1. Мікропроцесорні системи автоблокування. Мікропроцесорна система автоблокування АБ-ЧКЕ
Ця система розроблена для підвищення стійкості функціонування рейкового кола в умовах змінюється в широких межах опору ізоляції, підвищення надійності апаратури, перешкодозахищеності системи контролю станів рейкової лінії, зниження енерго-і матеріаломісткості, а також експлуатаційних витрат на утримання пристроїв.
Система АБ-ЧКЕ функціонально і електромагнітно сумісна з релейного автоблокуванням. На відміну від експлуатованої системи мікропроцесорний дешифратор АБ-ЧКЕ розрізняє кодові комбінації жовтого і зеленого вогнів і має сигнальні реле Ж, ЖЗ і 3. Це дозволяє реалізувати чотиризначну сигналізацію без додаткових пар кабелю і апаратури.
Конструктивно апаратна частина автоблокування АБ-ЧКЕ (мікропроцесорний шляхової приймач МПП-ЧКЕ) виконана у вигляді одного металевого блоку розмірами 230x330x270 мм і маса яких не перевищує 5 кг. На рамі блоку розміщуються знімні вузли, які в процесі експлуатації легко можна замінити. Маса типового елементу заміни (ТЕЗ) не перевищує 400 м. До складу ТЕЗ МПП-ЧКЕ входять джерело живлення, осередок запуску, схема контролю та два вузли центрального процесора.
Конструкція апаратури АБ-ЧКЕ дозволяє проводити модернізацію пристроїв, замінюючи апаратуру методом "шафа на шафу". МПП-ЧКЕ може бути встановлений в релейних шафах будь-якого типу або розміщений на стативах станційних систем централізації. Після заміни релейного системи на АБ-ЧКЕ заново виконувати регулювання рейкового кола не потрібно.
Блок мікропроцесорного колійного приймача включає в себе наступні функціональні вузли числової кодової автоблокування: БІ-ДА, БС-ДА, БК-ДА, КПТ-5 (КПТ-7); трансмітерну реле ТШ-65В і імпульсне колійне реле ІМВШ-110 або ІВГ. Подорожній приймач МПП-ЧКЕ виконаний на сучасній елементній базі - мікросхемах середнього ступеня інтеграції серії 1533 і мікропроцесорному комплекті 1821. Апаратура АБ-ЧКЕ розрахована на роботу при коливаннях температури навколишнього середовища від мінус 45 до плюс 65 ° С і відносній вологості повітря до 95%. Розрахункове середній час напрацювання на відмову 40 000 ч. Мікропроцесорний шляхової приймач є універсальним. Він розрахований для експлуатації на ділянках з електротягою постійного і змінного струму, а також автономними видами тяги; МПП-ЧКЕ має два режими роботи: трансляції і пріемопередачі сигналів. Як транслятор МПП-ЧКЕ можна використовувати в пристроях автоматичної переїзної сигналізації та електричної централізації для кодування станційних рейкових кіл. Режим та налаштування МПП-ЧКЕ на кодові комбінації, що формуються трансмітера КПТ-5 і КПТ-7, вибираються комутацією настроювальних перемичок.
У МПП-ЧКЕ процедури контролю стану рейкової лінії, демодуляції, декодування і формування сигналів виконані на програмному рівні. Корисний сигнал виявляється методом пошуку розладнання випадкового процесу. При розробці алгоритму виявлення враховувалися результати експериментальних досліджень статистичних характеристик дестабілізуючих факторів, що дозволяють компенсувати їх заважає вплив на функціонування системи КРЛ. Під розладнання розуміється стрибкоподібне зміна властивостей випадкового процесу.
Розрізняють позитивну і негативну розладнання. Стосовно до контролю станів рейкових ліній під позитивної розладнання розуміють стрибкоподібне зміна амплітуди сигналу контролю в момент звільнення рейкової лінії рухомим складом. Негативна розладнання полягає у стрибкоподібному зниженні амплітуди сигналу контролю, що відбувається під дією поїзного шунта або при порушенні цілісності рейкових ниток.
З рекурентних методів виявлення розладнання широке поширення знайшов алгоритм кумулятивних сум з відбиваючим екраном. Він являє собою модифікований послідовний аналіз Вальда. Правило виявлення розладнання будується на порівнянні на h-му кроці вирішальною статистики Sh c фіксованим порогом U пв.
(4.1)
де W 1 (Yh \ Q 2), Wo (Yh \ Q 1) - умовні щільності розподілу ймовірностей наявності сигналу з параметрами Q 2 і Q 1 у вибірці {Yh}; Q 1 - амплітуда сигналу на вході приймача в шунтовим, а Q 2 - у нормальному режимі; {'} + = max {О, Sh}.
Поріг U пв встановлюється виходячи з необхідної ймовірності правильного фіксування вільного стану рейкової лінії. Таким чином, якщо на h-му кроці виконується умова Sh U пв, приймається рішення про вільне і справному стані рейкової лінії. Якщо Sh <U пв, то справедливою вважається гіпотеза про зайняте або несправному стані лінії, і виконується наступне (h + 1) - ті спостереження. Якщо кумулятивна сума на довільному кроці негативна, то на наступному кроці її значення обнуляється, що у формулі (4.1) позначено (+).
Рис. Діаграма напруг на вході колійного приймача.
Рис. Діаграма вирішальною статистики.
Пояснимо роботу приймача, що реалізує алгоритм (4.1), на прикладі, коли рухомий склад звільняє рейкову лінію і відбувається перехід з шунтового режиму в нормальний (ріс.4.24).
У шунтовим режимі на вході вирішального пристрою приймача присутня суміш Y слабкого корисного сигналу з амплітудою 6 і перешкод n (t
): Yh = Q 1 + n (t
).
У цьому випадку значення функції Wo (Yh | Q 1) перевищують W 1 (Yh | Q 2), а логарифм відношення правдоподібності ln = внаслідок випадкового характеру перешкод n (t
) З однаковою ймовірністю приймає позитивні і негативні значення. Відповідно до алгоритму (4.1) негативні значення кумулятивної суми примусово обнуляються. Таким чином, в шунтовим режимі вирішальна статистика флуктуірует близько нульового значення (ріс.4.25).
У нормальному режимі на вході приймача діє суміш корисного сигналу високого рівня Q 2 і перешкоди. Значення функції W 1 (Yh | Q 2) у довільний h-й момент перевищують величину w 0 (Y | Q 1). і логарифм їх відносини завжди позитивний. У цьому випадку кумулятивна сума (4.1) з ростом номера кроку h безперервно зростає. Після підвищення вирішальною статистики sh порога розладнання U
приймач фіксує вільний стан рейкової лінії. Аналогічним чином приймач працює при переході з нормального режиму в шунтовий або контрольний.
Рішення про зміну режиму виноситься не відразу після стрибка вхідного напруги в момент часу t (Див. ріс.4.24 і 4.25), а після закінчення деякого часу Тр = (h р - h 1) Δ
, Протягом якого на кожному кроці перевіряється факт наявності корисного сигналу [Δ т - інтервал квантування вхідний реалізації; (h р - h 1) - кількість відліків на виявлення розладнання випадкового процесу]. Значення величини (h
- H 1) одно 4-5.
Протягом тимчасового інтервалу Тр на кожному відліку hi є [h 1, hp] приймач аналізує процес накопичення кумулятивної суми. Якщо такий процес відбувається, то після перевищення вирішальною статистики sh порога Un в приймається рішення про зміну режиму роботи рейкового кола. Процес накопичення кумулятивної суми sh аналогічний згладжування реалізації сигналу Y (th). Завдяки цій властивості виключаються ситуації помилкового спрацьовування приймача під дією випадкових імпульсних перешкод або при короткочасній (до 3 - 10 с) втрати поїзного шунта.
Для підвищення стійкості роботи автоблокування при зміні в широких межах опору баласту приймач МПП-ЧКЕ доповнено адаптивним алгоритмом обробки сигналів, що забезпечує автоматичне регулювання порога виявлення і коефіцієнта повернення. Приймач МПП-ЧКЕ має наступні робочі характеристики: вірогідність помилкового спрацьовування при порозі виявлення розладнання дорівнює восьми і при співвідношенні сигнал / шум ", що дорівнює трьом, не перевищує 10 .
Вхід приймача з'єднаний з рейкової лінією через дросель-трансформатор ДТ-0, 2 (ДТ1-150) і пристрій захисту та погодження УЗС. Як УЗС використовується захисний блок-фільтр ЗБФ-1 при електричній тязі постійного струму або смуговий фільтр ФП-25 (ФП-75) на ділянках з тягою змінного струму. Для захисту МПП-ЧКЕ від грозових перенапруг на його вході (до фільтрів) включений електронний блок захисту БЗЕ-1 з порогом обмеження напруги 70 В.
Структурно мікропроцесорний шляхової приймач системи автоблокування АБ-ЧКЕ виконаний за схемою "два по два" (ріс.4.26). Він складається з двох двухкомплектной каналів і інтерфейсного модуля ІМ. Кожен канал містить два вузли ЦП1 і ЦП2 центрального процесора і схему контролю СК. У інтерфейсний модуль входять: вузол вибору каналу і перезапуску; безконтактний комутатор струму БКТ; схеми контролю переданої кодової комбінації і контролю цілісності ниток напруження світлофорних ламп, а також схема сполучення з апаратурою системи частотного диспетчерського контролю.
Нормально обидва канали МПП-ЧКЕ знаходяться в робочому стані. Один з них є провідним (на ріс.4.26 ліворуч), а інший - веденим. Провідний канал через вузол вибору і перезапуску ІМ підключений до рейкової лінії, сигнального реле, безконтактному комутатора струму і камертон генератору ГК-6 системи частотного диспетчерського контролю. При справних апаратних засобах цей канал виконує технологічний алгоритм обробки інформації сигнальної точки автоблокування.
Після демодуляції і декодування прийнятого сигналу порушуються відповідні сигнальні реле (Ж, ЖЗ або 3). Для підвищення перешкодозахищеності при дешифруванні кодових комбінацій Ж або 3 реле ЖЗ або 3 спрацьовує за умови однакового прийому не менше трьох кодових циклів. Вимкнення сигнальних реле при стрибкоподібному зменшенні корисного сигналу під дією поїзного шунта здійснюється відразу, а при зміні кодування - в кінці останньої прийнятої кодової комбінації. Таким чином, інерційність системи АБ-ЧКЕ, обумовлена як інтервал часу між моментами зміни сигналу в рейкової лінії і зміни показання прохідного світлофора, не перевищує 3-4 с.
У МПП-ЧКЕ реалізований метод прийому сигналів в цілому. Суть його полягає в наступному. У ПЗУ декодера зберігаються еталонні кодові комбінації, що використовуються в системі автоблокування. У процесі декодування приймає сигнал порівнюється з контрольним. Для ідентифікації кодової комбінації тимчасові відмінності тривалостей імпульсів, інтервалів і циклу між еталонним і прийнятим сигналами не повинні перевищувати 0,05 с. Якщо кодові комбінації не збігаються або різниця тривалостей посилок перевищує 0,05 с, здійснюється відбракування сигналу. В іншому випадку відбувається виконання команди - порушення відповідних сигнальних реле.
Рис. Структурна схема системи АБ-ЧКЕ
У процесі функціонування МПП-ЧКЕ з контрольних точок ЦП1 і ЦП2 обох каналів через спеціальні вузли стиснення даних на входи схем контролю СК подаються тестові сигнали, які порівнюються. При неузгодженості комплектів СК перезапускає їх, контролюючи відновлення синхронності функціонування. Збій або несправність в провідному каналі одночасно фіксується схемою вибору, яка реконфигурируется структуру МПП-ЧКЕ, перемикаючи його виходи на ведений. Для відновлення працездатного стану несправного каналу в приймачі використовується вісім імпульсів перезапуску. Якщо протягом цієї серії імпульсів канал не почне нормально функціонувати, схема рестарту припиняє роботу, а виходи МПП-ЧКЕ залишаються підключеними до веденого каналу. За системою частотного диспетчерського контролю на станцію передається інформація про предотказном стані МПП-ЧКЕ. Для цього в интерфейсном модулі приймача є спеціальна ключова схема, що забезпечує сполучення апаратури МПП-ЧКЕ з камертоном генератором ГК-6 системи ЧДК. Якщо від імпульсів запуску відновлюється синхронна робота комплектів, то знову запущений провідний канал підключається до виходів МПП-ЧКЕ.
У блоці МПП-ЧКЕ передбачений контроль цілісності ниток напруження ламп прохідного світлофора. Наявність цієї інформації дозволяє на програмному рівні здійснювати функції перенесення червоного вогню, змінювати кодування при перегорянні ламп дозволяють вогнів на світлофорі відповідно до вимог Інструкції з сигналізації на залізницях Російської Федерації.
У интерфейсном модулі за допомогою БКТ здійснюється модуляція сигналу, яке живить рейковий ланцюг, а також контроль правильності переданої кодової комбінації. Для включення сигнальних реле Ж, ЖЗ і 3 в блоці ІМ є три підсилювача потужності, що забезпечують необхідну напругу (10-12,5 В) для спрацьовування реле. Як сигнальні використовуються нейтральні реле АНШ2-1230.
Для зручності обслуговування апаратури АБ-ЧКЕ на лицьовій панелі корпусу МПП-ЧКЕ встановлені світлові індикатори, що сигналізують про наявність напруги живлення і робочому стані ведучого і веденого каналів. За характером мигання світлових індикаторів, включених на вході і виході МПП-ЧКЕ, можна судити про прийнятої і формованої кодових комбінаціях.
2. Мікроелектронна система автоблокування АБ-Е1
До складу апаратури сигнальної точки автоблокування входять: блоки прийомопередавачів безперервного каналу зв'язку (БПП-НКР) та системи передачі інформації по провідної лінії зв'язку (БПП-СНІД); мікропроцесорний шляхової приймач (МПП); пристрої захисту та узгодження з рейкової лінією (УЗС) і провідний лінією зв'язку (УЗСЛ). УЗС включає в себе трансформатор підсилювача потужності БПП-НКР (МКУ), дросель узгодження (ДС), електронний блок захисту (БЗЕ) і блоки конденсаторів БК-1 і БК-2. Конструктивно мікроелектронна апаратура автоблокування виконана у вигляді металевих корпусів, усередині яких розміщуються типові елементи заміни. Розміри апаратури АБ-Е1 такі: БПП-НКР і БПП-СНІД - 500x332x230 мм; МПП - 420x332x230мм; УЗСЛ - 195x120x140мм; блоки ДС, БК-1, БК-2 і МКУ-145x120x115 мм.
Автоблокування АБ-Е1 функціонально і електромагнітно сумісна з автоматичною локомотивною сигналізацією АЛС-ЄП.
Для підвищення стійкості функціонування системи КРЛ в умовах впливу дестабілізуючих факторів обробка корисних сигналів у приймачі здійснюється за алгоритмом кумулятивних сум. Завдяки його застосуванню вдалося забезпечити стійку роботу рейкового кола довжиною 2500 м при коливаннях опору баласту від 50 до 0,45 Ом · км.
Проблема забезпечення безпеки мікроелектронних апаратних засобів автоблокування вирішується застосуванням: трехкомплектного резервування стандартних модулів, що виконують однакові функції; мажоритарної структури побудови для виявлення несправного або відмовив комплекту; жорсткої синхронізації і потактного порівняння сигналів в контрольних точках різних комплектів; спеціальних пристроїв контролю з односторонніми відмовами, що забезпечують надійне відключення несправного комплекту і подальший його введення в роботу.
У системі АБ-Е1 використаний один безперервний частотний канал (НКР) з несучою 174,38 Гц. Передача інформації здійснюється в результаті дворазової фазоразностной маніпуляції і кодування повідомлень модифікованим кодом Бауера.
Структура організації кодового циклу паралельна: по одному подканале передаються кодові комбінації (КК), а по іншому - сигнали циклової синхронізації (ЦС) у вигляді сінхрогрупп (СГ). Застосування дворазової ФРМ дозволяє підвищити завадостійкість в 2 рази в порівнянні з амплітудною модуляцією. Використання комбінацій коду Бауера в інформаційному та сінхроподканалах забезпечує ефективну кодову захист.
У структурній схемі двох сигнальних точок мікроелектронної автоблокування АБ-Е1 (ріс.4.27) показані: блоки прийомопередавачів сигналів безперервного каналу зв'язку та системи передачі інформації з лінійного ланцюга; мікропроцесорний шляхової приймач; пристрій захисту та узгодження з рейкової лінією;
Рис. Структурна схема двох сигнальних точок мікроелектронної автоблокування АБ-Е1.
Шляхове МП, сигнальні реле 30, 31, 32, реле подвійного зниження напруги ДСН та повідомлення про наближення поїздів ІП1-ІПЗ. Всі перераховані реле нейтральні АНШ2-1230.
Приймач МПП призначений для контролю стану рейкової лінії. При її вільному і справному стані збуджується реле МП. Якщо рейкова лінія зайнята рухомим складом або несправна, то реле МП знеструмлено.
Блок БПП-НКР призначений для демодуляції і декодування ФРМ-сигналів, управління сигнальними реле, формування і посилення сигналів, які передаються в рейковий ланцюг сусіднього блок-ділянки. Блок БПП-НКР розрахований на підключення чотирьох сигнальних реле. Однак реально в БПП-НКР використовуються тільки три: 30, 31 і 32. Налаштування блоків прийомопередавачів для формування сінхрогрупп і кодових комбінацій в залежності від кількості вільних блок-ділянок і дозволеної швидкості руху здійснюється настроювальними перемичками НП.
Пристрій УЗС розроблено з урахуванням забезпечення вимог електромагнітної сумісності системи АБ-Е1 з апаратурою автоблокування числового коду.
Харчування мікроелектронних; блоків БПП-НКР, БПП-СНІД та МПП здійснюється через знижувальні трансформатори ТП (ПОБС-5А). Для захисту пристроїв від впливу імпульсних перешкод по ланцюгах харчування в первинні обмотки ТП включені мережеві фільтри СФ. Електропостачання сигнальної точки автоблокування здійснюється від високовольтної лінії. Потужність, споживана одиночної сигнальної точкою, не перевищує 80 В · А.
Приймальник-МПП виконаний за двухкомплектной схемою з жорсткою синхронізацією (ріс.4.28). Кожен комплект містить модулі центрального процесора ЦП1, ЦП2 і сигнатурні аналізатори СА. Контроль правильності функціонування МПП здійснює однокаскадні схема контролю СК. Початковий запуск приймача і синхронізація ЦП1 і ЦП2 здійснює вузол запуску УЗ. Вхідні ланцюги приймача містять: смуговий фільтр ПФ, детектор обвідної Д, інтегратор І і аналого-цифровий перетворювач АЦП.
Розглянемо роботу приймача. Корисний сигнал з виходу рейкової лінії через смуговий фільтр ПФ надходить на детектор обвідної, де випрямляється, згладжується в інтеграторі І і потім за допомогою АЦП квантуется по амплітуді і діскретізіруется за часом. Значення сигналу в двійковій формі по шині даних ШД подаються на вхідні порти вузлів ЦП1, ЦП2 обох комплектів.
Рис. Структурна схема мікропроцесорного колійного приймача системи АБ-Е1.
Надійшли дані обробляються відповідно до зберігаються в ПЗУ алгоритмом. Якщо після виконання розрахунків значення вирішальною статистики перевищить поріг, то на шинах У1 і У2 з'являються керуючі імпульси напруги, що відкривають входи схеми контролю. У цьому випадку контрольний сигнал V частотою 89,9 кГц з виходу вузла запуску через СК подається на підсилювач потужності УМ для включення реле МП. Якщо кумулятивна сума не перевищує порогу, то сигнали на виходах У1 і У2 відсутні, а якір реле МП відпущений.
В процесі нормального функціонування приймача з контрольних точок вузлів ЦП1 і ЦП2 з інформаційних шинам ІШ на схему сигнатурного аналізатора СА подаються тестові сигнали. СА формує загальні контрольні сигнали 1КТ, , 2КТ і
2, що характеризують працездатність вузлів ЦП1 і ЦП2. Якщо форми сигналів
, 1КТ і 2КТ,
збігаються, то схема контролю фіксує правильну роботу комплектів. Світіння індикаторних світлодіодів ЧО до ПЗ свідчить про справний стан приймача. В іншому випадку фіксується збій. На виходах Діагностика 1 і Діагностика 2 з'являються керуючі імпульси, які впливають на вузол запуску УЗ, який із заданою витримкою часу формує керуючі імпульси Запуск 1 і Запуск 2 для відновлення працездатного стану комплектів приймача. Якщо в результаті дії цих імпульсів нормальне функціонування приймача відновлюється, то керуючі сигнали Діагностика 1 до Діагностика 2 знімаються. В іншому випадку, коли відмова в одному з каналів приймача стійкий і відновлення працездатного стану приймача не відбувається, осередок захисту яз відраховує вісім імпульсів запуску і зупиняється. Приймач переходить у стійке положення безпечного відмови.
При першому включенні харчування, а також після перерв електропостачання працездатний стан приймача відновлюється вузлом запуску по шинах Запуск 1 і Запуск 2. Після включення напруги на цих шинах з'являється послідовність імпульсів, що встановлює мікропроцесорні комплекти вузлів ЦП1 і ЦП2 в початковий стан. З цього моменту починається нормальне функціонування приймача МПП.
Номенклатура ТЕЗ МПП така: вузол центрального процесора і осередки запуску, вузол схеми контролю, джерело живлення і смуговий фільтр.
Блок БПП призначений для прийому, обробки, формування та передачі інформації. Він має два варіанти виконання. У першому варіанті БПП розрахований для роботи з рейкової лінії - БПП-НКР, у другому - за провідної лінії зв'язку - БПП-СНІД. При роботі з безперервного каналу зв'язку використовується несуча частота 174,38 Гц, а при роботі з системою передачі інформації - 2790 Гц.
Блок БПП має троірованную мажоритарну структуру з апаратним резервуванням (ріс.4.29). Мажоритарний принцип побудови апаратури передбачає порівняння результатів функціонування комплектів апаратури і прийняття рішення про правильність роботи пристрою в цілому методом голосування по більшості однаково працюючих вузлів. Наприклад, у системі АБ-Е1 прийнято, що мікроелектронні блоки автоблокування відповідають вимогам безпеки, якщо в процесі роботи як мінімум два комплекти з трьох показують однакові результати виконання алгоритму обробки сигналів.
Блок БПП-НКР виконаний на елементах жорсткої логіки із застосуванням мікросхем малої і середньої ступенів інтеграції серій 133, 1533. До складу БПП входять смуговий фільтр ПФ, підсилювач-обмежувач УО, трехкомплектние модем і кодек, схема контролю і модуль діагностики СК та МД, осередок запуску яз і синтезатор частот.
Рис. Структурна схема прийомопередавача системи АБ-Е1
Смуговий фільтр ПФ в залежності від виконання БПП налаштований на несучу частоту каналу 174,38 або 2790 Гц. Підсилювач-обмежувач забезпечує формування сигналу TTL-рівня, необхідного для роботи мікросхем. Цей сигнал подається на входи трьох комплектів демодулятора. Демодуляція ФРМ-сигналу здійснюється за методом однократної проби. Вимірювання різниці фаз зводиться до оцінки тимчасового інтервалу між фронтами інформаційних сигналів, що відповідають максимуму відносини "сигнал / завада" протягом елементарної посилки ФРМ-сигналу.
На виходах демодуляторів утворюються послідовні кодові комбінації. По першому подканале передаються сінхрогруппи СГ, а по другому - кодові комбінації КК. По фронту сигналу тактової синхронізації ТЗ приймається рішення про різниці фаз між сусідніми посилками кодових комбінацій.
Обробка інформації безперервного каналу зв'язку в БПП зводиться до виділення сигналу циклової синхронізації (ЦС), забезпечення кодової захисту від сигналів сусідніх блок-ділянок по сигналу ЦС, декодуванню КК, прийняттю рішення про інформаційне значенні КК, формування керуючого сигналу для порушення сигнальних реле, формування кодових комбінацій в першому і другому фазових подканалов відповідно до поїзної ситуацією.
Вступники по 1ПК і 2ПК дані декодер ДК перетворює з послідовної форми в рівнобіжну і забезпечує порівняння прийнятих кодових комбінацій з контрольними, що зберігаються в ПЗУ: Для "дозволених" сінхрогрупп здійснюється декодування кодової комбінації, яка потім перетворюється в інформаційну послідовність, яка вказує на кількість вільних блок-ділянок . Ця послідовність по шині керування реле ШУР подається на схему контролю для включення сигнальних реле 30, 31, 32, а також по шинах вибору коду ШВК і сінхрогруппи ШВС на датчик кодових комбінацій ДКК для формування сигналів, які передаються в рейковий ланцюг сусіднього блок-ділянки.
Датчик кодових комбінацій ДКК перетворює вхідну інформацію в послідовну для передачі по двох подканалов: D 1 (сінхрогруппи) і D 2 (кодові комбінації). Ці дані надходять на модулятор М. ФРМ-сигнал подається на підсилювач потужності УМ, вихід якого через пристрої захисту та узгодження УЗС підключений до передавальному кінця рейкового кола.
Схема контролю здійснює контроль синхронності роботи трьох комплектів БПП. При справності комплектів контрольні сигнали КТ і ідентичні. Якщо стався збій в одному з комплектів, то БПП реконфигурируется і продовжує працювати в двухкомплектной складі. СК фіксує несправність і з допомогою модуля діагностики здійснює перезапуск комплектів. У процесі відновлення працездатного стану відмовив комплекту інформація на виходах БПП не втрачається. Якщо відмовив комплект не відновлюється, то СК після восьми імпульсів перезапуску відключає виходи несправного комплекту. Погашене стан світлодіода "Часткова відмова" свідчить про предотказном стані БПП. На передній панелі блоку здійснюється індикація номера відмовив комплекту. При виникненні відмов в одному з решти або обох комплектах відбувається перехід схеми в захисну стан. Тоді всі виходи БПП відключаються. Гасне світлодіод "Повна відмова", що свідчить про повну непрацездатності БПП.
Синтезатор частот виробляє сигнали робочих частот, що використовуються для роботи вузлів БПП: 64 f н - сигнал тактової частоти для основних вузлів БПП; U-сигнал контрольної частоти; F 3 - сигнал запуску, за допомогою якого здійснюється перезапуск комплектів.
Конструктивно вузли БПП розміщені на чотирьох типових елементах заміни. ТЕЗ включають в себе: смуговий фільтр, три вузли модемів і кодеків, осередок запуску, схему контролю, джерело харчування разом з підсилювачем потужності.
Харчування рейкових кіл (ріс.4.30) здійснюється назустріч руху поїздів для того, щоб передану інформацію могли сприймати локомотиви, обладнані системою АЛС-ЄП. Для пропуску тягового струму в обхід ізолюючих стиків на кордонах рейкових ланцюгів встановлюють дросель-трансформатори ДТ-0, 6 і ДП-0, 2 за електротязі постійного струму і ДТ1-150 на ділянках, обладнаних системою тяги змінного струму. Для захисту апаратури живлять решт від перенапруг, що виникають при грозових розрядах і коротких замиканнях контактної мережі, служать розрядники FU (РВНШ-250). У рейкових ланцюгах ділянок змінного струму додатково встановлюється автоматичний вимикач багаторазового дії QF (ABM -1). На релейних кінцях для захисту отмешающего впливу імпульсних перешкод на мікропроцесорний шляхової приймач, крім розглянутих пристроїв, встановлюється електронний блок захисту БЗЕ-1 з резистором R 1.
Ріс.а. Принципова схема рейкового кола автоблокування АБ-Е1 при електротязі постійного струму
Харчування рейкового кола робочими сигналами здійснюється від підсилювача потужності УМ (див. ріс.4.29) прийомопередавача, навантаженням якого служить живить трансформатор ПТ (МКУ). Напруга на виході ПТ регулюється з використанням секціонованими вторинної обмотки. Трансформатор ДС виконаний на стрічковому сердечнику з зазором 0,5 мм, що виключає можливість його насичення при великих електричних навантаженнях. Ємність Сп блоків конденсаторів БК-1 і БК-2 спільно з обмоткою дроселя узгодження ДС утворюють послідовний коливальний контур, настроєний резонанс на несучу частоту робочого сигналу. Добротність цього контуру на робочій частоті становить 8-10 одиниць. Така схема включення покращує умови передачі сигналів у рейкову лінію та забезпечує захист виходу підсилювача потужності від перевантаження під час шунтування поїздом живильного кінця рейкового кола завдяки расстройке послідовного контуру, що складається з конденсатора Сп і обмоток дроселя узгодження ДС1.
Модулі вхідних опорів передавача системи АБ-Е1 на частотах 50 і 25 Гц з боку обмоток ХР1 1-1, 1-3 (ріс.4.30, а) і ХР2 2-10, 2-12 (ріс.4.30,
6) рівні 6 і 5,2 Ом відповідно. Це дозволяє досить просто забезпечити електромагнітну сумісність автоблокування числового коду та АБ-Е1. У схемі рейкового кола для ділянок з електричною тягою постійного струму передавач сигналів АЛСН підключається паралельно конденсаторам С011, С02. Результуючий опір для робочого сигналу АБ-Е1 дорівнює 22 Ом, а опір рейкової лінії з боку додаткової обмотки дросель-трансформатора становить 230 Ом. Тому втрати потужності корисного сигналу на передавачі АЛСН незначні.
Ріс.б. Принципова схема рейкового кола автоблокування АБ-Е1 при електротязі змінного струму.
У схемі рейкового кола включення живильної апаратури аналогічно. Для виключення взаємних впливів передавач сигналів числового коду зашунтований послідовним коливальним контуром L ф-Сф, налаштованим в резонанс на частоту 174,38 Гц. Опір цього контуру на робочій частоті дорівнює 50 Ом, а на частоті 25 Гц - 4 кОм. Дросель L ф дорівнює індуктивності 0,55 Гн, а ємність конденсатора Сф = 1,5 мкФ.
Для сполучення опору апаратури з рейкової лінією на обох кінцях рейкового кола (див. ріс.4.30, а) включені согласующие трансформатори з коефіцієнтом трансформації 1,82 на передавальному і 4 на релейному кінцях. При електричній тязі змінного струму узгодження опорів здійснюється з допомогою ізолюючих трансформаторів ІТ1 і ІТ2 (ПРТ-А). Коефіцієнт трансформації ІТ2 збільшений до 20,7 для отримання необхідного значення опору приймального кінця.
У системі автоблокування АБ-Е1 кожному блок-ділянці перегону присвоюється одна з чотирьох сінхрогрупп - СГ1, СГ2, СГЗ, СГ4. У парному напрямку руху прийнято використовувати СГ2 і СГ4, а у непарному - СГ1 і СГЗ. У рейкових ланцюгах сусідніх блок-ділянок для забезпечення захисту від сходу ізолюючих стиків сінхрогруппи чергуються.
Для передачі інформації в системі АЛС-ЄП та управління прохідними світлофорами автоблокування використовуються 16 кодових комбінацій.
При кодових комбінаціях 0 і 1 порушено сигнальне реле 30, при 2, 3,5, 7,9,12 - реле 30 і 31, при 4, 6, 8, 10, 13, 15 - ріпі 30 - 32, при 11 і 14 - реле 30 - 33.
При розробці проекту обладнання ділянки залізниці системами АБ-Е1 і АЛС-ЕН, як правило, використовується тільки частина з наведених вище кодових комбінацій.
Розглянемо роботу системи автоблокування (див. ріс.4.27). Виконання нормального, шунтового і контрольного режимів роботи рейкового кола здійснюється мікропроцесорним колійним приймачем. При справному та вільному стані рейкової лінії ЗРЦЗ на вході приймача ЗМПП діє корисний сигнал високого рівня (приблизно 3 В). Після обчислень у відповідності з алгоритмом (4.1) та за умови справного стану комплектів МПП збуджується колійне реле ЗМП. Контактами 31-32 МП вхід прийомопередавача 1БПП-НКР підключається до рейкової лінії РЦЗ. У блоці 1БПП-НКР прийнятий сигнал демодулируется і декодується. Блок 1БПП-НКР налаштований на прийом і дешифрування кодових сигналів спільно з сінхрогруппой СП. Якщо у прийнятому сигналі, крім розрядів кодової комбінації, міститься перше сінхрогруппа, то весь сигнал декодується. У результаті на виході блоку 1БПП-НКР збуджується сигнальне реле 30, відповідне вільності однієї блок-ділянки. Фронтовими контактами 51-52 реле ЗМП і 30 на світлофорі HI включається лампа жовтого вогню. Горіння лампи контролюється реле ЖВ. У блоці БПП-НКР сигнальної точки 1 формується комбінація КК7, відповідна вільності однієї блок-ділянки. У рейковий ланцюг Рц1 перед світлофором HI передається кодова комбінація 7 спільно з сінхрогруппой ЗСГЗ.
Після звільнення поїздом рейкового кола РЦ5 на колійному світлофорі НЗ запалиться лампа жовтого вогню. У рейковий ланцюг РЦЗ передається КК7 спільно із СП. При справній рейкового кола блок прийомопередавача 1 БПП-НКР розшифрує прийнятий сигнал і на його виході додатково збуджується реле 31. На світлофорі HI одночасно горять лампи жовтого і зеленого вогнів по ланцюгах: Су 12,11-12 ДСН, 21-82 ЖВ, 51-52 ЗМП, 51-52 30, 31-33 32, лампа жовтого вогню, МСУ; Су 12, 11-12ДСН, 21-82 березня, 31-32 ЗМП, 31-32 30, 11-12 31, 11-12 ЖВ, лампа зеленого вогню, МСУ. Контроль лампи зеленого вогню здійснюється реле ОЗ. У рейковий ланцюг Рц1 передається кодова комбінація КК10, відповідна показанню світлофора "жовтий і зелений вогні". При прийомі кодової комбінації КК10 на виході БПП порушуються сигнальні реле 30, 31.32. На світлофорі горить лампа зеленого вогню, а в рейковий ланцюг блок-ділянки перед світлофором передається кодова комбінація КК13.
У шунтовим режимі роботи рейкового кола вхід блоку БПП-НКР відключений від рейкового кола фронтовим контактом реле МП. Для перевірки працездатності блоку і виключення можливості накопичення необнаружіваемие відмов у комплектах блоку БПП на його вхід через тиловий контакт реле МП подається тестовий сигнал, що дозволяє контролювати справне функціонування прийомопередавача.
Для передачі інформації про наближення поїздів до станції або переїзду, а також для виконання команди про подвійне зниження напруги живлення ламп світлофора на кожній сигнальної точці перегону встановлюється блок БПП-СНІД.
Блок БПП-СНІД підключається до лінійного ланцюга Л-ОЛ через пристрій захисту та погодження УЗСЛ. З вступом поїзда за світлофор НЗ знеструмлюється реле 5МП і своїм контактом 51-52 управляє схемою вибору номера кодової комбінації, що формується для передачі в лінію зв'язку 5Л. На сигнальної точці ця інформація сприймається і в залежності від місця положення поїзда порушуються сигнальні реле сповіщення наближення ІП1-ІПЗ. У системі АБ-Е1 повідомлення про наближення поїзда передається за три блок-ділянки. До четвертого виходу блоку БПП-СНІД підключено реле ДСС. Команду на зниження напруги живлення ламп світлофора подає черговий по станції відправлення поїздів. Для цього він натискає кнопку ДСН, від якої після передачі кодового сигналу по лінії Л-ОЛ на всіх сигнальних точках перегону обесточиваются реле ДСС.
У системі АБ-Е1 захист відкладний спрацьовування апаратури при сході ізолюючих стиків і підживлення з сусідніх колій здійснюється за формою сигналів. Для цього в суміжних та сусідніх блок-ділянках використовуються різні сінхрогруппи, які мають "хорошими" кореляційними властивостями. Максимальний викид нормованої взаємної кореляційної функції не перевищує 0,3, а кодова відстань між ними дорівнює 4. При сході ізолюючих стиків у світлофора HI від сигналу передавача 1БПП-НКР спрацьовує шляхової приймач цієї ж сигнальної точки - ЗМПП і збуджується колійне реле ЗМП. Фронтовим контактом 31-32 ЗМП вхід приймача 1БПП-НКР виключається до рейкової, лінії РЦЗ. Однак кодові комбінації в блоці 1БПП-НКР не дешифрируются, оскільки його настройка не збігається з прийнятої сінхрогруппой 3. Сигнальні реле 30-32 залишаються без струму. На прохідному світлофорі HI горить червоний вогонь.
Перенесення забороняє показання при перегорянні лампи червоного вогню здійснюється схемою, зібраної на контактах другої групи реле 30, МП і КВ. При зайнятій блок-ділянці РЦ5 реле ЗО і 5МП знеструмлені. Сигнал з виходу передавача ЗБПП-НКР подається в рейкову лінію РЦЗ через фронтовий контакт КО. При обриві нитки розжарення лампи червоного вогню контактом КО розмикається ланцюг харчування рейкового кола РЦЗ. На світлофорі HI спалахує червоний вогонь.