Общие положения

Для обеспечения необходимой пропускной способности и безопасности движения поездов железнодорожные линии разграничиваются раздельными пунктами. Раздельные пункты могут быть как без путевого развития (проходные светофоры автоблокировки, путевые посты, указатели «Граница блок-участка» при автоматической локомотивной сигнализации, применяемой как самостоятельное средство сигнализации), так и с путевым развитием. Именно последние и являются объектом рассмотрения в рамках изучаемой дисциплины, для автоматизации управления движением поездов по ним с обеспечением необходимого уровня безопасности проектируются и строятся системы электрической централизации.

К раздельным пунктам с путевым развитием относятся:

- разъезды – раздельные пункты, имеющие путевое развитие для скрещения и обгона поездов на однопутных участках железных дорог;

- обгонные пункты – раздельные пункты, имеющие путевое развитие для обгона поездов и перевода их при необходимости с одного главного пути на другой на двухпутных участках железных дорог;

- станции – раздельные пункты, на которых кроме обгона и скрещения поездов производятся операции по их приему и отправлению, посадка, высадка и обслуживание пассажиров, прием, выдача, погрузка и выгрузка грузов, т. е. непосредственная связь железнодорожного транспорта с клиентурой. При соответствующем путевом развитии на станциях производится формирование и расформирование поездов, техническое обслуживание и ремонт локомотивов и вагонов.

Станции различаются (рис. 1.1): по назначению и характеру работы (промежуточные, участковые, сортировочные, грузовые, пассажирские, технические); по количеству путей подхода (станции на однопутных линиях, двухпутных линиях и узловые – имеющие примыкание более двух магистральных направлений); по объему выполняемой работы (внеклассные станции, имеющие большой объем работы и высокий уровень технического оснащения, станции I, II, III, IV и V классов); по расположению парков (с поперечным, продольным, полупродольным и последовательным расположением парков); по виду применяемой на участке тяги (автономная и электротяга постоянного или переменного тока; в местах примыкания участков с электротягой разного рода тока устраиваются станции стыкования тяги); по операциям, производимым для обслуживания локомотивов (с основным депо, с пунктами оборота локомотивов или смены локомотивных бригад) и вагонов (с вагонным депо, с вагоноремонтным пунктом, с пунктом безотцепочного ремонта).

Основными документами, регламентирующими работу станций, являются технологический процесс станции (ТПС) и техническо-распорядительный акт (ТРА), устанавливающий порядок использования технических средств станции, обеспечивающий безопасный и беспрепятственный прием, отправление и проследование поездов, а также безопасность внутристанционной маневровой работы и соблюдение техники безопасности.

Железнодорожные пути на раздельных пунктах подразделяются на две группы: станционные и специального назначения.

К станционным путям относятся пути в границах станции – главные (являющиеся продолжением путей перегонов), приемо-отправочные (предназначенные для приема и отправления поездов), сортировочные (для сортировки, накопления и формирования поездов), вытяжные (для маневров по перестановке групп вагонов и целых составов), погрузочно-выгрузочные (для стоянки поездов в процессе погрузки или выгрузки), выставочные (для отстоя вагонов в ожидании погрузки, выгрузки или уборки для включения в составы), деповские (локомотивного и вагонного хозяйства), соединительные, а также прочие пути. На крупных станциях пути, предназначенные для выполнения однородных операций, объединяют в парки.

К путям специального назначения относятся предохранительные (предупреждающие выход подвижного состава на маршруты следования поездов) и улавливающие (для остановки перед станцией потерявшего управление поезда или его части) тупики, а также подъездные пути к предприятиям, карьерам и складам.

Расстояния между осями путей на станциях должны обеспечивать беспрепятственное движение поездов, личную безопасность обслуживающего персонала, выполняющего операции с подвижным составом, возможность установки в междупутьях платформ, напольного технологического оборудования СЦБ, контактной сети и других устройств.

Различают полную, строительную и полезную длину станционных путей (рис. 1.2). Полной длиной станционного пути (L_ПП, см. рис. 1.2) называется расстояние между остряками стрелочных переводов, ведущих на этот путь. Строительная длина пути (L_ПС, см. рис. 1.2) – это часть полной длины за вычетом суммарной длины стрелочных переводов, уложенных на этом пути.

Полезной длиной станционного пути (L_ПН, L_ПЧ, см. рис. 1.2) называется часть полной длины, в пределах которой может останавливаться подвижной состав, не нарушая безопасности движения по соседним путям. При электрической централизации границами полезной длины являются изолирующие стыки и светофоры с данного пути. При этом полезная длина одного и того же пути может быть разной в зависимости от направления движения.

Для перехода подвижного состава с одного пути станции на другой служат специальные устройства: стрелочные переводы, осуществляющие соединение путей между собой, а также глухие пересечения. Для автоматизации перевода стрелок и получения надежного контроля их положения применяются стрелочные электроприводы (см. п. 1.2).

Для возможности обеспечения безопасности движения поездов станционные пути разделяются на изолированные секции, в пределах которых организуются рельсовые цепи – датчики оперативной и достоверной информации о местонахождении подвижных единиц (см. п. 1.3).

Команды управления движением поездов на станциях подаются машинистам посредством светофоров – сигнальных устройств, передающих информацию, закодированную в виде комбинации цветных огней (см. п. 1.4).

Исключение возможности столкновения поездов при движении по стрелкам достигается проверкой их свободности с учетом требований габарита. Например, для безопасного прохода подвижной единицы по прямому пути, свешивающиеся части подвижного состава, остановившегося на ответвлении стрелочного перевода, не должны выступать за предельный столбик ПС (рис. 1.3, а), что возможно только при расположении изолирующих стыков на расстоянии не менее 3500 мм от него. Стыки, удовлетворяющие этому требованию, называются габаритными. В случаях, когда требования габарита выдержать не удается, устанавливаются негабаритные изолирующие стыки. Примером могут служить стрелки 1, 3, 5, 7 стрелочной улицы (рис. 1.3, б).

Негабаритными также являются стыки между стрелками 2, 6 и 4, 6 (рис. 1.3, в), попарно образующими съезды между смежными путями. Предположим, что стрелка 4 находится в плюсовом положении. Тогда для исключения случайного выхода на маршрут по пути 6П при маневрах или осаживании стрелку 6 также переводят и запирают в плюсовом положении. Если же установить стрелку 4 для движения на боковой путь, в такое же положение переводится и стрелка 6. Поэтому стрелки съездов спариваются (переводятся совместно). Изолирующий стык между такими стрелками считается условно габаритным и на схемах негабаритным не обозначается.

Стрелки, движение по которым в устанавливаемом маршруте не предполагается, но от положения которых зависит безопасность называются охранными. В рассматриваемом примере стрелка 2 является охранной по отношению к съезду 4/6, находящемуся в минусовом положении. Перевод и запирание ее в минусовое положение обеспечивает безопасность передвижений по съезду.

При движении по минусовому положению стрелки 2 съезд 4/6 всегда переводить в минусовое положение нельзя, поскольку это препятствовало бы передвижениям по плюсовому положению стрелки 4, допускаемому путевым развитием. Поэтому в таком случае маршрут по минусу стрелки 2 устанавливается с контролем свободности негабаритной секции 6СП.

Основным понятием в системах ЭЦ является маршрут, его установка, замыкание и размыкание. Маршрутом называется часть путевого развития станции, подготовленная для следования подвижного состава. Протяженность маршрута ограничивается светофорами, границами пути или станции. Маршруты подразделяются на поездные и маневровые, причем среди поездных различают маршруты приема, отправления и передачи. Началом маршрута является открытый светофор, по которому предполагаются передвижения, а концом – элемент путевого развития станции или перегона в зависимости от категории маршрута и особенностей станции. Например, концом поездных маршрутов приема и передачи является приемо-отправочный путь, маршрута отправления – первый участок удаления при автоблокировке или перегон при полуавтоматической блокировке.

Установкой (приготовлением) маршрута называется подготовка части путевого развития станции для следования поезда. Для этого необходимо: освободить от подвижного состава изолированные секции по трассе устанавливаемого маршрута, перевести в соответствующие положения ходовые и охранные стрелки, запереть их остряки, проверить выполнение условий безопасности движения поездов и открыть сигнал.

Для безопасного движения поездов необходимо исключить возможность перевода стрелок в уже установленном маршруте, т. е. выполнить замыкание стрелок в маршруте, которое достигается отключением управляющих цепей в схемах управления стрелочными электроприводами (СЭП) контактами замыкающих реле. Кроме того, необходимо исключить возможность выхода в пределы установленного маршрута других подвижных единиц. Это действие называется исключением враждебных маршрутов и осуществляется взаимозависимостями между светофорами, а также переводом в безопасное положение и запиранием охранных стрелок.

Различают общие и особые случаи враждебности. К общим случаям относятся:

- маршруты, не совместимые по положению контролируемых стрелок;

- встречные маршруты приема на один и тот же путь;

- встречные маршруты приема и маневров на один и тот же путь;

- встречные маневровые маршруты на один и тот же бесстрелочный участок пути в горловине станции, независимо от длины этого участка;

- маршруты в горловине станции, совместимые по положению общих контролируемых стрелок:

§ встречные –– поездные с поездными, поездные с маневровыми, маневровые с маневровыми маршрутами;

§ попутные – поездные с маневровыми маршрутами.

К особым случаям относятся:

- местное управление и маршруты (поездные и маневровые), совместимые по положению стрелок;

- маршрут приема на путь с местным управлением стрелками в противоположной горловине, допускающим выход на этот путь;

- маневровые маршруты на свободный путь по двум белым огням с любыми встречными маршрутами на этот же путь и местным управлением, допускающим выход на этот же путь.

Зачастую путевое развитие станций позволяет осуществлять передвижения между двумя элементами путевого развития различными путями. Основным маршрутом называют кратчайший путь следования подвижного состава по станции, имеющий наименьшее число враждебных маршрутов и допускающий наибольшую скорость передвижения. Вариантный маршрут имеет начало и конец, совпадающие с основным, но отличается от основного маршрута положением стрелок.

Для дальнейшего нормального функционирования станции после проследования поезда по маршруту его необходимо разомкнуть. Размыкание маршрута (снятие замыкания со стрелок, входящих в установленный маршрут, и с враждебных светофоров) производится автоматически с контролем фактического прохождения поезда по маршруту.

Для исправления неправильных действий дежурного по станции (ДСП) предусматривается режим отмены неиспользованных маршрутов. При этом происходит перекрытие сигнала, а замыкание с трассы маршрута снимается с выдержкой времени, зависящей от поездной ситуации.

При неисправностях устройств ЭЦ, приводящих к неразмыканию маршрута при проследовании поезда, применяется искусственное размыкание (разделка) маршрутов.

1.1.2 Схематический план станции

Схематический (однониточный) план станции представляет собой немасштабное однолинейное изображение путей, стрелок, светофоров, изолирующих стыков (ИС) и других объектов станции с соблюдением их взаимного расположения и пропорций в длинах путей и является основным документом для проектирования электрической централизации. Исходными данными для разработки схематического плана станции являются материалы изысканий проектной организации, масштабный план и профиль станции, а также существующий схематический план.

Проектирование схематического плана производится в соответствии с основными документами, регламентирующими работу станции – ТПС и ТРА. При этом руководствуются требованиями действующих нормативных документов: Государственных стандартов на устройства железных дорог магистрального транспорта, ПТЭ [В], ИСИ [А], ИДП [С], Инструкции по эксплуатации железнодорожных переездов МПС России [D], Норм технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте [Е], Руководящих указаний по применению светофорной сигнализации (РУ-30-80) [F] с дополнениями [G].

На основании схематического плана определяют эксплуатационно-технические требования к электрической централизации, а также объем работ и требуемое финансирование по ее строительству.

На однониточном плане изображаются:

- путевое развитие станции – железнодорожные пути в однониточном изображении, централизованные и нецентрализованные стрелки с указанием типа рельсов и марки крестовины, сбрасывающие остряки, тормозные упоры, подходы к станции, примыкания подъездных путей и др.;

- стрелочные электроприводы (СЭП), контрольные стрелочные замки;

- изолирующие стыки, изолированные и неизолированные станционные пути, стрелочные и бесстрелочные путевые участки;

- светофоры с указанием конструкции (карликовые, мачтовые, консольные) и расцветки огней;

- релейные и батарейные шкафы;

- переезды и пешеходные переходы в пределах станции, а также перегонные, требующие увязки со станционными устройствами;

- маневровые колонки, будки, посты и вышки с вариантами местного управления;

- места размещения служебно-технических зданий (пассажирского здания, постов электрической, горочной и маневровой централизации, транспортабельных модулей, пунктов технического обслуживания, а также других строений);

- пассажирские и грузовые платформы и искусственные сооружения (мосты, путепроводы и т. д.), влияющие на производство кабельных работ и монтаж устройств СЦБ;

- высоковольтные линии автоблокировки и линии продольного электроснабжения в местах установки разъединителей и питающих трансформаторов;

- электрифицированные пути, тяговые подстанции, места подключения питающих линий с указанием максимального тока, воздушные промежутки и нейтральные вставки контактной сети;

- основные трассы кабелей СЦБ;

- ординаты напольных объектов от оси поста электрической централизации.

Построение однониточного плана заключается в последовательном нанесении на чертеж условными обозначениями (см. рис. 1.4) путевого развития станции, делении его на изолированные секции, нумерации путей и стрелок, определении мест установки светофоров, расчете ординат устройств СЦБ.

После нанесения на план путевого развития производят разбивку станции на изолированные участки, которую целесообразно выполнять в следующей последовательности:

- устанавливаются ИС, отделяющие станцию от перегона;

- выделяются рельсовые цепи главных и приемо-отправочных путей станции;

- вводятся ИС, выделяющие бесстрелочные участки пути за входными светофорами, а также участки пути, удобные для производства маневровой работы;

- устанавливаются ИС, отделяющие нецентрализованную зону (грузовые дворы, депо, тупиковые и подъездные пути); при этом следует отметить, что путевое развитие тяговых подстанций, путей отстоя пожарных и восстановительных поездов, а также классных вагонов является объектом централизации;

- на входе в зону централизации с подъездных путей выделяется короткая рельсовая цепь (25 м) для контроля подхода составов с подъездных путей;

- как правило, в отдельную рельсовую цепь выделяется каждая из стрелок стрелочной улицы;

- устанавливаются ИС, обеспечивающие одновременные параллельные передвижения (стыки между стрелками съездов, параллельно расположенными съездами и т.п.);

- выполняется анализ полученных разветвленных рельсовых цепей на количество стрелок (не более трех одиночных или двух перекрестных стрелок) и наличие центров секций; при необходимости устанавливаются дополнительные ИС, причем желательно, чтобы число изолирующих стыков по главным путям было минимальным.

Следующим этапом выполняется расстановка поездных и маневровых светофоров, которую, как правило, ведут так:

- на границе станции в створе с изолирующими стыками устанавливаются входные светофоры;

-  на двухпутных линиях для приема поездов, движущихся по неправильному пути, в створе с основными устанавливаются дополнительные входные сигналы; при невозможности обеспечения габарита они размещаются с левой стороны; при новом проектировании по конструкции такие светофоры делаются мачтовыми;

- с приемо-отправочных путей с учетом их специализации устанавливаются выходные светофоры; допускается установка группового выходного светофора для нескольких путей, кроме главных; такие светофоры дополняются маршрутными указателями номера пути, с которого разрешается отправление;

- при наличии на станции нескольких парков с приемо-отправочными путями перед стрелочной зоной, разделяющей последовательно располагающиеся парки или пути устанавливаются маршрутные светофоры;

- при недостаточной видимости выходных и маршрутных светофоров устанавливаются повторительные светофоры;

Маневровые светофоры устанавливают:

- со специализированных приемо-отправочных путей;

- для въезда на станцию из нецентрализованных зон;

- для ограждения стрелок, примыкающих к приемо-отправочным путям;

- со всех бесстрелочных участков пути в горловинах станции;

- в горловине станции для исключения перепробега при маневровой работе.

Далее производится нумерация стрелок и наименование светофоров и путей [H].

Стрелки нечетной горловины станции нумеруются нечетными номерами (1, 3, 5…) в направлении от перегона к оси поста ЭЦ. При этом стрелки съездов и стрелочных улиц должны иметь непрерывную нумерацию (например, 7, 9, 11 или 13/15, 17/19). Номера стрелок указывают с той стороны от оси пути, с которой предполагается разместить СЭП. Как правило, СЭП располагают с полевой стороны или со стороны широкого междупутья, исходя из соображений габарита, удобства монтажа, обслуживания, подвода кабеля и пневмообдувки. Аналогично производится нумерация стрелок четной горловины.

Изолированные пути обозначаются на плане порядковым номером с добавлением литеры П. Главные пути нумеруются римскими цифрами (IП, IIП, IIIП): по нечетному направлению – нечетными, по четному направлению – четными; приемо-отправочные пути нумеруются арабскими цифрами, начиная со следующего номера за номером главного пути; при этом пути, предназначенные для приема четных поездов, нумеруются четными цифрами (4П, 6П, 8П), а пути, предназначенные для приема нечетных поездов - нечетными цифрами (3П, 5П, 7П). На промежуточных станциях, а также на станциях, имеющих малое число приемо-отправочных путей с использованием их для приема как четных, так и нечетных поездов, эти пути нумеруются порядковыми номерами вслед за номерами главных путей от пассажирского здания в полевую сторону (3П, 4П, 5П, 6П, 7П). В обозначении неизолированных путей буква П отсутствует. Номер пути и его специализация указываются на схематическом плане.

Названия бесстрелочных участков в горловине станции образуются из номеров стрелок, между которыми эти участки расположены, записанных через косую черту начиная с меньшего; к наименованию добавляется буква П (например 5/17П, 4/14П).

Наименования известительных участков перед маневровыми светофорами и участков за входными светофорами образуются из названия светофора с добавлением буквы П (например, ЧП, М12П).

Обозначения станционных светофоров приняты в соответствии с направлением движения поездов. Входные сигналы обозначаются заглавными буквами Н – светофор, регулирующий движение поездов в нечетном направлении, и Ч – в четном направлении. При наличии нескольких подходов к станции одного направления (а значит и нескольких входных светофоров) к литере Н (Ч) светофора добавляется первая буква из названия ближайшей участковой станции, с которой прибывают поезда этого направления (например, ЧК, НВ). Обозначение дополнительных входных светофоров образуются добавлением буквы Д (НД, ЧД).

При наименовании выходных светофоров к литере направления движения Н (Ч) добавляется арабская цифра номера пути (в том числе и в том случае, когда путь нумеруется римской цифрой), с которого этот светофор разрешает движение (например, Н3, Ч2). Маршрутные светофоры обозначаются аналогично, но с добавлением литеры М (например, ЧМ3А, НМ4). Маневровые светофоры принято обозначать литерой М с добавлением порядкового номера светофора, причем в четной горловине станции используются четные номера, а в нечетной – нечетные; нумерация маневровых светофоров производится от перегона к приемоотправочным путям.

В качестве примера на рис. 1.5 приведена нечетная горловина, а на рис. 1.6 четная горловина одной из промежуточных станций с примерной расстановкой светофоров и изолирующих стыков.

1.1.3 Определение ординат на схематическом плане

Следующим этапом составления схематического плана станции является определение ординат изображенных объектов – расстояний до них от оси станции, как правило, совмещенной с осью поста ЭЦ или пассажирского здания.

Ординаты концов остряков стрелочных переводов и светофоров указываются в таблице в верхней части чертежа; ординаты негабаритных ИС, ИС не расположенных в створе со светофорами, границ платформ, упоров тупиков указываются в скобках рядом с объектом.

Расчет ординат для вновь проектируемой станции следует начинать с приемо-отправочного пассажирского пути, расположенного рядом с пассажирским зданием. Для участковых станций полупродольного типа начальное расстояние от оси пассажирского здания до одного из выходных светофоров с приемо-отправочного пассажирского пути можно принять равным 280–300 м (при длине пассажирской платформы 400 м). Для станций поперечного и продольного типа это расстояние принимается равным половине полезной длины приемо-отправочного пути. Далее в соответствии с рис. 1.7 – 1.9 определяются ординаты стрелок и светофоров в зависимости от их взаимного расположения. Переход в следующую горловину осуществляется через самый короткий приемо-отправочный путь для грузовых поездов, полезная длина которого должна быть строго равна установленной норме – 850, 1050, 1250, 1700, 2100 м.

Для промежуточных станций может быть рекомендована эта же методика, однако иногда целесообразнее сразу вести расчет исходя из полезной длины наиболее короткого приемо-отправочного пути.

При выборе типов стрелочных переводов следует руководствоваться требованиями ПТЭ:

на путях с пассажирским движением стрелки должны иметь марку крестовины не круче 1/11. Стрелочные переводы, по которым поезда проходят только по прямому пути могут иметь крестовины 1/9;

перекрестные переводы и одиночные, являющиеся продолжением перекрестных, применяются для грузового и пассажирского движения с маркой крестовины не круче 1/9;

переводы, по которым отклоняются только грузовые поезда при движении на приемо-отправочные пути, должны иметь марку крестовины не круче 1/9, а симметричные – не круче 1/6;

на участках скоростного движения и для отклонения поездов по боковым путям при безостановочном пропуске должны применяться более пологие стрелочные переводы, чем 1/11, в частности 1/18 и 1/22.

После выбора марок крестовин составляется ведомость стрелочных переводов.

Вычисленные ординаты стрелок и сигналов указываются в соответствующих графах таблицы ординат напротив элемента. При этом на оси станции указывается нулевая ордината, а все последующие записи ординат влево или вправо от нее должны последовательно возрастать с учетом соответствия действительному взаимному расположению объектов.

На рис. 1.5, 1.6 приведен пример расчета ординат стрелок и светофоров. На рис. 1.5. также приведен пример составления ведомости стрелочных переводов для рассматриваемой станции.

Для привязки напольных устройств ЭЦ к существующему километражу железнодорожного участка на однониточном плане также указывается пикетаж осей постов ЭЦ, входных и выходных светофоров с главных путей, осей переездов и пешеходных переходов, а также крупных искусственных сооружений: мостов, путепроводов и т. д. (см. рис. 1.5, 1.6).