9.1. Короткі відомості з теорії

Диспетчерська централізація (ДЦ) – це комплекс пристроїв залізничної автоматики й телемеханіки, що складається з АБ на перегонах, ЕЦ стрілок і сигналів на станціях, системи ТУ, ТС і забеспечуючує можливість поїзному диспетчерові задавати поїзні й маневрові маршрути на роздільних пунктах диспетчерської дільниці з поста ДЦ. Керування стрілками й сигналами лінійних станцій при ДЦ виконує диспетчер з диспетчерського поста, розміщеного у відділенні дороги. Диспетчер є керівником руху на певній ділянці дороги.

Робоче місце диспетчера складається з пульта-маніпулятора з убудованим поїздографом, секції зв’язку й виносного табло. За допомогою ДЦ здійснюється керування рухом поїздів у диспетчерському колі, у якому може входити до 15 станцій. Виносное табло складається з окремих типових секцій, на яких розміщається світлосхема станцій.

Диспетчерська централізація дозволяє підвищити дільничну швидкість на 15…20%, збільшити пропускну здатність на 35…40%, скоротити експлутаційний штат на 100 км залізничних ліній приблизно на 60 чоловік, підвищити продуктивність праці приблизно на 70% за рахунок скорочення штату, збільшення розмірів руху й обсягу перевезень, забезпечити окупність капіталовкладень протягом 4…5 років.

Диспетчерська централізація (ДЦ) застосовується переважно застосовується на одноколійних залізничних лініях. При ДЦ станції обладнаються релейною централізацією, а перегони автоблокуванням. Керування об’єктами й контроль за їхній стан здійснюється по чотирьох або дво проводам за допомогою кодових пристроїв.

Системи диспетчерської централізації по способі передачі інформації про стан контрольованих об’єктів ділять на системи спорадичної й циклічної дії. У системах ДЦ спорадичної дії сигнали телесигналізації передаються тільки в результаті зміни стану контрольованих об’єктів, а в системах циклічної дії безперервно незалежно від їхнього стану. Контрольовані об’єкти в останньому випадку перевіряються послідовно в часі по певному циклі. Спосіб передачі телеуправління – спорадичний, тому що диспетчер повинен мати можливість у будь-який момент часу послати керуючий наказ.

Найбільш зробленими системами ДЦ циклічної дії є диспетчерська централізація системи «Нева» і розроблена на її основі система «Луч». Особливості цих систем по керуванню й контролю об’єктів будуть розглянуті далі.

У ДЦ центральний пост (ЦП) з’єднаний одним каналом зв’язку з лінійними пунктами (ЛП), які влаштовуються по одному на кожну проміжну станцію.

Лінійні пункти (часто називані виконавчими ИП), включені в диспетчерську централізацію, можуть мати диспетчерське, автономне або сезонне керування.

При диспетчерському управлінні поїзний диспетчер задає маршрути і відкриває сигнали, користуючись пультом, що перебуває на пості ДЦ. У випадку несправності кодових пристроїв або лінійного кола станції дільниці, якими диспетчер втрачає можливості управляти, переводяться на резервне управління. На станції, яка переведена на резервне управління, повинен бути присутнім черговий по станції (ДСП) або інший агент руху. Перехід на резервне управління здійснюється за наказом, переданним диспетчером телефоном. Черговий по станції, одержавши наказ, вставляє в гніздо пульта резервного управління спеціальний ключ і, повертаючи його, відключає пристрої лінійного пункту від диспетчерського керування та підключає їх до пульта резервного управління. За допомогою пульта резервного управління виконується подальше регулювання стрілками та сигналами.

Автономне управління застосовують на станціях з великою місцевою роботою. Все управління поїзною й маневровою роботою на таких станціях виконує ДСП, однак, вихідні сигнали для відправлення поїзда на перегін він може відкрити тільки після одержання спеціального дозволу, переданого диспетчером по каналу ТУ кодовим сигналом.

Сезонне управління передбачається на лінійних пунктах, що перебувають на диспетчерському керуванні, де вантажна робота в окремі періоди року різко зростає, що вимагає передачі станції на автономне управління. На таких станціях заплановано, щоб якийсь час доби працював ДСП, а інший час всією станцією управляє диспетчер. Станція, що перебуває на диспетчерському керуванні (при справності кодової лінії й кодових пристроїв), при необхідності може бути передана на автономне управління. Цей перехід виконує диспетчер посилкою спеціального наказу СУ (ОСУ), переданого кодовим сигналом.

Для виконання маневрової роботи при диспетчерському керуванні група стрілок передається на місцеве управління. У групи можуть входити всі стрілки даної горловини або окремі стрілки залежно від конфігурації колій на станції й умов маневрової роботи. Передачу стрілок на місцеве управління здійснює диспетчер посилкою спеціального наказу ТУ. Керівник маневрів, взявши стрілки на місцеве управління, переводить їх зі стовпчика місцевого управління. При невеликих маневрових пересуваннях диспетчер задає маршрут без відкриття сигналу. Зв’язок між диспетчером і працівниками, що здійснюють маневри, організується по диспетчерському зв’язку. Сигнали ав-томатичного виклику посилають диспетчером через пристрої диспетчер-ського контролю (ДК).

При резервному управлінні стрілки на місцеве управління можуть пере-даватися черговим по станції з пульта резервного управління. При маневрах з виїздом маневрового состава до вхідного світлофора, якщо останній розта-шований від вхідної стрілки на відстані 200…300 м, маневри виконуються незалежно від заданого напрямку руху одноколійного автоблокування. При маневрах з виїздом на перегін по розв’язному показанню (білий вогонь) маневрової головки, що перебуває на щоглі вхідного світлофора й зверненої убік станції, напрямок руху одноколійного автоблокування встановлюється на відправлення з даної станції.

Пульт-маніпулятор. Пульт-маніпулятор має панель маніпулятора із кнопками керування, поїздограф, комутатор зв’язку. За допомогою пульта-маніпулятора, показаного на рис. 12.1, диспетчер виконує всі необхідні дії на вибір станцій, завданню маршрутів, відкриттю або закриттю сигналів, передачі стрілок на місцеве керування, виклику працівників до телефону й посилки інших керуючих наказів по пропуску поїздів по ділянці й виконанню маневрової роботи. Диспетчер одночасно управляє з пульта-маніпулятора тільки однією станцією. Для вибору станції в нижній частині панелі пульта-маніпулятора встановлені станційні кнопки чорного кольору, при натисканні яких у світловому чарунці над цією кнопкою висвічується назва підключеної станції. У середній частині панелі є маршрутні кнопки, а по краях панелі – допоміжні кнопки.

Р ис. 12.1. Пульт-маніпулятор з індивідуальним керуванням стрілками й сигналами

Маршрутні кнопки беруться по максимальному числу колій найбільш великої станції даної ділянки. Головній колії завжди відповідають середні кнопки, пофарбовані в жовтий колір (див. рис. 12.1). Маршрут набирається натисканням маршрутних кнопок за принципом «звідки – куди». Індикація на виносному табло, показаному на рис. 9.3, аналогічна індикації на пульті–табло. По обидва боки від маршрутних кнопок на секції маніпулятора розміщені допоміжні та спеціальні кнопки.

Допоміжні кнопки призначені для керування роз’єднувачами високовольтної станції, передачі стрілок на місцеве керування, виклику працівників непарної й парної горловин станції із приміщення чергового по станції або електромеханіка, видачі дозволу на відправлення поїзда зі станції, що перебуває на автономному керуванні, виклику передачі сигналів ТС у системах ДЦ спорадичної дії (індикація сигналів, що надійшли, у цьому випадку здійснюється у світловому чарунці на виносному табло), підсвічування табло й скасування незакінчених дій.

Спеціальні кнопки: ВА – акустичного виклику; ОБС – опитування без відкриття сигналу; МУ – місцевого керування; БС – переведення стрілки без відкриття сигналу; ТС і ТК – виклику на зв’язок до селектора; ВК – виклику контролю по всіх групах повідомлення.

Кнопка «Наказ скасування» призначена для скасування на лінійних пунктах прийнятих, але не реалізованих одиночних наказів.

Правильність вибору району місцевого керування контролюється на світлосхемі при натисканні кнопки місцевого керування горінням світлових чарунок, що обмежують район, переданий на місцеве керування.

При правильному виборі району місцевого керування натискається кнопка «Пуск місцевого керування».

Крім світлової індикації, у диспетчера є звукова сигналізація, що подається зумером у тих випадках, коли необхідно дати сигнал диспетчерові про його неправильні або незакінчені дії па пульті-маніпуляторі. Усяка дія диспетчера на апарату керування повинне бути закінчене або скасовано.

Першим етапом набору є зашифровка адреси станції, здійснювана в результаті короткочасного натискання диспетчером відповідної станційної кнопки. Слідом за цим набирається команда натисканням маршрутних кнопок для завдання маршрутів або командних кнопок для посилки команд, не пов’язаних із завданням маршрутів. складальні реле, Що Збуджуються, своїми контактами замикають колоа збудження реле, що реєструють, стосовних до певних тактів сигналу ТУ й визначальні імпульсні ознаки в кожному із цих тактів. Після перевірки правильності дії диспетчера й повноцінності набраного сигналу ТУ здійснюється пуск передачі сигналу ТУ з наступним поверненням передавальних пристроїв у вихідний стан.

Характеристики системи ДЦ «Нева». Особливістю системи «Нева» є застосування циклічного контролю об’єктів. Інформація про стан об’єктів передається на диспетчерській пост періодично, незалежно від того, змінювався цей стан чи ні. Час, протягом якого на диспетчерський пост надходить інформація про стан усіх пристроїв на диспетчерський дільниці, називається тривалістю циклу та при розрахункової ємності системи дорівнює 5376 мс.

Початок кожного циклу визначається посилкою по каналу ТУ сигналу цикловий синхронізації ЦС, що запускає на кожному лінійному (виконав-чому) пункті пристрій точного відліку часу, що розділяє тривалість циклу на 24 інтервали тривалістю кожний 224 мс. У кожнім інтервалі передається сиг-нал ТС, що містить інформацію про стан об’єктів в окремій групі, група по-єднує 20 двопозиційних об’єктів. З 24 інтервалів 23 призначені для передачі сигналів ТС, а 24-й для передачі сигналу ЦС. Збільшення ємності системи досягається застосуванням декількох частотних каналів (табл. 12.1).

Таблиця 12.1

Номер канала ТС	Частота, Гц
	Гранична		Робоча
	нижня	верхня
I	900	1350	1025	1225
II	1500	1950	1625	1825
III	2100	2550	2225	2425
IV	2700	3150	2825	3025

При двопровідному лінійному колі можна використовувати три канали ТС (ІІ, ІІІ, ІV); І канал, близько розташований до частот каналу ТУ, варто за-стосовувати при чотирипровідній схемі зв’язку.

У диспетчерський централізації системи «Нева» одне фізичне коло може бути використано для організації одного керуючого та трьох сповіщувальних каналів. В управляючому каналі застосовуються частоти 500, 600, 700 та 800 Гц, у сповіщувальних – 1625 та 1825 Гц (другий канал); 2225 та 2425 Гц (третій канал); 2825 та 3025 Гц (четвертий канал). Приклад розподілу груп об’єктів за сповіщувальними каналами показаний на рис. 12.1.

На кожному лінійному пункті було узято не по 6 груп ТС, а по 3, 4, 5 гру-пи (див. рис. 12.2). На рис. 12.2 видно, що організовано три канали телесигна-лізації: два по 16 груп ТС і один по 20 груп ТС з середньою кількістю груп ТС для кожного каналу 4.

Керуючий наказ містить 19 імпульсів (рис. 12.3), його парні імпульси передаються частотами і (500 та 600 Гц), непарні – частотами та (700 та 800 Гц). Активними є частоти та , пасивними – і .

Нульовий імпульс передається частотою і слугує для приведення приймальних пристроїв лінійних пунктів у робочий стан.

Рис. 12.2. Розподіл груп об’єктів за сповіщувальними каналами

Імпульси 1…6 є виборчими та призначені для вибору однієї зі станцій, для заданого варіанта номер станції 15. Три із шести імпульсів передаються активними частотами, інші – пасивними.

Імпульси 7, 8, 9 та 18 вибирають на станції відповідну групу об’єктів (перша група). Два з чотирьох імпульсів передаються активними частотами, два – пасивними, що дозволяє мати на кожній станції до шести груп керованих об’єктів. Число груп об’єктів керування на станції може бути доведене до семи. Для цього на станції вибір сьомої групи організовується передачею активними частотами імпульсів 7, 8, 9 та 18.

Імпульси 10…14 – виконавчі, які використовуються для передачі наказів об’єктам обраної групи (маршрут з 3-ї колії).

Імпульси 15…17 визначають ознаку команди (парне відправлення).

Рис. 12.3. Побудова сигналів ТУ та ТС у системі «Нева»

Призначення імпульсів сигналу ТУ наведено в табл. 12.2.

Таблиця 12.2

Номер елемента сигналу	Призначення	Частота
0	Ознака початку сигналу ТУ
1, 3, 5	Адреса станції	або
2, 4, 6	Те ж	або
7, 9	Адреса групи	або
8, 18	Те ж	або
11, 13, 15, 17	Передача команди	або
10, 12, 14, 16	Те ж	або

Примітки.

1. За відсутності передачі в канал ТУ надходить частота .

2. Посилкою частоти або передається символ 1, посилкою частоти або передається символ 0.

Особливістю системи «Нева» є застосування циклічного контролю стану об’єктів керування та контролю. Сповіщувальні накази в кожнім каналі передаються двома частотами. Це обумовлено тим, що синхронна робота розподільників центрального поста та лінійних пунктів забезпечується установкою спеціальних тактових генераторів з високою стабільністю частоти. Тому сусідні імпульси в сповіщувальних наказах можуть передаватися однаковими частотами.

У кожнім каналі ТС символу 1 відповідає передача більш низької робочої частоти ; цією ж частотою передаються початковий та завершальний такти сигналу ТС. Більш висока робоча частота відповідає передачі символу 0.

На кожну групу контрольованих об’єктів виділені 22 імпульси трива-лістю 8 мс кожний, з яких (див. рис. 12.3) передають відповідну інформацію: 1-й – початковий; 22-й – завершальний; 2…21 – робочі імпульси. Початковий та завершальний імпульси завжди посилаються активними частотами, характер інших імпульсів визначається змістом переданої інформації. Групові сповіщувальні цикли відділені один від одного інтервалами в 48 мс.

Інформація про стан об’єктів передається на диспетчерський пост періодично залежно від того, змінювався цей стан чи ні. Час, протягом якого на диспетчерський пост надходить інформація про стан усіх пристроїв на диспетчерській дільниці, називається тривалістю циклу. При розрахунковій ємності системи тривалість циклу дорівнює 5376 мс.

Синфазність роботи розподільників при передачі сповіщувальних наказів досягається посилкою сигналу циклової синхронізації.

Сигнал ЦС – це зміна присутньої в каналі телеуправління (ТУ) частоти на з наступним відновленням частоти (через 64 мс).

На кожнім ЛП є груповий розподільник на 24 позиції, що регламентує черговість передачі сигналів ТС. У момент надходження сигналу ЦС групові розподільники на всіх ЛП повертаються у вихідний стан та загальмовуються, а в момент закінчення сигналу ЦС запускаються та переходять у нові позиції через кожні 224 мс.

У каналах ТС застосована старт-стопна синхронізація, заснована на синхронній роботі в пунктах передачі та прийому розподільників, що визначають границі і номери тактів прийнятих сигналів ТС. Розподільник на пункті прийому запускається в момент надходження сигналу ТС (старт) та загальмовується наприкінці його прийому (стоп), займаючи в проміжку меж цими моментами послідовно 22 позиції через рівні інтервали по 8 мс.

Початок кожного циклу визначається посилкою в каналі ТУ сигналу циклової синхронізації ЦС, що запускає на кожному виконавчому пункті пристрої точного відліку часу, що розділяють цикл на 24 інтервали тривалістю кожний 224 мс (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Побудова циклу передачі сигналів ТС у системі «Нева»

У кожнім інтервалі передається сигнал ТС, що містить інформацію про стан об’єктів в окремій групі, група поєднує 20 двопозиційних об’єктів. З 24 інтервалів 23 призначені для передачі сигналів ТС, а 24-й – для передачі сигналу ЦС. Збільшення ємності системи досягається застосуванням декількох частотних каналів.

Ємність ДЦ системи «Нева» характеризується такими даними:

• розрахункове число ИП – 20;

• число груп керованих об’єктів на одному ИП – до 7;

• число тактів для посилки команд у групу – 8;

• ємність ТУ по числу керованих об’єктів – 1120;

• число груп в одному каналі ТС – 23;

• число груп контрольованих об’єктів на одному ИП – до 6;

• число контрольованих двопозиційних об’єктів у групі – 20;

• число двопозиційних об’єктів, контрольованих по одному каналі ТС – 460;

• число паралельних каналів ТС при двопровідному лінійному колу – 3;

• ємність ТС по числу контрольованих об’єктів – 1380;

• число паралельних каналів ТС при чотирипровідному лінійному колу – 4.

При двопроводному лінійному колоу можна використовувати три канали ТС (II, III, IV); I канал, близько розташований до частот каналу ТУ, варто застосовувати при четирипроводній схемі зв’язку. У системі «Нева» канали ТУ й ТС працюють паралельно й незалежно.

Характеристики системи ДЦ «Луч». Відрізняється від системи диспетчерської централізації «Нева» більше зробленими характеристиками. Модернізація каналів ТУ й ТС збільшує ємність системи по числу керованих станцій і груп, і контрольованих об’єктів.

Система дозволяє управляти 6400 об’єктами 32 станцій по 20 груп у кожної й у кожній групі по 10 об’єктів. ДЦ «Луч» дозволяє контролювати по чотирьох паралельних каналах ТС – 1840.

Комплект апаратури ДЦ системи «Луч» застосовують для керування двома ділянками. Передбачено можливість підключення до передавальної апаратури каналу ТУ на пості ДЦ декількох комплектів апаратури для набору й нагромадження сигналів телеуправління. Це підключення по черзі здійснює комутатор робочих місць, що працює безперервно в режимі пошуку. Важливою особливістю цієї системи є не тільки можливість передачі звичайних керуючих наказів на установку маршрутів, але й відповідальних команд.

Відповідальними командами називають такі команди, які по своєму впливі на виконавчі схеми еквівалентні натисканню запломбованих кнопок або кнопок з лічильниками. До них відносять включення запрошувального вогню на світлофорі, допоміжну зміну напрямку руху поїздів на перегоні зі знеособленим рухом, штучну розробку маршруту й допоміжне переведення стрілки без контролю вільності колійної ділянки.

Відповідальні команди уведені для підвищення експлутаційних можливостей і ефективності пристроїв ДЦ, поліпшення умов оперативної дальності поїзних і маневрових диспетчерів, підвищення пропускної здатності залізничних ділянок при пошкодженнях рейкових кіл і інших несправностей.

Захист від перекручування відповідальних команд досягається наявністю в кожній команді не однієї, а дво серій команд ТУ (початкової і робочої), що посилаються роздільними діями. В інтервалі між цими серіями контролюється сприйняття лінійними пристроями початкової серії сигналів ТУ, без якого реалізація відповідальної команди неможлива. Між останнім, початковим і першим робітником сигналами встановлюється контрольний час, протягом якого лінійні пристрої очікують робочий сигнал. Якщо час минув, а робочий сигнал ТУ не надійшов, то фіксується порушення нормальної роботи пристроїв і посилає заборона на виконання команди. У випадку, коли пристрій справно, воно автоматично вертається у вихідний стан і всі дії необхідно повторити.