Система автоматического управления тормозами
Система автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ
Предназначена для автоматического управления торможением грузовых и пассажирских поездов.
Максимально допустимая программная скорость движения 160 км/час.
Хранение информации о 4096 блок - участках на 12 перегонах.
Питание - постоянный ток напряжением 50 В
Потребляемая мощность 50 Вт.
САУТ-ЦМ состоит из путевой и локомотивной аппаратуры. Путевая аппаратура содержит программируемые унифицированные генераторы (ГПУ), устанавливаемые в релейных шкафах или путевых коробках на входе станции у предвходных, входных, маршрутных светофоров и на выходе станции.
Локомотивная аппаратура САУТ-ЦМ предназначена для автоматического управления торможением грузовых и пассажирских поездов, обращающихся на участках, оборудованных трех или четырехзначной автоблокировкой или полуавтоблокировкой.
В аппаратуре САУТ-ЦМ предусмотрены алгоритмы работы для грузового и пассажирского вариантов, которые задаются при программировании. При необходимости работы в грузо-пассажирском варианте алгоритм задается переключением тумблера.
Функционирование локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ предусматривается практически во всех штатных и нештатных ситуациях.
Например, при движении поезда по зеленому показанию АЛС САУТ-ЦМ осуществляет контроль максимально-допустимой скорости Vmax. При скорости Vmax САУТ-ЦМ отключает тягу, а при превышении Vmax на 2 км/час осуществляет автоматическое служебное торможение для снижения скорости до установленной величины.
|
|
|
При движении поезда по красно-желтому показанию АЛС к путевому светофору с запрещающим показанием САУТ-ЦМ в начале блок-участка контролирует превышение допустимой скорости движения на красный сигнал Vкж, а на расстоянии необходимого тормозного пути до сигнала отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение поезда до полной остановки перед путевым светофором на расстоянии 10-150 м.
При движении поезда по желтому показанию АЛС к проходному светофору с желтым огнем или к входному светофору станции с одним желтым огнем САУТ-ЦМ обеспечивает в начале блок-участка контроль максимально допустимой скорости движения, а на расстоянии необходимого тормозного пути до путевого светофора с желтым показанием отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение до скорости V кж проследования путевого светофора с желтым показанием. САУТ-ЦМ передает информацию машинисту:
- о резерве скорости в каждой точке пути (разность допустимой и фактической скоростей);
- о длине блок-участка или маршрута приема поезда на станцию в момент проследования путевого светофора, а при дальнейшем движении - о текущем расстоянии до путевого светофора;
|
|
|
- о фактической эффективности тормозных средств поезда.
САУТ-ЦМ обеспечивает выдачу машинисту более 20 речевых сообщений и дополнительный контроль бдительности, осуществляемый нажатием рукоятки РБ в ответ на отдельные речевые сообщения, начинающиеся словом "ВНИМАНИЕ". Воспроизведение речевых сообщений, связанных с сигнальными показаниями АЛСН, осуществляется при смене кодов АЛСН взамен свистка ЭПК.
Содержание и количество речевых сообщений может быть изменено и дополнено в условиях эксплуатации путем перепрограммирования "Flash-памяти".
Отказ одного из двух ДПС САУТ-ЦМ в пути следования не приводит к выключению системы. В этом случае САУТ-ЦМ автоматически переходит к работе с одним ДПС и вводит дополнительный периодический контроль бдительности машиниста при любых показаниях АЛС. Периодический контроль бдительности сигнализирует машинисту о неисправном ДПС и необходимости записи в журнал ремонта.
САУТ-ЦМ обеспечивает прием информации от унифицированных путевых генераторов (ГПУ) и возможность записи в ПЗУ локомотивной аппаратуры базу данных не только перегонов, но и станций с маршрутами приема, задаваемыми унифицированными путевыми генераторами (ГПУ).
|
|
|
Все блоки аппаратуры САУТ-ЦМ имеют законченное конструктивное исполнение и снабжены блочными частями соединителей. Объединение блоков осуществляется кабелем, снабженным кабельными частями соединителей.
Микропроцессорная система автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ внедряется на сети дорог по программе повышения безопасности на магистральных локомотивах и электропоездах, а также при строительстве новых электровозов ЭП1, ЭП10 и электропоездов ЭД4М, ЭД9М, при капитальном ремонте локомотивов на Ярославском, Свердловском, Челябинском, Улан-Удэнском локомотиворемонтных заводах.
За период серийного производства аппаратуры САУТ-Ц, САУТ-ЦМ на сети оборудовано и эксплуатируется 4724 локомотива. Путевыми устройствами САУТ оборудовано 22443 км двухпутных участков железных дорог.
Благодаря внедрению САУТ полностью исключено влияние человеческого фактора по функциям, выполняемым системой, и исключены нарушения безопасности, связанные с этим. За период 1990-2002 гг. на локомотивах, оборудованных САУТ было 3 случая проезда из-за выключения машинистом исправной аппаратуры САУТ и 180 проездов запрещающих сигналов в поездной работе на локомотивах, оборудованных другими устройствами безопасности.
|
|
|
Устройства безопасности останавливают поезд одним способом - экстренным торможением, которое является самым опасным видом торможения. При его выполнении возможен разрыв грузового поезда, выдавливание вагонов ну ,а в пассажирском движении люди сыпятся с полок как горох. Поэтому давно созрела мысль о возможности управления тормозами плавно, естественно, что при этом система должна плавно снижать скорость не только в аварийной ситуации, но и при приближении к желтому и красному сигналам светофора.
Для решения такой задачи необходимо передавать на локомотив информацию не только о сигналах светофоров, но длины блок участков, профиль пути (ведь на уклоне тормозить сложнее чем на подъеме), допустимую скорость движения. Эту информацию передавали на локомотив специальные напольные устройства, которые устанавливали в начале каждого блок участка (шлейфы).
На локомотиве устанавливали специальную аппаратуру, которая принимала и обрабатывала эту информацию. При разработке аппаратуры был решен еще один вопрос - определение тормозных характеристик поезда. Как известно все поезда имеют разные характеристики из-за разного состава вагонов, степени их загруженности, состоянии тормозной системы. Все эти особенности учитывает так называемый тормозной коэффициент, который определяется аппаратурой методом приближения начиная с 0,25. При каждом торможении аппаратура определяет степень замедления поезда в зависимости от давления в тормозном цилиндре и тормозной магистрали и увеличивает минимальный коэффициент, пока расчеты не совпадут с действительностью.
Для обеспечения остановки поезда служебным торможением перед запрещающим показанием светофора или снижения скорости перед ограничением аппаратура производит расчет кривой снижения скорости (программной скорости).
Кроме того на аппаратуру САУТ возложены следующие функции:
· расчет и индикацию машинисту допускаемой скорости
· контроль за фактической скоростью движения
· отслеживание пройденного расстояния
· производит отключение тяги, служебное или экстренное торможение в зависимости от поездной ситуации
· контроль за действиями машиниста при движении под Ж, К сигналы светофора
· контроль за троганием на некодируемом участке пути (станции)
· контроль самопроизвольного трогания поезда
Ряд перечисленных здесь функций передаются от устройств безопасности аппаратуре САУТ, т.к именно она управляет тормозной системой поезда. САУТ может взаимодействовать как с пневматическими тормозами, так и с электропневматическими (ЭПТ) тормозами поезда, что позволяет использовать ее не только в грузовом, но и в пассажирском движении. Что характерно, при управлении электропневматическими тормозами аппаратура сама тормозит и сама отпускает тормоза, а вот при управлении пневматическими - только тормозит.
Следует отметить, что в аппаратуре САУТ используется совершенно иной способ проверки бдительности. Вместо предварительной световой сигнализации применен речевой информатор. Приятный женский голос воспроизводит двухсловные фразы. Если фраза начинается со слова "Впереди .....", то это просто информация, а если фраза начинается со слова "Внимание ....", то она является ключевой для подтверждения бдительности. Достаточно оригинальный способ проверки при котором требуется осознание сказанного.
В процессе разработки, изготовления и совершенствования аппаратуры САУТ было выпущено несколько модификаций:
· САУТ-МП
· САУТ-УМ
· САУТ-Ц
· САУТ-Ц485
Аппаратура САУТ-УМ, МП, Ц являются устройствами одного ряда, полученные в результате усовершенствования системы. Указанные устройства могут взаимодействовать с электромеханическими локомотивными устройствами безопасности (АЛСН), устройствами КЛУБ, КПД-2, 3, 3СЛ2М. Для определения скорости и пройденного расстояния используется датчик пути и скорости.
Аппаратура САУТ-МП имеет дополнительный блок памяти в который записывается информация о расположении светофоров и профиля пути на участках обращения локомотива. Объем памяти позволяет внести для 16 участков пути в сумме около 400 км, что крайне мало. Для правильного выбора участка на выходе со станции устанавливается специальный шлейф, который передает номер участка.
Аппаратура САУТ-У позволяет вносить перед отправлением поезда временные предупреждения, действующие на данном участке. Данные переносятся со специальной кассеты.
Аппаратура САУТ-Ц485 может взаимодействовать с комплексным локомотивным устройством безопасности КЛУБ-У с использованием CAN интерфейса и системы передачи данных КУРС-Б.
Алгоритм расчета допускаемой скорости и управления тормозами во всех модификациях САУТ одинаков.
Система автоматического управления тормозами
Одной из первых электронных систем автоматического ведения поезда, предотвращающих проезд запрещающего сигнала при рефлекторном нажатии машинистом рукоятки бдительности в утомленном состоянии, является система автоматического управления тормозами (САУТ). Она разработана в УЭМИИТе (УрГУПС) в середине 1970-х гг. с участием известных специалистов БД. Никифорова, В.И. Головина, Ю.Г. Кутыева и ряда других.
Основной причиной разработки являлось очередное повышение безопасности в случае, если локомотивная бригада уснет во время движения поезда из-за частых нарушений ее режима труда и отдыха при возросшем объеме перевозок. Существовавшая в то время и рассмотренная выше система АЛСН с автостопом не гарантировала остановки поезда перед запрещающим сигналом, так как обратная связь в ней замыкалась через машиниста в расчете на его адекватную реакцию.
Срабатывание автостопа при этом происходило уже после проезда красного сигнала и зачастую приводило к серьезным авариям и даже крушениям. Кроме этого, управление движением поезда даже опытным машинистом в отсутствие конкретных данных о длине блок-участка, его профиле и ряде других параметров не происходит оптимальным образом, в отличие от САУТ, у которой эта информация есть.
Структурная схема САУТ представлена на рис. 8.5. Она состоит из комплекса напольных и локомотивных устройств. В ней в качестве базовой использована система АЛСН с автостопом. Дополнительно сразу за изолирующим стыком между рельсами проложены два шлейфа Lgy, позволяющие определить длину находящегося впереди блок-участка (их длины прямо пропорциональны) и /с—спрямленный профиль его пути (определяемый частотой пропускаемого тока).
На локомотиве установлены антенны (УВ2) для восприятия информации при проезде над шлейфами и бортовой компьютер (БК) с блоками памяти Lgy и /с в которые заносятся новые данные при переходе от одного участка к другому. Также в системе для отслеживания координаты головы поезда применен электронный более точный скоростемер (СК2) и КМ с дистанционным управлением (КМДУ), рассмотренный выше в п. 4.3.4.
Таким образом, однократно при въезде на блок-участок в память БК заносятся сведения о его длине и спрямленном профиле. Кроме этого, от системы АЛСН поступает информация о показаниях напольного светофора, а после каждого торможения обновляются сведения об эффективности собственных тормозных средств поезда, определяемых специальным устройством в БК, после анализа его замедления. На основании этих данных, вырабатывается зависимость оптимального снижения скорости, которую реализует БК, управляя тормозами через КМДУ. Для контроля за работой САУТ на пульт управления выведены приборы, показывающие оставшееся до светофора расстояние, допускаемую скорость движения и другие данные (параметры), позволяющие машинисту вести поезд, не допуская торможения от САУТ.
Вместе с повышением безопасности движения САУТ обеспечивает ряд других положительных свойств. Это хорошо иллюстрируют графики, изображенные на рис. 8.6.
Как показали статистические исследования, переключение красного огня светофора на желтый в процессе следования поезда по блок-участку происходит с вероятностью 0,92, а желтого на зеленый — 0,53. В то же время, опасаясь проследовать запрещающий сигнал, машинист заблаговременно снижает скорость движения, создавая некоторый запас для гарантированной остановки (см. рис. 8.6, кривая 1). После переключения светофора на систему САУТ
При этом контроль бодрствования осуществляется автономной телеметрической системой контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ) либо путем контроля за реакциями машиниста на световой или звуковой раздражитель.
Система КЛУБ предназначена для работы на всех типах локомотивов и моторвагонного подвижного состава в условиях вибрации, наличия пыли, электромагттитных полей и теплоизлучающих источников. Она, как и система САУТ, выполнена на современной микропроцессорной элементной базе, имеет внутреннее резервирование и обладает возможностью для наращивания дополнительных функций.
Система КЛУБ обеспечивает:
• прием от индукционных катушек сигналов, поступающих из каналов АЛС-ЕН и АЛСН;
• прием сигналов от одного или двух датчиков угла поворота колеса;
• прием сигналов о состоянии рукояток бдительности, кнопок ВК, переключателя поездного и маневрового режимов, ключа ЭПК и системы ТСКБМ;
• обработку и визуализацию поступающей информации для машиниста:
- количество свободных блок-участков (до 5) представляется числом светящихся точечных индикаторов, первый из них желтого, остальные — зеленого цвета (для АЛС-ЕН);
- значение фактической скорости движения локомотива — цифровыми индикаторами зеленого цвета;
- значение контролируемой либо допустимой скорости движения локомотива — цифровыми индикаторами красного цвета;
- сигналы «красный огонь», «белый огонь», «белый мигающий огонь» (для АЛС-ЕН), «желтый огонь», «зеленый огонь» — светофорами шответствующих сигналов;
- движение прямо либо движение с отклонением — точечными индикаторами соответственно зеленого и желтого цвета (для АЛС-ЕН);
- предварительный световой сигнал контроля бдительности «Внимание!» — группой точечных индикаторов красного цвета, образующих треугольник острым концом вниз, и ряд других дополнительных функций.
Одной из важнейших является функция «Дозор», выступающая как дополнительное средство безопасности, аналогичное САУТ. В связи с тем, что информации о месте расположения светофора в системе АЛСН нет, «Дозор» предусматривает контроль и ограничение скорости движения поезда до 60 км/ч в начале блок-участка при движении на сигнал с красным показанием светофора и 20 км/ч при его проезде.
Кроме этого, «Дозором» выполняется проверка скорости движения в точке, расположенной на установленном расстоянии от того места, при проезде которого на локомотивном светофоре появился сигнал красно-желтый. Изменение скорости рассчитывается по кривой ЭТ пассажирского поезда весом 14 ООО кН на уклоне 15 %о.
Являясь дополнением к АЛСН и не имея выхода на управление тормозами поезда, «Дозор» при нарушении условия Удоп обеспечивает ЭТ поезда путем снятия электрического питания с ЭПК автостопа. Отмена действия функции «Дозор» без выключения ЭПК невозможна.
ТСКБМ предназначена для контроля за состоянием машиниста по определенным физиологическим показателям. Известно, что сопротивление кожи человека снижается при переходе в сонное или расслабленное (например, при приеме алкоголя) состояние. Машинист одевает на руку (в виде часов) или на палец (в виде кольца) этот прибор, и он при потере машинистом бдительности включает на пульте управления сигнал, требующий принять адекватные действия и подтвердить, что поездная ситуация контролируется.
8.3.3. Скоростемеры
Скоростемер ЗСЛ-2М является сложным многофункциональным кинематическим устройством, предназначенным для визуализации, сигнализации и регистрации на бумажной ленте целого ряда параметров локомотива: скорости движения (км/ч), давления воздуха в ТМ (кгс/см2), пройденного пути (км), показаний локомотивного светофора (ж, к-ж, к), включения свистка, нажатия рукоятки бдительности, включенного состояния автостопа, времени следования по участку и стоянок (ч, мин), движения передним или задним ходом, а также текущего времени (ч, мин) и суммарного пройденного пути (км). По пределу измерения скоростемеры бывают двух типов: до скорости 150 и 220 км/ч с дискретностью 5 км/ч.
более разрешающее показание машинист вынужден отпускать тормоза и включать тягу для дальнейшего движения. Система САУТ, имея необходимые данные для расчетов, программно определяет оптимальное изменение скорости, а при переключении запрещающего сигнала необходимость торможения либо отпадает совсем, либо это происходит с меньшей потерей скорости, чем при ручном управлении.
Таким образом, кроме повышения безопасности движения САУТ позволяет увеличить участковую скорость, снизить перерасход электрической энергии (топлива для тепловозов), уменьшить износ тормозных колодок и расход сжатого воздуха и является первой системой автоматического ведения поезда, широко внедренной в нашей стране.
В последние годы в связи с утратой перегонных шлейфов из медного провода в схеме системы произведены усовершенствования, позволяющие при проезде выходного, предвходного и входного светофоров станции с помощью кодирующих устройств, расположенных на них, получить бесконтактным способом данные о направлении движения поезда (приеме на соответствующий путь, а также другие сведения) и поочередно извлекать из памяти БК параметры участков, на которые он въезжает (САУТ-ЦМ).
САУТ постоянно совершенствуется и во внедряемой на сети железных дорог многоуровневой системе безопасности движения является одним из важнейших звеньев, позволяющих уменьшить отрицательное влияние человеческого фактора.
В связи с внедрением на сети дорог многоуровневой системы безопасности (МС) на тяговом подвижном составе рассмотренные выше устройства и системы АЛС-ЕН, КЛУБ-У, САУТ-ЦМ, УСАВП (автоведения поезда), ТСКБМ объединяются в единую комплексную систему управления и обеспечения безопасности движения (ЕКС), которая, в свою очередь, является частью первого уровня указанной выше системы.
На базе средств СЦБ также создается многоуровневая система управления и обеспечения безопасности, в которую входят различные объекты железнодорожной автоматики, все виды местной централизации (ЭЦ, РПЦ, МПЦ, АБ, ПАБ), а также диспетчерские централизация и контроль. Действие перечисленных средств СЦБ воспринимается создаваемым управляющим вычислительным комплексом, осуществляющим обработку информации и дальнейшее адресное взаимодействие с локомотивным оборудованием по радиоканалу.
С использованием автоматизированных систем управления (АСУ) различных хозяйств железнодорожного транспорта АСУТ, АСУВ, АСУШ, АСУП и других информационных систем создается автоматизированная информационная подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС). Основой этой подсистемы служит центральный обрабатываюппш комплекс (ЦОК), осуществляющий сбор и обработку информации для принятия решения.
Полный переход на перспективную систему управления потребует значительных капиталовложений и займет несколько лет. Однако уже сейчас становится очевидной необходимость кардинального изменения принципов конструирования новых тормозных приборов и систем с последующей заменой устаревших пневмомеханических конструкций электронно-пневматическими.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 67; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!