Доповідь на науково-практичній конференції «Перспективи впровадження технічних засобів безпеки руху на залізницях України». м. Хмільник, Вінницька обл., 2010 р.

Електронна система рахунку осей

Загальні відомостіОсновними напрямками, які зумовлюють максимальну ефективність модернізації технічних засобів, є:

• заміна застарілого та оптимізація нового станційного і підлогового обладнання;
• контроль і управління поїзними операціями з єдиних центрів диспетчерського управління;
• застосування мікропроцесорної техніки для максимального скорочення експлуатаційних та будівельних витрат.

Модернізація технічних засобів повинна здійснюватися шляхом їх скорочення і проведення наступних заходів:

• заміни застарілих систем ЕЦ на МПЦ або модернізації їх за гібридним варіантом;
• заміни експлуатованих систем інтервального регулювання на системи з застосуванням лічильників осей і автоматичної локомотивної сигналізації з точковими каналами зв’язку (АЛС-ТКЗ);
• застосування централізованої системи управління.

Відомо, що найважливішим елементом практично всіх систем залізничної автоматики, що забезпечують безпеку руху поїздів, є рейкові ланцюги. Вони служать первинним джерелом інформації про стан контрольованих ділянок шляху. Однак в силу низки об’єктивних причин (низький опір баласту, обмеженої довжини, відсутності можливості ізолювати рейки від мостових конструкцій, значних експлуатаційних витрат і т.д.) іноді технічно недоцільно використовувати рейкові ланцюги.

Контроль вільного стану таких колійних ділянок може бути також здійснений за принципом рахунку колісних пар, що входять і виходять з ділянки. Системи рахунку осей призначені для експлуатації в складі систем залізничної автоматики і телемеханіки на залізничному транспорті загальної мережі та на спеціалізованих коліях (промтранспорте), для контролю вільності (зайнятості) розгалужених і нерозгалужених ділянок колії на станціях і перегонах за будь-якого виду тяги поїздів.Системи рахунку осей рухомого складу дають можливість автоматично підраховувати осі рухомого складу, що проходять через певні точки станції в будь-якому напрямку і за будь-який період часу, а також архівувати цю інформацію. Це дозволить мати інформацію про кількість вагонів, що знаходяться в будь-який момент і на будь-яких ділянках шляху, наприклад, на приймально-выдправних шляхах, безстрілочних ділянках у горловині станції, в тупиках, на перегонах.Лічильники осей рекомендуються до застосування:

• коли має місце неможливість або економічна недоцільність використання рейкових кіл різних типів у зв’язку з низьким опором баласту;
• при металевих шпалах;
• забрудненні поверхні головок рейок;
• заважаючому впливу тягової контактної мережі, промислових установ або ліній електропередач і т. п.

В окремих випадках лічильники осей можуть застосовуватися спільно з рейковими ланцюгами.Система рахунку осей забезпечує:

• безперервний контроль стану вільності колій та стрілочних секцій будь-якої конфігурації, при цьому цілісність рейкових ниток не контролюється;
• стійку роботу апаратури за перемиканні фідерів живлення;
• можливість виборчого штучного відновлення початкового стану апаратури пристроїв системи рахунку осей після виконання робіт з технічного обслуговування, заміни апаратури чи після збою в її роботі;
• можливість організації збору і накопичення інформації про роботу апаратури, реєстрації подій і станів контрольованих колійних ділянок та стрілочних секцій за допомогою будь-якого персонального комп’ютера.

На сьогоднішній день існують такі технічні рішення системи рахунку осей:

• на перегонах, обладнаних напівавтоматичним блокуванням (у тому числі і за ДЦ малодіяльних ліній), для контролю вільності перегону, перевірки прибуття поїзда в повному складі і автоматичного формування блок-сигналу “колійне прибуття”;
• перегонах, обладнаних автоматичним блокуванням для контролю вільності окремих ділянок з розвідними або металевими мостами, на яких не забезпечується ізоляція рейок від елементів прогонової будови;
• станціях, обладнаних ЕЦ або пристроями ключової залежності стрілок і сигналів, для контролю вільності розгалужених і нерозгалужених ділянок колій станції;
• перегінних переїздах за НАБ і АБ, обладнаних переїзною сигналізацією, для контролю вільності ділянок сповіщення до переїздів і фіксації напрямку руху і проходження поїзда.

При обладнанні станції пристроями системи рахунку осей не потрібна установка ізолюючих стиків і дросель-трансформаторів на кордонах колійних ділянок та стрілочних секцій, що не кодуються.

На станціях з електричною тягою для забезпечення каналізації тягового струму, встановлюються стикові і електротягові з’єднувачі.За автономної тяги можуть не встановлюватися стикові з’єднувачі та стрілочні з’єднувачі (крім кодованих ділянок).У зв’язку з тим, що пристрої рахунку осей не контролюють цілісність рейкових ниток, а за відсутності рейкових ланцюгів, як правило, неможливо здійснити кодування шляхів кодами АЛС, застосування лічильників осей на головних коліях станцій, коліях безупинного пропускання і шляхах, якими здійснюється рух пасажирських і приміських поїздів, а також на перегонах, обладнаних автоблокуванням, застосовувати недоцільно.У необхідних випадках на ділянках шляху без рейкових ланцюгів кодування кодами АЛС можна виконувати за допомогою шлейфа (шлейфів), що укладаються поруч з рейками. Максимальну довжину шлейфа рекомендується приймати не більше 250 … 300 м. При більшій довжині ділянки шляху слід використовувати декілька шлейфів, що включаються через окремі кодові трансформатори.Виключення з експлуатації рейкових ланцюгів, які є причиною 30-40% всіх відмов пристроїв СЦБ, призведе до зниження затримок і простоїв рухомого складу, підвищення обороту вагонів і локомотивів, поліпшення безпеки руху поїздів. При цьому виключаються експлуатаційні витрати щодо підрізування баласту, заміні та утриманню елементів ізоляції рейкових ліній і стикових з’єднувачів, у тому числі витрати на експлуатацію дрезин для приварки стикових з’єднувачів (паливно-мастильні матеріали, ремонт, зарплата працівників).

Характеристика системи рахунку осей:

Основні параметри системи рахунку осей:

• швидкість проходження поїздів за контрольованими ділянками 0 … 250 км / год;
• діапазон робочих температур – 40 … +85 С °;
• дальність достовірної передачі інформації між пунктами рахунку осей і постом ЕЦ не більше 10 км;
• споживана потужність не більше 10 ВА.

У загальному випадку система включає в себе (малюнок 1):

• пункт рахунку осей (ПРО);
• підлоговий електронний модуль (ПЕМ);
• кабельну лінію зв’язку (КЛЗ);
• постовий вирішальний пристрій (ПВП);
• шляхові реле (ШР);
• пульт штучного відновлення початкового стану апаратури рахунку осей (ПШВС);
• пристрій безперебійного живлення (ПБЖ).

Малюнок 1 – Структурна схема системи рахунку осей на станції

Пункти рахунку осей призначені для отримання первинної інформації про кількість осей рухомого складу (з урахуванням напрямку руху), що знаходяться в межах контрольованих системою ділянок та секцій, і передачі отриманої інформації на постовий вирішальний пристрій. ПРО розміщуються на межах контрольованих пристроями станційних колій та стрілочних секцій, а також на межах ділянок наближення до станції. Кожен пункт рахунку осей включає в себе шляховий датчик і підлоговий електронний модуль.Шляховий датчик призначений для формування електричних сигналів в момент проходу над ним осі рухомого складу.Підлоговий електронний модуль призначений для підрахунку осей рухомого складу, які пройшли через пункт рахунку, з урахуванням напрямку руху, і передачі отриманої інформації на постовий вирішальний пристрій. Крім того, контролює справність колійного датчика і його правильне положення щодо головки рейки.

Порядок роботи:

Під час проходу рухомого складу шляховий датчик пункту рахунку осей формує електричні сигнали, які несуть інформацію про факт проходження осі і напрямку руху. Сигнали колійного датчика за кабелем надходять в підлоговий електронний модуль (ПЕМ), який виробляє підрахунок зафіксованих датчиком осей, з урахуванням напрямку їх руху.Постовий вирішальний пристрій безперервно, по черзі опитує пункти рахунку осей, які, отримавши запит, передають інформацію про кількість осей, які пройшли на ПВП. Постовий вирішальний пристрій обробляє отриману інформацію і управляє роботою шляхових реле.В процесі роботи кожен ПЕМ безперервно самотестуеться, контролює працездатність колійного датчика, а також правильне положення датчика щодо рейки. У разі появи несправності або несанкціонованого демонтажу датчика ПЕМ переходить в захисний стан, що призводить до вимикання відповідного колійного реле на посту ЕЦ.

У разі збою в роботі будь-якого пункту рахунку, шляхові реле межуючих з ним ділянок колії (секцій) залишаться без струму після фактичного звільнення цих ділянок (секцій) рухомим складом. Для усунення помилкової зайнятості колійних ділянок та стрілочних секцій передбачений пульт штучного відновлення початкового стану пристроїв рахунку осей (ПШВС). Пульт має групову кнопку штучного відновлення та індивідуальні кнопки для кожної шляхової ділянки та стрілочної секції.

Економічна ефективність системи рахунку осей досягається за рахунок:

• Зниження вартості обладнання і витрат на утримання пристроїв СЦБ і верхньої будови колії;
• Виключення елементів, що містять мідь (дросель-трансформаторів, мідних перемичок) і як наслідок витрат на їх відновлення у випадках крадіжок;
• Можливість контролю ділянок з «нульовим» опором баласту, металевих мостів, в цілому перегонів для передачі інформації в ДЦ.