АРС2. I. Системы арс. Введение
 Скачать 33.03 Mb.
|
|
Раздел I. Системы АРС. Введение. Метрополитен является основным видом пассажирского транспорта крупнейших городов. Рост городов вызывает увеличение пассажиропотоков и удлинение линий метрополитена, а следовательно, и необходимость увеличения скоростей движения и повышения безопасности пассажироперевозок. Высокая интенсивность движения предъявляет повышенные требования к устройствам интервального регулирования движения. Однако, несмотря на значительную модернизацию системы автоблокировки, эти устройства не обеспечивают возросшие требования. Автоблокировка относится к устройствам автоматики и предназначена для регулирования движения поездов по показаниям светофоров, сменяющих своё показание автоматически, в результате воздействия колёсной пары вагона на ограждаемый светофором участок пути. Ввиду отсутствия непрерывного контроля скорости движения поезда при автоблокировке, все тормозные пути должны рассчитываться на максимально допустимые скорости движения. Кроме того, применение точечного автостопа требует выделения защитного участка за светофором с запрещающим показанием. Всё это усложняет устройства, ограничивает максимальные скорости и снижает пропускную способность линии. Кроме того, данная система не контролирует соблюдение машинистом установленного скоростного режима. Таким образом, максимальная пропускная способность линий, оборудованных автоблокировкой, равна 42 парам поездов в час, что соответствует интервалу 1м. 25с. (по отправлению). Существенным недостатком автостопов является и то, что автоматическое торможение поезда осуществляется в результате взаимодействия двух механических скоб - путевой и поездной, исправность которых непрерывно не контролируется, а проверяется периодически (по графику). Для увеличения пропускной способности и степени безопасности движения поездов на линиях метрополитена применяют систему автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС), представляющую собой комплекс устройств, предназначенных автоматически, с помощью тормозных средств поезда, регулировать скорость движения таким образом, чтобы расстояние до препятствия было не менее тормозного пути при фактической скорости поезда. 1. Назначение. Система АРС-АЛС предназначена для непрерывного контроля за соблюдением машинистом предельно допустимых скоростей, путём автоматического включения тормозного режима до снижения скорости ниже допустимой, либо до полной остановки поезда. Система внедрялась с целью повышения уровня безопасности движения, а также для перехода на управление поездом машинистом «в одно лицо». Система АРС (далее АРС) выполняет следующие функции:
скорости на данном и впередилежащем участках пути
машинист подтвердил восприятие им сигнала от АРС о превышении допустимой скорости кратковременным нажатием на КВТ (кнопка восприятия торможения) или КБ (кнопка бдительности)
Система АРС не вмешивается в работу машиниста, если он не превышает допустимую скорость и не допускает скатывание поезда или его движение со слишком малой скоростью! 1 2. Пропускная способность. Она определяется расстоянием между соседними движущимися поездами. Чем меньше это расстояние, тем больше пропускная способность линии. На данный момент существуют два типа линий метрополитена:
На линиях с автоблокировкой. Минимальное расстояние между двумя поездами должно равняться сумме длин блок-участка (б/у) и защитного участка (з/у), то есть, длине тормозного пути при ПСТ и при экстренном торможении.  Минимальное расстояние между поездами. Однако, чтобы сзади идущий поезд постоянно не подтормаживал, ожидая открытия светофора, то реально между поездами всегда должен быть ещё один свободный б/у. Таким образом, при автоблокировке рекомендованное расстояние между поездами на линии должно равняться двум блок-участкам + защитный участок. На практике расстояние между двумя движущимися поездами ещё больше, т.к. сюда необходимо прибавить расстояние, проходимое поездом за время срабатывания приборов (Lсп) и расстояние, проходимое за время реакции машиниста на смену сигнала светофора (Lв).  Расстояние между поездами при автоблокировке. Пропускная способность определяется количеством пар поездов (в обоих направлениях), прошедших по участку в течение часа. Для линий, где АРС действует совместно с автоблокировкой, пропускная способность АРС («парность») ограничена пропускной способностью автоблокировки данной линии. Максимальное значение - 42 пары поездов в час, что соответствует интервалу 1м. 25с. (по отправлению). Для адаптации АРС к линии с автоблокировкой введён дополнительный сигнал светофора - красный и жёлтый одновременно горящие огни. Дело в том, что АРС не позволяет поезду приблизиться к светофору с показанием «один красный», т.к. в ограждаемую этим светофором рельсовую цепь частота не подаётся. Это ограничивало бы пропускную способность линии, поэтому для обеспечения возможности въезда поезда на станцию при запрещающем показании выходного светофора введён дополнительный сигнал «один красный и один жёлтый огни». Это дало возможность смены показания «один красный» на «один красный и один жёлтый огни» сразу после освобождения ушедшим поездом защитного участка, равного длине тормозного пути со скоростью не менее 35 км/ч. при экстренном торможении. Данный сигнал имеет значение: «Стой! Запрещается проезжать сигнал, путевой автостоп находится в заграждающем положении». На линиях с погашенными огнями светофоров автоблокировки. АРС производит непрерывное сравнение фактической и допустимой скоростей для данного участка, а также определяет допустимую скорость в зависимости от расстояния до впередиидущего поезда с учётом его скорости. Т.е., если оба поезда следуют с одинаковой скоростью, то АРС позволит держать между ними меньшее расстояние, чем в случае, если бы первый поезд стоял. Расстояние между двумя соседними поездами, обеспечивающее движение согласно режиму вождения, в этом случае должно равняться двум блок-участкам + расстояние, проходимое за время срабатывания приборов. Таким образом, внедрение АРС-АЛС в качестве основного средства сигнализации позволило сократить расстояние между поездами на длину защитного участка и на расстояние, проходимое поездом за время реакции машиниста на смену сигнала. Максимальная пропускная способность таких линий - до 60 пар поездов в час, что соответствует интервалу (по отправлению) 1минута, однако, фактически минимальный интервал движения ограничивается необходимостью маневровой работы на конечных станциях. 2 Сигнал «один красный и один жёлтый огни» на линиях с погашенными огнями предназначен для приёма поезда на станцию с путевым развитием и имеет сигнальное значение: «Стой! Запрещается проезжать сигнал», путевой автостоп находится в заграждающем положении».  Расстояние между поездами при АРС-АЛС без автоблокировки и з/у. 3. Устройства АРС-АЛС. Аппаратура АРС-АЛС состоит из напольных (путевых) и поездных устройств. Рассмотрим их подробнее. Напольные (путевые) устройства АРС. Предназначены для формирования и передачи в рельсовые цепи сигнала о допустимой скорости на данном и впереди лежащем участке (рельсовой цепи или блок-участке) в зависимости от тормозного пути и от наличия ограничения скорости на данном участке. К путевым устройствам относятся:
Рельсовые цепи с изолирующими стыками. Они являются основой построения системы интервального регулирования движения поездов, контролируя занятость путевых блок-участков и целостность ходовых рельсов. До 1984 года на метрополитенах СССР применялись только фазочувствительные рельсовые цепи, состоящие из двух рельсовых нитей, ограниченных по краям изолирующми стыками. На одном конце рельсовой цепи расположен источник питания – путевой трансформатор, а на другом – приёмник – путевое реле. При занятом блок-участке колёсная пара находится между путевым трансформатором и путевым реле. Так как колёсная пара обладает значительно меньшим сопротивлением, чем путевое реле, то реле оказывается зашунтированным колёсной парой и ток по нему не проходит. При этом замыкаются контакты путевого реле в цепи привода автостопа и он принимает заграждающее положение, тем самым замыкая цепь для запрещающего сигнала светофора. Другая пара контактов путевого реле посылает сигнал о занятости блок-участка на шифратор.  3 По рельсовой цепи протекают сразу 3 вида токов: обратный постоянный тяговый ток, переменный ток с частотой 50 Гц для питания путевого реле и переменный сигнальный ток от ГАЛС. Чтобы обеспечить непрерывный отвод тягового тока (на «минус» тяговой подстанции), все изолирующие стыки шунтируются путевыми дросселями, которые не пропускают переменный ток, но имеют очень малое сопротивление постоянному току. На конце рельсовой цепи обратный тяговый ток попадает из каждой нити через полуобмотку дроссель-трансформатора на среднюю точку, далее по кабелю ток попадает опять на среднюю точку уже смежного дроссель-трансформатора, затем разделяется по его полуобмоткам и перетекает в каждую нить следующей рельсовой цепи (см. рис. ниже).  К минусовой шине тяговой подстанции. Бесстыковые рельсовые цепи. Изолирующие стыки являются наиболее уязвимыми узлами путевых устройств и требуют периодической проверки состояния изолирующих элементов. На обслуживание температурных и изолирующих стыков затрачивается до 40% финансовых средств, необходимых на текущее содержание пути. Работы по снижению этих расходов привели к созданию бесстыковых рельсовых цепей (БРЦ). Основным преимуществом применения БРЦ является значительное уменьшение количества изолирующих стыков на линии (в среднем в 15 раз) и, соответственно, исключение путевых дроссель-трансформаторов и других путевых устройств. Это позволило значительно снизить расходы на содержание путевых устройств, а также снизить стоимость строительства новых линий метрополитена. Работы по разработке БРЦ были начаты в 1974 году московским метрополитеном совместно с МИИТ, ВЗИИТ и конструкторским бюро ЦШ МПС СССР. В 1984 году впервые в практике метрополитенов сдан в эксплуатацию участок 2-ой линии Харьковского метрополитена, полностью оборудованный БРЦ. Начиная с 1984 года в проектах строящихся линий метрополитенов СССР и РФ предусматривалось применение только бесстыковых рельсовых цепей. На парковых путях отвод тягового тока осуществляется только по одной рельсовой нити и машинист не всегда имеет возможность её определить, поэтому при установке закоротки между закороткой и ближайшей колёсной парой не должно быть изолирующего стыка! Шифратор. Получает информацию от путевого реле о количестве и длине свободных блок-участков и передаёт её на ГАЛС. Генератор частот АЛС (ГАЛС). Преобразует переменный ток промышленной частоты 50 Гц в переменный ток с сигнальными частотами, соответствующими скоростям: F1: 75 Гц – 80 км/ч (для всех линий) F2: 125 Гц – 70 км/ч (для ТКЛ – 75 км/ч, для КолЛ – 60 км/ч) F3: 175 Гц – 60 км/ч ( для КолЛ – 40 км/ч) F4: 225 Гц – 40 км/ч ( для КолЛ – 0 км/ч) F5: 275 Гц – 0 км/ч (на КолЛ эта частота не подаётся) F6: 325 Гц – признак направления движения (для СЛ, ЛДЛ, АПЛ и КалЛ) и признак равенства скоростей на данном и впередилежащем участках (для АПЛ, БЛ, СЛ и ЛДЛ). 40 Поездные устройства АРС. Предназначены для приёма и обработки сигнальных частот, полученных из рельсовых цепей, а также для формирования команд и передачу их в цепи управления поезда. К поездным устройствам относятся:
Приёмные катушки (ПК). С  лужат для приёма сигнала из РЦ. Сердечник из электротехнической стали обмотан изолированным проводом. Для защиты от влаги ПК залита эпоксидной смолой. Одна или две пары катушек устанавливаются на головных вагонах перед первой колёсной парой на высоте 175 + 10 мм от уровня головки ходового рельса (см. фото в приложении). При работе на линии ПК находятся в переменном магнитном поле, созданном сигнальным током, и в них наводится ЭДС. Так как между собой ПК включены встречно и последовательно, то ЭДС обеих катушек будет иметь одинаковое направление, а помехи – противоположное. В результате полезные сигналы (ЭДС) складываются, а помехи - вычитаются. Расположение приёмных катушек (вагон 81-740). Измерители скорости ИС-02.  Два аппарата ИС-02 устанавливаются в левом аппаратном отсеке (перегородка между кабиной машиниста и салоном). Они работают совместно с ДВШ на вагонах 81-717.5м и вагонах, прошедших капремонт РУ1, РУ2 или РУ3. Т.к. после проточки колеса его диаметр уменьшается, то увеличится количество его оборотов. Учитывая, что заменить зубчатый диск в ДВШ не представляется возможным, то для увязки частоты, выдаваемой ДВШ, с диаметром колеса предусмотрены два ИС, каждый для своего ДВШ. ИС имеет ручной многопозиционный переключатель, который позволяет производить коррекцию до 12-ти ступеней и обеспечивает отображение на пульте машиниста информации о фактической скорости поезда в цифровом виде. В отсеке также расположены реле РОТ1, РОТ2 (стр. 16) и РПДП (стр. 48). Расположение аппаратов в левом аппаратном отсеке. 5 Датчик скорости (ДС) или датчик вращения шестерни (ДВШ). Служит для измерения фактической скорости движения. ДС-1 и ДС-2 устанавливаются на левых буксах 2й и 4й колёсных пар головных вагонов, а ДВШ-1 и ДВШ-2 - на редукторах 2й и 4й колёсных пар соответственно (см. рисунок на стр. 7). Датчик представляет из себя генератор переменного тока, состоящий из ротора (зубчатый диск) и статора из 4х последовательно соединённых катушек. При вращении диска в статоре наводится ЭДС с частотой, прямо пропорциональной скорости движения поезда. Для обеспечения точности показаний скорости, после проточки колесной пары необходимо заменить зубчатый диск на соответствующий фактическому диаметру колеса (с меньшим числом зубцов). Статив с аппаратурой АРС. Статив размещается в правом аппаратном отсеке (перегородка между салоном и кабиной).    АРС Днепр, АРС-ДАУ и МАРС. АРС МП.
|