Роль и значение микропроцессорных систем безопасности в локомотивном хозяйстве

Работа из раздела: «Транспорт»

Пояснительная записка к курсовому проекту

Введение

В настоящее время микропроцессоры широко применяются в системах железнодорожной автоматики. Это объясняется их высокой надежностью, низкой стоимостью, малыми габаритами и энергопотреблением, способностью устойчиво работать как в бортовой, так и в напольной аппаратуре. Диапазон рабочих температур для многих из них от минус 55 до плюс 125 ⁰С. Производительность микропроцессоров позволяет создавать «высокоинтеллектуальные» устройства управления.

За рубежом все ведущие фирмы-разработчики железнодорожной автоматики активно применяют микропроцессоры в своих устройствах, начиная от стрелочных электроприводов и заканчивая системами диспетчерской централизации. Так, например, американская фирма Union Swith & Signal использует микропроцессоры в аппаратуре рельсовых цепей. Системы микропроцессорной централизации созданы германской фирмой Siemens (системы E1 S и E1 S Regio), австрийской фирмой Alcatel SEL (система Electra), шведской фирмой АВВ Signal (система Ebilock). Единая европейская система управления движением поездов ETCS также базируется на микропроцессорной аппаратуре, входящей в состав как постового оборудования, так и бортовых и напольных устройств.

Широкие возможности построения в России микропроцессорных систем ЖАТ открылись с начала 90-х годов прошлого столетия, когда стали доступными компьютерные технологии современного мирового уровня. В стране расширился круг специалистов в ведущих научных центрах железнодорожной отрасли, занимающихся разработкой этих систем, наметилась тенденция сотрудничества с зарубежными фирмами, определяющими техническую политику в этой области.

Сегодня актуален вопрос о создании типовых требований к оборудованию средствами ЖАТ участков, подлежащих комплексной модернизации. В зависимости от категории линии должны определяться набор технических средств, наиболее эффективные проектные решения и технологическое обеспечение для технического обслуживания устройств СЦБ.

Первые шаги в этом направлении уже сделаны. К ним относятся процессорные системы ДЦ и ДК (Диалог, Сетунь, АПК-ДК и др.), на базе типового интерфейса которых пользователь может строить многоуровневые системы управления. МПЦ Ebilock совместила в себе функции управления стрелками и сигналами на станции и централизованной автоблокировки. Телеуправление удаленными объектами и решение задач РПЦ выполняют системы телеуправления малодеятельными станциями (ТУМС) и Диалог-Ц.

Особое внимание необходимо уделить участкам дорог с наибольшей интенсивностью движения. Здесь устройства автоматики призваны стать определяющими в организации малолюдных технологий на железнодорожном транспорте.

Основой технических средств станут системы ЭЦ с упрощенными релейными зависимостями и микропроцессорным управлением (РПЦ), системы управления с введением координаты поезда или контролем свободности участков на основе счета осей, значительно сокращающие количество напольного оборудования. Разработка систем использующих радиоканала как средство передачи ответственной информации является основополагающим при создании оптимальной модели системы управления и обеспечения безопасности движения поездов.

Одна из основных задач при создании современных систем ЖАТ - сокращение трудозатрат на техническое обслуживание и исключение так называемого «человеческого фактора». Сегодня уже существует ряд элементов и устройств, которые решают вопросы автоматизации отдельных технологических операций по техническому обслуживанию и определению предотказного состояния систем - аппаратура бесконтактного автоматического контроля стрелки (АБАКС), диспетчерский контроль с элементами диагностики, МПЦ и ДЦ с самодиагностикой, измерительные комплексы устройств ЭЦ, ГАЦ. Централизованная система автоблокировки позволяет с минимальными затратами организовать контроль режимов работы рельсовых цепей и сигнальных установок. Мобильный измерительный комплекс автоматики и радиосвязи (МИКАР) осуществляет не только контрольные функции, но и вписывается в технологический процесс технического обслуживания.

Анализируя состояние дел в области разработок новой техники ЖАТ, необходимо отметить, что на сегодня имеется хороший задел для станционных подсистем: микропроцессорная централизация (МПЦ), маневровая автоматическая локомотивная сигнализация (МАЛС), горочная автоматическая сигнализация (ГАЛС), которые автоматизируют управление технологическими процессами на участковых и сортировочных станциях.

Направление интеграции систем локального управления объектами (ЭЦ) с телеуправлением маршрутами на полигонах диспетчерского участка, системами интервального регулирования (АБТЦ) должно стать определяющим в стратегии создания и оборудования участков железных дорог системами ЖАТ.

Изложенное, подтверждает необходимость дальнейшего широкого развертывания работ по внедрению микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики с приоритетом использования отечественной элементной базы.

1. Локомотивное хозяйство

1.1 Локомотивное хозяйство и его состав

Понятие «Локомотивное хозяйство»

Локомотивное хозяйство - отрасль железнодорожного транспорта, которая обеспечивает перевозочную работу железнодорожными тяговыми средствами (локомотивами и др. видами тягового подвижного состава), техническое обслуживание этих средств и содержание их в работоспособном техническом состоянии.

Локомотивное хозяйство - одна из ведущих отраслей железнодорожного транспорта по основным фондам, потребляемым энергетическим, материальным и трудовым ресурсам и по выполняемой работе.

Управление локомотивным хозяйством осуществляется по территориально-отраслевому принципу. Руководство в оперативном и техническом отношениях деятельностью локомотивного хозяйства всех железных дорог РФ осуществляется МПС РФ.

Каждая железная дорога является государственным производственным предприятием и имеет в своей структуре службу локомотивного хозяйства, которая руководит деятельностью всех локомотивных предприятий железной дороги.

Локомотивному хозяйству принадлежит одно из важнейших мест в обеспечении перевозочного процесса. Доля локомотивного хозяйства в стоимости основных фондов железнодорожного транспорта превышает 12%, в эксплуатационных расходах - 36%. Из общей численности работников железных дорог, связанных с движением поездов, 22% занято в локомотивном хозяйстве. Его техническая оснащенность и организация эксплуатации локомотивов предопределяют развитие материально-технической базы железнодорожного транспорта.

Локомотивное хозяйство предназначено для ремонта, технического обслуживания и экипировки поездных и маневровых локомотивов, а также мотор-вагонного подвижного состава.

Основные функции локомотивного хозяйства: обеспечение железных дорог исправными локомотивами для выполнения плана перевозок; организация на основе передовой технологии обслуживания и ремонта локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава; создание условий для соблюдения установленного порядка труда и отдыха локомотивных бригад.

В комплекс сооружений и технических устройств локомотивногохозяйства входят следующие объекты: депо основные электровозные, тепловозные, паровозные и моторвагонные с цехами, мастерскими, служебными и бытовыми помещениями; пункты технического обслуживания, совмещенные с экипировкой локомотивов; устройства для наружной очистки, обмывки и продувки локомотивов на открытой площадке или в закрытом стойле с производственными и служебно-бытовыми помещениями; установки для реостатных испытаний тепловозов с электрической передачей на открытой площадке; устройства для экипировки локомотивов на открытой площадке или в закрытых стойлах с производственными и служебно-бытовыми помещениями; устройства для экипировки локомотивов на приемо-отправочных путях станции с производственными и служебно-бытовыми помещениями; склады топлива, смазки и песка; дома отдыха локомотивных бригад; пути для стоянки локомотивов, готовых к работе и запасных; пути ходовые, обгонные, экипировочные и служебные; устройства для поворота локомотивов.

Рассмотрим каждый из перечисленных выше объектов локомотивного хозяйства подробнее.

Локомотивное депо

Основной производственной единицей локомотивного хозяйства является локомотивное депо, которое сооружается на определенных участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Локомотивное депо - являются основными линейными предприятиями локомотивного хозяйства.

Их сооружают на участковых, сортировочных и пассажирских станциях, выбираемых на основе технико-экономического сравнения различных вариантов. Локомотивные депо можно классифицировать по различным видам.

Классификация локомотивных депо

Основные депо имеют приписной парк локомотивов для обслуживания грузовых или пассажирских, необходимые производственные здания, мастерские, технические средства и штат работников для технического обслуживания, выполнения текущего ремонта и экипировки локомотивов. Под экипировкой понимают комплекс операций (по снабжению локомотивов топливом, водой, песком, смазочными и обтирочными материалами), связанных с их подготовкой к работе. Основные депо являются самостоятельными хозрасчётными предприятиями. Основные локомотивные депо располагаются на участковых или сортировочных станциях, к ним приписан парк локомотивов и мотор-вагонных поездов, которые проходят все виды текущего ремонта, включая только «лёгкие» ТР1, и технического обслуживания Т04, ТОЗ, или «тяжёлые» - ТР2 и ТРЗ. На сети железных дорог имеются также ремонтные депо, как правило, не имеющие своего приписного парка и выполняющие только ТР2 и ТРЗ тягового подвижного состава, приписанного к другому депо.

Оборотные депо располагаются на станциях, находящихся на границах участков или зон обращения локомотивов (в конце тягового плеча, где оборачиваются локомотивы для обратного следования в основное депо), и обеспечивают их техническое обслуживание и экипировку. На станциях с оборотными депо находятся, как правило, пункты технического обслуживания и экипировки локомотивов, экипировочные устройства, пункты смены и дома отдыха локомотивных бригад, находящихся в ожидании поездов для обратного следования.

В зависимости от объёма выполняемой работы основные и оборотные депо подразделяются по балльной системе на 4 группы.

По виду тяги различают тепловозные, электровозные, мотор-вагонные и смешанные депо. По назначению или типу локомотивов депо подразделяют на грузовые, пассажирские, маневровые и объединенные, в приписном парке которых есть локомотивы и мотор-вагонный подвижной состав.

По роду своей деятельности депо подразделяются на эксплуатационные, ремонтные и эксплуатационно-ремонтные. В эксплуатационном депо с приписным парком магистральных локомотивов выполняют внеплановые ремонты по устранению отказов локомотивов, текущий ремонт локомотивов TP-I, техническое обслуживаниеТО-2, ТО-3 и ТО-4 (обточку колесных пар) и экипировку: осмотр, очистку, снабжение топливом, смазочными материалами, песком, обтирочными материалами, охлаждающей водой.

Ремонтные депо не имеют приписного парка локомотивов и предназначены для ремонтов различного вида.

В эксплуатационно-ремонтном депо с приписанным к ним парком локомотивов дополнительно к тем видам ТО и ТР, которыевыполняются в эксплуатационном депо, осуществляется текущийремонт ТР-2 и ТР-3 как для нужд самого депо, так и для другихпредприятий.

В крупных железнодорожных узлах со специализированными станциями - пассажирскими и сортировочными - предусматривают отдельные локомотивные депо для грузовых и пассажирских локомотивов.

Здания локомотивных депо по конфигурации бывают прямоугольные, ступенчатые и еще частично сохранившиеся веерные.

Прямоугольные и ступенчатые депо сооружают со сквозными или тупиковыми путями. Натупиковых путях при двух и более стойлах значительно затрудненыпостановка и вывод подвижного состава, однако в них лучше сохраняется теплота в зимнее время. Веерные депо с поворотным кругом обычно являются паровозными.

Современные депо насыщены подъемно-транспортным оборудованием: мостовыми кранами, кран-балками, электропогрузчиками, электрокарами; различными моечными и очистными машинами, позволяющими производить обмывание полного комплекта узлов и деталей локомотива, поступившего в текущий ремонт.

Надежная работа современных локомотивов с электрической передачей во многом зависит от состояния электрических машин иособенно тяговых двигателей и генераторов. Поэтому содержанию, ремонту и испытаниям электрических машин уделяют большое внимание. В электромашинных цехах депо, где выполняется текущий ремонт, предусмотрено специальное оборудование: станки для обработки коллекторов, балансировки роторов, бандажировки якорей, различные прессы, сушильные печи, оборудование для пропитки и стенды для испытания машин, оборудования и испытательные стенды для ремонта и испытания электроаппаратов электровозов, тепловозов, электропоездов и дизель-поездов.

Тепловозные депо, кроме того, оснащены стендами для испытаний топливной аппаратуры дизелей, секций холодильников, компрессоров и другого оборудования. Испытание и регулирование дизель-генераторов производят на жидкостных нагрузочных реостатах трех типов: для дизелей мощностью 736, 1470 и 2200 кВт. Нашли применение установки для испытания дизель-генераторов тепловозов с отдачей электрической энергии в сеть. В локомотивных депо в аккумуляторных отделениях производят осмотры и ремонты аккумуляторов, тренировочные заряды-разряды и окончательный заряд. Предусмотрена возможность подзарядки батарей без снятия их с локомотивов.

Уделяется внимание оформлению как депо в целом, так и отдельных цехов, рабочих мест.

Пункты технического обслуживания локомотивов

Большую роль в содержании локомотивов в исправном состоянии играет система технического обслуживания и текущего ремонта, для этого существуют пункты технического обслуживания локомотивов (ПТО). Здесь проводится осмотр ходовых частей локомотива, тормозного оборудования, электрооборудования, приборов автоматики.

Пункты технического обслуживания локомотивов размещают как в локомотивных депо, так и в пунктах оборота и экипировки локомотивов.

В пунктах технического обслуживания, как правило, крытых, оснащенных необходимым оборудованием, приспособлениями и инструментом, обеспеченных запасом деталей и материалов техническое обслуживание различных видов работ выполняют специализированными бригадами высококвалифицированных слесарей. Проводят осмотр ходовых частей локомотивов, тормозного оборудования, электрооборудования, приборов автоматики и восстановление их работоспособности.

Пункты технического обслуживания мотор-вагонного подвижного состава должны иметь обустройства для санитарно-гигиенической обработки вагонов, а пункты отстоя и крупные станции оборота электро- и дизель-поездов - оборудование для заправки их водой.

Руководство пунктом технического обслуживания возлагается на старшего мастера, независимо от количества локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава, обслуживаемых этим пунктом в сутки,а руководство комплексной бригадой - на сменных мастеров.

Пункты оборота локомотивов

Локомотивы при обслуживании поездов обращаются на участках различной протяженности. Участком обращения локомотивов называется часть железной дороги, расположенная между двумя оборотными пунктами, в пределах которой имеется хотя бы один пункт смены локомотивных бригад.

В пунктах оборота локомотивы находятся в ожидании поездов для обратного следования с ними. За это время, как правило, проводится их техническое обслуживание, совмещаемое с экипировкой.

Пункты смены локомотивных бригад

Пункты смены бригад предусматривают преимущественно на участковых станциях и размещают исходя из условия обеспечения установленной продолжительности работы бригад.

Пункты смены локомотивных бригад являются местом их жительства или имеют дома отдыха бригад. Участок железнодорожной линии, ограниченный двумя смежными пунктами смены бригад, называется участком обслуживания (работы) бригад.

Пункты экипировки

Пункты экипировки располагают на территории депо. Иногда экипировочные устройства размещают непосредственно на приемоотправочных путях для выполнения операций без отцепки локомотива от поезда.

Пункты экипировки локомотивов представляют собой комплекс устройств для снабжения электровозов песком, смазочными и обтирочными материалами, водой для обмывки и очистки экипажной части и кузова. Комплекс экипировочных устройств включает склады топлива, песка, смазочных и других материалов. Пункты экипировки в большинстве случаев подчинены начальнику основного депо.

Расположение экипировочных устройств должно удовлетворятьнаиболее быстрой подготовке локомотивов.

Экипировка электровозов заключается в снабжении их песком, смазочным и обтирочными материалами, наружной обмывке и обтирке.

В экипировку тепловозов, кроме того, входит снабжение дизельным топливом и водой для охлаждения дизеля, приготовленная из химически обработанного конденсата пара.

Пробег электровоза и тепловоза между экипировками ограничивается запасом песка и топлива. Экипируются эти локомотивы на специальных путях или в закрытых экипировочных помещениях. В обоих случаях экипировочные устройства и канавы, оборудованные для осмотра ходовой части локомотива снизу, а для электровозов - и специальные площадки, предназначенные для осмотра токоприемников, располагаются таким образом, чтобы можно было совместить выполнение всех операций во времени (кроме экипировки песком).

Дизельное топливо хранится на складах в металлических сварных резервуарах вместимостью до 5000 м³. Дизельное топливо из хранилища подается насосом к раздаточным колонкам и из них по резиновым шлангам в топливный бак тепловоза.

На пунктах экипировки сырой и сухой песок хранятся отдельно. Сушка песка производится пескосушильными установками барабанного типа, работающими на угле, мазуте или газе. Сухой песок поступает на склад или в раздаточные бункеры, откуда по гибким шлангам поступает в песочницы локомотива.

Смазочные масла хранят в наземных или подземных резервуарах, заполняющихся самотеком через приемные колодцы. Смазочные материалы подают из хранилищ на локомотивы насосами через специальные маслозаправочные колонки.

Наиболее сложная и трудоемкая экипировка паровоза, которая производится в такой последовательности: набор топлива грейферным краном или из раздаточных бункеров непосредственно в тендер, продувка котла, чистка топки и дымовой коробки с одновременным набором воды, песка, смазки, и антинакипинов; обмывка паровоза; осмотр на смотровой канаве и поворот на кругу или треугольнике.

Экипировка паровозов производится через 160 - 200 км пробега, а снабжение водой - через 60 - 70 км.

Для снабжения паровозов водой и удовлетворения производственных и бытовых нужд в воде в депо на дорогах имеются устройства водоснабжения.

Частота экипировки локомотивов зависит чаще всего от запаса песка иинтенсивности его расхода. Для сокращения времени экипировки все операции по ее выполнению стараются производить по возможности параллельнопо времени и совмещать по месту их осуществления.

Экипировочные устройства должны обеспечить соответствие материалов, выдаваемых на локомотив, определенным требованиям. Например, песок должен иметь влажность не более 0,5% по весу с размерами зерен в пределах 0,1-0,2 мм. Вода для охлаждения дизелей должна иметь антикоррозионные присадки и нормированную жесткость.

Все экипировочные устройства и служебно-технические здания должны удовлетворять требованиям Правил техники безопасностии производственной санитарии.

Территории, на которых размещены экипировочные устройства, резервный парк и склады топлива, необходимо содержать в состоянии, обеспечивающем условия их нормальной эксплуатации. Дороги и проходы должны отвечать технологическим требованиям и противопожарным нормам.

Механическое и электрическое оборудование, работающие поддавлением агрегаты, котельные и компрессорные установки содержат в полном соответствии с установленными для них действующими техническими правилами.

Участок контактного провода над экипировочной позицией, где персонал выходит на крышу электровоза, должен быть отделен от остальной контактной сети, т.е. секционирован, и оборудован необходимой блокировкой и двухцветовой сигнализацией о снятии и подаче напряжения.

Локомотивный парк

Локомотивы и моторвагонный подвижной состав распределяют между дорогами, а для технического обслуживания приписывают к основным депо. Все локомотивы, приписанные к дороге (депо) и числящиеся на ее балансе, образуют так называемый инвентарный парк. Инвентарный парк локомотивов подразделяют на парки в распоряжении дороги (депо) и вне распоряжения дороги (депо). Парк локомотивов в распоряжении дороги (депо) подразделяется на эксплуатируемый и неэксплуатируемый. Такое распределение локомотивов по паркам учитывается при расчетах показателей их использования. В инвентарный парк депо (дороги) входят все локомотивы, приписанные к депо (дороге), за исключением локомотивов, временно прикомандированных из других депо (дорог). На каждый локомотив инвентарного парка составляется технический паспорт, хранимый в депо приписки, в котором отражаются данные технического состояния локомотива, а также фиксируются производимые ремонты и модернизация.

В соответствии с расчетной потребностью обеспечения перевозок этот электроподвижной состав распределяют по депо дороги, где они также числятся на балансе и составляют инвентарный парк депо.

В состав эксплуатируемого парка входят локомотивы, находящиеся в работе, в процессе экипировки и технического обслуживания (ТО-2) в течение установленной нормы времени приемки и сдачи локомотива, а также в ожидании работы как на станционных путях, так и в основном и оборотном депо, и находящийся на техническом обслуживании моторвагонный подвижной состав.

К неэксплуатируемому парку относятся локомотивы, находящиеся в ремонте и резерве управления дороги, в процессе пересылки в холодном состоянии и др.

Неэксплуатируемый парк локомотивов состоит из следующих групп: неисправные, находящиеся во всех видах ремонта, включая техническое обслуживание (ТО-3), в подготовке в запас и резерв; находящиеся под оборудованием или модернизацией между плановыми видами ремонта; резерв управления дороги, в процессе пересылки в холодном состоянии; исправные находящиеся в перемещении, а также в процессе сдачи и приемки; используемые как стационарные установки и ожидающие исключения из инвентаря.

В зависимости от вида движения (характера выполняемой работы) эксплуатируемый локомотивный парк подразделяется натри группы: локомотивы, занятые в пассажирском движении; локомотивы, занятые в грузовом движении, и локомотивы, занятые на маневровой и хозяйственной работах.

По роду выполняемой работы различают: хозяйственные, поездные, передаточные и вывозные локомотивы, специально маневровые и занятые на прочих видах работы.

Локомотивы хозяйственного движения перевозят грузы для нужд собственно железнодорожного транспорта. К локомотивам, занятым на прочих видах работы, относятся локомотивы, обслуживающие пожарные и вспомогательные поезда, снегоочистители и др.

Локомотивы, выполняющие вспомогательную работу, следующие в двойной тяге, подталкивании, одиночном следовании, а также локомотивы, ожидающие работы, относятся к тому виду движения, к которому относится выполняемая ими работа.

ОАО «РЖД» все локомотивы распределяются по отдельным железным дорогам, где они числятся на балансе и составляют инвентарный парк дорог.

Локомотивы, приписанные к депо, числятся на его балансе и составляют его инвентарный парк. Следует стремиться, чтобы в депо эксплуатировались локомотивы одной-двух серий, так как многосерийность осложняет организацию их эксплуатации и ремонта.

Локомотив зачисляется в инвентарный парк дороги и депо с момента подписания акта приемки начальником депо или его заместителем по ремонту, мастером цеха ремонта и приемщиком ОАО «РЖД». В зависимости от состояния и места работы локомотивный парк учитывается по определенным группам.

Обслуживание локомотивов и организация их работы

Широкое внедрение электрической и тепловозной тяги позволило осуществить ряд эффективных мер по дальнейшему усовершенствованию организации поездной работы и эксплуатации локомотивов. Важнейшие из этих мер - пропуск поездов через многие участковые и даже сортировочные станции без отцепки локомотивов для производства экипировочных операций и переход к обслуживанию локомотивов неприкрепленными бригадами (сменная езда).

В свою очередь, эти меры дали возможность пересмотреть схему тяговых плеч и резко увеличить их длину, а также изменить характерследования локомотивов во главе поездов и обслуживания локомотивов бригадами.

Электровозы и тепловозы грузового и пассажирского движения
обслуживаются, как правило, сменными бригадами. На протяжении всего участка обращения локомотива через 7-8 ч непрерывной работы в заранее установленных пунктах происходит смена бригад. Если продолжительность работы в одном направлении не укладывается в указанную норму, бригаде представляется отдых в пункте оборота длительностью не менее половины времени предшествующей работы. Преимуществом сменного способа обслуживания локомотивов бригадами является то, что при этом достигается возможность наибольшего использования подвижного состава.

Участки, в пределах которых обращаются локомотивы, называют тяговыми плечами. Длину тяговых плеч выбирают для каждого типа локомотива в зависимости от способа обслуживания их локомотивными бригадами и возможностей локомотива для следования с поездами без отцепки по техническим ресурсам. Для грузовых поездов его длина составляла 100-140 км. Исходя из условий эксплуатационной работы, размещения депо, пунктов смены локомотивных бригад, пунктов экипировки и наилучшего использования локомотивного парка применяют три способа обслуживания тяговых плеч локомотивами: кольцевой, плечевой и петлевой.

Локомотивы приписанные к основному депо следуют до пунктов оборота Б и В и на станцию А локомотивы возвращаются с поездом обратного отправления. Здесь он отцепляется и следует в депо для экипировки, технического обслуживания, смены локомотивных бригад и затем подается к следующему составу. Такой способ обслуживания называют плечевой ездой.

Кольцевая езда стала применяться для сокращения простоя локомотивов на станциях, где расположено основное депо. При кольцевой схеме локомотивы на станции основного депо от состава не отцепляются, а бригады меняются на станционных путях. Экипировка и техническое обслуживание производятся в пунктах оборота.

Тепловозы и электровозы способны без захода в депо совершать пробеги до 800-1000 км. Поэтому с их появлением стала широко применяться езда с обслуживанием локомотивов неприкрепленными сменными бригадами на удлиненных участках обращения.

При такой схеме экипировка и техническое обслуживание локомотивов осуществляются на станциях оборота Б и В, а на станциях Г и Д - смена локомотивных бригад. В основное депо, расположенное на станции А, локомотив уходит для периодических ремонтов и ТО-3.

Кольцевая схема работы локомотивов на удлиненных участках обращения при сменной работе бригад является наиболее распространенной.

Разновидностью кольцевого является петлевой способ. При этом способе локомотив, выйдя из основного депо А (рис. 6), обслуживает одну пару поездов на участке А-Б и с тем же составом следует на участок А-В (без захода в основное депо). При обратном следовании локомотив отцепляется от состава и заходит в основное депо для экипировки или технического обслуживания.

Петлевой способ применяется при необходимости переформирования поездов, при нерациональном расположении парков отправления на станции основного депо, из-за отсутствия экипировочных устройств в станционном парке, при потребности технического обслуживания локомотива в основном депо.

На участках большого протяжения и в зонах обслуживания сложной конфигурации (например, при узловой станции, работающей на четыре направления) между двумя заходами в основное депо на техническое обслуживание локомотивы могут сделать несколько плечевых, кольцевых и петлевых поездок.

При кольцевом способе работы локомотивов потребность в эксплуатационном парке сокращается по сравнению с петлевым на 6 - 9%, а при плечевом - на 3-4%; дополнительные капиталовложения в экипировочное хозяйство окупаются за 2-3 года.

Экипировка локомотивов и техническое обслуживание их происходит на станциях Б и В, а при необходимости и на станциях смены бригад без отцепки локомотивов от поезда. Эта схема является основной.

Участки обращения бывают прямолинейными и разветвленными, их называют зонами обращения локомотивов, при этом локомотивы, приписанные к разным основным депо, входящим в зону обращения, работают по единому плану.

Работа локомотивов организуется по графику их оборота, который составляется на основе графика движения поездов с учетом условий труда и отдыха локомотивных бригад и установленного порядка технического обслуживания экипировки и ремонта локомотивов.

Базы запаса локомотивов

Базы запаса локомотивов предназначены для размещения и технического надзора за электровозами и электропоездами, находящимися в запасе ОАО «РЖД». В складских помещениях базы хранится снятое с локомотивов оборудование, имеются средства для подзарядки аккумуляторных батарей.

Группа базы определяется в зависимости от количества поставленных в запас локомотивов: 1 группа - свыше 50 локомотивов, 2 группа - 30 ч 50 и 3 группа до 30 локомотивов. Базы запаса локомотивов находятся в ведении начальников дорог и приписываются к определенным основным депо для технического обслуживания и периодической обкатки тягового подвижного состава (в соответствии с положением о содержании запаса локомотивов).

Восстановительные и пожарные поезда

На ряде станций находятся в постоянной готовности разнообразные восстановительные средства, применяемые при ликвидации последствий крушений и аварий на участках дорог и размещаемые в большинстве случаев на территории локомотивных хозяйств.

К таким средствам относятся восстановительные и пожарные поезда, автодрезины и автомобили для восстановления пути, контактной сети и линий связи, обслуживаемые аварийно-полевыми командами.

В состав восстановительного поезда входят подъемные краны грузоподъемностью до 250 т, санитарный вагон, вагон-электростанция с прожекторной установкой, крытые вагоны и платформы с подъемно-транспортными машинами, оборудованием и запасом элементов верхнего строения пути.

В этих поездах предусмотрены штат постоянных работников во главе с начальником поезда и аварийно-полевые команды, комплектуемые из неосвобожденных работников - слесарей депо, работников пути и электромехаников. Восстановительные поезда стоят на таких путях, с которых они могут быть отправлены в любом направлении, примыкающем к станции, без каких-либо маневров.

Пожарные поезда имеют в своем составе цистерны, а также мощное насосное и противопожарное оборудование. Они предназначены для тушения пожаров на железных дорогах.

1.2Схема размещения устройств локомотивного хозяйства

микропроцессорный электровоз локомотивный

Общая планировка устройств локомотивного хозяйства должна обеспечивать

Ш компактность размещения устройств;

Ш поточность операций при проходе локомотивов на пути экипировки и стоянки в ожидании подачи под поезда, а также заход в депо;

Ш возможность дальнейшего развития.

Схемы размещения устройств локомотивного хозяйства различаются взаимным расположением трех основных элементов: РБ, ЭУ и путей для стоянки локомотивов (ПС) в ожидании подачи на приемоотправочные пути станции.

Существуют два варианта компоновки данных устройств - параллельное и комбинированное. Выбор той или иной схемы зависит от местных условий, размеров отводимой территории, а также принятой технологии обслуживания локомотивов.

При электрической тяге схема планировки аналогична, только без склада дизельного топлива. На территории локомотивного хозяйства разметаются пути стоянки восстановительного и пожарного поездов общей полезной длиной: для поездов I категории - 400 м, II категории - 300 м. Эти пути должны иметь выходы на главные пути в обе стороны.

1.3 Экология в локомотивном хозяйстве

Наибольшее воздействие на окружающую среду объекты локомотивного хозяйства оказывают выбросами загрязняющих веществ в атмосферу. Главными источниками загрязнения воздушного бассейна являются магистральные и маневровые локомотивы, которые принято относить к передвижным источникам, и стационарные источники локомотивных депо.

Одна секция тепловоза может выбрасывать в атмосферу за 1 ч работы74 кг оксидов азота, 35 кг углеводородов, 31 кг оксида углерода, 3 кг диоксида серы, до 2 кг сажи. Наибольшую экологическую опасность представляют тепловозы при реостатных испытаниях, т.к. локомотивные депо расположены в черте городов, в непосредственной близости к селитебным территориям. Для предотвращения загрязнения приземного слоя атмосферы сверх санитарных норм при этих испытаниях тепловоз должен располагаться на расстоянии не менее 300-500 м от границы жилого массива. Повышения экологической безопасности пунктов реостатных испытаний достигают установкой фильтров и катализаторов, которые обеспечивают снижение выброса оксидов азота (наиболее опасного вещества) в 2 раза, сажи - в 10 раз. Широкое применение катализаторов сдерживается их высокой стоимостью.

Выбросы четырех загрязняющих веществ (сажи, оксидов азота в пересчете на диоксид азота, оксида углерода и суммы углеводородов в пересчете на пропан) с отработавшими газами тепловозных дизелей нормируются ГОСТ Р 50953-96. Для оценки соответствия концентрации вредных веществ в отработавших газах тепловозных дизелей после ремонта в локомотивных депо созданы пункты экологического контроля (ПЭК), совмещенные с пунктами реостатных испытаний.

Наиболее экологически опасные стационарные источники загрязнения атмосферы локомотивных депо связаны с работой котельных, пескосушилок, аккумуляторных и деревообрабатывающих участков, участков очистки деталей перед ремонтом, ремонта топливной аппаратуры, окраски подвижного состава, постов газовой резки и электросварки металлов. Как правило, локомотивные депо относятся к предприятиям четвертого или пятого класса по санитарной классификации СанПиН 2.1.1.567-96, в соответствии с которой минимальный размер санитарно-защитной зоны устанавливается 300 или 100 м.

Ущерб, наносимый объектами локомотивного хозяйства водным и земельным ресурсам, на порядок меньше ущерба, наносимого воздушному бассейну.

В настоящее время основными проблемами локомотивного хозяйства являются физическое и моральное старение локомотивного парка (имеющийся инвентарный парк ОАО «РЖД» изношен более чем на 70%) и отсутствие необходимых производственных мощностей отечественных заводов для выпуска новых локомотивов.

Размещение и техническое оснащение локомотивных депо, пунктов технического обслуживания локомотивов, мастерских, экипировочных устройств и других сооружений и устройств локомотивного хозяйства должны обеспечивать установленные размеры движения поездов, эффективное использование локомотивов, высокое качество их технического обслуживания и ремонта, высокую производительность труда.

2. Электровоз ЭП1М

2.1 Характеристики электровоза

Электровоз магистральный пассажирский переменного тока представляет собой одну шестиосную секцию с кабинами управления по концам.

Электровоз пассажирский модернизированный ЭП1М предназначен для вождения пассажирских поездов. Может водить состав из 24 пассажирских вагонов по участку с подъемом в 9 ‰ со скоростью 70 км/ч. Заменяет пассажирские отечественные электровозы ВЛ60ПК и ранее импортированные ЧС4, ЧС4Т.

Отличительные особенности ЭП1М:

ь модульная кабина машиниста, отвечает требованиям норм безопасности НБ ЖТ ЦТ 04, санитарным правилам и эргономическим требованиям;

ь кабина оборудована современным интерьером, панорамным стеклом, системой микроклимата, обеспечивающей отопление и охлаждение кабины. Использованы новые материалы и комплектующие;

ь применена система автоведения, позволяющая вести поезд по заданному режиму с учетом параметров путевой структуры;

ь установлен асимметричный токоприемник ТАсС-10-02, обеспечивающий стабильные характеристики токосъема;

ь ЭП1М оборудован только для работы машинистов в пассажирском движении без помощников.

Особенности конструкции:

Ш Опорно-рамный привод 2 класса.

Ш Применение продольных наклонных тяг для передачи силы тяги от тележки к кузову.

Ш Микропроцессорная система управления и обеспечения безопасности тягового подвижного состава АСУБ «Локомотив», предназначенная для:

® обеспечения безопасности движения поездов;

® автоматического управления режимами движения;

® диагностирования аппаратов и оборудования, а также контроля и управления оборудованием и агрегатами электровоза;

Ш В состав системы АСУБ «Локомотив» входят:

® комплексное локомотивное устройство обеспечения безопасности КЛУБ;

® система автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ;

® подсистема управления режимами движения;

® подсистема диагностики аппаратов и оборудования электровоза;

® подсистема контроля и управления оборудованием и агрегатами электровоза.

Ш Электрическое рекуперативное торможение.

Ш Работа электровоза по системе многих единиц не предусматривается.

Технические характеристики электровоза ЭП1М:

Формула ходовой части	2o-2o-2o
Масса сцепная электровоза с 0,67 запаса песка, т, не более	132
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс), не более	216,0 (22,0)
Мощность в часовом режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее	4700
Мощность в продолжительном режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее	4400
Сила тяги в часовом режиме, кН (тс), не менее	230 (23,4)
Сила тяги в продолжительном режиме, кН (тс), не менее	210 (21,4)
Скорость в часовом режиме, км/ч, не менее	70
Скорость в продолжительном режиме, км/ч, не менее	72
Конструкционная скорость, км/ч, не менее	140
Система тока	переменный, 25кВт
Подвеска тяговых электродвигателей	опорно-рамная
Год начала постройки	2007
Производитель	Новочеркасский электровозостроительный завод

В настоящее время построено 356 электровозов.

Эксплуатируются на Красноярской, Забайкальской, Приволжской, Северо-Кавказской, Октябрьской, Восточно-Сибирской, Южно-Уральской железных дорогах

2.1 Кабина машиниста

Расположение оборудования в кабинах

Электровоз имеет две кабины управления. Конструктивно кабина представляет собой металлический каркас, облицованный снаружи стеклопластиковой оболочкой. Расположение оборудования в кабинах показано на рисунке12. Оборудование в обеих кабинах расположено одинаково, за исключением поперечных стенок. Отличие в расположении оборудования на поперечных стенках кабин заключается в том, что на поперечной стенке кабины 2 рядом со шкафом для одежды расположен шкаф с оборудованием, в котором установлены:

вариант 1 - БАРС-01 (из комплекта радиостанции РВС-1-07, применяемой на железных дорогах до Урала), тумблер «ВКЛЮЧЕНИЕ РАДИОСТАНЦИИ»;

вариант 2 - блок радиооборудования, приемопередатчик (из комплекта радиостанции Р22/ЗВ-1 «РВ-1М», применяемой на железных дорогах за Уралом), панель конденсаторов, панель фильтра, тумблер «ВКЛЮЧЕНИЕ РАДИОСТАНЦИИ».

Каждая кабина оборудована пультом управления, который состоит из правого и левого блоков и трех тумб. Правый блок пульта с расположенными на нем аппаратами и приборами образует пост машиниста, левый блок пульта - пост инструктора.

Перед правым и левым блоками пульта на полу установлены кресла.

Окна кабины (лобовое и 4 боковых) обеспечивают машинисту обзор путевых сигналов.

Над лобовым и боковыми окнами установлены солнцезащитные шторы.

Лобовое и два боковых глухих окна оборудованы электронагревательными элементами, предохраняющими стекла от обледенения и запотевания.

На лобовой стенке кабины установлены:

- динамик Д - ЛБПП, коробка распределительная, блок БСИ, блок управления БУ-И, панель диодов ПД-615, свисток электропневматический С-17, калориферыОН2-2,4Т-220П, блок ТСКБМ-П, блок сигнализации.

Под правым и левым блоками пульта управления установлены подставки для ног. На правой подставке закреплена педаль П-6 (для подсыпки песка).

На правой боковой стенке:

- клапан электропневматический, пульт управления ПУ2-САУТ-ЦМ/485, прибор нагревательный УН - 0,75-220, рукоятка бдительности «РБС», огнетушитель ОУ-4.

Расположение оборудования в кабинах

1	Ограждение (подставка для ног)	21	Коробка для фотосхем
2	Калориферы ОН2-2,4Т-220П	22	Электроплитка ЭПЧ1-0,8/135-УХЛ4
3	Блок управления БУ-И	23	Переключатель ПК16-11С2006УХЛЗ «ЭЛЕКТРОПЛИТКА»
4	Динамик Д-ЛБПП	24	Прибор нагревательный УН - 0,75-220
5	Блок радиооборудования	25	Датчик температуры
6	Блок БСИ	26	Панель конденсаторов
7	Приемопередатчик	27	Тумблер «включение радиостанции»
8	Сопротивление балластное	28	Панель фильтра ПФ-506-01
9	Блок сигнализации	29	Огнетушитель ОУ-4
10	Блок ТСКБМ-П	30	Розетка штепсельная РП-10-7
11	Рукоятка бдительности «РБС»	31	Коробка распределительная
12	БАРС-01	32	Панель диодов ПД-615
13	Громкоговоритель	33	Свисток пневматический С-17
14	Табло сигнальное	34	Ограждение (подставка для ног)
15	Извещатель пожарный	35	Педаль П-6 (установлена в обеих кабинах на подставках поз. 34)
16	Датчик реле температуры Т419	36	Пульт управления
17	Устройство дистанционного пуска	37	Кресло Кл 7500М
18	Блок управления БУЗТ	38	Пульт управления ПУ2-САУТ-ЦМ/485
19	Табло световое СТ1 «ГАЗ - НЕ ВХОДИТЬ»	39	Клапан электропневматический
20	Термопреобразователь сопротивления	40	Шкаф для одежды

На левой боковой стенке:

- прибор нагревательный УН - 0,75-220.

На поперечной стенке расположены:

- шкаф для одежды, термопреобразователь сопротивления дТС125-50М.В260, коробка для фотосхем, блок ПКБ, электроплитка ЭПЧ1-0,8/135 исп. 2, переключатель ПК 16-11С2006 «ЭЛЕКТРОПЛИТКА», приборы нагревательныеУН - 0,75-220.

В антресолях расположены:

- громкоговоритель, табло сигнальное, извещатель пожарный, датчик-реле температуры электронный Т419, устройство дистанционного пуска, блок управления и задатчика температуры, табло световое «ГАЗ - НЕ ВХОДИТЬ», датчик температуры.

Расположение оборудования на пульте

Основной частью поста машиниста является пульт управления, который состоит из левого и правого блоков и трех тумб. Расположение оборудования на пульте представлено на рисунке13.

На левом блоке пульта слева направо располагаются блок регистрацииБР-2, держатель RP-I10 и блок БР-У, панель резисторов, пульт машиниста САУТ.

На левой горизонтальной панели столешницы расположены:

- кнопки «АВАРИЙНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ГВ», «ТИФОН» и» СВИСТОК»;

- клапан аварийного экстренного торможения и рукоятка бдительности;

- пульт управления дополнительный ПУ-Д с микротелефоном изкомплекта радиостанции Р22/ЗВ «РВ-1М», применяемой на железных дорогахза Уралом (рисунок 3);

- пульт управления дополнительный ПД из комплекта радиостанцииРВС-1-07, применяемой на железных дорогах до Урала (рисунок 3, вариант);

- зажим для крепления документов.

Под горизонтальной панелью находится кнопка «ТРЕВОГА».

На центральной панели пульта находится панель с тумблерами и джойстиками, расположенными в 4 ряда (слева направо):

1 ряд - «ПОВОРОТ ЗЕРКАЛ»: «ПРАВОЕ», «ЛЕВОЕ», «ШТОРАЛЕВАЯ »; «ШТОРА ПРАВАЯ »;

2 ряд - «БУФЕРНЫЕ ФОНАРИ»: «БЕЛЫЙ - КРАСНЫЙ», «ЛЕВЫЙ», «ПРАВЫЙ», «БЕЛЫЙ - КРАСНЫЙ»;

3 ряд - «ПЕЧИ» «СТУПЕНЬ 1», «СТУПЕНЬ 2»; «ОБОГРЕВ ЗЕРКАЛ»; «ОБОГРЕВ СТЕКОЛ»;

4 ряд - «ОБОГРЕВ»: «РУЧНОЕ, АВТОРЕГУЛИРОВАНИЕ»; «ГРУППА 1», «ГРУППА 2»; «КАЛОРИФЕРЫ».

На правом блоке пульта слева находится панель с тумблерами, кнопками и переключателями, расположенными в 3 ряда (слева направо):

1 ряд - «ОСВЕЩЕНИЕ КАБИНЫ»: «ТУСКЛО», «ЯРКО»; «ЗЕЛЕНЫЙСВЕТ»; «ОСВЕЩЕНИЕ ТЕЛЕЖЕК»; «ПРОЖЕКТОР ТУСКЛО», «ПРОЖЕКТОР ЯРКО»;

2 ряд - «ОСВЕЩЕНИЕ»: «ПРИБОРОВ И ПУЛЬТА», «ПУЛЬТА», «ПРИБОРОВ» И «ЗАРЯД АБ»;

3 ряд - «СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ»: «ПИТАНИЕ», «НЕПРЕРЫВНО», «ПРЕРЫВНО», «РЕЗЕРВУАРЫ»: «1», «2», «3», «ОМЫВАТЕЛИ», «БАТАРЕЯСПН ЭПТ», а так же индикаторы светодиодные «О», «П», «Т».

На центральной вертикальной панели расположены приборы:

- амперметр «ЯКОРЬ», вольтметр «СЕТЬ», амперметр «ЭПТ», вольтметр «ЭПТ»;

- блок БИЛ-УТ;

- блок индикации.

За панелью приборов установлена блокировка электрическая.

На правой вертикальной панели расположены манометры двухстрелочные: «УРАВНИТЕЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР - ТОРМОЗНАЯ МАГИСТРАЛЬ», «ГЛАВНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ - ТОРМОЗНЫЕ ЦИЛИНДРЫ».

На левой горизонтальной панели расположены: кнопка «отпуск тормозов», тумблеры: «ЭПК», «КОНДИЦИОНЕР», «НАГРЕВМАСЛА», «СИГНАЛИЗАЦИЯ», кнопка «КОМПРЕССОР», тумблер «ПЧФ», рукоятка бдительности «РБ».

На центральной горизонтальной части пульта находится контроллер машиниста и блок выключателей, на котором расположены выключатели в 2 ряда (слева направо):

1 ряд - «МСУД»; «ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ», «ТОКОПРИЕМНИКИ»: «ЗАДНИЙ» и «ПЕРЕДНИЙ», «ВОЗВРАТ ЗАЩИТЫ», «ГЛАВНЫЙВЫКЛЮЧАТЕЛЬ»;

2 ряд - «ПРОЖЕКТОР»: «ТУСКЛО», «ЯРКО»; «ВОЗВРАТ РЕЛЕ», «КОМПРЕССОР»; «ВЕНТИЛЯТОР 1», «ВЕНТИЛЯТОР 2».

На правой горизонтальной панели расположены: кнопка «СВИСТОК», тумблеры «ПЕСОК АВТОМАТИЧЕСКИЙ» и «ПЕСОК», кнопка» ТИФОН», тумблеры «МПК 1, МПК 2», «РУЧНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ, АВТОРЕГУЛИРОВАНИЕ», «ПЕСОК» и кнопка «ВОЗВРАТ РЕЛЕ».

Под блоками пульта расположены тумбы.

Под левым блоком расположена тумба с блоком АГС, блоком аналогового ввода БАВ-9 и блоком выключателей в 2 ряда (слева направо):

1 ряд - «ТОКОПРИЕМНИКИ», «ГЛАВНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ», «ТОРМОЖЕНИЕ», «ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ», «КОМПРЕССОРЫ», «ВЕНТИЛЯТОРЫ», «ЭПТ»;

2 ряд - «ТЯГА», «СИГНАЛИЗАЦИЯ», «ПЕСОК, СИГНАЛЫ, РЕЗЕРВУАРЫ», «ПРОЖЕКТОР», «ФОНАРИБУФЕРНЫЕ», «ОСВЕЩЕНИЕКАБИНЫ», «ОБОГРЕВКАБИНЫ», «РЕЗЕРВ».

Под правым блоком пульта находится средняя и правая тумба. На средней тумбе расположены:

- кнопка «ТРЕВОГА»;

- пульт управления ПУ-ЛП с микротелефоном из комплекта радиостанцииР22/ЗВ «РВ-1М», применяемой на железной дороге за Уралом (рисунок 3);

- пульт управления ПУ с микротелефоном из комплекта радиостанцииРВС-1-07, применяемой на железной дороге до Урала (рисунок 3, вариант).

Внутри тумбы (за дверцей) - блок управления нагревом стекол БУНС, выключатель отопления поезда В-8, блок ТСКБМ-К-50, панель с розетками на220 В и 50 В, блоки дискретного управления БДУ-27 в кабине 1 и БДУ-28 в кабине2.

В правой тумбе предусмотрено место под кран машиниста 395.

Система вентиляции, кондиционирования и обогрева кабины

Система вентиляции, кондиционирования и обогрева кабины предназначена для обеспечения нормируемого микроклимата в кабине электровоза и показана на рисунке14.

Обогрев кабины осуществляется: двумя электрокалориферами мощностью2,4 кВт каждый; электронагревателями панельного типа общей мощностью4,2 кВт, встроенными в стены и пол; четырьмя электрическими печамиобщей мощностью 3 кВт. Печи расположены следующим образом: по однойна боковых стенках, две - на поперечной стенке. Для исключения травмирования локомотивной бригады конструкция печей выполнена таким образом, что температура их наружных поверхностей не превышает 55°С.

Калориферы расположены так, чтобы обеспечивалось равномерное распределение температуры воздуха в кабине. Подогретый воздух подается к ногам машиниста, помощника и вдоль боковых стен. Устройства отопления имеют как ручное, так и автоматическое регулирование по сигналам от датчика-реле температуры, расположенного в антресолях на поперечной стенке.

Система автоматического регулирования обеспечивает поддержание температуры воздуха в кабине в пределах (222)°С в холодное время года. Включение и выключение калориферов происходит автоматически по сигналу от термопреобразователя сопротивления, установленного на торцевой стенке кабины, на высоте 1500 мм от пола.

В кабине электровоза предусмотрена система кондиционирования, в состав которой входит термоэлектрический кондиционер КТЭ-4-220С4 и система воздуховодов, расположенных между крышей и обшивкой потолка кабины. Кондиционер состоит из блока питания и коммутации (БПК), двух блоков охлаждения (правого БО-П и левого BO-JI), блока управления и задатчика температуры(БУЗТ). Кондиционер работает в режимах: вентиляции, охлаждения и подогрева свежего наружного воздуха в зимний период эксплуатации. Поддержание заданной температуры осуществляется датчиком-реле температуры, который обеспечивает автоматическое включение и отключение кондиционера.

Техническая характеристика кондиционера ДГИЛ.701445.013 ТУ

Тип	КТЭ-4-220С4
Производительность по воздуху на два блока охлаждения, м³/ч, не менее.	600
Количество подаваемого наружного воздуха на дваблока охлаждения, м³/ч, не менее	90
Холодопроизводительность при температуреокружающей среды до плюс 40°С и относительной влажности не более 60%, кВт	40,2
Теплопроизводительность, кВт, не менее	4
Максимальная полная мощность, кВА, не более	8
Род тока	Переменный, однофазный
Номинальное напряжение питания, В	220
Эффективность очистки воздуха при запыленности 30 мг/м³, %, не менее	90

Для защиты от проникновения вредных выделений от оборудования, находящегося в кузове, и холодного воздуха в зимнее время года, входная дверь в кабину оборудована воздушно-тепловой завесой, через которую из системы кондиционирования поступает подогретый воздух в объеме 90 м³/мин. Главными элементами воздушно-тепловой завесы являются воздуховоды, расположенные с обеих сторон двери и снабженные щелевыми отверстиями. На воздуховодах установлены регулировочные заслонки, которые обеспечивают подачу охлажденного воздуха в летний период эксплуатации в зону дыхания обслуживающего персонала, а в зимний период в зону дверей. Заслонки имеют два положения «Закрыто» и «Открыто». Выходящий Воздух, выходящий из воздуховодов воздушно-тепловой завесы, образует плоскую струю, скорость которой соответствует санитарным требованиям.

Кондиционер должен быть постоянно включенным для обеспечения нормируемой подачи свежего наружного воздуха в кабину. Режим работы кондиционера и положение заслонок тепловой завесы рекомендуется устанавливать в зависимости от температуры наружного воздуха:

Температура наружного воздуха t_нар,°С	Режим работы кондиционера	Положение регулировочной заслонки тепловой завесы
Ниже 0	Обогрев	Открыто
От 0 до +22	Вентиляция	Открыто
Свыше 22	Охлаждение	Закрыто

Выбор включаемого оборудования системы отопления осуществляется по усмотрению бригады. При этом рекомендуется следующий порядок включения оборудования отопления в зависимости от температуры наружного воздуха:

Температура наружного воздуха t_нар,°С	Используемое оборудование отопления
От -9 до +10	ПЭН, кондиционер
От -10 до -29	ПЭН, кондиционер, печи
-30 и ниже	ПЭН, печи, кондиционер, калориферы

2.3 Расположение оборудования на крыше, в кузове и под кузовом

Оборудование на электровозе установлено на крыше, в кузове и под кузовом в соответствии с рисунком 15.

Крыша кузова имеет семь герметично закрытых крышками проемов, предназначенных для монтажа и демонтажа оборудования, устанавливаемого в кузове.

На крыше электровоза установлено высоковольтное оборудование цепи токоприемника на напряжение 25 кВ, антенны КВ и УКВ диапазонов.

Кроме этого на крыше расположены главные резервуары пневмосистемы со змеевиком охлаждения, дефлекторы вентиляционной системы и люк лаза на крышу с блокируемой изнутри крышкой.

В верхней части каждой кабины (между потолком и крышей), в прожекторной коробке, расположенной симметрично продольной оси электровоза, установлен прожектор и балластные сопротивления. Справа и слева от прожекторной коробки на каркасах установлены блоки охлаждения термоэлектрического кондиционера КТЭ-4-220С4.

Электрическая связь токоприемников с аппаратами осуществляется при помощи гибких медных шунтов и стальных шин трубчатого сечения, установленных на изоляторах. Контактные поверхности шин луженые. Для компенсации теплового расширения в цепи стальных шин предусмотрены гибкие медные шунты.

Антенна КВ диапазона представляет собой медный многожильный провод, натянутый между двумя стойками с помощью натяжных болтов. Стрела прогиба антенны, под действием подвешенного к ней посередине груза массой 2 кг должна быть не более (405) мм.

Выключатель ВОВ-25, разъединители Р-213-1, главный ввод с трансформатором тока ТПОФ-25 установлены на уплотнительных прокладках с промазыванием сопрягаемых поверхностей невысыхающей уплотнительной пастой.

В целях безопасности, все съёмные крышки монтажных люков, на которых установлены аппараты, заземлены па кузов медными шинами.

В кузове электровоза основное оборудование установлено в высоковольтной камере (ВВК). ВВК имеет сплошные (по горцам) и сетчатые (вдоль проходного коридора) ограждения. Доступ в ВВК для обслуживания оборудования осуществляется через раздвижные сетчатые шторы и двери, которые блокируются в закрытом положении перед подачей высокого напряжения на электровоз (от контактного провода или от сети депо).

Расположение оборудования в кузове - смешанное, т.е. часть его установлена вдоль продольной оси электровоза (тяговый трансформатор, блоки силовых аппаратов, индуктивные шунты, блок пневматического оборудования), а часть - поперек (выпрямительно-инверторные преобразователи, блоки центробежных вентиляторов, блоки мотор - компрессоров). Некоторые блоки и аппараты размещены на стенках кузова, на поперечной стенке кабины, на торцевых стенках ВВК и на щитах потолка. Такое расположение обусловлено наиболее рациональным использованием кузовного пространства, условиями развески, а также удобством монтажа и обслуживания. Почти всё оборудование в кузове имеет блочную компоновку, что упрощает монтаж и сокращает монтажные коммуникации. Между блоками предусмотрены проходы для обслуживания и ремонта. В проходах установлены металлические трапы.

Большая часть оборудования и трапы поперечных проходов в ВВК установлены на 450 мм выше пола металлического кузова, т.к. под ними проходят воздуховоды вентиляционной системы и жгуты проводов. Свободное пространство между воздуховодами также использовано для установки оборудования (индуктивные шунты, конденсаторы, генераторы огнетушащего аэрозоля автоматической системы пожаротушения и т.д.).

На внутренней стороне крышек крышевых люков в ВВК установлены генераторы системы пожаротушения (ЕТ1 - ЕТ9, ЕТ11, ЕТ17), извещатели пожарные (SK41 - SK45) и лампочки освещения.

На электровозе имеются четыре входные двери.

Слева по ходу (при движении первой кабиной вперед) - проходной коридор шириной 650 мм (между сетчатым ограждением ВВК и левой стенкой кузова).

В проходном коридоре второго конца кузова на стенке ВВК установлены панель освещения коридора и панель освещения ВВК.

В проходном коридоре, на левой стенке кузова установлены:

- блок БС-1 и блок вычислителя УККНП (из комплекта системы УСАВП);

- штанга для отключения разъединителей;

- штанга для заземления главного ввода;

- одна из двух частей штанги для заземления контактного провода (вторая часть установлена на раме кузова);

- ящик для инструмента;

- генераторы системы пожаротушения (ЕТ12 - ЕТ16);

- два углекислотных огнетушителя ОУ-4;

- две розетки РЗ-8Б (XI5, XI8) для подключения переносной лампы;

- два световых табло «ГАЗ УХОДИТ» (А94, А95);

- световое табло «АВТОПУСК ВКЛЮЧЕН» (А28) системы пожаротушения;

- санузел;

- гнезда для установки четырех тормозных башмаков.

Санитарный узел установлен в проходном коридоре (напротив трансформаторного помещения).

Для освещения проходов и оборудования в коридорах установлены светильники с защитными стеклами (EL56 - EL65), а в ВВК - лампочки. Для естественного освещения в стенке проходного коридора выполнены четыре круглых окна.

На поперечной стенке кабины I установлены:

- зажимы контактные Х61, Х63, Х65, Х67, Х69, Х71, Х79, Х81, Х85, Х101, Х103, Х107, Х109, X I11, X I13, X I15);

- аппаратура из комплекта САУТ-ЦМ/485 (блок связи БС-ДПС-5 (А104), блок БС-КЛУБ (А113), два блока клемм (А 102, А 103)) и КЛУБ-У-138 (блокМОСТ-ММ1 (А79), блок электроники (А41), фильтр дуплексный (Z6), блок Шлюз CAN (А80));

- два источника питания локомотивной электроники ИПЛЭ-50/800 (А100, А101).

На поперечной стенке кабины 2 установлены зажимы контактные (Х60, Х62, Х64, Х66, Х68, Х70, Х78, Х82, Х84, XI02, XI04, XI10, X I12, X I14, XI16).

Под кузовом электровоза установлено следующее оборудование:

- аккумуляторная батарея (GB1, GB2) 38, размещенная в двух ящиках;

- на кронштейнах путеочистителей установлены розетки МВС-О-Р 185-4000/800 (Х7, Х8) и штепсели МВС-Ш185/4, 25-4000/800 (Х5, Х6) межвагонного высоковольтного соединения цепей отопления поезда;

- на каркасах путеочистителей установлены регулируемые по высоте в пределах (155+10) мм от головки рельса катушки приемные КПУ-1 (L31 - L34) локомотивной сигнализации с антеннами АН-САУТ-УМ (W3, W4);

- светильники «Луч-М01» в (EL11 - EL22), равномерно распределенные вдоль рамы кузова над каждой колесной парой с двух сторон, предназначенные для освещения ходовых частей;

- на лобовых частях электровоза холостые приемники МВС-Х-4000 (Х9, Х10), предназначенные для подвески отключенного штепселя;

- розетки РП 400-1В1К (X1, Х2, Х4, Х20, Х40) для подачи от сети депо напряжения на вспомогательные машины - (X1, Х2), тяговые двигатели - (Х4, Х20) и аккумуляторную батарею (Х40). Во избежание попадания воды внутрь этих розеток при работе электровоза, их крышки должны быть закручены до упора (до щелчка);

- розетки РЗ-8Б (XI13, X14, X16, X17) для подключения переносной лампы, установленные с каждой стороны кузова по две штуки;

- розетки РЗ-8Б (Х29, ХЗО) для подачи низкого напряжения на контактордепо при блокировании задвижных штор и дверей ВВК в случае подачи высокого напряжения в схему электровоза от внешнего источника;

- вторая часть штанги для заземления контактного провода (чтобы привести штангу в рабочее состояние, необходимо соединить обе ее части, предварительно выкрутив заглушки).

2.4 Блоки аппаратов

Все основное электрооборудование размещено в блоках и на панелях.

В блоках аппаратов 1, 3, 14, в соответствии с рисунками 6, 8 и 15, установлена низковольтная аппаратура цепей управления электровозом.

В блоках 2 (А 11) и 13 (А 12), в соответствии с рисунком 7, размещена силовая и коммутационная аппаратура цепей тяговых двигателей.

В блоке 4, в соответствии с рисунком 9, установлены аппараты цепей отопления поезда, возбуждения тяговых двигателей, управления электрическим тормозом и электросчетчики.

В блоке 6, в соответствии с рисунком 10 и 11, установлены: тяговый трансформатор, отключатели ВИЛ, ограничители перенапряжений, реле перегрузки, панель трансформаторов, разъединитель ВУВ, конденсаторы.

В блоке 8, в соответствии с рисунком 12, установлена аппаратура управления локомотивной сигнализации и цепей автоматики.

В блоке 12, в соответствии с рисунком 13 и 14, установлена аппаратура вспомогательных цепей электровоза и земляной защиты.

Аппараты на всех блоках установлены на каркасах. Блоки имеют законченный проводной и шинный монтаж. Шинный монтаж выполнен медными или алюминиевыми шинами, а проводной - гибкими проводами с медной жилой.

Провода цепей управления, сигнализации и освещения для подключения внешнего монтажа выведены на контактные зажимы. Провода и шины высокого напряжения подключаются непосредственно к выводам аппаратов или через высоковольтные контактные зажимы и изоляторы.

2.5 Электрический монтаж в кузове

Электрический монтаж межблочных соединений выполнен гибкими изолированными медными проводами, алюминиевыми и медными шинами. По условиям безопасности, а также с целью уменьшения взаимного электромагнитного влияния, электрические цепи с разными уровнями рабочего напряжения проложены раздельно и условно делятся на пять групп:

- первая группа - жгуты проводов релейных цепей управления, освещения в кузове и под кузовом, сигнализации, низковольтных цепей зарядного агрегата, а также цепей системы регулирования с рабочим напряжением до 42В переменного и до 110В постоянного тока;

- вторая группа - жгуты проводов системы регулирования, требующей защиты от электромагнитного влияния силовых цепей, выполнены гибкими экранированными проводами в резиновой изоляции на напряжение 500В постоянного и 380В переменного тока, а также экранированными проводами в пластмассовой изоляции на напряжение 220В переменного тока;

- третья группа - жгуты проводов цепей радиосвязи КВ и УКВ диапазонов, требующие защиты от электромагнитного воздействия близлежащих электрических цепей;

- четвертая группа - жгуты проводов цепей питания вспомогательных машин, нагревательных приборов, реле контроля земли, вентиля защитного силового трансформатора, зарядного агрегата, сетевого вольтметра, счетчиков электроэнергии, блока питания холодильника и кондиционеров с рабочим напряжением свыше 42В переменного тока и от 110В до 500В постоянного тока;

- пятая группа - жгуты проводов цепей питания тяговых двигателей, цепей измерительных приборов тяговых двигателей и цепей контроля земли с рабочим напряжением свыше 500В постоянного, пульсирующего и переменного тока.

Жгуты проводов 1, 2, 4, 5 групп расположены на щитах потолка проходного коридора от поперечной стенки кабины 1 до стенки кабины 2. Жгуты проводов5-ой группы также расположены под кузовом и по каркасам высоковольтной камеры.

Жгуты проводов и отдельные провода на электровозе закреплены к несущим конструкциям скобами, клицами, поясками, проложены в стальных или пластмассовых трубах. На концах стальных труб установлены полиэтиленовые концевые муфты. Провода в скобах уплотнены резиновыми прокладками, а в клицах - изоляционной лентой.

На концах проводов напрессованы либо напаяны медные оловянированные наконечники и надеты поливинилхлоридные трубки темного цвета с обозначением провода согласно принципиальной схеме. Обозначение тисненное, белого цвета.

К электрооборудованию, установленному на блоках, провода присоединяются на контактные зажимы, а к установленному в кузове - на контактные выводы аппаратов.

Электрические соединения: проходной изолятор - тяговый трансформатор - выпрямительно-инверторный преобразователь - сглаживающие реакторы, индуктивные шунты - блоки силовых аппаратов управления тяговыми двигателями, также обмотка 600В тягового трансформатора - блок управления вспомогательными машинами, выполнены алюминиевыми шинами. К электрическим аппаратам и оборудованию шины присоединяются посредством гибкого соединения, сплетенного из голой гибкой медной проволоки типа ПГ (ГПЦ). Шины устанавливаются на изоляторы, изготовленные из прессмассы АГ-4В и закрепляются непосредственно болтами или скобами.

В местах прохода шин сквозь щиты вентиляционных камер установлены гетинаксовые листы с прорезями, а шины в этих местах изолированы тканьюТ13 пропитанной полиэфирной смолой.

Контактные соединения алюминиевых шин выполняются болтами, пружинными шайбами и шайбами (фланцами) с увеличенным полем и толщиной4 мм. Остальные контактные соединения выполняются болтами (винтами) с пружинными и простыми шайбами.

Все детали контактных соединений имеют антикоррозийное покрытие. Поверхности контактных соединений шин покрыты: алюминиевых - оловянно-цинковым припоем (ПОЦ), медных - оловянно-свинцовым (ПОС), остальные поверхности шин окрашены красно-коричневой электроизоляционной эмалью.

2.6 Система вентиляции

Система вентиляции электровоза принудительная и предназначена для охлаждения тяговых двигателей (ТД), выпрямительно-инверторных преобразователей(ВИП), теплообменников тягового трансформатора (ТТТ), сглаживающих реакторов (PC), выпрямительной установки возбуждения (ВУВ), блока балластных резисторов (ББР) и для обеспечения требуемого избыточного давления в кузове с целью защиты от проникновения в него пыли и снега во время движения электровоза, а также для охлаждения кузова в летнее время.

Система вентиляции обеспечивает следующие номинальные значения расходов воздуха для охлаждения электрооборудования:

тягового двигателя, м³/мин………………………………………….70⁺⁵

теплообменников тягового трансформатора, м³/мин…………….80⁺⁵

сглаживающего реактора, м³/мин……………………………..90⁺⁵

выпрямительной установки возбуждения, м³/мин…………………10⁺⁵

блока балластных резисторов (в горячем состоянии), не менее, м³/мин. 280

Подача воздуха в кузов создает избыточное давление 40 - 60 Па (от 4 до 6 мм вод. ст.).

Система вентиляции электровоза состоит из четырех вентиляционных систем (ВС1 - ВС4) и выполнена в соответствии с рисунком 16.

Системы ВС1 и ВС4 идентичны, каждая из них обеспечивает охлаждение выпрямительно-инверторного преобразователя, сглаживающего реактора и двух тяговых двигателей.

Система ВС2 охлаждает теплообменники тягового трансформатора, выпрямительную установку возбуждения и два тяговых двигателя.

Система ВСЗ предназначена для охлаждения блока балластных резисторов.

В системах ВС1, ВС2 и ВС4 применены центробежные вентиляторы-воздухоочистители ЦВ9-37,6-7,6. Забор воздуха в этих системах осуществляется через вертикальные лабиринтные жалюзи и форкамеры, служащие средствами очистки воздуха от капельной влаги и частичного осаждения пыли и снега.

В системах ВС1 и ВС4 воздух после вентилятора подается по переходному патрубку на охлаждение ВИП, после чего попадает в воздухораспределительную камеру, в которой расположен сглаживающий реактор. Часть воздуха поступает на охлаждение реактора и выбрасывается под кузов. Другая часть из воздухораспределительной камеры подается на охлаждение двух ТД.

Из систем ВС1 и ВС4 предусмотрен выброс воздуха в кузов через специальные окна с заслонками, расположенные на переходных патрубках вентиляторов к ВИП и воздухораспределительных камерах.

В системе ВС2 воздух вентилятором нагнетается по воздуховоду в воздухораспределительную камеру, из которой часть его поступает на охлаждение теплообменников тягового трансформатора и далее выбрасывается под кузов.

Оставшаяся часть воздуха по воздуховодам подается на два тяговых двигателя и ВУВ. После охлаждения тяговых двигателей воздух выбрасывается под кузов, после охлаждения ВУВ - в кузов.

На боковых стенках форкамер ВС1, ВС2, ВС4 предусмотрено по одному окну с заслонкой для рециркуляции воздуха в зимнее время.

В системе ВСЗ в режиме рекуперативного торможения воздух через горизонтальные пластинчатые жалюзи и патрубок забирается посредством центробежного вентилятора Ц9-37,6-7,6 (без устройства пылеотделения) и подается по переходному патрубку в блок балластных резисторов. После охлаждения отработанный воздух выбрасывается в атмосферу через лабиринтные жалюзи, установленные на крыше электровоза.

Распределение воздуха между электрооборудованием осуществляется с помощью регулировочных заслонок, расположенных соответственно перед ТД, ТТТ, и после PC, а также с помощью заслонок на окнах выброса воздуха в кузов.

Вентиляция кузова обеспечивается воздухом, поступающим в кузов из систем ВС1, ВС2 и ВС4. Установленные на крыше дефлекторы предназначены для отвода из кузова отработанного теплого воздуха в летнее время. Подача воздуха в кузов создает избыточное (по отношению к атмосферному) давление40-60 Па (от 4 до 6 мм вод. ст.) для защиты от попадания в кузов пыли и снега через неплотности кузова.

2.7 Вентиляторы

В системе вентиляции электровоза применены блоки центробежных вентиляторов Ц9-37,6-7,6 и вентиляторов-воздухоочистителей ЦВ9-37,6-7,6, выполненные в соответствии с рисунками 17 и 18 и служащие для подачи воздуха в систему охлаждения электрооборудования и вентиляции кузова электровоза.

Техническая характеристика

Тип вентилятора	ЦВ9-37,6-7,6	Ц9-37,6-7,6
Частота вращения, об/мин	1470	1470
Диаметр рабочего колеса (ко концам лопаток, мм	760	760
Эффективность очистки воздуха от снега, %	82,5	-
Эффективность очистки воздуха от пыли (с удельной поверхностью 280 м²/кг), %	40	-

Каждый блок центробежного вентилятора состоит из улитки (спирального металлического корпуса) 8, рабочего колеса 4, насаженного на вал приводного электродвигателя 1, входного подвижного патрубка 6 и каркаса 11.

Рабочее колесо 4 сварной конструкции состоит из двух дисков: несущего и покрывного, с вваренными между ними лопатками. Несущий диск крепится заклепками к ступице. Положение колеса на валу электродвигателя 1 в осевом направлении фиксирует болт, ввернутый в вал электродвигателя, а стопорная шайба загнутыми краями на грань головки болта и лыску ступицы рабочего колеса4 исключает самоотвинчивание этого болта.

Колесо вентилятора балансируется статически. После установки колеса на вал электродвигателя пара «колесо-электродвигатель» подвергается динамической балансировке. В случае замены колеса или электродвигателя динамическая балансировка вновь образованной пары обязательна.

Вентилятор-воздухоочиститель ЦБ9-3 7,6-7,6 отличается от вентилятораЦ9-37,6-7,6 только тем, что его улитка 8 разделена перегородкой 3 на две камеры. Камера 5 предназначена для формирования потока очищенного воздуха. Камера воздухоочистителя2 служит для приема и транспортирования загрязненного воздуха подкузов через выводной патрубок воздухоочистителя7 и специальный воздуховод.

Конструкция подвижного патрубка 6 позволяет перемещать его вдоль оси вентилятора. Этим перемещением регулируется зазор Б между колесом и подвижным патрубком. Размер А определяет положение колеса относительно улитки вдоль оси вентилятора. Радиальный зазор В у вентилятора-воздухоочистителя определяет положение колеса относительно перегородки. Размер А и В контролируются через отверстия 9 в крышке 10. Зазоры А, Б и В выставляются при сборке вентилятора.

2.8 Блок мотор-компрессор

Блок мотор-компрессор предназначен для снабжения сжатым воздухом пневмосистемы электровоза и состава.

Технические характеристики

Тип компрессора…………………………………………..ВУ 3,5/10

Номинальное напряжение электродвигателя, В……………………380

Номинальная мощность электродвигателя, кВт………………………..22

Частота вращения электродвигателя и компрессора, об/мин……..700

Производительность компрессора, м³/мин…………………………. 1,75

Максимальное рабочее давление компрессора, МПа (кгс/см²)… 1 (10)

Масса блока, кг……………………………………………………….931

Блок мотор-компрессор в соответствии с рисунком 19 состоит из компрессора8 и электродвигателя 1, смонтированный на общем каркасе 9. Передача крутящего момента от электродвигателя к компрессору осуществляется муфтой, состоящей из резинокордной оболочки 5 и двух полумуфт 3 и 6, напрессованных соответственно на вал компрессора и электродвигателя. Рези но кордная оболочка крепится к полумуфтам нажимными фланцами 4 с помощью болтов 2. Муфта защищена кожухом 7, закрепленным на каркасе 9.

Фиксация компрессора и приводного двигателя после регулировки соосности соединяемых валов осуществляется штифтами.

Для снижения уровня вибрации, передаваемой на кузов, блок установлена буферы с опорами.

Стропление блока при транспортировании осуществляется за рым-болты компрессора и строповочные отверстия каркаса одновременно.

Для проворачивания вала перед запуском компрессора в зимнее время на полу муфте предусмотрены радиальные отверстия. Проворот вала производится при помощи прутка диаметром 20 мм и длиной 270 мм через отверстия в кожухе при снятой его съемной части.

2.9 Санитарный узел и умывальник

Санитарный узел расположен в проходном коридоре (напротив трансформаторного помещения). Схема санузла выполнена в соответствии с рисунком20. В санузел входят бак I для воды емкостью 60 л и унитаз 9.

На торцевой стороне бака размещены: термореле 4, указатель уровня воды3. Под баком установлен вентиль промывки унитаза 7 и выводы нагревателя6. Нагреватель питается от напряжения 210 В. Рабочая часть нагревателя находится непосредственно внутри бака с водой.

Заполнение бака водой производится через головку , расположенную под кузовом, около розеток РП и трубу заправки. Заполнение бака контролируется появлением воды в фановой трубе , которая соединена с контрольной трубой.

Промывка унитаза производится нажатием педали унитаза и открытием вентиля 7. После окончания промывки (спуска воды через фановую трубу 10) вентиль закрыть, педаль отпустить.

В зимний период при стоянках электровоза с выключенным обогревателем больше одного часа, воду из бака слить через кран 7 и пробку 5.

2.10 Инструмент и принадлежности

Комплект инструмента и принадлежностей электровоза состоит из слесарно-монтажного инструмента общего применения (ключи гаечные, отвертки, плоскогубцы и т.д.), специальных ключей и принадлежностей.

Часть этого комплекта, которая может быть использована локомотивной бригадой в пути следования, размещается следующим образом:

- слесарно-монтажный инструмент первой необходимости и переносной светильник для временного освещения мест производства работ с недостаточной освещенностью - в переносном инструментальном ящике в кабине машиниста;

- сигнальные принадлежности (фонарь ФЭСО, сигнальные флажки красного и желтого цвета), принадлежности для индивидуальной защиты персонала от поражения электрическим током (диэлектрические перчатки и коврики), аптечка - в шкафу для одежды в кабине машиниста;

- два бытовых термоса - в нише задней стенки кабины машиниста;

- холодильник «Вояж» (переносной) - в кабине машиниста;

- слесарно-монтажный инструмент, сменные запасные части, предохранители, сигнальные лампы - в стационарном ящике для инструмента (установлен в проходном коридоре на стенке кузова);

- штанги для заземления контактного провода - одна часть штанги с проводом установлена под кузовом, вторая часть с изолятором - в проходном коридоре на стенке кузова;

- штанга для заземления главного ввода, штанга изолирующая для отключения разъединителей тяговых двигателей - в проходном коридоре на стенке кузова;

- углекислотные огнетушители ОУ-4 - по два в каждой кабине и два - в проходном коридоре на левой стенке кузова.

В состав принадлежностей каждого электровоза входят также: ключ от ящиков аккумуляторной батареи, ключи к замкам входных дверей, блокирующие рукоятки кнопочных переключателей, реверсивные рукоятки контроллера машиниста, ключи блокировочного устройства БУ-01, рукоятка от блока выключателей, ключи к замку шкафа для радиостанции.

3. Микропроцессорные системы безопасности электровоза Эп1М

Электровоз оборудован микропроцессорной системой управления и диагностики (МСУД), комплексным локомотивным устройством безопасности (КЛУБ), системой управления торможением (САУТ) и системой электропневматического торможения (ЭПТ).

3.1 Микропроцессорная система управления и диагностики МСУД

Назначение и функции системы

Аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики (МСУД) выполняет автоматическое управление электроприводом и электрическими аппаратами серийного электровозаЭП1М в режимах тяги и торможения.

При этом аппаратура МСУД обеспечивает:

Ш разгон электровоза до заданной скорости с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тока якоря тяговых электродвигателей и последующее автоматическое поддержание заданной скорости,

Ш рекуперативное торможение до заданной скорости с последующим автоматическим поддержанием заданной скорости на спусках,

Ш автоматическое плавное торможение с учетом тормозных характеристик до полной остановки электровоза,

Ш защиту от буксования и юза колесных пар,

Ш автоматическую непрерывную диагностику состояния электрооборудования электровоза,

Ш стыковку микропроцессорных контроллеров с блоками АСУ безопасности,

Ш подключение микропроцессорных контроллеров к IBM PC совместимым персональным компьютерам для отладки рабочих программ и моделирования процесса управления.

Состав аппаратуры МСУД

Аппаратура МСУД электрооборудования электровоза построена на программных принципах обработки информации, поступающей от датчиковтока, скорости, углов коммутации, сельсинов задатчиков тока и скорости, а также ряда дискретных сигналов состояния оборудования электровоза.

Аппаратура МСУД состоит из трех контроллеров (рис. 1): центрального и двух технологических с разделенными функциями управления электрооборудованием, диагностики и возможностью передачи управления друг другу при реконфигурации в случае повреждения одного из контроллеров, а также двух блоков индикации на пультах машиниста.

Центральный контроллер (ЦМК) обеспечивает обмен информацией между всеми контроллерами управления и пультом машиниста по дублированному интерфейсу RS-485, диагностику состояния электрооборудования и связь с приборами АСУ безопасности по интерфейсу RS-232.

Технологический контроллер управления (МПК) последовательно опрашивает различные датчики, сельсины задатчиков тока и скорости, принимает дискретные сигналы состояния оборудования электровоза. Он же вычисляет значения выходных управляющих воздействий по программе, соответствующей алгоритму управления, и выдает фазовые импульсы управления выпрямительно-инверторными преобразователями, фазовые импульсы управления выпрямительными установками возбуждения и дискретные сигналы управления силовыми реле и пневмовентилями.

Оба технологических контроллера могут обрабатывать всю информацию одновременно, но в обычном режиме функции управления электрооборудованием разделены. В аппаратуре МСУД реализовано резервирование технологических контроллеров с так называемым «холодным» резервом.

При возникновении неисправности в рабочем комплекте он отключается от объекта управления и в работу включается другой комплект.

Блок индикации, расположенный на пульте машиниста, обеспечивает вывод текущей информации о скорости движения, состоянии электрооборудования, заданных режимах на дисплей фирмы Planar, вывод речевых сообщений на встроенный громкоговоритель, ввод параметров движения и контроля с многофункциональной клавиатуры.

Применение графического цветного дисплея в корне меняет эргономику пульта машиниста и позволяет, убрав целый ряд стрелочных приборов, отобразить гораздо больше технологической информации. Страничный способ отображения дает возможность по запросу с технологической клавиатуры показывать с помощью одного дисплея результаты диагностики всего оборудования. При этом, благодаря применению цвета в отображении, легко удается разделить аварийные, предельные и нормальные значения параметров.

В аппаратуре МСУД предусмотрен встроенный непрерывный контроль, обеспечивающий проверку ее исправности. При возникновении отказов отдельных компонентов аппаратура либо адаптивно сохраняет работоспособность, либо сообщает оператору о необходимости вручную переключиться на резерв. При отказах компонентов на индикаторах отображается факт отказа, состояние аппаратуры после реконфигурации и с помощью дисплея указывается предположительно поврежденный конструктивно сменный узел.

Используемые технические и программные средства

При выборе элементной базы предпочтение было отдано контроллерам фирмы Octagon Systems, благодаря сочетанию относительно невысокой стоимости и возможности работать в экстремальных условиях при температуре от -40 до +70° C без принудительного охлаждения при воздействии вибраций и ударов, характерных для железнодорожного транспорта.

Программное обеспечение для контроллеров, функционирующее под управлением DOS, с использованием языков программирования ассемблер и С++. Для отработки алгоритмов управления электроприводом и электрическими аппаратами электровоза в плате 6010 фирмы Octagon Systems работает специальное программное обеспечение, управляющее электроприводом.

Описание функционирования системы

Рассмотрим подробнее устройство и работу составных частей аппаратуры МСУД (рис. 4). Как уже отмечалось, центральный контроллер служит для обеспечения обмена информацией и диагностики состояния электрооборудования и содержит микропроцессорный контроллер 6010 фирмы Octagon Systems, включающий в себя 25/40 МГц процессор 386СХ фирмы Intel, последовательные порты COM1 (RS_232) иCOM2 (RS_232), параллельный порт LPT1, DOS в ПЗУ, 4 Мбайт динамической оперативной памяти, 128 кбайт статического ОЗУ и 1 Мбайт флэш-памяти. Динамическое ОЗУ функционирует как память с неограниченными циклами считывания и записи. В статическом ОЗУ расположены данные текущего цикла управления. Наличие 1 Мбайт флэш-памяти позволяет поместить необходимое пользовательское программное обеспечение.

Аппаратура реализует возможность подключения блоков системы автоведения АСУ безопасности. Для этого используется плата расширения последовательных портов 5554 фирмы OctagonSystems, которая имеет четыре последовательных порта COM4-COM7 (RS-232), совместимых с 16С55ОUART. Программируемая скорость передачи информации составляет от 150 до 115200 бод.

Центральный контроллер также включает в себя ячейки ввода в контроллер сигналов от дискретных датчиков, ячейки вывода релейных сигналов для выдачи управляющих воздействий на исполнительные дискретные механизмы, ячейки питания - источники стабилизированного напряжения для питания цифровых и аналоговых узлов аппаратуры.

Технологический контроллер обеспечивает управление электроприводом, последовательно обрабатывая сигналы от объекта управления и вычисляя значения выходных управляющих воздействий по программе, соответствующей алгоритму управления.

В состав технологического контроллера входит ячейка микропроцессорного контроллера МК с управляющей платой 6010 фирмы Octagon Systems. В ячейку также входит плата резервированной магистрали (РМ), которая преобразует последовательные порты СОМ1 иСOM2 платы 6010 в сигналы интерфейса RS-485 для передачи в гальванически развязанную резервированную магистраль. Параллельный порт платы6010 используется для контроля источников питания и управления семи сегментным индикатором для выдачи контрольной информации без обращения к блоку индикации, расположенному на удалении в кабине машиниста. Это создает дополнительное удобство при проведении регламентных работ.

Для оцифровки аналоговых сигналов служат ячейки аналого-цифрового преобразователя (АЦ), каждая из которых содержит восемь интегрирующих преобразователей аналогового сигнала в параллельный 10-разрядный код. Применение интегрирующих преобразователей вызвано особенностями формы сигналов, например, провалами и выбросами напряжения контактной сети при переходе фазы через ноль.

Ввод дискретных сигналов осуществляют ячейки ДИ с гальванической развязкой и контролем состояний входов. Требование обтекания контактов током в 0,1 A при считывании их состояния обусловило применение динамического опроса дискретных сигналов для уменьшения тепловой нагрузки аппаратуры.

Ячейки ИС обеспечивают ввод с гальванической развязкой импульсных сигналов, поступающих от датчиков частоты вращения колесных пар. Переключение режима работы таймеров служит для выбора способа расчета скорости путем вычисления длительности периода поступающих сигналов или их частоты для получения достаточной точности расчета скорости во всем диапазоне скоростей от 0 до160 км/ч. Наличие шести каналов гарантирует не только определение направления движения локомотива, но и получение информации от разных осей для выполнения функций защиты от буксования и юза колесных пар.

Для синхронизации процедур ввода-вывода и обработки информации микропроцессорным контроллером ячейка фазовой синхронизации (ФС) формирует с помощью ведомого сетью синхронизатора сигнал в момент перехода первой гармоники сетевого напряжения через ноль.

Ячейки программируемых таймеров и распределения углов по плечам преобразователя (ПТ) формируют физические углы сдвига фаз импульсов «зажигания» тиристоров силовых устройств электропривода относительно момента начала каждого полупериода напряжения контактной сети.

Вывод дискретных сигналов обеспечивают ячейки УД с выходным током по каждому каналу до 1,5 A с гальванической развязкой и контролем состояний выходов.

Ячейки выходных усилителей УВ имеют гальваническую развязку, осуществляют усиление импульсов ячеек ПТ и управление тиристорными силовыми устройствами электровоза. Это два выпрямительно-инверторных восьми плечевых преобразователя ВИП5500, питающих якорные цепи тяговых электродвигателей трех тележек электровоза, выпрямительная двух плечевая установка возбужденияВУВ-24, питающая обмотки возбуждения всех шести тяговых электродвигателей трех тележек, соединяемых в режиме рекуперации последовательно, и шесть шунтирующих тиристоров.

Ячейки источников вторичного питания(СН), выполненные на DC/DC конверторах фирмы Artesyn, преобразуют напряжение бортовой сети в диапазоне от 35 до 70 B постоянного тока в гальванически развязанные напряжения для питания аппаратуры и аналоговых датчиков.

Блок индикации, расположенный на пульте машиниста (рис. 5), предназначен для выдачи на восьмицветный матричный электролюминесцентный дисплей EL640.480-AA1 фирмы Planar алфавитно-цифровой и графической информации с разрешением 640 на 480 точек. При помощи звуковой платы фирмы Diamond Systems осуществляется выдача через встроенные громкоговорители речевых сообщений о режимах работы. Ввод команд обеспечивает технологическая клавиатура на кнопках фирмы Grayhill с подсветкой в режиме «Ночь» сверхъяркими отечественными светодиодами фирмы «Планета».

Блок индикации также содержит ячейку РМ связи со шкафом МСУД и интерфейсные микросхемы резервированной магистрали RS-485.

Уникальные возможности системы

Режим рекуперации

Существующие системы управления электровозами построены на основе аналоговых способов обработки информации и не соответствуют современным требованиям. Такие энергосберегающие технологии, как рекуперация, то есть возврат электроэнергии в контактную сеть при торможении двигателями и при движении на спусках, практически впервые эффективно реализованы лишь при помощи аппаратуры микропроцессорной системы управления, благодаря цифровой обработке сигналов.

Режим автоведения.

Благодаря применению микропроцессорной техники аппаратура МСУД позволяет реализовать на магистральном пассажирском электровозе режим автоведения. В настоящее время автоведение внедряется в локомотивном депо Красноярск. База данных для автоведения записывается в энергонезависимый накопитель МСУД при выезде из депо. База данных содержит информацию о профиле пути, действующих скоростных ограничениях на участке следования и графике движения. Для активизации режима автоведения достаточно с помощью блока БИ аппаратуры МСУД ввести номер поезда, в составе которого следует электровоз, и включить режим автоведения. Аппаратура произведет считывание данных для автоведения из бесконтактного энергонезависимого накопителя и голосом подтвердит включение режима. Режим автоведения обеспечивает движение по графику, выполнение всех ограничений скорости и минимизирует расход электроэнергии на тягу.

Удобство в работе

Аппаратура МСУД, имея данные о состоянии силового оборудования электровоза, обеспечивает диагностику работоспособности систем (рис. 6) и

запись результатов в энергонезависимый накопитель для последующей расшифровки и анализа в депо.

Эффект применения новых технологий виден уже через полгода эксплуатации:

® аппаратура не требует подстроек - снижение простоев и эксплуатационных расходов;

® устойчивая рекуперация во всех режимах - экономия электроэнергиии сокращение износа тормозных колодок;

® диагностика электрооборудования - быстрый поиск неисправностей.

Надежность

Как уже отмечалось, отказ от аналоговых способов обработки сигналов и переход на современные цифровые методы управления в сочетании с высоконадежной элементной базой и автоматической непрерывной диагностикой состояния электрооборудования позволили создать современную систему управления серийным электровозом, не имеющую аналогов в отечественной промышленности.

3.2 Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ

Аппаратура КЛУБ-У устанавливается на локомотиве и обеспечивает выполнение следующих основных функций:

* прием из рельсовых цепей сигналов автоматической локомотивной сигнализации типа АЛСН и АЛС-ЕН, а также сигналов, переданных по цифровому радиоканалу, сигналов о показаниях путевых светофоров, местных ограничениях скорости, маршруте следования, сигналов принудительной остановки локомотива и разрешения проследования светофора с запрещающим показанием;

* определение скорости и координаты локомотива по сигналам от осевых датчиков пути и скорости и аппаратуры спутниковой навигационной системы GPS/ГЛОНАСС; индикация машинисту железнодорожной координаты локомотива и текущего астрономического времени;

* непрерывное формирование значения допустимой скорости движения поезда на каждом участке пути;

* формирование и индикация машинисту расстояния до актуального препятствия с указанием скорости его проезда (целевойскорости);

* непрерывный контроль фактической скорости движения поездаи в случае превышения допустимой скорости - включение экстренного торможения;

* исключение проезда светофоров с запрещающими сигналами;

* исключение несанкционированного движения локомотива (скатывания);

* индикация необходимой информации машинисту локомотива и его помощнику;

* контроль бдительности машиниста путем фиксации нажатий на рукоятку бдительности при световом сигнале «Внимание!» или звуковом сигнале ЭПК;

* регистрация параметров движения поезда и другой необходимой информации на съемную кассету регистрации для последующей
автоматизированной расшифровки с помощью стационарного устройства дешифрации (СУД);

* формирование кратковременного звукового сигнала при изменении следующих параметров:

- сигналов локомотивного светофора;

- количества свободных блок-участков по ходу движения;

- характера движения (прямо / с отклонением);

- режима работы: «Поездной», «Маневровый» и «Двойная тяга»;

- несущей частоты АЛСН;

- активности каналов АЛСН, АЛС-ЕН и радиоканала;

- первоначальном появлении сигнала «Внимание!»;

* ввод и отображение на индикаторе локомотивных и поездных характеристик и их сохранение при выключении питания;

* прием и регистрация сигналов от устройств локомотива:

- о включении / выключении тяги;

- номере активной кабины локомотива, из которой осуществляется управление;

- положении ключа ЭПК;

- давлении в тормозных цилиндрах, тормозной магистралии уравнительном резервуаре (каждое из этих давлений по желанию машиниста может индицироваться на БИЛ);

- включении / выключении генераторов и компрессора;

- использовании тифона и свистка; сигналов ЭПТ («Перекрыша», «Контроль цепи» и «Торможение»);

* обмен данными по интеллектуальному интерфейсу с бортовыми устройствами САУТ и другими бортовыми системами.

Структурная схема КЛУБ-У

Структурная схема КЛУБ-У (состав аппаратуры) определяется на стадии разработки проекта оборудования локомотива и зависит от его конструкции.

Аппаратура КЛУБ-У состоит из ряда отдельных блоков, каждый из которых является законченным изделием, выполняющим определенный набор функций. Блоки КЛУБ-У связаны между собой через CAN-интерфейс. Использование этого интерфейса дает возможность сравнительно просто изменять общую структуру КЛУБ-У с соответствующим изменением выполняемых функций. Аппаратура, устанавливаемая на локомотиве, включает в себя:

- блок электроники локомотивный БЭЛ-У;

- блок индикации локомотивный (общее обозначение различных модификаций блока БИЛ);

- блок индикации помощника машиниста БИЛ-ПОМ;

- блок коммутации и регистрации информации БКР-У;

- блок ввода локомотивный БВЛ-У;

- блок регистрации информации на кассету с долговременной
энергонезависимой электронной памятью БР-У;

- вызывной прибор ВП;

- рукоятки подтверждения бдительности машиниста (РБ, РБС) и помощника машиниста (РБП);

- приемные катушки КПУ сигналов АЛСН (АЛСН-ЕН) и коробку соединительную КС;

- датчики измерения пути и скорости ДПС 1 и ДПС 2;

- блок сопряжения датчиков ДПС с аппаратурой КЛУБ-У - БС-ДПС;

- датчики измерения давлений в тормозных устройствах локомотива (ДД);

- электропневматический клапан экстренного торможения (ЭПК);

- блок контроля несанкционированного отключения ЭПК ключом (КОН);

- антенно-усилительное устройство (АУУ) спутниковой навигационной системы (СНС) и антенну СНС (АСНС);

- антенну радиоканала (АРК);

- приемо-передающее устройство цифровой радиосвязи ППУ-РС (радиостанция «МОСТ») и антенну радиосвязи АРС;

- блок согласования интерфейсов (БСИ), который служит для взаимодействия КЛУБ-У с локомотивным оборудованием и обмена данными между КЛУБ-У и другими бортовыми устройствами автоматики при отсутствии возможности организации обмена данными через интеллектуальный интерфейс;

- источник питания локомотивный электрический ИПЛЭ;

- центральную клеммную рейку (ЦКР).

Основные функции КЛУБ-У по обеспечению безопасности.

1. Контроль превышения допустимой скорости

Входными данными являются значения фактической и допустимой скоростей движения. В случае превышения значения фактической скорости над допустимым на усилитель УК выдается управляющий сигнал о снятии напряжения с катушки ЭПК (сигнал включения экстренного торможения). При снижении значения фактической скорости до значения, равного или менее значения допустимой скорости, на усилитель УК выдается управляющий сигнал восстановления напряжения на катушке ЭПК.

2. Однократная проверка бдительности (ОПБ)

Входные данные:

- значение фактической скорости движения;

- значение целевой скорости;

- данные о состоянии РБ (нажата, не нажата);

- данные о состояние РБС (нажата, не нажата);

- данные о работоспособности САУТ (активна, не активна);

- признак режима работы - «маневровый».

Выходные данные - сигнал управления подачей / снятием напряжения с катушки ЭПК.

Условиями для реализации алгоритма ОПБ являются:

- снижение целевой скорости при ненулевой фактической скорости;

- появление сигналов «К» или «Б» на БИЛ при ненулевой факти-
ческой скорости поезда;

- начало движения (трогание состава) посредством установки
контроллера машиниста в тяговое положение при сигналах на БИЛ
«К», «КЖ» или «Б».

При возникновении одного из вышеуказанных условий на усилитель УК1 (УК2) выдается сигнал о снятии напряжения с катушки ЭПК. Сигнал снятия напряжения удерживается до тех пор, пока не будет зафиксировано нажатие одной из рукояток - РБ или РБС, после чего напряжение на катушке ЭПК восстанавливается. Кроме того, напряжение на катушке ЭПК восстанавливается, если значение фактической скорости становится равным 0.

Условие 1 отменяется при активности системы САУТ, но сохраняется при появлении сигнала «КЖ» на БИЛ-У.

Условие 3 отменяется при работе локомотива в режиме «маневровый».

3. Периодическая проверка бдительности (ППБ)

Входные данные:

- показания локомотивного светофора;

- значение фактической скорости движения;

- значение целевой скорости;

- признак работоспособного состояния ТСКБМ;

- признак работоспособного состояния САУТ;

- признак наличия электронной карты;

- состояние РБ и РБС (нажата / не нажата).

Выходные данные:

- сигнал управления подачей / снятием напряжения с катушки ЭПК;

- сигналы управления включением / выключением предварительной световой сигнализации (ПСС).

Условиями для реализации алгоритма периодической проверки бдительности являются:

- появление сигнала «Б» на БИЛ при ненулевой фактической скорости; периодичность контроля 60 -90 с;

- превышение фактической скорости над целевой (периодичность контроля 30-40 с);

- переход ТСКБМ в состояние «выключена»; периодичность контроля 30-40 с при показаниях «К», «КЖ», «Ж» на БИЛ и 60-90 с - при остальных показаниях («3» и «Б»).

С целью исключения монотонности периоды подтверждения бдительности изменяются в заданных диапазонах случайным образом.

Условие 1 отменяется при выключении КЛУБ-У. Условие 2 отменяется при наличии электронной карты или включенном состоянии САУТ.

Если ни одно из условий запуска алгоритма периодической проверки бдительности не выполняется (или перестает выполняться в ходе реализации алгоритма), то период проверки бдительности устанавливается равным 90 с.

4. Контроль скатывания

Входные данные:

- значения фактической скорости движения;

- положение контроллера машиниста: «нулевое» / «тяга».

Выходные данные: управление подачей / снятием напряжения на катушку ЭПК.

В случаях самопроизвольного трогания поезда при нулевом положении контроллера машиниста (скатывания), когда его скорость превысит 2 км/ч, МЦО также формирует команду снятия напряжения с катушки ЭПК с задержкой времени (7-8 с). Напряжение будет снова подано на катушку ЭПК после полной остановки поезда и появления на блоке БИЛ показания V_ф «0 км/ч».

5. Перезапуск КЛУБ-У

В КЛУБ-У производится сравнение логического уровня сигнала управления ЭПК, формируемого в ячейке ЦО, и логического уровня сигнала обратной связи, идущего с выхода усилителя УК. При несовпадении логических уровней сигналов запускается счетчик времени несовпадения. Как только время несовпадения превысит максимальное время реакции усилителя УК, равное 2 с, производится запрет выдачи информации на безопасную схему сравнения, следствием чего является формирование команды перезапуска комплекта КЛУБ-У.

6. Проезд запрещающего сигнала светофора

При первом появлении сигнала «К» на локомотивном светофоре анализируется, была ли остановка на предыдущем участке длиной 350 м. Если остановки не было то снимается напряжение с катушки ЭПК и производится экстренное торможение.

Грузовым поездам разрешается проследовать без остановки светофор с запрещающим показанием со скоростью ниже 20 км/ч.

Режимы работы

Смена режима работы КЛУБ-У(УП) возможна только на стоянке. КЛУБ-У обеспечивает следующие режимы работы: поездной, маневровый и режим двойной тяги, а КЛУБ-УП - поездной, маневровый, режим двойной тяга и рабочий режим. В КЛУБ-У основной комплект периодически 1 раз в течение ТЦ передает в CAN-интерфейс в сообщении MCO_MODEO(1) информацию о режиме работы. Дублирующий комплект получает эту информацию, за счет чего обеспечивается синхронизация режимов работы комплектов.

Переход в поездной режим возможен только на стоянке при всех показаниях локомотивного светофора на БИЛ. В этом режиме используется информация, поступающая от ЭК, бортового устройства САУТ, ТСКБМ и осуществляется прием кодов АЛСН и АЛС-ЕН.

Переход в маневровый режим разрешен только на стоянке при всех показаниях локомотивного светофора, кроме показаний «К» и «КЖ».В маневровом режиме блокируется прием кодов АЛСН и АЛС-ЕН и устанавливается фиксированное значение допустимой скорости - У_д = 60 км/ч для пассажирских категорий поездов (от 1 до 5) и грузовых категорий, для маневровых локомотивов - 40 км/ч.

Переход в режим двойной тяги (РДТ) возможен только на стоянках в течение 30 с после нажатия на рукоятку РБ. В режиме РДТ блокируется прием кодов из каналов АЛСН и АЛС-ЕН, а на блоке БИЛ индицируется сигнал светофора «Б». При этом отменяются однократная проверка бдительности машиниста при трогании состава и контроль скатывания. В блоке БИЛ формируется информация о впередилежащих местах ограничений скорости. Установить большую скорость движения по сигналу «Б» можно командой «К799» (движение при выключенной автоблокировке).

По команде «К262» из режима РДТ можно перейти в режим движения по системе многих единиц. Режим движения по системе многих единиц является расширением режима РДТ, в котором отменяются периодические проверки бдительности.

Формирование значений допустимой скорости

В КЛУБ-У предусматривается:

- определение расстояния от головы поезда до ближайшей цели;

- определение значения целевой скорости;

- определение типа цели;

- определение величины допустимой скорости приближения к актуальной (ближайшей) цели, вычисляемой в каждом ТЦ;

- выдача окончательного значения кода показания локомотивного светофора для БИЛ.

В процессе определения V_д независимо друг от друга определяются и сравниваются текущие значения допустимых скоростей (в том числе переданные по радиоканалу) проезда светофоров и всех других препятствий, а также значения допустимой скорости, сформированные бортовым устройством системы САУТ.

Из всех вычисленных значений скоростей выбирается минимальная, и она принимается в качестве допустимой скорости в данный момент времени. В сообщении MCO_LIMITS выдается соответствующий источник актуального (наиболее жесткого) ограничения.

Обработка информации о препятствиях

При наличии в КЛУБ-У(УП) записанной ЭК участков маршрута и при обнаружении модулями СНС и ММ локомотива внутри данного участка модуль ММ постоянно передает в CAN-интерфейс данные о 10 впереди лежащих по ходу движения целях на расстоянии до5 км. В случае, если на участке длиной 5 км находится более 10 целей, ММ передает циклически данные только о 10 ближайших целях. Кроме того, модуль ММ контролирует прохождение хвостом поезда конца места ограничения скорости (цели) и только после этого перестает передавать сообщение о данной цели.

При нахождении локомотива или ССПС внутри участка, описанного в ЭК, в модуль МЦО поступают данные (с погрешностью не более 100 м) о местоположении поезда и координатах всех впередилежащих целей, в том числе светофоров.

Для просматриваемых впереди целей (кроме светофоров), определенных модулем ММ, модуль МЦО рассчитывает текущее значение допустимой скорости, для которого при экстренном торможении поезда для каждой цели обеспечено снижение скорости поезда к началу места ограничения до значения целевой скорости, переданного из ММ.

3.3 Система управления торможением САУТ

Система САУТ предназначена для повышения безопасности движения поездов путем исключения проезда запрещающих сигналов. Система САУТ обеспечивает: контроль максимально допустимой скорости; включение автоматического служебного торможения при превышении скорости выше установленного значения; плавное служебное торможение до полной остановки перед закрытым светофором на расстоянии 50 м до него с точностью ±20 м; контроль максимально допустимой скорости при подходе поезда к входному светофору с двумя желтыми огнями и плавное автоматическое торможение до скорости 50 км/ч в конце блок-участка.

При введении САУТ машинист получает информацию

Ш о расстоянии до светофора, к которому приближается, поезд,

Ш о разнице между фактической и допустимой скоростями движения,

Ш о числе свободных блок-участков средствами АЛСН.

Система САУТ состоит из путевых и локомотивных устройств.

К путевым устройствам относится (шлейф), с правой рельсовой нити, походу движения поезда, выделяется участок, длина которого в К раз меньше длины блок - участка (К=64). К концам шлейфа подключается путевой генератор, работающий на одной из частот: 19,6; 23; 27; 31 кГц.

На работу системы САУТ существенную роль оказывает соответствие реальных длин шлейфа проектным, а также правильное расположение кабельной линии и путевых перемычек. Расстояние А, с целью исключения попадания штепселей путевых перемычек на накладку рельса, допускается изменять в пределах 2-4 м. Путевые перемычки от кабельных муфт или трансформаторных ящиков крепят на шпалах и полушпалах металлическими скобами. Кабель между муфтами прокладывают на расстоянии не менее 1500 мм от ближайшего рельса. Перемычки к рельсам прокладывают строго перпендикулярно и без запаса, в виде изгибов и петель. Изгибы и петли допускается укладывать на расстояние не менее1500 мм от ближайшего рельса. Соблюдение этих требований исключает прием сигнала соединительных проводов кабельной линии, путевых перемычек и обеспечивает его фиксацию только от шлейфа.

При входе локомотива с приёмной антенной САУТ в зону действия шлейфа на её выходе появляется напряжение с частотой питающего генератора. Принятый сигнал будет присутствовать на выходе антенны в течение всего времени нахождения её над шлейфом, что позволяет локомотивным устройствам САУТ рассчитать её длину, а, следовательно, и длину блок - участка. С помощью длины шлейфа можно закодировать и другую необходимую для работы САУТ информацию. Конструктивно шлейф может иметь различную длину и перестраиваться с помощью устройств железнодорожной автоматики (например, для передачи информации о маршруте приёма на разные пути).

В локомотивные устройства входят на рис. 3 приведена структурная схема САУТ.

Ш блок частотных приемников БЧП, соединенный с антенной А;

Ш датчик пути и скорости ДПС, связанный с осью колеса локомотива (за один оборот колеса вагона вырабатывается 16 импульсов);

Ш измеритель пути ИП, представляющий собой двоичный реверсивный счетчик, который работает в режиме сложения или вычитания;

Ш измеритель фактической скорости ИС, который преобразует импульсы,

Ш поступающие от датчика ДПС, в напряжения постоянного тока, пропорциональные фактической скорости;

Ш блок программных скоростей БПС, представляющий цифроаналоговый преобразователь, который преобразует значение измеренной длины блок-участков в напряжение постоянного тока. Пропорциональное допустимой скорости движения в зависимости от значения длины блок-участка и показаний локомотивного светофора.

Ш Элементы сравнения ЭС1 и ЭС2сравнивающие допустимую и фактическую скорости движения.

Ш БУТ - блок управления тормозами.

На сети дорог Российской Федерации внедрено три модификации САУТ: САУТ-У, САУТ-Ц, САУТ-ЦМ.

На электровозе ЭП1М установлена аппаратура из комплекта САУТ-ЦМ.

Особенностью САУТ-ЦМ является применение микропроцессоров как для локомотивных, так и для путевых устройств.

Функциональная схема САУТ-ЦМ

Функциональная схема САУТ-ЦМ содержит локомотивные и путевые устройства представленные на рис. 3.

Локомотивные устройства содержат блок электроники (БЭ), блок-коммутации (БК), блок памяти путевых параметров (БППП), синтезатор речи(СР), пульт управления (ПУ), пульт машиниста (ПМ), локомотивные катушки (ЛК) и датчики пути и скорости (ДПС).

Напольные элементы содержат путевые шлейфы (ПШ), располагаемые на входе и выходе станции, и путевые генераторы (программируемые (ГПП) и непрограммируемые (ГПН)). Генераторы подключаются к путевым шлейфам, и с их помощью передается информация на локомотив. Информация об исправности путевых устройств САУТ передается от путевых генераторов по кабелю на пост ЭЦ и отражается на табло ДСП.

При перемещении локомотивной катушки над путевым шлейфом у входного светофора за счет индуктивной связи передается информация о путевых параметрах маршрута приема (длина маршрута, профиль участка и ограничение скорости при приеме на боковой путь). В соответствии с этими параметрами и показателями АЛСН БЭ строит кривую скорости. При движении локомотива по маршруту приема БЭ измеряет пройденный путь на основании информации, поступающей на БЭ от ДСП. Одновременно для каждой точки рассчитывается фактическая скорость локомотива (Vф) и происходит непрерывное сравнение фактической скорости и рассчитанной(программной) (Vпр). Если Vф > Vпр, то БЭ через БК дает команду на отключение тяги и ведет торможение до тех пор, пока Vф не станет равной или меньше Vпр. При выходе со станции и прохождении ЛК над ПШ от ГПП на локомотив передается номер данного перегона. Эта информация дешифрируется БЭ и затем БЭ извлекает из БППП данные о путевых параметрах первого блок-участка, строится кривая скорости в соответствии с показателями АЛСН и происходит движение по блок-участку согласно этой кривой.

При переходе на второй блок-участок, аналогично, извлекается информация о его путевых параметрах и т.д. Переход с одного блок-участка на другой определяет БЭ, определяя тип КПТ рельсовой цепи. Для этого измеряются параметры кодов АЛСН, которые различны для КПТ-5 и КПТ-7. На пульт машиниста подаются значения фактической скорости Vф, программной скорости Vпр и расстояние до светофора.

Технические характеристики

Входными параметрами аппаратуры САУТ-ЦМ являются:

® угол поворота вала ДПС-У;

® сигналы от путевых устройств, принимаемые Ан;

® сигналы от датчиков давления, установленных в тормозной системе локомотива;

® сигналы АЛС, принимаемые аппаратурой КЛУБ-У;

® напряжение питания электропневматического клапана автостопа ЭПК;

® сигналы цепей управления подвижного состава «ХВП», «ХНЗ», «Тяга»;

В аппаратуре САУТ-ЦМ предусмотрены алгоритмы работы:

- грузовой;

- пассажирский.

Алгоритм работы аппаратуры САУТ-ЦМ задаётся при программировании. При необходимости в грузо-пассажирском варианте, алгоритм задается переключением тумблера, устанавливаемым в соответствии с проектом оборудования.

Выходными сигналами аппаратуры САУТ-ЦМ являются:

ь команда «О» - отключение тяги. Срабатывание контактов с нагрузочной способностью 2,5А при напряжении (50+25/-10) В и индуктивном характере нагрузки;

ь команда «П» - перекрыша тормозов. Срабатывание контактов с нагрузочной способностью 2,5А при напряжении (50+25/-10) В и индуктивном характере нагрузки;

ь команда «Т» - служебное торможение. Срабатывание контактов с нагрузочной способностью 2,5А при напряжении (50+25/-10) В и индуктивном характере нагрузки;

ь сигнал «ЭПК» - экстренное торможение, снимается напряжение постоянного тока (50+25/-10) В с катушки электромагнитного клапана (ЭПК) при токе не более 0,5 А.

ь команда «Рег» - регистрация включенного состояния аппаратуры САУТ-ЦМ на ленте локомотивного скоростемера СЛ-2М. Срабатывание контактов с нагрузочной способностью (50+25/-10) В при токе 3А.

ь сигнал «Vф» - выдается на пульт машиниста в двоичном последова-тельном коде, пропорциональном фактической скорости;

ь сигнал «Vпр» - выдается на пульт машиниста в двоичном последовательном коде, пропорциональном допустимой скорости в данной точке пути;

ь сигнал «S» - выдается на пульт машиниста в двоичном последовательном коде, пропорциональном расстоянию до точки прицельной остановки;

ь сигнал « р» - выдается на пульт машиниста в двоичном коде, пропорциональном расчетному тормозному коэффициенту при нажатии и удержании кнопки КОМПЛЕКТ на пульте машиниста.

Функции выполняемые САУТ-ЦМ

1. При движении поезда по зеленому показанию АЛС САУТ-ЦМ осуществляет контроль максимально-допустимой скорости Vmax. При достижении поездом Vmax САУТ-ЦМ отключает тягу, а при превышении Vmax на 2 км/час осуществляет автоматическое служебное торможение для снижения скорости до установленной величины. Локомотивные устройства позволяют изменять максимально допустимую скорость до 160 км/ч при изготовлении системы на заводе или настройке в депо.

2. При движении поезда по красно-желтому показанию автоматической локомотивной сигнализации к путевому светофору с запрещающим показанием САУТ-ЦМ в начале блок-участка контролирует превышение допустимой скорости движения на красный сигнал Vкж, а на расстоянии необходимого тормозного пути до сигнала отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение поезда до полной остановки перед путевым светофором на расстоянии 10-150 м.

3. При движении поезда по желтому показанию автоматической локомотивной сигнализации к проходному светофору с желтым огнем или к входному светофору станции с одним желтым огнем САУТ-ЦМ обеспечивает вначале блок-участка контроль максимально-допустимой скорости движения, а на расстоянии необходимого тормозного пути до путевого светофора с желтым показанием отключает тягу и обеспечивает автоматическое служебное торможение до скорости Vкж проследования путевого светофора с желтым показанием.

4. При движении поезда по желтому показанию автоматической локомотивной сигнализации к входному светофору станции с двумя желтыми огнями САУТ-ЦМ обеспечивает в начале блок-участка контроль максимальнодопустимой скорости движения, а на расстоянии необходимого тормозного путидо входного светофора отключает тягу и производит автоматическое служебное торможение до скорости проследования входного светофора. Величина этой скорости определяет автоматически в зависимости от величины ограничения скорости движения по стрелочному переводу и расстояния от стрелочного перевода до входного светофора, но не более скорости Vкж.

5. При движении поезда по станционному пути САУТ-ЦМ отключает тягу на расстоянии необходимого тормозного пути до начала ограничения скорости и осуществляет автоматическое служебное торможение до величины ограничения скорости по станционному пути. При движении поезда по станционному пути к закрытому выходному светофору САУТ-ЦМ предупреждает превышение установленного ограничения скорости, а на расстоянии необходимого тормозного пути - обеспечивает автоматическое служебное торможение до полной остановки поезда перед закрытым выходным светофором на расстоянии 10-150 м.

6. В случае безостановочного пропуска поезда по боковому станционному пути и белому огню автоматической локомотивной сигнализации САУТ-ЦМ позволяет проследовать выходной светофор с установленной по стрелочному переводу скоростью после нажатия машинистом кнопки ОТПР на пульте управления САУТ-ЦМ.

7. Для обеспечения более высокой точности остановки поезда перед светофором, САУТ-ЦМ позволяет поезду двигаться со скоростью не более 30 км/ч на расстоянии 275 м от точки прицельной остановки. В этом случае машинист должен нажать кнопку ПОДТЯГ., расположенную на пульте управления САУТ-ЦМ, и обеспечить остановку поезда перед сигналом, а после остановки поезда САУТ-ЦМ исключает повторное действие кнопку ПОДТЯГ.

8. САУТ-ЦМ позволяет проследовать путевой светофор с запрещающим показанием со скоростью не более 20 км/ч после нажатия машинистом кнопки К20 на пульте управления САУТ. При дальнейшем движении поезда по красно-желтому огням АЛС система должна обеспечивать контроль допустимой скорости20 км/ч. При достижении поездом контролируемой скорости 20 км/ч САУТ-ЦМ отключает тягу, и при необходимости осуществляет служебное торможение до контролируемой скорости. В конце блок-участка САУТ-ЦМ производит служебное торможение и остановку поезда перед сигналом АЛС система обеспечивает контроль допустимой скорости 40 км/ч до конца блок-участка. При этом ограничение скорости отменяет только после повторного нажатия кнопки К20 на пульте управления САУТ.

9. Во всех случаях, при изменении запрещающего показания АЛС на более разрешающее САУТ-ЦМ автоматически снимает ограничение скорости и переходит к программе, соответствующей более разрешающему показанию АЛС.

10. При отсутствии информации о длине блок-участка (отказ напольного генератора) в САУТ-ЦМ предусмотрено автоматическое задание длины блок-участка, минимального на данном участке обращения локомотива. Такое задание расстояния производится в начале блок-участка при смене показаний локомотивного светофора с желтого на красно-желтое, с красно-желтого на красное, с желтого на белый (въезд на боковой некодированный путь станции).

11. САУТ-ЦМ обеспечивает контроль самопроизвольного движения поезда. При любом показании локомотивного светофора и несанкционированном движения поезда, на расстоянии более 3 м без подтверждения бдительности машинистом, система обеспечивает автоматическое служебное торможение. Для отмены торможения после остановки поезда необходимо нажать кнопку К20.

12. САУТ-ЦМ осуществляет контроль и регулирование скорости поезда при движении по участкам пути с постоянными ограничениями скорости. Отмену действия ограничения скорости необходимо производить нажатием кнопки ОС на пульте управления САУТ.

13. САУТ-ЦМ обеспечивает регистрацию на ленте локомотивного скоростемера включенного состояния локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ и регистрацию исправной работы путевых устройств на каждом перегоне и станции.

14. САУТ-ЦМ обеспечивает непрерывный контроль исправной работы и в случае появления отказа осуществляет экстренное торможение поезда через клапан ЭПК. Система позволяет машинисту отменить экстренное торможение поезда отключением отказавшей системы.

15. САУТ-ЦМ обеспечивает измерение фактической эффективности тормозных средств в грузовых и пассажирских поездах и формирует программную скорость в зависимости от действительного значения тормозного коэффициента, профиля пути, расстояния до сигнала и показания автоматической локомотивной сигнализации.

16. САУТ-ЦМ передает информацию машинисту:

- о резерве скорости в каждой точке пути (разность допустимой и фактической скоростей);

- о длине блок-участка или маршрута приема поезда на станцию в момент проследования путевого светофора, а при дальнейшем движении - о текущем расстоянии до путевого светофора;

- о фактической эффективности тормозных средств поезда.

17. САУТ-ЦМ обеспечивает выдачу машинисту речевых сообщений и дополнительный контроль бдительности, осуществляемый нажатием рукоятки РБв ответ на отдельные речевые сообщения, начинающиеся словом «ВНИМАНИЕ».

Воспроизведение речевых сообщений, связанных с сигнальными показаниями АЛСН осуществляется при смене кодов АЛСН взамен свистка ЭПК.

4. Предложения по улучшению микропроцессорных системы безопасности

Работы по усилению системы безопасности движения нажелезнодорожным транспорте должны стать главным приоритетом Министерства транспорта РФ.

Для регулирования движения на железных дорогах России долгое время использовались устройства автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН. Несколько позднее появился новый канал передачи информации многозначной АЛС - АЛС-ЕН. Разработаны также устройства для высокоскоростной передачи больших объемов информации в ограниченных зонах связи (так называемые устройства точечного канала связи). Продолжается внедрение устройств передачи данных по радиоканалу в диапазонах 160 и 460 МГц. Эти устройства планируется применять при организации двусторонней передачи данных на станциях, где технически сложно кодировать все пути сигналами АЛСН или АЛС-ЕН.

Низкая информативность системы АЛCH (использование в канале связи только трех активных сигналов) и ограниченность ее функциональных возможностей обусловили необходимость дополнения действующего оборудования другими устройствами обеспечения безопасности.

Следует учитывать, что любые, даже самые незначительные на первый взгляд недоработки и ошибки могут привести к нежелательным последствиям. Как показывают анализ и разборы происходящих случаев нарушения безопасности, они чаще всего являются следствием не одиночной ошибки или разового отступления от действующих правил. Обычно безопасность нарушается при сочетании нескольких ошибочных действий и упущений, в том числе и рассредоточенных иногда по времени и месту их допущения. Это требует создания защиты от отдельных ошибок и несовершенств конструкции и технологии работ, а также их различного сочетания, в том числе и наиболее неблагоприятного.

Практически все хозяйства железнодорожной транспортной системы работают над обеспечением безопасности движения: хозяйство перевозок, локомотивное, путевое, хозяйство автоматики, телемеханики и связи и другие. Создаются и внедряются разработки по исключению аварийности и нарушений безопасности (САУТ, КЛУБ, ПО-НАБ, ДИСК), выполненные на базе микропроцессоров.

Микропроцессорные локомотивные устройства отличаются относительной простотой установки и встраивания в рабочие системы, долговечностью и надежностью работы на фоне незначительного количества отказов. Характерными чертами современных микропроцессорных устройств следует назвать также их специальную направленность и многоступенчатость базовых алгоритмов.

Однако создание и внедрение современных систем обеспечения безопасности требует их постоянной доработки.

Общим требованием к техническим средствам железнодорожной автоматики и телемеханики является обеспечение необходимых интервалов между попутными поездами на перегонах, а также безопасного прохождения маршрутов на станциях. Выполнению этой задачи в современных системах способствует более тщательное решение вопросов электромагнитной совместимости и защиты, наличие цифрового радиоканала, применение технологии поверхностного монтажа, а также использование новейших процессоров цифровой обработки сигналов. Для взаимодействия отдельных устройств СЦБ предназначены современные интеллектуальные интерфейсы (например, типа CAN) и модульное построение систем.

Цели и задачи улучшения работы микропроцессорных систем безопасности.

В применяемых системах должны быть комплексно решены вопросы обеспечения бесперебойного электроснабжения, заземления, защиты от перенапряжений, электро- и пожаробезопасности.

Диагностика

Системы должны позволять проводить диагностику, как самих систем, так и их элементов с контролем состояния, регистрацией неисправностей и отказов, что должно привести к повышению показателей готовности систем.

Увязка с другими системами

Системы должны позволять проводить сопряжение и обмен данными с системами такого же или верхнего уровня.

Уменьшение объемов проектирования

Должно быть, минимальное количество изменений в аппаратной части систем и программного обеспечения. Системы должны приводить к значительному упрощению изменений схем при изменении подвижного состава. Все это должно удешевить проектирование и сократить сроки ввода в эксплуатацию.

Социальные

Профессиональный отбор кандидатов на должности машинистов, позволит снизить влияние человеческого фактора.

Необходимо повышать ответственность российских и зарубежных поставщиков за качество поставляемых систем итехнических средств, программного обеспечения (как в период гарантийного срока, так и на весь период срока службы системы).

Необходима сертификация систем по нормам информационной безопасности, защиты от несанкционированного доступа.

Повышение надежности.

Замена пульт-табло на монитор должна привести к снижению количества отказов в светотехнике. Резервирование и организация контроля устройств должны привести к повышению надежности устройств.

Четкое исполнение проектных решений при конструировании систем.

Например, если длина шлейфа больше или меньше проектнойэто может привести к отсутствию сигнала в шлейфе.

Соответствие всех компонентов систем проектной документации.

Например, несоответствие типа установленного путевого генератора в системе САУТ приведет к неправильному вычислению программной скорости и длины участков.

Установка систем в места в соответствии с проектной документацией.

Правильное подключение систем при монтаже.

Нарушение технологии выполнения монтажных работ может привести к неправильной работе всей системы в целом и отдельных её компонентов.

Использование надежной элементной базы.

Использование недостаточной надёжной элементной базы может привести к нарушению схем работы систем.

Квалифицированное выполнение пуско-наладочных работ.

Соблюдение технологии выполнения регламентных работ.

Например, наличие неисправностей путевого шлейфа в системе САУТ (обрыв шлейфа, обрыв перемычек, потеря контакта в месте подключения шлейфа) может привести к неправильной расшифровке данных.

Сокращение внешних воздействий (электрические, механические) на системы.

Внешние воздействия могут привести к недоезду или проезду точки прицельного торможения.

Соблюдение графика технического обслуживания, профилактических и ремонтных работ.

Несоблюдение графика может привести к большим временным затратам на восстановление работоспособности микропроцессорных систем.

Сокращения «человеческого фактора» со стороны обслуживающего персонала.

Недобросовестное выполнение обслуживающим персоналом своих служебных обязанностей или их недостаточная квалификация может привести к сбои систем.

Микропроцессорные систем должны разрабатываться параллельно с разработкой подвижного состава, чтобы проверить влияние силовых кабелей на чувствительность микропроцессорных систем.

Чёткое формулирование нормативных характеристик при проектировании микропроцессорных систем способствует их высокому уровню с точки зрения безопасной работы.

Поддержание в исправном техническом состоянии подвижного состава в целом оказывает влияние на работу, в том числе и микропроцессорных систем.

Совершенствование информационных технологий при использовании микропроцессорных систем.

Использование модульных структур, что позволит бесконфликтно увеличивать или уменьшать количество модулей (функций).

Использование надёжной электромагнитной совместимости различных систем.

Как отмечалось выше необходимо взаимодействие микропроцессорных систем с другими системами. Одной из них является ЕКС - единая комплексная система управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе.

ЕКС предназначена для энергооптимального ведения поезда по участку с соблюдением расписания и обеспечения безопасного интервала следования поездов, предупреждения проездов запрещающих сигналов, превышения допустимых скоростей, в том числе выполнения постоянных и временных ограничений скорости, контроля бодрствования машиниста, исключения не-санкционированного движения, контроля режимов работы тягового оборудования, исправного состояния тормозной системы, выявления грубых отступлений в содержании железнодорожного пути, регистрации параметров движения поезда и действий локомотивной бригады по управлению поездом, обеспечения безопасного приема поезда на станцию.

ЕКС обеспечивает автоматизированное управление движением поезда, выявление и передачу информации о недопустимых режимах ведения поезда, передачу на локомотив сигнала по цифровому радиоканалу о немедленной остановке поезда на станции, передачу на локомотив маршрута приема поезда, определение координаты местонахождения поезда, определение фактической и допускаемой скорости движения, автоматическое тестирование ЕКС и ее подсистем, использование служебного торможения взамен необоснованного экстренного, автоматическую регистрацию всех измеряемых системой параметров движения, возможность наращивания ЕКС новыми аппаратно-программными блоками.

Однако анализ состояния безопасности движения поездов свидетельствует о том, что, несмотря на проводимые меры по ее повышению, существующая система обеспечения безопасности никак не может считаться благополучной. Поэтому фактическое положение дел с безопасностью движения и понимание того, что не существует абсолютно надежных и полностью безотказных систем, требуют постоянной и всесторонней работы специалистов.

Заключение

Безопасность движения на транспорте является основным фактором, обеспечивающим эффективность работы перевозочного процесса. Любая авария или крушение на транспорте приводит к большим материальным и техническим потерям. Пропадают грузы и техника, разрушается путь и контактная сеть, прекращается движение всех поездов на участке. Все это приводит к большим экономическим затратам, а иногда и к людским потерям.

Проблемы безопасности движения возникли одновременно с появлением первых транспортных средств. Для их решения сегодня требуется более высокий уровень организаторской работы и современных технических средств.

Для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте внедряются самые разнообразные технические средства, которые контролируют и дублируют действия машиниста или предупреждают машиниста о возникновении аварийных ситуаций.

В настоящее время широкое распространение получают автоматизированные комплексы для испытания и диагностирования узлов подвижного состава. Среди основных достоинств таких комплексов следует выделить снижение трудоемкости диагностического процесса, минимизацию участия оператора в процессе испытаний и повышение достоверности результатов диагностирования.

Одной из таких систем является унифицированная микропроцессорная система управления и диагностики (МСУД).

Система МСУД обеспечивает автоматическое управление электроприводом и электрическими аппаратами электровоза в режимах тяги и торможения:

- разгон электровоза до заданной скорости с заданной и автоматически поддерживаемой величиной токов якорей тяговых двигателей и последующее автоматическое поддержание заданной скорости:

- рекуперативное торможение до заданной скорости с последующим автоматическим поддержанием ее на спусках;

- автоматическое плавное торможение с учетом тормозных характеристик до полной остановки электровоза;

- защиту от боксования и юза колесных пар; автоматическую непрерывную диагностику состояния электрооборудования электровоза;

- стыковку микропроцессорных контроллеров с персональными IBM-совместимыми машинами для отладки рабочих программ и моделирования процесса управления;

- стыковку микропроцессорных контроллеров с блоками системы АСУБ.

МСУД обеспечивает бесконтактное управление электрической схемой локомотива, контроль режимов работы локомотивного оборудования, диагностику основных систем и узлов с выдачей информации машинисту о состоянии локомотивного оборудования, межсекционный обмен управляющей и диагностической информацией.

МСУД построен по радиально-сетевому принципу. Идеология построения МСУД предусматривает независимость каждой из его составляющих в части выполнения функций управления от других устройств системы, т.е. отказ любого из блоков системы не влияет на работоспособность других устройств, за исключением функций диагностики автоведения, что не оказывает влияния на живучесть локомотива в целом.

Применение МСУД позволяет:

v существенно сократить номенклатуру локомотивного оборудования с одновременной его унификацией для различных типов и серий;

v повысить технический уровень оснащенности локомотивов за счет применения современных средств микропроцессорной техники;

v применить перспективные структурные решения, позволяющие совместить функции управления и диагностики, реализовать модульные принципы построения локомотивов;

v реализовать новые, более совершенные алгоритмы управления, регулирования и диагностики оборудования локомотивов.

Другой немаловажной системой является комплексное локомотивное устройство безопасности. Устройство КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения. Оно обеспечивает прием сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН, отображение их машинисту и тем самым исключает несанкционированное трогание локомотива. КЛУБ позволяет контролировать торможение перед светофором с запрещающим сигналом, проверять бдительность машиниста, формировать сигналы для системы САУТ и устройства регистрации локомотивного скоростемера.

Для повышения безопасности движения поездов путем исключения проезда запрещающих сигналов является система САУТ.

В состав локомотивной аппаратуры САУТ, предназначенной для автоматического управления торможением, входят блоки, пульты, датчики, размещенные в разных частях электровоза. Они выполняют разнообразные функции. Так, блок электроники принимает сигналы с датчиков, пультов управления, производит вычисления и формирует управляющие команды и сигналы. Блоки коммутации передают управляющие сигналы блока электроники на электропневматические клапаны, МСУД, блоки ЭПТ, КЛУБ.

Блок связи предназначен для согласования уровней выходных импульсов напряжения датчиков угла поворота с уровнями входных сигналов, принятыми в аппаратуре САУТ, а также для гальванической развязки от цепей первичного питания. Выходные импульсы передаются в КЛУБ. Антенны предназначены для преобразования электромагнитного поля шлейфа в напряжение с частотами 19,6: 23; 27 и 31 кГц, использования их в канале приема информации о путевых параметрах.

Пульты машиниста системы предназначены для индикации некоторых измеряемых и вычисляемых величин. Пульты управления служат для передачи управляющих команд машиниста на блок электроники. Датчики давления используют для измерения давления воздуха в тормозных цилиндрах и тормозной магистрали электровоза. Датчики угла поворота, установленные на первую и третью колесные пары, предназначены для измерения длины пути, скорости и определения движения поезда. Два динамика, подключенные к блоку электроники, передают речевые сообщения.

Использование АСУБ «Локомотив» на всех видах подвижного состава является назревшей необходимостью. Перечисленные функции - это лишь малая часть тех возможностей, которые могут быть реализованы на базе созданной специалистами ВНИТИ системы. Практическое осуществление данных функций выведет отечественное локомотивостроение на современный уровень науки и техники. К сожалению, отсутствие средств сдерживает внедрение этой перспективной разработки. Нет сомнений в том, что затраты на дальнейшее совершенствование и внедрение АСУБ «Локомотив» окупятся не только за счет улучшения технико-экономических показателей локомотива, но и благодаря сохранению здоровья локомотивных бригад и поддержанию чистоты окружающей среды.

Список используемой литературы

1. Гундорова Е.П. Технические средства железных дорог: Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта. - М.: Маршрут, 2003. - 496 с.

2. Калинин В.К., Сологуб Н.К., Казаков А.А.

3. Общий курс железных дорог. Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта / В.Н. Соколов, В.Ф. Жуковский, С.В. Котенкова, А.С. Наумов: Под редакцией В.Н. Соколова. - М.: УМК МПС России, 2002. - 296 с.

4. Железнодорожные станции и узлы: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.И. Ефименко, С.И. Логинов, В.С. Суходоев и др.; Под ред. Ю.И. Ефименко. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 336 с.

5. http://privetstudent.com/referaty/referaty-transport/687-lokomotivnoe-hozyaystvo.html

6. http://www.pomogala.ru/okzd/okzd_12.html

7. http://www.jd-enciklopedia.ru/5-lokomotivy-i-lokomotivnoe-xozyajstvo/5-15-lokomotivnoe-xozyajstvo/

8. http://lokomo.ru/zheleznodorozhnyy-put/lokomotivnoe-hozyaystvo.html

9. http://vl-80 t.ucoz.ru/publ/obshhie_svedenija_o_lokomotivakh_i_tjage/

obshhie_svedenija_o_lokomotivakh_i_tjage_poezdov/lokomotivnoe_khozjajstvo/12-1-0-247

13. Т.Б. Фаррахова «Система автоматического управления тормозами САУТ»: Учебное пособие, 2008. - 21 с.

14. Л.Н. Павлов, А.В. Орехов «Российские микропроцессорные системы на железнодорожном транспорте, «Наука и транспорт/2007».