УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ
AUTOMATIC INTERLOCKING DEVICE

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, в частности к устройствам интервального регулирования движения поездов на перегонах.
Из уровня техники известно устройство автоматической блокировки, содержащее генераторы и приемники, размещенные между путевыми светофорами, в пределах каждого блок-участка организованы две рельсовые цепи, которые подключены к общему генератору, подключенному к рельсовым нитям посередине блок-участка, а между приемниками и рельсовыми нитями включены фронтовые контакты повторителей реле направления, подключающие приемники к рельсовым нитям на расстояние зоны дополнительного шунтирования рельсовой цепи от проходного светофора по ходу движения поезда в зависимости от установленного направлении движения (RU 2116923, 10.08.1998).
Недостатком устройства является возможность сохранения разрешающего показания зеленый или желтый на светофоре при остановке короткой подвижной единице непосредственно за ним.
Известно устройство автоматической блокировки, которое содержит приемники с путевыми реле на выходе, подключенные к общему генератору, подключенному к рельсовым цепям в середине блок-участка, в пределах которого организованы N рельсовых цепей, а также сигнальные реле путевых светофоров, для каждого проходного светофора введено блокировочное реле, в основную цепь питания которого включен фронтовой контакт путевого реле N-й рельсовой цепи блок-участка, а в блокировочную цепь включены параллельно включенные тыловой контакт путевого реле первой рельсовой цепи блок-участка и последовательно соединенные фронтовые контакты путевого реле N-й рельсовой цепи предыдущего блок-участка и блокировочного реле, а в цепь питания сигнального реле желтого огня включены параллельно включенные переключающий контакт блокировочного реле и фронтовые контакты путевых реле от первой до N-й рельсовой цепи блок-участка, при этом расстояние от точки установки путевого светофора до точки подключения путевого приемника N-й рельсовой цепи блок-участка по ходу движения поезда соответствует зоне дополнительного шунтирования (RU 2149785, 27.05.2000).
Недостатком этого устройства является возможность включения разрешающего показания зеленый или желтый на светофоре при остановке в пределах блок-участка поезда в случае неправильной работы рельсовой цепи. При занятой рельсовой цепи путевое реле может замыкать фронтовой контакт и выдавать сигнал о свободности в случае сообщения жил в кабельной линии, опасных отказах путевого приемника и др.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство автоматической блокировки, содержащее подключенный к концу рельсовой цепи приемник с блоком путевого реле на выходе, генератор, блок управления светофором, блок сигнального реле желтого огня и элемент И. Устройство снабжено двумя ключевыми элементами, блоком фиксации освобождения блок-участка и блоком тестирования, подключенным выходом к управляющим входам ключевых элементов и соединенным входом возбуждения с выходом занятости рельсовой цепи блока путевого реле, а входом самоблокировки - с выходом блока фиксации освобождения блок-участка, подключенного входом к выходу блока сигнального реле желтого огня, вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом свободности рельсовой цепи блока путевого реле, а второй вход подключен к выходу первого ключевого элемента, подключенного сигнальным входом к выходу блока управления светофором, при этом второй ключевой элемент соединен сигнальным входом с выходом генератора, а выходом - с началом рельсовой цепи (RU 2263598, 10.11.2005).
Недостатком этого устройства является возможность включения разрешающего показания зеленого или желтого огня на светофоре при остановке в пределах блок-участка поезда в случае неправильной работы рельсовой цепи и отказа в работе блока тестирования, который не имеет самоконтроля. Отказ в работе блока тестирования возможен в случае изменения временных параметров сигнального реле и его обратного повторителя, в том числе при обрыве питании обратного повторителя сигнального реле.
Серьезным недостатком блока тестирования является тот факт, что отказ работы блока тестирования устройством автоблокировки не контролируется и обслуживаемым персоналом не будет выявлен. Устройства автоматической блокировки будут работать без блока тестирования неопределенное время.
Задачей изобретения является создание устройства автоматической блокировки, которое исключали бы указанные выше недостатки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение уровня безопасности движения поездов путем создания четырехуровневого контроля свободности блок-участков, работа которых взаимосвязана между собой.
Указанный технический результат в устройстве автоматической блокировки, содержащем подключенный к концу рельсовой цепи приемник с блоком путевого реле на выходе, генератор, блок управления светофором, блок сигнального реле желтого огня, достигается тем, что снабжено четырьмя уровнями контроля свободности блок-участка. Первый уровень контроля осуществляют блоком контроля работы шунтового режима рельсовых цепей фиг.7.
Второй уровень контроля - блоком путевых реле фиг.4, блоком безопасного функционирования путевых реле фиг.3 и блоком контроля отсутствия факторов ложного удержания якорей путевых реле в притянутом состоянии фиг.2.
Третий уровень контроля - блоком контроля правильного функционирования якорей путевых реле фиг.5.
Четвертый уровень контроля - блоком безопасности фиг.8, обеспечивающим контроль за работой блока путевых реле, блока контроля правильного функционирования якорей путевых реле, блока безопасного функционирования путевых реле и блока контроля работы шунтового режима рельсовых цепей.
При этом блок контроля работы шунтового режима рельсовых цепей с одной стороны соединен с рельсовыми цепями контактами путевых реле, а с другой стороны связан с блоком безопасности, который взаимодействует с блоком управления светофором, с блоком путевых реле, с блоком контроля правильного функционировании якорей путевых реле, связанным с блоком отсуствия факторов ложного удержания якорей путевых реле в притянутом состоянии, который в свою очередь связан с блоком контроля безопасного функционирования путевых реле.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен путевой план перегона от станции А до станции Б; на фиг.2 - блок контроля отсутствия факторов ложного удержания якорей путевых реле в притянутом состоянии; на фиг.3 - блок контроля безопасного функционирования путевых реле; на фиг.4 - блок путевых реле рельсовых цепей блок-участка от светофора №1 до светофора №3; на фиг.5 - блок контроля правильного функционирования якорей путевых реле; на фиг.6 - блок управления светофором - схема включения реле желтого огня; на фиг.7 - блок контроля работы шунтового режима рельсовых цепей; на фиг.8 - блок безопасности; на фиг.9 -функциональная схема отключения разрешающих огней светофора при въезде поезда на блок-участок; на фиг.10 - функциональная схема включения разрешающих огней на светофоре.
Согласно изобретению обеспечивающего четырехуровневый контроль свободности блок-участков, все четыре уровня взаимосвязаны между собой и представляют единую систему логической зависимости строгой последовательности проследования по блок-участку подвижной единицы с контролем реализации всех уровней.
При въезде и проследовании поезда по блок-участку предусмотрен первый уровень контроля свободности блок-участка, выполняющий проверку работы шунтового режима путевых реле, а также строгий контроль последовательности шунтирования с запоминанием правильности исполнения логики проследования по блок-участку подвижной единицы. После освобождения блок-участка становятся под ток путевые реле блок-участка.
В заявленном устройстве автоматической блокировки путевые реле под током - блок-участок свободен условно, так как светофор на разрешающее показание не переключается до выполнения последующих уровней контроля свободности блок-участка.
Притянув якорь, повторитель путевых реле автоматически включает работу схем второго и третьего уровней контроля, выполняющих проверку работы путевых реле от собственных источников питания, отсутствия приваривания, примерзания или других опасных факторов удержания якоря в притянутом состоянии.
Проверка отсутствия постороннего источника питания, примерзания, приваривания или механического заедания якоря или контактов реле производится в автоматическом режиме каждый раз, когда путевое реле становится под ток при включении источника питания рельсовой цепи или освобождении блок-участка подвижной единицей.
Для контроля правильности исполнения трех выше названных уровней безопасности (контроля свободности блок-участка) при проследовании подвижной единицы по блок-участку предусмотрен четвертый уровень, исключающий возможность появления на светофоре разрешающего показания при неправильном исполнении вышеназванных уровней безопасности.
Назначение функциональных блоков:
П - блок путевых реле, контролирующих свободность блок-участка от светофора 1 до светофора 3;
КБ - блок контроля безопасного функционирования путевых реле, обеспечивающий контроль безопасного функционирования путевых реле, фиксируя отсутствие примерзания, приваривания или других факторов, удерживающих якорь путевых реле в притянутом состоянии при отключенном источнике питания рельсовых цепей блок-участка;
К1 - блок контроля отсутствия факторов ложного удержания якорей путевых реле в притянутом состоянии, обеспечивающий контроль, что при отключенном источнике питания рельсовых цепей на блок-участке якоря путевых реле находятся в отпавшем состоянии.
К - блок контроля правильного функционирования якорей путевых реле и контролирует, что путевые реле блок-участка притянули свои якоря от своих источников питания после принудительной проверки отсутствия факторов ложно удерживающих якорь в притянутом состоянии;
КШП - блок контроля работы шунтового режима рельсовых цепей, осуществляющий контроль нормальной работы шунтового режима всех рельсовых цепей при проследовании подвижной единицы по блок-участку;
Б - блок безопасности, который суммирует и запоминает, что все четыре уровня контроля свободности блок-участка при проследовании подвижной единицы работали согласно заданному алгоритму;
Ж - блок управления светофором.
На фиг.1 показан примерный путевой план перегона от станции А до станции Б, на котором три перегонных светофора №1, №3 и №5 с путевыми участками 1П, 3П, 5П, 7П, 9П, 11П, 13П, 15П, 17П, 19П.
Рассмотрим работу четырех уровней контроля свободности блок-участков на примере блок-участка от светофора №1 до светофора №3.
При отсутствии источника питания постоянного тока все реле, выполняющие логические зависимости контроля проследования поезда, находятся без тока.
При включении источников питания постоянного тока для работы приборов автоблокировки и переменного тока для работы генераторов, питающих рельсовые цепи, первым становится под ток реле 3К1 в блоке К1 через тыловые контакты 11-13 реле 3КБ, 11-13 реле 13П, 11-13 реле 11П, 11-13 реле 9П, 11-13 реле 7П, 11-13 реле КВК, 11-13 реле 7-13П, 11-13 реле 3К, 11-13 реле 3Ж, 11-12 реле КП и обмотку реле 3К1, которое, притянув свой якорь, становится на самоблокировку через свой фронтовой контакт 11-12 и тыловой контакт 11-13 реле 3Ж (фиг.2).
Притянув якорь, реле 3К1 своим фронтовым контактом 21-22 через тыловой контакт 21-23 реле 1Ж ставит под ток реле 3КБ в блоке КБ, которое становится на самоблокировку через собственный фронтовой контакт41-42 и тыловые контакты 21-23 реле 3Ж и 21-23 реле 7-13П (фиг.3).
Притянув якорь, реле 3КБ включает усиленными фронтовыми контактами своего повторителя питание на генераторы, которые посылают питание в рельсовые цепи.
Путевые реле рельсовых цепей блок-участка от светофора №1 до светофора №3 становятся подток, которые своими фронтовыми контактами 21-22 реле 7П, 21-22 реле 9П, 21-22 реле 11П, 21-22 реле 13П включают общий повторитель 7-13П всех путевых реле от светофора №1 до светофора №3 (фиг.4).
Фронтовыми контактами 31-32 реле 3КБ, 31-32 реле 7П, 31-32 реле 9П, 31-32 реле 11П, 31-32 реле 13П, 31-32 реле 3К1 и тыловым контактом 31-33 реле 3Ж создается цепь питания реле 3К в блоке К.
В цепи возбуждения реле 3К фронтовой контакт реле 3К1 и тыловой контакт реле 3Ж устанавливает строгую последовательность срабатывания реле 3КБ, 3К1, 3К и сигнального реле 3Ж, что обеспечивает исключение разрешающего показания на светофоре при срабатывании одного из выше названных реле в ложной последовательности (фиг.5)
Притянув якорь, реле 3К становится на самоблокировку своим фронтовым контактом 31-32, а контактом 41-42 и фронтовыми контактами 41-42 реле 3КБ, 41-42 реле 3Б, 41-42 реле 3К1 создают цепь питания реле 3Ж, которое, притянув якорь, становится на самоблокировку в обход контакта релеЗК1 (фиг.6).
Цепь питания реле 3К1 обрывает фронтовой контакт 11-12 реле 3Ж.
Включение разрешающего показания на светофоре осуществляется последовательным включением фронтовых контактов реле 3К и 3Ж.
Описание логических зависимостей четырех уровней контроля свободности третьего блок-участка от светофора №3 до светофора №1 при движении подвижной единицы по перегону.
Подготовка работы схем контроля логических зависимостей проследования поезда по третьему блок-участку происходит при вступлении поезда за светофор №5 пятого блок-участка (фиг.1). В этом случае на блок-участке №5 отключается электрическая цепь питания обмотки реле безопасности 5Б. Реле 5Б отпускает свой якорь. Отпущенное состояние якоря реле 5Б указывает о поездном режиме работы автоблокировки на пятом блок-участке.
Поездной режим работы автоблокировки передается автоматически из одного блок-участка на другой логической схемой контроля проследования поезда по заданному алгоритму.
Когда поезд заехал за светофор №5 пятого блок-участка, реле безопасности 5Б, отпустив свой якорь, подготавливает передачу поездного режима на третий блок-участок. Для чего своим контактом 51-53 реле 5Б подготавливает цепь питания реле 1 третьего блок-участка (фиг.7), а контактом 61-62 реле 5Б разрывает шунтирующую цепочку параллельно контакту 71-72 реле 7-13 СП в цепи питания реле безопасности 3Б (фиг.8)
С этого момента реле 3Б получает питание только через контакт 71-72 реле 7-13П. При приближении поезда к светофору №3 обесточивается реле 15П, которое, отпустив свой якорь контактом 51-53 реле 15П, включает цепь питания реле 1. Притянув свой якорь, реле 1 своим фронтовым контактом 11-12 реле 1 подготавливает цепь питания реле 2, которое входит в группу реле схем контроля работы шунтового режима изолированных участков третьего блок-участка.
Когда поезд заехал за светофор №3, путевое реле 13П отпускает свой якорь. Реле 13П контактом 21-22 разрывает цепь питания реле 7-13П (фиг.4), а контактом 31-32 разрывает цепь питания реле 3К (фиг.5). Реле 3К, отпустив свой якорь, контактом 41-42 разрывает цепь питания реле 3Ж (фиг.6), которое переключает разрешающее показание на светофоре на запрещающее.
Одновременно реле 7-13П, опустив свой якорь своим контактом 71-72, обрывает цепь питания реле безопасности 3Б (фиг.8). Отпустив якорь, реле 3Б своим контактом 71-72 разрывает цепь самоблокировки одновременно контактом 81-83 реле 3Б включает цепь питания реле 2 (фиг.7) через фронтовые контакты 11-12 реле 1, 41-42 реле 11П и тыловые контакты 41-43 реле 13П, 81-83 реле 3Б.
Отпустив якорь, реле безопасности 3Б контактом 41-42 дополнительно разрывают цепь питания реле 3Ж, которое отключает цепь питания разрешающих огней светофора №3 до времени срабатывания четырех уровней контроля свободности блок-участков.
Четырехуровневый контроль свободности блок-участка начинает выполняться с момента вступления головой поезда за светофор №3.
Первый уровень безопасности контроля свободности блок-участка осуществляет контроль работы шунтового режима путевых реле блок-участка (фиг.7).
Контроль работы шунтового режима (включая и ряд других функций) обеспечивают реле 1, 2, 3, 4, 5, 6 блока КШП, содержащего ряд логических схем. На третьем блок-участке этот блок содержит шесть реле.
Реле 1 выполняет функцию регистрации и запоминания, что к третьему блок-участку подошел поезд, а не случайно прекращено питание рельсовой цепи, находящейся перед светофором №3, а также подготавливает работу логических схем контроля проследования поезда по блок-участку с контролем строгой последовательности шунтирования путевых реле блок-участка №3 от светофора №3 до светофора №1.
Строгую последовательность шунтирования путевых участков 13П, 11П, 9П и 7П с контролем свободности впереди лежащего путевого участка выполняют реле 2, 3, 4, 5 (их количество равно числу путевых участков от светофора до светофора).
При соблюдении строгой последовательности шунтирования путевых блок-участков последовательно становятся под ток реле 2, 3, 4, 5.
При вступлении поезда на путевой участок 5П за светофором №1 становится под ток реле 6, которое фиксирует и запоминает, что шунтирование рельсовых цепей на третьем блок-участке от светофора №3 до светофора №1 прошло нормально в соответствии с заданным алгоритмом проследования поездом блок-участка.
После освобождения поездом всех рельсовых цепей от светофора №3 до светофора №1 становятся подток путевые реле 13П, 11П, 9П и 7П и своими фронтовыми контактами 21-22 включают цепь питания реле 7-13П (фиг.4).
Притянув свой якорь, реле 7-13П включает логические схемы второго уровня контроля свободности блок-участка.
Второй уровень контроля свободности блок-участка содержит известное традиционное решение, когда путевое реле под током - блок-участок свободен с обязательной дополнительной проверкой, что реле стало под ток от своего источника питания.
В нашем техническом решении, когда путевое реле под током, блок-участок свободен условно, так как светофор на разрешающее показание не переключается до выполнения остальных уровней контроля свободности блок-участка.
Выполнение второго уровня контроля свободности блок-участка начинается с момента притяжения якоря реле 7-13П (фиг.4). Притянув якорь, оно своим контактом 21-22 реле 7-13П разрывает цепь питания реле 3КБ в блоке «контроль безопасности», которое, отпустив свой якорь, усиленными контактами своего повторителя отключает питание рельсовых цепей проверяемого блок-участка.
Отпустив свои якоря, путевые реле 13П, 11П, 9П и 7П своими тыловыми контактами создают цепь питания реле 3К1 (фиг.2).
Тыловые контакты путевых реле в цепи питания реле 3К1 указывают на отсутствие посторонних факторов, удерживающих якоря в притянутом состоянии, когда их источники питания отключены на центральном посту, контактами реле 3КБ блока КБ.
Притянув якорь, реле 3К1 восстанавливает цепь питания реле 3КБ (фиг.3).
После выполнения второго уровня контроля свободности блок-участка, когда реле 7-13П второй раз притянуло свой якорь, оно подключает логическую схему проверки третьего уровня контроля свободности рельсовых цепей.
В третьем уровне безопасности предусмотрена проверка правильного функционирования якорей путевых реле при отключенном и включенном источниках питания рельсовых цепей (фиг.5).
Притянув якорь, реле 3КБ усиленными контактами своего повторителя включают питания в рельсовые цепи.
Притянув якоря, реле 13П, 11П, 9П и 7П своими фронтовыми контактами создают цепь питания реле ЗК блока К. Реле 3К, притянув свой якорь, фиксирует, что все путевые реле притянули свои якоря от своих источников питания, произошла реализация третьего уровня контроля свободности рельсовых цепей третьего блок-участка от светофора №3 до светофора №1.
Четвертый уровень контроля свободности блок-участка реализуется после выполнения ранее описанных трех уровней безопасности (контроля свободности блок-участков).
Реализация четвертого уровня контроля свободности блок-участка фиксируется и запоминается притянутым состоянием якоря реле 3Б (фиг.8).
Реле 3Б притягивает якорь через фронтовые контакты 61-62 реле 6 блока КШП, контакты 61-62 реле 3К блока К, путевых реле защитного участка ЗП, 5П и путевых реле блок-участка от светофора №3 до светофора №1.
Фронтовой контакт реле 6 говорит о реализации первого уровня контроля, а фронтовые контакты реле 3К и путевых реле 7П, 9П, 11П, 13П подтверждают реализацию второго и третьего уровня контроля свободности блок-участка.
Притянув якорь, реле 3Б контактом 41-42 включает цепь питания сигнального реле 3Ж блока Ж через фронтовые контакты 41-42 реле 3К, 3КБ, 3К1.
Притянутое состояние якоря реле 3Ж говорит о том, что при проследовании поезда по блок-участку реализованы четыре уровня контроля свободности блок-участка.
На фиг.9 показана функциональная схема отключения разрешающих огней светофора при въезде поезда на блок-участок, а на фиг.10 - функциональная схема включения разрешающих огней на светофоре.
При вступлении подвижной единицы за светофор №5 реле безопасности пятого блок-участка «5Б» отпускает свой якорь и осуществляет подготовку функционирования блока безопасности 3Б на третьем блок-участке по линии связи 9, а по линии связи 10 - блока КШП.
При приближении подвижной единицы к светофору №3 отпускает свой якорь реле 15П, которое по линии связи 6 (фиг.9) ставит под ток реле 1 в блоке КШП третьего блок-участка.
При вступлении подвижной единицы на участок 13П путевое реле 13П отпускает свой якорь и своим фронтовым контактом отключает цепь питания реле блоков П и К по линии связи 5.
Реле 7-13 блока П, отпустив свой якорь по линии связи 7, отключает питание блока 3Б. Реле блока 3Б, отпустив свой якорь, отключает питание блока Ж по линии связи 8. Реле 3К также разрывает цепь питания реле 3Ж по линии 12. Светофор переключается на запрещающее показание.
Таким образом, при вступлении поезда за светофор №3 отпускают свои якоря реле 13П, 7-13П, 3К, 3Б и 3Ж. На светофоре №3 загорается красный огонь. Чтобы на светофоре загорелся разрешающий огонь, необходимо, чтобы при проследовании поезда по блок-участку сработали четыре уровня контроля свободности блок-участка.
Функциональная схема включения разрешающих огней на светофоре показана на фиг.10.
После того как реле безопасности 3Б отпустило свой якорь, начинает работать блок КШП, который регистрирует и запоминает правильную работу шунтового режима всех тональных рельсовых цепей от светофора до светофора и по линии связи 7 (фиг.10) передает информацию в блок 3Б.
При освобождении подвижной единицей третьего блок-участка путевые реле 7П, 9П, 11П, 13П становятся под ток и притягивают свои якоря.
В блоке П притягивает свой якорь реле 7-13П, которое фронтовым контактом 21-22 разрывает цепь питания реле 3КБ (на фиг.10 показано линией связи 1). В блоке КБ отпускает свой якорь реле 3КБ и отключает питание в рельсовые цепи 7П, 9П, 11П, 13П, путевые реле которых отпускают свои якоря и через последовательно включенные тыловые контакты создают цепь питания реле 3К1 в блоке К1 (на фиг.10 показано линией 2). Притянув якорь, реле 3К1 своим фронтовым контактом 21-22 по линии связи 3 создает цепь питания реле 3КБ. Реле 3КБ, притянув якорь, включает питание в рельсовые цепи 7П, 9П, 11П, 13П (на фиг.10 не показано).
Путевые реле 7П, 9П, 11П, 13П, притянув свои якоря, последовательно включенными фронтовыми контактами создают цепь питания реле 3К в блоке К через фронтовой контакт 31-32 реле 1К1 по линиям связи 4 и 5 (фиг.10).
Притянув якорь, реле 3К своим фронтовым контактом последовательно с реле 6 блока КШП по линиям связи 6 и 7 включают через фронтовые контакты путевых реле блока П и защитного участка цепь питания блока 3Б.
Притянув свой якорь, реле ЗБ по линии 8 создает цепь питания реле 3Ж. Реле 3Ж по линии связи 10 включает разрешающий огонь на светофоре №3.