СЦБ – как много в буквах этих! Сигнализация, централизация, блокировка – «ГАИ» железной дороги
С пугающей частотой в новостях появляются сообщения об авариях на переездах. На закрытый переезд выехал автобус… Перед пассажирским поездом выехал на пути грузовик с песком… Причина почти всех подобных происшествий – человеческий фактор. А ведь помимо разделения потоков поездов и автомобилей есть и проблема разделения самих поездов, и ставки в этой игре намного выше: авария на переезде не всегда заканчивается даже сходом локомотива с рельсов. После же столкновения поездов отправляются на слом десятки вагонов, а движение порой прерывается на сутки.
Поэтому проблема регулирования железнодорожного движения появилась еще до рождения автомобилей, и одним из маяков на пути ее решения «светилась» задача – вычистить «под стеклышко» человеческий фактор. Конечно, получилось это не сразу. Связать соседние станции тросом или, скажем, паропроводом было нереально, поэтому автоматика в помощь службе движения поступала по мере освоения электричества. Сперва это была электрожезловая система (ЭЖС), потом – более совершенная система полуавтоматической блокировки (ПАБ), а с середины ХХ века на многих дорогах мира внедрялась автоблокировка (АБ).
Последняя вместе с дополнительными системами достигла такого совершенства, что поездной диспетчер, работая порой за сотни километров от участка, знает расположение поездов и может управлять станциями без участия местных дежурных. Это называется диспетчерской централизацией (ДЦ). Однако что такое ЭЖС? Это довольно простая система. На обеих соседних станциях стоят жезловые аппараты, в пазы которых вложены жезлы – металлические стержни, на которых выбито название перегона (например, Сызрань – Батраки). Если дежурный одной из станций готов принять поезд, он вращает индуктор (генератор), что снимает блокировку аппарата на станции отправления – из него можно извлечь один жезл.
После извлечения аппараты блокируются, появляется возможность зажечь зеленый – открыть выходной семафор или светофор на перегон. Жезл выдается машинисту, и машинист после проследования перегона обязан сдать жезл дежурному по станции. Дежурный вставляет жезл в аппарат – и появляется возможность отправить на перегон другой поезд, дав с одной станции согласие и вынув на другой жезл. Как видим, система довольно неуклюжая – требует ручных операций с жезлами, фактическое местонахождение поездов не контролирует… Для проследования станций без остановки придумали хитрость: к жезлу прикреплялась длинная проволочная петля (жезлоподаватель), машинист ловил жезл на ходу.
Но остальных проблем это не решало, к примеру, нельзя отправить на перегон больше одного поезда. А перегоны в безлюдных местах могут быть весьма длинными, в несколько десятков километров. Чтобы сократить интервал, был придуман путевой пост, это просто точка на перегоне с жезлообменными аппаратами и дежурным, путевого развития (стрелок) там нет. Но с автоматизацией все по-прежнему было плохо, поэтому пришлось изобрести рельсовую цепь – РЦ. Рельсы помимо несущей функции стали выполнять роль проводов, а колесные пары поезда – роль перемычек между проводами.
Казалось бы, все просто: вступил поезд на участок, перемкнул колесными парами рельсы, побежал ток, загорелся красный светофор – участок занят. Но у такой схемы огромный минус: если где-то отвалится провод или лопнет рельс, то цепь разорвется и покажет ложную свободность. Поэтому на железных дорогах получили распространение нормально замкнутые рельсовые цепи, по которым ток течет постоянно. Устроено это так: с одного конца на оба рельса подается питание – это питающий конец, а к другому концу подключено путевое реле – это релейный конец. Напряжение довольно низкое – до 12 вольт.
Если колесные пары перемыкают рельсы, то ток не доходит до реле, оно отпадает (отключается) и зажигает красный. Лопнет рельс, пропадет питание или перегорит катушка реле – тоже загорится красный, это будет ложная занятость. Которая, очевидно, куда безопасней ложной свободности – лучше хорошо стоять, чем плохо въехать в хвост предыдущего поезда… Но появляется еще одна проблема – перетоки между рельсами. Путь загрязняется и металлической пылью, и солями, которые в сырую погоду, даже в туман, образуют электролиты. Поэтому ложная занятость может «засветиться» и при исправных элементах – этим длина РЦ ограничивается, в зависимости от типа они могут быть длиной до 0,7–2,5 км. Смежные цепи разделяются изостыками – изолирующими стыками.
Даже сравнительно небольшой перегон километров в пять такой цепью не покрыть. Поэтому вначале развитие систем СЦБ (сигнализации, централизации, блокировки) с рельсовыми цепями остановилось на полуавтоматической блокировке – ПАБ. По работе она напоминает старые турникеты с двумя парами фотоэлементов. Начинается процесс отправления с нажатия нескольких кнопок – дежурный по принимающей станции нажимает кнопку дачи согласия (ДС), а по отправляющей – дачу отправления (ДО). Выходной сигнал открывается. Поезд пока находится целиком на станционной РЦ. Как только он вступает на перегон, он занимает еще и прилегающую к станции рельсовую цепь участка приближения.