Московский государственный университет
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Методические указания для студентов 5 курса специальности «Организация перевозок и управление на транспорте»
по дисциплине
АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Методические указания для студентов 3 курса направления «Технология транспортных процессов»
по дисциплине
АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
д.т.н., профессор Горелик А.В., к.т.н., доцент Тарадин Н.А.,
к.т.н., доцент Неваров П.А.
Учебно-методическое пособие
РОАТ
Москва-2013 г.
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ 2
Раздел 1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ. 2
1.1. Основные понятия о комплексе устройств автоматики, телемеханики и связи. 2
1.2. Железнодорожная сигнализация 11
1.3. Перегонные устройства автоматики и телемеханики 24
1.4. Станционные системы железнодорожной автоматики и телемеханики 50
1.5. Системы и сети связи на железнодорожном транспорте. 79
2.2 Методические указания по выполнению задания №1 101
2.3 Задание №2 120
2.3.1 Выбор задачи для выполнения задания №2 120
2.3.2 Задание к задаче 1 121
2.4 Методические указания по выполнению задания №2 125
2.4.1 Методические указания по выполнению задачи 1 125
2.4.2 Методические указания по выполнению задачи 2 134
2.4.3 Методические указания по выполнению задачи 3 144
2.5 Пример решения задания №1 158
2.6 Пример решения задания №2 164
2.6.1 Пример решения задачи 1 164
2.6.2 Пример решения задачи 2 167
2.6.3 Пример решения задачи 3 171
Раздел 3. Практикум «системы и устройства железнодорожной связи» 174
3.1 Задание № 1 174
3.2 Методические указания по выполнению задания №1 175
3.3 Задание № 2 180
3.4 Методические указания по выполнению задания №2 184
3.5 Задание № 3 190
3.6 Методические указания по выполнению задания № 3 191
3.7 Пример решения задания №1 195
3.8 Пример решения задания №2 196
3.9 Пример решения задания №3 207
Раздел 4. Самоконтроль знаний 211
4.1 Тестовые вопросы для самоконтроля 211
4.2 Ответы к тестовым вопросам для самоконтроля 218
.:
Раздел 1. Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь.
1.1. Основные понятия о комплексе устройств автоматики, телемеханики и связи.
Процесс движения поездов является комплексным технологическим процессом. Основополагающими требованиями, предъявляемыми к его организации, являются обеспечение необходимого уровня безопасности движения поездов и заданного уровня пропускной и провозной способности железных дорог.
Под безопасностью движения поезда понимается свойство движения поезда находиться в неопасном состоянии за расчетное время, когда отсутствует угроза сохранности жизней и здоровья пассажиров, технического персонала, населения, сохранности грузов, объектов хозяйствования, технических средств транспортной системы.
Для выполнения этих требований осуществляется регулирование движением поездов с помощью устройств обеспечения безопасности, образующих системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Составляя всего 5 % от общей стоимости основных фондов, они определяют пропускную способность железнодорожных линий, обеспечивают автоматизацию перевозочного процесса и безопасность движения поездов.
Современный этап развития систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи характеризуется широким использованием для их построения микроэлектронной и микропроцессорной техники. Это позволяет не только существенно расширить функциональные возможности по сравнению с релейными системами, но и требует разработки новых принципов их построения и технической реализации.
Системы регулирования движения поездов повышают пропускную способность железных дорог, обеспечивают безопасность движения и оперативное руководство перевозочным процессом, оказывают влияние на рост производительности труда работников, связанных с движением поездов.
В зависимости от места применения системы регулирования движения подразделяются на перегонные и станционные (рис. 1.1).
Перегонные системы разрешают или запрещают отправление поезда на перегон, исключают возможность отправления поезда на занятый перегон или блок-участок.
К перегонным устройствам относятся:
• полуавтоматическая блокировка ПАБ, при которой сигналы, разрешающие поезду занять перегон, открываются при определенных действиях работников, управляющих движением поездов, а закрываются автоматически;
• автоматическая блокировка АБ, в которой управление показаниями светофоров, ограждающих блок-участки, осуществляется движущимся поездом (без участия человека);
• диспетчерский контроль за движением поездов, который помогает поездному диспетчеру оперативно руководить движением поездов на участке;
• автоматическая локомотивная сигнализация АЛС и устройства безопасности движения поездов. С помощью системы АЛС показания напольных светофоров кодовыми сигналами передаются в кабину машиниста. Кроме этого, АЛС дополняется автостопом с устройством проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда;
• автоматическая переездная сигнализация, а также автоматические шлагбаумы, применяемые на железнодорожных переездах для предупреждения водителей транспортных средств о приближении поезда к переезду и запрещающие движение через переезд.
Станционные системы обеспечивают взаимную зависимость стрелок и сигналов при приеме и отправлении поездов, контролируют положение стрелок, не допускают их перевод при уже заданном маршруте, замыкают их в одном из крайних положений,
при оборудовании путей и стрелочных участков рельсовыми цепями, контролируют их свободность или занятость подвижным составом. К станционным устройствам относятся:
• ключевая зависимость, используемая на станциях, где сохранено ручное управление стрелками для обеспечения взаимного замыкания стрелок и сигналов посредством контрольных замков;
• станционная блокировка, с помощью которой осуществляется взаимное замыкание стрелок и сигналов, управляемых с разных постов;
• электрическая централизация стрелок и сигналов ЭЦ, обеспечивающая управление стрелками и сигналами с пульта, их взаимозависимость, контролирующую взрез стрелки и исключающую перевод стрелки под составом, а также открытие светофора на занятый путь. Разновидностями такой системы являются релейная централизация промежуточных станций, блочная маршрутно-релейная централизация БМРЦ крупных станций и микропроцессорная ЭЦ-МПЦ;
• диспетчерская централизация ДЦ, позволяющая управлять стрелками и сигналами ряда станций из одного пункта и контролировать положение стрелок, состояние занятости или свободности путей, стрелочных участков и прилегающих блок-участков, изменять показания входных и выходных сигналов в пределах диспетчерского круга;
• средства автоматизации и механизации сортировочных станций и горок, позволяющие управлять стрелками и горочными сигналами, регулировать скорости надвига и роспуска составов.
Автоматическая локомотивная сигнализация, диспетчерская централизация и автоматические ограждающие устройства на переездах могут регулировать движение поездов как по перегонам, так и по станциям, поэтому эти системы отнесены к перегонным и к станционным.
Из систем полуавтоматической блокировки наибольшее распространение получила релейная блокировка, в которой все маршрутные зависимости осуществляются электрическим способом, что повышает ее надежность. Наиболее совершенной системой регулирования движения поездов на перегонах является АБ, которая обеспечивает повышение пропускной способности по сравнению с ПАБ.
Среди станционных систем наиболее эффективной с точки зрения сокращения времени на приготовление маршрута является ЭЦ стрелок и сигналов, которая по сравнению с ключевой зависимостью увеличивает пропускную способность станции на 50...70 %.
Средства механизации и автоматизации сортировочных станций и горок включают системы АРС (автоматическое регулирование скорости скатывания отцепов), ГПЗУ (горочно-программное задающее устройство), ГАЦ-МН на микропроцессорах, ГАЛС Р (горочная АЛС с передачей информации по радиоканалу и телеуправлением локомотивом) и др.
Таким образом, системы регулирования движения служат для автоматизации процессов управления и регулирования движения поездов. Эти системы постоянно совершенствуются, благодаря чему повышаются технико-экономические показатели эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. В настоящее время в указанных системах осуществляется переход на новую элементную базу, применяются микроэлектронная и микропроцессорная техника, малогабаритные реле повышенной надежности РЭЛ.
На железнодорожном транспорте применяются различные виды телефонной и телеграфной связи, осуществляемой по кабельным, радиорелейным и воздушным линиям. К ним относятся магистральная, дорожная, отделенческая и станционная связь.
Магистральная телефонная и телеграфная связь служит для связи руководства ОАО «Российские железные дороги» со своими филиалами, прежде всего - железными дорогами и другими предприятиями железнодорожного транспорта, а также железных дорог между собой.
Дорожная телефонная и телеграфная связь обеспечивает связь управления железных дорог – филиалов ОАО «Российские железные дороги» с отделениями, крупными станциями и другими подразделениями данной дороги, а также отделений дорог между собой. Одним из видов дорожной связи является дорожная распорядительная связь, служащая для переговоров дежурного по распорядительному отделу службы движения с дежурными по отделениям и крупным станциям.
Рис. 1.1. Классификация систем регулирования движения поездов.
Отделенческая телефонная связь используется для организации процесса перевозок и оперативной работы в пределах отделения. Видами отделенческой телефонной связи являются:
поездная диспетчерская связь предназначена для связи поездного диспетчера со станциями (раздельными пунктами), входящими в его участок
энергодиспетчерская (на электрифицированных участках) связь предназначена для переговоров энергодиспетчера с тяговыми подстанциями, районами контактной сети и постами секционирования;
постанционная связь предназначена для общих служебных переговоров в пределах участка железной дороги;
линейно-путевая связь предназначена для служебных переговоров работников пути по вопросам, касающимся содержания в исправном состоянии железнодорожного пути и искусственных сооружений;
поездная межстанционная связь предназначена для переговоров дежурных по станции по вопросам движения поездов;
перегонная связь на участках автоблокировки с интенсивным движением поездов предназначена для служебных переговоров работников дороги, находящихся на перегоне, с ближайшими станциями.
Каждая из этих видов связи, кроме поездной межстанционной и перегонной, представляет собой групповую телефонную связь коллективного пользования с избирательным вызовом и обслуживает линейные станции и пункты, находящиеся в пределах отделений и отдельных участков железных дорог. Поездная межстанционная связь может быть телефонной и телеграфной.
Станционная телефонная связь организуется в пределах железнодорожной станции и включает в себя связь:
местную - для общего служебного пользования через автоматические или ручные телефонные станции;
стрелочную - для служебных переговоров дежурного по станции со стрелочными постами;
внутристанционного командования - для станционного или грузового диспетчера;
громкоговорящую оповестительную - на крупных станциях, сортировочных горках и вокзалах.
Помимо перечисленных выше, на железных дорогах применяются и другие виды связи для руководства движением поездов, грузовой работой, обслуживанием пассажиров и работой линейных подразделений.
Участки железных дорог с диспетчерской централизацией и участки с интенсивным движением поездов имеют поездную радиосвязь, используемую для служебных переговоров поездного и локомотивного диспетчеров, а также дежурных по станциям с машинистами локомотивов. На станциях с большой маневровой работой и на сортировочных горках применяется станционная радиосвязь для служебных переговоров станционного диспетчера или дежурного по горке с машинистами маневровых локомотивов, дежурных технических контор, со списчиками вагонов, дежурных пунктов обслуживания вагонов, с осмотрщиками вагонов и т.п.
К комплексу устройств автоматизации пассажирского хозяйства относятся полуавтоматические информационные и справочные устройства, кассовые автоматы, автоматические камеры хранения и т. п., которые в значительной степени повышают культуру обслуживания пассажиров на железнодорожном транспорте.
Устройства контроля состояния подвижного состава представляют собой комплекс устройств, в состав которого входят приборы обнаружения нагревания аварийных букс вагонов в поездах, системы комплексного контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда и т.п.
Основным направлением научно-технической политики при разработке систем сигнализации, централизации и блокировки принято повышение безопасности движения поездов, сокращение эксплуатационных расходов, создание новых прогрессивных устройств.
В связи с широким развитием микроэлектронной элементной базы ведется разработка микропроцессорных систем электрической централизации стрелок и сигналов для малых и крупных станций и систем диспетчерской централизации, цифровых систем связи. В современных условиях развитие систем железнодорожной автоматики и телемеханики направлено на применение микропроцессорных систем управления со сложной технической и организационной структурой, современным программным и информационным обеспечением. Внедрение микропроцессорных систем позволит повысить качественный уровень управления движением поездов за счет расширения функциональных возможностей, быстрого сбора, обработки и детального анализа информации, максимально высокой вероятности принятия решения адекватного реальной ситуации.