Устройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования
AUTO-LOCKING DEVICE WITH TONE TRACK CIRCUITS AND CENTRALIZED EQUIPMENT PLACEMENT

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 автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, содержащее путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и устанавливаемые на границах блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров, рельсовые цепи блок-участков, блок контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блок передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, подключенный к первому входу блока согласования, выход которого соединен с началом рельсовой цепи защитного участка светофора и блок сигнальных показаний, выход которого соединен со светофором и блок включения кодирования, вход которого соединен с пусковым выходом блока контроля рельсовых цепей, а выход соединен с входом блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов (Типовые материалы для проектирования. 410003 - ТМП. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования. АБТЦ-2000. Альбом 3. МПС ГТСС, 2000 г., с.21, 24, 27, 29, 39, 41).
Устройство обеспечивает замыкание блок-участка, ограждаемого проходным светофором при проследовании поезда и размыкает его с проверкой выполнения последовательности освобождения рельсовых цепей и при условии замыкания следующего блок-участка по ходу движения поезда.
Недостатком устройства является существенное уменьшение пропускной способности железнодорожного участка. Уменьшение пропускной способности участка железной дороги происходит вследствие того, что при нахождении поезда на рельсовой цепи защитного участка запрещающее показание включается не только на проходном светофоре, ограждающем занятый поездом блок-участок, но и на предыдущем проходном светофоре. От путевого светофора, ограждающего занятый поездом защитный участок, в рельсовую цепь предыдущего - свободного блок-участка кодовые сигналы автоматической локомотивной сигнализации не посылаются. Таким образом, минимальный пространственный интервал между попутно следующими поездами может быть равен сумме длины двух блок-участков и длины защитного участка.
Современные системы управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе такие как КЛУБ-У и САУТ позволяют полностью исключить проезд запрещающих сигналов. В этом случае применение автоблокировки с защитными участками неоправданно.
В тех случаях, когда на подвижном составе нет систем управления, обеспечивающих безусловную остановку поезда перед запрещающим сигналом, применение автоблокировки с защитными участками целесообразно.
В качестве прототипа выбраноустройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, содержащее путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и рельсовые цепи блок-участков, блок контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блоки передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и входом соответствующего блока сигнальных показаний, пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, соединенного через канал связи с диспетчерским центром управления(RU2387562, B61L 23/16, 27.04.2010).
Устройство обеспечивает повышение пропускной способности участков железных дорог при использовании современных систем управления и обеспечения безопасности на тяговом подвижном составе и сохранение действия автоблокировки с защитными участками в тех случаях, когда на подвижном составе нет систем управления, обеспечивающих безусловную остановку поезда перед запрещающим сигналом.
Однако, для особенно загруженных железнодорожных участков, для достижения необходимой провозной способности приходится сокращать длину рельсовых цепей тональной частоты с максимальной равной 800м до 400м. Это увеличивает затраты на кабель и сложность оборудования центрального поста и, как следствие, снижает экономическую эффективность применения системы.
Технический результат изобретения заключается в повышении пропускной способности перегона при малых затратах на переоборудование и эксплуатацию устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, содержащем путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и рельсовые цепи блок-участков, блок  контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блоки передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и входом соответствующего блока сигнальных показаний, пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, соединенного через канал связи с диспетчерским центром управления, согласно изобретению на перегоне напротив средней части каждой рельсовой цепи установлен пункт счета осей с автономным электропитанием, снабженный приемопередатчиком маломощного радиоканала для связи с установленным на локомотиве мобильным приемопередатчиком, подключенным к внутреннему интерфейсу цифровой проводной связи, с которым соединены локомотивное устройство безопасности и приемопередатчик дальней радиосвязи, при этом в диспетчерском центре управления установлен блок фиксации проследования поездами в полном составе пунктов счета осей, порт данных которого подключен к первому порту данных компьютера автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, второй порт данных которого соединен с портом данных стационарного приемопередатчика дальней радиосвязи диспетчерского центра управления.
На чертеже приведена функциональная схема устройства автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования.
Устройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования содержит путевые проходные светофоры 1, 2 и 3, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи 5, 7 и 9защитных участков путевых проходных светофоров 1, 2 и 3 и рельсовые цепи4, 6, 8, 10 блок-участков, блок 11 контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 (генераторы и приемники  на чертеже не показаны), блоки 12 передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку 13 сигнальных показаний, блоки 14 включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока 12 передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и входом соответствующего блока 13 сигнальных показаний (на чертеже блоки 12 ÷ 14 и их взаимосвязи показаны только для светофора 1), пусковой вход каждого блока 14 включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока 11 контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера 15, соединенного через канал связи с диспетчерским центром 16 управления, на перегоне напротив средней части каждой рельсовой цепи4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 установлен пункт 17 счета осей с автономным электропитанием, снабженный приемопередатчиком 18 маломощного радиоканала для связи с установленным на локомотиве 19 мобильным приемопередатчиком 20, подключенным к внутреннему интерфейсу 21 цифровой проводной связи, с которым соединены локомотивное устройство 22 безопасности и приемопередатчик 23 дальней радиосвязи, при этом в диспетчерском центре 16 управления установлен блок 24 фиксации проследования поездами в полном составе пунктов 17 счета осей, порт данных которого подключен к первому порту данных компьютера 25 автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, второй порт данных которого соединен с портом данных стационарного приемопередатчика 26 дальней радиосвязи диспетчерского центра управления.
Устройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудованияработает следующим образом.
Современные системы управления КЛУБ-У или САУТ обладают защитой от проезда светофора с красным сигнальным показанием. Информация о том, что локомотивс соответствующим индивидуальным номером оборудован или не оборудован такой современной системой управления имеется в диспетчерском центре 16 управления, который использует ее для изменения конфигурации блока 11 контроля рельсовых цепей в зависимости от поездной ситуации.
Если на блок-участках с рельсовыми цепями 4 -10 находится локомотив, оборудованный системой КЛУБ-У или САУТ, то от светофора, ограничивающего занятую рельсовую цепь, навстречу локомотиву посылается кодовый сигнал КЖ. Это позволяет пропускать поезда с такими локомотивами с минимально допустимым интервалом попутного следования и поддерживать на светофорах 1, 2, 3 трехзначную сигнализацию с одним красным огнем светофора, непосредственно ограждающего занятую рельсовую цепь. Разрешение на передачу кодовго сигнала КЖ выдает блок 11 контроля рельсовых цепей, который формирует активный сигнал на своем выходе разрешения посылки кода КЖ и через пусковой вход разрешает работу блока 14 включения кодирования. Каждый блок 14 включения кодирования сигналом с первого выхода переключает режим работы блока 13 сигнальных показаний своего светофора на работу с чередованием огней светофоров по системе К, Ж, З и сигналом со второго выхода разрешает посылку кода КЖ через блок 12 передачи на локомотив числовых кодовых сигналов.
Для локомотивов, не оборудованных упомянутыми выше системами управления, блок 11 контроля рельсовых цепей сохраняет конфигурацию, используемую в стандартной системе с защитными блок-участками, и не выдает активный сигнал на своем выходе разрешения. Соответственно, кодовый сигнал от светофора, ограничивающего занятую рельсовую цепь, не посылается и минимально допустимый интервал попутного следования увеличивается на длину одной рельсовой цепи, а занятая рельсовая цепь ограждается двумя светофорами с красным огнем. (То же происходит и в случае обрыва цепи передачи активного сигнала разрешения, что соответствует принципам построения безопасных схем железнодорожной автоматики).
Кодовый сигнал, для изменения конфигурации блока 11 контроля рельсовых цепей поступает от диспетчерского центра 16 управления по каналу дальней радиосвязи и после обработки контроллером 15, отвечающим требованиям по безопасности движения поездов, преобразуется в двоичный логический сигнал с уровнем и  мощностью достаточными для управления реле первого класса находящегося (на чертеже не показано) в блоке 11 контроля рельсовых цепей и служащего для изменения еговнутренней схемы.
Использование впредлагаемом устройстве пунктов 17 счета осей с автономным электропитанием позволяет поездному диспетчеру сократить интервал попутного следования между каждой парой поездов на перегоне примерно на половину длины одной рельсовой цепи. В случае автоблокировки с тональными рельсовыми цепями это составляет в среднем 400 м. Возможность сократить интервал попутного следования обеспечивается при надежной работе пунктов 17 счета осей с автономным  электропитанием и надежной радиосвязи по маломощным радиоканалам связи и радиоканалу дальней связи. Поездной диспетчер может передавать на локомотивы 19 сообщения по радиоканалу дальней радиосвязи для локомотивного устройства 22 безопасности о сокращении минимальной допустимой дистанции до хвоста следующего поезда на длину части рельсовой цепи, находящейся между началом рельсовой цепи и местом установки пункта 17 счета осей, при условии полного освобождения этой части рельсовой цепи составом данного поезда. Анализ поездной ситуации на перегоне с учетом свободности рельсовых цепей и прохождения поездами в полном составе пункта 17 счета осей диспетчер осуществляет с помощью программного обеспечения своего компьютера 25 автоматизированного рабочего места. В компьютер 25 автоматизированного рабочего места из аппаратуры централизованной автоблокировкипоступает информация о положении поездов на рельсовых цепях перегона и по радиоконалу дальней радиосвязи через блок 24 фиксации проследования поездами в полном составе пунктов 17 счета осей поступает информация, передаваемая с каждого локомотива 19, о проследовании поездов в полном составе мимо очередных пунктов 17 счета осей. Информация о проследования поездом в полном составе очередного из пунктов 17 счета осей поступает в локомотивное устройство 22 безопасности каждый раз в процессе радиообмена информацией с очередным пунктом 17 счета осей по маломощному радиоканалу связи посредством мобильного приемопередатчика 20. Затем эта информация по радиоканалу дальней радиосвязи передается в  блок 24 фиксации проследования поездами в полном составе и, соответственно, в компьютер 25 автоматизированного рабочего места. Это происходит сразу после того, как последняя ось состава поезда минует соответствующий  пункт 17 счета осей. Для надежности передачи информации  между мобильным приемопередатчиком 20маломощного радиоканала связи локомотива 19 и приемопередатчиком 18пункта 17 счета осей приемопередатчики 18 маломощного радиоканала связи нескольких промежуточных пунктов 17, расположенных между головой поезда и пунктом 17 счета осей, который только что закончил счет осей поезда, объединены маломощным радиоканалом связи во временную локальную сеть для ретранслятции данных на все время процесса обмена данными,  необходимое для надежного и полного счета осей. Временная локальная сеть включает в себя мобильный приемопередатчик 20 маломощного радиоканала связи локомотива 19 и приемопередатчики 18, последовательно расположенные друг за другом, начиная с приемопередатчика 18 рассматриваемого пункта 17 счета осей до приемопередатчика 18, около которого находится голова состава поезда во время завершения обмена данными о счете осей с упомянутым выше пунктом 17 счета осей.
Такая организация связи позволяет не иметь стационарных радио приемопередатчиков канала дальней радиосвязи в составе аппаратуры пунктов 17 счета осей. Это удешевляет аппаратуру пунктов 17 счета осей и позволяет использовать для ее электропитания автономные источники с подзарядкой их аккумуляторов от местных автономных источников электроэнергии (например, энергии солнца, ветра и механических вибраций элементов конструкции пути).
Порядок радиообмена данными между локомотивами 19 и пунктами счета осей 17 следующий:
Аппаратура очередного пункта 17 счета осей переходит из ждущего режима, в котором она потребляет от своего источника электропитания минимальный ток, после того как ее путевой датчик (на чертеже не показан) прохода колеса поезда фиксирует проход рядом с ними первого колеса локомотива 19 поезда. После этого приемопередатчик 18 маломощного радиоканала связи данного пункта 17 переходит в активный режим и устанавливает радиосвязь с установленным на проходящем локомотиве 19мобильным приемопередатчиком 20 по маломощному радиоканалу связи посредством передачи своего радио адреса. Затем приемопередатчик 18 данного пункта 17 получает от мобильного приемопередатчика 20  его радио адрес и информацию о количестве осей в полном составе этого поезда для того, чтобы потом проверить прохождение поезда в полном составе. При этом мобильный приемопередатчик 20  проверяет соответствие радио адреса приемопередатчика 18 данного пункта 17 номеру рельсовой цепи, на которой расположен этот пункт 17 счета осей, по электронной карте маршрута следования поезда. Номер рельсовой цепи определяется на локомотиве 19 по электронной карте маршрута и номеру путевого генератора этой рельсовой цепи декодированного из комплексного сигнала КРЛ-АЛС комплексным локомотивным устройством 22 безопасности. Цепочка из приемопередатчиков 18 маломощного радиоканала связи состоит из приемопередатчиков 18 нескольких последовательно расположенных пунктов 17 счета осей, последний из которых удален от первого пункта 17 счета осей на расстояние, немного превышающее максимальную длину состава данного поезда для того, чтобы радиообмен информацией с локомотивом 19 о результате счета осей при прохождении всем составом мимо упомянутого первого пункта 17 завершался в условиях надежной радио связи между локомотивом 19 и последним из нужной цепочки пункта 17 счета осей. Радио адреса приемопередатчиков 18 этих пунктов содержатся в электронной карте маршрута локомотива19 и сообщаются приемопередатчику 18 маломощного радиоканала связи данного пункта 17 в процессе обмена информацией с мобильным приемопередатчиком 20 маломощного радиоканала связи локомотива 19. После успешной проверки на локомотиве 19 правильности счета осей, мобильный приемопередатчик 20передает всем задействованным приемопередатчикам 18 маломощного радиоканала связи команду для очистки оперативной памяти устройств от использованной информации и переходу в ждущий режим с малым потребление тока.
Таким образом использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение пропускной способности перегона, а затраты на дополнительную аппаратуру быстро окупаются, особенно, на грузонапряженных железнодорожных участках.