В железнодорожной сигнализации блокировка — это устройство сигнальной аппаратуры, которое предотвращает конфликтующие движения через расположение путей, таких как перекрестки или переезды. В Северной Америке набор сигнальных устройств и путей , сблокированных вместе, иногда совместно называют блокировочной установкой или просто блокировкой . Система блокировок спроектирована таким образом, что невозможно подать сигнал для продолжения движения, если не доказано, что используемый маршрут безопасен.
Блокировка — это мера безопасности, призванная предотвратить изменение сигналов и стрелок/стрелок в неправильной последовательности. Например, блокировка не позволит изменить сигнал для указания на отклоняющийся маршрут, если только соответствующие стрелки/стрелки не были изменены заранее. В Северной Америке официальное определение блокировки на железной дороге звучит так: « Расположение сигналов и сигнальных устройств, соединенных таким образом, 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 съезды , и может включать в себя переезды на уровне и разводные мосты. Некоторые из основных принципов блокировки включают в себя:
Железнодорожная блокировка имеет британское происхождение, где было выдано множество патентов. В июне 1856 года Джон Саксби получил первый патент на блокировку стрелок и сигналов. [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 защелкой». [5] [6] Предварительная блокировка защелкой стала настолько успешной, что к 1873 году только на Лондонской и Северо-Западной железной дороге использовалось 13 000 механических рычагов блокировки . [6] [7]
Первый эксперимент с механической блокировкой в Соединенных Штатах был проведен в 1875 году Дж. М. Туси и Уильямом Бьюкененом на перекрестке Спайтен-Дайвил в Нью-Йорке на железной дороге New York Central and Hudson River Railroad (NYC&HRR). [6] [7] [8] В то время Туси был генеральным суперинтендантом, а Бьюкенен — суперинтендантом по машинному оборудованию на NYC&HRR. Туси и Бьюкенен основали компанию Toucey and Buchanan Interlocking Switch and Signal Company в Гаррисберге, штат Пенсильвания, в 1878 году. Первые важные установки их механизма были на стрелках и сигналах Manhattan Elevated Railroad Company и New York Elevated Railroad Company в 1877–78 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] В 1882 году их компанию купила Union Switch & Signal. [8]
По мере развития технологий железнодорожная сигнальная отрасль стремилась внедрить эти новые технологии в централизации, чтобы увеличить скорость установки маршрута, количество устройств, контролируемых из одной точки, и расширить расстояние, на котором эти устройства могли управляться из точки управления. Задача, стоящая перед сигнальной отраслью, заключалась в достижении того же уровня безопасности и надежности, который был присущ чисто механическим системам. Экспериментальная гидропневматическая [9] централизация была установлена на стыке железных дорог Филадельфии и Рединга и Лихай-Вэлли в Баунд-Брук, штат Нью-Джерси, в 1884 году. [6] [7] К 1891 году на шести железных дорогах было 18 гидропневматических установок, которые управляли в общей сложности 482 рычагами. [6] Установки работали, но в конструкции были серьезные дефекты, и экономии рабочей силы было достигнуто мало.
Изобретатели гидропневматической системы перешли к электропневматической системе в 1891 году, и эта система, лучше всего идентифицируемая с Union Switch & Signal Company, была впервые установлена на железной дороге Chicago and Northern Pacific Railroad на ее разводном мосту через реку Чикаго . [7] К 1900 году на 13 североамериканских железных дорогах использовались 54 электропневматические центрирующие установки, управляющие в общей сложности 1864 рычагами централизации. Этот тип системы останется одной из двух жизнеспособных конкурирующих систем в будущем, хотя у нее был недостаток в необходимости использования дополнительного одноразового оборудования и необходимости в высоком уровне обслуживания. [7]
Блокировки с использованием электродвигателей для перемещения стрелок и сигналов стали жизнеспособными в 1894 году, когда Siemens в Австрии установил первую такую блокировку в Пршерове (ныне в Чешской Республике). [10] Другая блокировка этого типа была установлена в Вестенде недалеко от Берлина в 1896 году. [11] В Северной Америке первая установка установки блокировок с использованием электрических стрелочных машин была в О-Клэр, штат Висконсин, на железной дороге Чикаго, Сент-Пол, Миннеаполис и Омаха в 1901 году компанией General Railway Signal Company (GRS, теперь 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, в 440 установках блокировок с использованием 21 370 рычагов. [6]
Блокировки можно разделить на механические, электрические (электромеханические или релейные ) и электронные/ компьютерные .
В механических блокировочных установках конструируется блокировочное основание , состоящее из стальных стержней, образующих сетку. Рычаги , которые управляют стрелками , спусковыми крючками , сигналами или другими устройствами, соединены со стержнями, движущимися в одном направлении. Стержни сконструированы таким образом, что если функция, контролируемая данным рычагом, конфликтует с функцией, контролируемой другим рычагом, то в поперечной блокировке между двумя стержнями устанавливается механическое вмешательство , в свою очередь предотвращая выполнение конфликтующего движения рычага.
На чисто механических установках рычаги управляют полевыми устройствами, такими как сигналы, напрямую через механическое тяговое или проводное соединение. Рычаги находятся на высоте плеча, поскольку они должны обеспечивать механическое преимущество для оператора. Поперечная блокировка рычагов была выполнена таким образом, чтобы дополнительное усилие не могло преодолеть блокировку (предварительный замок с защелкой).
Первая механическая блокировка была установлена в 1843 году на перекрестке Бриклейерс-Армс в Англии. [12] : 7
Силовые блокировки также могут использовать механическую блокировку для обеспечения правильной последовательности рычагов, но рычаги значительно меньше, поскольку сами по себе не управляют полевыми устройствами напрямую. Если рычаг может свободно перемещаться на основе блокировочного основания, контакты на рычагах приводят в действие переключатели и сигналы, которые управляются электрически или электропневматически . Прежде чем рычаг управления может быть перемещен в положение, которое освободит другие рычаги, от полевого элемента должен быть получен сигнал о том, что он фактически переместился в требуемое положение. Показанное блокировочное основание предназначено для машины блокировочного устройства GRS.
Блокировки, осуществляемые чисто электрически (иногда называемые полностью электрическими ), состоят из сложной схемы, состоящей из реле в расположении релейной логики , которая устанавливает состояние или положение каждого сигнального устройства. По мере работы устройств изменение их положения открывает некоторые цепи, которые блокируют другие устройства, которые будут конфликтовать с новым положением. Аналогично, другие цепи замыкаются, когда устройства, которыми они управляют, становятся безопасными для эксплуатации. Оборудование, используемое для железнодорожной сигнализации, как правило, дорого из-за его специализированной природы и отказоустойчивой конструкции.
Блокировки, работающие исключительно с помощью электрических цепей, могут управляться локально или дистанционно, при этом большие механические рычаги предыдущих систем заменяются кнопками, переключателями или тумблерами на панели или видеоинтерфейсе. Такая блокировка может также быть разработана для работы без оператора-человека. Эти механизмы называются автоматическими блокировками , и приближение поезда автоматически устанавливает свой собственный маршрут, при условии, что не происходит никаких конфликтующих движений.
Компания GRS изготовила первую систему централизации, состоящую из одного реле, в 1929 году. Она была установлена в Линкольне, штат Небраска, на железной дороге Чикаго, Берлингтон и Куинси . [12] : 18
Entrance-Exit Interlocking (NX) — это оригинальное название торговой марки первого поколения централизованной системы управления движением (CTC) на основе реле, представленной в 1936 году компанией GRS [13] (представленной в Европе компанией Metropolitan-Vickers ). Появление всех технологий электрической блокировки позволило более автоматизировать процедуры настройки маршрута в отличие от того, когда оператор вручную выстраивал каждую часть маршрута. Система NX позволяла оператору, глядя на схему сложного перекрестка, просто нажать кнопку на известном въездном пути и другую кнопку на желаемом выездном пути. Логическая схема обрабатывала все необходимые действия по управлению базовой релейной блокировкой для установки сигналов и переключения стрелок в правильной последовательности, как требовалось для обеспечения допустимого маршрута через центральную станцию. Первая установка NX была в 1937 году в Брансуике на Чеширских линиях , Великобритания. Первая установка в США была на Нью-Йоркской центральной железной дороге (NYCRR) в районе 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 этим вскоре последовали три установки на линии IND Fulton Street в Нью-Йоркском метрополитене в 1948 году. [14] [15]
Другие системы типа NX были реализованы 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 пред-твердотельная логика управления, как правило, устанавливались только в более загруженных или сложных терминальных зонах, где это могло увеличить пропускную способность и сократить требования к персоналу. В ходе движения, которое было популярно в Европе, сигнализация для всей зоны была сжата в один большой блок силовой сигнализации с панелью управления в зоне оператора и эквивалентом телефонной станции на этажах ниже, который объединял жизненно важную логику блокировки на основе реле и нежизненно важную логику управления в одном месте. Такие передовые схемы также включали технологии описания поездов и отслеживания поездов. Вдали от сложных терминальных блоков системы управления рычагами оставались популярными до 1980-х годов, когда твердотельные системы блокировки и управления начали заменять старые релейные установки всех типов.
Современные блокировки (установленные с конца 1980-х годов) обычно являются твердотельными , где проводные сети реле заменяются программной логикой, работающей на специализированном оборудовании управления. [3] : 84 Тот факт, что логика реализуется программным обеспечением, а не жесткой схемой, значительно облегчает возможность вносить изменения при необходимости путем перепрограммирования, а не перемонтажа. Во многих реализациях эта жизненно важная логика хранится в виде прошивки или в ПЗУ , которые не могут быть легко изменены, чтобы противостоять небезопасным модификациям и соответствовать нормативным требованиям испытаний безопасности. По мере совершенствования технологии отображения жестко смонтированные физические устройства могли обновляться с помощью визуальных дисплеев (компьютерных мониторов), что позволяло отображать изменения в полевом оборудовании для сигнализатора без каких-либо аппаратных модификаций.
« Твердотельная блокировка » (SSI) — торговая марка первого поколения микропроцессорной блокировки, разработанной в 1980-х годах компаниями British Rail , GEC-General Signal и Westinghouse Signals Ltd в Великобритании. Процессорная блокировка второго поколения известна 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), а также [Smartlock [18] ] (торговая марка Alstom ) и EBI Lock (торговая марка Bombardier ) являются примерами.
Блокировки позволяют поездам переходить с одного пути на другой с помощью стрелки и ряда стрелок. Железнодорожная терминология определяет следующие типы блокировок как полные или неполные в зависимости от доступных движений. Хотя расписания обычно не идентифицируют блокировку как то или иное, а своды правил не определяют термины, приведенные ниже термины, как правило, согласовываются бригадами системы и должностными лицами правил.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )