Доклад на научно-практической конференции «Перспективы внедрения технических средств безопасности движения на железных дорогах Украины». г. Хмельник, Винницкая обл., 2010 г.

Электронная система счета осей

Общие сведенияОсновными направлениями, обусловливающими максимальную эффективность модернизации технических средств, являются:

• замена устаревшего и оптимизация нового станционного и напольного оборудования;
• контроль и управление поездными операциями из единых центров диспетчерского управления;
• применение микропроцессорной техники для максимального сокращения эксплуатационных и строительных затрат.

Модернизация технических средств должна осуществляться путем их сокращения и проведения следующих мероприятий:

• замены устаревших систем ЭЦ на МПЦ или модернизации их по гибридному варианту;
• замены эксплуатируемых систем интервального регулирования на системы с применением счетчиков осей и автоматической локомотивной сигнализации с точечными каналами связи (АЛС–ТКС);
• применения централизованной системы управления.

 Известно, что важнейшим элементом практически всех систем железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, являются рельсовые цепи. Они служат первичным источником информации о состоянии контролируемых участков пути. Однако в силу ряда объективных причин (низкого сопротивления балласта, ограниченной длины, отсутствия возможности изолировать рельсы от мостовых конструкций, значительных эксплуатационных расходов и т.д.) иногда технически нецелесообразно использовать рельсовые цепи.Контроль свободного состояния таких путевых участков может быть также осуществлен на принципе счета входящих и выходящих с участка колесных пар. Системы счета осей предназначены для эксплуатации в составе систем железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте общей сети и на специализированных путях (промтранспорте), для контроля свободности (занятости) разветвленных и неразветвленных участков пути на станциях и перегонах при любом виде тяги поездов.Системы счета осей подвижного состава дают возможность автоматически подсчитывать оси подвижного состава, проходящие через определенные точки станции в любом направлении и за любой период времени, а также архивировать эту информацию. Это позволит иметь информацию о количестве вагонов, находящихся в любой момент и на любых участках пути, например, на приемоотправочных путях, бесстрелочных участках в горловине станции, в тупиках, на перегонах.Счетчики осей рекомендуются к применению:

• когда имеет место невозможность или экономическая нецелесообразность использования рельсовых цепей различных типов в связи с низким сопротивлением балласта;
• при металлических шпалах;
• загрязненности поверхности головок рельсов;
• мешающем влиянии тяговой контактной сети, промышленных установок или линий электропередач и т. п.

В отдельных случаях счетчики осей могут применяться совместно с рельсовыми цепями.Система счета осей обеспечивает:

• непрерывный контроль состояния свободности путей и стрелочных секций любой конфигурации, при этом целостность рельсовых нитей не контролируется;

• устойчивую работу аппаратуры при переключении фидеров питания;
• возможность избирательного искусственного восстановления исходного состояния аппаратуры устройств системы счета осей после производства работ по техническому обслуживанию, замены аппаратуры или  после сбоя в её работе;
• возможность организации сбора и накопления информации о работе аппаратуры, регистрации событий и состояний контролируемых  путевых участков и стрелочных секций с помощью любого персонального компьютера.

На сегодняшний день существуют следующие технические решения системы счета осей:

• на перегонах, оборудованных полуавтоматической блокировкой (в том числе и при ДЦ малодеятельных линий), для контроля свободности перегона, проверки прибытия поезда в полном составе и автоматического формирования блок-сигнала “путевое прибытие”;
• перегонах, оборудованных автоматической блокировкой для контроля свободности отдельных участков с разводными или металлическими мостами, на которых не обеспечивается изоляция рельсов от элементов пролетного строения;
• станциях, оборудованных ЭЦ или устройствами ключевой зависимости стрелок и сигналов, для контроля свободности разветвленных и неразветвленных участков путей станции;
• перегонных переездах при ПАБ и АБ, оборудованных переездной сигнализацией, для контроля свободности участков извещения к переездам и фиксации направления движения и проследования поезда.

При оборудовании станции устройствами системы счета осей не требуется установка изолирующих стыков и  дроссель-трансформаторов на границах некодируемых путевых участков и стрелочных секций.На станциях с электрической тягой для обеспечения канализации тягового тока, устанавливаются стыковые и электротяговые соединители.При автономной тяге могут не устанавливаться стыковые соединители и стрелочные соединители (кроме кодируемых участков).В связи с тем, что устройства счета осей не контролируют целостность рельсовых нитей, а при отсутствии рельсовых цепей, как правило, невозможно осуществить кодирование путей кодами АЛСН, применение счетчиков осей на главных путях станций, путях безостановочного пропуска и путях, по которым осуществляется движение пассажирских и пригородных поездов, а также на перегонах, оборудованных автоблокировкой применять нецелесообразно.В необходимых случаях на участках пути без рельсовых цепей кодирование кодами АЛСН можно выполнять с помощью шлейфа (шлейфов), укладываемых рядом с рельсами. Максимальную длину шлейфа рекомендуется принимать не более 250…300 м. При большей длине участка пути следует использовать несколько шлейфов, включаемых через отдельные кодовые трансформаторы.Исключение из эксплуатации рельсовых цепей, являющихся причиной 30-40% всех отказов устройств СЦБ, приведет к снижению задержек и простоев подвижного состава, повышению оборота вагонов и локомотивов, улучшению безопасности движения поездов. При этом исключаются эксплуатационные расходы по подрезке балласта, по замене и содержанию элементов изоляции рельсовых линий и стыковых соединителей, в том числе расходы на эксплуатацию дрезин для приварки стыковых соединителей (горюче-смазочные материалы, ремонт, зарплата работников). Характеристика системы счета осейОсновные параметры системы счета осей:

• скорость проследования поездов по контролируемым участкам 0…250 км/ч;
• диапазон рабочих температур – 40…+85 С°;
• дальность достоверной передачи информации между пунктами счета осей и постом ЭЦ не более 10 км;
• потребляемая мощность не более 10 ВА.

В общем случае система включает в себя (рисунок 1):

• пункт счета осей (ПСО);
• напольный электронный модуль (НЭМ);
• кабельную линию связи (КЛС);
• постовое решающее устройство (ПРУ);
• путевые реле (ПР);
• пульт искусственного восстановления исходного состояния   аппаратуры счета осей (ПИВС);
• устройство бесперебойного питания (УБП).

Рисунок 1- Структурная схема системы счета осей на станции

Пункты счета осей предназначены для получения первичной информации о количестве осей подвижного состава (с учётом направления движения), находящихся в пределах контролируемых системой участков и секций, и передачи полученной информации на постовое решающее устройство. ПСО размещаются на границах контролируемых устройствами станционных путей и стрелочных секций, а также на границах участков приближения к станции. Каждый пункт счета осей включает в себя путевой датчик и напольный электронный модуль.

Путевой датчик предназначен для формирования электрических сигналов в момент прохода над ним оси подвижного состава.

Напольный электронный модуль предназначен для подсчёта проследовавших через пункт счёта осей подвижного состава, с учётом направления движения, и передачи полученной информации на постовое решающее устройство. Кроме того, контролирует исправность путевого датчика и его правильное положение относительно головки рельса.

Порядок работы:

Во время прохода подвижного состава путевой датчик пункта счёта осей формирует электрические сигналы, которые несут информацию о факте проследования оси и направлении движения. Сигналы путевого датчика по кабелю поступают в напольный электронный модуль (НЭМ), который производит подсчет зафиксированных датчиком осей, с учетом направления их движения.Постовое решающее устройство непрерывно, поочередно опрашивает пункты счёта осей, которые, получив запрос, передают информацию о количестве проследовавших осей на ПРУ. Постовое решающее устройство обрабатывает полученную информацию и управляет работой путевых реле.

В процессе работы каждый НЭМ непрерывно самотестируется, контролирует работоспособность путевого датчика, а также правильное положение датчика относительно рельса. В случае появления неисправности или несанкционированного демонтажа датчика НЭМ переходит в защитное состояние, что приводит к выключению соответствующего путевого реле на посту ЭЦ.В случае сбоя в работе любого пункта счёта, путевые реле граничащих с ним участков пути (секций) останутся без тока после фактического освобождения этих участков (секций) подвижным составом. Для устранения ложной занятости путевых участков и стрелочных секций предусмотрен пульт искусственного восстановления исходного состояния устройств счета осей (ПИВС). Пульт имеет групповую кнопку искусственного восстановления и индивидуальные кнопки для каждого путевого участка и стрелочной секции.

Экономическая эффективность системы счета осей достигается за счет:

• Снижение стоимости оборудования и затрат на содержание устройств СЦБ и верхнего строения пути;
• Исключение медесодержащих элементов (дроссель-трансформаторов, медных перемычек) и как следствие расходов на их восстановление при кражах;
• Возможность контроля участков с «нулевым» сопротивлением балласта, металлических мостов, в целом перегонов для передачи информации в ДЦ.