Счетчик осей

Пункт обнаружения счетчика осей в Великобритании.

Счетчик осей для автоматического железнодорожного переезда (Словения)

Счетчик осей — это система, используемая в железнодорожной сигнализации для определения свободного или занятого состояния участка пути между двумя точками. Система обычно состоит из датчика колеса (по одному на каждый конец секции) и блока оценки для подсчета осей поезда как на въезде, так и за выезде на секцию. Их часто используют для замены рельсовой цепи .

Принципы и работа

Счетчик осей состоит из датчика, который распознает отдельные оси поезда механическим, электрическим или даже оптоволоконным методом, и устройства обработки данных, которое подсчитывает оси, входящие и выходящие из секции рельса. Оценщик также может преобразовать аналоговый сигнал датчика оси в цифровой сигнал. Однако в некоторых случаях эту задачу выполняет отдельное подразделение.

Система настраивается путем установки датчика счетчика осей на каждом конце секции. поезда Когда каждая ось проходит датчик счетчика осей в начале участка, счетчик увеличивается. Датчик счетчика осей состоит из двух независимых датчиков (поэтому устройство может определять направление и скорость поезда по порядку и времени прохождения датчиков). Когда поезд проходит аналогичный датчик счетчика осей в конце участка, система сравнивает счетчик в конце участка с записанным в начале. Если эти два значения совпадают, предполагается, что раздел свободен.

Этот процесс выполняется критически важными для безопасности центрально расположенными компьютерами, называемыми «оценщиками», при этом датчики счетчика осей расположены в необходимых местах на поле. Датчики счетчика осей подключаются к анализатору либо через специальный медный кабель, либо через систему телекоммуникационной передачи . Это позволяет расположить датчики счетчика осей на значительном расстоянии от анализатора и полезно при использовании оборудования централизованной блокировки , но в меньшей степени, когда сигнальное оборудование расположено рядом с линией в шкафах с оборудованием.

Приложения

Отслеживание обнаружения вакансий

Железнодорожная сигнализация

Чаще всего счетчики осей используются в железнодорожной сигнализации для обнаружения свободных путей. Это форма блоковой сигнализации , которая не позволяет двум поездам одновременно находиться на одном участке пути (блоке). Блочная сигнализация снижает вероятность столкновения, поскольку разделение пути на блоки гарантирует, что между поездами всегда будет достаточно места, чтобы один из них мог остановиться до того, как он столкнется с идущим впереди.

Железнодорожные переезды

Счетчики осей также используются для включения и выключения предупредительного оборудования на железнодорожных переездах , закрытия переезда для пешеходов и автотранспортных средств при обнаружении присутствия поезда и разрешения их открытия при прохождении поезда через переезд.

Защита стрелочных переводов на железнодорожных станциях

Счетчики осей используются на железнодорожных станциях для обнаружения вагонов во время их сортировки. Счетчики осей размещаются на пути перед каждым стрелочным переводом и на каждом пути, выходящем из стрелочного перевода. Программное обеспечение для управления железнодорожными станциями использует данные о занятости со счетчиков осей для блокировки переключателей и предотвращения направления вагонов на пути, занятые другими вагонами.

Преимущества

В отличие от традиционных путевых цепей , счетчики осей не требуют установки изолированных рельсовых стыков. Это позволяет избежать нарушения непрерывности длинных участков сварного рельса, что позволяет вставить изолированные стыки.

Электрифицированные железные дороги

Счетчики осей особенно полезны на электрифицированных железных дорогах, поскольку они устраняют необходимость в тяговых и импедансных соединениях. Счетчики осей не требуют соединения и требуют меньшего количества кабелей по сравнению с рельсовыми цепями, поэтому их установка и обслуживание обычно дешевле.

Изолированные железнодорожные стыки

Счетчики осей устраняют большинство железнодорожных стыков (IRJ), которые являются слабым местом на пути.

Загрязнение железнодорожной станции

Счетчики осей не страдают от загрязнения головки рельса ржавчиной, смазкой или уплотненными остатками листьев. Иногда поезд высыпает противоскользящий песок, чтобы облегчить замедление при торможении, но песок загрязняет рельсы, и рельсовая цепь перестает работать. Счетчики осей не подвержены этим проблемам, поскольку они не полагаются на контакт колеса с головкой рельса для создания электрической цепи.

Лучшая производительность во влажных условиях

Счетчики осей используются в мокрых туннелях (таких как туннель Северн ), где обычные путевые цепи ненадежны. Счетчики осей также полезны на стальных конструкциях (таких как мост Форт ), которые могут помешать нормальной работе рельсовых цепей, если изоляция рельсов от конструкции окажется нецелесообразной. Счетчики осей также полезны на длинных участках, где можно избежать необходимости в нескольких промежуточных путевых цепях. При прямом подключении счетчик осей может работать на расстоянии около 10 000 метров (33 000 футов) от блока оценки. Однако с добавлением сети Ethernet расстояние ограничивается системой передачи.

Недостатки

По разным причинам, например, из-за сбоя питания, счетчики осей могут «забыть», сколько осей находится в секции. Поэтому для сброса системы необходимо ручное управление. В этом ручном переопределении присутствует человеческий фактор, который может быть ненадежным. Предполагается, что авария, произошедшая в туннеле Северн, произошла из-за неправильного восстановления счетчика осей. Однако в ходе последующего расследования это не было доказано. В старых установках оценщики могут использовать 8-битную логику, вызывая числовое переполнение, когда поезд с 256 или более осями проходит счетчик осей. В результате этот поезд не будет обнаружен. Это накладывает ограничение на длину каждого поезда в 255 осей. Более современные системы не ограничены количеством колес поезда.

Явка

При наличии сблокированных стрелочных переводов необходимо предусмотреть блок счетчика осей для каждой стойки этого стрелочного перевода. На линиях с выключателями без блокировки/ручного управления обнаружение точек переключения необходимо будет контролировать отдельно, тогда как на линиях с рельсовым замыканием можно установить смещенные точки для автоматического разрыва рельсовой цепи.

Сломанные рельсы

Система рельсовых цепей действительно облегчает обнаружение многих, но не всех видов поломок рельсов, хотя и только в ограниченной степени в зонах тяги переменного тока , а не в зонах тяги постоянного тока . Напротив, счетчики осей вообще не могут обнаружить поломку рельсов. Обычные рельсовые цепи имеют мертвую зону длиной около метра от соединений проводки до изолированного рельсового стыка (IRJ).

Подъездные и маневровые движения

У счетчиков осей возникают проблемы с поддержанием правильного счета, когда колеса поезда останавливаются непосредственно на механизме счетчика. Это известно как «качание колеса» и может оказаться проблематичным на станциях или в других местах, где вагоны маневрируют, соединяются и разделяются. Кроме того, там, где на главных линиях имеются разъезды, ответвления или кольцевые пути, необходимо будет установить дополнительные счетчики для обнаружения поездов, входящих или выходящих с линии, тогда как та же инфраструктура, использующая рельсовые цепи, не требует особого внимания.

В Окленде , Новая Зеландия , счетчики осей использовались на всех линиях, где требуются рельсовые цепи, за исключением особых мест, где транспортные средства технического обслуживания Hi Rail либо находятся на пути, либо вне его. Все пути пересечения дорог на общественных переездах считаются точками доступа Hi Rail, и используется короткая однорельсовая рельсовая цепь постоянного тока. Есть также несколько однорельсовых рельсовых цепей постоянного тока в местах, не находящихся на железнодорожных переездах, где транспортные средства Hi Rail могут получить доступ к пути.

Электромагнитные тормоза

Магнитные тормоза используются в высокоскоростных поездах . с максимальной скоростью более 160 километров в час (100 миль в час) Это физически большие куски металла, установленные на тележке автомобиля всего в нескольких сантиметрах над гусеницей. Иногда счетчики осей могут ошибочно распознать их как другую ось. Это может произойти только на одном конце блока пути из-за кривизны магнитного поля, дефектов геометрии пути или других проблем, что приводит к путанице в системе сигнализации, а также требует сброса памяти обнаружения. Современные счетчики осей устойчивы к торможению на вихревых токах, и магнитный эффект тормозной системы, как описано выше, преодолевается, при этом информация счета остается стабильной, даже когда транспортное средство, оснащенное магнитными тормозами, тормозит во время прохождения точки обнаружения.

Установка

Одним из методов установки датчика счетчика осей является просверливание рельса, однако это часто считается трудоемким, а также имеет недостаток, заключающийся в ослаблении конструкции рельса. Однако. это устраняет необходимость выравнивания, что может помочь снизить затраты на техническое обслуживание.

Другой метод установки заключается в установке датчика счетчика осей на крепление, которое крепится к обеим сторонам направляющей снизу. Это быстрее и проще установить в правильных условиях, но может означать более частые проверки для обеспечения правильного расположения.

Сброс и восстановление

Существует четыре метода обеспечения сброса и восстановления счетчиков осей в работу:

• Подготовительный сброс . После применения к системе предварительного сброса счетчик осей продолжает показывать секцию как занятую до тех пор, пока на этой секции не произойдет одно движение поезда. Логично, что если поезд успешно проехал этот участок, то участок освобождается, а счетчик осей снова устанавливается на незанятое значение.
• Условный сброс — секция сбрасывается только в том случае, если последний отсчет был в направлении наружу. Это, по крайней мере, показывает, что все поезда на участке на момент сброса отправлялись. Сигнал, защищающий секцию сброса, удерживается в состоянии «занято» до момента проверки или физической проверки освобождения пути.
• Безусловный сброс — раздел сбрасывается независимо от последнего действия подсчета. Защитные сигналы сбрасываются сразу после сброса. В Великобритании этот тип сброса используется в рамках «Напоминания инженеру о владении» (EPR), и перед выполнением сброса выполняется ряд процедур, чтобы убедиться, что на участке линии нет транспортных средств и инструментов.
• Совместный сброс . Требуется, чтобы и техник, и сигнальщик совместно выполнили сброс, а затем вернули секцию в эксплуатацию. Этот тип сброса теперь используется только в схемах, которые дополняют существующую схему, использующую этот тип механизма сброса.

Большинство стран используют вариации четырех вышеупомянутых методов, иногда с различной степенью автоматизации или человеческого участия.

История

Первоначально подсчет осей начинался с механизмов, похожих на педали . Они состояли из механического контактного устройства, установленного на внутренней стороне подошвы рельса; проходящий фланец колеса, через устройство, приводил в действие рычаг. Однако они были подвержены ошибкам и в конце XIX века были заменены в Европе гидравлическими рельсовыми контактами.

Гидравлические рельсовые контакты приводились в действие за счет отклонения рельса, вызванного нагрузкой на ось, проходящей по путям. Первые баллоны были наполнены ртутью; позже стали использовать гидравлическое масло. Затем их заменили переключающими элементами с пневматическим приводом.

В пневматических системах счета осей поршни приводились в действие при определенных нагрузках и скоростях. Их применение оказалось ограниченным, и поэтому с 1950-х годов их заменили магнитные контакты. До этого момента рельсовые цепи всегда имели большое преимущество, когда дело касалось надежности.

Магнитные контакты были первыми бесконтактными переключающими устройствами. Они были известны как «магниты для подсчета осей». Фланцы железного колеса вызывали срабатывание, прерывая магнитное поле. Первый патент США на счетчик осей, поданный 3 июня 1960 года Эрнстом Хофстеттером и Куртом Хаасом. был для устройства такого типа. В это время выпускались и индуктивные методы на основе трансформаторов. В 1970-х годах разработки в области электроники, а также внедрение интегральных схем позволили разработать счетчики осей, используемые в настоящее время.

См. также

• Детектор дефектов
• Списки железнодорожных происшествий
• Железнодорожная авария в туннеле Северн (1991)
• Железнодорожная инспекция
• Железнодорожная сигнализация
• Путевая цепь
• Распределенное акустическое зондирование

Внешние ссылки

• Электропедия
• ARTC Пример железнодорожного переезда . Архивировано 3 марта 2020 г. в Wayback Machine.