Готовый ДИПЛОМ на проверку Ивашко А.В. (Оборудование перегона системой АБТЦ-И)

Введение

Главной задачей, осуществляемой работниками хозяйства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте является обеспечение непрерывного, нормального (штатного) протекания основного технологического процесса движения поездов. Движение поездов – это комплексный технологический процесс, состоящий из целого ряда отдельных технологических процессов и все эти процессы ответственны и связаны между собой.

ОАО «Российские Железные Дороги» возлагает на работников хозяйства СЦБ следующие задачи:

- обеспечение безопасности движения поездов;

- реализация необходимого уровня пропускной способности железнодорожных линий.

Современные условия работы железных дорог, увеличение грузооборота, повышение скоростей и интенсивности движения поездов требуют все большей степени автоматизации управления процессом перевозок. Разработка новых и модернизация существующих систем интервального регулирования движением поездов основывается на том, что перспективные системы должны обладать качественно новыми и значительно большими функциональными возможностями по сравнению с существующими, должны быть построены на современной конструктивной и элементной базе, соответствовать технико-эксплуатационным требованиям и обеспечивать повышение уровня безопасности движения поездов. В связи с этим повышены требования к новым системам сигнализации, централизации и блокировки:

Основные требования к новым системам СЦБ:

- надежность действия, исключающая возникновение опасных отказов;

- достаточная емкость и быстродействие информационных каналов;

- малое время восстановления работоспособности после возникновения отказов;

- надежная защита от воздействия различных помех;

- универсальность (применимость в различных эксплуатационных условиях и при различных видах тяги);

- возможность проведения в реальном времени диагностики и мониторинга технического состояния устройств СЦБ;

- минимальный расход материалов и времени при проектировании, производстве, строительстве и эксплуатации и др.

В соответствии с увеличением грузооборота и необходимости улучшения пропускной способности на железных дорогах РФ предусматривается модернизирование существующих систем. В данном случае применение перспективных систем АБ с рельсовыми цепями тональной частоты (ТРЦ). Они заменяют системы автоблокировки с импульсными и кодовыми рельсовыми цепями и успешно конкурируют с фазочувствительными рельсовыми цепями в устройствах электрической централизации (ЭЦ).

Созданные на основе рельсовых цепей тональной частоты системы автоблокировки отличаются улучшенными эксплуатационными показателями и меньшими затратами на строительство.

Применение систем АБ на основе ТРЦ без изолирующих стыков позволяет производить укладку безстыкового пути в пределах целого перегона, за счет чего значительно уменьшаются затраты на обслуживание пути и повышается надежность работы автоблокировки в целом. На участках с электротягой отсутствие изолирующих стыков приводит к значительному сокращению количества дроссель-трансформаторов и снижению потерь электроэнергии на тягу поездов. ТРЦ отвечают условиям электромагнитной совместимости как с эксплуатируемым, так и с перспективным подвижным составом. Срок службы аппаратуры ТРЦ составляет 15 лет. В настоящее время на сети железных дорог РФ и ближайшего зарубежья оборудовано более 8000 км пути устройствами АБ с ТРЦ.

Однако релейное исполнение схем, сложность построения и большой расход кабеля являются значительным недостатком систем автоблокировки с ТРЦ. Гибридные схемы (логические зависимости автоблокировки переносятся в микропроцессорный обработчик, а исполнительные схемы и сами рельсовые цепи остаются релейными), хотя и имеют ряд технических и экономических преимуществ, качественно не меняют систему автоблокировки в целом.

В настоящее время создана принципиально новая система автоблокировки с ТРЦ - микропроцессорная система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями, централизованным размещением аппаратуры и без использования электромагнитных реле АБТЦ-И (НПЦ «Промэлектроника»), предназначенная для применения на участках железных дорог с любым видом тяги поездов при нормальном или пониженном сопротивлении балласта, которая уже применена на однопутном участке перегона б.п. 337 км – Орск (парк «Г») Южно-Уральской железной дороги и зарекомендовала себя с хорошей стороны.

В ней исключены практически все релейные схемы, формирование и обработка сигналов ТРЦ переведены на цифровую основу, программная адаптация решает различные задачи интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на перегонах.

По сравнению с системами автоблокировки, эксплуатируемыми на сети железных дорог России в настоящее время, АБТЦ-И имеет высокую надежность и большой ресурс работы за счет применения иерархической структуры, современной элементной базы и технологии производства, промышленного изготовления кабельного межблочного монтажа и самодиагностики программно-аппаратных средств, а также высокую помехоустойчивость. При этом снижаются расход кабеля и объем монтажных работ за счет унификации аппаратных средств и межблочных соединений. В результате для размещения аппаратуры в релейном помещении поста ЭЦ или контейнерном модуле требуется меньше места.

В АБТЦ-И имеются современные интерфейсы с устройствами ЭЦ, переездами, соседними станциями и другие, позволяющие в дальнейшем наращивать функциональные возможности системы.

1 Эксплуатационная часть

1.1 Классификация систем автоблокировки на основе тональных рельсовых цепей

Системы автоблокировки на основе тональных рельсовых цепей разделяются по следующим признакам:

- способ размещения аппаратуры;

- наличие проходных светофоров;

- приспособленность к работе на участках с пониженным сопротивлением балласта (ПСБ);

- по элементной базе.

Различают системы с децентрализованным и централизованным размещением аппаратуры. Централизованное размещение аппаратуры приводит к увеличению расхода кабеля и снижает функциональность системы в целом, однако, обладает рядом существенных преимуществ:

- обеспечивает работу оборудования в благоприятных условиях отапливаемого помещения, что повышает надежность и долговечность приборов;

- исключает необходимость передачи информации между светофорами, на переезды и на станцию, что упрощает схемные зависимости АБ, диспетчерского контроля и схемы смены направления;

- облегчает техническое обслуживание устройств и снижает затраты на обслуживание, значительно сокращает время поиска и устранения неисправностей;

- облегчает труд обслуживающего персонала, значительно уменьшает время работы на открытом воздухе и в зоне повышенной опасности в непосредственной близости к подвижным составам;

- снижает стоимость системы за счет исключения расходов на оборудование сигнальных точек релейными шкафами, линейными трансформаторами высоковольтных линий и кабельными ящиками, а также за счет упрощения схем.

В системах АБ без проходных светофоров снижаются затраты на их установку и обслуживание, исключаются такие ненадежные элементы, как лампы накаливания. Системы без проходных светофоров целесообразно применять при централизованном размещении аппаратуры, так как при этом требуется меньший расход кабеля. Однако, с точки зрения безопасности движения и психологии работы машинистов, применение проходных светофоров является более предпочтительным. Кроме того, при отсутствии напольных светофоров основным средством регулирования становится система АЛС. Поэтому к ее надежности предъявляются высокие требования.

ТРЦ могут работать без изостыков, что является положительным качеством.

Однако наличие зоны дополнительного шунтирования приводит к тому, что подвижная единица, приближающаяся к границе БУ, шунтирует ТРЦ впередилежащего блок – участка; на светофоре, к которому приближается поезд, ложно включается запрещающий сигнал. Поэтому на границах БУ приходится размещать короткие ТРЦ повышенной частоты с малой величиной зоны дополнительного шунтирования и смещать проходные светофоры относительно точки подключения приборов РЦ. При этом количество рельсовых цепей и оборудования увеличивается.

Установка изостыков на границах БУ позволяет исключить короткие РЦ и увеличить длину ТРЦ.

Принципы построения АБ с ТРЦ в основном не зависят от сопротивления балласта. Однако участки с низким сопротивлением балласта требуют уменьшения длины РЦ и приводят к некоторым особенностям технической реализации АБ и выбора параметров ТРЦ.

При реализации АБТЦ-И более перспективными являются микроэлектронные системы, которые сейчас находятся в периоде проведения эксплуатационных испытаний опытного образца системы АБТЦ-И на однопутном участке перегона б.п. 337км – Орск (Парк «Г»). Система АБТЦ-И осуществляет в режиме реального времени сбор, обработку и хранение технологической информации о текущем состоянии объектов управления и контроля. Номенклатура аппаратуры рельсовых цепей минимизирована за счёт формирования, усиления и последующей передачи в рельсовую цепь комплексного сигнала, представляющего собой аддитивную смесь сигналов контроля рельсовой линии (КРЛ) и сигналов автоматической локомотивной сигнализации АЛСН и/или АЛС-ЕН. В качестве сигнала КРЛ используется частотно-модулированный сигнал тонального диапазона от 425 до 975 Гц с девиацией частоты ± 11 Гц и восьмиразрядным кодовым признаком. Аппаратура рельсовых цепей имеет защиту от воздействий тягового тока, коммутационных помех и грозовых разрядов. Техническое обслуживание этих систем требует специальных знаний микроэлектронной техники и методов программирования, что существенно затрудняет широкое внедрение подобных устройств.

1.2 Разновидности систем автоблокировки

Числовую кодовую блокировку проектируют при любых видах тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при электрической тяге переменного тока – на частоте 25 Гц.

Числовая кодовая блокировка – беспроводная. Информация между сигнальными точками передаются по рельсовым нитям кодовыми сигналами КЖ, Ж, З с числовыми признаками. Этим же кодовыми сигналами на локомотив транслируется информация о показании впереди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка кодовые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступлении на блок-участок поезда локомотивные катушки. Кодовые сигналы посылаются всегда на встречу поезда.

Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка разработана для применения на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях, на однопутных и двухпутных участках. Для контроля состояния блокучастков в системе используются фазовые рельсовые цепи с непрерывным питанием на частоте 25 Гц. При вступлении поезда на блок-участок рельсовая цепь кодируется импульсами числового кода АЛС. Унифицированная система обладает следующими эксплуатационно-техническими качествами:

- повышенным уровнем защищенности рельсовых цепей от опасных влияний и от воздействия при сходе изолирующих стыков;

- сохранением запрещающего показания на светофоре, ограждающем блок-участок, при потере шунта подвижной единицы;

- тестовой проверкой достоверности разрешающего показания на проходном светофоре, осуществляемой в процессе прохождения поезда;

- наличием активного контроля правильности функционирования основных схемных узлов и элементов сигнальной установки при движении поезда.

Автоблокировку с тональными рельсовыми цепями и изолирующими стыками (АБТс) применяют как на однопутных, так и на двухпутных линиях с любыми видами тяги. Эту систему можно применять на участках с низким (не менее 0,04 Ом.км) и нормальным (не менее 1 Ом.км) удельными сопротивлениями балласта. Максимальную длину рельсовой цепи в зависимости от требуемого минимального удельного сопротивления балласта, R_иmin можно выбирать в пределах от 150 до 1000м. При ограничении изолирующими стыками с двух сторон эта длина может составлять 1300 м.

На участках с низким сопротивлением балласта каждый блок-участок оборудуют несколькими рельсовыми цепями тональной частоты без установки дополнительных изолирующих стыков. Число рельсовых цепей и их длина зависят от минимально допустимого удельного сопротивления балласта. Эта длина не превышает 500 м.

При АБТЦ с децентрализованным размещением оборудования, аппаратуру рельсовых цепей размещают в релейных шкафах на сигнальных точках. Как правило, на каждой сигнальной точке размещают два шкафа: в одном располагают релейную аппаратуру и аппаратуру числовой АЛС, в другом — передающую и приемную аппаратуру до 10–12 рельсовых цепей (генераторы и приемники). Для работы рельсовых цепей используют пять несущих частот (420, 480, 580, 720, 780 Гц) сигнального тока и две частоты модуляции 8 и 12 Гц.

Сигнал АЛС подается в рельсовые цепи блокучастка по мере занятия их поездом. Начало кодирования определяется вступлением поезда на рельсовую цепь, а окончание — моментом занятия следующей по ходу движения рельсовой цепи.

В путевых коробках непосредственно у линии размещают трансформаторы и приборы защиты.

Основное электропитание аппаратуры рельсовых цепей предусматривают от высоковольтной линии автоблокировки. В качестве резерва можно использовать линии продольного энергоснабжения, а на участках с автономной тягой – аккумуляторные батареи.

1.3 Обоснование выбора системы интервального регулирования движения поездов на заданном участке

В данном дипломном проекте в качестве системы интервального регулирования движения поездов для участка Барановский – Оленевод выбрана система АБТЦ-И, которая обладает несомненными преимуществами по сравнению с другими системами автоблокировки.

При АБТЦ основная часть аппаратуры размещается централизованно в помещениях постов ЭЦ станций, ограничивающих перегон, или в транспортабельных модулях. На поле устанавливаются светофоры, путевые ящики и дроссель - трансформаторы, при наличии переездов – релейные шкафы управления устройствами переездной сигнализации. Постовая и напольная аппаратура соединяется между собой кабельными линиями, также по кабельным линиям выполняется взаимная увязка комплектов аппаратуры АБТЦ, расположенных на соседних станциях, ограничивающих перегон.