Устройства автоматики и телемеханики в комплексе технических средств железнодорожного транспорта
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Задача № 1
Задача № 2
Системы КЛУБ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Основу транспортной системы составляет железнодорожный транспорт,
обладающий огромным перевозочным потенциалом. Железные дороги способны
осуществлять регулярные перевозки грузов и пассажиров на различные расстояния,
независимо от времени года и суток, при любых погодных и климатических
условиях, при этом требуется безусловное обеспечение безопасности движения и
пассажиров, а также сохранности перевозимых грузов.
В комплексе технических средств железнодорожного транспорта важное место
занимают устройства автоматики и телемеханики. Они позволяют обеспечить высокий
уровень безопасности движения поездов, увеличить пропускную способность
перегонов и станций, автоматизировать многие операции по управлению движением
поездов.
Целью курса дисциплины «Технические средства обеспечения безопасности
движения на железнодорожном транспорте» является изучение технических средств и
условий их применения в практике эксплуатационной деятельности железных дорог.
Задача № 1
Рассчитать фактическое и потребное тормозное нажатие в пассажирском и
грузовом поездах.
Исходные данные:
) Количество вагонов в пассажирском поезде (m)- 15 вагонов;
) Масса брутто пассажирского поезда (qбр) - 700 тонн;
) Тормозное нажатие на ось пассажирского вагона - 7 тс;
) Норма тормозного нажатия на 100 тс веса пассажирского поезда - 55 тс;
) Количество вагонов в грузовом поезде (m)- 55 вагонов;
) Масса брутто грузового поезда (qбр) - 4000 тонн;
) Тормозное нажатие на ось грузового вагона - 5 тс;
Решение:
. Для пассажирского поезда.
Общее количество осей в составе пассажирского поезда:
,
где
4 - количество осей одного грузового вагона.
Общее
тормозное нажатие пассажирского поезда:
,
где
7 - тормозное нажатие на ось пассажирского вагона.
Фактическое
тормозное нажатие пассажирского поезда:
;
Если
фактическое тормозное нажатие 
больше
или равно потребному 
(из дано QПОТРПАС = 55 тс), то поезд может
быть отправлен со станции формирования.
Для
отправления пассажирского поезда должно выполняться условие:
≥
>
55
Вывод:
Так
как условие выполняется, т.е. фактическое тормозное нажатие при расчетах
получились больше потребного тормозного нажатия, то пассажирский поезд может
быть отправлен со станции формирования.
.
Для грузового поезда.
Общее
количество осей в составе грузового поезда:
.
Общее
тормозное нажатие грузового поезда:
Фактическое
тормозное нажатие грузового поезда:
.
Если
фактическое тормозное нажатие больше
или равно потребному (из дано 
), то
поезд может быть отправлен со станции формирования.
Для
отправления поезда должно выполняться условие:
≥
,5
< 31
Вывод:
Так
как данное условие не выполняется, т.е. фактическое тормозное нажатие меньше
потребного тормозного нажатия, то грузовой поезд не может быть отправлен со
станции формирования.
ЗАДАЧА
№ 2
поезд торможение путь платформа
Дано:
Мачтовый
светофор (без лестницы, диаметр трубы мачты): D = 133мм;
Высокая
пассажирская платформа шириной: b = 3000 мм;
Низкая
пассажирская платформа шириной: b = 2000 мм.
Определить:
Минимальное
расстояние между осями смежных путей светофоров и платформ, сигналов и опор и
других устройств на станции при размещении в междупутье.
Решение:
Минимальное
расстояние между осями смежных путей на станции при размещении в междупутье
определяется по формуле:
где
b - ширина устройства, расположенного в междупутье;
Расстояние
между осями для размещения мачтового светофора:
;
где
4900 мм - ширина габарита приближения строений С.
Для
пассажирской платформы:
;
где
1920 мм - расстояние от оси пути до края высокой пассажирской платформы.
;
где
1745 мм - расстояние от оси пути до края низкой пассажирской
платформы.
Габаритом
приближения строений называется предельное поперечное, перпендикулярное оси
пути очертание, внутри которого не должны заходить никакие части сооружений и
устройств, за исключением вагонных замедлителей и контактного провода.
Габарит С
Системы КЛУБ
Изобретение системы КЛУБ относится к области железнодорожной автоматики,
телемеханики и связи и может быть использовано на всех типах локомотивов,
моторвагонных подвижных составах с целью повышения безопасности и регулирования
движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках,
а также в составе многоуровневой системы интервального регулирования.
Комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ) содержит включенные в
закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между
собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации
локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации
скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования
интерфейсов, шлюз. Блок электроники включает в себя CAN интерфейс,
двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль
радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль
измерителя параметров движения. Блок индикации локомотивный включает в себя
плату управления дисплеем, дисплей TFT, плату управления модулем светофоров,
модуль индикации светофоров, модуль ввода, рукоятку бдительности, клавиатуру.
Достигается результат - повышение безопасности регулирования движения поездов в
маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, повышение точности
определения координат локомотива. Известно устройство контроля за управлением
локомотивом и бдительностью машиниста, содержащее усилитель
электропневматического клапана ЭПК, выход которого соединен со входом
электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля
СКБ, входы которой соединены с выходами модулей центральной обработки
информации МЦО и МЦО, которые соединены между собой, два модуля измерения
параметров движения ИПД и ИПД, входы которых соединены с датчиками пути и скорости
ДПС, два модуля непрерывных каналов внешних устройств ВУ и ВУ, входы которых
соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута ММ с приемником
спутниковой навигации СП, вход которого соединен с антенной спутниковой
навигации СНС, модуль радиоканала РК, один из входов которого соединен с
радиомодемом, который соединен с радиоантенной.
Недостатками этого устройства являются:
отсутствие визуального контроля результатов обработки входных сигналов,
что делает невозможным использование данного устройства без подключения к нему
дополнительного блока индикации;
отсутствие функции регистрации результатов контроля за управлением
локомотивом и бдительностью машиниста, что может привести к неправильной оценке
причин возникновения возможных нештатных ситуаций (например, незапланированная
остановка локомотива вследствие экстренного торможения).
Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности
регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на
высокоскоростных участках, повышение точности определения координат локомотива,
возможность установки заявленного устройства на все типы поездов, использующих
типовые протоколы, такие как CAN, MVB, RS-485, RS-422, RS232, USB, Ethernet.
Электропитание комплексного локомотивного устройства безопасности
строится по следующему принципу: электропитание от бортовой сети поступает на
вторичные источники электропитания, которые осуществляют преобразование уровня
напряжения бортовой сети в необходимый каждому модулю уровень напряжения.
КЛУБ - это:
. Комплексное локомотивное устройство безопасности, содержащее включенные
в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные
между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок
индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок
индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок
согласования интерфейсов, шлюз, при этом блок электроники выполнен с
возможностью приема и обработки сигналов от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН,
датчиков пути и скорости, антенны спутниковой навигационной системы, сигнала о
положении ключа электропневматического клапана, сигналов от управляющих
устройств локомотива, а также контроля и организации режима обмена информацией
с другими устройствами с помощью внутреннего CAN интерфейса, организации режима
обмена информацией с радиомодемом по цифровому интерфейсу и формирования
сигнала управления электропневматическим клапаном, и включает в себя
подключенные к внутреннему CAN интерфейсу двухканальный модуль центральной
обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль
внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения,
причем дополнительные входы/выходы модуля центральной обработки соединены с
соответствующими входами/выходами системы безопасности, выход которой соединен
с усилителем электропневматического клапана, связанного с электропневматическим
клапаном, вход модуля спутниковой навигационной системы соединен с антенной
спутниковой навигационной системы, а соответствующий выход соединен с модулем
электронной карты, выход которой соединен с модулем радиоканала, входы/выходы которого
соединены с радиомодемом, подключенным к дуплексному фильтру, соединенному с
радиоантенной, входы блока внешних соединений соединены с датчиками пути и
скорости, выходы которого соединены с соответствующими входами модуля
коммутации и подключения, выходы которого подключены к входам двухканального
модуля измерителя параметров движения, а двухканальный модуль внешнего
устройства соединен с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, блок индикации
локомотивный выполнен с возможностью подготовки и индикации информации,
взаимодействия с машинистом посредством рукояток бдительности, ввода и
отображения локомотивных и поездных характеристик, а также отображения сигналов
светофоров и свободных блок-участков, текущего времени, времени движения по
графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости,
целевой скорости, ускорения, режима работы, частоты канала АЛСН или индикатора
работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий
впередилежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков
давления в тормозной магистрали, датчиков давления тормозного цилиндра и
датчиков давления уравнительного резервуара, кроме того, технологической
информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима записи на
кассету регистрации, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN
интерфейсу плату управления дисплеем, соединенную с дисплеем TFT, плату
управления модулем светофоров, соединенную с модулем индикации светофоров,
модуль ввода, входы которого соединены с рукоятками бдительности и клавиатурой,
блок коммутации и регистрации выполнен с возможностью обработки данных от
локомотивных устройств, данных с датчика давления в тормозной магистрали,
датчика давления тормозного цилиндра и датчика давления уравнительного резервуара,
выполнения служебного и принудительного торможения, а также для включения
питания устройства, и включает в себя подключенное к внутреннему CAN интерфейсу
устройство формирования и регистрации, входы которого соединены с устройствами
локомотива с аналоговыми выходами, датчиком давления в тормозной магистрали,
датчиком давления тормозного цилиндра и датчиком давления уравнительного
резервуара, вход/выход подключен к плате управления, соединенной с платой реле,
выходы которой соединены с электропневматическим вентилем, песочницей
локомотива, с тормозным и отпускным вентилями приставки крана машиниста, и
блоком контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического
клапана, выход которого подключен к электропневматическому клапану, блок регистрации
включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль регистрации,
соединенный с кассетой регистрации, блок согласования интерфейсов включает в
себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль обработки сигналов,
вход/выход которого соединен с модулем развязки, входы которого подключены к
телемеханической системе контроля бодрствования машиниста, тревожным кнопкам, а
входы/выходы - к системе автоматического управления торможением, шлюз включает
в себя устройство управления, соответствующие входы/выходы которого соединены с
преобразователем внутреннего CAN интерфейса, подключенного к внутреннему CAN
интерфейсу, также с преобразователем внешнего CAN интерфейса, подключенного к
внешнему CAN интерфейсу, и с преобразователем интерфейса локомотива,
подключенного к интерфейсу локомотива.
. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок индикации
скорости, который выполнен с возможностью индикации допустимой и фактической
скоростей и состоит из платы управления, соединенной с платой индикации.
. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок индикации
локомотивный помощника машиниста, который выполнен с возможностью индикации
сигналов светофоров и свободных блок-участков и состоит из платы управления,
соединенной с платой индикации.
. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности
специальную, подключенную к модулю ввода.
. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности
помощника машиниста, подключенную к модулю ввода.
. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит преобразователь
интерфейса RS-232, входы/выходы которого подключены к устройству управления, а
вход соединен с выходом возимой радиостанции, подключенной к радиоантенне через
дуплексный фильтр.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
) Гундорова
Е.П. Технические средства железных дорог: Учебное пособие. М., 2000.
) Сапожников
В.В. Техническая эксплуатация устройств и систем железнодорожной автоматики и
телемеханики. М., 2003.
)Автоматика,
телемеханика и связь на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д.
трансп. Устинский А.А. и др. М.: Транспорт, 1985г.