 |
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Urządzenia sterowania ruchem kolejowym
Spis treści:1. Wprowadzenie 2. Ogólny podział urządzeń srk 2.1. Urządzenia zewnętrzne 2.2. Urządzenia wewnętrzne 3. Klasyfikacja funkcjonalna urządzeń srk 3.1. Urządzenia stacyjne 3.2. Urządzenia liniowe Podstrony:
1. WprowadzenieRuch kolejowy charakteryzuje się dużymi masami przewożonych ładunków i długimi drogami hamowania, co uniemożliwia dostrzeżenie przeszkody w czasie pozwalającym na bezpieczne zatrzymanie pociągu. Wykluczone jest zatem stosowanie zasady jazdy na widoczność i konieczna jest specjalna organizacja ruchu kolejowego - drogi przebiegu przygotowywane są przez personel ruchu, a informacja o możliwości jazdy i dopuszczalnej prędkości przekazywana jest maszynistom poprzez sygnały na sygnalizatorach. Sygnał zezwalający podawany jest dla pojedynczego pociągu i ma gwarantować, że droga przebiegu za sygnalizatorem jest prawidłowo przygotowana i wolna od taboru. Szybko okazało się, że sam człowiek jest zbyt omylny, by sprawnie i bezpiecznie prowadzić ruch pociągów przy dużym jego natężeniu. Pomyłki, takie jak wyjazd pociągu na zajęty tor czy przestawienie zwrotnicy pod jadącym składem mają w transporcie kolejowym szczególnie groźne skutki. Wprowadzono zatem urządzenia, których zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa poprzez kontrolowanie i uzależnianie wykonywanych przez personel ruchu czynności nastawczych. Urządzenia takie nazywane są urządzeniami sterowania ruchem kolejowym (srk), a zajmująca się nimi dziedzina techniki - sterowaniem ruchem kolejowym. Zapewnienie bezpieczeństwa ruchu kolejowego jest pierwotną i najważniejszą funkcją urządzeń srk, nazywanych dawniej urządzeniami zabezpieczenia ruchu kolejowego (zrk). Funkcja ta realizowana jest przede wszystkim przez:
Wraz ze wzrostem prędkości pociągów, natężenia ruchu i wielkości okręgów nastawczych następowało udoskonalanie i rozwój urządzeń srk, dążące oprócz poprawy bezpieczeństwa także do automatyzacji czynności nastawczych w celu zwiększenia sprawności ruchu i przepustowości linii kolejowych, a także osiągnięcia korzyści ekonomicznych. Nowoczesne urządzenia srk pozwalają na zdalne i zautomatyzowane sterowanie ruchem na całych odcinkach linii kolejowych oraz kontrolują czujność maszynisty i przestrzeganie przez niego sygnałów, w razie zagrożenia samoczynnie włączając hamowanie. W wielu miastach od lat funkcjonują całkowicie automatyczne systemy metra, gdzie urządzenia srk zastąpiły również maszynistów. 2. Ogólny podział urządzeń srkUrządzenia srk, zależnie od miejsca zainstalowania, podzielić można na urządzenia zewnętrzne i wewnętrzne. Do urządzeń zewnętrznych należą urządzenia umieszczone przy układzie torowym i bezpośrednio oddziaływujące na ruch pociągów lub kontrolujące ten ruch, a do urządzeń wewnętrznych - urządzenia znajdujące się w budynku nastawni, w kontenerach, szafach przytorowych itp., realizujące zależności i komunikujące się z operatorem. Urządzenia zewnętrzne i wewnętrzne ściśle ze sobą współpracują tworząc system spełniający zadane funkcje, często powiązany z innymi systemami. Ogólny model systemu srk przedstawiono na rys. 1.  Rys. 1. Ogólny model systemu srk Pod pojęciem urządzeń wewnętrznych rozumie się najczęściej urządzenia stacyjne, blokady liniowe i inne systemy bezpośrednio odpowiedzialne za sterowanie ruchem kolejowym. Sprawne kierowanie i zarządzanie ruchem kolejowym wymaga uzupełnienia ich działania o funkcje gromadzenia z poszczególnych stacji informacji o ruchu, archiwizacji i przekazywania tych informacji do dyspozytorów, a także przekazywania poleceń dyspozytorskich i danych o aktualnym rozkładzie jazdy do dyżurnych ruchu. Funkcje te, dawniej opierające się na łączności telefonicznej i obiegu dokumentów, współcześnie coraz częściej realizowane są przez systemy informatyczne, które integrują cały proces ruchowy oraz wymianę informacji pomiędzy stanowiskami i mogą bezpośrednio współpracować z urządzeniami nastawczymi. Całość składa się na hierarchiczną, zintegrowaną strukturę prowadzenia ruchu, w której wyróżnić można kilka warstw[2]:
Systemy pracujące w warstwie bezpieczeństwa i regulacji są systemami czasu rzeczywistego o mocnych ograniczeniach czasowych, systemy pracujące w warstwie optymalizacji są systemami czasu rzeczywistego o słabych ograniczeniach czasowych, natomiast systemy z warstwy adaptacji nie mają ograniczeń czasowych i mogą pracować jako systemy off line. Zintegrowaną strukturę prowadzenia ruchu przedstawiono schematycznie na rys. 2.  Rys. 2. Zintegrowana struktura prowadzenia ruchu 2.1. Urządzenia zewnętrzne
Urządzenia zewnętrzne (wykonawcze) rozmieszczone są w poszczególnych miejscach układu torowego, a ich zadaniem jest bezpośrednie sterowanie, kontrolowanie i zabezpieczanie ruchu pociągów. Mogą one zmieniać swój stan wpływając na ruch pojazdów (urządzenia sterowane i kontrolowane - np. zwrotnice, sygnalizatory), lub pełnić jedynie funkcję detektorów (urządzenia kontrolowane - np. obwody torowe, czujniki torowe). Podstrony:
2.2. Urządzenia wewnętrzneUrządzenia wewnętrzne mieszczą się w budynku nastawni lub w kontenerach bądź szafach przytorowych. Można wyróżnić w nich dwie warstwy:
Urządzenia interfejsu operatora służą do przyjmowania poleceń od operatora oraz sygnalizowania mu stanu elementów systemu. Przeważnie mają postać pulpitu nastawczego lub planu świetlnego, a ostatnio coraz częściej - z uwagi na niewielkie koszty i wiele zalet - stanowiska komputerowego. W starszych systemach do obsługi urządzeń służą mechanicznie uzależniane dźwignie i podział na interfejs operatora i urządzenia zależnościowe nie zawsze jest wyraźny.
Urządzenia zależnościowe odpowiadają za przyjmowanie i przetwarzanie poleceń, sterowanie i kontrolowanie urządzeń zewnętrznych, wysyłanie informacji o stanie urządzeń do interfejsu operatora oraz komunikowanie się z innymi systemami (np. urządzenia stacyjne z blokadą liniową). Ich główną funkcją jest realizacja zależności, polegająca na wykluczeniu wykonania czynności zagrażających bezpieczeństwu ruchu kolejowego i zapewnieniu bezpieczeństwa odbywających się jazd. Zależności realizowane mogą być:
Urządzeniom srk stawiane są surowe wymagania dotyczące bezpieczeństwa i niezawodności. Urządzenia muszą posiadać własność fail-safe - uszkodzenie systemu musi zostać wykryte i nie może powodować stanów niebezpiecznych dla ruchu kolejowego, z odpowiednio wysokim poziomem prawdopodobieństwa[1]. W urządzeniach przekaźnikowych stosuje się w tym celu specjalne przekaźniki o odpowiedniej klasie niezawodności oraz dodatkowe obwody kontrolujące prawidłową pracę zestyków i innych elementów. W systemach komputerowych stosuje się wielokanałowe przetwarzanie danych (zwykle przez dwa lub trzy niezależne procesory) i porównywanie otrzymanych wyników - jeżeli nie ma między nimi zgodności, stwierdzana jest nieprawidłowość w pracy systemu. Dokładniejsze opisy różnych systemów zamieszczone zostały w dalszej części strony. 3. Klasyfikacja funkcjonalna urządzeń srkPod względem spełnianych funkcji urządzenia srk podzielić można na urządzenia stacyjne oraz liniowe. Urządzenia stacyjne służą do sterowania ruchem w obrębie posterunków zapowiadawczych, natomiast do urządzeń liniowych zaliczane są zwykle urządzenia które pracują zasadniczo na szlakach lub na większym fragmencie linii kolejowej. Niekiedy wyróżnia się ponadto grupę urządzeń specjalnych, do których zaliczane są systemy dla metra, kolei przemysłowych itp.[1] Na rys. 3 przedstawiono klasyfikację funkcjonalną urządzeń srk, dzieląc dodatkowo urządzenia stacyjne ze względu na zasadę działania i sposób realizacji zależności.  Rys. 3. Klasyfikacja funkcjonalna urządzeń srk 3.1. Urządzenia stacyjneUrządzenia stacyjne zabezpieczają ruch pociągów i manewrów w obrębie posterunków zapowiadawczych (stacji, posterunków odgałęźnych) i stanowią najważniejszą oraz najbardziej zróżnicowaną grupę urządzeń. Ich zadaniem jest wzajemne uzależnienie sygnalizatorów, zwrotnic i innych urządzeń poprzez zorganizowane przebiegi pociągowe i manewrowe, a ponadto wzajemne uzależnienie pracy poszczególnych nastawni na stacji, jeżeli jest ich więcej - zadanie to spełnia blokada stacyjna. Urządzenia stacyjne przez lata ewoluowały wykształcając szereg odmian, różniących się konstrukcją i zasadami działania. Większość tych odmian do dziś można spotkać w czynnej służbie. Poniżej przedstawiono podział urządzeń stacyjnych ze względu na zasadę działania oraz ich udział na sieci PKP PLK SA (procent zwrotnic uzależnionych w urządzeniach danego typu, stan na rok 2012[3]): 1) mechaniczne:
Najstarszym rodzajem urządzeń stacyjnych są urządzenia mechaniczne, w których przestawianie zwrotnic, wykolejnic, a pierwotnie także sygnałów (na sygnalizatorach kształtowych) dokonywane jest z wykorzystaniem siły człowieka, a uzależnienia realizowane są na drodze mechanicznej, przez skrzynię zależności. W urządzeniach mechanicznych kluczowych zwrotnice i wykolejnice nastawiane są dźwigniami znajdującymi się bezpośrednio przy nich i zamykane są zamkami kluczowymi, a w urządzeniach mechanicznych scentralizowanych - dźwigniami umieszczonymi na ławie nastawczej w budynku nastawni, połączonymi z napędami przy pomocy pędni. Urządzenia mechaniczne scentralizowane wciąż są jednym z najczęściej spotykanych rodzajów urządzeń stacyjnych.
Do urządzeń elektrycznych zaliczają się urządzenia elektromechaniczne, przekaźnikowe oraz komputerowe. Zastosowano w nich elektryczne napędy zwrotnic i wykolejnic oraz sygnalizację świetlną, chociaż pierwsze odmiany urządzeń elektromechanicznych wyposażone były w sygnalizatory kształtowe z napędami elektrycznymi. Urządzenia elektromechaniczne (suwakowe) są najstarszym rodzajem urządzeń elektrycznych, a uzależnienia podobnie jak w urządzeniach mechanicznych realizowane są w nich przez skrzynię zależności. Obecnie są już coraz rzadziej spotykane. W szeroko rozpowszechnionych urządzeniach przekaźnikowych do uzależnień używane są układy przekaźników elektromagnetycznych, a w urządzeniach komputerowych - mikroprocesory. Odmianą urządzeń przekaźnikowych, często stosowaną na modernizowanych mniejszych stacjach, są urządzenia przekaźnikowo-komputerowe (hybrydowe), w których zależności realizowane są na drodze przekaźnikowej, a klasyczny pulpit nastawczy zastąpiony został stanowiskiem komputerowym. Odrębną grupę urządzeń stacyjnych stanowią urządzenia automatycznego sterowania rozrządzaniem (asr). Są to urządzenia przekaźnikowe lub komputerowe, usprawniające i automatyzujące proces rozrządzania wagonów z górek rozrządowych na dużych stacjach towarowych. Podstrony:
3.2. Urządzenia liniowe
Najważniejszą grupą urządzeń liniowych są blokady liniowe, służące do regulowania następstwa jazdy i zabezpieczania ruchu pociągów na szlaku. Do urządzeń liniowych zalicza się przeważnie także urządzenia które nie są ściśle powiązane z posterunkami ruchu czy szlakami, np. urządzenia przejazdowe, a także systemy obejmujące swym działaniem większe odcinki linii lub sieci kolejowej, np. urządzenia zdalnego sterowania. Z urządzeniami zdalnego sterowania związane są systemy kierowania ruchem. Kierowanie ruchem obejmuje takie funkcje, jak śledzenie i archiwizowanie ruchu pociągów oraz podejmowanie decyzji o ruchu w razie wystąpienia zakłóceń i odchyleń od rozkładu jazdy[1]. Systemy kierowania ruchem wspomagają pracę dyżurnych ruchu i dyspozytorów liniowych i mogą automatycznie współpracować z urządzeniami srk (urządzeniami stacyjnymi, urządzeniami zdalnego sterowania). Podstrony:
Bibliografia
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(c) Paweł Okrzesik 2004-2021. Wykorzystywanie materiałów bez wiedzy i zgody autora niedozwolone. |
