та відправлення поїздів містять ланцюга включення сигнальних реле, в яких перевіряються всі маршрутні залежності і ланцюга включення ламп світлофорів і табло.
Маршрутно-контрольні пристрої та пристрої електроключевих залежностей відрізняються простотою і невисокою вартістю, вони відіграли велику роль у забезпеченні безпеки руху на станціях та в подальшому розвитку технічних засобів СЦБ.
2. Механічне та електричне централізація
При механічній централізації переведення стрілок і відкриття семафорів (світлофорів) здійснюється безпосередньо з поста керування - посту централізації - у зв'язку з чим, у порівнянні з МКУ, різко скорочується час на приготування маршруту, розрахунок пропускна здатність стрілочних горловин, що має велике значення для роботи середніх і великих станцій з великим обсягом маневрових пересувань, а також підвищується якість управління рухом, істотно зменшується кількість стрілочників, які працюють у важких і небезпечних умовах. управління
Рис.1.1 Схема управління об'єктами при механічній централізації: 1 - керуючий важіль; 2 - компенсатор, 3 - лінія передачі; 4 - привід рухом, істотно зменшується кількість стрілочників, які працюють у важких і небезпечних умовах.
Механічна централізація - це система важеля з гнучкими тягами, які прокладаються з поста керування до стрілок і семафори (рис.1.1). Гнучкі тяги виготовляються із сталевого дроту діаметром 5 мм і підтримуються роликами на опорах, а у вигинах траси на лінії робляться вставки з сталевого канатика.
Передача зусилля по лінії гнучких тяг можлива тільки при її натягу, що досягається за допомогою вантажів компенсатора 2. Щоб переклад важеля 1 не приводив до підйому одного вантажу і опусканню іншого, компенсатор 2 доповнюється стопорним механізмом у вигляді зубчастої рейки і затискним пристроєм, з'єднаним з обома вантажними важелями. При зміні температури середовища обидві тяги однаково подовжуються або коротшають, і вантажі переміщаються одночасно, чого зубчаста рейка не перешкоджає. Під час переведення стрілки натяг у тягах різна, тому один із затискачів стопорного механізму входить в зіткнення з зубами рейки і перешкоджає подальшому підйому вантажу. Всі зусилля, яке прикладається витрачається на переміщення тяг.
Розпорядчий апарат (рис.1.2, а) має станину 1, ящик механічних залежностей між маршрутами 2 і блок-апарат 3. В останньому встановлюються блок-механізми і індуктор, а на передній стінці - дзвінки, кнопки, електричні замичкі постійного і змінного струму. На відповідних осях ящиків залежності закріплюються маршрутні і сигнальні трипозиційні рукоятки. У нормальному стані маршрутні блок-механізми отблокіровани, сигнальні блок-механізми заблоковані, тому маршрутні рукоятки вільні і можуть повертатися для завдання маршрутів, сигнальні рукоятки замкнуті. Розташований на посту управління або в окремому в горловині станції будівлі виконавчий апарат (рис.1.2, б) має важільну станину 1, ящик залежності 2 і блок-апарат 3. На важільної станині встановлюються стрілочні і сигнальні важелі. Блок-апарат має маршрутні і сигнальні блок-механізми, блокувальний індуктор і викличні прилади. Маршрутні і сигнальні рукоятки виконавчих апаратів двопозиційні і нормально замкнуті.
При завданні маршруту черговий по станції переводить маршрутну рукоятку розподільного апарату і заблокіровивает маршрутний блок-механізм. При цьому маршрутна рукоятка замикається, маршрутно-затворний блок-механізм МЗ (рис.1.3) виконавчого апарату отблокіровивается, його стрижень піднімається вгору і звільняє маршрутну рукоятку.
Сигналіст виконавчого поста встановлює у відповідне положення стрілки, обладнані приводами-замикачем, переводить маршрутну рукоятку М, ніж замикає стрілочні важелі 1 і заблокіровивает маршрутний блок-механізм. При цьому маршрутна рукоятка замикається в перекладеному положенні і відповідно замикає важелі стрілок, що входять у встановлений маршрут. Рукоятки ворожих маршрутів замикаються замичкамі, аналогічними МКУ Наталевіча.
На розпорядчому посаді отблокіровивается сигнальний блок-механізм, його стрижень звільняє сигнальну рукоятку. Черговий по станції дає розпорядження про відкриття семафора, для чого переводить сигнальну рукоятку і заблокіровивает сигнальний блок-механізм. При цьому сигнально-затворний блок-механізм ВЗ на виконавчому посту отблокіровивается. При заблокіровиваніі сигнального блок-механізму на розпорядчому посаді його стрижень замикає сигнальну рукоятку в перекладеному положенні. На виконавчому апараті (див. рис.1.3) піднявся при отблокіровиваніі сигнально-затворного блок-механізму ригельний стрижень звільняє сигнальну рукоятку С. Сигналіст переводить останню і сигнальну лінійки, ніж відмикає сигнальна вісь.
Рис.2. Розпорядчий та виконавчий апарати
Рис.3. Схема взаімозамиканій на виконавчому посту
Під дією спіральної пружини сигнальна вісь повертається проти годинникової стрілки, а замикає стрижень виходить з вирізу на сигнальному важелі 2 і дозволяє відкрити семафор.
Дальність управління стрілками при механічній централізації 500, а семафорами - 1500 м. Тому в залежності від розмірів станції управління стрілками і сигналами може бути зосереджена на декількох постах.
Недоліком механічної централізації є наявність гнучких тяг, прокладаються по території станції, а також механічних залежностей. Тому в подальшому стали застосовувати електричні централізації стрілок і сигналів (ЕЦ).
Будь-яка система ЕЦ (рис.1.4) базується на трьох шляхових елементах: стрілочному електроприводі, рейкового кола і світлофорі. Стрілочний електропривід ЕП переводить стрілку у потрібне положення, контролює щільність притиснення вістряка до рамної рейки та здійснює замикання вістряків. Рейкова ланцюг РЦ контролює зайнятість стрілок і приймально-відправних шляхів, а світлофор З регулює рух. Від колійних елементів прокладаються з'єднувальні кабельні лінії на пост управління (пост ЕЦ), де розташовуються релейний і безконтактна апаратура Р, джерела живлення ІП та апарат управління АУ. За цих лініях проходять сигнали управління та контролю ЕЦ. На відміну від механічної в електричній централізації переведення стрілок за маршрутом і відкриття світлофорів з перевіркою всіх умов безпеки здійснюється використанням реле особливої конструкції або електронної апаратури.
Рис.4. Структурна схема релейного централізації з центральними залежностями і центральним харчуванням
При русі поїзда за маршрутом ця апаратура контролює його місцезнаходження і виключає можливість завдання ворожих маршрутів. Помилкові дії на пульті управління чергового по станції не можуть привести до небезпечних результатами, так як технічні засоби поста ЕЦ надійно їх блокують. У вихідному (нормальне) стан системи прилади (реле), що виконують функції контролю і замикання маршруту обтекаются струмом для того, щоб за будь-яких пошкодженнях (обриви, короткі замикання) система приводила в "загороджувальному" положення, при якому неможливо перевести стрілку і відкрити сигнал. З метою уникнення впливу сторонніх ЕРС на кабельні лінії застосовують двухполюсное відключення приладів від джерела їх харчування та інші способи захисту від небезпечних станів системи ЕЦ.
Незважаючи на спільність вирішуваних завдань на мережі доріг експлуатують системи прямого централізованого управління, що пояснюється специфічними особливостями станцій, які розрізняються призначенням, числом стрілок і розмірами руху. Тому економічно доцільно використовувати декілька систем ЕЦ, що розрізняються розміщенням апаратури, способами встановлення і розмикання маршрутів, конструктивним оформленням. У ЕЦ з центральним харчуванням всі прилади, що здійснюють блокувальні залежності, і джерела живлення розміщуються на посту ЕЦ, як правило, у вигляді окремого будинку, де встановлюється пульт управління. ЕЦ з місцевим харчуванням відрізняється від попередньої системи тим, що деяка частина апаратури та джерела живлення стрілочних електроприводів встановлюються у горловинах станції в релейних і батарейних шафах, і дороге будівлю поста ЕЦ не будують. Тому ця система знайшла застосування на малих станціях.
У межах станцій рух поїздів здійснюється за поїзним маршрутами прийому, передачі та відправлення, а також за маневровими маршрутами. Коли колійний розвиток горловини станції допускає кілька маршрутів, у яких однакові початок і кінець, розрізняють основний і варіантні маршрути. Основним маршрутом називається найкоротший шлях прямування рухомої одиниці до станції, що має найменшу кількість перетинів з іншими маршрутами і припускає найбільшу швидкість руху. Варіантні маршрути відрізняються від основних положенням стрілок.
Розглянемо приклад використання світлофорної сигналізації - осігналізованіе обгінні пункти зі стрілочними переводами марок 1 / 9 і 1 / 11 на ділянці з тризначної автоблокуванням для руху в непарній напрямку (рис.1.5).
Рис. 1.5 Схема сигналізації попереджувальними вхідними і вихідними світлофорами.
Жовтий вогонь на попереджувальному світлофорі 1 (рис.1.5, а) загоряється при червоному і миготливому місячно-білому (запрошенні) сигнальних показаннях вхідного світлофора Н. Світлофор 1 потяг може пройти з максимальною швидкістю, оскільки довжина блок-ділянки достатня для зупинки поїзда перед вхідним сигналом Н.
Жовтий миготливий вогонь (рис.1.5, б, в) на світлофорі 1 попереджає про те, що вхідний сигнал Н відкрито, але його дозволяється проїжджати із швидкістю не більше V1 = 40 км / год, оскільки поїзд приймається на станцію з відхиленням по стрілочних переводах . Це відбувається при прийманні поїзда на бокову колію ЗП або (за варіантному маршрутом) на головний шлях IП На вхідному світлофорі Н в цьому випадку горять два жовтих вогню, що вказують на необхідність його проходження зі швидкістю не більше V1. Причому безперервно горить верхній вогонь попереджає про те, що існуючий вихідний світлофор (Н1 або НЗ) закритий, а миготливий вогонь свідчить про відкриття цього світлофора.
Зелений вогонь (рис.1.5, г) на попереджувальному світлофорі 1 вказує на можливість проходження поїздом вхідного сигналу Я з максимальною швидкістю, що відповідає прийому поїзда на головну колію 1П без відхилення на стрілках. Вхідний світлофор Н сигналізує в цьому випадку одним верхнім жовтим безперервно горить вогнем при червоному вогні на вихідному світлофорі Н1.
На вхідному світлофорі Н загоряється верхній жовтий миготливий вогонь, якщо за вихідним світлофором Н1 передбачений варіантний маршрут відправлення поїзда, коли швидкість проходження вихідного світлофора не повинна перевищувати V = 40 км / ч. У цьому випадку вихідний світлофор Н1 сигналізує двома жовтими вогнями, з яких верхній горить безперервно при вільності однієї блок-ділянки автоблокування або "блимає" при вільності двох і більше блок-ділянок.
Зелений вогонь на вхідному світлофорі Н загоряється в тих випадках, коли допускається проходження поїздом вхідного і вихідного світлофорів з максимальною швидкістю. Це відповідає пропуску поїзда по головній колії станції без відхилення на стрілочних переводах. Жовтий вогонь вихідного світлофора Н1 попереджає про те, що наступний світлофор автоблокування закритий, а зелений про те що наступний світлофор має дозволяє сигнальне показання.
Необхідно відзначити, що при наскрізному пропуску поїзда (див. рис.1.5, б) по боковій колії ЗП відкритий вихідний світлофор НЗ сигналізує одним жовтим або зеленим вогнем, незважаючи на те, що поїзд за вихідним світлофором відхиляється на стрілках. Таке спрощення сигналізації не створює загрози безпеки руху з наступних причин. При русі на бокову колію машиніст знижує швидкість до вступу поїзда на стрілки вхідної горловини і підтримує її не більше 40 км / год до звільнення цих стрілок останнім вагоном складу. У таких умовах машиніст знає, що поїзд приймається на бокову колію і готовий до курсу зі зменшеною швидкістю по стрілках, розташованим за вихідним світлофором. При відсутності безупинного пропускання поїздів по боковій колії (рис.1.5, д) сигналізація здійснюється двома жовтими вогнями, з яких верхній миготливий на вхідному світлофорі не використовується.
Непарні поїзда приймаються на бокові колії 2Пі ЗП (рис.1.6) по стрілочних переводах з маркою хрестовини 1 / 18, що вказується однією зеленою смугою на вхідному сигналі М. Про можливості проходження світлофора Н в цьому випадку зі швидкістю 80 км / год сигналізує зелений миготливий вогонь попереджувального світлофора 1.
Поїзд, відправлений зі шляху 2П, проходить по стрілці з маркою хрестовини 1 / 18, тому в разі пропуску поїзда по дорозі 2П вхідний світлофор Н сигналізує зеленим миготливим і жовтими вогнями із зеленою смугою. При цьому зелений миготливий вогонь вказує машиністу на можливість проходження вихідного світлофора Н2 зі швидкістю v3 = 80 км / год, що дозволяє не встановлювати на світлофорі Н2 зелену смугу.