СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫМИ ПОЕЗДАМИ

Действия машиниста по управлению локомотивом в нормальной коммерческой эксплуатации направлены на решение нескольких задач:

- обеспечение безопасности следования поезда;

- соблюдение установленного графика движения;

- ведение поезда с обеспечением установленных величин ускорения при разгоне и торможении и соблюдение предписанного скоростного режима, обеспечивающих максимально возможный комфорт проезда пассажиров и сохранность грузов;

- обеспечение наиболее экономичных режимов ведения поезда, оптимальное использование различных тормозных средств.

В начальный период существования железных дорог управление паровозом граничило с искусством, базировалось на индивидуальном опыте, умении, навыках машинистов, кочегаров. В условиях использования ручных тормозов управление поездом основывалось на коллективных действиях всей поездной бригады под руководством машиниста.[1]

Внедрение на железнодорожном транспорте двигатели внутреннего сгорания - создание тепловозов, дизель - поездов, а также электрической тяги - электровозов и моторвагонного подвижного состава, позволили в середине XX столетия приступить к проектированию устройств авторегулировки скорости движения поездов и систем автоведения. Первые подобные конструкции пытались создать применением релейной, релейно-механической, пневматической аппаратуры, а также аналоговых устройств на базе электронных ионных приборов.

Постепенно накапливался опыт, создавалась всё более надёжная инженерная приборная база, позволившая автоматизировать, упростить отдельные функции по управлению электрическим, дизельным, газотурбинным подвижным составом, который к середине 1950-х годов вытеснил паровую тягу из сферы высокоскоростного и железнодорожного движения.[2]

В системе управления движением поездов на первой скоростной линии Синкансэн были осуществлены на лучшем доступном в тот период инженерно-техническом уровне сформировавшиеся в мире принципы безопасного управления поездом: постоянный объективный контроль его местоположения; контроль в режиме текущего времени за скоростью движения; соотношение величины этой скорости с разрешённой на настоящий момент, исходя из конкретной поездной ситуации, состояния пути и других стационарных устройств.

На подвижном составе были автоматизированы функции управления набором скорости и выбора конкретных тормозных средств при торможении. Постепенно, на протяжении нескольких десятилетий в системы автоматизированного управления движением поездов стали включаться компоненты, обеспечивающие экономичное движение поездов с энергосбережением, использование рекуперативного торможения.

Управление тормозной системой поезда обеспечивалось переключением крана машиниста, который имел как пневматическое золотниковое устройство, непосредственно связанное с тормозной магистралью, так и электрический контроллер. С его помощью через электрические провода осуществлялось воздействие на блоки управления тормозами, расположенные в каждом вагоне. При торможении на высокой скорости движения электрическим контролером вначале включались электродинамические тормоза. Для ускорения стабилизации напряжения электрического тока, вырабатываемого тяговыми двигателями, переключёнными в режим генератора, применялась их дополнительное возбуждение. При снижении скорости поезда до значения менее 30 км/ч происходил автоматический переход на пневмонические тормоза. При неисправности электродинамического тормоза, а также в случае экстренного торможения, сразу включались пневмонические фрикционные тормоза. Все оси поезда были оборудованы устройствами, исключавшими боксование, а также противоюзными, включившимися при торможении.[3]

На первых линиях Синкансэн была устроена система автоматического интервального регулирования поездов с рельсовыми цепями переменного тока без напольных проходных светофоров с непрерывной многозначной локомотивной сигнализацией и автостопом. На головных вагонах поезда размещался комплект бортовой аппаратуры приёма и расшифровки кодовых сигналов автоблокировки, выдававшихся в виде импульсов тока разной частоты, что давало возможность передать на локомотивный светофор команды установки сигнальных показаний. На светофоре в зависимости от передаваемого сигнала высвечивалась величина предельной скорости следования: 30, 70, 110, 160, 210 км/ч или сигнал остановки.

Скорость движения поезда регулировалась машинистом вручную с помощью контроллера и крана машиниста. Однако бортовая аппаратура автоматического управления движением контролировала соответствие получаемых посредством рельсовых цепей сигналов о предельно допустимой скорости движения, её реальной величине в данный момент времени и, в случае необходимости, скорость движения автоматически снижалась до установленного уровня или производилась остановка поезда - срабатывал автостоп.

В систему автомашиниста были заложены постоянные программы пути, времени, допустимой скорости и в соответствии с ними поддерживалась программная скорость движения. На первой оси концевого вагона находился осевой частотный датчик, формирующий сигнал о величине пройденного пути и текущей фактической скорости. С помощью автоматической локомотивной сигнализации АЛСН 200 от напольных устройств по рельсовым цепям и индуктивной связи на бортовые устройства скорости и в случае превышения фактической скорости автоматически выключались тормоза, выключающиеся при достижении требуемого значения. В случае бездействия локомотивной бригады устройства АЛСН обеспечивали также автоматическую остановку поезда при поступлении соответствующей команды от напольных устройств. Все моторные оси поезда имели противоюзные и противобоксовочные устройства.[4]