Алсн назначение и устройство кратко

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

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.

Скорость, км/ч	80*	70/75	60	40	Дополн.	ОЧ
Частота, Гц	75	125	175	225	275	325	отсутствие частоты
Условный номер частоты	1	2	3	4	5	6	нет

Назначение и принцип работы АЛС-АРС

Блок АЛС-АРС на пульте управления

АЛС-АРС относится к автоматическим системам интервального регулирования движения поездов и обеспечивает:

непрерывный контроль длины свободного участка пути перед поездом и поддержание безопасного интервала между попутно следующими поездами в зависимости от скорости движения поездов;
передачу в кабину машиниста информации о допустимой (разрешенной) скорости движения в реальном масштабе времени;
постоянное сравнение фактической скорости с разрешенной;
автоматическое включение тормозов с выдачей акустического сигнала, если фактическая скорость превышает разрешенную;
автоматическое прекращение торможения, если фактическая скорость стала меньше или равна разрешенной;
автоматическое торможение вплоть до полной остановки поезда, если машинист не подтвердит свою бдительность; такое подтверждение производится нажатием специальной кнопки или педали;
ограждение хвоста впереди идущего поезда сигнальной командой, запрещающей движение, подаваемой в последнюю свободную (перед занятой поездом) рельсовую цепь;
выполнение других требований безопасности движения поездов, согласно ПТЭ метрополитенов.

При АЛС-АРС также обеспечивается контроль целостности рельсовых нитей железнодорожного пути. На линиях, где система АЛС-АРС является основным средством сигнализации при движении поездов, она дополняется дублирующим автономным устройством АРС (ДАУ-АРС). В этом случае на пульте в кабине машиниста имеется информация о допустимой скорости движения как на проследуемой рельсовой цепи (основная сигнализация), так и об ожидаемой допустимой скорости движения на впередилежащей рельсовой цепи (предупредительная сигнализация). Для передачи информации о допустимой скорости движения используются частотные кодовые сигналы, когда каждой частоте кодового сигнала соответствует определенная скорость:

75 Гц — 80 (90) км/час,
125 Гц — 70 (75) км/час,
175 Гц — 60 км/час,
225 Гц — 40 км/час,
275 Гц — 0 — сигнал остановки.

Частота 325 Гц имеет следующие значения:

в системе «Днепр» — предупредительное сигнальное показание «Равенство скоростей», указывающее, что скорость на впередилежащей рельсовой цепи равна или больше допустимой скорости на проследуемой рельсовой цепи;
комбинация сигнальных частот 225 Гц и 325 Гц используется для передачи кодового сигнала направления движения (КС-Н); при этом она несет информацию о допустимой скорости движения 40 км/час;
в ДАУ-АРС — несет информацию о направлении движения поезда и о допустимой скорости 40 км/час.

Указателем в кабине управления электропоездом подаются сигналы:

цифровое показание — «Разрешается движение со скоростью, не превышающей указанную сигнальным показанием»;
цифра «0» (ноль) — «Стой! Требуется остановка»;
буквы «НЧ» (нет частоты) или «ОЧ» (отсутствие частоты) — «Стой! Требуется остановка. Впереди путь занят, неисправность путевых, поездных устройств АЛС-АРС, излом рельса, не задан маршрут, некодируемая рельсовая цепь»;
чередующиеся показания «О» и «НЧ» («ОЧ») — сигнал абсолютной остановки (допускается на линиях, где основным средством сигнализации является АЛС-АРС) — «Стой! Требуется остановка».

Предупредительная сигнализация о допустимой скорости движения на впередилежащей рельсовой цепи подается в виде цифрового или буквенного сигнального показания («РС»).

При АЛС-АРС попутно следующие поезда разграничиваются блок-участком АЛС-АРС.

Блок-участок АЛС-АРС — участок пути от конца рельсовой цепи, занимаемой поездом, равный длине тормозного пути при торможении устройствами АЛС-АРС со скорости, разрешенной на проследуемой рельсовой цепи. Границами блок-участка АЛС-АРС являются изолирующие стыки или точки подключения к рельсам аппаратуры рельсовых цепей. На границе рельсовых цепей устанавливается литерная табличка с номером рельсовой цепи, занимаемой головой поезда.

Длина блок-участка АЛС-АРС переменная и зависит от допустимой скорости на проследуемой рельсовой цепи. Свободное состояние блок-участка АЛС-АРС контролируется управляющим реле.

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.

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.

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).

Структурная схема АЛС-АРС

Система АЛС-АРС включает путевые и поездные устройства. Роль телемеханического канала связи между ними выполняет рельсовая цепь. Путевые устройства предназначены для контроля участков пути перед поездом, генерации (получения) кодовых сигналов и выдачи в рельсовые цепи соответствующих кодовых сигналов в зависимости от состояния блок-участков АЛС-АРС. В состав путевых устройств входят генераторы кодовых сигналов, устройства формирования кодовых сигналов, устройства передачи кодовых сигналов. Генераторы кодовых сигналов могут быть двух видов:

групповые устройства АЛС-АРС (ГСЧ, ГГ);
индивидуальные генераторы для каждой рельсовой цепи (ГАЛС-М, ГАРС, УПГ-АРС, ПГ-02).

В общем случае групповые устройства АЛС-АРС включают 7 генераторов кодовых сигналов: шесть основных и один резервный. На станции предусматривается два комплекта групповых устройств — для I и II путей. Каждый из шести основных генераторов генерирует одну частоту кодового сигнала. После усиления кодовые сигналы поступают в сигнальные шины, к одной из которых в каждый конкретный момент может быть подключена аппаратура кодирования рельсовой цепи.

Резервный генератор нормально отключен от сигнальных шин; он автоматически перестраивается на отсутствующую частоту и подключается к соответствующей шине вместо вышедшего из строя основного генератора. Нарушение нормальной работы групповых устройств контролируется на пульте электрической централизации горением красной лампочки или ячейки. Для нормальной работы поездных устройств АЛС-АРС в рельсовую цепь должны выдаваться одна или две частоты кодовых сигналов из шести возможных. Выбор необходимой частоты для передачи в рельсовую цепь осуществляется устройствами формирования кодового сигнала, причем выбор частоты зависит от длины свободного участка пути перед поездом, то есть от свободности блок-участков АЛС-АРС. Выбранная частота должна быть усилена до уровня, обеспечивающего ее устойчивый прием поездными устройствами. Эти функции выполняют устройства передачи кодовых сигналов. Поездные устройства АЛС-АРС предназначены для приема, обработки, распознавания и запоминания кодовых сигналов о допустимой скорости движения, определения и запоминания фактической скорости движения поезда, постоянного сравнения в автоматическом режиме допустимой и фактической скоростей и воздействия на тормозную систему поезда, когда фактическая скорость начинает превышать допустимую. При занятии поездом рельсовой цепи по ней навстречу движению передается кодовый сигнал. Кодовый сигнал принимается поездными устройствами. Принятые из рельсовой цепи кодовые сигналы распознаются (расфильтровываются) и усиливаются блоком поездных приемников. Сигнал с блока поездных приемников поступает в блок сигнализации, который определяет допустимую скорость движения, запоминает ее и выдает информацию на пульт машиниста, где она высвечивается в цифровом виде. Информация о фактической скорости поезда формируется датчиком скорости и блоком измерения скорости, далее она поступает в блок сигнализации и на пульт машиниста. В блоке сигнализации происходит сравнение фактической и допустимой скоростей движения. Если фактическая скорость не превышает допустимую, то устройства АРС не влияют на процесс управления поездом. В случае превышения допустимой скорости в блоке сигнализации формируется сигнал на включение тормозной системы поезда, который передается в блок управления. Блок управления воздействует на устройства управления поездом, причем это воздействие зависит от режима ведения поезда. Сначала тяговые двигатели отключаются от питающего напряжения, затем приводится в действие система электродинамического (электрического) торможения. В случае его неэффективности приводится в действие система электропневматического торможения, а затем и экстренного торможения.

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.

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.

Схема кодирования рельсовой цепи, принцип работы АЛСН

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

Какие функции выполняет локомотивный усилитель установленный в общем ящике алсн

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ «Регионального Центра Инновационных Технологий» Структура АЛСН и общий принцип работы

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) Структура АЛСН и общий принцип работы

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) представляет собой комплекс устройств, автоматически повторяющих в кабине машиниста показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, независимо от профиля пути и погодных условий. По способу осуществления связи между движущимся локомотивом и неподвижными путевыми сигналами устройства АЛС подразделяются на непрерывного действия (АЛСН) и точечного действия (АЛСТ). При действии АЛСН показания путевых светофоров передаются на локомотив непрерывно, в течение всего времени следования по перегонам и станциям. АЛС точечного действия используется на участках с полуавтоблокировкой, при этом путевые сигналы передаются на локомотив только в определенных местах (точках) пути перед путевыми светофорами. В обеих системах АЛС для передачи сигналов с пути на локомотив используется рельсовая цепь, а сама передача сигналов осуществляется индуктивным способом. На большинстве участков Российских железных дорог используется АЛС непрерывного действия, которая дополняется устройствами автостопа, устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости.

Рисунок 1. Структурная схема АЛСН.

Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие). Путевые устройства находятся в релейном шкафу, расположенным около путевого светофора. В состав путевых устройств (Рис. 1.) входят кодовый путевой трансмиттер (ТРМ) и трансформатор (Тр). Трансмиттер служит для преобразования сигнального показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число импульсного кода то есть показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число-импульсного кода, то есть трансмиттер периодически посылает в рельсовую цепь электрический сигнал (Рис. 6) переменного тока (код) с определенным числом импульсов и продолжительностью паузы между импульсами и сериями импульсов.

Рисунок 2. Схема кодов локомотивной сигнализации

Рисунок 3. Код красного огня локомотивного светофора

Рисунок 4. Код желтого огня локомотивного светофора

Рисунок 5. Код зеленого огня локомотивного светофора

Рисунок 6. Кодовые посылки трансмиттеров

Наведенная в ПК э.д.с. через фильтр (Ф), поступает в локомотивный усилитель (УС). Фильтр настраивается на частоту кодового тока и не пропускает в усилитель токи других частот (Рис. 7), а усилитель усиливает кодовый сигнал до величины напряжения, используемого в цепях управления локомотива. В усилителе происходит также преобразование кодовых импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока. Включенное на выходе усилителя импульсное реле (ИР) является повторителем кода, посылая его в дешифратор (Д) как зашифрованное показание сигнала. Дешифратор содержит ряд реле, которые объединены в несколько блоков.

Рисунок 7. Кодовые импульсы АЛСН на выходе усилителя

Красному и белому огням локомотивного светофора соответствует отсутствие в рельсовой цепи электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока, подаваемые с небольшими интервалами.

Рисунок 8. Локомотивное устройство формирует программную скорость так, чтобы предотвратить превышение скорости и проезд запрещающего сигнала

Локомотивный скоростемер (ЗСЛ) в схеме АЛСН обеспечивает действие ЭПК в случае превышения контролируемых им скоростей движения, а также регистрирует на специальной ленте включенное положение ЭПК, нажатие РБ в пути следования и наличие огней на локомотивном светофоре. Как правило, совместно с локомотивными устройствами АЛСН работает блок предварительной световой сигнализации (БПСС), который включает специальную световую сигнализацию, указывающую машинисту о необходимости нажатия РБ до подачи свистка ЭПК.

В настоящее время на ряде железных дорог России внедряется система автоматической локомотивной сигнализации с фазовой модуляцией кодового сигнала (АЛС-ЕН), позволяющая существенно увеличить объем передаваемой информации.

Система «Днепр»

Резервированная система интервального регулирования и обеспечения безопасности движения на метрополитене — система «Днепр» — представляет собой комплекс стационарных и поездных устройств. Сохраняя все эксплуатационные возможности типовой системы АЛС-АРС, система «Днепр» обладает рядом преимуществ, значительно улучшающих ее эксплуатационные характеристики:

Полное резервирование аппаратуры поездных устройств и автономное функционирование основного и резервного комплектов, находящихся соответственно в головном и хвостовом вагонах поезда. Такой принцип функционирования исключает потерю информации на пульте машиниста при неисправности одного (любого) комплекта аппаратуры поездных устройств.
Резервирование наиболее ответственных узлов стационарных устройств (групповых устройств АЛС-АРС).
Предоставление машинисту полной информации о разрешенных скоростях движения (основной и предупредительной сигнализации) при работе как основного, так и резервного комплектов поездных устройств.
Применение двухчастотных кодовых сигналов, принимаемых поездными устройствами головного вагона, что обеспечивает функционирование системы с любым типом рельсовых цепей.
Сохранение работоспособности системы при возникновении отказов, не создающих прямой угрозы безопасности движения поездов (потеря одной частоты в двухчастотном кодовом сигнале).
Осуществление контроля движения поезда только в направлении, заданном стационарными устройствами; движение в противоположном направлении с использованием устройств системы «Днепр» исключено.
Невозможность, в общем случае, движения поезда при выключении поездных устройств системы.
Применение целого ряда технических решений, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели системы.