Блокировка - Interlocking

Для использования этого термина в музыке см. Hocket. Для использования в электронике и вычислительной технике см. Блокировка (инженерная).
Башня и гусеницы на Девальском перекрестке, Дес-Плейнс, Иллинойс, в 1993 г.

В железнодорожная сигнализация, блокировка представляет собой устройство сигнального устройства, которое предотвращает конфликтующие движения за счет расположения дорожек, таких как перекрестки или переходы. Сигнальные устройства и треки иногда вместе именуются блокирующий завод. Блокировка спроектирована таким образом, что невозможно отобразить сигнал для продолжения, если используемый маршрут не является безопасным.

В Северной Америке официальное определение блокировки на железных дорогах:Расположение сигналов и сигнальных устройств, так взаимосвязанных, что их движения должны следовать друг за другом в правильной последовательности.".[1]

Конфигурация и использование

Модель бортовой и рычажной машины

Минимальная блокировка состоит из сигналы, но обычно включает в себя дополнительные устройства, такие как точки и замки Facing Point (США: переключатели) и сходить с рельсов, и могут включать переходы на уровне земли и разводные мосты. Некоторые из основных принципов блокировки включают:

  • Запрещается использовать сигналы, чтобы разрешить конфликтующие движения поездов в одно и то же время по заданному маршруту.
  • Переключатели и другие устройства на маршруте должны быть надлежащим образом «установлены» (в нужном положении), прежде чем сигнал может позволить движениям поездов войти в этот маршрут.
  • Как только маршрут набор и поезд получает сигнал двигаться по этому маршруту, все переключатели и другие передвижные устройства на маршруте заблокированы, пока либо
    • поезд выходит за пределы затронутого участка маршрута, или
    • сигнал о продолжении движения отменяется, и прошло достаточно времени, чтобы поезд, приближающийся к этому маршруту, имел возможность остановиться перед прохождением сигнала.

История

Железнодорожная блокировка Британский происхождение, где были получены многочисленные патенты. В июне 1856 г. Джон Саксби получил первый патент на блокирующие переключатели и сигналы.[2][3] В 1868 году Саксби (из Saxby & Farmer)[4] получил патент на то, что сегодня известно в Северной Америке как «предварительное запирание защелками».[5][6] Предварительное запирание защелки стало настолько успешным, что к 1873 году на замке было задействовано 13000 механических запорных рычагов. Лондон и Северо-Западная железная дорога один.[6][7]

Первый эксперимент с механической блокировкой в ​​Соединенных Штатах был проведен в 1875 году Дж. М. Туси и Уильямом Бьюкененом в Спуйтен Дуйвиль Соединение в Нью-Йорк на Центральный Нью-Йорк и железная дорога реки Гудзон (Нью-Йорк и HRR).[6][7][8] В то время Туси был генеральным суперинтендантом, а Бьюкенен - ​​суперинтендантом машинного оборудования Нью-Йорка и отдела кадров. Туси и Бьюкенен сформировали компанию Toucey and Buchanan Interlocking Switch and Signal Company в Гаррисберг, Пенсильвания в 1878 году. Первые важные установки их механизма были на переключателях и сигналах Компания Manhattan Elevated Railroad Company и New York Elevated Railroad Company в 1877-78 гг.[6] По сравнению с конструкцией Саксби, блокирующий механизм Туси и Бьюкенанса был более громоздким и менее сложным, поэтому не получил широкого распространения.[8] Union Switch и сигнал купил их компанию в 1882 году.[8]

По мере развития технологий, которые служили для увеличения мышечной силы людей, железнодорожная сигнальная промышленность стремилась включить эти новые технологии в блокировки, чтобы увеличить скорость прокладки маршрута, количество устройств, управляемых из одной точки, и увеличить расстояние, которое те же самые бытовыми приборами можно было управлять с точки управления. Задача, стоящая перед индустрией сигналов, заключалась в достижении того же уровня безопасности и надежности, который присущ чисто механическим системам. Экспериментальный гидропневматический[9] блокировка была установлена ​​на Баунд-Брук, Нью-Джерси стык Филадельфия и Ридинг Железная дорога и Lehigh Valley Railroad в 1884 г.[6][7] К 1891 году на шести железных дорогах насчитывалось 18 гидропневматических заводов, в которых было задействовано 482 рычага.[6] Установки работали, но в конструкции были серьезные недоработки, и экономия труда была незначительной.

Изобретатели гидропневматической системы перешли к электропневматической системе в 1891 году, и эта система, лучше всего известная как Union Switch & Signal Company, была впервые установлена ​​на Чикаго и северная тихоокеанская железная дорога на подъемном мосту через Река Чикаго.[7] К 1900 году 54 электропневматических блокировочных устройства, управляющих в общей сложности 1864 блокировочными рычагами, использовались на 13 североамериканских железных дорогах. Этот тип системы останется одной из двух жизнеспособных конкурирующих систем в будущем, хотя у нее был недостаток, заключающийся в необходимости дополнительного одноразового оборудования и требовании большого обслуживания.[7]

Блокировки с использованием электродвигателей для перемещения переключателей и сигналов стали жизнеспособными в 1894 году, когда Сименс в Австрии установили первую такую ​​блокировку на Пршеров (сейчас в Чехии).[10] Еще одна блокировка этого типа была установлена ​​в Уэст-Энд возле Берлин в 1896 г.[11] В Северной Америке первая установка устройства блокировки с использованием электрических переключателей была на О-Клэр, Висконсин на Железная дорога Чикаго, Сент-Пол, Миннеаполис и Омаха в 1901 г. Компания General Railway Signal (GRS, теперь единица Alstom со штаб-квартирой в Левалуа-Перре, недалеко от Парижа).[7] К 1913 году система этого типа была установлена ​​на 83 железных дорогах в 35 штатах США и провинциях Канады, на 440 блокировочных станциях с использованием 21 370 рычагов.[6]

Типы блокировки

Блокировки можно разделить на механические, электрические (электромеханические или реле -based), или электронная / компьютерная.

Механическая блокировка

Вид на запирающуюся кровать внутри Deval Tower, Дес-Плейнс, Иллинойс
Смотрите также: Рама рычага

В установках с механической блокировкой запирающаяся кровать состоит из стальных стержней, образующих решетку. В рычаги которые работают переключатели, сходить с рельсов, сигналы или другие устройства подключены к стержням, идущим в одном направлении. Стержни сконструированы таким образом, что если функция, управляемая данным рычагом, конфликтует с функцией, управляемой другим рычагом, механическое вмешательство создается в поперечная блокировка между двумя стержнями, в свою очередь, предотвращая конфликтующее движение рычага.

В чисто механических установках рычаги управляют полевыми устройствами, такими как сигналы, напрямую через механические стержни или провода. Рычаги находятся на высоте плеч, поскольку они должны обеспечивать механическое преимущество для оператора. Поперечная блокировка рычагов была произведена таким образом, что дополнительное плечо не могло нарушить блокировку (предварительная блокировка защелки).

Первая механическая блокировка была установлена ​​в 1843 г. Перекресток каменщиков, Англия.[12]:7

Электромеханическая блокировка

Силовые блокировки также могут использовать механическую блокировку для обеспечения надлежащего переключения рычагов, но рычаги значительно меньше, поскольку сами по себе не управляют полевыми устройствами напрямую. Если рычаг может свободно перемещаться на основе запирающего слоя, контакты на рычаги приведения в действие переключатели и сигналы, которые электрически управляемые или электро-пневматически. Прежде чем рычаг управления может быть перемещен в положение, которое освободит другие рычаги, должен быть получен сигнал от элемента поля о том, что он фактически переместился в запрошенное положение. Показанная стопорная платформа предназначена для механической блокировки GRS.

Блокировка реле

Часть релейной блокировки с помощью миниатюрных вставных реле

Блокировки, выполняемые чисто электрическими способами (иногда называемые "полностью электрический") состоят из сложной схемы, состоящей из реле в аранжировке релейная логика которые определяют состояние или положение каждого сигнального устройства. Когда приборы работают, изменение их положения размыкает некоторые цепи, которые блокируют другие приборы, которые могут вступить в конфликт с новым положением. Точно так же другие цепи замыкаются, когда устройства, которыми они управляют, становятся безопасными в эксплуатации. Оборудование, используемое для железнодорожной сигнализации, как правило, дорогое из-за его специализированного характера и безотказный дизайн.

Блокировками, управляемыми исключительно электрическими схемами, можно управлять локально или дистанционно, при этом большие механические рычаги предыдущих систем заменены кнопками, переключателями или тумблерами на панели или видеоинтерфейсе. Такая блокировка также может быть разработана для работы без участия человека-оператора. Эти договоренности называются автоматические блокировки, и приближающийся поезд устанавливает свой собственный маршрут автоматически, если не происходит конфликтующих движений.

Компания GRS изготовила первую релейную систему блокировки в 1929 году. Она была установлена ​​в г. Линкольн, Небраска на Чикаго, Берлингтон и Железная дорога Куинси.[12]:18

Панель управления блокировкой реле US&S

Блокировка входа-выхода (NX) была оригинальной торговой маркой первого поколения релейных централизованное управление движением (CTC) система блокировки, представленная в 1936 году компанией GRS[13] (представлен в Европе Метрополитен-Виккерс ). Появление всех технологий электрических блокировок позволило использовать более автоматизированные процедуры настройки маршрута, вместо того, чтобы вручную выстраивать линию оператора на каждой части маршрута. Система NX позволяла оператору, глядя на схему сложной развязки, просто нажать кнопку на известном въездном пути и другую кнопку на желаемом выезде. Логическая схема обрабатывала все необходимые действия по команде блокировки нижележащего реле для установки сигналов и переключения переключателей в правильной последовательности, необходимой для обеспечения действительного маршрута через блокировочную установку. Первая установка NX была в 1937 г. Brunswick на Cheshire Lines, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ. Первая установка в США была на Центральная железная дорога Нью-Йорка (NYCRR) на Джирар-Джанкшен, штат Огайо, в 1937 году.[12]:18 Другая установка NYCRR находилась на главной линии между Ютика, Нью-Йорк и Рочестер, Нью-Йорк, и вскоре последовали три установки на Метро Нью-Йорка с IND Fulton Street Line в 1948 г.[14][15]

Другие системы стиля NX были реализованы другими поставщиками сигналов для железных дорог. Например, Union Route (UR) была торговая марка их системы входа-выхода, поставляемой Union Switch & Signal Co. (US&S), представленный в 1951 году.[16] Системы типа NX и их дорогостоящая полупроводниковая логика управления, как правило, устанавливались только в более загруженных или более сложных терминальных зонах, где это могло увеличить пропускную способность и сократить потребности в персонале. В результате, популярного в Европе, сигнализация для всей территории была сконцентрирована в одном большом коробка сигнала питания с панелью управления в зоне оператора и эквивалентом обмен телефонами на этажах ниже, которые объединяли в одном месте жизненно важную логику блокировки на основе реле и логику управления, не являющуюся жизненно важной. Такие передовые схемы также будут включать описатель поездов и технологии отслеживания поездов. Вдали от сложных терминальных устройств рычажные системы управления оставались популярными до 1980-х годов, когда твердотельные системы блокировки и управления начали заменять старые релейные установки всех типов.

Электронная блокировка

Компьютерное управление для современной электронной блокировки

Современные блокировки (установленные с конца 1980-х годов), как правило, твердое состояние, где проводные сети реле заменены программной логикой, работающей на специализированном оборудовании управления. Тот факт, что логика реализуется программным обеспечением, а не жесткой схемой, значительно облегчает возможность внесения изменений, когда это необходимо, путем перепрограммирования, а не перепрограммирования. Во многих реализациях это жизненно важный логика хранится как прошивка или в ПЗУ которые не могут быть легко изменены для защиты от небезопасных модификаций и соответствия нормативным требованиям к испытаниям на безопасность.

В это время также произошли изменения в системах управления блокировками. Если раньше такие технологии, как NX и Автоматическая настройка маршрута требуемые стойки и стойки реле и других устройств, твердотельные программные системы могут выполнять такие функции с меньшими затратами и меньшими физическими затратами. Первоначально управляемые процессором панели Unit Lever и NX можно было настроить для управления полевым оборудованием электронного или релейного типа; однако по мере совершенствования технологии отображения эти жестко подключенные физические устройства могут быть обновлены с помощью блоки визуального отображения, что позволило представить сигнальщику изменения в полевом оборудовании без каких-либо модификаций оборудования.

Твердотельная блокировка (SSI) - торговая марка в сфере торговли работами первого поколения. микропроцессор -блокировка, разработанная в 1980-х годах Британская железная дорога, GEC-General Signal и Westinghouse Signals Ltd в Соединенном Королевстве. Блокировки на основе процессора второго поколения известны под термином «компьютерная блокировка» (CBI),[17] из которых ВПИ (торговая марка Общий железнодорожный сигнал, теперь Alstom), MicroLok (торговая марка Union Switch и сигнал, сейчас Ансальдо СТС), Westlock и Westrace (товарные знаки Invensys Rail, теперь Siemens) и [Smartlock[18]] (торговая марка Alstom ), и Блокировка EBI (торговая марка Бомбардье ) являются примерами.

Определенные формы блокировки

Электрический замок
«Комбинация одного или нескольких электрических замков или управляющих цепей, с помощью которых рычаги в блокирующей машине или переключатели или другие устройства, работающие в связи с сигнализацией и блокировкой, защищены от срабатывания при определенных условиях».[19]
Блокировка секции
«Электрическая блокировка, эффективная, когда поезд занимает определенный участок маршрута, и приспособленная для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится на этом участке».[19]
Блокировка маршрута
«Электрическая блокировка срабатывает, когда поезд проходит сигнал, и приспособлена для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу поезд, пока он находится в пределах введенного маршрута».[19]
Секционная блокировка маршрута
«Блокировка маршрута устроена таким образом, что поезд, очищая каждый участок маршрута, освобождает блокировку, влияющую на этот участок».[19]
Блокировка подхода
«Электрическая блокировка, эффективная, когда поезд приближается, сигнал, который был установлен для движения и адаптирован для предотвращения манипуляций с рычагами или устройствами, которые могут поставить под угрозу этот поезд».[19]
Блокировка ручки
«Электрическая блокировка, действующая после установки сигнала для движения поезда, выпущенная проезжающим поездом и адаптированная для предотвращения манипуляций с рычагами, которые могут поставить под угрозу приближающийся поезд».[19]
Блокировка индикации
"Электрическая блокировка, приспособленная для предотвращения любого манипулирования рычагами, которое может привести к небезопасному состоянию в случае, если сигнал, переключатель или другое управляемое устройство не может совершить движение, соответствующее движению рычага управления; или приспособленная непосредственно для предотвращения срабатывания одного устройство на случай, если другое устройство, которое будет задействовано первым, не сможет совершить требуемое движение ".[19]
Проверьте блокировку или блокировку трафика
«Электрическая блокировка, которая обеспечивает взаимодействие между операторами на двух соседних станциях таким образом, что предотвращает одновременное прохождение противоположных сигналов, управляющих одним и тем же путем. Кроме того, после того, как сигнал был очищен и принят поездом, проверка блокировки предотвращает удаление встречного сигнала на соседнем блокировочном заводе до тех пор, пока поезд не пройдет через это предприятие ".[19]

Полные и неполные блокировки (терминология США)

Блокировки позволяют поездам переходить с одного пути на другой, используя оказаться и ряд переключателей. В железнодорожной терминологии следующие типы блокировок определяются как полный или же неполный в зависимости от доступных движений. Хотя расписания обычно не идентифицируют взаимосвязь как ту или иную, а в сборниках правил не определяются термины, приведенные ниже условия обычно согласовываются командами системы и официальными лицами.

Полные блокировки
позволять непрерывное движение от любого пути на одной стороне блокировки до любого пути на противоположной стороне без использования обратного движения в пределах блокировки. Это верно даже в том случае, если на противоположных сторонах есть разное количество дорожек или если взаимная блокировка имеет несколько сторон.
Неполные блокировки
не допускайте таких движений, как описано выше. Движения при неполной блокировке могут быть ограничены и даже могут потребовать обратных движений для достижения желаемого маршрута.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Жоссеран, Питер; Форман, Гарри Уиллард (1957). Права поездов (5-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Simmons-Boardman Publishing Corporation. п. 5. OCLC  221677266. Определения.
  2. ^ «Смерть Джона Саксби». Вестник эпохи железных дорог. Издательская корпорация "Симмонс-Бордман". 54 (20): 1102. 26 мая 1913 г. OCLC  15110423.
  3. ^ Соломон, Брайан (2003). Железнодорожная сигнализация. Сент-Пол, Миннесота: Издательская компания MBI. С. 23–24. ISBN  978-0-7603-1360-2. OCLC  52464704.
  4. ^ Первый производитель сигнального оборудования, предшественник Westinghouse Brake and Signal Company Ltd, а сегодня Железнодорожные системы Westinghouse, Ltd. (штаб-квартира в г. Чиппенхэм, Уилтшир )
  5. ^ Патент США 80878, Джон Саксби и Джон Стинсон Фармер, «Улучшенный переключатель и сигнал», выпущенный 11 августа 1868 г. 
  6. ^ а б c d е ж грамм «Вехи в истории сигнализации». Вестник эпохи железных дорог. Издательская корпорация "Симмонс-Бордман". 61 (4): 161. 28 июля 1916 г.
  7. ^ а б c d е ж Генеральная железнодорожная сигнальная рота (1913). Сперри, Генри М. (ред.). Справочник по электрической блокировке. Рочестер, Нью-Йорк: General Railway Signal Company. стр.5 –12. OCLC  3527846.
  8. ^ а б c Калверт, Дж. Б. "Туси и Бьюкенен переплетение". Железные дороги: история, сигнализация, инженерия. В архиве из оригинала 23 апреля 2012 г.. Получено 28 декабря 2011.
  9. ^ Система, в которой сжатая вода и воздух используются для передачи воздействия от одного конца длинной трубы к другому концу. Он может быть эффективным, но он по-прежнему квалифицируется как механическая система, поскольку давление предварительно нагружено и требует действий человека того же рода, что и для чисто механической системы.
  10. ^ Lexikon der gesamten Technik, запись "Stellwerke"
  11. ^ "Berliner Stellwerke". В архиве из оригинала 28 ноября 2012 г.. Получено 24 ноября 2012.
  12. ^ а б c Alstom Signaling Incorporated (2004 г.). Столетие: история Alstom Signaling Inc (PDF). Западная Генриетта, Нью-Йорк: Alstom. Архивировано из оригинал (PDF) 2 октября 2011 г.. Получено 27 декабря 2011.
  13. ^ Генеральная железнодорожная сигнальная компания (1936). Система электрической блокировки NX (PDF). Рочестер, Нью-Йорк. OCLC  184909207. В архиве (PDF) из оригинала 28.11.2010.
  14. ^ «Сигнализация и блокировка на новой линии метро Нью-Йорка». Железнодорожная сигнализация и связь. Simmons-Boardman Publishing Corporation: 578–583, сентябрь 1949 г.. Получено 27 декабря 2016.
  15. ^ «Кнопки для ускорения передвижения в метро: система сигналов стоимостью 2 000 000 долларов США скоро начнет действовать в Бруклинском отделении IND» (PDF). Нью-Йорк Таймс. 12 ноября 1948 г.. Получено 27 декабря 2016.[мертвая ссылка ]
  16. ^ Патент США 2567887, Рональд А. Макканн, "Устройство управления блокировкой маршрутов входа-выхода", выпущено 11 сентября 1951 года, передано The Union Switch and Signal Company 
  17. ^ Вулфорд, Пол (апрель 2004 г.). Глоссарий сигнальных терминов (PDF) (Отчет). Руководство железнодорожной группы GK / GN0802. Лондон: Совет по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте. Архивировано из оригинал (PDF) 8 мая 2016 г.. Получено 20 апреля 2016.
  18. ^ «Блокировка Smartlock». www.alstom.com. В архиве из оригинала 8 октября 2017 г.. Получено 4 мая 2018.
  19. ^ а б c d е ж грамм час Определено Ассоциацией железнодорожных сигналов, которая сегодня является Комитетом железнодорожных сигналов Ассоциация американских железных дорог.

внешняя ссылка