Назначение, устройство, принцип действия алс

Автоматическая локомотивная сигнализация бывает точечного типа (АЛСТ) и непрерывного действия (АЛСН). АЛСН делится на частотную (многозначная АЛСН) и числового кода. АЛСТ применяется на участках с полуавтоблокировкой (ПАБ), преимущественно в метрополитенах. АЛСН – на участках с автоблокировкой (АБ). АЛСН характеризуется применением либо совместно с АБ, либо как самостоятельное средство (АЛСО) с разграничением поездов раздельными пунктами или пространством. Локомотивная сигнализация облегчает условия труда машиниста и повышает безопасность движения поездов. Так, сигналы пути, будучи воспроизведенными, на локомотиве, воспринимаются и осознаются машинистом, что даёт ему возможность уверенно вести поезд в любых условиях, даже при плохой видимости сигналов, подаваемых путевыми светофорами. Кроме того, безопасность движения повышается применением в различных сочетаниях технических средств повышения безопасности, действующих на основании информации, передаваемой с пути на локомотив устройствами локомотивной сигнализации при приближении поезда к путевому светофору, сигнализирующему об остановке или ограничении скорости. Этими техническими средствами предусматривается: автоматическое регулирование разграничительной скорости без участия машиниста; контроль скорости ведения поезда машинистом, при котором машинист сам регулирует скорость поезда под контролем устройств локомотивной сигнализации; проверка бдительности машиниста (однократная и периодическая). Передача сигналов с пути на локомотив ведётся индуктивным способом. В АЛСН сообщения в кабину машиниста передаются непрерывно, т.е. всё время пока поезд следует по перегонам и станциям, а в точечных системах только в местах (точках) передачи сигналов с пути на локомотив перед путевыми светофорами. Путевые устройства, будучи связанными с путевыми светофорами, передают с помощью устройств передачи сигналов сообщения о подаваемых ими сигналах на движущийся локомотив, где они воспринимаются приёмными катушками. Для непрерывной передачи сигналов на локомотив используются ходовые рельсы пути, по которым навстречу поезду пропускается переменный ток, создающий переменное магнитное поле вокруг рельсов. Для передачи на локомотив информации о показаниях путевых светофоров, к которым приближается поезд, в АЛС применяется группа электрических сигналов – код. Каждый сигнал путевого светофора имеет свой код. В зависимости от того, чем электрические сигналы, составляющие код данной системы локомотивной сигнализации, отличаются друг от друга, различают следующие коды: числовой, частотный, частотно-импульсный, фазовый и др. У числового кода электрические сигналы являются кодовыми комбинациями из элементов тока – импульсов, разделённых интервалами. Кодовые комбинации отличаются числом импульсов в комбинации, при этом сообщение заключено во всей совокупности импульсов, составляющих кодовую комбинацию. Зелёному огню локомотивного светофора соответствует кодовая комбинация, содержащая три импульса с длинным интервалом, отделяющим их от трёх импульсов следующей комбинации; жёлтому, - содержащая два импульса; жёлтому огню с красным – один импульс. Красному огню соответствует отсутствие электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока с небольшими интервалами между ними. Наибольшее распространение на сети железных дорог России получила автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (АЛСН). АЛСН передаёт непрерывно в кабину локомотива сигналы путевых светофоров, а также периодически проверяет бдительность машиниста при зелёном (З), жёлтом (Ж), жёлтом с красным (КЖ), красном (К) и белом (Б) огнях локомотивного светофора и контролирует скорость поезда при КЖ и К огнях с принудительной остановкой поезда устройствами в случае потери бдительности машинистом или превышения контролируемой скорости. Во время движения поезда по перегону локомотивный светофор предварительно и непрерывно (за целый блок-участок) предупреждает машиниста о сигнале, подаваемом проходным светофором трёхзначной автоблокировки, к которому приближается поезд.  Локомотивный светофор сигнализирует: - зелёным огнём – о приближении поезда к путевому светофору с одним зелёным огнём, с одним жёлтым мигающим огнём, с одним зелёным мигающим огнём или с одним жёлтым и одним зелёным огнями; - жёлтым огнём – о приближении поезда к путевому светофору с одним жёлтым огнём, с двумя жёлтыми огнями, с двумя жёлтыми огнями, из них верхний мигающий, а также с другими огнями, указывающими на следование с отклонением по стрелочному переводу; - жёлтым огнём с красным – о приближении поезда к путевому светофору с красным огнём; - красным огнём – загорается в случае проезда путевого светофора с красным огнём; - белым огнём – локомотивные устройства включены, но сигналы с пути не передаются и машинист должен руководствоваться только сигналами путевых светофоров. Белый огонь на локомотивном светофоре загорается вместо зелёного или жёлтого огня, когда поезд принимается на станционный путь, не оборудованный путевыми устройствами локомотивной сигнализации, или отправляется с оборудованного ею пути на участок, не оборудованный локомотивной сигнализацией. При отправлении поезда с необорудованного пути смена белого огня локомотивного светофора на зелёный или жёлтый наступает через 15-20 с после начала восприятия локомотивными устройствами кодов с пути. В случае приёма поезда или отправления при закрытом светофоре, в том числе по пригласительному сигналу, жёлтый огонь с красным меняется на красный огонь. В состав системы АЛСН входят путевые и локомотивные устройства. Путевые устройства обеспечивают подачу кодового сигнала на локомотив. Локомотивные устройства обеспечивают приём и расшифровку кодовых сигналов, и включение на локомотивном светофоре соответствующего огня, а также проверку бдительности машиниста и контроль установленных скоростей. В качестве канала связи между путевыми и локомотивными устройствами АЛСН используется рельсовая линия. У проходного светофора автоблокировки установлена кодирующая аппаратура в составе кодового путевого трансмиттера КПТШ и трансмиттерного реле Т, включённого через схему кодирования СХК. В зависимости от показаний путевого светофора, которое определяет состояние двух впереди лежащих блок-участков, схема кодирования подключает реле Т к одному из контактов КПТШ (КЖ,Ж,З), и реле Т работает в режиме соответствующего кода. Переключая свой контакт в цепи первичной обмотки путевого трансформатора ПТ, реле Т транслирует в рельсовую цепь навстречу движению поезда кодовые сигналы в виде импульсов переменного тока. Кодовые сигналы, замыкаясь через переднюю колёсную пару локомотива, создают в приёмных катушках ПК переменное магнитное поле. В ПК индуцируются импульсы переменного кодового тока, которые через фильтр АЛСН, настроенный на частоту сигнального тока 25 Гц и не пропускающий токи на других частотах, поступают на вход усилителя АЛСН, где усиливаются и преобразуются в импульсы постоянного тока. От этих импульсов в режиме соответствующего кода работает импульсное реле ИР, переключающее свой контакт на входе дешифратора АЛСН. Дешифратор определяет значение кода и образует цепи возбуждения сигнальных реле для включения соответствующего сигнального показания на локомотивном светофоре.  Контроль скорости движения поезда и проверка бдительности осуществляется комплексом устройств в составе электропневматического клапана ЭПК, рукоятки бдительности РБ, дополнительных приборов безопасности ДПБ (Л159, Л168, Л143, УКБМ), скоростемера, дешифратора АЛСН. Проверка бдительности и контроль скорости необходимы для повышения безопасности движения и действуют на основании информации о сигналах путевых светофоров. При остановке локомотива или поезда действие проверки бдительности и контроля скорости прекращается. Проверка бдительности машиниста, прежде всего, нужна при приближении поезда к закрытому светофору и наиболее эффективна, когда производится периодически и вступает в действие возможно реже лишь в случаях прямой необходимости. Машинист при проверке подтверждает бдительность нажатием рукоятки бдительности в ответ на предварительную световую сигнализацию ПСС (4-6 сек.) – мигание лампы, выполненной с помощью блоков Л159 и Л143. Если РБ не будет нажата в течении 4-6 секунд, то раздастся свисток ЭПК и, если и в этот раз РБ не будет нажата в течении 7-8 секунд, то это устройствами расценивается как потеря машинистом способности вести поезд и локомотивная сигнализация, воздействуя на тормозную систему поезда, автоматически останавливает поезд. Проверка бдительности проводится однократно и периодически. Однократная проверка бдительности действует при всех сменах сигналов на локомотивном светофоре и независимо от скорости движения поезда, а также при появлении и смене белого огня на нём и требует от машиниста подтверждения бдительности, в противном случае поезд останавливается принудительно. При появлении зелёного огня на ЛС нажатия РБ не требуется. Периодическая проверка бдительности машиниста производится для пассажирских поездов через каждые 20-30 сек. – посредством устройства контроля бдительности машиниста УКБМ, для грузовых – 30-40 сек. При зелёном огне локомотивного светофора периодическая проверка бдительности отменяется, кроме схемы с УКБМ «Снежинка» на пассажирских поездах в режиме «Ночь» – 90-120 сек. Проверка бдительности начинает работать при скорости более 10 км/ч на белый, красный и красный с жёлтым огни ЛС, а на жёлтый огонь при скорости более 60 км/ч. При следовании локомотива по белому огню ЛС по участку не оборудованному устройствами АЛСН проверка бдительности машиниста осуществляется через каждые 70-90 сек., при этом машинист обязан нажать одновременно кнопки РБ и ВК (вспомогательная кнопка), а тумблер ДЗ (с АЛСН – без АЛСН) поставить в положение «без АЛСН». Контроль скорости состоит в том, что устройства локомотивной сигнализации не допускают следования поезда при красном с жёлтым и красном огнях локомотивного светофора со скоростью выше контролируемой Vк. При превышении контролируемой скорости устройства АЛСН мгновенно реагируют предупредительным свистком ЭПК, говорящем машинисту о необходимости снижения скорости. В противном случае через 7-8 секунд происходит экстренное торможение поезда, которое не может быть предотвращено нажатием рукоятки бдительности. Скорость проследования напольного светофора с жёлтым огнём не должна превышать 60 км/ч, с красным огнём – не более 20 км/ч.

Передача и расшифровка кодовых посылок[править | править вики-текст]

Кодирование сигналов АЛСН

Табличка «АЛС-25», Харьковская область

Приёмная катушка АЛСН, тепловоз ТЭП70

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 неэлектрифицированных линиях и линиях постоянного тока 3 кВ имеет частоту несущей 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 с частотой несущей 25 Гц (на некоторых участках — 75 Гц), вырабатываемый установленным на сигнальной точке преобразователем. Локомотивы, которые могут выезжать на участки с разными частотами кодового тока (тепловозы, электровозы двойного питания ВЛ82М), оборудуются тумблерами для переключения частоты фильтра — 25/50 Гц, а на границах этих участков устанавливаются сигнальные знаки «АЛС-50» и «АЛС-25» или, например, щиты, с одной стороны которых написано «25», с другой — «75».

Дешифратор расшифровывает кодовые комбинации и выполняет некоторые другие функции. Формирует кодовые комбинации 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 кодовая комбинация 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 Бауэра (код Вековищева). 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 передаётся по рельсовой цепи.