что такое алсн на локомотиве

Автоблокировка и система «АЛСН»: А что если машинист поезда не увидит светофор?

Опубликовано 13.06.2021 · Обновлено 26.10.2021

Представим себе движущийся на приличной скорости поезд, который следует на «Зеленый» сигнал некого светофора. А если вдруг впереди кривая, или туман, или снег, дождь, да что угодно, как машинист должен следить за показанием светофора? А может быть такой вариант, что машинист проезжает светофор не замечая его, и сам того не подозревая движется на запрещающий сигнал в хвост впереди стоящего пассажирского? Технически подкованным людям, а я думаю данный материал читают в основном именно такие товарищи, уже ясно: такое просто невозможно, иначе о железнодорожных катастрофах и авариях мы бы слышали по нескольку раз в неделю. Давайте разбираться.

Картинка выше демонстрирует принцип работы светофоров на железной дороге: после того, как первый вагон электропоезда, или локомотив пересекают светофор с зеленым или желтым сигналом, этот светофор тут-же меняет показание на «Красный». Другой светофор, расположенный по пути следования поездов до светофора с «Красным» показанием принимает положение «Желтый», ну а светофор перед ним становится «Зеленым». Соответственно по пути следования нашего поезда светофоры меняют свои сигналы, создавая за любым поездом хвост из «Красного — Желтого и Зеленого» сигналов. Ясно что поезд, следующий за нашим условным поездом, будет вынужден соблюдать постоянный интервал движения, и не сможет столкнуться с хвостом впередиидущего состава. Управлением светофорами занимается так называемая система автоблокировки, а технически обслуживают все это хозяйство так называемые «СЦБисты», от Сигнализация, Централизация и Блокировка.

Рассуждая дальше становится очевидным тот факт, что вся эта система будет идеально работать только в том случае, если машинисту поезда мало того, что точно всегда известно какой сигнал показывает светофор на данном участке, так еще и поезд технически не может проследовать красный сигнал светофора без применения экстренного торможения. Такие функции выполняет система АЛСН — автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (профессиональным языком об АЛСН можно почитать здесь), последнее сокращение прямо подчеркивает постоянство ее работы, промедление исключено.

Состав АЛСН можно разделить на локомотивную и путевую части, и одна не работает без другой.

Начнем с путевой части: автоблокировка

Рельсовые цепи помимо того, что проводят обратный тяговый ток, также являются важным инструментом сигнализации и блокировки. В случае с блокировкой колесная пара как ключ электрически замыкает две рельсовые цепи светофора, и именно за счет соединения электрической цепи реле автоблокировки срабатывает, когда поезд пересекает линию светофора. В случае же с сигнализацией по обоим рельсовым плетям от каждого светофора передаются кодовые последовательности, обозначающие текущее показание этого светофора. Передача осуществляется электро-магнитным способом: в контактной сети постоянного тока на частоте 50 Гц, в сети переменного тока на частотах 25 Гц и 75 Гц.

На рисунке представлена электрическая схема подключения кодирующей аппаратуры автоблокировки к рельсам, а также кодовые последовательности для красного, желтого и зеленого сигналов. Кодовые последовательности модулируются специальным устройством посредством электромагнитных колебаний на частотах 25, 50 и 75 Гц. Последовательность длительностей импульсов определяет состояние светофора. Кодовые последовательности передаются по всей рельсовой плети до изостыка предыдущего участка автоблокировки. Кстати, именно для нужд автоблокировки применяют так называемые изостыки или изолирующие стыки, которые окрашены красной диэлектрической краской и цель которых заключается в разрыве электрической связи между рельсами. Это сделано для того, чтобы на каждом отдельном участке между светофорами транслировалась только кодовая последовательность от одного кодирующего аппарата. Также все рельсовые плети соединены между собой прежде всего для обратного тягового тока, а во вторых для нужд автоблокировки: чтобы кодовая последовательность спокойно распространялась от изостыка до изостыка.

Устройства автоблокировки: изолирующий трансформатор, изостык

Локомотивная часть АЛСН

На любом самоходном подвижном составе, который передвигается по путям общего пользования, установлена система АЛСН. Логическим продолжением путевой части можно считать установленные с каждой стороны подвижного состава на некотором расстоянии от рельса специальные приемные катушки.

Приемная катушка АЛСН

В катушке из-за изменения электромагнитного поля на рельсах на определенной частоте наводятся небольшие токи, которые увеличиваются проходя через приемный усилитель, и далее получившийся сигнал расшифровывается приемной аппаратурой. После расшифровки уже показания светофора поступают к устройствам безопасности КЛУБ и локомотивному светофору.

В любой кабине самоходного подвижного состава установлен светофор, полностью дублирующий показание следующего светофора по маршруту. Помимо дублирующего светофора показания также отображаются в комплексном устройстве безопасности КЛУБ.

Локомотивный светофор КЛУБ Комплексное локомотивное устройство безопасности

Если машинист проехал красный и другие «а вот если …»

Когда локомотивный светофор переключается на желтый или красный сигнал звучит сигнализация о необходимости задействовать реле бдительности. Это значит, что машинист должен нажать на одну из кнопок, причем одна расположена в верху кабины, и чтобы на нее нажать придется встать. Это сделано для того, чтобы убедиться в бодрствовании машиниста, хотя сейчас конечно применяются системы контролирующие и пульс, и иные физиологические параметры, но реле бдительности все равно остается самым надежным средством контроля. Если вдруг машинист не отреагировал на изменение сигнала светофора, к примеру локомотивная бригада спит, через несколько секунд автоматически сработает экстренное торможение и поезд будет остановлен. Ну а локомотивную бригаду ждут серьезные разборки, так как все произошедшее фиксируется на специальной кассете.

Если же машинист заснул после реакции на реле бдительности и спокойно едет на красный то здесь ситуация принимает самый серьезный оборот, ведь проезд красного — это преступление, за которое придется как минимум лишиться железнодорожных погон (да, такие есть). После проследования красного также сработает экстренное торможение. Следует отметить, что двигаться на красный сигнал светофора на всем протяжении участка автоблокировки можно со скоростью не более 20 км/ч, если скорость будет превышена — сработает экстренное торможение, а машиниста ждет разбор.

Для того, чтобы в любой момент автоматика могла активировать экстренное торможение, существует специальный электропневматический клапан ЭПК. Для того, чтобы начать движение требуется активировать ЭПК поворотом ключа. ЭПК — это нормально открытый клапан, встроенный в тормозную магистраль. Чтобы иметь возможность ехать необходимо подать на катушку ЭПК напряжение и привести клапан в закрытое положение. Физически клапан спроектирован так, чтобы минимизировать возможность его отключения локомотивной бригадой.

Таким образом наши поезда достаточно хорошо защищены от столкновения друг с другом, а если проезды красного сигнала и случаются, то как правило без какого-либо материального ущерба. Более подробно о работе локомотивных устройств безопасности у нас есть интересный материал здесь.

Автор:
Иван Беляев, ЖД-эксперт

Источник

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.

«*» — 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.

Источник

Автоматическая локомотивная сигнализация

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) предназначена для повышения безопасности движения поездов и улучшения условий труда локомотивных бригад. При плохой видимости (дождь, туман, снегопад) машинист поезда может своевременно не заметить показания светофора, что приведет к проезду запрещающего сигнала. Чтобы исключить такие негативные случаи, автоблокировку дополняют АЛС, с помощью которой показания пу тевых светофоров при приближении к ним поезда передаются на локомотивный светофор, установленный в кабине машиниста. Систему АЛС дополняют автостопом, который останавливает поезд перед закрытым светофором, если машинист не принимает мер к своевременному торможению.

Систему АЛС дополняют также устройством для проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда, а наиболее совершенные системы — устройствами автоматического регулирования скорости.

АЛС с автостопом осуществляет торможение поезда и в случае превышения допустимой скорости или отсутствия подтверждения бдительности машиниста.

В зависимости от способа передачи показаний путевых сигналов на локомотив (непрерывно или только в определенных точках пути) различают АЛС непрерывного типа с автостопом (АЛСН) и точечного типа с автостопом (АЛСТ), причем последняя может применяться только на участках, оборудованных полуавтоматической блокировкой.

АЛСН (рис. 17.2) служит для постоянной передачи на локомотив (по рельсовым цепям) показаний путевого светофора, к которому приближается поезд. Навстречу движущемуся поезду от стоящего впереди светофора в рельсовую цепь подается переменный кодовый ток. Он наводит в приемных катушках ПК локомотива кодовые импульсы переменного тока (напряжением около 0,2 В). Эти импульсы поступают через фильтр Ф в усилитель У, с помощью которых преобразуются и усиливаются. В дешифраторе ДШ коды расшифровываются, и в зависимости от их значения вклю-

Рис. 17.2. Схема автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа:

ЛС — локомотивный светофор; ДШ — дешифратор; Г — генератор; У — усилитель; Ф — фильтр; СВ — свисток; РБ — рукоятка бдительности; ЭПК — электро-пневматический клапан; ТМ — тормозная магистраль; ПК — приемные катушки чается соответствующий огонь локомотивного светофора ЛС. Если на путевом светофоре горит зеленый огонь, то в цепи проходят три импульса тока в кодовом цикле и на локомотивном светофоре горит также зеленый огонь. При включенном желтом сигнале проходят два импульса тока в кодовом цикле, и на локомотивном светофоре горит также желтый огонь. От светофора с красным огнем поступает код с одним импульсом тока в цикле, и на светофоре локомотива включается желтый огонь с красным.

При вступлении поезда на занятый блок-участок на ЛС загорается красный огонь. Белый огонь на ЛС включается при следовании поезда по некодированным путям, когда машинист должен руководствоваться показаниями путевых светофоров. В момент смены на ЛС более разрешающего огня на менее разрешающий машинисту подается предупредительный свисток о возможности срабатывания автостопа. В этом случае машинист должен в течение 6. 8 с нажать рукоятку бдительности, в противном случае произойдет экстренное автоматическое торможение поезда. После нажатия рукоятки бдительности машинист должен снизить скорость движения до разрешенной или остановить поезд. Когда машинист проезжает светофор с желтым огнем и движется на красный, на ЛС происходит смена огня на желтый с красным, после чего машинист руководствуется показаниями путевых светофоров.

С момента появления на локомотивном светофоре желтого огня с красным машинист обязан периодически, через каждые 20. 30 с, нажимать рукоятку бдительности во избежание экстренной остановки. Для контроля за действиями машинистов на локомотивах применяют скоростемеры, которые записывают на ленту фактическую скорость движения и регистрируют горение красного или желтого с красным огня на ЛС, нажатие рукоятки бдительности и работу автостопа.

Система АЛСН используется на магистральных железных дорогах, где скорость движения пассажирских поездов не превышает 120 км/ч, а грузовых — 80 км/ч. На линиях с более высокой скоростью движения, достигающей 200 км/ч, требуется расширение значносте локомотивной сигнализации, так как возрастает тормозной путь и необходимо передавать информацию о приближении поездов не за два, а за три или четыре блок-участка. С этой целью применяют многозначные частотные АЛС.

Для повышения безопасности движения поездов, предупреждения проезда запрещающих сигналов и увеличения пропускной способности участков устройства АЛСН дополняют системой автоматического управления торможением (САУТ) и комплексом локомотивных устройств безопасности (КЛУБ). Устройства САУТ и КЛУБ взаимосвязаны, что позволяет более точно определять расстояние до препятствий, используя спутниковую навигационную связь.

Источник