Устройство автоблокировки
AUTOMATIC INTERLOCK DEVICE

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, выходом соединенного 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.
Однако это устройство не позволяет обеспечить необходимую пропускную способность железнодорожного участка, 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 за счет автоматического прицельного торможения. Поэтому автоблокировка с защитными участками имеет ограниченную область применения.
В качестве прототипа принято устройство автоблокировки, содержащее подключенные к  соответствующим блокам управления сигнальными огнями путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки, на каждом из которых установлена аппаратура автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, включающая в себя формирователь  сигналов контроля рельсовой линии (КРЛ) и сигналов автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), первый выход которого соединен со входом блока выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, а его второй выход через первый блок согласования подключен к началу рельсовой цепи блок-участка, а конец рельсовой цепи блок-участка соединен с  входом/выходом второго блока  согласования, выход которого соединен с входом путевого приемника сигналов  рельсовой цепи этого блок-участка, при этом вход второго блока  согласования соединен с выходом блока выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, вход запрета работы которого соединен с выходом путевого приемника сигналов рельсовой цепи блок-участка (Шалягин Д. В. «Устройства железнодорожной автоматики телемеханики и связи», М., Маршрут, 2006, с. 292, с. 305).
Недостатком известного устройства является то, что движение поездов, оборудованных современными бортовыми устройствами управления КЛУБ-У, БЛОК или аналогичными и имеющих средства расчета кривой прицельного торможения, перед границей блок-участка с ограничениями скорости замедляется, когда поезда следуют под желтый или красный огни путевых светофоров. Особенно, это существенно проявляется на блок-участках с длиной намного большей, чем требуемый тормозной путь поезда. Например, на протяжении всего блок-участка перед светофором с сигнальным показанием Ж, для пассажирских поездов действует ограничение скорости Vж = 100 км/час, а для грузовых Vж= 50 км/час, хотя с точки зрения безопасного служебного торможения, первую часть блок-участка поезду можно двигаться с более высокой скоростью.
Технический результат изобретения заключается в повышении пропускной способности  железнодорожной линии.
Технический результат достигается тем, что в устройстве автоблокировки, содержащем подключенные к  соответствующим блокам управления сигнальными огнями путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки, на каждом из которых установлена аппаратура автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, включающая в себя формирователь  сигналов контроля рельсовой линии и сигналов автоматической локомотивной сигнализации, первый выход которого соединен со входом блока выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, а его второй выход через первый блок согласования подключен к началу рельсовой цепи блок-участка, а конец рельсовой цепи блок-участка соединен с  входом/выходом второго блока  согласования, выход которого соединен с входом путевого приемника сигналов  рельсовой цепи этого блок-участка, при этом вход второго блока  согласования соединен с выходом блока выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, вход запрета работы которого соединен с выходом путевого приемника сигналов рельсовой цепи блок-участка, согласно изобретению в каждую аппаратуру автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, установленную на блок-участке повышенной длины, введен блок фиксации проследования головой поезда первой половины этого блок-участка, который по каналу связи соединен с повторителем сигнала, выход которого подключен к входу управления конфигурацией блока  выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, подаваемых в рельсовую линию этого блок-участка.
На чертеже приведена блок схема предлагаемого устройства автоблокировки.
Устройство автоблокировки содержит ограждающие блок-участки путевые проходные светофоры 1, 2, 3 и 4, подключенные к  соответствующим блокам 5, 6, 7 и 8 управления сигнальными огнями, на каждом из блок-участков установлена аппаратура автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, включающая в себя формирователь 9 сигналов контроля рельсовой линии и сигналов автоматической локомотивной сигнализации, первый выход которого соединен со входом блока 10 выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, а его второй выход через первый блок 11 согласования подключен к началу рельсовой цепи блок-участка, а конец рельсовой цепи блок-участка соединен с  входом/выходом второго блока 12 согласования, выход которого соединен с входом путевого приемника 13 сигналов  рельсовой цепи этого блок-участка, при этом вход второго блока 12  согласования соединен с выходом блока 10 выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, вход запрета работы которого соединен с выходом путевого приемника 13 сигналов рельсовой цепи блок-участка, в каждую аппаратуру автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, установленную на блок-участке повышенной длины, введен блок 14 фиксации проследования головой поезда первой половины этого блок-участка, который по каналу связи соединен с повторителем 15 сигнала, выход которого подключен к входу управления конфигурацией блока 10  выбора сигналов автоматической локомотивной сигнализации, подаваемых в рельсовую линию этого блок-участка.
Устройство автоблокировки работает следующим образом.
Фиксация проследования головой  поезда первой части блок-участка используется тогда, когда это дает экономический эффект от увеличения средней скорости движения по блок-участку, который превышает затраты, связанные с усложнением аппаратуры этого блок-участка. Это целесообразно для блок-участков с длинами свыше 1 км. Целесообразным является разделение блок-участка повышенной длины на две равные по длине части.
На чертеже приведен пример, когда блок-участок, огражденный путевым проходным светофором 1, занят подвижным составом и на светофоре 1 горит красный сигнал, на светофоре 2 горит желтый сигнал, а начиная со светофора 3 свободные блок-участки ограждаются путевыми проходными светофорами с зеленым сигналом. При трехзначной автоблокировке светофоры с зеленым огнем разрешают движение с одинаковой для всех этих светофоров максимально разрешенной скоростью. При  четырехзначной автоблокировке на светофоре 3 горят зеленый с желтым огни, а начиная со светофора 4 свободные блок-участки ограждаются путевыми проходными светофорами с зеленым сигналом.  При многозначной АЛС светофоры с зеленым огнем разрешают по мере их удаленности от светофора с красным огнем движение с предельной скоростью постепенно повышающейся от первой градации к последующим градациям предельных скоростей и так до максимальной скорости, например 400 км/час.
кж
ж
Если на блок-участках, огражденных путевыми проходными светофорами 1, 2, 3, 4 и т.д., находится локомотив, то, например, в устройстве-прототипе от светофора 1, ограничивающего блок-участок, занятый предыдущим поездом, навстречу локомотиву на протяжении всего блок-участка перед светофором 1 с красным сигналом, формирователь 9 сигналов контроля рельсовой линии и сигналов автоматической локомотивной сигнализации передает (со второго выхода) навстречу приближающемуся локомотиву сигнал КЖ, ограничивающий движение по блок-участку контролируемой скоростью V. В случае, если локомотив движется навстречу светофору 2 с желтым огнем, передается сигнал Ж, ограничивающий движение по блок-участку контролируемой скоростью V. И только на блок-участке перед светофором  с зеленым огнем, разрешается движение с максимальной скоростью. Современные системы управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе, такие как БЛОК, КЛУБ-У и САУТ позволяют гарантированно затормозить поезд перед светофором 1 с красным огнем, в случаях, когда поезд достаточно удален от светофора 1 и движется с более высокой скоростью, чем  разрешают сигналы АЛС. Такое часто происходит, если локомотив следует по блок-участкам повышенной длины. Поэтому в предлагаемом устройстве, при движении локомотива по каждому блок-участку существенно повышенной длины, конфигурация  блока 10 выбора сигналов АЛС изменяется таким образом, чтобы сигнал АЛС, подаваемый в рельсовую линию такого блок-участка, разрешал локомотиву в течение части времени его движения (например, движение до середины блок-участка), двигаться со скоростью на одну градацию контролируемой скорости выше, чем при использовании устройства автоблокировки по прототипу. Например, вместо сигнала КЖ, с начала и до середины блок-участка, ограниченного  светофором 1, передается сигнал Ж. Фиксацию проследования головой  поезда первой половины этого блок-участка осуществляет устройство 14 фиксации проследования головой  поезда первой половины этого блок-участка.
Устройство 14  фиксации проследования головой  поезда первой половины блок-участка по принципу действия может иметь различную реализацию. Это может представлять собой, например, точечный датчик контроля прохода колесных пар поезда, рельсовую цепь наложения, или локомотивный блок измерения текущей координаты места нахождения головы поезда по электронной карте блок-участка.
Пока голова поезда не занимает вторую часть перегона, устройство 14  фиксации проследования формирует на своем выходе сигнал логической 1. После того, как голова поезда вступит на вторую половину перегона, устройство 14  фиксации формирует на своем выходе сигнал логического 0. Сигнал с выхода устройства 14 фиксации по каналу связи поступает на вход  повторителя 15 сигнала этого устройства фиксации. Повторитель 15 расположен рядом с соответствующим формирователем 9 сигналов контроля рельсовой линии и сигналов автоматической локомотивной сигнализации и блоком 10 выбора сигналов АЛС.
Сигнал логической 1 с выхода повторителя 15 поступает на вход управления конфигурацией блока 10 выбора сигналов АЛС. При поступлении этого сигнала блок 10 осуществляет выбор сигналов АЛС на одну градацию контролируемой скорости выше (по сравнению с устройством автоблокировки прототипа).
Таким образом, в рассмотренной ситуации на первой половине перегонов в предлагаемом устройстве автоблокировки навстречу локомотиву передаются сигналы автоматической локомотивной сигнализации Ж вместо КЖ или З вместо Ж.
После того как голова поезда вступит на вторую половину перегона и до освобождения перегона последним вагоном состава поезда, выходной сигнал повторителя 15 удерживается равным логическому 0 и сигналы АЛС соответствуют сигналам АЛС в текущей поездной ситуации, используемые и в устройстве автоблокировки прототипа. Затем  после освобождения перегона последним вагоном состава поезда, срабатывает путевой приемник 13 рельсовой цепи данного блок-участка и сигналом логической 1 на входе запрета работы блока 10 исключается возможность передачи сигналов АЛС в рельсовую цепь блок-участка.
В зависимости от конкретной реализации блока 14 фиксации, канал связи может быть выполнен проводным, рельсо-проводным или радиоканалом. Если блок фиксации представляет собой точечный датчик контроля прохода колесных пар поезда, то канал связи может быть выполнен проводным или стационарным радиоканалом связи. Если блок 14 фиксации будет представляет собой, например, рельсовую цепь наложения, то канал связи может быть выполнен рельсо-проводным. Если блок 14 фиксации представляет собой локомотивный блок измерения текущей координаты места нахождения головы поезда по электронной карте блок-участка, то канал связи должен быть мобильным радиоканалом связи.
Таким образом, повышенная пропускную способность системы автоблокировки обеспечивается за счет того, что по первым частям блок-участков повышенной длины, которые предшествуют занятому блок-участку, движение осуществляется с увеличенной скоростью. Отказы в устройствах фиксации проследования головой  поезда первой половины блок-участка приводят к гарантированному появлению сигнала логического 0 на входе управления конфигурацией блока 10 выбора сигналов АЛС, подаваемых в рельсовую линию блок-участка. Поэтому в этом случае изменения в формировании сигналов АЛС не происходит и пропускная способность и безопасность движения по  данному блок-участку сохраняются на исходном уровне. При прекращении нормальной работы канала АЛС-ЕН в формирователе 9 сигналов АЛС, устройства автоматически начинают использовать каналы АЛСН числового кода.
Внедрение предлагаемого устройства автоблокировки позволит повысить пропускную способность перегонов.