Abstract

This diploma project is devoted to the equipment of the railway section Artem III - Artem II automatic blocking system with tone track circuits and centralized placement of equipment. The diploma project contains concepts and technical solutions. Graphic material of the graduation project represents the schematics of ABTC applied on the projected area. The leaves are diagrams of the track plan of a stage, cable networks, diagrams of rail circuits, control wires of the cable, control of repeaters relay direction, short distillation devices, include traffic lights, control of sequential classes and release of track circuits, coding track circuits and line circuits.

The economic section of the explanatory notes the calculation of the payback period and feasibility of investing money in the project, determined period of return of capital investments and analyzed the construction costs.

In the section of safety were identified possible hazards on the construction site, the analysis of working conditions and safety precautions when working in hazardous conditions, made the calculation of lighting the work area.

Содержание

Введение 8
1 Эксплуатационная часть 11 1.1 Системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями 11

1.2 Эксплуатация автоблокировки с центральным размещением

аппаратуры и рельсовыми цепями тональной частоты 20

1.3 Характеристика участка 23

2 Техническая часть 25

2.1 Путевой план перегона 25

2.2 Кабельная сеть 27

2.3 Методика выбора частот и длин ТРЦ в системе АБТЦ 29

2.4 Схемные решения 31

2.5 Схемы рельсовых цепей 32

2.6 Аппаратура рельсовых цепей тональной частоты ТРЦ3 34

2.6.1 Путевой генератор ГП3 34

2.6.2 Фильтр питающего конца ФПМ 38

2.6.3 Путевой приемник ПП3 41

2.7 Схема контроля жил кабеля рельсовых цепей 46

2.8 Схема включения огней светофоров 49

2.8.1 Схема управления проходным светофором 49

2.8.2 Схема управления предвходным светофором 51

2.9 Схема кодирования рельсовых цепей 52

2.9.1 Схемы групповых кодововключающих реле 52

2.9.2 Схема выбора кодового сигнала 53

2.9.3 Схемы индивидуальных кодововключающих реле 53

2.9.4 Схемы подачи кодовых сигналов в рельсовую цепь 54

2.10 Схема замыкания перегонных устройств 56

2.11 Схема контроля последовательного занятия

рельсовых цепей 58

2.12 Схема контроля последовательного освобождения

рельсовых цепей 59

2.13 Схема линейных цепей 60

3 Расчет экономической эффективности внедрения АБТЦ 62

3.1 Характеристика проекта 62

3.2 Определение капитальных затрат на внедрение АБТЦ 63

3.3 Расчет расходов на текущее содержание устройств по двум

вариантам технического оснащения 64

3.3.1 Расходы на оплату труда 64

3.3.2 Расходы на электроэнергию 67

3.3.3 Расходы на амортизацию 68

3.3.4 Обоснование прочих расходов и расчет общей величины

эксплуатационных расходов 69

3.4 Определение годовой экономии эксплуатационных расходов 70

3.5 Расчет экономического эффекта проекта 71

4 Охрана труда и техника безопасности 74

4.1 Основы правового регулирования безопасности

жизнедеятельности 74

4.2 Требования к производственному помещению 76

4.3 Освещение помещений с аппаратурой АБТЦ на станции 71

Заключение 84

Список литературы 85

Введение

Ведущую роль в увеличении пропускной и провозной способности железных дорог, повышении перерабатывающей способности сортировочных, грузовых станций, сокращению времени оборота вагонов, увеличении скорости грузовых и пассажирских поездов при минимальных, по сравнению с другими устройствами затратах, играют устройства автоматики и телемеханики, а также автоматизированные системы управления перевозками и технологическими процессами.

Автоблокировка (АБ) является одной из систем интервального регулирования движения поездов. При этом перегоны делятся на блок-участки, ограждаемые проходными светофорами. Автоматическая смена показаний светофоров при движении поездов достигается за счет использования рельсовых цепей в пределах каждого блок-участка. Кроме того, применение рельсовых цепей позволяет обеспечить действие автоматической локомотивной сигнализации для повышения безопасности движения поездов, особенно на участках с плохой видимостью.

Автоблокировка позволяет организовать минимальный безопасный интервал между попутно следующими подвижными составами, включение запрещающего показания на светофоре за хвостом поезда.

При АБ все светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае неисправности РЦ этих участков или других устройств, применяемых для контроля свободности блок-участка. Кроме того, на железнодорожных путях необщего пользования, при преимущественном движении поездов вагонами вперед, должна предусматриваться зависимость, которая обеспечивает перекрытие (закрытие) выходного светофора, только после прохода светофора всем составом и локомотивом.

Так как устройства АБ фиксируют занятость (свободность) блок-участков, их используют для работы совместно с комплексом диспетчерского контроля (ДК) за движением поездов, а также своевременного извещения о приближении поездов к переезду. Широкое внедрение комплекса устройств, а именно автоблокировки (АБ), диспетчерского контроля (ДК), автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) обусловлено их преимуществами которые позволяют увеличить пропускную способность, безопасность движения поездов, снизить себестоимость перевозок.

Наибольшее распространение на железных дорогах нашей страны получила трехзначная автоблокировка в которой для регулирования движения поездов применяются три сигнальных показания светофора: красный огонь, означающий что первый за светофором блок-участок занят; желтый огонь, указывающий, что первый блок-участок свободен, а следующий за ним занят, и зеленый огонь, свидетельствующий о том, что впереди свободны не менее двух блок-участков. На участках с интенсивным пригородным движением, где одновременно обращаются дальние пассажирские, пригородные и грузовые поезда, применяется четырехзначная автоблокировка в которой применяются четыре сигнальных показания для светофора при которой красный огонь означает, что первый за светофором блок-участок занят; желтый огонь, указывающий, что первый блок участок свободен, а следующий за ним занят. Горящий одновременно желтый и зеленый, оповещает о свободности двух блок-участков, а один зеленый – о свободности не менее трех блок-участков. Так же может быть односторонняя и двухсторонняя автоблокировка.

В ходе эксплуатации рельсовых цепей было выявлено, что большая часть неисправностей происходит по причине отказа изолирующих стыков (ИС). Это доля составляет около 50% от общего числа отказов других устройств. Поиск и устранение неисправностей ИС требует значительных затрат времени, что в свою очередь приводит задержкам поездов и нарушению графика движения поездов. Также наличие ИС плохо сказывается на канализации обратного тягового тока.

Для устранения проблем, связанных с ИС возникла необходимость создать такую систему АБ, при которой отпала необходимость применения ИС на перегоне. В этом случае характеристики рельсовой цепи должны исключать возможность перекрытия светофора на запрещающее показание в случае, когда поезд находится перед ним, но гарантировать такое перекрытие на некотором расстоянии за ним, также должна обеспечиваться работа рельсовых цепей на участках с пониженным сопротивлением изоляции. Структура рельсовых цепей должна допускать возможность передачи сигналов автоматической локомотивной сигнализации.

Учет и анализ требований, предъявляемых к АБ показал целесообразность применения неограниченных рельсовых цепей тональной частоты.

Одной из систем автоматической блокировки отвечающей современным требованиям с централизованным размещением аппаратуры, рекомендуемых к строительству на сети железных дорог, и использующих тональные рельсовые цепи является система АБТЦ. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования (АБТЦ) предназначена для интервального регулирования движения поездов по проходным светофорам и кодам автоматической локомотивной сигнализации на однопутных и многопутных линиях при любом виде тяги поездов без изолирующих стыков.

1 Эксплуатационная часть

1. Системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями

Из-за своих эксплуатационных, технических и экономических преимуществ все более широкое применение находят рельсовые цепи тональной частоты (ТРЦ), которые позволяют существенно увеличить эффективность перевозочного процесса.

Впервые такие рельсовые цепи (РЦ) в нашей стране были использованы в 1982-1983 г. на перегоне Херсон-Николаев длинной 52 км где отсутствовали проходные светофоры, а аппаратура размещалась централизованно на станции Николаев. В 1984 г. ТРЦ были использованы в схемах автоматической блокировки с проходными светофорами и децентрализованным размещением аппаратуры в транспортабельных модулях на Свердловской дороге при уменьшенном до 0,1 Ом·км сопротивлении балласта. В этом же году на участке Христиновка-Цветково ТРЦ были использованы в составе с устройствами ЭЦ.

На рис. 1.1 показана структурная схема тональных рельсовых цепей с размещением на ней питающих и приемных концов, на которой питание двух смежных рельсовых цепей осуществляется от одного источника сигнального тока (генератора). Сигнальный ток I_2/3, от одного генератора Г1, протекает по рельсовой линии к двум приемникам 2П и 3П которые расположены на границах РЦ. Чтобы иметь высокую степень защиты от взаимного влияния и прочих мешающих факторов, помех, каждый генератор и приемники должны быть настроены на определенную частоту. Для согласованной работы приемников и генераторов должно соблюдаться чередование несущих и модулирующих частот. Поэтому исключается возможность срабатывания путевого реле, расположенного на соседней РЦ от частоты, вырабатываемой генератором другой РЦ. Аналогичным образом генераторы, которые расположены на протяжении всего перегона питают другие рельсовые цепи.

Рисунок 1.1 – Структурная схема смежных рельсовых цепей с расположением питающих и приемных концов

В тональных рельсовых цепях используется амплитудно-модулированный сигнал, обладающий повышенной защитой приемных устройств от воздействия помех тягового тока и др. При расстановке приемников и генераторов, необходимо указывать частоту на которой они работают. Различают несущие: 420; 480; 580; 720; 780 Гц, и модулирующие частоты: 8 и 12 Гц.

Выбор несущей f_н и модулирующей f_м частоты, должен осуществляться исходя из того, чтобы каждому значению f_н на соседних путях перегона на двухпутных и многопутных участках присваивались отличные друг от друга значения. Так эти условия выполняются, если соблюдается последовательность чередования частот:

• на одном пути: 580/8; 480/12; 780/8; 420/8; 720/12 Гц;

• на другом пути: 420/12; 720/8; 580/12; 480/8; 780/12 Гц.

Если указанные рельсовые цепи располагаются вблизи станций на противоположных концах этого перегона, или в промежутке между ближайшими путевыми приемниками этих рельсовых цепей на каждом из путей располагаются не менее двух пар питаемых от общего генератора РЦ, имеющие отличные от выше указанных частоты f_н, можно использовать следующую последовательность:

• на одном пути: 580/8; 480/12; 780/8; 420/8; 720/12 Гц;

• на другом пути: 420/8; 720/8; 580/12; 480/8; 780/12 Гц.

В первоначальных системах автоблокировки с тональными рельсовыми цепями установка изолирующих стыков требовалась только в местах установки светофоров, чтобы исключить перекрытие светофора на запрещающее показание перед движущимся поездом. В 1986 г. специалистами Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института информатизации, автоматизации и связи (ВНИИАС) была разработана аппаратура рельсовых цепей тональной частоты в диапазоне 4500-5500 Гц, что позволило сократить зону дополнительного шунтирования рельсовых цепей и разработать схемы автоблокировки без использования изолирующих стыков. И уже в 1989 г. автоблокировкой без изолирующих стыков был оборудован двухпутный участок Гатчина-Верево Октябрьской дороги. В ходе эксплуатации, она показала себя с хорошей стороны и была тут же востребована для первого в стране бесстыкового перегона Асеевская-Чаадаевка Куйбышевской дороги.

В 1991 г. Гипротранссигналсвязь разработал Методические указания по проектированию автоблокировки с тональными рельсовыми цепями на двухпутных участках И-209-91, а в 1993 г. для однопутных участков. С этого момента времени началось массовое применение ТРЦ на перегонах нашей страны.

Одним из основных преимуществ ТРЦ является то что этой системой можно переоборудовать участок железной дороги без существенных изменений при любом виде тяги. Это позволило в 1995 г. перевести электрическую тягу с постоянного на переменный ток на участке Зима-Слюдянка Восточно-Сибирской дороги протяженностью 434 км. На все переоборудование было потрачено всего около 24 часов. После этого началось массовое применение тональных рельсовых цепей на станциях.

Использование сигнального тока тонального диапазона в ТРЦ позволяет повысить защищенность от воздействия мешающих помех тягового тока, уменьшить потребляемую мощность, использовать современную элементную базу, централизованно располагать аппаратуру, значительно снизить взаимные влияния между рельсовыми цепями.

Многочисленные плюсы использования рельсовых цепей тональной частоты для контроля состояния участков пути в системах автоматической блокировки способствовали разработке и внедрению целого ряда современных систем автоматической блокировки, которые обладают своими преимуществами и недостатками.

На рисунке 1.2 изображена классификация систем автоматической блокировки:

Рисунок 1.2 – Классификация систем автоматической блокировки

Системы АБ классифицируют: по способу размещения аппаратуры с централизованным расположение аппаратуры на одной из прилегающей к перегону станции и с децентрализованным размещением аппаратуры основная часть оборудования располагается непосредственно на перегоне. По применяемое элементной базе существуют релейные, комбинированные и микропроцессорные системы АБ. По наличию изолирующих стыков с ИС и без ИС.

В зависимости от систем автоблокировки где применяется аппаратура тональных рельсовых цепей существует следующие виды:

• ЦАБс – автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ и с наличием путевых светофоров. Особенности данной системы заключаются в том, что ИС располагаются только на границах блок-участков т.е. в местах установки путевых светофоров. Изначально ЦАБс разработана для однопутных участков с любыми видами тяги и нормальным сопротивлением балласта, так как ее внедрение на двухпутных участках с низким сопротивлением балласта экономически не выгодно в связи с большим расходом кабеля;

• ЦАБ-АЛСО – автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ. Данная система характеризуется отсутствием путевых светофоров и изолирующих стыков на их границах а регулирование движения поездов по перегону обеспечивает автоматическая локомотивная сигнализация АЛС. Применяется как на однопутных участках, так и двухпутных;

• АБТ – автоблокировка с децентрализованным расположением аппаратуры ТРЦ с наличием путевых светофоров. Точка подключения аппаратуры тональных рельсовых цепей выносится по направлению движения за светофор на 20 метров. Изолирующие стыки отсутствуют на границах блок-участков;

• АБТс – автоблокировка с децентрализованным расположением аппаратуры ТРЦ, наличием путевой сигнализации и путевых светофоров. ИС располагаются только на границах всего перегона у входных светофоров. На границах блок-участков ИС отсутствуют;

• АБТЦ-М система АБ с централизованным размещением аппаратуры, тональными рельсовыми цепями и дублирующими каналами передачи данных. Данная система имеет иерархическую структуру, современную элементную базу, использование промышленного изготовления кабельного межблочного монтажа. АБТЦ-М способна производить самодиагностику программно-аппаратных средств. В результате этого система обладает высокой надежностью и большим ресурсом работы, а также высокой помехоустойчивостью. Для связи с другими устройствами ЭЦ, переездами, соседними станциями, СДК и диспетчерской централизации, в АБТЦ-М имеются современные интерфейсы что позволяет в дальнейшем нарастить функциональные возможности всего комплекса;

• АБТЦ – автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ с проходными светофорами. Единственное отличие от предыдущей системы — это точка подключения аппаратуры ТРЦ выносится по направлению движения за светофор на 40 метров.

Впервые рельсовые цепи без изолирующих стыков были использованы в системе интервального регулирования движения поездов с централизованным размещением оборудования ЦАБ-АЛСО, где в качестве основного средства регулирования движения сигнализации и связи используется автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), поступающая на встречу движению поезда, а путевые светофоры отсутствуют. Вся аппаратура, кроме согласующих путевых трансформаторов, располагается на прилегающих к перегону станциях.