Infrastruktura transportu kolejowego

Transkrypt

1 Infrastruktura transportu kolejowego Wykład 4 Rozjazdy kolejowe. Urządzenia sterowania ruchem kolejowym. Infrastruktura zewnętrznych i wewnętrznych urządzeń srk.

2 Rozjazdy torowe

3 Rozjazd jest konstrukcją wykonaną z szyn, która umożliwia przejazd pociągu z jednego toru na drugi bez konieczności przerwania jazdy. Typy rozjazdów: Rozjazdy torowe zwyczajne lewe lub prawe łukowe jednostronne (lewe lub prawe), dwustronne w tym symetryczne podwójne jednostronne (lewe lub prawe) i dwustronne w tym symetryczne krzyżowe pojedyncze i podwójne

4 Rozjazd zwyczajny Rozjazdy torowe Rozgałęzienie dwóch torów, z których jeden, nazywany torem zasadniczym, jest zawsze prosty, drugi zaś, nazywany torem zwrotnym lub odgałęźnym, ma kształt łuku kołowego lub innej krzywej. Zależnie od kierunku tej krzywej (patrząc od początku rozjazdu, czyli od styku przediglicowego) rozjazdy są lewostronne (lewe) lub prawostronne (prawe).

5 Elementy rozjazdu zwyczajnego 1. Zwrotnica służy do kierowania zestawów kołowych z jednego toru na drugi. Złożona jest z dwóch iglic (szyny o specjalnym profilu, przesuwające się poprzecznie po siodełkach) oraz dwóch opornic (szyny nieruchome o profilu takim jak szyny toru) 2. Szyny łączące Rozjazdy torowe 3. Krzyżownica umożliwia przejazd zestawu kołowego przez miejsce krzyżowania się szyn. Składa się z dwóch kierownic, dziobu krzyżownicy i szyn skrzydłowych.

6 Rozjazd krzyżowy Rozjazdy torowe Występuje w miejscu skrzyżowania dwóch torów. Rozjazd krzyżowy pojedynczy umożliwia jazdę w trzech kierunkach, podwójny w czterech kierunkach. Ruchomy dziób krzyżownicy W rozjazdach dostosowanych do dużych prędkości dziób krzyżownicy jest ruchomy, przestawiany za pomocą urządzenia nastawczego. rozjazd krzyżowy pojedynczy rozjazd krzyżowy podwójny

7 Urządzenia srk Napęd zwrotnicowy Przekaźnikownia

8 Wstęp Specyfika transportu kolejowego masowy przewóz ładunków i osób (pasażerów), duże masy pociągów i długie drogi ich hamowania, duże szkody w przypadku potencjalnych wypadków tabor musi być odpowiednio zabezpieczony przed kolizją z innymi składami pociągów, czy też np. nieprawidłowym ułożeniem zwrotnic, wyświetleniem nieprawidłowych sygnałów, itp. konieczne jest stosowanie specjalnych urządzeń działających według ścisłych rygorów, które wykluczą ewentualne pomyłki spowodowane zawodnym czynnikiem ludzkim

9 Pojęcia podstawowe Urządzenia sterowania ruchem kolejowym (w skrócie urządzenia srk) środki techniczne, które umożliwiają sprawne i bezpieczne poruszanie się pojazdów szynowych po układach torowych, w sposób zorganizowany Sterowanie ruchem kolejowym dział techniki kolejowej zajmujący się zagadnieniami bezpieczeństwa i sprawności ruchu kolejowego Uwaga: nazwa urządzenia srk obejmuje zarówno zespoły urządzeń jak i podzespoły (elementy) wykonujące odrębne funkcje.

10 Klasyfikacja urządzeń srk Podział ze względu na wykonywane funkcje urządzenia nastawcze (nastawianie np. zwrotnic w rozjazdach i sygnałów na sygnalizatorach) urządzenia sygnalizacyjne (przekazywanie sygnałów) urządzenia zamykające (zamykanie zespołu urządzeń srk w określonym położeniu) urządzenia zależnościowe (realizacja zależności między elementami zespołu urządzeń srk) urządzenia kontrolne (kontrola stanu poszczególnych elementów zespołu urządzeń srk) urządzenia zasilające (doprowadzanie energii elektrycznej do poszczególnych elementów) urządzenia połączeniowe (łączenie poszczególnych elementów w całość za pomocą kabli, cięgien, połączeń mechanicznych)

11 Klasyfikacja urządzeń srk Podział ze względu na ich lokalizację urządzenia wewnętrzne (zlokalizowane w budynkach nastawni lub stacyjnych) nadzorują pracę urządzeń zewnętrznych, realizują wymagane uzależnienia oraz pozwalają na wprowadzenie automatyzacji niektórych procesów sterowania ruchem urządzenia zewnętrzne (zlokalizowane w terenie, na gruncie, np. zwrotnice czy sygnalizatory) oddziaływują bezpośrednio na ruch taboru, przesyłają informacje zwrotne potrzebne do kontroli ruchu

12 Klasyfikacja urządzeń srk Ze względu na miejsce ich stosowania pociągowe stacyjne manewrowe na górkach rozrządowych półsamoczynne blokady liniowe samoczynne liniowe urządzenia przekazywania informacji w relacji : tor pociąg urządzenia na przejazdach kolejowych

13 Charakterystyka działania Urządzenia stacyjne odpowiadają za bezpieczne i sprawne prowadzenie ruchu pociągów oraz pracy manewrowej w obrębie stacji (ustawianie przebiegów) mieszczą się w specjalnym budynku nazywanym nastawnią, na małych stacjach w budynku stacyjnym ich główną rolą jest umożliwienie sterowania zwrotnicami, sygnalizatorami i innymi urządzeniami oraz wzajemne ich uzależnienie Urządzenia liniowe funkcjonują pomiędzy posterunkami ruchu (opis dalej) Przebieg: zespół warunków koniecznych do wykonania określonego ruchu pojazdu szynowego po danym układzie torów

14 Klasyfikacja urządzeń srk Według sposobu nastawiania i realizacji zależności mechaniczne ręczne (kluczowe) scentralizowane (pędniowe) elektromechaniczne (suwakowe) przekaźnikowe elektryczne hybrydowe (mieszane) elektroniczne (komputerowe)

15 1. Urządzenia mechaniczne ręczne Charakterystyka działania Wszystkie czynności nastawcze wykonywane są przez ludzi (ręcznie) w miejscu lokalizacji urządzenia. Zwrotnice są nastawiane za pomocą ręcznych napędów zwrotnicowych. Do blokowania zwrotnic i sygnalizatorów w odpowiednim położeniu używane są klucze i zamki. Bardzo stare rozwiązanie stosowane jeszcze np. na bocznicach kolejowych lub jako urządzenia tymczasowe Ręczny napęd zwrotnicowy Zamek kluczowy

16 1. Urządzenia mechaniczne ręczne Realizacja zależności między elementami odbywa się za pomocą tablicy kluczowej (wiszącej) lub skrzyni (stojącej). W celu zabezpieczenia przed nieuprawnionym wjazdem pociągu w drogę przebiegu innego pociągu stosowane są tzw. wykolejnice. Czas nastawiania tzw. drogi przebiegu pociągu jest bardzo długi. Wielkość okręgu nastawczego jest mała, uzależniona od możliwości dojścia z nastawni do urządzeń w terenie. Wykolejnica Tablica kluczowa

17 2. Urządzenia mechaniczne scentralizowane (pędniowe) Charakterystyka działania Nastawianie zwrotnic rozjazdów i sygnałów na sygnalizatorach odbywa się z jednego miejsca (budynku nastawni) za pomocą dźwigni nastawczych. Obrót dźwigni powoduje przestawienie obsługiwanego urządzenia za pomocą pędni elastycznych i napędu. Dźwignie nastawcze Pędnie elastyczne

18 2. Urządzenia mechaniczne scentralizowane (pędniowe) Do zamknięcia zwrotnic stosowane są rygle mechaniczne nastawiane dźwigniami ryglowymi. Nastawianie sygnałów na sygnalizatorach kształtowych odbywa się za pomocą dźwigni, pędni i napędu sygnałowego. Napędy sygnałowe i sygnalizatory przytorowe (kształtowe) Napęd zwrotnicowy

19 2. Urządzenia mechaniczne scentralizowane (pędniowe) Do realizacji zależności pomiędzy elementami nastawczymi (np. zwrotnicami, wykolejnicami, blokami blokady stacyjnej i liniowej) i sygnalizatorami służy nastawnica mechaniczna. Czas nastawiania tzw. drogi przebiegu pociągu jest znacznie krótszy niż w przypadku urządzeń ręcznych. Wielkość okręgu nastawczego jest uzależniona od długości prawidłowo pracujących pędni. Nastawnica mechaniczna

20 3. Urządzenia elektromechaniczne Charakterystyka działania Podzespoły nastawcze są scentralizowane w nastawniach. Nastawianie zwrotnic, wykolejnic i sygnalizatorów odbywa się za pomocą napędów elektrycznych. Zależności między czynnościami nastawczymi są realizowane za pomocą elektrycznej nastawnicy suwakowej złożonej częściowo z układów mechanicznych (suwaki), a częściowo z układów elektrycznych (pokrętła). Nowe urządzenia tego typu nie są obecnie budowane. (suwakowe) Nastawnica suwakowa

21 4. Urządzenia przekaźnikowe Charakterystyka działania Wszystkie zależności i procesy nastawcze odbywają się w sposób elektryczny. Podstawowym elementem jest przekaźnik pośredniczący między obwodem sterującym i sterowanym. Zespoły przekaźników i innych układów elektrycznych są umieszczone w specjalnym pomieszczeniu nastawni, nazywanym przekaźnikownią. Przekaźnik

22 4. Urządzenia przekaźnikowe Napędy urządzeń zlokalizowanych w terenie są połączone z przekaźnikownią poprzez układy kabli. Zwrotnice i sygnalizatory mogą być nastawiane indywidualnie lub grupowo (nastawianie całego przebiegu). Podstawowymi elementami są: - zespoły przekaźników, - pulpit nastawczy, - plan świetlny, - elektryczne napędy urządzeń zewnętrznych (zwrotnic, wykolejnic), - sygnalizatory świetlne, - elektryczne obwody torowe, w tym układy kontroli zajętości torów i rozjazdów. Semafor świetlny

23 4. Urządzenia przekaźnikowe Scentralizowane urządzenia umożliwiają obsługiwanie z jednego miejsca dużych okręgów nastawczych. Charakteryzują się krótkim czasem nastawiania przebiegów. Stanowią obecnie najliczniejszą grupę urządzeń srk pracujących na dużych stacjach na polskich kolejach. Pulpit nastawczy Plan świetlny

24 5. Urządzenia hybrydowe Charakterystyka działania Stanowią nakładkę komputerową na system urządzeń przekaźnikowych (częściowa elektronizacja urządzeń). Głównymi elementami są: - komputerowe stanowisko operatorskie zastępujące pulpit nastawczy, - przekaźniki, - interfejs do współpracy stanowiska komputerowego z przekaźnikową częścią zależnościową, - światłowody, - urządzenia zewnętrzne (napędy zwrotnic, sygnalizatory, elektryczne obwody torowe).

25 5. Urządzenia hybrydowe Komputerowe stanowisko operatorskie zawiera: - monitory kolorowe (wizualizacja sytuacji ruchowej i stanu urządzeń), - digitizer (służący do wprowadzania poleceń), - sterownik (przetwarzający komunikaty między częścią przekaźnikową i częścią komputerową systemu). Schemat działania

26 6. Urządzenia komputerowe Charakterystyka działania Najnowocześniejszy rodzaj urządzeń srk. Pełne skomputeryzowanie stanowiska operatora oraz układów zależnościowych i wykonawczych. Komputeryzacja pozwala na automatyzację wielu funkcji i objęcia sterowaniem bardzo dużych obszarów. W strukturze sterowania wyróżnia się trzy poziomy: - operatorski (stanowisko operatora), - zależnościowy (komputery), - urządzeń nastawczych (elementy wykonawcze). Łatwość powiązania z innymi systemami, krótki czas nastawiania przebiegów. Nastawnia komputerowa

27 6. Urządzenia komputerowe Główne elementy: - stanowisko operatora wyposażone w komputer, - dwa komputery zależnościowe (jeden zasadniczy, drugi rezerwowy), - moduły transmisji danych do i z obiektów sterowanych (wiązki przewodowe), - koncentratory transmisji, rozmieszczone przy torach, - sterowniki obiektowe, przetwarzające polecenia wysyłane z komputera na sygnały elektryczne wysyłane do urządzeń przytorowych. Schemat działania

28 7. Blokady liniowe Urządzenia liniowe funkcjonują pomiędzy posterunkami ruchu Blokady liniowe zespoły urządzeń uzależniających czynności nastawcze bezpośrednio między dwoma posterunkami zapowiadawczymi z uwzględnieniem posterunków blokowych na szlaku zapobiegają wjazdowi pociągu na zajęty szlak są obsługiwane przez posterunki ruchu na końcach danego szlaku są powiązane z urządzeniami stacyjnymi

29 7. Blokady liniowe Charakterystyka działania blokad liniowych blokada jednokierunkowa stosowana najczęściej na szlakach linii dwutorowej, umożliwia jazdę tylko w jednym kierunku, jej funkcja ogranicza się do osłaniania pociągu przed najechaniem z tyłu, dopóki jest zablokowana niemożliwe jest wyprawienie następnego składu blokada dwukierunkowa stosowana najczęściej na szlakach jednotorowych o ruchu dwukierunkowym, gdzie zachodzi niebezpieczeństwo czołowego zderzenia pociągów, podstawowym zadaniem jest określenie kierunku, w którym może zostać wyprawiony pociąg i wykluczenie wyjazdów z posterunku po przeciwnej stronie

30 7. Blokady liniowe Blokada półsamoczynna Część czynności związanych z prowadzeniem ruchu jest wykonywana przez pracowników, a część przez poruszający się pojazd. Czynności pracowników - nastawianie sygnałów na sygnalizatorach, - obsługa bloków, - stwierdzenie wjazdu całego pociągu na posterunek przez obserwację sygnałów końca pociągu. Pojazd samoczynnie zmienia stan niektórych urządzeń, co umożliwia pracownikom wykonanie czynności związanych z wjazdem, wyjazdem lub przejazdem pociągu.

31 Blokada samoczynna 7. Blokady liniowe Zespół urządzeń działających automatycznie, zawierający trzy układy: - układ kontroli zajętości (znajdowania się pociągu na danym odstępie), - układ sygnalizacyjny (układ świateł semafora), - układ zależnościowy. Szlak wyposażony w blokadę samoczynną jest podzielony na odstępy, na początku każdego odstępu jest umieszczony semafor odstępowy. Obowiązuje zasada samoczynności nastawiania sygnałów na semaforach.

32 8. Sygnalizatory przytorowe Zewnętrzne urządzenia srk pozwalające na przekaz zmiennych informacji obsłudze pociągu Sygnalizatory mechaniczne (kształtowe) składają się z ruchomych elementów poruszanych pędnią (rzadziej napędem elektrycznym). Sygnalizatory świetlne wyświetlają sygnały w postaci kombinacji świateł w różnych kształtach i kolorach. Sygnalizator kształtowy Sygnalizator świetlny

33 8. Sygnalizatory przytorowe Tarcze ostrzegawcze (kształtowe lub świetlne) ustawiane przed semaforami w odległości drogi hamowania, aby umożliwić obsłudze pociągu dostosowanie prędkości do wskazań semafora, tak by w wypadku nakazu zatrzymania bądź ograniczenia prędkości, można było to uczynić przed minięciem semafora Tarcza kształtowa Tarcze ostrzegawcze przed przejazdami Tarcze świetlne informują obsługę pociągu o stanie urządzeń przejazdowych

34 9. Czujniki torowe Urządzenia wykorzystywane do kontroli przejazdu pociągu, kontroli zajętości torów/zwrotnic, kontroli prędkości, w samoczynnej sygnalizacji na skrzyżowaniach linii kolejowych z drogami, itp. Czujniki magnetoindukcyjne elementem wykrywającym przejazd osi pociągu jest magnes z nawiniętym uzwojeniem cewki. Liczniki osi czujniki zainstalowane na końcach danego odcinka są połączone z układem, który zlicza liczbę osi wjeżdżających i wyjeżdżających z odcinka. Wyzerowanie liczby osi oznacza, że odcinek jest wolny od taboru. Czujnik RSR180 Frauschera

35 10. Urządzenia przekazywania informacji w relacji : tor pociąg Urządzenia sygnalizacji kabinowej stosowane w celu zwiększenia bezpieczeństwa ruchu pociągów. Podstawowe funkcje kontrolowanie czujności obsługi trakcyjnej (maszynisty), ułatwienie pracy obsłudze pociągu poprzez przenoszenie (powtarzanie) wskazań sygnalizatorów do urządzeń sygnalizacji kabinowej, kontrola prędkości (nieprzekraczania prędkości dozwolonej), automatyczne uruchamianie i zatrzymywanie pojazdu.