5.8 Колійне автоматичне та напівавтоматичне блокування

Пристрої автоматичного і напівавтоматичного блокування не повинні допускати:

• відкриття вихідного або прохідного світлофора до звільнення рухомим складом блок-ділянки (міжстанційного або міжпостового перегону), що огороджується ним;

• самовільного закриття світлофора в результаті переходу з основного на резервне електропостачання або навпаки.

На одноколійних перегонах, обладнаних автоматичним або напівавтоматичним блокуванням, після відкриття на станції вихідного світлофора має бути виключена можливість відкриття сусідньою станцією вихідних і прохідних світлофорів для відправлення поїздів на цей самий перегін у протилежному напрямку.

 Така сама взаємозалежність сигналів має бути на двоколійних та багатоколійних перегонах, обладнаних автоматичним та напівавтоматичним блокуванням для двостороннього руху по кожній колії.

Блокування - це система приладів і пристроїв, що запобігають відправленню поїзда на зайнятий перегін, а також виїзд поїзда на зайняту блок-ділянку колії. Колійне блокування призначене для регулювання проходження поїздів міжстанційними перегонами і забезпечення безпеки їх руху. Залежно від розмірів руху поїздів перегони обладнують автоматичним або напівавтоматичним блокуванням.

Автоматичне блокування - це система, при якій показання світлофорів змінюються автоматично без участі працівників (чергових, операторів, сигналістів) при впливі колісних пар на рейкові кола. При автоблокуванні залізничну колію перегону між двома станціями поділяють нa блок-ділянки, обладнані рейковими колами.

На початку кожної блок-ділянки встановлюють одиночну або спарену сигнальну установку, що складається з двох прохідних світлофорів для парного і непарного або вантажного і порожнього напрямків руху.

Розставлення світлофорів автоблокування здійснюється виходячи з величини розрахункового міжпоїзного інтервалу, довжини поїзда, типу локомотива, вагової норми поїзда з таким розрахунком, щоб при тризначній сигналізації розмежування поїздів, що прямують попутно, здійснювалося трьома блок-ділянками, тоді рух поїзда завжди буде відбуватися на зелений вогонь.

Поряд зі світлофорами розміщують релейні шафи, в яких встановлюють колійний трансформатор рейкового кола. Первинна обмотка трансформатора живиться від спеціальної низьковольтної лінії змінного струму напругою 220/380В, а вторинну обмотку приєднують до правої і лівої рейок. З протилежного боку блок-ділянки до рейок підключають релейний трансформатор, до вторинної обмотки якого підключають колійне реле. 

Коли поїзд виходить на блок-ділянку, він своїми колісними парами замикає коло живлення колійного трансформатора, електричний струм перестає надходити в релейний трансформатор, а отже, і в котушку реле, сердечник розмагнічується і відпускає якір.

Автоблокування дозволяє відправляти на один перегін декілька поїздів, що прямують в одному напрямку. Показання вихідних світлофорів станції пов'язані з показаннями сигналів автоблокування. Якщо світлофор, що огороджує першу блок-ділянку перегону за вихідним світлофором, горить червоним вогнем, то вихідний світлофор не може бути відкритим. Така взаємозалежність передбачена як на одноколійних, так і двоколійних перегонах.

Для живлення автоблокування застосовують дві системи електроживлення:

- змішана має місце на перегонах без електричної тяги. Пристрої отримують живлення від високовольтної лінії. А якщо живлення вимикається, то аварійне реле перемикає електроживлення на акумуляторну батарею;

- змінного струму - застосовують на перегонах з електричною тягою. Пристрої отримують живлення від високовольтної лінії, і резерву від акумуляторів не мають.

Для того щоб світлофор при переході з основного на резервне живлення і навпаки самовільно не перекривався, сигнальне реле, яке вмикає дозволяючий вогонь світлофора, сигнали, деякий час утримують свої якорі у притягнутому стані при перериванні живлення. Нормативний час перерви живлення складає 1,3 с. За цей час має ввімкнутися резервне джерело.

При напівавтоматичному блокуванні правом на заняття перегону поїздом служить дозволяюче показання вихідних світлофорів, встановлених на роздільних пунктах.

Всі блокувальні перемикання виконуються за допомогою замикальних пристроїв ЗУ. Електричні схеми ЗУ побудовані з застосуванням релейної апаратури. При напівавтоматичному блокуванні керування, замикання і відмикання блокувальних залежностей, а також відкриття сигналів здійснюється частково вручну, а частково автоматично від впливу рухомих одиниць на рейкові кола або дорожні педалі. Напівавтоматичне блокування може бути одноколійним та двоколійним. 

Пристрої напівавтоматичного блокування виключають відкриття вихідного світлофора, якщо на перегін вийшов поїзд. Відправлення другого поїзда можливо тільки після того, як раніше відправлений поїзд звільнить перегін і пройде на станцію прибуття в повному складі.

При автоматичному блокуванні усі світлофори мають автоматично приймати заборонні показання при вході поїзда на блок-ділянки, які вони обгороджують, а також у разі порушення цілісності рейкових електричних кіл цих ділянок.

У разі постійного руху поїздів вагонами вперед, а також руху поперемінно вагонами або локомотивами вперед переключення світлофорів на заборонне показання повинно здійснюватися тільки після проїзду світлофора всім составом.

Прохідні сигнали автоблокування автоматично закриваються і відкриваються при впливі колісних пар рухомого складу на рейкові кола блок-ділянок. Рейкові кола безперервно контролюють, чи вільні блок-ділянки та цілі рейкові ланки. Вони також є каналом зв'язку між прохідними світлофорами, що передають інформацію машиністу локомотива про стан розташованих попереду сигналів і блок-ділянок. 

При русі поїзда локомотивом вперед машиніст не бачить, як перемикається зелений або жовтий вогонь на червоний, оскільки сигнальні показання змінюються після проходження кабіни локомотива за світлофор і вступу колісних пар локомотива на рейкове коло за світлофором.

При русі поїзда вагонами вперед перемикання зеленого вогню на червоний відбувається в полі зору машиніста. Машиніст змушений продовжувати рух на червоний вогонь світлофора, що інструкцією з сигналізації не допускається. Щоб сигнал не перекривався при вступі вагона за світлофор, застосовують спеціальні схеми, що підтримують горіння на світлофорі дозволяючого показання до моменту проходження локомотива, що рухає состав за цей світлофор.

При автоматичному і напівавтоматичному блокуванні на перегонах, де застосовується підштовхування поїздів або рух господарських поїздів з поверненням їх або підштовхувальних локомотивів з перегону па станцію відправлення, мають застосовуватися ключі-жезли.

Для контролю і можливості відправлення господарських поїздів або підштовхувальних локомотивів до певного місця на перегоні з поверненням їх на станціях в апаратах управління передбачають спеціальні місця, де зберігаються ключі-жезли. Більше детально порядок руху поїздів за допомогою ключ-жезлів описано в розділі «Рух поїздів». 

На одноколійних ділянках, обладнаних автоматичним блокуванням, на станціях, де виконується маневрова робота з виходом маневруючого состава за межі станції, пристрої автоматичного блокування за необхідності доповнюються зв'язаними з ними маневровими світлофорами.

На станціях одноколійних ліній, обладнаних автоматичним блокуванням, для яких характерні маневрові операції з виходом маневрового состава за межу станції, мають бути встановлені спеціальні маневрові світлофори (як правило, на щоглах вхідних світлофорів) з сигнальними вогнями, що повернуті в бік станції. Ці світлофори зв'язують з колійними світлофорами так, щоб не можна було відкрити маневровий світлофор при відкритих у бік станції вхідного і колійних світлофорів, і навпаки. Як сигнал застосовують один місячно-білий вогонь: «дозволяється вихід маневрового состава за межу станції». Після відкриття маневрового світлофора все прохідні світлофори приймають заборонне положення, а вихідні світлофори суміжних станцій в разі відсутності прохідних світлофорів (безсигнальні перегони) не можуть бути відкриті до повного звільнення маневровим составом перегону. 

Також не можуть бути відкриті вихідні світлофори станції, на якій проводять маневрові операції з виходом на перегін. У той же час якщо перегін зайнятий, то маневровий сигнал відкрити не можна. 

Автоматичне блокування в необхідних випадках мас доповнюватися пристроями диспетчерського контролю. 

Пристроями диспетчерського контролю автоматичне блокування доповнюється для спостереження за поїздом на перегоні поїзним диспетчером. Табло показує, на яких ділянках перегонів в даний момент знаходяться поїзди. При зупинці поїзда на перегоні диспетчер, не чекаючи запиту машиніста, сам може викликати його по радіо і швидко вжити відповідних заходів. 

Для безпеки руху, поліпшення режиму водіння поїздів, збільшення швидкості руху і пропускної спроможності перегонів і станцій автоблокування доцільно доповнювати пристроями автоматичної локомотивної сигналізації (АЛС), при яких показання колійних світлофорів передаються в кабіну локомотива, що в умовах поганої видимості сигналів дуже важливо. Автоматична сигналізація повинна забезпечувати передачу сигнальних показань колійних світлофорів як при русі поїзда локомотивом вперед, так і при русі вагонами вперед.

АЛС в поєднанні з приладами автоматичної зупинки поїзда дозволяє вести поїзд одному машиністу локомотива без помічника. Ці пристрої забезпечують зупинку поїзда навіть у тих випадках, коли машиніст не здатний керувати локомотивом. АЛС застосовують, як правило, на перегонах з автоблокуванням і станціях, обладнаних електричною централізацією. Найбільш поширена автоматична локомотивна сигналізація безперервної дії (АЛСН), загальний вигляд якої наведено на рисунку. 

Система АЛС складається з колійних і локомотивних пристроїв. Колійні пристрої розміщені у релейній шафі біля кожного прохідного світлофора – це прилади автоблокування: кодовий колійний трансмітер КПТ (на рисунку зображений під світлофором з зеленим вогнем), трансмітерне реле і колійний трансформатор. Ці прилади генерують сигнальні накази у вигляді числового коду - комбінацій імпульсів змінного струму.

Імпульси струму приладів передаються в рейкове коло. Від прохідного світлофора, на якому горить червоний вогонь, в рейкове коло надходить один імпульс. Від світлофора з жовтим показанням передається два імпульси і від світлофора з зеленим показанням – три імпульси. При русі поїзда локомотивом вперед сигнальні імпульси подаються назустріч локомотиву, а під час руху поїзда вагонами вперед імпульси подаються слідом локомотиву.

До локомотивних пристроїв належать: приймальні котушки сигнальних імпульсів, встановлені перед першою колісною парою локомотива, фільтр для захисту апаратури від перешкод інших струмів і пропускання тільки сигнальних імпульсів струму; підсилювач для посилення імпульсів, що пройшли через фільтр; імпульсне реле для реєстрації кількості вступників імпульсів; дешифратор Д для розшифрування сигнальних наказів і керування вогнями локомотивного світлофора; контрольні прилади для керування електропневматичним клапаном; локомотивний світлофор для відтворення сигнальних показань; швидкостемір; рукоятки пильності РБ і свистка.

Пристрої АЛС працюють у такому порядку. Імпульси змінного струму, що проходять по рейках, утворюють навколо них змінне магнітне поле, в якому під час руху поїзда переміщуються приймальні котушки ПК. У котушках магнітним полем наводиться змінний струм, що протікає через фільтр. З фільтра струм надходить до підсилювача, в якому змінний струм посилюється і перетворюється в імпульси постійного струму, від яких починає працювати імпульсне реле. Контактами реле замикаються кола живлення приладів дешифратора, останній розшифровує сигнальний наказ і включає на локомотивному світлофорі показання, що відповідають показанням колійного світлофора.

При AJTC вплив колійних пристроїв на локомотивне обладнання повинно починатися перед закритим світлофором (після проходження поїздом суміжного попутного світлофора) на відстані, складається з розрахункового для даного місця гальмового шляху при екстреному
гальмуванні і відстані, яку проходить поїзд за час від початку впливу колійних пристроїв до початку гальмування. Час між початком впливу колійних пристроїв і початком гальмування при АЛС приймають 12с. При русі вагонами вперед відстань між суміжними світлофорами збільшується на довжину поїзда.

Для автоматичного гальмування поїзда і зупинки його перед закритим сигналом, якщо машиніст сам не застосовує заходів до гальмування і зупинки, система АЛС доповнюється автостопом. До складу автостопу входить електропневматичний клапан ЕІІК, рукоятка пильності РБ і свисток. У момент гальмування ЕПК здійснює екстрене розряджання повітряної магістралі, що веде до спрацьовування гальм. При зміні показань локомотивного світлофора перевіряється пильність машиніста з обов'язковим підтвердженням (натисканням на рукоятку пильності РБ).

За способом подачі попереджувального звукового сигналу розрізняють одноразовий і періодичний контроль пильності. У першому випадку при зміні сигнальних показань натисканням РБ машиніст запобігає спрацьовуванню ЕПК і далі веде поїзд на власний розсуд. При втраті пильності після закінчення контрольного періоду часу (приблизно 6 с) ЕПК розряджає гальмову магістраль і поїзд зупиняється перед заборонним сигналом. У другому випадку машиніст попереджається про наближення до перешкоди (червоний вогонь світлофора) періодично (через 15-20 с). Періодичний контроль пов'язаний з додатковим установленням на локомотиві датчика контролю швидкості, з'єднаного з колесом локомотива. Пристрої контролю швидкості забезпечують за допомогою автостопу зупинку поїзда, якщо машиніст перевищує швидкість при втраті пильності.

Дія автостопу відновлюється в такій послідовності. У замок ЕПК вставляють ключ і перекривають випускний клапан. Після цього гальмову магістраль можна заряджати. Потім ключ виймають із замка; протягом усього часу руху ключ зберігають у машиніста.

Станції, розташовані на лініях, обладнаних автоматичним блокуванням, за відсутності електричної централізації повинні бути огороджені світлофорами, що автоматично закриваються при прийманні і відправленні поїздів. На цих станціях стрілки, що входять у маршрути приймання та відправлення поїздів, повинні бути приведені у взаємозалежність із вхідними та вихідними сигналами

На станціях ліній, що обладнані автоблокуванням, але які не мають пристроїв електричної централізації, встановлюють пристрої, що не допускають відкриття вхідного сигналу при маршруті на зайняту колію і забезпечують контроль зайнятості колій і стрілок. Для цього на станції ізолюють колії і стрілочні секції, що належать до маршрутів приймання та відправлення. На стрілочних постах встановлюють стрілочні централізатори, що здійснюють зв'язок між світлофорами і стрілками, а ручні стрілки обладнують контрольними стрілочними замками системи Мелентьєва. 

При прийманні поїзда черговий стрілочного поста за розпорядженням чергового по станції переводить стрілки, приносить ключі від замків і вставляє в централізатор, а потім повертає рукоятку в положення «Приймання». Після цього доповідає черговому по станції про готовність маршруту. Черговий по станції переводить на пульті сигнальну рукоятку або натискає на сигнальну кнопку. Після цього вхідний світлофор змінює показання з заборонного на дозволяюче (жовтий або зелений вогонь). Приготування інших маршрутів і відкриття відповідних світлофором аналогічні розглянутому вище.

Коли поїзд, що приймається, проходить вхідний світлофор, колійне реле відповідної стрілочної ділянки відпускає якір, і замість жовтого вогню спалахує червоний. Після того як поїзд повністю пройде на колію приймання, маршрут розмикається. На стрілочному посту черговий по станції ставить маршрутну рукоятку приймання в нормальне (вертикальне) положення, і система займає початкове положення. Якщо через станцію поїзди прямують по головній колії без зупинки, то вхідні і вихідні світлофори можуть бути поставлені на автоматичний режим натисканням на спеціальну кнопку, встановлену на пульті. При цьому попередньо встановлюють два маршрути: приймання на головну колію і відправлення з неї.