Локомотивные технические устройства

В 1998г. специалисты ВНИИАС и ОАО «Ижевский радиозавод» начали разрабатывать систему КЛУБ-У, которая получила наибольшее распространение, так как являлась унифицированной, то есть приспособлена для установки на всех типах локомотивов и  МВПС.

В 1999г. было завершено  создание и проведены приемочные испытания унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности (КЛУБ-У), которое является усовершенствованным вариантом КЛУБ по числу и качеству выполняемых функций.

КЛУБ-У с 2002 г. используется как основное бортовое устройство обеспечения  безопасности движения поездов на сети Российских железных дорог (РЖД). Оно  входит также в единую комплексную  систему (ЕКС) управления и обеспечения безопасности движения поездов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Функции  и принципы работы системы безопасности КЛУБ – УП.

Система КЛУБ-УП (см. рисунок 1) предназначена для применения на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, оборудованных путевыми устройствами автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) или автоматической локомотивной сигнализации повышенной помехозащищенности (АЛС-ЕН), а также системой координатного регулирования движения поездов на базе цифрового радиоканала и системой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС) на станциях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Система  безопасности КЛУБ-УП.

Система КЛУБ-УП обеспечивает:

• прием сигналов каналов АЛСН и АЛС-ЕН;
• прием сигналов от систем управления о включении/выключении тяги, переключении направления движения, о положении крана машиниста и ключа ЭПК, о давлении в тормозной магистрали;
• отсчет текущего времени с корректировкой по астрономическому времени спутниковой навигационной системы;
• определение параметров движения поезда (координаты, скорости) по информации от приемника спутниковой навигации, датчиков пути и скорости и электронной карты участка;
• обработку принятой информации;
• формирование информации о значениях целевой и допустимой скорости движения;
• сравнение фактической скорости движения с допустимой и снятие напряжения с электромагнита ЭПК при превышении фактической скорости над допустимой;
• невозможность движения при отключенном ЭПК и выключенной системе безопасности движения;
• контроль максимальной допустимой скорости движения 20 км/ч в рабочем режиме и выработки сигнала автостопного торможения при ее превышении;
• снятие контроля бдительности при движении со скоростью менее 10 км/ч в рабочем режиме и при полной остановке самоходной путевой машины;
• контроль снижения допустимой скорости перед светофором с запрещающим сигналом и исключение его проезда без предварительной остановки;
• осуществление однократного и периодического контроля бдительности машиниста посредством рукояток РБ, РБС;
• исключение самопроизвольного и несанкционированного ухода состава (скатывания);
• визуальное отображение машинисту информации, необходимой для работы;
• звуковую сигнализацию при изменении информации на БИЛ-УВП, при опасном приближении к допустимой скорости, кроме координат, времени, фактической скорости и давления в тормозной магистрали;
• ввод и отображение локомотивных и поездных характеристик (предрейсовой информации) и их сохранение при выключении питания;
• включение индикации на БИЛ-УВП о текущем времени, фактической скорости, режиме работы, готовности кассеты, а также информации ввода и тестирования при выключенном ключе ЭПК;
• включение «Белого» сигнала локомотивного светофора БИЛ-УВП после включения питания, при отсутствии приема информации из канала АЛСН при последующем включении ключа ЭПК;
• переключение Красного» сигнала локомотивного светофора БИЛ-УВП на «Белый» при одновременном нажатии кнопки «ВК» на БВЛ и рукоятки РБ;
• регистрацию оперативной информации о движении состава, диагностики системы, локомотивных и поездных характеристик в кассете регистрации (РК);
• обмен информации с устройством цифровой радиосвязи, включая устройства оповещения работающих на путях;
• прием и запись во внутреннюю энергонезависимую память всех контролируемых параметров движения локомотива.

Согласно структурной  схеме системы КЛУБ-УП (см. рисунок 2) рассмотрим принципы её работы.

При движении ССПС сигнальные токи рельсовой цепи возбуждают ЭДС  в приемных катушках. В зависимости  от направления движения сигналы  от пары приемных катушек поступают через БКР-УП  на БЭЛ-УП. Также на БЭЛ-УП через БКР-УП поступает информация о значении фактичесой скорости (от датчика Л178/1), давления в тормозной системе и тормозных цилиндрах (от датчика КРТ-1). При наличии приемо-передающего устройства цифровой радиосвязи дополнительная информация от него через БКР-УП передается также в блок электроники.

Также на блок электроники  поступают сигналы от рукояток бдительности РБ и РБС, переключателей режимов «поездной/маневровый» и «рабочий/транспортный», кнопки «ВК» (выключения красного, то есть переход с красного сигнала на белый), ключа электропневматического клапана автостопа (ЭПК), сигналы от органов управления машиной («Нуль-контроллер», «Направление движения», «Переключение кабин»).

В БЭЛ-УП осуществляется обработка всей принятой информации, формирование значений допустимой и целевой скоростей, сравнение их с фактической, контроль бдительности машиниста, воздействие на клапан экстренного торможения. Обработанная информация передается на БИЛ-УВП для индикации ее машинисту и регистрации на кассете КР.

При превышении фактической  скорости движения над целевой осуществляется периодический контроль бдительности путем периодического включения  сигнала «Внимание» и, если машинист не нажал рукоятку РБ или РБС, через 6-7 секунд снятие напряжения с катушки ЭПК. Периодичность контроля бдительности зависит от показаний локомотивного светофора и режима работы.

При нажатии РБ индикация  сигнала «Внимание!» прекращается, питание ЭПК восстанавливается.

При превышении допустимой скорости включается сигнал «Внимание!», выключается питание ЭПК, которое не восстанавливается при нажатии рукоятки РБ и РБС.

Система КЛУБ-УП исключает  несанкционированное движение ССПС, осуществляя при каждом трогании проверку состояния органа управления движением ССПС.

При смене направления  движения сигнал «Направление движения» подключает на обработку сигнал от той пары катушек КПУ-1, которые находятся на стороне движения ССПС.

Рисунок 2 – Структурная схема  системы КЛУБ-УП.

Обозначения:

БЭЛ-УП – блок электроники, унифицированный для ССПС 1 категории;

БИЛ-УВП – блок индикации и ввода параметров унифицированный;

КПУ-1 – приемные катушки;

РБ – рукоятка бдительности основная;

РБС – рукоятка бдительности вспомогательная;

БКР-УП – блок коммутации и формирования информации для регистрации;

КР – кассета регистрации;

БИЛ-УП – блок ввода параметров, унифицированный для ССПС;

А-СНС – антенна спутниковой навигационной системы;

ЭПК-153 – электропневматический клапан автостопа;

Л178/1 – датчик угла поворота (датчик фактической скорости);

КРТ-1 – датчик давления;

ИП – источник питания цифровой радиосвязи;

ПРМ/ПРД РК – приемо-передающее устройство цифровой радиосвязи;

Ант. РК – антенна радиоканала цифровой радиосвязи.

 

1.4. Функции и принципы работы системы безопасности КЛУБ – П.

Система КЛУБ-П предназначена  для применения на ССПС, отнесенного  ко II категории, выполняющего передвижение или работы с обслуживающим персоналом на участках пути оборудованных или необорудованных устройствами АЛСН, как самостоятельно, так и в сцепе с вагонами и платформами.

КЛУБ-П обеспечивает:

• прием информации из канала АЛСН, ее дешифрацию и индикацию машинисту;
• измерение и индикацию фактической скорости движения;
• формирование допустимой скорости движения и ее индикацию в зависимости от конструктивных особенностей ССПС и показаний путевого светофора;
• контроль скорости движения и автостопное торможение при превышении допустимой скорости движения по показаниям светофоров;
• контроль торможения перед светофором с запрещающим сигналом;
• выключение тяги при выдаче сигналов на автоматическое торможение;
• контроль бдительности машиниста;
• исключение самопроизвольного (несанкционированного) движения;
• невозможность движения при отключённом ЭПК и выключенной системе безопасности движения;
• прием сигналов режимов работы («транспортный» или «рабочий», «поездной» или «маневровый») от органов управления ССПС, формирование и индикацию соответствующих значений допустимых скоростей движения;
• контроль максимально допустимой скорости движения 20 км/ч в рабочем режиме и формирование сигнала автостопного торможения при ее превышении;
• снятие контроля бдительности при движении со скоростью до 10 км/ч в рабочем режиме и при полной остановке ССПС;
• возможность проверки и тестирования аппаратуры без захода единицы ССПС на базовое предприятие;
• сохранение контроля бдительности машиниста при неисправностях приемных катушек;
• электропитание аппаратуры - бортовая сеть с напряжением питания от 18 до 32 В постоянного тока или, при использовании вторичного источника питания, от 9 до 16 В;
• ввод и корректировку постоянных величин, учитывающих конструктивные особенности ССПС:

1) конструкционная скорость;

2) скорость проследования  путевого светофора с «желтым» сигналом;

3) диаметр колес по  кругу катания;

4) длина участка торможения.

Электрическая структурная схема системы безопасности КЛУБ-П для ССПС представлена на рисунке 3.

КЛУБ-П работает следующим  образом.

Сигналы путевых устройств  системы АЛСН, проходящие по рельсовой  цепи, наводят ЭДС в приемных катушках КПУ-1. Сигналы с катушек поступают  на входы блока  БЭЛ-П, где производится их приём и обработка.

На блок БЭЛ-П также  поступают сигналы от Л178/1, РБ и  РБС, кнопки ВК, переключателей режима движения «РМП» и режима работы «РТР», ключа ЭПК. От органов управления ССПС на КЛУБ-П поступают сигналы «направление движения», «нуль контроллера» и «переключение кабин».

Электропитание блоков КЛУБ-П производится от бортовой сети с напряжением питания от 18 до 32 В или от 9 до 16 В постоянного тока. Сигналы от кнопки ВК, рукояток РБ и РБС, тумблеров М/П и Р/Т, и ключа ЭПК имеют номинальное напряжение 24 В.

Блок БЭЛ-П производит обработку поступающей информации и формирует сигналы для отображения  на блоке БИЛ-П.

В блоке БЭЛ-П производится постоянное сравнение фактической  скорости со значением допустимой и контролируемой скоростей.

При превышении контролируемой скорости осуществляется периодический  контроль бдительности машиниста путем  периодического включения сигнала «Внимание!» и, если машинист не нажал рукоятку РБ или РБС, через 6 секунд снятие напряжения с ЭПК.

При нажатии рукоятки бдительности индикация сигнала «Внимание!» прекращается, питание ЭПК восстанавливается.

При превышении допустимой скорости включается сигнал «Внимание!», выключается питание ЭПК, которое не восстанавливается при нажатии на РБ и РБС.

Система КЛУБ-П исключает несанкционированное движение ССПС, осуществляя при каждом трогании проверку состояния органа управления движением ССПС.

Для исключения опасных  отказов основные узлы устройств  обработки сигналов в блоке БЭЛ-П (ячейки ЦО-П и ВУ-П) выполнены в двухканальном варианте со схемой контроля, не имеющей опасных отказов.

При смене направления движения сигнал «направление движения» подключает на обработку при помощи находящихся в блоке БЭЛ-П реле сигнал от тех катушек, которые находятся на той стороне, куда движется ССПС.

При переключении кабин  сигнал «переключение кабин» (для однокабинного варианта ССПС он совпадает с сигналом «направление движения») подключает на обработку при помощи находящихся в блоке БЭЛ-П реле сигнал от БИЛ-П и рукояток, находящихся в соответствующей кабине управления.

Рисунок 3 – Структурная схема  системы КЛУБ-П.

Обозначения:

БЭЛ-П – блок электроники локомотивный для ССПС 2 категории;

БИЛ-П – блок индикации локомотивный для ССПС 2 категории;

КС – коробка соединительная;

КПУ-1 – катушки приемные унифицированные;

ЭПК – элекропневматический клапан автостопа ЭПК-153;

ДС – датчик угла поворота Л178/1, используется в качестве датчика фактической скорости;

РТР – тумблер переключения режимов «транспортный» или «рабочий»;

РМП – тумблер переключения режимов «маневровый» или «поездной»;

ВК – кнопка перехода с сигнала «К» БИЛ-П на сигнал «Б»;

Органы управления – переключатель «Направление движения», нулевое положение рукоятки управления движением машины «нуль-контроллер», переключатель «Переключение кабин».

 

1.5. Функции и принципы работы системы безопасности КЛУБ – У.

КЛУБ-У применяется  на всех типах локомотивов и МВПС, в том числе на скоростных участках железных дорог с автономной электрической тягой постоянного и переменного тока, оборудованных путевыми устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН), многозначной автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-ЕН), системой автоматического управления торможением (САУТ); на участках железных дорог, оборудованных системой координатного регулирования движения поездов на безе цифрового радиоканала (РК).

КЛУБ-У позволяет устранить  основные причины столкновений подвижного состава за счет выполнения заданных функций по обеспечению  безопасности  движения  поездов. При использовании КЛУБ-У существенно снижается уровень риска от причинения ущерба пассажирам, обслуживающему персоналу, перевозимым грузам и подвижному составу вследствие значительного уменьшения числа случаев превышения скорости, самопроизвольного ухода поездов и потери бдительности машинистов.

Применение КЛУБ-У  позволяет:

1. Повысить уровень эффективности эксплуатационной работы на участках железных дорог за счет:

• повышения участковой скорости и  снижения потерь поездочасов;

• получения дополнительной информации о местоположении поездов и их скорости;
• формирования дополнительной информации, передаваемой машинисту (о числе свободных блок-участков на впереди лежащем пути и др.);
• оперативной передачи информации об ограничениях скоростей движения.