Устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты
APPARATUS FOR CENTRALISED AUTOMATIC BLOCK SIGNALLING WITH JOINTLESS VOICE-FREQUENCY RAIL CIRCUITS

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте и может быть использовано в устройствах интервального регулирования движения поездов на перегонах.
Известно устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, содержащее в каждом полукомплекте постовой аппаратуры автоблокировки для каждого блок-участка перегона блоки генераторов сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенные через передающие жилы кабельной линии к передающим концам рельсовых цепей рельсовой линии своего блок-участка, и блоки приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенные через приемные жилы кабельной линии к приемным концам рельсовых цепей рельсовой линии блок-участка, выходы которых соединены с первыми входами блоков контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, блокирующих реле, сигнальных реле и включения кодирования рельсовых цепей, выходы которого соединены с передающими и приемными жилами кабельной линии, а второй вход подключен к выходу блока контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, причем второй вход блока блокирующих реле соединен с выходом блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, его первый выход соединен с вторым входом блока сигнальных реле, а его второй выход соединен с вторым входом блока включения кодирования рельсовых цепей (Федоров Н.Е. Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями: Учебное пособие. - Самара: СамГАПС, 2004, рис. 5.1 с. 102).
Устройство предусматривает возможность разблокирования рельсовых цепей перегона либо посредством прохождения по всем заблокированным участкам пути пробного поезда, либо подачей сигнала искусственной разделки дежурным по станции.
Поскольку скорость движения поезда по занятым блок-участкам не должна быть более 20 км/час, и перед началом движения требуется остановка поезда перед участками с ложной блокировкой рельсовых цепей, процесс восстановления нормальной пропускной способности таким способом занимает длительное время. При подаче сигнала искусственной разделки дежурным по станции возможны опасные ошибки, например, разблокирование путевых устройств при неисправном рельсовом пути.
В качестве прототипа принято устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, содержащее, в каждом полукомплекте постовой аппаратуры автоблокировки блок генераторов сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через передающие жилы кабельной линии к передающим концам рельсовых цепей рельсовой линии своего блок-участка, и блок приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через приемные жилы кабельной линии к приемным концам рельсовых цепей рельсовой линии своего блок-участка, выходы блока приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты соединены с входами блока контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, блока блокирующих реле и блока сигнальных реле, выход которого подключен к первому входу блока выбора сигналов кодирования, второй вход которого соединен с выходом блока формирователя сигналов кодирования, а выход соединен с входом блока включения кодовых сигналов, выходы которого соединены с передающими и приемными жилами кабельной линии, выход блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей соединен со вторым входом блока блокирующих реле, выход которого подключен ко второму входу блока сигнальных реле, приемопередатчик дальней радиосвязи с подключенным к нему блоком координатной разблокировки и реконфигурации, дополнительный выход которого соединен с входом управления конфигурацией блока блокирующих реле, при этом приемопередатчик по радиоканалу дальней радиосвязи связан с установленным в головной части состава электропоезда блоком формирования радиосообщений, к которому подключен спутниковый навигационный блок, обеспечивающий определение текущей координаты при движении электропоезда по блок-участкам рельсовой линии с заблокированными или ложно занятыми рельсовыми цепями (RU 2693992, B61L 23/16, 08.07.2019).
Недостатком данного устройства является ограниченность области применения, поскольку оно предназначено для поездов, неразрывность состава, которых обеспечена конструкцией соединения вагонов, исключающей возможность их саморасцепа, например, пригородных электропоездов. Для таких поездов устройство в полной мере реализует  возможности автоматического разблокирования пройденного участка пути, а также возможности автоматической реконфигурации ложно занятой рельсовой цепи для дальнейшего проследования последующих поездов без остановки участков с ложной блокировкой или с ложной занятостью рельсовых цепей.
Технический результат изобретения заключается в расширении области применения устройства, за счет возможности его применения для всех типов поездов, в том числе поездов, у которых конструкция не исключает саморасцеп вагонов их состава.
Технический результат достигается тем, что в устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, содержащее в каждом полукомплекте постовой аппаратуры автоблокировки блок генераторов сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через передающие жилы кабельной линии к передающим концам рельсовых цепей рельсовой линии своего блок-участка, и блок приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через приемные жилы кабельной линии к приемным концам рельсовых цепей рельсовой линии своего блок-участка, выходы блока приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты соединены с входами блока контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка,  блока блокирующих реле и блока сигнальных реле, выход которого подключен к первому входу блока выбора сигналов кодирования, второй вход которого соединен с выходом блока формирователя сигналов кодирования, а выход - соединен с входом блока включения кодовых сигналов, выходы которого соединены с передающими и приемными жилами кабельной линии, первый выход блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей соединен со вторым входом блока блокирующих реле, выход которого подключен ко второму входу блока сигнальных реле, к первому  входу/выходу приемопередатчика дальней связи подключен первый выход/вход блока координатной разблокировки и реконфигурации, дополнительный выход/вход которого соединен с входом/выходом управления конфигурацией блока блокирующих реле, при этом приемопередатчик по радиоканалу дальней радиосвязи связан с установленным в головной части состава поезда блоком формирования радиосообщений, к которому подключен спутниковый навигационный блок определения текущей координаты при движении поезда по блок-участкам рельсовой линии с заблокированными или ложно занятыми рельсовыми цепями, согласно изобретению введен блок централизованного контроля полносоставности поездов, ко входам которого подключены соответственно выход  блока контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка и второй выход блока контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, а выход/вход - соединен с вторым входом/выходом приемопередатчика дальней связи, при этом выходы  блока централизованного контроля полносоставности поездов подключены соответственно ко входам   блока координатной разблокировки и реконфигурации  и компьютера автоматизированного рабочего места диспетчера, выход/вход которого соединен с вторым входом/выходом блока координатной разблокировки и реконфигурации.
На чертеже приведена функциональная схема устройства для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями.
Устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты содержит в каждом полукомплекте постовой аппаратуры автоблокировки блок 1 генераторов сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через передающие жилы кабельной линии 2 к передающим концам рельсовых цепей рельсовой линии 3 своего блок-участка, и блок 4 приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты, подключенных через приемные жилы кабельной линии 2 к приемным концам рельсовых цепей рельсовой линии 3 своего блок-участка, выходы блока 4 приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты соединены с входами блока 5 контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка,  блока 7 блокирующих реле и блока 8 сигнальных реле, выход которого подключен к первому входу блока 9 выбора сигналов кодирования, второй вход которого соединен с выходом блока 10 формирователя сигналов кодирования, а выход - соединен с входом блока 11 включения кодовых сигналов, выходы которого соединены с передающими и приемными жилами кабельной линии 2, первый выход блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей соединен со вторым входом блока 7 блокирующих реле, выход которого подключен ко второму входу блока 8 сигнальных реле, к первому  входу/выходу приемопередатчика 12 дальней связи подключен первый выход/вход блока 13 координатной разблокировки и реконфигурации, дополнительный выход/вход которого соединен с входом/выходом управления конфигурацией блока 7 блокирующих реле, при этом приемопередатчик 12 по радиоканалу дальней радиосвязи связан с установленным в головной части состава поезда 14 блоком 15 формирования радиосообщений, к которому подключен спутниковый навигационный блок 16 определения текущей координаты при движении поезда по блок-участкам рельсовой линии с заблокированными или ложно занятыми рельсовыми цепями, блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов, ко входам которого подключены соответственно выход  блока 5 контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка и второй выход блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, а выход/вход - соединен с вторым входом/выходом приемопередатчика 12 дальней связи, при этом выходы  блока 17 централизованного контроля полносоставности поездов подключены соответственно ко входам   блока 13 координатной разблокировки и реконфигурации  и компьютера 18 автоматизированного рабочего места диспетчера, выход/вход которого соединен с вторым входом/выходом блока 13 координатной разблокировки и реконфигурации.
Устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты работает следующим образом.
Путевые приемники контролируют состояние рельсовых цепей той части перегона, которая отнесена к данной станции. Блок 4 приемников сигналов этих рельсовых цепей тональной частоты воздействует на соответствующий блок 8 сигнальных реле, который обеспечивает выбор требуемых показаний проходного светофора и кодовых сигналов АЛС. Кроме того, блок 4 приемников воздействует на блок 7 блокирующих реле, блок 5 контроля последовательного занятия рельсовых цепей и блок 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка соответствующей части перегона.
Блок 11 включения кодовых сигналов в рельсовые цепи по команде блока 4 приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты подает сигналы кодирования АЛСН и/или АЛС-ЕН в рельсы занятой рельсовой цепи. Кодовые сигналы АЛСН и/или АЛС-ЕН подаются в рельсы по существующим передающим и приемным жилам кабельной линии 2.
В замыкании и размыкании перегонных устройств участвуют блок 7 блокирующих реле и блок 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка.
При вступлении поезда на какой-либо блок-участок, блок 7 блокирующих реле воздействует на блок 8 сигнальных реле этого блок-участка, тем самым исключая открытие светофора, ограждающего данный блок-участок, и обеспечивая выбор разрешающего кодового сигнала для предыдущего блок-участка (замыкание блок-участка).
Размыкание блок-участка проводится автоматически с участием блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей этого блок-участка и защитного участка. Дополнительным условием размыкания блок-участка, проверяемым блоком 7 блокирующих реле, является проверка того, что следующий по ходу движения блок-участок огражден светофором с красным огнем, а рельсовые цепи защитного участка за светофором свободны от подвижного состава. Нарушение последовательности освобождения рельсовых цепей блок-участка, которое может быть, например, следствием потери шунта при фактически занятом блок-участке или защитном участке, может вызвать состояние блокировки рельсовой цепи блок-участка. При этом размыкание блок-участка не происходит и разрешающий сигнал на светофоре не включается. Состояние блокировки рельсовой цепи блок-участка может также возникать при сбоях в работе аппаратуры, при выключении и последующем включении питания, влиянии других электромагнитных помех или при возникновении в устройстве неисправностей.
Для размыкания блок-участка и снятия состояния блокировки рельсовой цепи блок-участка в устройстве предусмотрена процедура искусственного размыкания блок-участков. Искусственное размыкание блок-участков в инструктивном порядке проводит дежурный по станции отправления используя компьютер 18 автоматизированного рабочего места диспетчера, или автоматически блок координатной разблокировки и реконфигурации 13.
Ложная занятость рельсовой цепи может произойти в отсутствии поездов, при неисправности постовой или напольной аппаратуры рельсовой цепи, в этом случае проезд по ложно занятой рельсовой цепи выполняется первым поездом согласно инструкций со скоростью 20 км/ч, после проследования поездом участка данные от блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей этого блок-участка и защитного участка и от блока 4 приемников поступают в блок 13 координатной разблокировки и реконфигурации.
Блок координатной разблокировки и реконфигурации 13 реализует ряд логических функций, заключающихся в анализе выходных данных с блока 7 блокирующих реле, блока 5 контроля последовательности занятия рельсовых цепей и приемопередатчика 12 дальней радиосвязи.
При возникновении блокировки рельсовой цепи под поездом, на выходе блока 13 координатной разблокировки и реконфигурации, после освобождения блок - участка по данным о координатах поезда от приемопередатчика 12, формируется сигнал о разблокировании блок-участка.
При приближении поезда к заблокированной или ложно занятой рельсовой цепи блок-участка допускается его вступление на этот блок-участок со скоростью 20 км/ч и готовностью остановиться. После освобождения блок-участка по данным о координатах поезда от приемопередатчика 12, на выходе блока 13 координатной разблокировки и реконфигурации формируется сигнал о разблокировании блок-участка, если он был заблокирован или сигнал о реконфигурации рельсовой цепи, если она была и остается ложно занята по данным от блока 5 контроля последовательности занятия рельсовых цепей. Реконфигурированная рельсовая цепь освобождается при наличии сигнала о ее реконфигурации от блока 13. Занятие и освобождение этой рельсовой цепи происходит в дальнейшем по данным от приемопередатчика 12 и по данным о соседних рельсовых цепях от блоков 5 и 6 вплоть до выключения реконфигурации после освобождения рельсовой цепи по данным от блока 5.
Блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 контролирует следование поездов всех типов в полном составе на основе информации о текущих координатах места нахождения их локомотивов и данных  текущей свободности и занятости рельсовых цепей блок участков. Сообщения о текущих координатах места нахождения локомотивов поездов 14 с достаточно малой периодичностью (например 2-5 секунд) поступают в блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 от спутниковых навигационных блоков 16 этих локомотивов, через их блоки 15 формирования радиосообщений и далее по радиоканалу дальней радиосвязи и приемопередатчик 12 дальней радиосвязи. Одновременно в этих же сообщениях с локомотивов передается информация о типе и длине состава поезда 14 и опционально о следовании поезда в полном составе по данным бортовой системы контроля следования в полном составе, если таковая имеется.  Информация о текущей свободности и занятости рельсовых цепей блок участков поступает в блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14  с выходов  блока 5 контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка и блока 6 контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка.
Блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 сопоставляет расчетное местоположение состава поезда 14 на электронной карте с занимаемыми поездом 14 рельсовыми цепями блок участка и по отсутствию свободных рельсовых цепей в пределах координат расчетного местоположения состава поезда 14 на электронной карте маршрута делает вывод о следовании поезда 14 в полном составе. Данные о следовании в полном составе от пригородных поездов, конструкция которых не допускает разрыва состава, и от поездов с бортовыми устройствами контроля следования в полном составе используются блоком 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 для самопроверки. При фиксации блоком 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 хотя бы одной свободной рельсовой цепей в пределах координат расчетного местоположения состава поезда 14 на электронной карте блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов 14 формирует сигнал тревожного оповещения о нарушении полносоставности соответствующего поезда 14. Этот сигнал передается на локомотив соответствующего поезда 14 (по радиоканалу дальней радиосвязи), а также в компьютер 18 автоматизированного рабочего места диспетчера для оповещения и в блок 13 координатной разблокировки и реконфигурации для блокировки рельсовых цепей и временного запрета их разблокировки и реконфигурации с учетом нарушенной непрерывности состава конкретного поезда 14. Диспетчер и машинист поезда принимают меры к предотвращению аварийных ситуаций связанных с саморасцепом поезда.
Кроме запрета блоком 17 функции разблокирования и реконфигурации при обнаружении саморасцепа поезда 14 также реализуется функция автоматического или автоматизированного разблокирования рельсовой цепи при совершении нагонов поездов (два поезда на группе рельсовых цепей без свободных рельсовых цепей между ними). При удалении первого поезда вперед блоком 16 этого поезда 14 формируется информация о местоположении головы поезда и о длине состава (местоположении хвоста состава), которая передаётся с использованием блока 16 посредством радиоканала на блок 12 и далее поступает в блок 17 централизованного контроля полносоставности поездов, от которого на блок 13 координатной разблокировки и реконфигурации передается команда на разблокировку рельсовой цепи, освободившейся перед вторым поездом с удалением вперед первого поезда. После чего второму поезду возобновляется подача сигналов разрешающих начало движения.
Таким образом, устройство обладает расширенной областью применения при сохранении требований безопасности движения поездов.