Дополнительные приборы безопасности (БКСТ, Л143, Л159, Л168, Л116, УКБМ), устройство контроля параметров движения Л132 («Дозор») и схема АЛСН для работы «в одно лицо»

Первым образцом дополнительных приборов безопасности, появившимся еще в середине 70-х годов, явился блок предварительной световой сигнализации Л77. В добавление к основным устройствам АЛСН в Л77 имеется устройство ПСС (предварительной световой сигнализации), состоящий из двух лампочек, устанавливаемых под ЛС, и двух реле с выдержкой времени.

Блок предварительной световой сигнализации Л77 обеспечивает совместно с локомотивными устройствами АЛСН периодическую проверку бдительности машиниста по предварительной световой сигнализации до появления свистка ЭПК.Принцип действия системы состоит в том, что при смене сигнальных огней на ЛС (за исключением появления зеленого огня), т.е. в тех случаях, когда необходима либо однократная, либо периодическая проверка бдительности, за 6 - 8 сдо свистка ЭПК зажигаются лампы ПСС. Время предварительной световой сигнализации до появления свистка ЭПК должно составлять 3…6 сек. Нажатием РБ машинист приводит систему в нормальное состояние (гасятся лампы ПСС). Если машинист не нажал РБ по сигналу ламп ПСС, то раздается звуковой сигнал ЭПК, который звучит 6 - 8 с. В этом случае машинист нажимает РБ по сигналу ЭПК.

Дальнейшим развитием ПСС явился блок световой сигнализации на базе Л77-Л159 (Л159М). Блок световой сигнализации на базе Л77-Л159 (Л159М) обеспечивает совместно с локомотивными устройствам АЛСН периодическую проверку бдительности по предварительной световой сигнализации до появления свистка ЭПК и невозможность подтверждения машинистом нажатием РБ во время свистка ЭПК. Время предварительной световой сигнализации до появления свистка ЭПК должно составлять 5…8 с. Система ПСС на базе блоков Л77, Л159 (Л159М) снижает шум в кабине машиниста.

Однако, если машинист спит и не видит горения ламп ПСС, то у него может выработаться условный рефлекс на звуковой сигнал ЭПК (он всегда будет нажимать РБ, услышав сквозь сон свисток ЭПК), что снижает безопасность движения поездов. Потому потребовались более совершенные приборы безопасности.

На основе принципа ПСС был разработан блок световой сигнализации при движении к запрещающему сигналу Л143. Блок Л-143 предусматривает контроль бдительности машиниста только по сигналу ламп ПСС и обеспечивает мигающий режим включения сигнальных ламп ПСС с частотой 0,5 …1,5 Гц. Блок Л143 включает в себя (помимо основных устройств АЛСН) следующее оборудование:

- две лампы ПСС - работают в мигающем режиме (одна лампа установлена справа в кабине машиниста, а другая - под ЛС, чтобы машинист всегда видел одну из ламп, куда бы он не повернулся);

- переключатель яркости горения ламп ПСС;

- верхняя РБ - устанавливается на потолке кабины управления над головой машиниста (чтобы нажать на нее - необходимо встать).

Принцип действия блока Л143 состоит в том, что при смене сигнальных огней на ЛС за 6…8 сдо свистка ЭПК загораются лампы ПСС в мигающем режиме. Машинист обязан при этом нажать либо основную, либо верхнюю РБ и погасить лампы ПСС.

Если он не нажал их, то раздается звуковой сигнал ЭПК, в течение которого машинист должен встать и обязательно нажать верхнюю РБ (что невозможно сделать, если машинист спит). Вывести систему из состояния предэкстренного торможения (непрекращающийся звуковой сигнал ЭПК) нажатием основной РБ нельзя.

Блок Л143, в отличие от блоков Л77, Л77-Л159 (Л159М) не способствует выработке условного рефлекса у машиниста на свисток ЭПК. Несмотря на положительные отзывы локомотивных бригад о работе блока Л143, это устройство не решает проблемы предупреждения самопроизвольного ухода (скатывания) поезда.

Для исключения самопроизвольного ухода поезда при работе с блоком Л143 изменяется распайка схемы скоростемера 3СЛ2М по аналогии с переделкой схемы УКБМ (см. ниже). В скоростемере контакт Vж регулируется на замыкание при скорости более 20 км/ч (новое обозначение контакта 20-V_max), также несколько изменяется распайка схемы дешифратора.

Новая схема предназначена для остановки поезда в случае начала неуправляемого движения в любую сторону и при любом огне на ЛС. Принцип действия схемы состоит в том, что при неуправляемом движении (отсутствует в кабине машиниста или потеряла бдительность локомотивная бригада) в любую сторону и при любом огне на ЛС, как только поезд достигнет минимальной контролируемой скорости (V = 5 км/ч), начинается периодическая проверка бдительности. Если при этом не будутне нажаты основная РБ или верхняя РБС, то происходит срабатывание ЭПК на экстренное торможение.

Данная схема, получившая условное название «Снежинка», работает следующим образом: при скорости до 20 км/ч и следовании на зеленый огонь путевого светофора происходит периодическая проверка бдительности машиниста, при скорости более 20 км/ч контакт 20-Vmaxзамыкается, проверка бдительности при зеленом и желтом огнях отменяется.

Для исключения самопроизвольногоухода поезда (без изменения конструкции скоростемера и дешифратора) применяются блоки контроля самопроизвольного трогания (БКСТ) различных конструкций, наиболее распространенными из которых являются устройства с использованием датчика направления движения (ДНД), а также блоков Л154 (изготавливались в условиях депо) и Л168 (изготавливались централизованно). Блоки Л154 и Л168(Л168М) обоих типов работают одинаково.

БКСТ на базе датчика направления движенияпостроен по принципу сравнения реального направления движения с положением контроллера машиниста. В случае обнаружения несоответствия происходит автостопное торможение. В качестве датчика направления движения используется приспособление, состоящее из тумблера и качающегося поводка, взаимодействующего со специальным штырьком на валу привода скоростемера. При смене кабины управления машинист вручную переключает тумблер поводка. Контакты тумблера включены в разрыв цепи питания катушки ЭПК автостопа.

Устройство срабатывает на отключение ЭПК путем переключения тумблера поводком при изменении направления движения в пределах одного оборота вала привода скоростемера (через 33,5 м пути от начала движения) независимо от скорости. Схема устройства не обеспечивает остановки поезда при его самопроизвольном уходе «Вперед» («Назад»), когда контроллер машиниста также установлен положение «Вперед» («Назад»).

БКСТ на базе Л154, Л168 (Л168М) должен обеспечивать снятие питания с катушки ЭПК в случае превышения локомотивом скорости, минимально контролируемой скоростемером (размыкание контакта 0-10), и нахождения контроллера машиниста не в тяговой позиции. Разрыв цепи питания катушки ЭПК должен происходить после размыкания контакта 0-10 км/ч. При БКСТ данной конструкции в кабине машиниста устанавливаются кнопка Sи сигнальная лампа.

Схема устройства обеспечивает однократную проверку бдительности при

самопроизвольном трогании локомотива с места (при отсутствии режима тяги). Когда скорость становится выше 10 км/ч, раздается свисток ЭПК и зажигается сигнальная лампа. Если машинист не нажмет кнопку S в течение 6…8 с после начала свистка ЭПК, произойдет автостопное торможение поезда. Выдержка 6…8 с обеспечивается за счет работы блока ПСС. Устройство должно обеспечивать восстановление цепи питания катушки ЭПК в случае нажатия машинистом кнопки S или перевода контроллера машиниста в тяговую позицию.

БКСТ на базе Л154, Л168 (Л168М) останавливает поезд только при развитии скорости более 10 км/ч и не обеспечивает периодической проверки бдительности машиниста при скорости до 10 км/ч при белом огне локомотивного светофора.

На определенном этапе развития железных дорог возникла проблема обеспечения контроля бдительности машинистов, работающих без помощников («в одно лицо»). В качестве дополнительного прибора безопасности для таких условий работы была использована модернизированная схема АЛСН, которая обеспечивает автоматическую остановку поезда (локомотива) при внезапной потере машинистом способности к управлению поездом. Непрерывный контроль состояния машиниста заключается в том, что от последнего требуется постоянное нажатие ножной педали или рукоятки (кнопки) бдительности с кратковременным ее отпусканием при проверках бдительности.

При модернизации по этой схеме в кабине локомотива дополнительно устанавливалась рукоятка (кнопка) бдительности на рабочем месте помощника машиниста, что позволяло при необходимости машинисту в процессе управления поездом (локомотивом) некоторое время находиться на рабочем месте помощника. Время перехода от рабочего места машиниста к рабочему месту помощника (или обратно) ограничивается временем проверки бдительности 5…6 с, в течение которого необходимо нажать и удерживать рукоятку (педаль бдительности). Модернизированная схема АЛСН для работы в «одно лицо»позволяет машинисту отпустить педаль (рукоятку) бдительности на стоянке при заторможенном локомотиве или в процессе торможения поезда (локомотива) при скорости движения менее 10 км/ч, а также производить зажигание белого огня ЛС вместо красного только одной кнопкой ВК.

В процессе работы с модернизированной схемой для работы в «одно лицо» выяснилось, что данная схема хорошо подходит для работы в поездном движении и не совсем удобна работы на маневрах, когда для подтверждения бдительности машинисту приходится постоянно отвлекаться от наблюдения за сигналами и свободностью пути.

Решением данной проблемы явилось внедрение дополнительного прибора безопасности Л116 (Л116У), который обеспечивает отмену или перенос очередной периодической проверки бдительности машиниста на 30…40 с или 70…90 с в зависимости от показаний ЛС при выполнении машинистом действий по управлению локомотивом. Устройством Л116 (Л116У) регистрируются следующие операции: изменение позиции контроллера машиниста и направления движения, включение песочницы, включение прожектора, работа краном машиниста и краном вспомогательного тормоза (для Л116 перенос периодических проверок бдительности при работе с краном машиниста с темпом изменения давления в ТЦ не менее 0,05 кгс/кв. см/с и для Л116У отмену периодических проверок бдительности при скорости движения ниже минимально контролируемой скоростемером и давлении в ТЦ не менее 1 кгс/кв. см).

Устройство работает при всех огнях ЛС, кроме зеленого, и предусматривает (как типовая схема АЛСН) однократную проверку бдительности при смене показаний ЛС. В случае неисправности устройства в нем срабатывает устройство контроля, который отключает блок Л116 (Л116У) от схемы АЛСН и в зависимости от характера неисправности или восстанавливает типовую схему, или вынуждает машиниста тумблером отключить устройство, в результате чего также восстанавливается типовая

схема.

С ростом интенсивности перевозок ряд вышеперечисленных дополнительных приборов безопасности, разработанных на электромеханическом и релейном принципах работы, к середине 80-х годов в той или иной мере пересталудовлетворять предъявляемым требованиям. Резко возросло количество случаев проездов запрещающих сигналов, в том числе с тяжелыми последствиями. Необходимы были новые дополнительные приборы безопасности, выполненные на электронной базе и позволяющие реализовать расширенное количество функций на более высоком качественном уровне. Такими дополнительными приборами безопасности явились устройство контроля параметров движения поезда Л132 «Дозор» и устройство контроля бдительности машиниста УКБМ.

В состав устройстваУКБМ входят:

1) педаль бдительности (ПБ) - дублирует основную РБ;

2) две лампы ПСС красного цвета - устанавливаются на пульте машиниста;

3) переключатель яркости горения ламп ПСС;

4) лампа "Пропуск" предварительной световой сигнализации белого цвета - устанавливается на пульте машиниста;

5) переключатель яркости горения 0лампы "Пропуск";

6) верхняя РБ - установлена на потолке кабины над головой машиниста;

7) кнопка "Сброс/Установка КЖ";

8) электронный блок УКБМ.

УКБМ обеспечивает (помимо функций, выполняемых системой Л-143 с устройством "Снежинка"):

1) включение на ЛС одновременно горящих огней КЖ и Б (загораются при въезде на некодированный участок после любого огня, кроме зеленого, после которого загорается Б) с записью на ленте скоростемера КЖ и К;

2) при наличии на ЛС КЖ или КЖ в сочетании с Б периодическую проверку бдительности исключительно на свет ламп ПСС до подачи звукового сигнала ЭПК, если бдительность не будет подтверждена при этом, то система переводится в режим предэкстренного торможения (непрекращающийся звуковой сигнал ЭПК);

3) при любых сигнальных показаниях, кроме КЖ или КЖ с Б, единичное подтверждение бдительности после начала звукового сигнала ЭПК, т.е. один раз можно пропустить зажжение ламп ПСС, при этом на пульте машиниста загорается лампа "Пропуск"; если машинист вторично не подтверждает бдительность по световой сигнализации до начала звукового сигнала ЭПК, то система переводится в режим предэкстренного торможения; при подтверждении бдительности на свет ламп ПСС до свистка ЭПК, вновь допускается единичное подтверждение бдительности на звуковой сигнал ЭПК, т.е. единичный пропуск зажжения ламп ПСС;

4) для предотвращения экстренной остановки поезда при нарушении машинистом порядка подтверждения бдительности при всех сигнальных показаниях, кроме КЖ или КЖ с Б, возможность дальнейшего следования при выполнении следующих трех операций в течение непрекращающегося звукового сигнала ЭПК:

- перевод реверсивно-селективной рукоятки контроллера в нерабочее положение;

- нажатие РБ или ПБ;

- перевод реверсивно-селективной рукоятки контроллера в рабочее положение.

- при сигнальном показании КЖ дополнительно вводится четвертая операция - кратковременное нажатие кнопки "Сброс/Установка КЖ";

5) при переводе реверсивно-селективной рукоятки контроллера в нерабочее

положение и скорости ниже минимально контролируемой отмену проверки бдительности;

6) в случае трогания с места (установка реверсивно-селективной рукоятки контроллера в положение "Вперед") при сигнальных показаниях КЖ или КЖ с Б включается свисток ЭПК и для его выключения нажатие кнопки "Сброс/Установка КЖ". Устройство УКБМ широко использовалось практически на всех дорогах сети до внедрения САУТ и КЛУБ, а также ввиду своей относительно низкой стоимости, несложного ремонта и высокой надежности применяется до сих пор на отдельных участках с низкой интенсивностью движения.

В состав устройства Л132 «Дозор» входят:

1) осевой датчик (Л157);

2) блоки автоматики и регистрации;

3) блок индикации;

4) тумблер включения устройства S;

5) автоматы выключения питания F₁,F₂;

6) тумблер проверки работы устройства S_к;

7) кнопка машиниста S_м;

8) кнопка помощника машиниста S_п.

Устройство Л132 «Дозор» выполняет следующие функции:

- индикацию ускорения (замедления) поезда;

- включение во время разгона при скорости 4…6 км/ч периодической проверки бдительности машиниста при соответствующих огнях локомотивного светофора и отключение ее во время торможения при скорости 2…4 км/ч;

- предотвращение самопроизвольного трогания поезда;

- снижение скорости при красно-желтом огне на локомотивном светофоре;

- регистрация на ленте скоростемера горения белого огня локомотивного светофора, а также нажатия кнопки помощника машиниста при желтом с красным или белом огне.

Функции, выполняемые системой безопасности "Дозор" в основном те же, что и у прибора УКБМ. Однако для предупреждения экстренной остановки поезда в случае нарушения машинистом порядка подтверждения бдительности необходимо нажимать еще и РБ помощника машинист, что вносит излишнюю нервозность в действия локомотивной бригады. Необходимость постоянного присутствия в кабине помощника машиниста при следовании по белому или желтому с красным огням локомотивного светофора, а также требование нажатий при этом помощником машиниста специальной кнопки по довольно сложному алгоритму. Вследствие этого система безопасности Л132 «Дозор» вызвала резко негативную реакцию работников локомотивных бригад.Также система безопасности Л132 «Дозор» имеет намного более сложную конструкцию, была дорогой в производстве, более трудоемкойв обслуживании и ремонте.

По вышеуказанным причинам система безопасности Л132 "Дозор», в отличие от УКБМ, в производстве находилась недолго и использовалась всего на нескольких дорогах.

Ряд функций УКБМ и Л132 «Дозор» были в дальнейшем реализованы в приборах и системах безопасности КЛУБ и САУТ.