2. Расстановка сигналов на перегонах

Интервал для расстановки перегонных сигналов автоблокировки определяется в зависимости от заданной для участка пропускной способности; при этом учитываются перспективы ее увеличения в ближайшие 5-10 лет.

На магистральных участках, согласно техническим условиям проектирования, перегонные светофоры автоблокировки при трехзначной системе сигнализации размещаются исходя из 10-минутного интервала попутного следования грузовых поездов наибольшего веса. Интервал устанавливается по руководящему подъему для целого направления, ограниченного станциями, на которых изменяется вес поездов (перелом веса).

Если на рассматриваемом направлении имеются отдельные перегоны с подъемами круче руководящего, то проектом предусматривается движение с дополнительной тягой.

При расчетах поезда в пакете должны разграничиваться тремя блок-участками, двухблочное разграничение допускается при удалении со станции и на тяжелых подъемах, при отсутствии возможности в таких случаях получить 10-минутный интервал.

Интервал для размещения светофоров на участках с интенсивным пригородным движением и условия размещения на них светофоров должны определяться заданием на проектирование или в проектном задании.

Для проверки соответствия рекомендуемому техническими условиями интервалу расчетный интервал должен быть определен по условиям безопасности следования поездов.

Полученные в результате произведенной расстановки перегонных светофоров длины блок-участков должны быть больше максимальных расчетных тормозных путей, отвечающих условиям работы автостопов непрерывной системы с автоматической локомотивной сигнализацией, что и проверяют после расстановки светофоров.

Для проектирования расстановки светофоров на перегонах, определения расчетных интервалов и проверки длин блок-участков на тормозные расстояния производятся тяговые расчеты.

В итоге раздел проекта "Расстановка перегонных светофоров автоблокировки" должен включать: тяговые расчеты, определение интервала для расстановки сигналов, расстановку светофоров на перегонах и определение интервала по входу поездов на промежуточные станции.

Тяговые расчеты. Тяговые расчеты должны выполняться в полном соответствии с правилами производства тяговых расчетов для поездной работы, утвержденными МПС. Для расчетов необходимо иметь:

1. продольный профиль участка;
2. масштабные планы станций участка с указанием расстояний между путями;
3. перечень установленных для участка весовых норм грузовых, пригородных и пассажирских поездов (существующих и перспективных);
4. перечень серий поездных локомотивов и толкачей (существующих и перспективных);
5. данные о границах толкания или применения двойной тяги (существующих);
6. перечень пунктов технических стоянок для поездов (существующих);
7. действующее расписание поездов на участке.

Для производства тяговых расчетов должны быть определены расчетные поезда (существующий и перспективный). Род тяги на проектируемом участке (электрическая или тепловозная) и весовые нормы поездов устанавливает дорога и согласовывает с МПС.

Расчетный локомотив определяется техническим заданием в соответствии с местными условиями; в качестве расчетных локомотивов для участков с электровозной тягой обычно принимают электровозы серий ВЛ22^М, ВЛ23 или Н8, для участков с тепловозной тягой - тепловозы серий ТЭ2 или ТЭЗ, а для пригородных электрифицированных участков - моторвагонную секцию серии С^p или Э^p.

Тормозные пути определяются в расчете на стандартный грузовой поезд: 1 200 т при тепловозной тяге и 1 500 т при электротяге. Тормозные пути для пассажирских поездов проверяются по весу и типу локомотива, принятых при расстановке сигналов.

Тормозное нажатие принимается для грузовых поездов 31 т на 100 т веса состава, а для пассажирских и пригородных поездов - в зависимости от типа локомотива.

Кривые скоростей для расстановки перегонных светофоров автоблокировки строятся:

• на однопутных участках - в двух вариантах из расчета остановок поездов на всех разъездах и станциях и прохода их без остановок;
• на двухпутных участках - с учетом остановок поездов на станциях, предусмотренных графиком движения.

Кривые скоростей должны быть построены с учетом всех постоянных ограничений, применительно к реальному режиму ведения поезда на различных элементах профиля и их сочетания, с применением при паровой тяге отсечек, а при тепловозной и электровозной - различного положения контроллера и соединения тяговых электродвигателей.

Для проверки длин блок-участков по тормозным путям строятся кривые скоростей для стандартных (грузового и пассажирского) поездов, с использованием полной силы тяги локомотива, с ограничением наибольшей установленной скорости и с учетом остановок поездов только на участковых станциях.

Тяговые расчеты для расстановки светофоров автоблокировки выполняются в следующем порядке:

• вычерчивается трасса участка с указанием кривых, выемок, мостов и путепроводов;
• размечается километраж;
• наносятся продольный профиль линии, спрямленный и реальный;
• схемы раздельных пунктов (в масштабе профиля);
• строятся кривые скорости следования поездов;
• отмечаются засечки времени на кривых скорости.

Тяговые кривые скорости, по которым будет производиться расстановка перегонных сигналов, строятся для поездов такого рода движения, для которого требуется реализация минимального интервала. На магистральных участках такими поездами в большинстве, случаев являются грузовые, а на пригородных - пригородные. При двух или нескольких расчетных поездах строятся две или несколько соответствующих кривых.

Для получения более точных кривых скорости при проектировании предусматривается спрямление профиля участка, однако на чертеж расстановки светофоров наносится как спрямленный, так и действительный профиль, что необходимо для точного определения места каждого светофора.

При построении способом, применяемым Гипротранссигналсвязью, на кривой скорости наносятся минутные засечки времени для поезда, по которому будет производиться расстановка светофоров.

Для ускорения нанесения минутных засечек применяют вспомогательный равнобедренный треугольник из целлулоида (рис. 1).

Рис. 1

Основание АБ треугольника равно 1 км в масштабе пути, принятом при построении кривых, а высота равна скорости 60 ^км/_ч в масштабе скорости. Обычно при построении кривых принимаются масштабы: для пути - 1 км = 10 см, а для скорости - 1 ^км/_ч = 0,2 см. Если треугольник АБВ расположить так, чтобы его основание совпало с кривой скорости, имеющей на некотором промежутке времени величину 60 ^км/_ч, то отрезок АБ будет равняться 1 мин. Таким образом, отрезки А₁, Б₁, А₂Б₂, А₃Б₃ и т. д. будут соответствовать расстояниям, проходимым поездом за 1 мин при других скоростях v₁, v₂, v₃ и т. д.).

Приняв, что скорость поезда за минуту не может сильно измениться, и считая линии А₁Б₁, А₂Б₂ и т. д. соответствующими средним скоростям v₁, v₂ поезда в минуту, можно нанести засечки времени на кривой скорости следующим способом (рис. 2).

Рис. 2

Расположив треугольник на чертеже так, чтобы его вершина попала в точку a, где скорость имеет нулевое значение, а основание было бы параллельно линии пути, делают засечку 1, где правая боковая сторона треугольника пересекает кривую скорости. Эта засечка соответствует минутному ходу поезда по перегону от станции.

Затем на расстоянии высоты треугольника проводят линию, параллельную линии пути, и передвигают треугольник так, чтобы его левая боковая сторона совпала с засечкой на кривой (положение II). Далее в точке, где правая сторона треугольника пересекается с кривой скорости, отмечают засечку 2, соответствующую минутному ходу поезда по перегону. Таким же порядком, передвигая треугольник, определяют засечки 3, 4, 5 и т. д.

В дальнейшем отмеченные засечки служат основанием для расстановки светофоров в соответствии с принятым интервалом.

Определение интервала для расстановки светофоров. Светофоры на вновь оборудуемых автоматической блокировкой участках при трехзначной сигнализации размещаются из расчета 10-минутного интервала попутного следования расчетных поездов, разграниченных тремя блок-участками.

При проектировании автоблокировки необходимо проверить возможность реализации данного, рекомендуемого техническими условиями 10-минутного интервала, при заданных весовых нормах и сериях локомотивов, т. е. произвести определение минимального расчетного интервала по условиям безопасности при движении на зеленый огонь.

Рис. 3

Минимальный интервал (рис. 3, а) определяется по формуле

где - минимальная длина блок-участка в м;

  - длина поезда в м;

  - средняя скорость поезда в расчетном месте профиля в ^км/_ч;

  0,06 - переводной коэффициент для получения значения интервала в мин.

При определении интервала расчетную длину грузового поезда следует принимать в зависимости от веса состава, а пригородного и пассажирского - от количества вагонов в составе.

Минимальная длина блок-участков согласно Правилам технической эксплуатации должна быть не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении увеличенного на отрезок пути, проходимый поездом за время срабатывания автостопов, но не менее 1 000 м.

Определение минимального интервала сводится к выявлению расстояния на каждом перегоне участка на протяжении наиболее трудного профиля и к определению времени на проход расчетным поездом этого расстояния.

Наибольшее из полученных по всем перегонам проектируемого участка значение интервала и будет минимальным интервалом расстановки перегонных светофоров автоблокировки из расчета движения поездов на зеленый огонь.

Принять интервал, рекомендуемый техническими условиями, т. е. определяемый потребной пропускной способностью, можно в том случае, если он превышает минимальный расчетный интервал участка по условиям безопасности или равен ему, т. е.

Могут встретиться случаи, когда такое неравенство не выдерживается на некоторых наиболее трудных перегонах и минимальный расчетный интервал получается больше интервала, рекомендуемого техническими условиями или заданного МПС.

В таких случаях, когда при движении на подъем или при трогании поездов с места после остановки трехблочное разграничение увеличивает установленный интервал попутного следования поездов, допускается их следование с разграничением двумя блок-участками. В таком случае поезд следует на желтый и зеленый огни со сменой их на расстоянии, обеспечивающем восприятие сигнала. При этом минимальный интервал между поездами (рис. 3, б), следующими в пакете, должен определяться по формуле

где - путь, проходимый поездом за время восприятия сигнала (0,5 мин для грузовых поездов).

При проектировании автоматической блокировки для участков с интенсивным пригородным движением расчетные поезда и интервалы их следования устанавливаются в соответствии с эксплуатационными требованиями участка и в каждом отдельном случае по указанию МПС.

На участках, где расчетные поезда, существующие и перспективные, имеют различные данные, минимальные расчетные интервалы проверяются для обеих категорий поездов и один из них принимается как основной.

Определение и выбор интервала для расстановки сигналов производятся одинаково как для двухпутных, так и для однопутных участков.

Расстановка светофоров. Светофоры на перегонах расстанавливаются из расчета принятого интервала попутного следования расчетных поездов, с использованием построенных кривых скорости.

При расстановке учитывается 10-минутный интервал и трехблочное разграничение перспективных грузовых поездов, но такая расстановка должна удовлетворять и существующим условиям.

Расстановку светофоров начинают с более трудного по профилю направления движения, а затем уже для встречного направления; расстановка сигналов легкого направления проще увязывается с расстановкой сигналов для трудного направления.

Минимальная длина блок-участка не должна быть менее 1 км, а максимальная более 3 км.

При расстановке перегонных проходных светофоров необходимо учитывать, что светофорный сигнал должен быть виден на минимальном расстоянии 400 м; в сильно пересеченной местности видимость должна быть не менее 200 м, при условии, если расстояние между предупредительным и основным светофорами будет не менее 1 000 м; наименьшее расстояние между входным и выходным светофорами по главному пути должно быть не менее 1 000 м.

Предупредительные светофоры должны размещаться перед входными на расстоянии не более 1 500 м.

При расстановке сигналов автоблокировки следует стремиться к максимальному спариванию светофоров, т. е. к установке светофоров противоположных направлений в одном створе, перпендикулярном к оси пути. Получение при проектировании наибольшего количества спаренных сигнальных установок удешевляет строительство автоблокировки и упрощает ее эксплуатацию.

Передвижку намеченных к установке светофоров следует производить с учетом сохранения определенных длин блок-участков и получения наилучшей видимости сигналов.

Такие перемещения светофоров от точек, намеченных по расчетам, могут допускаться только тогда, когда отклонения от заданного интервала попутного следования поездов получаются в пределах + 1 мин.

В пригородных зонах, где расстановку светофоров производят с разграничением двумя блок-участками, отклонения допускаются только в сторону уменьшения интервала до 0,5 мин.

При расстановке перегонных светофоров следует избегать установки их в местах, опасных в отношении обрывов, и на подъемах, преодолеваемых за счет использования кинетической энергии поезда. Однако совсем избежать установку проходных светофоров автоблокировки на трудных профилях пути удается не всегда. ПТЭ разрешают установку условно-разрешительных сигналов на проходных светофорах автоблокировки, расположенных на затяжных подъемах; такой сигнал дает право грузовому поезду определенного, обусловленного приказом по дороге веса (превышающего данные табл. 1), проследовать красный огонь светофора со скоростью не свыше 15 ^км/_ч, с готовностью остановиться в любой момент (табл. 1).

Таблица 1. Веса составов, допускаемых к троганию с места без расцепки на различных подъемах при одиночной тяге локомотивов

Для локомотивов, не указанных в таблице, уклон, допускающий трогание с места, должен определяться по правилам производства тяговых расчетов.

При расстановке сигналов следует стремиться к наименьшему количеству светофоров с условно-разрешительными знаками.

Установка условно-разрешительных знаков не допускается на светофорах, ограждающих блок-участки перед входными светофорами, так как проезд без остановки предупредительного светофора с красным огнем со скоростью 15 ^км/_ч недопустим; на блок-участке перед входным сигналом может находиться поезд, остановившийся у закрытого входного светофора.

При четырехзначной системе сигнализации длина блок-участков автоблокировки определяется с учетом следующих условий:

1. длина двух смежных блок-участков должна быть не менее расчетного тормозного пути, увеличенного на отрезок, проходимый поездом за время срабатывания автостопа, но не менее 1 000 м;
2. длина каждого блок-участка должна быть не менее длины тормозного пути, необходимого для снижения максимальной скорости поезда до скорости прохода желтого огня светофора и в дальнейшем со скорости прохода желтого огня светофора до полной остановки поезда у красного огня.

Наиболее простым, быстрым и вместе с тем достаточно точным способом расстановки перегонных светофоров автоблокировки является способ, разработанный и применяемый Гипротранссигналсвязью.

По этому способу расстановку светофоров на перегоне (рис. 4), например при принятом интервале I = 10 мин и при длине поезда производят в следующем порядке.

Рис. 4

Так как кривая скорости построена для центра тяжести поезда, то через 10 мин, т. е. в момент, когда на перегон может быть отправлен второй поезд вслед за отправившимся первым, центр тяжести первого поезда будет находиться в точке a, а хвост на расстоянии половины состава , при условии, если центр тяжести поезда расположен в середине состава, где и намечают светофор 2085 серии I для ограждения поезда с хвоста.

Для определения места размещения второго светофора серии I необходимо установить, где должен находиться первый поезд, когда второй подойдет к светофору 2085. Для этого от светофора 2085 откладывают расстояние навстречу движению (кривая построена для центра тяжести поезда) и сносят полученную точку пути на кривую скорости, определяя засечку времени, равную 8 мин. Затем, прибавив 10 мин, получают 18 мин,т. е. точку б, где и должен находиться центр тяжести первого поезда, когда второй подойдет к светофору 2085.

Перенеся полученную точку на кривой скорости на путь и отложив расстояние навстречу движению, получают точку установки второго светофора 2123 серии I, ограждающего в данный момент с хвоста первый поезд.

Так же размечают дальнейшую расстановку всех светофоров серии I на перегонах.

В связи с тем, что движение поездов при автоблокировке должно производиться с разграничением их тремя блок-участками, между светофорами серии I на перегоне и выходным светофором станции и первым проходным светофором должно быть установлено по два светофора: один серии II и один серии III.

Однако, если для расстановки светофоров серии I исходным пунктом было отправление поездов со станции, то для светофоров серий II и III эти исходные точки должны быть определены. Для этого расстояние между выходными светофорами и первым светофором серии I делят на три равные части по времени, определяя точки установки светофоров серий II и III. Такое деление по времени дает некоторую неточность при непостоянстве скорости движения поезда и при значительной его длине. Но такая погрешность вполне допустима, так как при расстановке светофоров важна не столько идентичность по времени смежных блок-участков, сколько постоянство интервала между светофорами различных серий.

Вообще же для расстановки светофоров серий II и III поступают следующим образом. Выходной светофор станции находится на ординате, соответствующей засечке времени 1,7 мин (точка в), а первый светофор серии I - 9,2 мин. Следовательно, голова поезда пройдет расстояние от выходного светофора до первого светофора 2085 за 9,2 - 1,7 = 7,5 мин. Разделив 7,5:3 = 2,5 мин получают места расстановки светофоров по засечкам времени: серии III (1,7 + 2,5 = 4,2 мин), т. е. точку г для светофора 2059 (пк 8 + 30), серии II (4,2 + 2,5 = 6,7 мин), точку д светофора 2075 (пк 4 + 70). Снося эти точки на линию пути, получают места расстановки светофоров.

Далее тождественными построениями, проведенными для расстановки светофоров серии I, определяют точки светофоров серии II; от светофора 2075 откладывают назад расстояние , сносят отложенную точку на кривую скорости и получают засечку 6 мин (точка е).

От точки е откладывают 10 мин и получают точку ж, соответствующую засечке времени по кривой скорости 6 + 10 = 16 мин. Снося точку на путь, откладывают назад и получают точку для светофора 2113 серии II (пк 3+90).

Для определения места установки следующего светофора серии III от светофора 2059 откладывают назад , сносят отложенную точку на кривую скорости и получают засечку 3,4 мин (точка и). От точки и откладывают 10 мин и получают точку к, соответствующую засечке времени по кривой скорости 3,4 + 10 = 13,4 мин.

Снося точку на путь, откладывают назад и получают место для светофора 2103 серии III (пк 2 + 20).

Серийная расстановка светофоров обеспечивает сохранение междупоездного расчетного интервала на всех элементах профиля, а следовательно, и непрерывное движение поездов на зеленый огонь.

Запроектированная расстановка перегонных светофоров должна быть проверена по условиям обеспечения видимости сигналов, установки условно-разрешительных знаков, соответствия длин блок-участков длине расчетного тормозного пути с учетом отрезка пути, проходимого поездом за время срабатывания автостопов. Последнее проверяется при помощи кривых снижения скорости под действием тормозной силы, построенных для различных элементов профиля. При этом расчетный тормозной коэффициент для грузовых поездов всех категорий принимается (31 т нажатия на 100 т веса поезда), а для пассажирских поездов - в зависимости от рода тяги.

Рис. 5

Правила производства тяговых расчетов рекомендуют определять расстояние между постоянными сигналами при значении тормозного коэффициента 1,0 от его полной величины. Тормозные кривые снижения скорости, построенные в соответствии с этими указаниями для определения тормозных путей грузовых поездов при разных уклонах, приведены на рис. 5. Слева от оси ординат, на том же рисунке, изображены кривые для определения расстояний, проходимых грузовыми поездами за время срабатывания приборов автоматической локомотивной сигнализации и автостопа и приведения тормозов в действие; первое принимается за 12 сек для всех поездов, а второе на площадках и подъемах для пассажирских поездов - за 4 сек, а для грузовых - за 7 сек. На спусках это время определяется по формулам:

для пассажирских поездов

для грузовых поездов

где - расчетный тормозной коэффициент поезда;

  - расчетный коэффициент трения;

  i - значение спуска в тысячных, принимаемое со знаком минус.

Кривые и составлены на основании этих данных.

Определение полного тормозного пути должно складываться из двух полученных расстояний по обоим графикам. Для пассажирских поездов применяют аналогичные графики для различных видов тяги.

Рис. 6

Практически проверку длин блок-участков на обеспечение, тормозного пути производят следующим образом (рис. 6): на чертеже расстановки перегонных сигналов ординату светофора, перед которым намечают определять величину тормозного пути, сносят на ось абсцисс (точка a); чертеж с тормозными кривыми (на кальке) накладывают на чертеж с расстановкой светофоров и тяговыми кривыми так, чтобы их оси абсцисс совпали, а с точкой а совместился конец тормозной кривой для уклона, соответствующего профилю пути перед светофором. Затем точку пересечения этой кривой с кривой скорости поезда снося на ось абсцисс (точка в) и получают тормозной путь в виде отрезка ав в масштабе пути.

Путь, проходимый поездом за время срабатывания устройства автостопа, определяют по кривым рис. 5, расположенным слева от оси ординат. Это расстояние определяется параллельным оси абсцисс отрезком, от точки оси ординат, соответствующей скорости движения поезда, до пересечения с кривой, соответствующей уклону отрезка пути перед точкой в начала тормозного пути. Эти кривые приведены только для отрицательных значений уклонов, а при их положительных значениях, т. е. при подъемах, следует пользоваться кривой о для нулевого уклона.

Сумма величин двух полученных расстояний и является полной длиной тормозного пути. При наличии перелома профиля в границах тормозного пути следует определить отрезки этого пути для отдельных элементов профиля по соответствующим кривым, а затем суммировать их для нахождения полного тормозного пути.

Если тормозной путь не укладывается в границах блок-участка, должна быть произведена соответствующая передвижка перегонных светофоров.

Прокорректированная таким образом расстановка светофоров может быть представлена к утверждению и принята для строительства.

Для суждения о характеристике участка автоблокировки и выявления стоимости строительства по укрупненным измерителям желательно из ведомости расстановки перегонных сигналов составить сводную таблицу количества запроектированных светофоров (табл. 2).

Таблица 2. Количество светофоров (в шт.) по проекту для участка ........ жел. дор

Определение интервала по входу поездов на промежуточные станции.

Интервалы по входу поездов на промежуточные станции участка определяются для сравнения с интервалом, принятым при расстановке светофоров на перегонах.

Обычно интервал по входу на станции определяют графическим путем по засечкам времени, нанесенным на кривые скорости движения поездов.

Интервал должен быть определен с расчетом остановки первого поезда на станции и безостановочного прохода станции вторым поездом, следующим в пакете вслед за первым.

Рис. 7

Интервал по входу на станцию (рис. 7) определяется по формуле

где - длина блок-участка в м;

  - расстояние между входным светофором и предельным столбиком приемного пути;

  - длина поезда в м;

  - время приготовления маршрута приема;

  - время, потребное машинисту на восприятие смены показания светофора;

  - средняя скорость движения поездов в ^км/_ч.

Время приготовления маршрута приема зависит от системы устройств СЦБ и должно определяться в соответствии с нормами, установленными для определения станционных интервалов и утвержденными МПС.

Условие освоения станциями перегонного интервала автоблокировки выражается формулой

Таким образом, если на каждой из промежуточных станций проектируемого участка интервал по входу поезда на станцию меньше интервала, принятого для расстановки сигналов на перегонах, то существующие станционные устройства СЦБ, с точки зрения пропускной способности, удовлетворят требованиям автоблокировки и могут быть оставлены.

На станциях, где такая зависимость между интервалами не выдерживается, необходимо принимать меры к уменьшению станционного интервала по входу поезда на станцию за счет введения электрической централизации стрелок и сигналов.