Развитие АЛСН
 

Развитие АЛСН

Устройства АЛСН имеют большое количество недостатков, поэтому попытки избавиться от них, а также оптимизировать работу предпринимались постоянно.

Одним из недостатков устройств АЛСН является способ проверки бдительности машиниста. Свисток ЭПК, на который машинист должен был реагировать, оказался весьма раздражающим и отвлекающим, особенно в сложной поездной обстановке и в некоторых случаях мешал работе. К другому недостатку можно отнести выработку у машиниста условного рефлекса на свисток ЭПК. При условии, что рукоятка бдительности установлена стационарно и на всех локомотивах находится, примерно, на одном и том же месте, машинисты находясь в дремотном состоянии (близком ко сну) нажимают ее (почти как в опытах Павлова над собачками).

Для устранения указанных недостатков, а также для расширения функций устройств АЛСН были разработаны и внедрены дополнительные устройства безопасности.

Дополнительные устройства безопасности изготавливались отдельными блоками с внешним подключением, таким образом, чтобы их можно было включить в схему внешних соединений между отдельными элементами устройств АЛСН.

К наиболее распространенным Дополнительным устройствам безопасности можно отнести:

Л77 (159)
Блок предварительной световой сигнализации



При эксплуатации устройств АЛСН выявилось, что свисток ЭПК является очень сильным раздражающим фактором. Если учесть, что при следовании поезда проверки бдительности могут подаваться периодически, с достаточно маленькими интервалами, то после 12 часовой работы в сложной поездной обстановке у машинистов какие-то чертики начинали свистеть в голове.




Чтобы уменьшить пагубное влияние свистка был разработан блок Л77, который перед свистком ЭПК зажигал специальную лампочку (предварительная световая сигнализация - ПСС). Нормально бодрствующий машинист замечает ее и подтверждает свою бдительность. Кроме того, введение ПСС уменьшает рефлекторное привязывание к звуковому сигналу, что позволяет разбудить дремлющего человека свистком.

Учитывая выше сказанное было решено, что коль человек не реагирует на ПСС, значит он дремлет или отвлекся от управления. Поэтому вместе с ПСС установили еще одну кнопку бдительности (РБверх), для нажатия на которую необходимо встать и видимо тем самым развеяться и проснуться.

Алгоритм работы устройств АЛСН при периодической проверке стал следующим: сначала загорается лампа ПСС и машинист должен нажать любую кнопку бдительности. Если машинист пропускает ПСС и начинает свистеть ЭПК, то машинист может подтвердить бдительность только кнопкой РБверх, т.е. встать.

Блоки Л77 и Л159 (на жаргоне - мины) отличаются временем в течении которого горит лампа ПСС, которое составляет не более 8 секунд. Внутри блока собрана электромеханическая схема задержки сигнала.

Установка блоков ПСС позволило уменьшить психологическую нагрузку на машиниста, но в тоже время увеличивает тормозной путь поезда на время горения ПСС. При скорости 100 км/ч лишний пробег может составить до 250 метров. Если учесть, что длина блок участка при 4-х значной блокировке примерно 900-1200 метров, то это уже существенно.

Блок Л77 (159) может дополняться блоком Л143, кроме того возможна совместная установка с блоком Л168.


Л143

Достаточно простенький блок, который обеспечивает мигание лампы ПСС. После установки блока в ждущем режиме лампа ПСС горит в четверть накала, при производстве проверки бдительности начинает мигать во весь накал с частотой примерно 1-2 раза в секунду.

Как известно, мигание являет привлекающим фактором.


Блок Л143 одна из первых попыток внедрение электроники в устройства безопасности, достаточно успешная.

Устанавливается совместно с блоком Л77 (159).

Л168

Блок контроля самопроизвольного трогания (скатывания) локомотива

Локомотивные устройства безопасности выполняют свои функции при движении локомотива, во время стоянки функции проверки бдительности отключаются. Для поезда существует еще одна опасность, которая может возникнуть именно при стоянке - это самопроизвольное трогание.

Тормоза локомотива, как известно воздушные, а воздух дырочку всегда найдет и тормоза постепенно отпускают. Очень многие станции построены не на ровной площадке, а имеют небольшой уклон по которому поезд, не имеющий тормозов, может покатиться. Если неуправляемый поезд вылезет на главные пути станции, то возникнет серьезная аварийная ситуация или даже крушение с человеческими жертвами.

Данный блок контролирует трогание поезда. Если трогание осуществляет машинист контроллером машиниста, то это считается санкционированное трогание и блок молчит. Если котроллер машиниста стоит в нуле, то при трогании поезда свистит свисток ЭПК и загорается специальная лампочка на пульте управления. Если машинист контролирует ситуацию и присутствует в кабине, то он может выполнить одно из действий, чтобы подтвердить свое присутствие и бдительность:

- нажать кнопку бдительности (РБ);

- нажать специальную кнопку "Подтверждение движения";

- поставить рукоятку контроллера машиниста (КМ) в тяговую позицию.

В случае если машинист не подтверждает бдительность, то срабатывает ЭПК и производится остановка поезда экстренным темпом.

Блок Л168 первый , который увеличил количество полезных функций, выполняемых устройствами безопасности. Правда применение блока позволяет остановить поезд в случае если тормоза поезда отпущены и заряжены до нормального зарядного давления, если поезд покатился в результате истощения тормозов (т.е. тормоза поезда сработали, но воздух вышел через ту самую дырочку), то остановить поезд возможности не будет, но такие ситуации встречаются крайне редко. Как правило при стоянке на станции тормоза поезда заправлены, а поезд удерживается только тормозами одного локомотива. Таким образом блок защищает от пресловутого человеческого фактора:

- забыл затормозит локомотив на стояке;

- отлучился из кабины, а тормоза не удержали и т.п.

Другим недостатком является достаточно высокая скорость (5-7 км/ч) которую должен развить поезд, чтобы блок сработал, за это время поезд может уехать на сотни метров. Поезд, конечно остановиться, но на своем пути сломает несколько стрелок и не исключена возможность выезда на главные пути станции и столкновения с другим поездом.

Может по этой причине, а может из-за формы именуется не иначе как - МИНА. Здесь не оговорка - оба блока Л77 и Л168 именуются минами. Блок Л168 может устанавливаться вместе с блоками Л77 (159) и Л143.

Л116 (116У)

Устройство упрощает взаимодействие машиниста с устройствами АЛСН. Устанавливается на маневровых локомотивах.

При производстве маневров машинисту приходится очень часто кратковременно отвлекаться от управления локомотивом чтобы поменять направление движения, отследить перемещения вагонников и вагонов, вести переговоры по рации и т.п. Если учесть, что боковые пути многих станций не кодируются и на устройствах АЛСН будет гореть белый сигнал, то машинист маневрового локомотива обречен постоянно проверяться на бдительность с интервалом 60-90 секунд, что крайне утомительно. При выполнении маневровой работы машинист выполняет большое количество непродолжительных действий (достаточно интенсивная работа), требующих большой внимательности, при выполнении такой работы заснуть крайне проблематично. В таких условиях устройства АЛСН только мешают выполнению работы, поэтому был разработан блок который переносит периодические проверки бдительности, т.е. отсчет интервала проверки бдительности начинается снова при выполнении машинистом действий:

- управления локомотивом контроллером машиниста;

- управление тормозами;

- управление песочницами;

- управления прожектором и т.п.

Устройство Л116У кроме вышеперечисленного позволяет отключить проверку бдительности при стоянке заторможенного локомотива.

Достаточно интересные устройства, которые могли бы найти применение и на магистральных локомотивах, но почему-то дальнейшего развития не получили. Даже идея не нашла дальнейшего распространения, а жалко.

При следовании маневрового локомотива с поездом на перегон машинист обязан выключить устройство.

УКБМ

Устройство, которое при его внедрении, вызывало бурю негативных эмоций не только у локомотивных бригад, но и у ремонтного персонала.

История появления устройства напоминает голивудский фильм в чисто советском стиле, каламбур в жизни. Жил был машинист Лобовкин, мастер на все руки. И вот его пытливый ум придумал, а очумелые ручки собрали приборчик, который изменял и дополнял алгоритмы работы АЛСН. Лобовкин собирал приборчик отталкиваясь от своего организма, его физиологических особенностей, ощущений и т.п., поэтому то, что туда заложено не все поняли (кстати до сих пор). Итак собрав его дома он поставил его на свой приписной локомотив и стал с ним ездить. Заметьте в обход инструкций, которые запрещают модернизировать локомотив доморощенным оборудованием. Самое интересное было потом. При очередной ревизорской проверке такой факт естественно выявили и началась шумиха, но в преддверии очередного съезда партии, каким-то образом всем причастным ответчикам удалось доказать, что этот приборчик самая нужная вещь для безопасного следования поезда. Бред, на факт остается фактом. Проектному бюро было поручено разработать устройство, реализующее алгоритмы работы приборчика Лобовкина. При проектировании, слава конструкторам, было реализовано не все и не совсем так как у Лобовкина. Кое что выкинули и изменили. В результате всех мучений появился УКБМ (устройство контроля бдительности машиниста).

Такая история создания УКБМ или не совсем такая, теперь сказать сложно.

При установке УКБМ все другие дополнительные устройства безопасности (Л77, Л143, Л168) снимались, потому что УКБМ повторяло эти функции. Кроме того на пульт машиниста устанавливались лампы ПСС и "Пропуск", кнопки РБ, РБверх, Сброс/установка КЖ. Естественно, что установка дополнительных кнопок и лампочек начинает раздражать.

В алгоритмах работы добавилась следующие основные функции:

- периодическая проверка бдительности при следовании под ЗЕЛЕНЫЙ (90-120 секунд) - представляете едете по зеленый, впереди никого и ничего, а эта зараза свистит

- периоды между проверками в остальных ситуациях остались, но уменьшились в 1,5 - 2 раза

- при пропуске ПСС (отсечение по свистку ЭПК) загорается лампочка ПРОПУСК и горит пока не сменится сигнал локомотивного светофора

- при горящей лампочке ПРОПУСК под КЖ, К, Б даже на ПСС необходимо прыгать и нажимать верхнюю РБ

- при выключении устройства УКБМ ( например при его неисправности) проверки бдительности следуют постоянно через 20-30 секунд.

- определение скатывания

- при пропадании желтого показания локомотивного светофора зажжется белый и красно-желтый (прямо светомузыка)

- машиниста обязали при следовании под красный сигнал светофора на некодируемом участке пути (горит белый) самому себе зажигать КЖ кнопкой (вот радость)

Остальные функции АЛСН сохранились претерпев небольшие изменения.

Правда, не все так плохо. В проекте установки УКБМ предусмотрена педаль бдительности (параллельно рукоятки бдительности), но исполнение этой педали было такое, что даже в лабораторных условиях она не выдерживала и 100 нажатий.

УКБМ было выполнено на электронной элементной базе, такие "сложные" алгоритмы работы потребовали внедрения микросхем малой интеграции (элементы И, НЕ и т.п.). Выходные каскады выполнены на транзисторах, правда изоляция оставляла желать лучшего, что приводило к частому выходу их из строя на электровозах.

После долгих мытарств было решено модернизировать АЛСН-УКБМ. В результате модернизации отказались от периодической проверки бдительности под зеленый сигнал локомотивного светофора. Такую модернизацию помечают знаком - "*" (снежинка) на дешифраторе.

САВПЭ

Устройство, которое появилось по статье расходов - энергосбережение. Наибольшее распространение получило на электропоездах в качестве автоведения.

В долговременную память заносится расписание движения электропоезда и алгоритмы работы цепей тяги и торможения (электрическими или электропневматическими). Также заносятся характерные объекты, требующие проследования с определенной скоростью или бдительностью (светофоры, постоянные ограничения скорости, переезды и т.п.). Привязка объектов выполняется по датчику пути и скорости, что приводит к набегающей ошибке. Для устранения ошибки машинист на каждой остановке (читай платформе) нажимает кнопку "Пуск", при нажатии САВПЭ производит смещение данных на набежавшую ошибку.

САВПЭ позволяет достаточно точно выдерживать график движения, потому что при опоздании включается режим нагона. Алгоритмы, заложенные во внутреннюю память рассчитываются заранее на стационарной ПЭВМ, а затем готовые переносятся в САВПЭ.

В память САВПЭ также заносятся все объявления по прибытию и отправлению с остановочного пункта, кроме того могут заносится объявления рекламного и информационного обязательного характера, которые будут выдаваться в сало на определенных перегонах. Для машиниста САВПЭ также выдает информационные сообщения о приближении к переезду, о желтом и красном показаниях светофора и т.п.

На дисплей машинисту выдается информация о фактической скорости, времени хода, соблюдении графика, приближении объектов и т.д.

САВПЭ может работать также в режиме советчика. В данном режиме управление поездом осуществляет машинист, а устройство выводит попутную информацию.

Существует несколько модификаций САВПЭ. Всех их отличает исполнение внешнего вида и набором микросхем, набором типов электропоездов в которые их можно устанавливать. Основные функции по управлению и сути работы одинаковые.

В настоящее время устройства САВПЭ дополняются системой РПДА, которая позволяет заменить электромеханические счетчики электроэнергии на электронные, при этом информация о потребленной энергии считывается из кабины машиниста.

РПДА также позволяет следить за работой отопления в вагонах и записывать работу машиниста по управлению электропоездом в специальный электронный модуль, для последующего анализа инструктором по теплотехнике.

Идея САВПЭ интересная, но к сожалению рассчитанные алгоритмы не учитывают конкретных характеристик электропоезда, погодных условий, реальной загруженности. Система хороша для машинистов ниже средней квалификации и начинающих, в основном тех, кого мало волнует премия за экономию электроэнергии. Все остальные используют ее только когда лень заедает или необходимо сделать нагон.

САВПЭ не является устройством безопасности, а поэтому выключение ее из работы не должно приводить к печальным разборкам.


Семейство КЛУБ

КЛУБ - это Комплексное Локомотивное Устройство Безопасности.

История появления данного устройства тесно связана с историей развития нашей страны. Иногда кажется, что если бы не было развала СССР, то и не было бы КЛУБов. Первое устройство КЛУБ появилось в 1994 году и предназначалось для замены электромеханических устройств АЛСН. База производства устройств АЛСН в большой части оказалась за рубежом и естественно никто даром ничего не давал. И МПС посчитало и решило, что за ТАКИЕ деньги можно разработать и наладить производство абсолютно нового устройства. Разработку поручили ВНИИАС (Всероссийский НИИ автоматизированных систем ЖД, Москва) и Ижевскому радиозаводу (работал в области спутниковых систем навигации и т.п.). Для завода и был практически единственный способ выжить.

В результате совместной деятельности появился КЛУБ, который мог принимать и обрабатывать сигналы АЛСН и АЛС-ЕН. Устройство появилось за достаточно короткий срок, поэтому нареканий на него было множество, относящееся в основном к сырому программному обеспечению. Отладка ПО длиться практически до сих пор, хотя устройство снято с производства в 2000-2001 году. КЛУБ вобрал в себя:
алгоритм смены сигналов АЛСН (с точечным контролем скорости под Ж);
проверку бдительности по ПСС;
определение скатывания (явного и трогания)
плавный контроль скорости под КЖ (от Дозора, правда длина блок участка устанавливается в зависимости от категории поезда 600м для пассажирских, 1200 для грузовых);
появился новый режим работы - маневровый (максимальная скорость 60 км/ч);
появился контроль максимальной скорости движения под зеленую улицу (в зависимости от категории поезда и конструкционной скорости);
позволяет выдать на устройство регистрации сигналы - Ж, КЖ, К, катушка ЭПК;
взаимодействует с устройствами САУТ и ТСКБМ;
введен неконтролируемый срыв ЭПК (происходит при явном скатывании, превышении допускаемой скорости и т.п.);
появился интересный алгоритм - если контроллер машиниста выведен из нулевого положения, а движение не наступает в течении 70 с, то происходит неконтролируемый срыв;
работает по сигналам АЛС-ЕН, т.к. данная система АЛС пока применяется только на трассе С-Пб-Москва давайте о ней помолчим.

Разработки на этом устройстве не закончились. Если уважаемый читатель помнит, то где-то в 1996-7 году произошло крушение на Московской окружной дороге, дрезина въехала в бок электрички - были жертвы и много шума. После этого случая все дрезины (большие и малые) назвали ССПС и приравняли их к магистральным локомотивам. Вам наверное будет интересно, но на 70% парка ССПС не предусматривалась установка устройств безопасности. Так вот, после этого крушения встал вопрос - чем оборудовать ССПС? И ответ нашли - в короткий срок появились устройства КЛУБ-П и КЛУБ-УП.

КЛУБ-П предназначался для ССПС 2-ой категории (т.е. транспортных средств не предназначенных для перевозки людей). КЛУБ-П это обрезанный кусок КЛУБ. КЛУБ-П принимает сигналы только АЛСН, не взаимодействует с САУТ и ТСКБМ, не передает во внешние устройства никаких сигналов для регистрации (работает сам в себе). Остальные алгоритмы такие же, как и у КЛУБа. Машинисты ССПС (не привыкших к строгостям устройств безопасности) отзываются об устройстве весь "лестно". Одним из узких мест является взаимодействие с тормозной системой. После экстренного торможения невозможно отпустить тормоза, это результат скрещивания непрямодействующих устройств торможения (ЭПК) с прямодействующими тормозами многих ССПС. КЛУБ-П не имеет резервирования электроники на случай отказа.

Про КЛУБ-П можно все сказать одним вопросом - "Зачем оно?". Устройство работает само на себя, ничего не регистрирует, а как потом разбираться что случилось? По большому счету, если машиниста не поймали с поличным, что устройтсво выключено, то доказать, что он его выключал невозможно. Неужели МПэСовские чиновники об этом и не подозревали? А сколько денег вбухали на красивую игрушку.

КЛУБ-УП предназначался для ССПС 1-ой категории (т.е. транспортных средств предназначенных для перевозки людей). КЛУБ-УП - это принципиально новое устройство, работающее несколько по иным принципам, чем просто микропроцессорное устройство. В те года уже велись разработки следующего поколения локомотивного КЛУБа и новшества, видимо, решили обкатать на КЛУБе-УП. Каждый модуль КЛУБа-УП представляет из себя законченный компьютер, со своим ПО и данными. Все модули передают информацию по специальному интерфейсу - CAN (импортный интерфейс для построения промышленных устройств). Информация по CAN передается в формате межмодульного "языка общения" КУРС-Б. Таким образом КЛУБ-УП - это сетевое компьютерное устройство. КЛУБ-УП позволяет (самое основное):
принимать и обрабатывать сигналы АЛСН (основные алгоритмы такие же, как и других КЛУБов);
осуществлять движение под контролем спутниковой навигационной системы (СНС) (см. КЛУБ-У);
осуществлять движение под контролем радиоканала (см.КЛУБ-У);
регистрировать параметры движения ССПС в специальную кассету регистрации с последующей расшифровкой данных поездки на ПЭВМ. (см.КЛУБ-У), что позволяет отказаться от скоростемеров и устройств регистрации.

Устойчивость устройства и его работоспособность значительно выше, чем у других устройств. Наладка системы движения под СНС стала возможна только после долгих мытарств, да и то только после массового внедрения КЛУБ-У. О радиоканале еще только мечтаем.