Блокировка - Interlocking
В железнодорожной сигнализации , блокировка является расположением устройства сигнала , который предотвращает конфликтующие движения через расположение дорожек , такие как переходы или переходы. Сигнальные устройства и дорожки иногда вместе называют блокировочными устройствами . Блокировка спроектирована таким образом, что невозможно отобразить сигнал для продолжения, если используемый маршрут не является безопасным.
В Северной Америке официальное определение блокировки на железных дорогах звучит так: « Система сигналов и сигнальных устройств так взаимосвязана, что их движения должны следовать друг за другом в надлежащей последовательности ».
Конфигурация и использование
Минимальная блокировка состоит из сигналов , но обычно включает дополнительные устройства, такие как точки и замки точки входа (США: переключатели) и сходы с рельсов , а также могут включать переходы на уровне земли и разводные мосты. Некоторые из основных принципов блокировки включают в себя:
- Запрещается использовать сигналы, чтобы разрешить конфликтующие движения поездов в одно и то же время по заданному маршруту.
- Переключатели и другие устройства на маршруте должны быть надлежащим образом «установлены» (в нужном положении), прежде чем сигнал может позволить движениям поездов войти в этот маршрут.
- После того, как маршрут установлен и поезд получает сигнал двигаться по этому маршруту, все переключатели и другие передвижные устройства на маршруте фиксируются в своих положениях до тех пор, пока кто-либо из них не остановится.
- поезд выезжает за пределы затронутого участка маршрута, или
- сигнал о продолжении движения отменяется, и прошло достаточно времени, чтобы поезд, приближающийся к этому маршруту, имел возможность остановиться перед прохождением сигнала.
История
Железнодорожная блокировка имеет британское происхождение, на которое были выданы многочисленные патенты. В июне 1856 года Джон Саксби получил первый патент на переключатели блокировки и сигналы. В 1868 году компания Saxby (из компании Saxby & Farmer) получила патент на то, что сегодня известно в Северной Америке как «предварительное запирание защелками». Предварительное запирание защелками стало настолько успешным, что к 1873 году только на Лондонской и Северо-Западной железных дорогах было задействовано 13000 механических запорных рычагов .
Первый эксперимент с механической блокировкой в Соединенных Штатах был проведен в 1875 году Дж. М. Туси и Уильямом Бьюкененом на перекрестке Спуйтен- Дайвил в Нью-Йорке на железной дороге Центрального Нью-Йорка и реки Гудзон (NYC & HRR). В то время Туси был генеральным суперинтендантом, а Бьюкенен - суперинтендантом машинного оборудования Нью-Йорка и отдела кадров. Туси и Бьюкенен сформировали компанию Toucey and Buchanan Interlocking Switch and Signal Company в Харрисбурге, штат Пенсильвания, в 1878 году. Первые важные установки их механизма были на переключателях и сигналах Manhattan Elevated Railroad Company и New York Elevated Railroad Company в 1877–1878 годах. . По сравнению с конструкцией Саксби, механизм блокировки Туси и Бьюкенанса был более громоздким и менее сложным, поэтому не получил широкого распространения. Union Switch & Signal купила их компанию в 1882 году.
По мере развития технологий, которые служили для увеличения мышечной силы людей, железнодорожная сигнальная промышленность стремилась включить эти новые технологии в блокировки, чтобы увеличить скорость прокладки маршрута, количество устройств, управляемых из одной точки, и увеличить расстояние, которое те же самые бытовыми приборами можно было управлять с точки управления. Задача, стоящая перед индустрией сигналов, заключалась в достижении того же уровня безопасности и надежности, который присущ чисто механическим системам. Экспериментальная гидропневматическая блокировка была установлена в Bound Brook, Нью - Джерси стыке Филадельфии и Reading железной дороги и Lehigh Valley железной дороги в 1884. К 1891 году насчитывалось 18 гидро-пневматические установки, на шесть железных дорог, работающих в общей сложности 482 рычаги. Установки работали, но в конструкции были серьезные недоработки, и экономия труда была незначительной.
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 Чикагской и Северной Тихоокеанской железной дороге на ее подъемном мосту через реку Чикаго . К 1900 году 54 электропневматических блокировочных устройства, управляющих в общей сложности 1864 блокировочными рычагами, использовались на 13 североамериканских железных дорогах. Этот тип системы останется одной из двух жизнеспособных конкурирующих систем в будущем, хотя у нее был недостаток, заключающийся в необходимости дополнительного одноразового оборудования и требовании большого обслуживания.
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). Еще одна блокировка этого типа была установлена в Вестенде недалеко от Берлина в 1896 году. В Северной Америке первая установка устройства блокировки с использованием электрических переключателей была в О-Клэр, штат Висконсин, на железных дорогах Чикаго, Сент-Пол, Миннеаполис и Омаха в 1901 году. компанией General Railway Signal Company (GRS, ныне подразделение Alstom , штаб-квартира находится в Левалуа-Перре , недалеко от Парижа). 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.
Типы блокировки
Блокировки можно разделить на механические, электрические (электромеханические или релейные ) или электронные / компьютерные .
Механическая блокировка
В установках с механической блокировкой запорная платформа состоит из стальных стержней, образующих решетку. Эти рычаги , которые работают переключатели , срывает , сигналы или другие приборы подключены к решетке , работающей в одном направлении. Стержни сконструированы таким образом, что если функция, управляемая данным рычагом, конфликтует с функцией, управляемой другим рычагом, возникает механическое вмешательство в перекрестной блокировке между двумя стержнями, что, в свою очередь, предотвращает конфликтующее движение рычага.
В чисто механических установках рычаги управляют полевыми устройствами, такими как сигналы, напрямую через механические стержни или провода. Рычаги находятся на уровне плеч, поскольку они должны обеспечивать механическое преимущество для оператора. Поперечная блокировка рычагов производилась таким образом, чтобы дополнительное плечо не могло нарушить блокировку (предварительная блокировка защелки).
Первая механическая блокировка была установлена в 1843 году в Bricklayers Arms Junction , Англия.
Электромеханическая блокировка
Силовые блокировки также могут использовать механическую блокировку для обеспечения правильного переключения рычагов, но рычаги значительно меньше, поскольку сами по себе не управляют полевыми устройствами напрямую. Если рычаг может свободно перемещаться на основе запирающего слоя, контакты на рычагах приведения в действие переключателях и сигналы , которые электрически управляемыми или электро- пневматический . Прежде чем рычаг управления может быть перемещен в положение, которое освободит другие рычаги, должен быть получен сигнал от элемента поля о том, что он фактически переместился в запрошенное положение. Показанная стопорная платформа предназначена для машины с механической блокировкой GRS.
Блокировка реле
Блокировки, осуществляемые чисто электрически (иногда называемые « полностью электрическими »), состоят из сложной схемы, состоящей из реле в релейной логике, которые определяют состояние или положение каждого сигнального устройства. Когда приборы работают, изменение их положения размыкает некоторые цепи, которые блокируют другие приборы, которые могут вступить в конфликт с новым положением. Точно так же другие цепи замыкаются, когда устройства, которыми они управляют, становятся безопасными в эксплуатации. Оборудование, используемое для железнодорожной сигнализации, обычно бывает дорогим из-за его специализированного характера и отказоустойчивой конструкции.
Блокировками, управляемыми исключительно электрическими схемами, можно управлять локально или дистанционно, при этом большие механические рычаги предыдущих систем заменены кнопками, переключателями или тумблерами на панели или видеоинтерфейсе. Такая блокировка также может быть разработана для работы без участия человека-оператора. Эти механизмы называются автоматическими блокировками , и при приближении поезда автоматически устанавливается собственный маршрут при условии, что не происходит никаких конфликтующих движений.
Компания GRS изготовила первую систему блокировки, полностью состоящую из реле, в 1929 году. Она была установлена в Линкольне, Небраска, на железной дороге Чикаго, Берлингтона и Куинси .
Блокировка входа-выхода (NX) была оригинальной торговой маркой системы блокировки централизованного управления дорожным движением (CTC) первого поколения, представленной в 1936 году компанией GRS (представленной в Европе компанией Metropolitan-Vickers ). Появление всей технологии электрических блокировок позволило использовать более автоматизированные процедуры настройки маршрута, вместо того, чтобы вручную выстраивать линию оператора на каждой части маршрута. Система NX позволяла оператору, глядя на схему сложного перекрестка, просто нажимать кнопку на известном въездном пути и другую кнопку на желаемом выезде. Логическая схема обрабатывала все необходимые действия по команде блокировки нижележащего реле для установки сигналов и переключения переключателей в надлежащей последовательности, необходимой для обеспечения действительного маршрута через блокировочную установку. Первая установка NX была установлена в 1937 году в Брансуике на Чеширских линиях , Великобритания. Первая установка в США была на Центральной железной дороге Нью-Йорка (NYCRR) в Джирард-Джанкшен, штат Огайо, в 1937 году. Другая установка NYCRR была на главной линии между Ютикой, штат Нью-Йорк и Рочестером, штат Нью-Йорк , и вскоре за ней последовали три установки. на Нью - Йорк метро «s IND Fulton Street Line в 1948 году.
Другие системы стиля NX были реализованы другими поставщиками сигналов для железных дорог. Например, Union Route (UR) было торговым наименованием их системы входа-выхода, поставляемой Union Switch & Signal Co. (US&S) и представленной в 1951 году. Системы типа NX и их дорогостоящая логика управления до твердотельного состояния имели тенденцию только к тому, чтобы быть установлен в более загруженных или более сложных зонах терминала, где он может увеличить пропускную способность и снизить потребность в персонале. В рамках популярного в Европе шага сигнализация для всей территории была объединена в один большой силовой сигнальный блок с панелью управления в зоне оператора и эквивалентом телефонной станции на этажах ниже, которая объединила жизненно важные релейные блокировки. логика и логика управления второстепенными в одном месте. Такие передовые схемы также будут включать в себя описатели поездов и технологии отслеживания поездов. Вдали от сложных терминальных устройств рычажные системы управления оставались популярными до 1980-х годов, когда твердотельные системы блокировки и управления начали заменять старые релейные установки всех типов.
Электронная блокировка
Современные блокировки (установленные с конца 1980-х годов), как правило, являются твердотельными , в которых проводные сети реле заменены программной логикой, работающей на специализированном управляющем оборудовании. Тот факт, что логика реализуется программным обеспечением, а не жесткой схемой, значительно облегчает возможность внесения изменений, когда это необходимо, путем перепрограммирования, а не перепрограммирования. Во многих реализациях эта жизненно важная логика хранится в виде встроенного программного обеспечения или в ПЗУ, которые нельзя легко изменить для защиты от небезопасных модификаций и соответствия нормативным требованиям тестирования безопасности.
В это время также были внесены изменения в системы управления блокировками. В то время как до появления таких технологий, как NX и Automatic Route Setting, требовались стойки и стойки с реле и другими устройствами, твердотельные программные системы могли выполнять такие функции с меньшими затратами и меньшими физическими затратами. Первоначально управляемые процессором панели Unit Lever и NX можно было настроить для управления полевым оборудованием электронного или релейного типа; однако по мере совершенствования технологии отображения эти жестко подключенные физические устройства могут быть обновлены блоками визуального отображения , что позволяет представлять сигнализатору изменения в полевом оборудовании без каких-либо модификаций оборудования.
Solid State Interlocking (SSI) - это торговая марка в области микропроцессорной блокировки первого поколения, разработанная в 1980-х годах компаниями British Rail , GEC-General Signal и Westinghouse Signals Ltd в Великобритании. Блокировки на базе процессоров второго поколения известны под термином «компьютерная блокировка» (CBI), из которых VPI (торговая марка General Railway Signal , теперь Alstom), MicroLok (торговая марка Union Switch & Signal , теперь Hitachi Rail STS ), Westlock и Westrace (товарные знаки Invensys Rail , теперь Siemens), и [Smartlock] (товарный знак Alstom ), и EBI Lock (товарный знак Bombardier ) являются примерами.
Определенные формы блокировки
- Электрический замок
- «Комбинация одного или нескольких электрических замков или управляющих цепей, с помощью которых рычаги в блокирующей машине или переключатели или другие устройства, работающие в связи с сигнализацией и блокировкой, защищены от срабатывания при определенных условиях».
- Блокировка секции
- «Электрическая блокировка эффективна, когда поезд занимает определенный участок маршрута, и приспособлена для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится на этом участке».
- Блокировка маршрута
- «Электрическая блокировка срабатывает, когда поезд проходит сигнал, и адаптирована для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится в пределах введенного маршрута».
- Секционная блокировка маршрута
- «Блокировка маршрута устроена таким образом, что поезд, очищая каждый участок маршрута, освобождает блокировку, влияющую на этот участок».
- Блокировка подхода
- «Электрическая блокировка, эффективная, когда поезд приближается, сигнал, который был установлен для движения и адаптирован для предотвращения манипуляций с рычагами или устройствами, которые могут поставить под угрозу этот поезд».
- Блокировка ручки
- «Электрическая блокировка, действующая после установки сигнала для движения поезда, выпущенная проезжающим поездом и адаптированная для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу приближающийся поезд».
- Блокировка индикации
- "Электрический замок, приспособленный для предотвращения любого манипулирования рычагами, который может привести к небезопасному состоянию в случае, если сигнал, переключатель или другое управляемое устройство не может совершить движение, соответствующее движению рабочего рычага; или приспособленный непосредственно для предотвращения срабатывания одного из них. устройство на случай, если другое устройство, которое должно быть задействовано первым, не совершит требуемого движения ".
- Проверьте блокировку или блокировку трафика
- «Электрическая блокировка, которая обеспечивает взаимодействие между операторами на двух соседних станциях таким образом, что предотвращает одновременное прохождение противоположных сигналов, управляющих одним и тем же путем. Кроме того, после того, как сигнал был очищен и принят поездом, блокировка с проверкой предотвращает удаление встречного сигнала на соседнем блокировочном заводе до тех пор, пока поезд не пройдет через это предприятие ".
Полные и неполные блокировки (терминология США)
Блокировки позволяют поездам переходить с одного пути на другой с помощью стрелочного перевода и ряда стрелочных переводов. В железнодорожной терминологии следующие типы блокировок определяются как полные или неполные в зависимости от доступных перемещений. Хотя расписания обычно не идентифицируют взаимосвязь как ту или иную, а в сборниках правил не определяются термины, приведенные ниже условия обычно согласовываются системными бригадами и должностными лицами по правилам.
- Полные блокировки
- позволять непрерывное движение от любого пути на одной стороне блокировки до любого пути на противоположной стороне без использования обратного движения в пределах блокировки. Это верно даже в том случае, если на противоположных сторонах есть разное количество дорожек или если соединение имеет несколько сторон.
- Неполные блокировки
- не допускайте таких движений, как описано выше. Движения при неполной блокировке могут быть ограничены и даже могут потребовать обратных движений для достижения желаемого маршрута.
Смотрите также
использованная литература
- Эллиотт, WH (1896). Блокирующие и блокирующие сигналы . Нью-Йорк: Локомотивостроение. стр. 143ff.
- Гангули, Шри Субхасис. «История железнодорожной сигнализации». Проверено 06 мая 2011 г.
- Соломон, Брайан (2010). Железнодорожная сигнализация . Миннеаполис, Миннесота: Voyageur Press. стр. 23 и далее . ISBN 978-0-7603-3881-0 .