Алсн для чего служит
Алсн для чего служит
ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Структура АЛСН
и общий принцип работы
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС)
Структура АЛСН и общий принцип работы
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) представляет собой комплекс устройств, автоматически повторяющих в кабине машиниста показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, независимо от профиля пути и погодных условий.
По способу осуществления связи между движущимся локомотивом и неподвижными путевыми сигналами устройства АЛС подразделяются на непрерывного действия (АЛСН) и точечного действия (АЛСТ). При действии АЛСН показания путевых светофоров передаются на локомотив непрерывно, в течение всего времени следования по перегонам и станциям. АЛС точечного действия используется на участках с полуавтоблокировкой, при этом путевые сигналы передаются на локомотив только в определенных местах (точках) пути перед путевыми светофорами. В обеих системах АЛС для передачи сигналов с пути на локомотив используется рельсовая цепь, а сама передача сигналов осуществляется индуктивным способом.
На большинстве участков Российских железных дорог используется АЛС непрерывного действия, которая дополняется устройствами автостопа, устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости.
Рисунок 1. Структурная схема АЛСН.
Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие). Путевые устройства находятся в релейном шкафу, расположенным около путевого светофора. В состав путевых устройств (Рис. 1.) входят кодовый путевой трансмиттер (ТРМ) и трансформатор (Тр). Трансмиттер служит для преобразования сигнального показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число импульсного кода то есть показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число-импульсного кода, то есть трансмиттер периодически посылает в рельсовую цепь электрический сигнал (Рис. 6) переменного тока (код) с определенным числом импульсов и продолжительностью паузы между импульсами и сериями импульсов.
Рисунок 2. Схема кодов локомотивной сигнализации
Рисунок 3. Код красного огня локомотивного светофора
Рисунок 4. Код желтого огня локомотивного светофора
Рисунок 5. Код зеленого огня локомотивного светофора
Рисунок 6. Кодовые посылки трансмиттеров
Наведенная в ПК э.д.с. через фильтр (Ф), поступает в локомотивный усилитель (УС). Фильтр настраивается на частоту кодового тока и не пропускает в усилитель токи других частот (Рис. 7), а усилитель усиливает кодовый сигнал до величины напряжения, используемого в цепях управления локомотива. В усилителе происходит также преобразование кодовых импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока. Включенное на выходе усилителя импульсное реле (ИР) является повторителем кода, посылая его в дешифратор (Д) как зашифрованное показание сигнала.
Дешифратор содержит ряд реле, которые объединены в несколько блоков.
Рисунок 7. Кодовые импульсы АЛСН на выходе усилителя
Красному и белому огням локомотивного светофора соответствует отсутствие в рельсовой цепи электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока, подаваемые с небольшими интервалами.
Рисунок 8. Локомотивное устройство формирует программную скорость так,
чтобы предотвратить превышение скорости и проезд запрещающего сигнала
Локомотивный скоростемер (ЗСЛ) в схеме АЛСН обеспечивает действие ЭПК в случае превышения контролируемых им скоростей движения, а также регистрирует на специальной ленте включенное положение ЭПК, нажатие РБ в пути следования и наличие огней на локомотивном светофоре.
Как правило, совместно с локомотивными устройствами АЛСН работает блок предварительной световой сигнализации (БПСС), который включает специальную световую сигнализацию, указывающую машинисту о необходимости нажатия РБ до подачи свистка ЭПК.
В настоящее время на ряде железных дорог России внедряется система автоматической локомотивной сигнализации с фазовой модуляцией кодового сигнала (АЛС-ЕН), позволяющая существенно увеличить объем передаваемой информации.
Автоматическая локомотивная сигнализация
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) — система сигнализации на рельсовом транспорте, передающая сигнальные показания на пост управления подвижного состава (например, в кабину локомотива, моторвагонного поезда, дрезины и т. п.) [1]
В состав системы АЛС входят напольные передающие устройства, приёмные и дешифрующие устройства на подвижном составе, а также устройства, согласующие работу АЛС с другими компонентами сигнализации и блокировки, индикаторы, датчики и исполнительные устройства на подвижном составе.
Различают АЛС непрерывного действия (АЛСН), при которой информация о сигнале светофора поступает непрерывно, и точечную (АЛСТ), когда информация на локомотив передаётся в момент прохода мимо сигнальной точки (так действует САУТ, дополняющая АЛСН). Существуют системы, где часть информации передаётся непрерывным способом, а часть — точечным. Приёмная аппаратура, как правило, объединённая с системой контроля бдительности машиниста и принудительной остановки поезда, и локомотивный светофор являются обязательными атрибутами практически любого локомотива, головного вагона или мотовоза, за исключением локомотивов промышленных предприятий, которым приём кода не требуется. Сигнальные точки автоблокировки могут как иметь светофоры, так и содержать только аппаратуру, в этом случае АЛСН именуется АЛСО — АЛС, используемая как самостоятельное средство сигнализации и связи. Проходных светофоров на перегонах при этом нет.
Содержание
Реализация АЛСН на железных дорогах России и стран СНГ
Для кодирования сигнала могут применяться практически любые известные способы кодирования. Однако, в России и странах СНГ применяются два способа кодирования сигналов АЛСН — импульсный числовой, основанный на передаче серий (посылок) импульсов переменного тока (информацию несут число и длина импульсов в посылке), и частотный, при котором непрерывно передаётся переменный ток определённой частоты (информацию несёт частота). На наземных железных дорогах применяется импульсное кодирование и для передачи дополнительной информации в некоторых системах частотное, в метрополитенах только частотное. На скоростных железных дорогах применяется система АЛС-ЕН с двукратной фазоразностной модуляцией несущей частоты.
Передача сигнала идёт по рельсовой цепи. Сигнальный ток подаётся от передающего устройства к поезду по одному рельсу, протекает через замыкающую рельсы между собой колёсную пару и возвращается к передающему устройству по другому рельсу. При этом рельсы и колёсная пара образуют рамку с током, магнитное поле которой улавливается подвешенными перед первой колёсной парой на высоте 110—240 мм над рельсами приёмными катушками. На сортировочных горках, где перед локомотивом находятся вагоны и поэтому нет возможности передать код спереди (рельсовая цепь замыкается колёсными парами вагонов и сигнальный ток не доходит до локомотива), применяется кодирование вслед — сигналы подаются сзади. В метрополитене при системе ДАУ (двустороннего кодирования) сигналы для надёжности подаются как спереди, так и вслед.
В редких случаях (короткие рельсовые плети, низкое сопротивление балластного слоя, при котором значительная часть кодового тока протекает через балласт и не доходит до поезда) сигнал может передаваться не по рельсам, а по специальному шлейфу, уложенному вдоль них. В настоящее время ведутся работы по разработке систем передачи сигнала светофора на локомотив с использованием средств радиосвязи (например система АЛСР).
Передача и расшифровка кодовых посылок
Локомотивная аппаратура АЛСН (сейчас повсеместно заменяемая на электронное комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ-У, которое, однако, принципы приёма и индикации сигналов АЛСН имеет те же) содержит: приёмные катушки, фильтр, усилитель, дешифратор, а также локомотивный светофор и рукоятки бдительности. Фильтр, установленный на входе усилителя, пропускает только кодовый переменный ток, отсекая все прочие токи — наводки от радиосвязи, электрооборудования локомотива и т. п. Кодовый ток на не электрифицированных линиях и линиях постоянного тока 3 кВ имеет частоту 50 Гц. На линиях же, электрифицированных переменным током напряжением 25 кВ и частотой 50 Гц, это недопустимо из-за влияния тягового тока на АЛСН, поэтому на таких линиях применяется кодовый ток частотой 25 Гц (на некоторых участках — 75 Гц), вырабатываемый установленным на сигнальной точке преобразователем. Локомотивы, которые могут выезжать на участки с разными частотами кодирования (тепловозы, электровозы двойного питания ВЛ82М), оборудуются тумблерами для переключения частоты фильтра — 25/50 Гц, а на границах участков с разной частотой кодирования устанавливаются сигнальные знаки «АЛС-50» и «АЛС-25» или, например, щиты, с одной стороны которых написано «25», с другой — «75».
Дешифратор расшифровывает кодовые посылки и выполняет некоторые другие функции. Формирует кодовые посылки специальное устройство на сигнальной точке — кодовый путевой трансмиттер. Обычный трансмиттер КПТШ (шайбовый) состоит из асинхронного электродвигателя с редуктором, вращающего кулачковый вал, и контактов, замыкаемых этим валом. В зависимости от того, какой код должна передать сигнальная точка, переменный ток подаётся на те или иные контакты КПТШ, а с них поступает в рельсовую цепь. Контакты «З» замыкаются три раза примерно на 0,3 сек с интервалами между замыканиями 0,12 сек (малыми интервалами), после чего следует интервал 0,57-0,8 сек (большой интервал) и посылка передаётся снова. Так передаётся кодовая комбинация, соответствующая зелёному огню на путевом светофоре.
Кодовая комбинация, соответствующая жёлтому огню, создаётся контактами «Ж» и состоит из двух импульсов, кодовая комбинация «КЖ», передаваемая при красном огне на путевом светофоре — из одного. Длительность импульсов незначительно меняется в зависимости от типа КПТШ, их типы всегда различны на смежных блок-участках и смена длительности импульсов — признак, по которому КЛУБ-У определяет смену блок-участков. Существуют также электронные трансмиттеры и другие устройства, передающие точно такие же кодовые сигналы. Точные данные для одного из наиболее распространённых трансмиттеров (КПТШ-5) указаны на рисунке «Кодирование сигналов АЛСН».
При приёме кодовой комбинации «КЖ» на локомотивном светофоре горит соответствующий красно-жёлтый огонь. Если кодовый сигнал АЛСН теряется (перестает приниматься) после приёма кодовой комбинации «КЖ», то на локомотивном светофоре загорается красный огонь — считается, что локомотив проехал красный огонь светофора и въехал на рельсовую цепь, которая ещё зашунтирована идущим впереди поездом. При потере кодового сигнала в случае горения огня «З» или «Ж» на локомотивном светофоре загорается белый огонь. Обычно это означает, что поезд вышел на некодируемый путь, либо сообщает о какой-либо неисправности (неисправность сигнальной точки, обрыв рельсовой цепи) или внезапном загорании красного огня на впереди стоящем светофоре. Если впереди находится заградительный светофор переезда или иного опасного места, то появление белого огня требует немедленной остановки.
На участке Санкт-Петербург — Москва Октябрьской железной дороги совместно с АЛСН применяется система АЛС-ЕН, в которой используется двукратная фазоразностная модуляция сигнала и модифицированный код Хэмминга. В отличие от классической АЛСН, АЛС-ЕН контролирует свободность до пяти блок-участков впереди поезда, что необходимо для обеспечения скоростного движения на данном участке. Как в системе АЛСН, в АЛС-ЕН кодированный сигнал на локомотив передается по рельсовой цепи.
Контроль бдительности машиниста и скорости движения
Классическая система контроля бдительности и экстренного торможения, входящая в состав локомотивного дешифратора АЛСН, действует следующим образом. В кабине установлен электропневматический клапан автостопа ЭПК-150. При нормальной работе АЛСН подаёт питание на его электромагнит. При необходимости проверить бдительность машиниста питание снимается, из так называемой камеры выдержки времени ЭПК начинает через специальный свисток выходить воздух. Свисток служит сигналом проверки бдительности. Чтобы прекратить свисток, машинист должен нажать рукоятку бдительности РБ, при этом восстанавливается питание электромагнита ЭПК, камера выдержки времени вновь наполняется воздухом. Как только из камеры выдержки времени выйдет воздух, на что требуется 6-8 сек, давление этого воздуха уже не может удержать срывной клапан ЭПК — срывной клапан открывается, выпуская воздух из тормозной магистрали, что вызывает экстренное торможение. Непосредственно перед началом автостопного торможения размыкается контакт в цепи питания электромагнита ЭПК и при нажатии РБ питание ЭПК уже не восстанавливается.
При приёме кодовой комбинации «З» бдительность не проверяется, а скорость практически не ограничивается (или ограничивается на уровне установленной скорости или несколько выше). При любой смене сигнала локомотивного светофора на менее разрешающий происходит однократная проверка бдительности. При движении при приёме кодовой комбинации «Ж» осуществляется периодическая (через 15-20 с) проверка бдительности машиниста в случае, если скорость движения превышает контролируемую, обычно 60 км/ч. При приёме кодовой комбинации «КЖ» осуществляется периодическая проверка бдительности при любой скорости движения, а при скорости выше порога (60 км/ч) происходит безусловное экстренное торможение. Таким образом, фактически запрещено проезжать жёлтый сигнал со скоростью более 60 км/ч. При переключении локомотивного светофора на красный огонь (например, при проезде закрытого сигнала) также осуществляется периодическая проверка бдительности, а при превышении скорости 20 км/ч — безусловное экстренное торможение. Для контроля скоростей 20 и 60 км/ч используются сигналы, поступающие от контактного устройства скоростемера 3СЛ-2М или иного прибора измерения скорости.
Однако, данная система АЛСН, принятая на железных дорогах, в принципе не может обеспечивать приемлемый уровень безопасности движения без помощи человека (в случае, например, если машинист в сонном состоянии «механически» нажимает на кнопку бдительности, он может подвести поезд к закрытому сигналу на скорости 60 км/ч). Более современные системы контроля бдительности используют более сложные алгоритмы работы, отличающиеся использованием разных световых и звуковых сигналов для проверки бдительности, числом и расположением кнопок и рукояток подтверждения бдительности, но в целом выполняют ту же задачу и контролируют те же самые скорости.
Наиболее известная и распространённая из дополняющих АЛСН систем — УКБМ, устройство контроля бдительности машиниста. На пульте устанавливаются лампы ПСС (предварительной световой сигнализации). При необходимости проверки бдительности УКБМ зажигает лампы ПСС, которые можно погасить нажатием рукоятки бдительности. Звуковых сигналов при этом нет. Если ПСС не погашена в течение 5-8 секунд, то снимается питание с ЭПК, которое восстановить штатной рукояткой бдительности невозможно. Для прекращения свистка ЭПК нужно нажать верхнюю рукоятку бдительности, которую можно нажать, только встав с кресла.
АЛС метрополитенов России и стран СНГ
Более защищёнными и совершенными являются различные системы АЛС-АРС, применяемые на метрополитенах бывшего СССР. В этих системах используется, как правило, частотный код и сравнительно большое число показаний, указывающих допустимую скорость на данном участке, а в некоторых вариантах — также и на следующем.
На сигнальной точке установлены датчик пути, вырабатывающий информацию о состоянии лежащего за ним пути, шифратор, в соответствии с этой информацией выбирающий частоту, и путевой генератор, вырабатывающий переменный ток нужной частоты. Этот переменный ток непрерывно подаётся в рельсовую цепь, принимается приёмными катушками и расшифровывается локомотивными приёмниками. Локомотивные приёмники передают информацию в сигнальный блок, который зажигает соответствующее табло с показанием максимальной скорости, сравнивает максимальную скорость с текущей и при необходимости отключает тяговые двигатели и производит торможение. Сигнал текущей скорости приходит из блока измерения скорости и также отображается на табло.
| Скорость, км/ч | 80* | 70/75 | 60 | 40 | 0 | Дополн. | ОЧ |
| Частота, Гц | 75 | 125 | 175 | 225 | 275 | 325 | отсутствие частоты |
| Условный номер частоты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | нет |
«*» — зависит от установленной скорости на линии и конструкционной скорости вагона
Перспективы
В настоящее время на сети железных дорог России повсеместно распространена система АЛСН, которая из-за ограниченных функциональных возможностей непригодна для участков со скоростным движением. Более совершенная система АЛС-ЕН по ряду причин не получила распространения (исключение — скоростной участок Москва — Санкт-Петербург). Существуют также системы, передающие локомотивной автоматике информацию о расстоянии до следующего сигнала для обеспечения прицельного торможения поезда перед закрытым сигналом. Самая распространённая из таких систем — система автоматического управления торможением САУТ. На сегодняшний день определённая часть локомотивов и ССПС уже оборудованы перспективным комплексным локомотивным устройством безопасности КЛУБ (существуют его различные модификации: КЛУБ, КЛУБ-П, КЛУБ-У, КЛУБ-УП — последняя предназначена для установки на ССПС и потому для питания напряжением 24 В), которое реализует функции АЛС и АЛС-ЕН на локомотиве.
Алсн для чего служит
Устройства автоматической локомотивной сигнализации с непрерывным автостопом применяются в эксплуатации только на участках с автоблокировкой, где имеются электрические рельсовые цепи.
Устройство АЛСН включают в себя путевые и локомотивные устройства
К локомотивным устройствам АЛСН относятся
В общем ящике установлены дешифратор, усилитель, фильтр на ВЛ11 установлен за ВВК (Высоковольтной камерой). Локомотивные устройства делятся на основные и дополнительные.
Дополнительные (Атостопами Контролирующие бдительность машиниста)
Кодирование рельсовой цепи РЦ
Передача сигналов с пути на локомотив осуществляется посредством непрерывной индуктивной связи локомотивного приемника (приемных катушек) с рельсовыми цепями (путевыми передатчиками), по которым от каждого путевого светофора навстречу поезду подается переменный кодированный ток. Для передачи на локомотив нескольких сигнальных показаний используется числовой код, применяемый в системе кодовой числовой блокировки.
Коды локомотивной сигнализации — представляют собой периодически повторяющиеся комбинации импульсов тока.Непрерывно следующие серии таких импульсов называют кодовым или кодированным током. Коды локомотивной сигнализации отличаются числом импульсов в цикле и поэтому называются числовыми. Зеленому огню соответствуют три импульса, отделенные от трех импульсов следующего цикла длинным интервалом; желтому – два импульса; желтому с красным – один импульс
Сигнальные показания локомотивного светофора имеют следующие значения
Кодовые токи образуют вокруг каждого рельса переменное магнитное поле, на которое реагируют приемные катушки, подвешенные на локомотив. Индуктированные в приемных катушках и усиленные в усилителе им-пульсы ЭДС приводят в действие дешифрирующее устройство. Последнее включает на локомотивном светофоре соответствующий сигнальный огонь, повторяющий показание путевого светофора.
Кодирование рельсовой цепи при трехзначной автоблокировке
Устройство АЛСН работает на участках электротяги на постоянном токе с частотой сигналов 50 Гц и переменном токе с частотой сигналов 25 и 75 Гц. При работе на участках постоянного тока должен включаться тумблер “фильтр автостопа”, на переменном токе он выключается.
Для включения АЛСН необходимо
Код расшифровывается дешифратором 2, состоящим из реле-счетчиков и сигнальных реле (ЭР. ЖР, КЖР). Реле-счетчики ведут отсчет поступающих импульсов. Сигнальные реле своей контактной системой создают соответствующие цепи питания сигнальных ламп локомотивного светофора и управляют контактно-регистрирующим устройством скоростемера и работой электропневматического клапана автостопа.
На путевом светофоре горит зеленый огонь, то в кодовый цикл поступают три импульса и последовательно возбуждаются реле-счетчики: первое, второе и третье. Это приводит к срабатыванию сигнальных реле, которые включают зеленый сигнал на локомотивном светофоре.
При въезде на блок-участок с желтым сигналом на локомотив поступит кодовый цикл, со- стоящий из двух импульсов, а при въезде на блок-участок с красным сигналом – из одного импульса, при котором срабатывает только первый реле-счетчик и возбуждается реле желто-красного огня, включающее на локомотивном светофоре желтый с красным сигнал.
Одновременно обесточивается катушка электромагнитного вентиля электропневматического клапана автостопа 9, и появляется звуковой сигнал, который звучит в течение 7…8 с. До истечения этого времени машинист обязан нажать рукоятку бдительности и, тем самым, восстановить цепь питания катушки ЭПК, а также прекратить звучание свистка.
При въезде локомотива на некодированный участок в дешифраторе обесточивается так называемое реле присутствия кодов, которое, создавая своими контактами определенные цепи питания сигнальных реле, обеспечивает зажигание белого огня на локомотивном светофоре после зеленого или желтого и зажигание красного огня после желтого с красным.
На некодированном участке устройства АЛСН начинают работать в режиме периодической проверки бдительности машиниста. Наличие белого огня на локомотивном светофоре позволяет машинисту заменить малую периодичность подачи звуковых сигналов с интервалами в 15…20 с на большую с интервалами в 60…90 с переключением тумблера ДЗ в положение без “АЛСН”.
Для повышения эффективности устройства, с целью обеспечения безопасности движения поездов, в систему автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия введен в качестве дополнительного узла скоростемер ЗСЛ-2М, а сама система приспособлена для использования ее на некодированных участках в режиме периодической проверки бдительности машиниста.
Для сокращения тормозного пути при срабатывании электропневматического клапана автостопа предусмотрено промежуточное реле Р1, которое обеспечивает отключение тяговых двигателей, включение в действие электропневматических тормозов в пассажирских поездах и подачу песка под колеса локомотива. Автостоп включается в цепь управления тягой контактами К ключа ЭПК.
Кодовые токи образуют вокруг каждого рельса переменное магнитное поле, на которое реагируют приемные катушки, подвешенные на локомотив. Индуктированные в приемных катушках и усиленные в усилителе им-пульсы ЭДС приводят в действие дешифрирующее устройство. Последнее включает на локомотивном светофоре соответствующий сигнальный огонь, повторяющий показание путевого светофора.