header image
Home arrow Traffic Engineering arrow Transport Traffic Engineering arrow Klasyfikacja urządzeń przekazywania SRK
Klasyfikacja urządzeń przekazywania SRK E-mail
Oceny: / 9
KiepskiBardzo dobry 

Klasyfikację urządzeń przekazywania w SRK można przeprowadzać w sposób bardzo różnorodny. Najwyraźniejsze jest szeregowanie według:

  1. zakresu wykorzystania informacji w pojeździe, 
  2. według sposobu przekazywania informacji.

1. Podział według zakresu wykorzystywania informacji w pojeździe

Mając na uwadze podział urządzeń według zakresu funkcji spełnianych przez nie dla usprawnienia lub automatyzacji czynności sterowniczych można przeprowadzić podział według schematu przedstawionego na rys.2.

 

A. Do pierwszej grupy zaliczamy urządzenia sygnalizacji kabinowej SK.

Urządzenia te wykorzystywane są wyłącznie do poprawy warunków pracy maszynisty ułatwiając mu odbiór informacji, dotyczących wskazań sygnalizatorów przez przeniesienie wskazań z sygnalizatora ustawionego przy torze na sygnalizator kabinowy. Urządzenia te stosowane są niezmiernie rzadko.

B. Samoczynne hamowanie ( SH ).

Najczęściej sygnalizacja kabinowa SK jest uzupełniana urządzeniami samoczynnego hamowania, włączanego przy braku zdeklarowania przez maszynistę czujności, przy zbliżaniu się do sygnalizatora nakazującego zatrzymanie. Mamy wtedy do czynienia z drugą grupą urządzeń, oznaczoną symbolem SKH.

Image

Rys.2. Podział urządzeń przekazywania ze względu na sposoby wykorzystania informacji przekazywanych do lokomotywy.

Układy przytorowe zbierają informację o stanach systemów srk np. o wskazaniu semafora, ograniczenie prędkości, spadek, wzniesienie, tunel itp. i są przekazywane poprzez nadajnik do urządzeń automatyki lokomotywy. Układ kontrolny K włącza się co 60 sekund i załącza światło migające. Po wciśnięciu przycisku przez maszynistę urządzenia czuwania przechodzą w stan oczekiwania. Cykl ten powtarza się co 60 sekund. Jeżeli przycisk czuwania nie zostanie obsłużony to po ok. 6 sek. włącza się buczek (syrena) i jeżeli przycisk czuwania nie zostanie obsłużony to po 3 sekundach jest włączany układ hamowania nagłego lub służbowego.

Wszystkie czynności maszynisty są rejestrowane. Przykładem wykorzystania elektromagnetycznego systemu samoczynnego hamowania pociągów (SHP) jest Centralna Magistrala Kolejowa (CMK). W systemie tym zastosowano rezonator typu ELM 1002 z mocowaniem do podkładu. System SHP polega na punktowym oddziaływaniu na urządzenia sterowania podkładowego lokomotywy i zmusza maszynistę do reakcji przy zbliżaniu się do semafora. SHP spełnia więc rolę "budzika pozycyjnego", który wyłącza maszynista.

C. Kontrola prędkości ( KP ).

Jeżeli maszynista deklaruje czujność, a nie zmniejsza prędkości, możliwe jest przy urządzeniach SKH przejechanie z maksymalna prędkością obok sygnalizatora nakazującego zatrzymanie. Niebezpieczeństwo to eliminują urządzenia trzeciej grupy, to znaczy urządzenia sygnalizacji kabinowej , samoczynnego hamowania i kontroli prędkości SKHK. W wyższym stopniu nadzoru trybu jazdy pociągu jest system kontroli prędkości, w którym jest porównywana tzw. prędkość bezpieczna z prędkością pojazdu. Jeżeli prędkość rzeczywista przekracza prędkość bezpieczną (dopuszczalną) następuje nagłe lub służbowe hamowanie.

Oprócz funkcji spełnianych przez drugą grupę, urządzenia te warunkują wyzwolenie samoczynnego hamowania w przypadku, gdy maszynista nie zmniejsza prędkości, zgodnie z przewidzianym programem. Schemat blokowy układów pojazdowych występujących w tej grupie urządzeń ilustruje rys.3. Układy torowe pokazano symbolicznie za pomocą nadajnika N.

Image

Rys.3. Schemat blokowy urządzeń sygnalizacji kabinowej, samoczynnego hamowania i kontroli prędkości: N – nadajnik torowy O – odbiornik informacji w lokomotywie D – dekoder SK – sygnalizator kabinowy K – układ kontroli czuwania maszynisty i kontroli prędkości V – szybkościomierz H – układ hamulcowy R – układ rozruchowy M - maszynista

D. Automatyczna regulacja prędkości ( ARP ).

Urządzenia należące do dwu ostatnich grup przedstawionych na rys.2. zaliczane są do urządzeń automatyzujących czynności maszynisty. Grupa czwarta obejmuje urządzenia sygnalizacji kabinowej, samoczynnego hamowania oraz kontroli i regulacji prędkości. W skrócie urządzenia te nazywane są urządzeniami automatycznej regulacji prędkości ARP, nie można jednak zapominać, że realizują one również funkcje spełniane w poprzednich grupach z wyjątkiem funkcji kontroli czuwania.

Często zamiast układu kontroli czuwania stosuje się wyłącznie układ zwłoki czasowej, podczas której maszynista może zainicjować zmniejszenie prędkości. Dopiero jeżeli tego nie uczyni następuje samoczynne włączenie hamulców i zmniejszenie prędkości według ustalonego programu regulacji. Pod pojęciem regulacji rozumiemy możliwość automatycznego zmniejszenia prędkości od dowolnej wielkości V1 do wielkości V2 , która może przyjmować dowolną wartość różną od zera lub może równać się zeru. Schemat blokowy urządzeń regulacji pokazano na rys.4. Różni się od poprzedniego uzupełnieniem bloku programu regulacji i eliminacją dźwigni czuwania

Image

Rys.4. Układ blokowy urządzeń regulacji prędkości: RV – układ programu regulacji prędkości N – nadajnik torowy O – odbiornik informacji w lokomotywie D – dekoder SK – sygnalizator kabinowy K – układ kontroli czuwania maszynisty i kontroli prędkości V – szybkościomierz H – układ hamulcowy R – układ rozruchowy M – maszynista

E. Automatyczne prowadzenie pociągu ( APP).

Jak łatwo zauważyć urządzenia pojazdowe we wszystkich grupach mają strukturę "klockową" , przy czym każdy wyższy poziom można tworzyć z niższego dodając odpowiedni "klocek". Ostatnia grupa urządzeń w omawianej klasyfikacji to urządzenia pełnej automatyzacji prowadzenia pojazdu APP .Oprócz funkcji spełnianych przez urządzenia należące do poprzedniej grupy przy tych urządzeniach automatyczny jest również rozruch.

Schemat blokowy urządzeń przedstawia rys.5. Rola maszynisty sprowadza się do dozorowania pracy urządzeń (linia przerywana połączeń między maszynistą a odpowiednimi blokami). Reakcja urządzeń na informację odebraną z toru jest automatyczna. Zakres przekazywanych wiadomości musi precyzyjnie określać dozwoloną prędkość w każdej chwili. Wymaga to przekazywania dużej liczby wiadomości z toru. Przy mniej precyzyjnym informowaniu z toru dodatkowe informacje muszą być zaprogramowane w pojeździe. W tym celu wprowadzono układ pamięci charakterystyki lokomotywy Chl oraz analizator A danych wprowadzanych z szybkościomierza, licznika drogi i układu dekodującego.

Jeżeli duża część wiadomości niezbędnych do sterowania przekazywana jest z toru mamy do czynienia z tzw. urządzeniami APP z programem w torze. Jeżeli z toru przekazywane są wyłącznie wiadomości dotyczące odległości od poprzedniego pociągu, a dodatkowe wiadomości zaprogramowane są w pojeździe, mówimy o urządzeniach APP z programem w pojeździe.

Image

Rys.5. Układ blokowy urządzeń automatycznego prowadzenia pociągu: L – licznik drogi Chl – pamięć charakterystyki lokomotywy KT – koder informacji nadawanej do toru NT – nadajnik informacji z pojazdu do toru OT – odbiornik informacji odebranej z pojazdu N – nadajnik torowy O – odbiornik informacji w lokomotywie D – dekoder SK – sygnalizator kabinowy V – szybkościomierz H – układ hamulcowy R – układ rozruchowy M – maszynista A – analizator danych

Sygnalizator kabinowy przy urządzeniach APP może być wykorzystany do precyzyjnego informowania maszynisty o dozwolonej prędkości oraz o dodatkowych danych, jak np. różnica między prędkością dozwoloną a rzeczywistą. W tej grupie urządzeń stosowane jest również przekazywanie informacji z pojazdu do toru, aczkolwiek nie jest to regułą. Niekiedy w oddziaływanie dwukierunkowe wyposażone są urządzenia regulacji prędkości.

Na liniach metra urządzenia automatycznego prowadzenia pojazdu działają na ogół bezzwłocznie. Proces ruszenia pojazdu jest wyzwalany, np. po dokonaniu kontroli zamknięcia drzwi. Na liniach znaczenia ogólnego ruszanie i czasem ostatnia faza hamowania pociągu są sterowane ręcznie, ze względu na uzyskiwaną w ten sposób większą precyzję hamowania. W takim przypadku automatyzacja sterowania nie jest całkowita. Pociągi pozbawione obsługi wprowadzone są wyłącznie na liniach kolei przemysłowych.

 

2. Podział według sposobów przekazywania informacji do pojazdu

Sprawność i elastyczność systemów sterowania pociągiem zależy głównie od sposobu transmisji danych między urządzeniami stałymi i pociągiem. Może ona odbywać się punktowo tzn. w określonym miejscu i w ograniczonym czasie, podczas przejazdu pociągu nad odpowiednim urządzeniem zainstalowanym w torze, względnie w sposób ciągły tzn. przy nieprzerwanej łączności pociągu z urządzeniami stałymi.

Oprócz starych, technicznie nieskomplikowanych systemów punktowego sterowania pociągiem istnieją już dzisiaj systemy nadawczo-odbiorcze o dużej szybkości transmisji i bardzo małym poborze energii elektrycznej. Ponieważ urządzenia zainstalowane w określonym miejscu toru realizują również funkcję lokalizacji pociągu, nazywano je „balisami”.

Image

Rys.6. Klasyfikacja sposobów oddziaływania w relacji tor – pojazd.

Ponieważ urządzenia zainstalowane w określonym miejscu toru realizują również funkcję lokalizacji pociągu, nazywano je „balisami”. Informacje mogą być przekazywane w sposób ciągły za pomocą obwodów torowych (jednak wyłącznie w kierunku z toru do pojazdu) lub pętli ułożonych między tokami szynowymi. Jeżeli pętle mają ograniczoną długość, to mówimy wówczas o transmisji odcinkowej. Nowe perspektywy stwarzają radiowe systemy cyfrowe, w przypadku których przyporządkowanie pojazdu do toru oraz jego lokalizacja wymagają tu specjalnych rozwiązań.

W urządzeniach oddziaływania punktowego przekazywanie informacji do pojazdu ma charakter chwilowy i jest realizowane w zasięgu oddziaływania tzn. punktowego urządzenia torowego umieszczonego w określonym miejscu. Rząd zakresu oddziaływania wynosi w tym przypadku 1m. Przykład rozmieszczenia nadajników punktowych w torze podano na poniższym rysunku (rys.7).

Image

Rys.7. Przykład rozmieszczenia urządzeń w oddziaływaniu punktowym.

W przypadku systemów punktowych w charakterystycznych miejscach toru (semafor, wzniesienie, tarcza, spadek) umieszczane są urządzenia, z których przekazywana jest informacja do pojazdu. Zaletą takiego rozwiązania jest prostota rozwiązań i łatwość utrzymania. Wadą natomiast jest opóźnienie informacyjne o zmianie stanów urządzeń. Transmisja punktowa może odbywać się poprzez:

  • elementy mechaniczne 
  • elektromagnesy torowe 
  • transpordery ( balisy ).

W urządzeniach oddziaływania ciągłego przekazywanie sygnałów do pojazdu ma charakter ciągły i może być realizowane na przestrzeni całych linii. Zasięgi działania poszczególnych nadajników powinny być w takim przypadku styczne. Rozmieszczenie nadajników ilustruje rys.8. W urządzeniach oddziaływania ciągłego w torze stosowane są również odbiorniki sygnałów. Są one wykorzystywane do sterowania wyborem sygnału przekazywanego do poprzedniego odcinka, a ponadto najczęściej sterują światłami semaforów blokady samoczynnej. Odbioru sygnału w pojeździe dokonuje odbiornik OL. Wadą takiego rozwiązania są najczęściej wysokie koszty eksploatacji.

Image

Rys.8. Przykład rozmieszczenia nadajników i odbiorników oddziaływania ciągłego. N – nadajnik torowy OT – odbiornik torowy OL – odbiornik w pojeździe

Do transmisji ciągłej wykorzystywane są:

  • toki szynowe 
  • kable ułożone na międzytorze
  • układ kabel-szyna 
  • transmisja satelitarna

System mieszany nazywany często systemem punktowo-odcinkowym charakteryzuje się tym, że w pewnych miejscach rozmieszczone są układy oddziaływania punktowego, a na określonych odcinkach torów jest transmisja ciągła. Przy oddziaływaniu odcinkowym wykorzystuje się nadajniki przekazywania informacji o zasięgu oddziaływania ograniczającym się od kilkudziesięciu do kilkuset metrów. W ten sposób oddziaływanie jest realizowane wyłącznie na pewnych odcinkach, np. przed sygnalizatorami ( rys.9).

Image

Rys.9. Przykład rozmieszczenia nadajników oddziaływania odcinkowego.

W pierwszym okresie stosowania budowano urządzenia o stykowym współdziałaniu nadajnika i odbiornika. Ze względu na szybkie zużywanie się współdziałających ze sobą mechanicznych elementów urządzenia torowego i pojazdowego, trudne warunki pracy, np. przy oblodzeniu oraz szereg innych wad, zaniechano budowy urządzeń tego typu, aczkolwiek w niektórych zarządach, szczególnie jako urządzenia punktowe, pracują one w szerokim zakresie.

W grupie urządzeń punktowych o działaniu bezstykowym szerokie zastosowanie znalazły urządzenia, w których do przenoszenia wiadomości wykorzystywana jest zmiana parametrów sygnałów elektrycznych w urządzeniach odbiorczych pojazdu wywołana ich współdziałaniem z układami torowymi. Do tej grupy należą urządzenia indukcyjne prądu stałego oraz prądu przemiennego. Do najbardziej rozpowszechnionych należą urządzenia indukcyjna - rezonansowe i te będą omówione szerzej w przykładach.

Urządzenia optyczne, izotopowe i akustyczne należą do rzadkości. Łączność urządzeń torowych z pojazdowymi jest w urządzeniach optycznych realizowana poprzez oddziaływanie strumienia świetlnego nadawanego przez nadajnik umieszczony na semaforze na fotoelementy zainstalowane w pojeździe. Ze względu na dość skomplikowaną budowę układów optycznych, małą odporność na wpływy atmosferyczne oraz uciążliwą konserwację, urządzenia te nie znalazły szerszego zastosowania.

Podobną budowę wykorzystano w urządzeniach izotopowych. Punkt oddziaływania stanowi zainstalowane w torze źródło promieniowania radioaktywnego, np. bombka kobaltowa. Odbiornik promieniowania zainstalowany jest w lokomotywie. Zaletą urządzeń tego rodzaju jest prostota budowy nadajnika składającego się z pojemnika z pierwiastkiem radioaktywnym, który nie wymaga żadnej konserwacji. Do wad należy zaliczyć przede wszystkim niebezpieczeństwo napromieniowania personelu kolejowego lub osób postronnych oraz trudności w przekazywaniu większej liczby wiadomości.

W urządzeniach akustycznych na lokomotywie instaluje się nadajnik drgań akustycznych, a pod nim, w odległości kilkudziesięciu centymetrów odbiornik. Między nadajnikiem drgań i odbiornikiem przesuwa się tarczka umieszczona na semaforze i stanowiąca element torowy urządzenia. Pojawienie się tarczki w zasięgu działania nadajnika powoduje przerwę w odbiorze sygnału akustycznego, co stanowi kryterium informacji o przejeżdżaniu obok semafora. Tarczka może być ruchoma i oddziaływać na urządzenia pojazdowe wyłącznie przy sygnale zabraniającym na semaforze. Wadą urządzenia jest instalacja wystających części, z których niektóre są ruchome (tarczka).

W grupie urządzeń oddziaływania ciągłego szeroko stosowane są urządzenia, w których nośnikiem informacji przekazywanej z toru do pojazdu są toki szynowe. W nowoczesnych urządzeniach oddziaływania ciągłego do przekazywania informacji wykorzystuje się specjalne przewody układane między szynami i nazywane obwodami kablowymi. Bezprzewodowe przekazywanie wiadomości do lokomotywy za pośrednictwem fal radiowych znajduje zastosowanie raczej w sterowaniu ruchem lokomotyw manewrowych.

< Poprzedni   Następny >