Вижу зеленый

Ни на минуту не останавливается движение по железным дорогам. Днем и ночью, в пургу и дождь уверенно мчатся грузовые и пассажирские поезда.

Ритмично, в такт движению поезда, покачивается кабина локомотива. В ней справа машинист, а слева его помощник. Они внимательно смотрят вперед.

- Зеленый! - звучит голос помощника.

- Вижу зеленый, - отвечает машинист.

Хотя разговор короткий, но в нем большой смысл. Он означает, что путь свободен и можно вести поезд, не снижая скорости. А сообщил об этом стоящий на обочине пути светофор.

Много лет назад, когда железные дороги только отстаивали в трудной борьбе право на существование, стало очевидным, что одно из главных условий признания новых дорог заключается в безопасности передвижения по ним.

В те далекие времена нередко бывало, что отправив с двух соседних станций поезда навстречу друг другу, в пути они сталкивались. Часто случалось, что один поезд нагонял другой и происходило крушение. Уже тогда стало очевидным, что безопасным движение может быть лишь в том случае, когда на перегоне будет находиться только один поезд. Но как добиться этого, каким образом узнать о прибытии поезда на соседнюю станцию, если с ней нет связи?

Решили определить время, которое нужно поезду для того, чтобы доехать до соседней станции и, отправив поезд, ждали, пока оно истечет, и только после этого отправляли следующий. Однако вскоре стало ясно, что такая система ненадежна. Крушения не прекращались, так как поезда по различным причинам не всегда успевали преодолеть расстояние между станциями за установленное время.

Опять начались поиски, завершившиеся созданием путевой блокировки, которая, образно выражаясь, "запирала" перегон на время нахождения на нем поезда и не позволяла отправлять второй поезд до тех пор, пока перегон не освободится.

Создать первую систему путевой блокировки помогло изобретение телеграфа. Дежурные по соседним станциям телеграммами сообщали друг другу о прибытии поезда и разрешали отправлять следующий. Текст телеграммы записывали в журнал, а сама телеграмма вручалась машинисту и служила разрешением отправиться со станции. Позже для сообщения телеграмм стали использовать телефон.

Рис. 60. Каждый блок-участок огражден светофорами

Но с ростом размеров движения и эти способы вскоре перестали удовлетворять требованиям развивающегося железнодорожного транспорта. Надо было пропускать так много поездов, что дежурные по станции физически не успевали сообщать о прибытии каждого поезда и запрашивать разрешения отправить "свой". Нужны были новые, более совершенные системы путевой блокировки, позволяющие "запирать" перегоны, затрачивая на это минимум времени и обеспечивая безопасность движения.

В наши дни на железных дорогах применяется несколько систем путевой блокировки. Наиболее совершенная и надежная - автоматическая блокировка. Само ее название говорит о том, что движение поездов по перегонам регулируется автоматически, без участия человека.

Что же представляет собой эта система? При этой системе перегоны делятся на блок-участки длиной от одного до трех километров. Каждый блок-участок ограждается со стороны движения поездов светофором. Чтобы отправить поезд со станции, достаточно повернуть сигнальную ручку и открыть выходной светофор. Он откроется лишь тогда, когда впереди свободен один, два и более блок-участков. В первом случае на светофоре загорится желтый огонь, в остальных - зеленый. Но как только, набирая скорость, локомотив въезжает на первый блок-участок, выходной светофор автоматически меняет свое показание на запрещающее - горит красный огонь. Теперь перегон закрыт, и дежурный по станции не сможет зажечь на выходном светофоре сигнал, разрешающий поезду покинуть станцию. Так, красный огонь выходного светофора "запирает" перегон и запрещает отправлять поезд на занятый блок-участок. Как видите, поезд сам, без помощи дежурного по станции, войдя на блок-участок, закрыл его за собой, словно дверь в комнату.

В пути машинисту надо лишь внимательно следить за показаниями встречных проходных светофоров, которыми "управляет" ранее отправленный поезд. Видит машинист зеленый огонь, значит, впереди свободны не менее двух блок-участков, и продолжает вести поезд, не снижая скорость. Но вот зажигается желтый огонь светофора, "говорящий" о том, что впереди свободен только один блок-участок, и надо быть готовым остановить поезд перед следующим сигналом.

Так с одного блок-участка на другой движется поезд, "охраняемый" светофорами. Но вот показалась станция. Машинист внимательно смотрит вперед, стараясь увидеть показание входного светофора. Зеленый! Путь свободен. Машинист вводит поезд на станцию и, если на выходном тоже зеленый огонь, ведет без остановки дальше. Если же на входном светофоре красный огонь, приводятся в действие тормоза, и поезд останавливается, не проезжая сигнала. Очень редко, но бывает, что станция не может принять поезд - нет свободных путей. Как только один из путей в парке приема освободится, дежурный по станции откроет входной светофор, поезд въедет на станцию, и входной светофор автоматически закроется.

Легко работать при автоблокировке. Надо только открывать выходной и входной светофоры, а все остальные операции по управлению сигналами выполняют сами поезда. Автоблокировка имеет и другое достоинство: при повреждении рельсов образуемая ими электрическая цепь разрывается, и на светофоре загорается красный огонь. Горит он до тех пор, пока повреждение не будет устранено.

И еще одно очень важное преимущество автоблокировки: она значительно увеличивает пропускную способность железных дорог. Действительно, представьте себе две станции, перегон между ними, не оборудованный автоблокировкой, и тот же перегон, разделенный на блок-участки, огражденный светофорами. В первом случае на перегоне между двумя станциями одновременно может находиться только один поезд, а во втором - несколько.

Как же работает автоблокировка?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим принцип работы автоблокировки. Как известно, весь перегон от одного раздельного пункта до другого при автоблокировке разбит на блок-участки. Каждый блок-участок электрически изолирован от своих "соседей" и огражден светофорами. Внутри блок-участков рельсы в стыках соединены между собой, образуя электрическую цепь. Но рельсы - это лишь часть электрической цепи, а в нее входят еще источник тока и специальное электромагнитное устройство - реле.

Теперь представьте себе, что блок-участок свободен: на нем нет поезда. В этом случае ток из путевой батареи попадет на рельсы, а оттуда в реле. Попадая в реле, ток заставляет электромагнит притянуть якорь и соединить сигнальную батарею с лампой зеленого огня светофора. Зажигается зеленый "глаз" - путь свободен.

Но вот на блок-участке появился поезд, и как только первая колесная пара переедет изолирующий стык, тотчас же ток потечет через колеса. Лишившись "питания", электромагнитное реле отпустит якорь - зеленый свет гаснет и загорается красный - путь занят.

Так работает автоблокировка с двузначной сигнализацией. Двузначной она названа потому, что сигнализирует двумя огнями: зеленым и красным. Она хороша для подземных железных дорог - метро, где скорости сравнительно невысоки, да и составы небольшие.

На железных дорогах, где грузовые поезда весят несколько тысяч тонн и мчатся со скоростью 100 километров в час, применяется трехзначная блокировка, сигнализирующая не двумя, а тремя огнями: зеленым, желтым и красным. Устройство трехзначной автоблокировки, конечно, сложнее двузначной, но принцип работы тот же.

На железнодорожных участках, примыкающих к большим городам, где в движении постоянно находится большое количество пригородных "электричек" и дальних поездов, имеющих значительную разность скоростей, можно встретить автоблокировку и с четырехзначной сигнализацией. Зеленый огонь светофора "говорит" машинисту о том, что впереди свободны не менее трех блок-участков. Загораются одновременно зеленый и желтый огни - впереди свободны не менее двух блок-участков. Горит желтый огонь - внимание! Впереди свободен только один блок-участок. Ну, а если зажегся красный - останови поезд, не проезжая сигнала!

Автоблокировка с четырехзначной сигнализацией позволяет полнее использовать скоростные качества электровозов и тепловозов, обеспечивает безопасность движения поездов с более высокими скоростями.

Все большее распространение на железных дорогах получает кодовая автоблокировка, при которой рельсовая цепь питается не обычным, а кодовым током. Так принято называть прерывистый ток, импульсы которого чередуются в определенном порядке. Одна комбинация импульсов соответствует зеленому огню, другая - желтому, третья - красному.

Каждая комбинация кодовых импульсов расшифровывается специальным устройством, после чего на светофоре зажигается соответствующий полученному коду сигнал.

Кодовые импульсы используются и для работы локомотивной сигнализации. Навстречу идущему сзади поезду последовательно передаются коды зеленого, желтого и красно-желтого огней.

Рис. 61. Так работает кодовая автоблокировка

Кодовая автоблокировка по сравнению с обычной имеет ряд преимуществ: не нужны многие километры соединяющих светофоры линейных проводов, увеличивается до 2600 метров и более длина рельсовых цепей, а значит, меньше количество изолирующих стыков и аппаратуры, можно без дополнительных устройств использовать для локомотивной сигнализации и автостопов кодовые импульсы.

Светофоры обычной автоблокировки соединяют проводами, идущими вдоль всего участка. При кодовой автоблокировке эти провода не нужны, их заменяют рельсовые цепи; повышается безопасность движения поездов.

Хороша автоматическая блокировка, но и она имеет свои недостатки. Чтобы расставить светофоры и устроить рельсовые цепи, надо затратить много времени и денег. Кроме того, светофоры устанавливают на таком расстоянии друг от друга, чтобы самый тяжелый поезд можно было в случае необходимости остановить, прежде чем он успеет проехать светофор с красным огнем. Но ведь поезда встречаются разные: одни тяжелее, другие легче, и скорости у них неодинаковые. Одни за час проходят 80 - 100 километров, другие - 160 - 180, а то и 200 километров. Значит, и тормозной путь будет у них разный.

Светофоры установлены прочно на фундаментах и их нельзя то сближать, то удалять в зависимости от того, какой поезд идет по перегону. А нельзя ли обойтись без светофоров? Этот вопрос многие годы задавали себе ученые, изобретатели и не могли на него ответить. Наконец, ответ был найден - можно. Совсем недавно была создана централизованная автоблокировка, или коротко ЦАБ. При такой автоблокировке не нужны проходные сигналы, при ней четко выдерживаются нужные интервалы между поездами с учетом скоростей их движения: чем выше скорость, тем больше интервал.

Каждый поезд, движущийся по перегону, с помощью специальной аппаратуры, соединенной со скоростемером, пройдя очередные 100 метров, передает на центральный пункт (ЦП) свои координаты, то есть сообщает, где он находится. На ЦП координаты всех поездов поступают в устройство, которое автоматически определяет расстояние между соседними поездами, а также расстояние, на котором находится первый поезд от входного сигнала.

Это же устройство, учитывая профиль пути и показания входного сигнала, вычисляет допустимые скорости движения для каждого поезда, шифрует их в виде электрических кодовых сигналов - приказов - и передает по радиоканалам на каждый локомотив. Здесь они принимаются устройствами автоматической локомотивной сигнализации и включают соответствующий сигнал на локомотивном светофоре. Горит зеленый - значит, между соседними поездами достаточный интервал и можно ехать с установленной скоростью. Появился желтый - притормози, уменьши скорость. А зажегся красный - останови поезд!

Гибкое интервальное регулирование скорости движения при новой системе ЦАБ позволяет увеличивать пропускную способность железных дорог, что очень важно.

Но это не единственное достоинство ЦАБ. Она надежнее обычной автоматической блокировки. Вся аппаратура размещена в помещениях на станциях, ей не страшна любая непогода. Не надо систематически проверять напряжение на светофорах, следить за лампами. Нет и изолирующих стыков. Это и надежности добавка и путейцам облегчение: проще ухаживать за рельсовой колеей.

Довольны новинкой дежурные по станции. Они теперь могут "видеть", как идут по перегонам поезда. И не только видеть, но и контролировать их движение на специальном пульте. ЦАБ почти в 3 раза дешевле обычной автоблокировки, да и монтировать ее проще и в несколько раз быстрее.

Автоматическая блокировка - наиболее совершенная система управления движением поездов. Она позволяет существенно увеличить пропускную способность линий, обеспечивает безопасность движения поездов. Поэтому ею оборудуют магистральные линии с интенсивным движением.

Автоблокировкой оборудована примерно половина длины всех железных дорог нашей страны. Но встречается еще на железных дорогах и менее совершенная система обеспечения безопасности движения поездов - полуавтоматическая путевая блокировка. Само название говорит о том, что операции управления сигналами в этой системе автоматизированы частично, а в основном они выполняются дежурными по станциям.

Разрешением на занятие перегона при полуавтоматической блокировке служит открытое положение светофора. Каждый перегон представляет собой блок-участок, огражденный обычно закрытыми сигналами.

Для управления сигналами на раздельных пунктах устанавливают блок-аппараты. Дежурный по станции до тех пор не может открыть сигнал, пока ранее отправленный поезд не прибудет на соседнюю станцию и не освободит перегон. При этом исключается возможность отправления на перегон второго поезда до тех пор, пока дежурный по соседней станции не сообщит о прибытии ранее отправленного поезда.

Если дежурный по станции, отправив состав, забудет закрыть за ним выходной светофор, это сделает сам поезд, нажав колесами на специальную педаль, установленную под рельсом. Как видите, даже в этом случае дежурный по станции не сможет отправить поезд на занятый перегон.

На малодеятельных однопутных участках еще применяется электрожезловая система, при которой разрешением на занятие перегона является металлический стержень - жезл. На каждой станции устанавливают два жезловых аппарата (по одному для каждого прилегающего к станции перегона), индуктор (источник тока) и телефон. Жезловый аппарат представляет собой металлический ящик, предназначенный для хранения жезлов. Жезлы вкладывают в аппарат через имеющийся в передней стенке вырез и запирают электрическим замком, открыть который можно только током, посланным с соседней станции. В два аппарата, обслуживающих один перегон, должно быть вложено четное количество жезлов.

Жезловые аппараты соседних станций, относящиеся к одному перегону, соединены между собой электрически так, что из двух аппаратов одновременно можно вынуть лишь один жезл и только при условии, что вынутый раньше уже возвращен в один из аппаратов, и с соседней станции послан электрический сигнал. При такой системе на перегон можно отправить только один поезд.

Для обмена жезлов в случае, если поезд следует через станцию без остановки, применяют жезлообмениватели, с помощью которых этот обмен выполняется автоматически, без участия людей.

Электрожезловая система имеет много недостатков и отживает свой век. Основной ее недостаток - малая пропускная способность оборудованных ею участков. Недалек тот день, когда жезлы совсем исчезнут на наших железных дорогах.