Микропроцессорная полуавтоматическая блокировка – МПАБ

Лабораторная работа№40

Системы управления и контроля движения поездов на участках железных дорог на базе счета осей

Рельсовые цепи как инструмент контроля состояния участков пути имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности и снижающих эффективность использования. Во-первых, это динамический режим шунтирования рельсовой линии колесными парами поезда, противоречивые режимы работы РЦ и зависимость сопротивления балласта от погодных условий. Это, как известно, весьма затрудняет процессы регулировки параметров РЦ в пределах допустимых норм и возможности их использования при пониженном сопротивлении балласта. Во-вторых, физическое ограничение длины контролируемой рельсовой линии одной РЦ до 2600 м делает экономически нецелесообразным их многочисленное использование на малодеятельных перегонах без АБ. Во многих случаях хорошей альтернативой РЦ могут служить системы контроля свободности участков пути методом счета осей подвижного состава. Следует отметить, что многолетний опыт эксплуатации таких систем на зарубежных железных дорогах показывает надежность такого контроля, но значительно затрудняет возможности организации непрерывно действующих каналов передачи сигнальной информации на локомотивы.

Характеристика устройства контроля состояния рельсового участка с пересчетом осей подвижного состава – ЭССО

Система контроля состояния рельсового участка методом счета осей подвижного состава, называемая электронной системой счета осей (ЭССО) может использоваться на участках железнодорожного пути любой сложности и конфигурации, как на станциях, так и перегонах. Система обеспечивает надежный контроль состояния рельсового пути с любым родом тяги независимо от сопротивления балласта, в том числе на участках с металлическими шпалами и стяжками. Она может применяться для контроля состояния перегонов в целом, участков приближения к переездам, блок-участков при АБ, стрелочных секций и приемоотправочных путей на станциях, стрелочных и бесстрелочных участков в системах горочной автоматической централизации (ГАЦ). Система функционально и электромагнитно совместима со всеми действующими системами железнодорожной автоматики: ЭЦ, АБ, ПАБ, ДЦ, АПС, МКУ, ГАЦ.

В настоящее время разработаны модификации системы ЭССО для контроля прохождения осей в системах обнаружения перегрева букс (ПОНАБ, ДИСК), позиционирования осей вагонов на весоизмерительных пунктах, измерения параметров движения поездов.

Внедрение системы позволяет исключить дорогостоящую аппаратуру РЦ: дроссель-трансформаторы, тяговые перемычки, изолирующие стыки и дает возможность снизить энергопотребление, а также затраты на обслуживание.

Основные технические параметры системы ЭССО приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Показатель	Параметр
Электропитание системы	Переменный ток 220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность, ВА, не более	Счетный пункт – 15 ВА	ЯПУ – 4 ВА
Скорость прохождения оси над РД	0….360 км/ч
Диапазон рабочих температур РД, НЭМ, ППУ, ИП	от – 60 до 85°С
Гарантированная дальность передачи информации между НЭМ и центральным пунктом	а) до 10 км – по кабельной или воздушной линии СЦБ б) до 35 км – по магистральному кабелю связи в) без ограничений – по уплотненному магистральному кабелю связи, радиорелейной линии, ВОЛС

Система ЭССО разработана с учетом требований безопасности движения поездов: отказ или сбой в работе любого узла приводит к выключению путевого реле данного контролируемого участка и появлению индикации о неисправности. Ее опыт эксплуатации свидетельствует об устойчивости к агрессивным химическим и биологическим воздействиям, тяжелым климатическим и механическим факторам, защищенности от опасных отказов при неисправностях узлов и модулей.

Структурно систему можно представить в виде напольных и постовых устройств. Напольные устройства - это счетные пункты, предназначенные для подсчета числа проследовавших осей, состоят из следующих функциональных узлов (рис. 4.1):

- реверсивных рельсовых датчиков (РД) индукционного типа;

- напольных электронных модулей (НЭМ), располагаемых в путевой коробке (ПК) (рис. 4.2), кабельном ящике (КЯ) или релейном шкафу (РШ).

 

 

Рис. 1. Внешний вид счетного пункта

 

С помощью РД осуществляется фиксация факта прохождения осей подвижных единиц, а с помощью НЭМ – подсчет и обработка информации о числе прошедших осей и помехозащищенная ее передача по двухпроводной линии связи на пост ЭЦ, к аппаратуре АПС, приборам обнаружения нагрева аварийных букс и т.д.

Как правило, счетный пункт (СП) состоит из двух РД и НЭП и подобно изолирующему стыку разграничивает смежные участки пути (рис. 4.3).

В состав постовых устройств входят:

1. Кассеты приемников, устанавливаемые на центральном пункте возле путевых реле постов ЭЦ, в РШ и т.д., обеспечивают взаимоувязку процессов функционирования всех устройств системы ЭССО.

При помощи переключателя типов контролируемых участков

 

Рис. 2. Путевая коробка с напольным электронным модулем

Рис. 3. Размещение аппаратуры ЭССО на неразветвленном участке пути

(ПТКУ) может осуществляться выбор алгоритмов работы в зависимости от типа контролируемых ими участков.

2. Платы постовых устройств (ППУ), называемые приемниками, предназначены для приема и обработки поступающей от СП информации максимально от четырех СП. Каждые два ППУ образуют ячейки постовых устройств (ЯПУ).

3. Источник электропитания представляет собой сложный элемент, состоящий из источника электропитания ППУ и коммуникационных устройств. Последние предназначены для сбора данных о количестве осей подвижного состава на участке пути и осуществляют диагностику этого устройства.

Постовыми устройствами осуществляется обработка информации о количестве проследовавших осей и принимается решение о состоянии участков пути.

В качестве исполнительного элемента контроля занятости используются нейтральные реле АНМШ, АНВШ, ПЛЗУ и т.п.

Схемы установки счетных пунктов для контроля неразветвленных и разветвленных путевых участков приведены на рис. 4.4.

Надежность функционирования системы ЭССО обеспечивается в результате:

- помехозащищенного кодирования информации;

- непрерывного автоматического контроля исправности всех узлов системы и линий связи между постовыми и напольными устройствами, в том числе положения РД относительно рельса и отсутствия ферромагнитных тел на его рабочей поверхности;

- индикации всех видов неисправностей ЭССО на посту централизации.

К числу достоинств системы можно отнести:

а) блочно-модульную конструкцию, обеспечивающую технологичность обслуживания и ремонтопригодность;

б) отсутствие сложных регулировок при установке и замене блоков;

в) автоматическую самонастройку системы при включении и поддержание ее при изменении температуры окружающей среды;

А - канал 0 приемника В - канал 1 приемника

С - канал 2 приемника  D - канал 3 приемника

 

Рис. 4. Схемы контроля состояния путевых участков

 

г) непрерывный автоматический контроль исправности РД и НЭМ, состояния линий связи, положения РД относительно рельса;

д) индикации всех видов неисправности ЭССО, а также числа проследовавших осей;

е) программную, аппаратную и конструктивную защиту системы от случайных неверных действий персонала.

Экономическая эффективность эксплуатации ЭССО достигается за счет:

- снижения стоимости напольного оборудования участков пути;

- уменьшения затрат, связанных с содержанием верхнего строения пути;

- уменьшения времени восстановления действия устройств.

На базе системы ЭССО разработано несколько систем железнодорожной автоматики, таких как система интервального регулирования движения поездов СИР-ЭССО, система контроля горочных участков пути ЭССО-ГАЦ и другие.

В настоящее время система ЭССО эксплуатируется на магистральном железнодорожном транспорте и подъездных путях крупнейших промышленных предприятий стран СНГ.

Микропроцессорная полуавтоматическая блокировка – МПАБ

Микропроцессорная полуавтоматическая блокировка (МПАБ) является функциональным аналогом релейной ПАБ и рекомендована для проектирования на малодеятельных железнодорожных участках.

Достоинством системы является реализация всех функций релейных систем ПАБ на основе микропроцессорной техники с обеспечением установленной степени безопасности и безотказности.

МПАБ аналогично релейно-контакной системе состоит из двух одинаковых полукомплектов, размещаемых на прилегающих к перегону станциях с напольным электронным модулем (НЭМ) системы ЭССО. Каждый полукомплект включает в себя (рис. 4.5) базовый блок контроллера (ББК СЦБ) с программным обеспечением (ПО) и схемы согласования станционных устройств централизации с контроллером. В этой системе увязка станционных полукомплектов осуществляется с помощью современных устройств цифровых радиоканалов в разрешенных частотных диапазонах, но может выполняться и по физическим воздушным или кабельным линиям.

Все логические зависимости ПАБ реализуются в базовом блоке контроллера СЦБ, который состоит из узла управления, схемы ввода информации, схемы реле управления, узла ввода/вывода информации от линейных приемопередатчиков, устройств индикации и последовательного интерфейса.

Узел управления, реализованный на однокристальном микроконтроллере, управляет работой полукомплекта и осуществляет контроль за процессами функционирования его элементов.

 

 

При помощи схемы ввода информации осуществляется:

- ввод информации о состоянии перегона;

- приготовления и реализации маршрутов движения поездов по горловинам станции;

- нажатия кнопок управления "ДС" (дача согласия) и "ДП" (дача прибытия);

- наличия в аппарате ключа-жезла.

Схема реле управления предназначена для дискретных воздействий на объекты управления – выходные сигналы и индикацию: "ДС" (дача согласия), "ПС" (получение согласия), "ПП" (получение сигнала отправления) и "ФП" (фактическое прибытие).

Линейные приемопередатчики обеспечивают обмен информацией между контроллерами смежных станции по радиоканалу связи.

При помощи последовательного интерфейса осуществляется увязка этой системы с компьютерами систем железнодорожной автоматики более высокого уровня: ЭЦ, ДЦ, ДК и т.д.

Безопасность работы системы обеспечивается программными и аппаратными средствами на основе самодиагностики и кодирования информации

Экономическая эффективность системы МПАБ достигается за счет:

- сокращения затрат на оборудование, монтаж и обслуживание постовых устройств;

- снижения энергопотребления;

- отсутствия дорогостоящих физических кабельных или воздушных линий;

- повышения надежности функционирования, полной диагностики и уменьшения в связи с этим затрат на обслуживание.