Функционально-структурная схема и работа

6
Как видно из графика рис.1.2.1, фактическая скорость Vф на перегоне
меньше программной Vпр. Предположим, что в силу сложившейся поездной
ситуации после проезда предупредительного светофора «2» машинист начинает
увеличивать скорость Vф и на ординате входного светофора «Ч» соблюдается
условие Vф<Vпр. Примем далее, что скорость поезда после проезда светофора «Ч»
продолжает увеличиваться, что потенциально может вызвать увеличение
фактической скорости свыше программной. В этом случае алгоритм работы
аппаратуры САУТ имеет следующий вид. Когда фактическая скорость достигнет
значения (Vпр-2) км/ч, что соответствует точке «А» графика рис.1.2.1,
исполнительными устройствами САУТ отключаются тяга локомотива. Если
далее, например на выбеге, скорость поезда продолжает увеличиваться и начинает
превышать программную, то при Vф= (Vпр+2) км/ч, что показано точкой «В»
графика, исполнительными устройствами САУТ включается служебное
торможение. Практически могут иметь место случаи, когда после включения
служебного торможения фактическая скорость поезда не приводится к
программной. Тогда по достижении скорости Vф= (Vпр+6) км/ч включается
экстренное торможение.
После проезда первой стрелки, в соответствии с программной траекторией
движения, поезд должен остановиться в точке прицельного торможения Sпт.
Любая измерительно-управляющая система, в том числе и САУТ, имеет
определенные погрешности вычислений и соответствующих исполнительных
воздействий. Поэтому невозможно произвести остановку поезда в какой-либо
одной заранее заданной точке перед светофором с абсолютной точностью.
Диапазон расстояний, обозначенный на графике рис.1.2.1, как S , определяет
погрешность системы или область допустимого изменения положения точки
прицельной остановки поезда S. Для исключения проезда запрещающего сигнала
правая граница области S не должна пересекать ординату изолирующих стыков
светофора «Ч1».
Таким образом, основное функциональное назначение устройств САУТ
заключается в формировании программной траектории движения поезда,
слежении за фактической скоростью и воздействии на тяговые и тормозные
средства поезда, если VфVпр. В случае, когда фактическая скорость движения
поезда ниже программной, устройства САУТ не влияют на процесс ведения
поезда. Если остановка поезда или реализация ограничений скорости
выполняются не машинистом, а автоматически – устройствами САУТ, то это не
фиксируется ни в каких регистрирующих приборах. Это исключает негативное
психологическое влияние работы устройств САУТ на машиниста.
7
1. 3. ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И РАБОТА
УСТРОЙСТВ САУТ
Полный комплекс аппаратуры САУТ состоит из путевых устройств и
локомотивных. Путевые устройства предназначены для передачи информации на
локомотивные устройства о путевых параметрах, которые включают в себя:
1.Длины и уклоны блок-участков перегонов и станций;
2.Ограничения скоростей движения по стрелкам и путям станций;
3.Код номера перегона, на который выезжает поезд.
Локомотивные устройства САУТ получают, кроме указанной, другую
информацию от различных систем локомотива:
1.Показания светофоров (от устройств АЛСН);
2.Давление воздуха в тормозной системе поезда;
3.Информацию о пройденном пути и скорости.
Первоначальное значение тормозного коэффициента, определяющего
тормозные качества поезда, выбирается равным θр = 0,26, после первого и при
последующих торможениях системой производится корректировка коэффициента
θр, что определяет адаптирование управляющих свойств САУТ по отношению к
изменению условий движения поезда.
Полученные исходные данные поступают в локомотивные устройства, где
осуществляется их соответствующая обработка,
вычисление параметров
движения и управление средствами торможения поезда.
На рис.1.3.1 приведена функционально-структурная схема САУТ, которая
состоит из двух относительно самостоятельных подсистем – САУТ – МП и
ЛБПП. Первая из них использует описанные выше функции формирования
программной траектории, сравнение ее с фактической и воздействия на тяговые и
тормозные средства поезда. Локомотивный блок памяти путевых параметров
ЛБПП содержит данные о путевых параметрах перегонов, которые имеются на
всем участке плеча обращения локомотива.
Рис 1.3.1. Функционально-структурная схема САУТ.
8
Самостоятельность этих подсистем объясняется тем, что на некоторых
дорогах России эксплуатируются устройства САУТ–У, путевые точки САУТ
устанавливались у каждого проходного светофора на перегоне и передавали на
локомотив информацию о путевых параметрах каждого блок-участка. В
настоящее время большинство дорог оборудуется устройствами САУТ-Ц, где
путевые точки у проходных светофоров отсутствуют, а информация о параметрах
перегонных блок-участках хранится в запоминающих устройствах локомотивах,
функцию которых выполняет ЛБПП. Система САУТ-МП без БЛПП применяется
на локомотивах, обращающихся на участках, оборудованных устройствами
САУТ-У. Полный комплект аппаратуры (САУТ-МП + ЛБПП) устанавливается
при наличии на участках путевых устройств САУТ-Ц. Вместе с этим
локомотивная аппаратура САУТ-Ц (САУТ-МП + ЛБПП) работоспособна и
выполняет возложенные на нее функции и при движении по участкам ранее
оборудованных путевыми устройствами САУТ-У.
Емкость памяти ЛБПП позволяет иметь в базе данных параметры 4096 блокучастков и 512 перегонов.
Подсистема САУТ-МП состоит из двух комплектов управляющих
микропроцессорных ЭВМ (МП1, МП2). На их информационные входы поступает
информация об эффективности тормозных средств поезда, а также:
1.От путевых устройств САУТ через антенну Ан;
2.От датчиков пути скорости ДПС1 и ДПС2;
3.Сигналы от устройств АЛСН о показаниях светофоров и чередовании
полярности кодовых трансмиттеров на смежных участках перегона.
Управление работой САУТ осуществляется пультом управления ПУ. МП1 и
МП2, с условно показанными информационными шинами данных Ш1 и Ш2,
работают в режиме непрерывного расчета. Сбои в их работе или отказы
проверяются схемой контроля, на пульте машиниста ПМ выводятся показания,
необходимые машинисту в процессе ведения поезда. Управляющие воздействия
на тормозные и тяговые средства поезда (команды ЭПК, П, Т) определяются с
помощью схемы контроля СК1, блока реле БР и электропневматической
приставки ПЛК. Локомотивные полукомплекты устройств памяти ЛБП1 и ЛБП2
также как и микропроцессорные ЭВМ подключены к шинам Ш1 и Ш2, проверка
их работы осуществляется схемой контроля СК1. Громкоговоритель G оповещает
машиниста о приближении поезда к опасным местам.
При отказе одного из полукомплектов аппаратуры происходит несовпадение
информации, поступаемой на схему контроля. Это приводит к выдаче сигнала
ЭПК и осуществлению экстренного торможения поезда. Аналогично, сигнал ЭПК
выдается и при неисправности схем контроля.
Устройства в режиме работы САУТ-Ц функционируют следующим образом.
При отправлении поезда со станции от выходной путевой точки на Ан поступает
информация о расстоянии до первого проходного светофора и коде номера
перегона, на который выезжает поезд. На основании принятых данных из ЛБПП
извлекаются путевые параметры блок-участков, ограничения скорости движения
по перегону, наличие и местоположение опасных мест, после чего они
передаются по шинам Ш1 и Ш2 в МП1 и МП2 последовательно по ходу движения
9
по блок-участкам перегона. На основании всей полученной информации обоими
ЭВМ производится расчет программной траектории движения.
Результаты расчета непрерывно сравниваются с фактической скоростью
движения поезда, которая измеряется с помощью датчиков ДПС1 и ДПС2. Два
датчика устанавливаются на двух осях колесных пар локомотива, и их выходная
информация сравнивается в МП1 и МП2 между собой. В результате сравнения за
достоверную информацию принимается та, которая поступает от ДПС с меньшей
скоростью вращения. Это исключает влияние буксования колесных пар
локомотива на точность определения точки прицельного торможения поезда.
Датчики пути и скорости представляют собой преобразователь скорости
вращения вала в количество импульсов через перфорированный диск с 42-мя
отверстиями, где один оборот колесной пары соответствует 42-м электрическим
импульсам на выходе ДПС.
При достижении фактической скорости движения поезда ее программного
значения и соответствующем определении схемами контроля работоспособности
полукомплектов МП1, МП2 и ЛБП1, ЛБП2, на выходе блока реле БР появляется
команда П. отключения тяги. Если далее по условиям движения поезда требуется
включение служебного торможения, то блоком ПЛК вырабатывается команда Т.
После этого осуществляется слежение скорости движения поезда путем
регулирования тормозной силы. При необходимости блоком СК1 может
включаться экстренное торможение по команде ЭПК. Команда Т (ЭПТ)
используется в пассажирских поездах при наличии электропневматических
тормозов.
В соответствии с данными, полученными из ЛБПП о наличии опасных мест
на участках пути перед движущимся поездом или смены показаний светофора на
более запрещающий, включается синтезатор речи с громкоговорителем G
извещения машиниста. Он выдает следующие речевые сообщения:
1.Впереди зеленый;
2.Внимание, впереди желтый;
3.Внимание, впереди красный;
4.Внимание, белый;
5 Внимание впереди переезд (или мост, тоннель, путепровод, станция)
произносится за 460 м до опасного места;
6.Внимание, впереди сигнал (в месте установки постоянного сигнала
«Свисток»).
На пульте ПМ имеются два стрелочных прибора, которые выдают
машинисту следующую информацию:
1.Текущее расстояние до точки прицельного торможения
S, м;
2.Разность между максимально задаваемой программной скоростью и
фактической V, км/ч;
3.Расчетного тормозного коэффициента (при нажатии кнопок пульта);
4.Наличия режима «Экстренное торможение» – путем мигания ламп
освещения стрелочных приборов.
Нажатием кнопок на пульте управления ПУ выполняются следующие
операции:
10
1.Кнопка «ОТПР»- отправление поезда с некодированных путей станции
или безостановочное движение по этим путям;
2.Кнопка «ПОДТЯГ»- подтягивание поезда к светофору на более близкое
расстояние, чем остановка в точке прицельного торможения;
3.Кнопка «К20»- разрешение проследования светофора с запрещающим
показанием со скоростью не более 20 км/ч;
4.Кнопка «ОС»- снятие ограничения скорости, задаваемого путевыми
устройствами.
При отказе путевых устройств САУТ, то есть при отсутствии в антенне Ан
информации от путевых устройств, локомотивная аппаратура задает
минимальную длину блок-участка, принятого на дороге.
Устройства САУТ обеспечивают остановку поезда служебным торможением
при самопроизвольном движении поезда в направлении не соответствующем
установленному положению «ВПЕРЕД» или «НАЗАД» реверсивной рукоятки
контроллера. При этом расстояние, пройденное поездом до остановки, составляет
3 м. Если рукоятка контроллера находится в нулевом положении, то остановка
движущегося поезда осуществляется экстренным торможением. Отмена
торможения после остановки поезда осуществляется нажатием кнопки «К20».
В необходимых случаях при отказах и сбоях в работе локомотивных
устройств САУТ для предотвращения включения экстренного торможения
машинист должен выключить систему за время менее шести секунд. И повторно
включить ее на следующем блок-участке. Включение и выключение системы
регистрируется на ленте скоростемера дополнительным писцом.
Представим структурную схему САУТ – Ц в несколько другом виде,
изображенном на рис.1.3.2. Антенна А принимает информацию от путевых
генераторов ГП, которые подключены к путевым шлейфам ПШ и передает ее на
две бортовые ЭВМ, также на эти ЭВМ поступает информация от двух датчиков
пути и скорости ДПС, от пульта управления и сигналы АЛСН . Принятая
информация о допустимой скорости при входе на станцию обрабатывается, и
рассчитывается программная скорость следования поезда. Работу двух бортовых
ЭВМ контролирует блок диагностики, в случае несовпадения информации от двух
ЭВМ он выдает сигнал ЭПК и осуществляет экстренное торможение поезда.
Пульт индикации необходим для информирования машиниста о допустимой
скорости движения, о расстоянии до конца блок-участка, а также для передачи
другой информации, необходимой машинисту (описано выше). Путевые
параметры перегонов записаны в блоке памяти путевых параметров. Синтезатор
речи выдает машинисту речевые сообщения о показаниях светофоров или
препятствиях. Бортовые ЭВМ выдают сигналы включения или отключения тяги
или служебного торможения.
На входе станции устанавливается путевой генератор, который подключается
к путевому шлейфу, длина которого может изменяться в зависимости от длины
приемоотправочных путей. Длина путевого шлейфа изменяется нажатием кнопки
на пульте ДСП.
На выходе станции устанавливается программируемой путевой генератор
ГПП, ПЗУ которого можно перепрограммировать для передачи различной
информации на локомотив.