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 изменения сигналов и точек/переключателей 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]
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:
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 защелки 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, и 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. Экспериментальная гидропневматическая [9] блокировка была установлена на перекрестке Баунд-Брук, штат Нью-Джерси, железной дороги Филадельфии и Ридинга и железной дороги Лихай-Вэлли в 1884 году . [6] [7] К 1891 году существовало 18 гидропневматических установок, на шести железных дорогах, управляя в общей сложности 482 рычагами. [6] Установки работали, но в конструкции были серьезные дефекты, и экономия труда была достигнута незначительно.
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 этого типа была установлена в Вестенде недалеко от Берлина в 1896 году. [11] В Северной Америке первая установка блокировки с использованием электрических переключателей была в О-Клер, штат Висконсин, на дорогах Чикаго, Сент-Пол, Миннеаполис. и Омахская железная дорога в 1901 году компанией General Railway Signal Company (GRS, ныне подразделение 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]
Блокировки можно разделить на механические, электрические (электромеханические или релейные ) и электронные/ компьютерные .
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. Стержни сконструированы таким образом, что если функция, управляемая одним рычагом, конфликтует с функцией, управляемой другим рычагом, в перекрестном запирании между двумя стержнями возникает механическое вмешательство, 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
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.
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 системы централизованного управления дорожным движением (CTC) на основе реле первого поколения, представленной в 1936 году компанией GRS [13] (представленной 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 районе Жирар-Джанкшен, штат Огайо , в 1937 году . за этим последовали три установки на линии IND Fulton Street метро Нью-Йорка 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 наиболее загруженных или сложных зонах терминалов, 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 неважная 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.
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 невозможно легко изменить, чтобы защититься от небезопасных модификаций и соответствовать нормативным требованиям испытаний на безопасность. По мере совершенствования технологии отображения проводные физические устройства можно было обновлять 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). Примерами являются Westlock и Westrace (торговые марки Invensys Rail , теперь Siemens), а также [Smartlock [18] ] (торговая марка Alstom ) и EBI Lock (торговая марка Bombardier ).
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.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)