переплетение
В железнодорожной сигнализации блокировка — это устройство сигнального устройства, которое предотвращает конфликтующие движения по путям, таким как перекрестки или переезды. В Северной Америке набор сигнальных устройств и путей, связанных вместе, иногда вместе называют блокировочной установкой или просто блокировочной системой . Система блокировки устроена таким образом, что невозможно подать сигнал о продолжении движения, пока не будет подтверждено, что используемый маршрут безопасен.
Блокировка – это мера безопасности, предназначенная для предотвращения сигналов и точек/переключателей изменения в неправильной последовательности. Например, блокировка предотвратит изменение сигнала для указания расходящегося маршрута, если сначала не будут изменены соответствующие точки/переключатели. В Северной Америке официальное определение блокировки на железных дорогах звучит так: « Расположение сигналов и сигнальных устройств настолько взаимосвязано, что их движения должны следовать друг за другом в правильной последовательности ». [1]
Конфигурация и использование
[ редактировать ]
Минимальная блокировка состоит из сигналов , но обычно включает в себя дополнительные устройства, такие как стрелки и замки Facing Point (США: переключатели) и сходы с рельсов , а также может включать переезды на уровне и разводные мосты. Некоторые из фундаментальных принципов блокировки включают в себя:
- Запрещается использовать сигналы, позволяющие одновременно совершать конфликтующие движения поездов по заданному маршруту.
- Переключатели и другие устройства на маршруте должны быть правильно «установлены» (на месте), прежде чем сигнал сможет позволить поездам выйти на этот маршрут.
- маршрута После определения и получения сигнала поезду о продолжении движения по этому маршруту все стрелочные переводы и другие подвижные устройства на маршруте фиксируются до тех пор, пока не произойдет одно из следующих действий:
- поезд выходит за пределы затронутого участка маршрута, или
- сигнал о движении отменен, и прошло достаточно времени, чтобы гарантировать, что поезд, приближающийся к этому маршруту, имел возможность остановиться до прохождения сигнала.
История
[ редактировать ]Железнодорожная блокировка имеет британское происхождение, где были выданы многочисленные патенты. В июне 1856 года Джон Саксби получил первый патент на взаимосвязанные переключатели и сигналы. [2] [3] : 23–24 В 1868 году Саксби (из Saxby & Farmer) [4] получил патент на то, что сегодня известно в Северной Америке как «предварительная блокировка защелки». [5] [6] Предварительное запирание защелками стало настолько успешным, что к 1873 году только на Лондонской и Северо-Западной железной дороге было использовано 13 000 механических запирающих рычагов . [6] [7]
Первый эксперимент с механической блокировкой в Соединенных Штатах был проведен в 1875 году Дж. М. Туси и Уильямом Бьюкененом на перекрестке Спейтен-Дуйвил в Нью-Йорке на Центральной железной дороге Нью-Йорка и реки Гудзон (NYC&HRR). [6] [7] [8] В то время Туси был генеральным суперинтендантом, а Бьюкенен был суперинтендантом оборудования в NYC&HRR. Туси и Бьюкенен основали компанию Toucey and Buchanan Interlocking Switch and Signal Company в Гаррисбурге, штат Пенсильвания, в 1878 году. Первые важные установки их механизма были установлены на переключателях и сигналах компаний Manhattan Elevated Railroad Company и New York Elevated Railroad Company в 1877–1878 годах. . [6] По сравнению с конструкцией Саксби механизм блокировки Туси и Бьюкенена был более громоздким и менее сложным, поэтому не получил широкого распространения. [8] Union Switch & Signal купила их компанию в 1882 году. [8]
По мере развития технологий отрасль железнодорожной сигнализации стремилась включить эти новые технологии в системы блокировки, чтобы увеличить скорость установления маршрута, количество устройств, управляемых из одной точки, и расширить расстояние, на котором этими же устройствами можно управлять с точки управления. Задача, стоящая перед отраслью связи, заключалась в достижении того же уровня безопасности и надежности, который был свойствен чисто механическим системам. Экспериментальный гидропневматический [9] блокировка была установлена на Баунд-Брук, штат Нью-Джерси, перекрестке железной дороги Филадельфия-Ридинг и железной дороги Лихай-Вэлли в в 1884 году. [6] [7] К 1891 году на шести железных дорогах действовало 18 гидропневматических установок, управляющих всего 482 рычагами. [6] Установки работали, но в конструкции были серьезные дефекты, экономии труда добиться не удалось.
Изобретатели гидропневматической системы перешли к электропневматической системе в 1891 году, и эта система, лучше всего известная как Union Switch & Signal Company, была впервые установлена на железной дороге Чикаго и Северной части Тихого океана на подъемном мосту через реку Чикаго . [7] К 1900 году на 13 железных дорогах Северной Америки использовались 54 электропневматические блокировочные установки, управлявшие в общей сложности 1864 блокировочными рычагами. Этот тип системы останется одной из двух жизнеспособных конкурирующих систем в будущем, хотя у него есть тот недостаток, что он требует дополнительного одноразового оборудования и требует дорогостоящего обслуживания. [7]
Блокировки с использованием электродвигателей для перемещения переключателей и сигналов стали жизнеспособными в 1894 году, когда компания Siemens в Австрии установила первую такую блокировку в Пршерове (ныне в Чешской Республике). [10] Еще одна блокировка такого типа была установлена в Вестенде недалеко от Берлина в 1896 году. [11] В Северной Америке первая установка блокировки с использованием электрических стрелочных машин была установлена в О-Клэр, штат Висконсин, на железной дороге Чикаго, Сент-Пол, Миннеаполис и Омаха в 1901 году компанией General Railway Signal Company (GRS, ныне подразделением Alstom ). со штаб-квартирой в Левалуа-Перре , недалеко от Парижа). [7] К 1913 году система этого типа была установлена на 83 железных дорогах в 35 штатах США и провинциях Канады, на 440 блокировочных станциях с использованием 21 370 рычагов. [6]
Типы блокировки
[ редактировать ]Блокировки можно разделить на механические, электрические (электромеханические или релейные ) или электронные/ компьютерные .
Механическая блокировка
[ редактировать ]
В механических блокировочных установках сооружают запорную станину , состоящую из стальных стержней, образующих решетку. Рычаги , которые управляют переключателями , сходами с рельсов , сигналами или другими приборами, соединены с стержнями, идущими в одном направлении. между двумя стержнями возникает механическое вмешательство Стержни сконструированы таким образом, что если функция, управляемая данным рычагом, конфликтует с функцией, управляемой другим рычагом, в перекрестном запирании , что, в свою очередь, предотвращает конфликтное движение рычага.
На чисто механических установках рычаги управляют полевыми устройствами, такими как сигналы, напрямую через механические стержни или проводные соединения. Рычаги находятся примерно на высоте плеч, поскольку они должны обеспечивать механическое преимущество для оператора. Поперечное запирание рычагов осуществлялось таким образом, чтобы дополнительный рычаг не мог нарушить запирание (предварительная защелка).
Первая механическая блокировка была установлена в 1843 году в Bricklayers Arms Junction , Англия. [12] : 7
Электромеханическая блокировка
[ редактировать ]В силовых блокировках также может использоваться механическая блокировка для обеспечения правильной последовательности рычагов, но рычаги значительно меньше, поскольку сами по себе они не управляют напрямую полевыми устройствами. Если рычаг может свободно перемещаться, опираясь на запорную станину, контакты на рычагах активируют переключатели и подают сигналы, которые управляются электрическим или электропневматическим способом . Прежде чем рычаг управления можно будет переместить в положение, которое приведет к освобождению других рычагов, от полевого элемента должен быть получен сигнал о том, что он действительно переместился в запрошенное положение. Показанная стопорная платформа предназначена для силовой блокировочной машины GRS.
Реле блокировки
[ редактировать ]
Блокировки, осуществляемые чисто электрически (иногда называемые полностью электрическими ), состоят из сложных схем, состоящих из реле в виде релейной логики , которая определяет состояние или положение каждого сигнального устройства. Во время работы приборов изменение их положения открывает некоторые цепи, которые блокируют другие приборы, которые могут конфликтовать с новым положением. Аналогично, другие цепи замыкаются, когда приборы, которыми они управляют, становятся безопасными для работы. Оборудование, используемое для железнодорожной сигнализации, как правило, дорогое из-за его специализированного характера и отказоустойчивой конструкции.
Блокировки, управляемые исключительно электрической схемой, могут управляться локально или дистанционно, при этом большие механические рычаги предыдущих систем заменяются кнопками, переключателями или переключателями на панели или видеоинтерфейсе. Такая блокировка также может быть рассчитана на работу без участия человека-оператора. Эти устройства называются автоматическими блокировками , и приближающийся поезд автоматически устанавливает свой собственный маршрут при условии, что не происходит конфликтующих движений.
Компания GRS изготовила первую систему релейной блокировки в 1929 году. Она была установлена в Линкольне, штат Небраска, на железной дороге Чикаго, Берлингтона и Куинси . [12] : 18
Блокировка входа-выхода (NX) была оригинальной торговой маркой релейной системы централизованного управления дорожным движением (CTC) первого поколения, представленной в 1936 году компанией GRS. [13] (представлена в Европе компанией Metropolitan-Vickers ). Появление всех технологий электрической блокировки позволило более автоматизировать процедуры настройки маршрута вместо того, чтобы оператор вручную просматривал каждую часть маршрута. Система NX позволяла оператору, глядя на схему сложного перекрестка, просто нажать кнопку на известном въездном пути и еще одну кнопку на нужном выездном пути. Логическая схема выполняла все необходимые действия по управлению блокировкой базового реле для установки сигналов и переключения переключателей в правильной последовательности, необходимой для обеспечения допустимого маршрута через систему блокировки. Первая установка NX была установлена в 1937 году в Брансуике на Чешир-Лайнс , Великобритания. Первая установка в США была установлена на Центральной железной дороге Нью-Йорка (NYCRR) в Жирар-Джанкшен, штат Огайо, в 1937 году. [12] : 18 Еще одна установка NYCRR была на главной линии между Ютикой, штат Нью-Йорк , и Рочестером, штат Нью-Йорк , и за ней быстро последовали три установки на йоркского метро нью - линии IND Fulton Street в 1948 году. [14] [15]
Другие системы типа NX были внедрены другими поставщиками железнодорожных сигналов. Например, Union Route (UR) было торговой маркой их системы входа-выхода, поставляемой Union Switch & Signal Co. (US&S) и представленной в 1951 году. [16] Системы типа NX и их дорогостоящая полупроводниковая логика управления, как правило, устанавливались только в более загруженных или сложных терминальных зонах, где это могло увеличить пропускную способность и сократить потребности в персонале. В ходе шага, который был популярен в Европе, сигнализация для всей территории была сведена в единый большой распределительный щит с панелью управления в зоне оператора и эквивалентом телефонной станции на нижних этажах, что сочетало в себе жизненно важную блокировку на основе реле. логика и не жизненно важная логика управления в одном месте. Такие продвинутые схемы будут также включать технологии описания поездов и отслеживания поездов. Вдали от сложных терминалов рычажные системы управления оставались популярными до 1980-х годов, когда полупроводниковые системы блокировки и управления начали заменять старые релейные установки всех типов.
Электронная блокировка
[ редактировать ]
Современные блокировки (установленные с конца 1980-х годов), как правило, являются полупроводниковыми , в которых проводные сети реле заменяются программной логикой, работающей на специальном аппаратном обеспечении управления. [3] : 84 Тот факт, что логика реализуется программным обеспечением, а не жесткой схемой, значительно облегчает возможность внесения изменений, когда это необходимо, путем перепрограммирования, а не перемонтажа. Во многих реализациях эта жизненно важная логика хранится в виде встроенного ПО или в ПЗУ , которое нелегко изменить, чтобы защититься от небезопасных модификаций и соответствовать нормативным требованиям испытаний на безопасность. По мере совершенствования технологии отображения, проводные физические устройства могли быть обновлены с помощью блоков визуального отображения (компьютерных мониторов), что позволяло отображать изменения в полевом оборудовании сигнальщику без каких-либо модификаций оборудования.
« Твердотельная блокировка » (SSI) — торговая марка микропроцессорной блокировки первого поколения, разработанной в 1980-х годах компаниями British Rail , GEC-General Signal и Westinghouse Signals Ltd в Великобритании. Блокировки на базе процессора второго поколения известны под термином «компьютерная блокировка» (CBI). [17] из которых VPI (торговая марка General Railway Signal , теперь Alstom), MicroLok (торговая марка Union Switch & Signal , теперь Hitachi Rail STS ), Westlock и Westrace (торговые марки Invensys Rail , теперь Siemens) и [Smartlock [18] ] (торговая марка Alstom ) и EBI Lock (торговая марка Bombardier ) являются примерами.
Определенные формы блокировки
[ редактировать ]- Электрическая блокировка
- «Комбинация одного или нескольких электрических замков или цепей управления, с помощью которых рычаги блокировочной машины или выключатели или другие устройства, работающие в связи с сигнализацией и блокировкой, предохраняются от срабатывания при определенных условиях». [19]
- Блокировка секций
- «Электрическая блокировка эффективна, пока поезд находится на определенном участке маршрута, и адаптирована для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится на этом участке». [19]
- Блокировка маршрута
- «Электрическая блокировка вступает в силу, когда поезд проезжает сигнал, и адаптирована для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится в пределах введенного маршрута». [19]
- Блокировка секционного маршрута
- «Блокировка маршрута устроена так, что поезд, освобождая каждый участок пути, снимает блокировку, затрагивающую этот участок». [19]
- Блокировка подхода
- «Электрическая блокировка эффективна, когда поезд приближается к сигналу, установленному для его движения и адаптированному для предотвращения манипуляций с рычагами или устройствами, которые могут поставить под угрозу этот поезд». [19]
- Блокировка ручки
- «Электрическая блокировка вступает в силу после подачи сигнала о движении поезда, отпускаемого проходящим поездом и адаптированного для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу приближающийся поезд». [19]
- Блокировка индикации
- «Электрическая блокировка, приспособленная для предотвращения любых манипуляций с рычагами, которые могут привести к небезопасному состоянию в случае, если сигнальный переключатель, переключатель или другое управляемое устройство не сможет совершить движение, соответствующее движению управляющего рычага; или приспособленный непосредственно для предотвращения срабатывания одного устройство на случай, если другое устройство, которое будет задействовано первым, не сможет совершить необходимое движение». [19]
- Проверка блокировки или блокировка трафика
- «Электрическая блокировка, которая обеспечивает сотрудничество между операторами на двух соседних станциях таким образом, чтобы предотвратить одновременное движение противоположных сигналов, управляющих одним и тем же путем. Кроме того, после того, как сигнал был очищен и принят поездом, блокировка проверки предотвращает сброс противоположного сигнала на соседнем блокировочном пункте до тех пор, пока поезд не пройдет через этот узел». [19]
Полные и неполные блокировки (терминология США)
[ редактировать ]Блокировки позволяют поездам переходить с одного пути на другой с помощью стрелочного перевода и ряда стрелочных переводов. Железнодорожная терминология определяет следующие типы блокировок как полные или неполные в зависимости от доступных движений. Хотя в расписаниях обычно не указывается взаимосвязь как та или иная, а в сводах правил не определяются эти термины, приведенные ниже условия обычно согласовываются бригадами систем и официальными лицами по правилам.
- Полная блокировка
- допускать непрерывные перемещения с любого пути на одной стороне сцепки на любой путь на противоположной стороне без использования обратного хода в пределах сцепки. Это верно, даже если на противоположных сторонах имеется разное количество дорожек или если блокировка имеет несколько сторон.
- Неполные блокировки
- не допускайте таких движений, как описано выше. Движения при неполном сцеплении могут быть ограничены и даже могут потребовать обратных движений для достижения желаемого маршрута.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Жоссеран, Питер; Форман, Гарри Уиллард (1957). Права поездов (5-е изд.). Нью-Йорк: Издательская корпорация Simmons-Boardman . п. 5. ОКЛК 221677266 . Определения.
- ^ «Смерть Джона Саксби». Вестник эпохи железных дорог . 54 (20). Издательская корпорация Simmons-Boardman: 1102. 26 мая 1913 г. OCLC 15110423 .
- ^ Jump up to: а б Соломон, Брайан (2003). Железнодорожная сигнализация . Сент-Пол, Миннесота: Издательская компания MBI. ISBN 978-0-7603-1360-2 . OCLC 52464704 .
- ^ Первый производитель сигнального оборудования, предшественник Westinghouse Brake and Signal Company Ltd , а сегодняшняя Westinghouse Rail Systems , Ltd. (штаб-квартира в Чиппенхэме, Уилтшир )
- ^ Патент США 80878 , Джон Саксби и Джон Стинсон Фармер, «Улучшенный переключатель и сигнал», выдан 11 августа 1868 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г «Вехи в истории сигнализации». Вестник эпохи железных дорог . 61 (4). Издательская корпорация Simmons-Boardman: 161. 28 июля 1916 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Генеральная железнодорожная сигнальная компания (1913). Сперри, Генри М. (ред.). Справочник по электрической блокировке . Рочестер, Нью-Йорк: Компания General Railway Signal. стр. 5–12 . ОСЛК 3527846 .
- ^ Jump up to: а б с Калверт, Дж. Б. «Взаимодействие Тауси и Бьюкенена» . Железные дороги: история, сигнализация, техника . Архивировано из оригинала 23 апреля 2012 года . Проверено 28 декабря 2011 г.
- ^ Система, в которой сжатая вода и воздух используются для передачи действия от одного конца длинной трубки к другому концу. Она может быть эффективной, но ее все же можно квалифицировать как механическую систему, поскольку давление предварительно нагружено и требует действий человека того же типа, что и чисто механическая система.
- ^ Энциклопедия всех технологий , запись «Блокировки».
- ^ «Берлинер Штельверке» . Архивировано из оригинала 28 ноября 2012 года . Проверено 24 ноября 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с Alstom Signaling Incorporated (2004 г.). Столетие: история Alstom Signaling Inc (PDF) . Вест-Генриетта, Нью-Йорк: Alstom. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2011 года . Проверено 27 декабря 2011 г.
- ^ Генеральная железнодорожная сигнальная компания (1936). Система электрической блокировки NX (PDF) . Рочестер, Нью-Йорк. OCLC 184909207 . Архивировано (PDF) из оригинала 28 ноября 2010 г.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «Сигнализация и блокировка на новой линии метро Нью-Йорка» . Железнодорожная сигнализация и связь . Издательская корпорация Simmons-Boardman: 578–583, сентябрь 1949 г. Проверено 27 декабря 2016 г.
- ^ «Кнопки для ускорения передвижения в метро: система сигналов стоимостью 2 000 000 долларов скоро вступит в эксплуатацию в бруклинском отделении IND» (PDF) . Нью-Йорк Таймс . 12 ноября 1948 года . Проверено 27 декабря 2016 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Патент США 2567887 , Рональд А. Макканн, «Устройство управления блокировкой маршрута входа-выхода», выданный 11 сентября 1951 г., передан компании Union Switch and Signal Company.
- ^ Вулфорд, Пол (апрель 2004 г.). Глоссарий терминов сигнализации (PDF) (Отчет). Инструкция железнодорожной группы GK/GN0802. Лондон: Совет по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте. Архивировано из оригинала (PDF) 8 мая 2016 года . Проверено 20 апреля 2016 г.
- ^ «Умная блокировка» . www.alstom.com . Архивировано из оригинала 8 октября 2017 года . Проверено 4 мая 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Определяется Ассоциацией железнодорожных сигналов, которая сегодня является Комитетом железнодорожных сигналов Ассоциации американских железных дорог .
- Эллиотт, штат Вашингтон (1896 г.). Сигналы блокировки и блокировки . Нью-Йорк: Локомотивостроение. стр. 143 и далее.
- Гангули, Шри Субхасис. «История железнодорожной сигнализации». По состоянию на 6 мая 2011 г.
- Соломон, Брайан (2010). Железнодорожная сигнализация . Миннеаполис, Миннесота: Voyageur Press. стр. 23 и далее . ISBN 978-0-7603-3881-0 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Калверт, Дж. Б. «Принципы блокировки».
- Блокировка (статья А. С. Хендерсона, Новая Зеландия, 1927 г.)
- Kleinstadt.zip «Полная бесплатная версия блокировочной установки, основанной на немецких принципах реле» (английский, немецкий, голландский, французский языки)
- Директор научно-технического отдела проектной группы «Механическая блокировка» в Уэст-Мидлендсе.