Ilustracja 1: Przekaźnik

Parametry przekaźnika (takie złe urządzenie co to się naciska co powoduje stykanie kabelków :P):

• wartość prądu w uzwojeniu: dla prądu charakterystyczne są wartości prądu przyciągania i prądu zwalniania;

• czas przyciągania i czas zwalniania ograniczają szybkość pracy przekaźnika;

Ilustracja 2: Światełka najprostszy układ

W urządzeniach sterowania ruchem przyjmujemy zasadę pojedynczego występowania zdarzeń. Dotyczy to zarówno działań planowych jak i usterek.

Konstrukcja sygnalizatora:

Sygnalizator musi posiadać sygnał zezwalający na drogę i sygnał zabraniający jazdy. Stanem zasadniczym jest światło czerwone. Światło zielone powinno wykluczać światło czerwone i być włączane pod warunkiem spełnienia zależności przebiegowych.

Ilustracja 3: Światełka z migającym światłem zastępczym- miga dzięki kondensatorowi

W przypadku awarii światła zielonego możemy zastosować sygnał zastępczy.

Sygnał zastępczy (białe światełko) nie podlega kontroli przez urządzenia przebiegowe, jest kontrolowany wyłącznie administracyjnie. Obwód sygnału zastępczego składa się z baterii, żarówki i układu impulsującego (na rysunku kondensatora). Miganie światła realizuje się poprzez układ impulsatora.

W przypadku sygnału wielopunktowego urządzenie powinno zapewnić wyłączenie sygnału zezwalającego w formie niezgodnej z decyzją.

Przelotowość linii kolejowej:

Wykorzystaniem linii nazywamy przewidzianą rozkładowo ilość par pociągów na dobę (u nas granica wynosi około 12 par pociągów na dobę).

Przelotowością nazywamy ilość pociągów jaką możemy przepuścić między stacjami w ciągu godziny. Na czas przelotowości dla jednego pociągu składa się:

• czas przygotowania przejazdu- rozmowa zapowiadawcza → przygotować drogę przebiegu (czynności z urządzeniami liniowymi, ułożenie drogi przebiegu, podanie sygnału) → wyprawić pociąg;

• czas fizycznego przejazdu- w praktyce odległość stacji do 5km pozwala traktować czas fizycznego przejazdu jako mały w stosunku do czasu przygotowania i zakończenia; czas przelotu ze względów organizacyjnych może wynosić od 5 do 15 minut; przy szlakach dłuższych występuje zagadnienie technicznego czasu przejazdu; czas ten zależy od dozwolonej prędkości na szlaku, rodzaju pociągu, ograniczeń związanych z doraźną sytuacją na szlaku;

• czas przywrócenia stanu początkowego

Na przelotowość szlaku wpływa sposób prowadzenia ruchu pociągów.

Ruch pociągów może mieć organizacje:

• ruch wahadłowy- linia jednotorowa (pociąg jedzie raz w 1 a potem w 2 stronę) (tylko 1 pociąg na szlaku);

• ruch sztafetowy- kilka pociągów śmiga w 1 stronę po kolei (tylko 1 pociąg na szlaku)- ruch jest tylko w 1 stronę;

• ruch sztafetowy dwutorowy- jw. tyle że po 2 torach;

Niezbędnym warunkiem wykorzystania szlaku jest kontrola pobytu pojazdu na torze szlakowym.

• Kontrola na zasadzie obserwacji

• Układ kontroli ilości osi – przy semaforze wyjazdowym, i wjazdowym znajdują się urządzenia liczące osie; jeśli na semaforze wyjazdowym i semaforze wjazdowym następnej stacji liczba osi się zgadzają to jest wszystko ok.

• Kontrola prądowa obwodu szlakowego- taki sobie układzik z przekaźnikiem (jak jest w stanie wzbudzonym → tor jest wolny, a jak 'odwzbudzony' to tor jest zajęty)

Przejazd pociągu przez szlak jest dodatkowo kontrolowany przez urządzenia obu stacji. Przy urządzeniach mechanicznych z ruchem wahadłowym na szlaku można wykorzystywać berło. Jeśli występują urządzenia liniowe (blokowe) to realizacja przygotowania od strony automatyki odbywa się poprzez przesłanie sygnałów elektrycznych.

Istnieją dwa rozwiązania techniczne poprawiające przelotowość:

• 
  Ilustracja 4: Mijanka na szlaku

  zbudowanie na szlaku ministacji (mijanek)- dzieli ona szlak na niezależne krótsze szlaki; (jeżeli na mijankę zostały wprowadzone 2 pojazdy to żeby wprowadzić 3 trzeba użyć zaplombowanego przycisku (trzeba pomyśleć zanim się to zrobi) a na 4 pojazd sprzęt nie pozwoli);

• 
  Ilustracja 5: Posterunek odstępowy

  
  Ilustracja 6: Posterunek odstępowy na zasadzie transmisji bezprzewodowej

  posterunek odstępowy- (domeczek z ludkiem co obsługuje blokady) pod względem urządzeń blokady spełnia te same założenia co mijanka, posiada jednak ograniczenie wykluczające ruch dwukierunkowy na odcinku szlakowym;układ pozwala zwiększyć przelotowość szlaku przy ruchu sztafetowym; posterunki odstępowe można realizować na zasadzie transmisji bezprzewodowej, daje to możliwość awaryjnego ustawiania posterunków odstępowych i pozwala to w sposób płynny regulować przepustowość szlaku; wykorzystując zasady posterunków odstępowych i zakładając i zakładając ruch sztafetowy dwutorowy można zrealizować automatyczne posterunki blokady; funkcjonowanie ich polega na daniu stałej zgody na przez stacje docelową na ruch w danym kierunku, zaś podzielenie szlaku na odstępy na których możemy umieszczać pojedyncze pociągi; wiąże się to z możliwością zwiększenia przepustowości i zachowaniem bezpieczeństwa, gdyż każdy pojazd jest osłaniany w sposób automatyczny sygnałem stój; w systemach stacyjnych i liniowych występuje często potrzeba regulowania prędkości pojazdów poruszających się po szlaku i stacji; powodem tego może być układ torowy lub zasady bezpieczeństwa, ew. zachowanie niezbędnej odległości pomiędzy pojazdami.

Sygnalizacja prędkościowa:

Ponieważ pociągi poruszają się z różnymi maksymalnymi prędkościami a na szlaku występują ograniczenia prędkościowe przyjęto międzynarodowy system sygnalizacji, w którym sygnał zezwalający na jazdę jest jednocześnie informacją składającą się z 2 wyrazów:

• prędkość na początku odcinka

• prędkość przy następnym sygnalizatorze

Warunkiem dodatkowym jest odstęp pomiędzy sygnalizatorami przekraczający drogi hamowania.

Na kolei zakłada się następujące wartości prędkości:

• maksymalna od 50 do 180km/h

• prędkość 100km/h

• 60 km/h

• 40 km/h

  
  Ilustracja 7: Semafor wielokomorowy

W związku z tym wymyślono semafor wielokomorowy przekazujący pełną sygnalizacje prędkościową.

Sygnał czerwony występuje zawsze samodzielnie, ewentualnie z sygnałem zastępczym (białym migającym).

Sygnał zastępczy nie występuje samodzielnie lub z innym światłem niż czerwone.

Przy mijaniu sygnalizatora wyrażającego zgodę na prędkość maksymalną świeci się tylko jedna komora światłem zezwalającym.

Sygnalizator czyta się od dołu.

Oznaczenia kolorów:

• Zielony oznacza maksymalną prędkość przy mnie i przy następnym;

• Zielony migający przy mnie maksymalnie przy następnym 100km/h;

• Pomarańczowy migający przy mnie max przy następnym 40km/h (lub 60km/h);

• Pomarańczowe ciągłe przy mnie max przy następnym stój;

• Jeśli dodajemy do powyższych sygnałów światło ciągłe pomarańczowe (to dolne) tzn że przy mnie 40 km/h a następnym prędkość taka jaką pokazuje to drugie światło;

• Jeśli dodamy do tego migającego pomarańczowego dolnego (+) pomarańczowy pasek to 60 km/h;

• Migające dolne pomarańczowe i zielony pasek 100km/h;

Tablicą zależności nazywamy graficzne przedstawienie uzależnienia zgody na przejazd pociągu od warunków infrastruktury.

Kolumny:

Stan elementów infrastruktury:

- odcinków torowych;

- zwrotnic;

- wykolejnic;

- sygnalizatorów.

Wiersze:

Przebiegi - warunki zgody na przebieg.

 

Tablica zależności obejmuje przebiegi uwzględnione w regulaminie stacyjnym i pozwala zrealizować urządzenia zapewniające sprawną i bezpieczną obsługę.

Zależności przedstawione w tablicy powinny być realizowane w nastawni urządzeniami srk.

Kolumnom tablicy zależności odpowiadają w nastawni elementy związane z:

- położeniem zwrotnic;

- położeniem sygnalizatorów;

- uzależnieniem od sąsiedniej stacji;

- zajętością torów (ewentualnie).

 

W nastawni tablicę zależności realizuje fizycznie skrzynia zależności.

Może mieć ona charakter mechaniczny lub elektryczny.

S. z. mechaniczna może być wisząca lub stojąca na ławie.

S. z. elektryczna jest to zestaw urządzeń przekaźnikowych.

 

Skrzynie zależności mechaniczne stosujemy w dwóch układach:

- urządzenia kluczowe (skrzynia Zazulaka);

- urządzenia scentralizowane.

 

IA        IZ1      E         1          C         IZ2     IB

                                   F          2          D

 

Na stacji ujmujemy wszystkie przebiegi z zastrzeżeniem, ze wjazd na tor 2 odbywa się z zatrzymaniem.

W związku z tym sygnalizatory A i B uwzględniają ograniczenie prędkości.

Najprostszym rozwiązaniem zależnościowym dla tej stacji jest układ skrzyni kluczowej.

Nie będzie kontroli odcinków torowych, tylko kontrola sygnalizatorów,

 

SA     SB     Z1     Z2     A       B       C       D       E       F      

                   +   -   +   -   S       S       S       S        S       S

Z                 X            (x)                   X                 X      X         A->1

~~~pozostałe - do sprawdzenia ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Z                      X  X                                             X       X     A->2

          Z       X                X                X       X                         B->1

          Z            X       X                    X       X                         B->2

          P       X                          X                X                         C

          P            X                     X       X                                   D

P                          X       X                                             X      E

P                               X  X                                   X                F

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

W zależności od zapisów w regulaminie stacyjnym przebieg uzależniamy od położenia zwrotnicy Z2 lub sygnalizatora B.

Zazwyczaj zwrotnicę Z2 ustawiamy w położenie ochronne.

Zgodnie z zapisem poprzednim o jeździe bez zatrzymania po torze 1 uzależniony powinien być sygnalizator B.

Zależność przedstawiona w tablicy jest realizowana mechanicznie w skrzyni zależności.

Szyna związana ze zwrotnicą posiada trzy położenia:

- zamknięcie "+";

- zamknięcie "-";

- stan wykluczania przebiegów.

W przypadku uzgodnień z sąsiednią stacją występuje konieczność transmisji elektrycznej. Jest ona realizowana przez układ zwany blokiem.

Posiada on dwa wykluczające się położenia:

- zgoda;

- pozwolenie.

Obsługa bloków wymaga współpracy obu dyżurnych i porozumienia telefonicznego.

Powyższa sytuacja stwarza możliwość ustawienia sygnalizatorów przypisanych temu szlakowi na zgodę wyjazdu.

Jeśli nie użyliśmy sygnalizatora, to może nastąpić cofnięcie zgody.

Wyjęcie klucza sygnalizatora pozwala na uruchomienie sygnalizatora w terenie.

Do wykonania tej operacji konieczne było wyjęcie klucza "Stój" tego semafora.

Po przejeździe pociągu stacja przeciwna cofa nam blok pozwolenia, a my wracamy z sygnalizatorem i jego kluczami do stanu zasadniczego.

W przypadku przejazdu bez zatrzymania torem 1 musi być dodatkowo zabezpieczone połozenie zwrotnicy 1 - musi być klucz od rygla zwrotnicowego.

Urządzenie zależnościowe pozwala na realizację tylko przewidzianych w kontroli przebiegów.

Układ skrzyni zależnościowej wymusza wykonanie kolejno przewidzianych czynności przy realizacji przebiegu.

Rozwój urządzeń automatyki poszedł w kierunku ułatwienia obsługi urządzeń infrastruktury. Do zadań tych należy centralizacja urządzeń mechanicznych. Polega ona na wprowadzeniu zdalnego sterowania urządzeniami infrastruktury. Oznacza to w praktyce, że za pomocą pędni mechanicznych przestawiamy zdalnie zwrotnice i sygnalizatory. Układ taki nie wymaga kluczy i realizacji przebiegów w terenie. Urządzenia takie nazywamy urządzeniami mechanicznymi scentralizowanymi.

Skrzynia zależności jest montowana na ławie i połączona szynami z odpowiednimi nastawnikami. Ze skrzynią połączone są również bloki elektryczne do współpracy z sąsiednimi stacjami.

Obsługa wymaga większego zaangażowania fizycznego, ale skraca się czas realizacji przebiegu; ponadto zblokowanie wszystkich urządzeń umożliwia wprowadzenie dodatkowych elementów w układy bloków i skrzyń zależności podnoszących bezpieczeństwo ruchu pociągów.

Elementy centralnego sterowania urządzeniami mechanicznymi:

Przy scentralizowanej obsłudze nie mamy długotrwałych stanów pośrednich. Nie należy ich uwzględniać w skrzyni zależności. Sterowanie sygnalizatorami bezpośrednio z nastawni pozwala na rozdzielenie czynności przygotowywania przebiegu i podania sygnału na sygnalizatorze. Przygotowanie przebiegu polega na ustawieniu zwrotnic we właściwe położenie i sprawdzeniu przez zależności położeń sygnalizatorów sprzecznych. Potwierdzenie przygotowania przebiegu możemy zrealizować przesuwając odpowiednią dźwignię przebiegową. Czynność tą nazywamy utwierdzeniem przebiegu. Utwierdzenie nie pozwala zmienić stanu infrastruktury w tym zakresie. Utwierdzenie ma charakter zwrotny (tj jak cofnę dźwignię przebiegową to sobie mogę majtać.....). Obsługa sygnalizatora dla danego przebiegu stanowi teraz osobną czynność, na którą składają się wykorzystanie ustawionego przebiegu i stan bloków współpracy. Podstawowym elementem systemu obsługi sygnalizatorów jest układ bloków zapewniający bezpieczną obsługę szlaku pomiędzy stacjami. Bloki muszą być obsługiwane dwustronnie w ustalonej kolejności. Do przesyłania sygnałów wykorzystuje się kabel teletechniczny i induktor. W zależności od położenia bloku do przesyłania sygnałów wykorzystuje się odpowiednie żyły w kablu, a przełączanie tych żył jest mechaniczne przez przycisk w bloku. W bloku znajduje się odbiornik prądu zmiennego, który powoduje mechaniczne przestawienie przekaźnika i w związku z tym uruchomienie pewnych dźwigni i przełączenie pewnych obwodów. Aktualne położenie bloku zależy od stanu przekaźnika i czynności dyżurnego ruchu. Ze względu na ułatwienie obsługi stan bloku jest sygnalizowany dodatkowo położeniem tarczy informacyjnej.

Pędnie ze względu na wymaganą siłę i dokładność są wyposażone w naprężacze, które powodują utrzymanie stałej długości i siły w pędni. Jeśli zwrotnice zaopatrzymy w napęd elektryczny to jej dźwignia powoduje włączenie odpowiedniego kierunku przesuwu zaś dodatkowy obwód elektryczny kontroluje osiągnięcie położenia i steruje przekaźnikiem przesuwającym drążek zwrotnicy. Wprowadzenie sterowania elektrycznego w dowolny układ infrastruktury musi się wiązać z obwodem potwierdzającym stan. Na podobnej zasadzie można sterować zdalnie sygnalizator elektryczny ale wymaga to również obwodu potwierdzającego i przekaźnika, który ustawi szynę sygnalizatora w skrzyni zależności.

Podział stacji nastawianej mechanicznie:

Przy większych rozmiarach stacji powstaje problem z obsługą urządzeń scentralizowanych. Rozwiązaniem jest koncepcja podziału stacji. Stacje dzieli się na rejony nastawcze. Rejon nastawczy to część stacji związana z jednej strony ze szlakiem, a z drugiej strony z innym rejonem. W każdym z rejonów ustawiamy urządzenia infrastruktury związane z danym rejonem i wprowadzamy je do nastawni zwanej wykonawczą. Organizacyjnie ruchem na stacji zarządza jednoosobowo dyżurny ruchu. Może on być związany z jedną z nastawni zwaną dysponującą lub może mieć niezależne pomieszczenie. Dyżurny ruchu z nastawniami porozumiewa się telefonicznie a w zakresie urządzeń automatyki wydaje dyspozycje przy pomocy bloków. Każda nastawnia wykonawcza posiada zestaw bloków związanych z dyżurnym ruchu. Niezbędna jest skrzynia zależności dyżurnego ruchu obejmująca połączenie bloków szlakowych i stacyjnych.

Urządzenia z kontrolą zajętości torów:

Brak kontroli zajętości torów wymaga ustawienia posterunków kontroli końca pociągów oraz ewentualnie dyżurnych peronowych. W celu zwiększenia bezpieczeństwa przebiegu wprowadzono obwody kontrolujące zajętość torów. Obwody te mogą posiadać różne rozwiązania techniczne:

• układ jednoszynowy prądu stałego

• układ dwuszynowy prądu przemiennego

• układ wysokiej częstotliwości

Niezależnie od konstrukcji obwodu elementem wyjściowym jest układ przekaźnika który jest wzbudzony przy torze wolnym i odwzbudzony przy torze zajętym. Przy przyjętym systemie dowolna usterka toru jest traktowana jako zajętość. Przekaźniki kontrolujące zajętość torów wprowadzamy do skrzyni zależności i ich szyny kontrolują możliwość realizacji przebiegu. Zależności w skrzyni nie pozwolą zrealizować przebiegu jeśli zajęty jest któryś z odcinków torowych. Powyższa blokada sygnalizatorów nie dotyczy przebiegów manewrowych. Na stacji, która posiada odcinki izolowane, kontrolę położenia zwrotnic i kontrolę stanu sygnalizatorów to musimy mieć zasilanie elektryczne urządzeń sterowania. Jeśli mamy zasilanie i spełnione powyższe warunki to na nastawni można zbudować plan świetlny. Dodatkowo możemy na planie umieścić wyświetlanie przebiegów utwierdzonych.

Plan świetlny możemy wykonać w formie:

• planszy;

• pulpitu;

• wyświetlacza monitorowego.

Kontrola odcinków szlakowych i odcinków torowych wewnątrz stacji pozwala uzależnić stany sygnalizatorów od zajętości torów. Powstają w związku z tym niestosowane wcześniej obwody podnoszące bezpieczeństwo i ułatwiające pracę dyżurnego ruchu:

• osłona wjazdu pociągu – obwód ten powoduje automatyczne przejście sygnalizatora na stój jeśli minie go pociąg i zajmie następny odcinek;

• dzięki kontroli odcinków można zrealizować system zamknięcia przebiegu- jest to obwód polegający podaniu sygnalizatora przy utwierdzonym przebiegu, którego cofnięcie jest możliwe dopiero przy skasowaniu sygnalizatora przez pojazd; system ten pozwala intensywniej kontrolować wjazd pociągu na stacje;

• układ przeciwwtórny- blokuje ponowne podanie sygnalizatora w sytuacji dającej możliwość wpuszczenia sztafetowo następnego pociągu; powinno to być stosowane w sytuacjach wymagających ponownego ustawienia drogi przebiegu; układ ten stosuje się również jako ograniczenie działalności nastawni wykonawczej; układ ten może być wyłączony osobnym przyciskiem dyżurnego ruchu.

Pozostawiając zależności w układzie mechanicznym możemy wprowadzić sterowanie nastawnikami w ramach pulpitu dyżurnego ruchu pod warunkiem zastosowania elektrycznego napędu zwrotnic i elektrycznego sterowania sygnalizatorów.

Urządzenia blokady liniowej:

Najprostsze urządzenia zabezpieczające szlak wiążą się z elektrycznym potwierdzeniem ustaleń łączności zapowiadawczej. W celu zwiększenia przelotowości trasy dzieli się szlak międzystacyjny na odstępy i w związku z tym występuje konieczność zainstalowania posterunku odstępowego. Na szlaku może występować co najmniej 1 posterunek odstępowy (tj może też i kilka). Posterunek odstępowy jest równorzędny stacji ale nie posiada układu torowego (czyli musi posiadać sygnalizatory). W najprostszym przypadku (linii jednotorowej) pojedynczy posterunek odstępowy posiada dwa sygnalizatory, których uruchomienie wiąże się z obsługą odpowiednich bloków liniowych z sąsiednimi stacjami. Oprócz bloków łączących stacje sąsiednie z posterunkiem występuje uzależnienie wynikające z bloków pomiędzy stacjami. Bloki współpracujące z posterunkiem odstępowym są uzależnione od położenia blokady międzystacyjnej. Blokada z posterunkiem odstępowym musi mieć ten sam kierunek co blokada międzystacyjna. Realizacja posterunków blokowych pozwala na zwiększenie przepustowości odcinka przy ruchu sztafetowym. Jeżeli nie ma kontroli elektrycznej zajętości toru to występuje konieczność potwierdzania minięcia sygnalizatora przez koniec pociągu.

Linie dwutorowe- linia która pomiędzy 2 stacjami posiada 2 niezależne tory. Linie dwutorową stosujemy w przypadku, kiedy ruch pociągów jest większy niż przepustowość linii jednotorowej. W układzie dwutorowym stosuje się organizację stałego ustawienia kierunku blokady na danym torze. Wtedy blokady odstępowe pracują na stałe w układzie sztafetowym. Pozwala to zwiększyć przelotowość proporcjonalnie do ilości odcinków odstępowych. Istnieje możliwość odwrócenia kierunku blokady międzystacyjnej na danym torze, ale w większości przypadków rezygnuje się wtedy z posterunków odstępowych i są one zablokowane.

Jeśli mamy elektryczną kontrolę zajętości torów w przypadku układu dwutorowego z wymuszeniem kierunku eksploatacji torów to posterunki odstępowe mogą być automatyczne- sygnalizator daje zgodę na jadzę pod warunkiem wolnego następnego odstępu. W sytuacjach awaryjnych przepisy dopuszczają ominięcie przez pociąg sygnalizatora automatycznej blokady ustawionego na stój.

Praca kontrolna:

Organizacja ruchu na stacji o zadanej strukturze układu torowego i organizacji ruchu. Należy do danego układu torowego zaplanować sygnalizatory i odcinki kontrolowane toru, przyjmując następującą organizację:

• pociągi bez zatrzymania jadą torem nr 1,

• pociągi z zatrzymaniem zjeżdżają w prawo na tor 2 lub 3.

Zaplanować niezbędne przebiegi i narysować tablice zależności.