Унифицированные системы автоведения электропоездов УСАВП (САВПЭ-М1, САВПЭ-ЛМ)

1. Описание и работа систем

1.1. Назначение систем.

Микропроцессорные унифицированные системы автоматизированного ведения поезда предназначены для автоматизированного управления пригородных поездов всех серий с целью точного соблюдения времени хода, задаваемого графиком на основе выбора режима движения, при котором потребляется минимально необходимое для выполнения графика движения количество энергии.

Системы обеспечивают:

экономию электроэнергии 8-10% за счет выбора рационального режима ведения поезда и снижения количества торможений на ограничивающие скорость сигналы светофоров;

повышение пропускной способности участка на 10-12% за счет более точного выполнения графика движения по сравнению с ручным управлением. Выполнения времени хода происходит за счет повышения точности:

получаемой исходной информации, передаваемой датчиками пути и скорости УСАВП,

результатов расчетов момента исполнения команд по управлению электропоездом;

повышение безопасности движения в связи с облегчением труда машиниста за счет освобождения его от решения ряда задач и операций по ведению поезда, в том числе осуществления торможения при следовании в местах ограничения скорости и остановку при движении поезда на запрещающее показание светофора;

обучение малоопытных машинистов правильному выбору режима ведения поезда.

1.2. Состав систем.

Система САВПЭ-М1 состоит:

блок автоматики (БА);

блок индикации (БИ);

датчик угловых перемещений (ДПС);

блок клавиатуры (КВ).

Система САВПЭ-ЛМ состоит:

блок центрального процессора и индикации (ЦПИ);

блок коммутации и сопряжения (КС);

датчик угловых перемещений (ДПС);

блок клавиатуры (КВ).

1.3. Устройство и работа.

Системы УСАВП представляют собой функциональное объединение составных частей, осуществленное встраиванием в блок автоматика (ЦПИ) специально разработанного алгоритма.

Блок автоматики (ЦПИ) имеет постоянную память, в которую перед пуском в эксплуатацию на участке обслуживания заносится постоянная информация о нем - названия перегонов, станций, профиль пути и т д. Эта информация постоянна и не может быть изменена без переналадки системы.

Часть этой памяти зарезервирована системой УСАВП для хранения переменной информации о маршруте - текущее астрономическое время, номер поезда, временные ограничения скорости и т д. Эта информация при необходимости может быть изменена машинистом в процессе эксплуатации.

Аппаратура систем УСАВП подключается к бортовой аппаратуре электропоезда. На основании хранимой в памяти информации и с учетом сигналов, принимаемых с борта электропоезда и от датчиков ДПС, системы УСАВП производят расчет энергетически рациональных режимов ведения поезда и осуществляют ведение поезда.

1.4. Функциональные возможности систем.

Системы принимают с борта поезда:

сигналы с датчика угловых перемещений;

информацию о сигналах светофора;

информацию о сигналах боксования;

информацию о наличии различных типов торможения;

сигналы от датчика давления.

На основании информации об участке обслуживания и принятой с борта электропоезда информации системы обеспечивают:

расчет рационального по расходу электроэнергии времени хода поезда, исходя из предусмотренного графиком времени проследования контрольной станции;

определение фактической скорости движения;

расчет текущего астрономического времени и времени, оставшегося до контрольной станции;

сравнение фактической скорости движения с расчетной, определение необходимой скорости движения поезда, чтобы выдержать расчетное время хода, в том числе при приближении к сигналам светофора, требующим снижения скорости, и проследовании мест ограничения скорости;

выбор тяговой позиции электропоезда в зависимости от расчетной величины скорости;

расчет координат пути и местоположения поезда относительно платформы.

На основании информации об участке обслуживания и проводимых измерений и расчетов системы УСАВП:

управляют электропоездом, оставляя приоритет управления за машинистом, при этом системы:

разгоняют поезд до расчетной скорости (энергетически рациональной),

поддерживают движение с расчетной скоростью,

снижают скорость движения при подъезде к местам постоянных или временных ограничений скорости,

выбирают режим движения в зависимости от показаний локомотивного светофора,

отрабатывают сигнал о боксовании, снижая или отключая тягу при боксовании и восстанавливая ее после прекращения боксования;

в случае ручного управления информируют машиниста о рекомендуемых режимах движения;

постоянно информируют машиниста о:

величине энергетически рациональной скорости (расчетной скорости) с точностью ± 1км/ч,

фактической скорости поезда с точностью ± 1км/ч,

времени хода, оставшегося до контрольной станции с точностью ± 10с,

расстоянии до ближайшей платформы (контрольной станции) с точностью 100м,

координате начала ближайшего временного ограничения скорости с точностью индикации 100м при приближении к нему на 1500м - о длине пути в метрах, оставшегося до места начала ограничения, а после въезда на место ограничения - о длине пути, оставшегося до конца его действия, с учетом длины поезда,

позиции тяги или состоянии тормоза в режимах торможения и отпуска;

дополнительно машинист может получить следующую информацию:

астрономическое время с дискретностью 1с,

номер и название перегона, на котором находится поезд,

диаметр бандажа колесной пары, на которой установлен датчик ДПС,

координату, на которой находится поезд (км, пикет),

максимальную позицию тяги;

по требованию машиниста УСАВП подает звуковые служебные сообщения в звуковом виде, при этом в салоны вагонов поезда подается необходимая звуковая информация для пассажиров;

при необходимости машинист может изменить данные:

текущее астрономическое время,

номер перегона,

диаметр бандажа,

максимальную позицию тяги,

режим работы тормоза.

Системы УСАВП непрерывно контролируют правильность работы функциональных узлов аппаратуры, осуществляя при этом функцию самодиагностики.

2. Использование систем УСАВП

2.1. Органы управления системами УСАВП.

Управление системами осуществляется посредством:

панели управления системы, установленной в кабине машиниста электропоезда и содержащей:

тумблер савпэ-м, (сеть для САВПЭ-ЛМ);

тумблер выходные цепи,

кнопку пуск;

кнопок, расположенных на блоке клавиатуры;

тумблеров и кнопки, расположенных на блоке автоматики БА:

тумблера сеть,

тумблера дпс,

кнопки сброс,

переключателя S1 кабеля № 6;

кнопки сброс, расположенной на блоке ЦПИ (для САВПЭ-ЛМ).

2.2. Включение систем УСАВП.

2.2.1. Перед включением системы САВПЭ-М1 тумблеры системы должны находиться в положениях:

переключатель S1 в положении отключено;

на блоке автоматики:

тумблер сеть в положении включено,

тумблер дпс в положении ДПС1 или ДПС2.

на пульте управления системы в кабине машиниста:

тумблер савпэ в положении отключено,

тумблер выходные цепи в положении отключено.

Подготовка системы к работе осуществляется в следующей последовательности:

перевести переключатель S1 в положении включено;

перевести тумблер савпэ в положении включено.

При этом должен засветиться светодиодный индикатор включения системы, а на блоке индикации должна появиться надпись:

Затем, не позднее, чем через 18-25с, на экране блока индикации должна появиться информация:

в разрядах время, скорость, путь;

высветиться значение индикатора ограничения скорости и не должен светиться сигнализатор сбой:

Выполнение этих условий свидетельствует об автоматической установке системы в рабочее состояние.

Если хотя бы одно условие не выполняется, следует повторить запуск, для чего нажать кнопку сброс. По сигналу от кнопки сброс система повторит попытку выйти в рабочее состояние.

2.2.2. Перед включением системы САВПЭ-ЛМ тумблеры системы должны находиться в положениях:

на пульте управления системы в кабине машиниста:

тумблер сеть в положении отключено,

тумблер выходные цепи в положении отключено.

Подготовка системы к работе осуществляется в следующей последовательности:

перевести тумблер сеть в положении включено.

При этом должен засветиться светодиодный индикатор включения системы, а на дисплее блока ЦПИ в его левом верхнем углу должен появиться мигающий курсор. Через время не более 10с происходит инициализация ЦПИ (звуковой сигнал).

На экране дисплея на 2с должна появиться системная заставка.

Затем без паузы на экране блока ЦПИ должна появиться информация:

в разрядах время, скорость, путь;

высветиться значение индикатора ограничения скорости:

Выполнение этих условий свидетельствует об автоматической установке системы в рабочее состояние.

При отсутствии звукового сигнала или/и системной заставки в течение 1 минуты необходимо отключить питание тумблером сеть, а затем через 20-30с включить снова. Повторение отрицательного результата свидетельствует о неисправности. В данном случае, держать систему включенной более 3 минут не рекомендуется.

Если системам не удается перейти в рабочее состояние после нескольких попыток, то она неисправна и эксплуатации не подлежит.

2.3. Режимы индикации информации и их выбор.

После включения система автоматически переходит в режим индикации основной информации.

В режиме индикации основной информации кнопки 0-9 блока клавиатуры служат для задания ограничений скорости движения, а в режиме просмотра, ввода и корректировки информации - для набора вводимой информации.

2.3.1. Режим индикации основной информации.

Режим является основным рабочим режимом индикации и автоматически включается после запуска системы:

В этом режиме система УСАВП предоставляет машинисту данные:

первая строка, 5 позиций - время хода, оставшееся до ближайшей контрольной станции. Вывод осуществляется в мин: с каждые 10 секунд. Если время опоздания превышает время хода, оставшееся до зонной станции, то будут выдаваться нули (00: 0) или > часа;

первая строка, 6 позиция - о режиме работы системы. В режиме автоведения поле пусто, если система находится в режиме ожидания команды выводится символ *;

первая строка, 7 позиция - позиции тяги;

первая строка, 9, 11 позиции - состояние тормоза в режиме торможения системой. В режиме внешнего, т е не обусловленного системой, торможения выводятся символы Т в режиме мигания;

первая строка, 13-16 позиции - расчетную скорость;

вторая строка, 15, 16 позиции - фактическую скорость;

третья строка, 1 позиция - о включенной паузе вывода сообщений, направляемых в салон. Если выводится символ *, то пауза включена. Изменение состояния паузы осуществляется кнопкой ◄ (Тест при САВПЭ-М1).

При наличии в составе системы коммутатора речи данный индикатор индицирует выдачу сообщения, поступающего в салон, миганием символа * с частотой 0, 5Гц;

третья строка, 3-5 позиции - длину пути, оставшегося до ближайшей платформы (в сотнях метров);

третья строка, 7-16 позиции - координату места начала действия ближайшего участка с временным ограничением скорости и разрешенную на нем скорость.

2.3.2. Особенности индикации расчетной скорости.

Режим разгона.

Расчетная скорость отключения тяги или, если расчетная скорость выше текущего ограничения скорости, значение ограничения.

В случае вывода значения ограничения скорости перед значением индикации ограничения выводится символ *.

Режим выбега.

Расчетная скорость включения тяги или, если скорость движения близка к текущему ограничению скорости (если до скорости ограничения осталось менее 3км/ч), значение ограничения.

В случае вывода значения ограничения скорости перед значением индикации ограничения выводится символ *.

Режим торможения.

При подготовке к торможению и торможении под ограничение скорости (включая ограничения связанные с сигналами светофоров) - значение ограничения скорости, под которое будет выполняться или выполняется торможение.

В случае вывода значения ограничения скорости перед значением индикации ограничения выводится символ *, причем при подготовке к торможению символ * выводится в режиме мигания.

2.4. Ввод в систему оперативной маршрутной информации.

В режим просмотра, ввода и корректировки информации система входит при нажатии кнопок F1, F2 или огр с названием информации, подлежащей просмотру, вводу или корректировке. Выход системы из режима осуществляется нажатием кнопки F1.

Перед каждой поездкой в систему необходимо ввести или откорректировать исходную информацию об условиях выполнения маршрута:

текущее астономическое время;

номер поезда, а если движение начинается не с начальной станции следования то и номер перегона начала движения;

координаты мест начала действия временных ограничений скорости и разрешенную на них скорость. Информация о координатах мест начала действия временных ограничений скорости может вводится в систему для их исполнения не только перед отправлением, но и во время движения;

диаметр обода колеса;

работа с режимом торможения или без торможения;

максимальная позиция разгона;

работа с речевыми сообщениями или без них.

Ввод и проверка информации осуществляется в следующей последовательности:

Примечание: если название вызываемой информации выгравировано над клавишой не в верхней позиции, то для выхода на желаемую информацию следует нажать эту кнопку несколько раз до появления необходимого названия информации. Для кнопок F1 и F2 названия соединены по кольцу.

Ввод информации осуществляется строго в соответствии с трафаретом, в котором символом Х обозначается обязательная цифра, а символом х - необязательная, например: ХХХх.

В данном случае нужно ввести число, которое может состоять из трех или четырех цифр, т е последнюю цифру можно не вводить.

Для ввода километров всегда выдается трафарет ХХХХ, поэтому для правильного ввода числа, содержащего меньше 4 цифр, необходимр вводить лидирующие нули, например: 0012 соответствует 12км.

Ввод информации заканчиваетсянажатием кнопки доп. Данную кнопку следует нажимать после ввода всей информации, указанной на экране, а не после ввода каждого числа. Если вместо ввода информации сразу нажать кнопку доп, то произойдет выход в меню, из которого был вызван данный пункт. После нажатия кнопки доп производится проверка введенной информации на допустимость.

Если введенное значение недопустимо, то выдается сообщение об ошибке, которое будет выдаваться до тех пор, пока не нажать кнопку доп.

При вводе информации, когда ввод запрещен (ввод номера поезда не на остановке), также выдается сообщение об ошибке.

Удаление неправильно введенного символа осуществляется нажатием кнопки F2. Удаление осуществляется последовательно, начиная с последнего введенного символа.

При вводе астрономического времени необходимо ввести 4 цифры в формате чч: мм и нажать кнопку доп. Система не дает возможности ввести неправильное время, т е нельзя ввести в качестве первой цифры часов значение 3. Если вводится меньше 4 цифр, то выдается сообщение об ошибке. Ввод времени разрешен только на стоянках.

При вводе номера поезда необходимо обязательно ввести 4 цифры и нажать кнопку доп. Если вводится меньше 4 цифр или введенного номера нет в расписании, то выдается сообщение об ошибке. Ввод номера поезда разрешен только на стоянках.

При вводе номера перегона можно ввести от 1 до 3 цифр и нажать кнопку доп. Если введенного номера перегона нет в расписании для текущего поезда, то выдается сообщение об ошибке. После ввода номера перегона система автоматически устанавливает первый перегон данного поезда текущим. Ввод номера перегона разрешен только на стоянках.

При необходимости корректировки диаметра колеса (бандажа) выбрать соответствующую индикацию кнопкой F2 и ввести с помощью клавиш 0-9 необходимый диаметр в миллиметрах (например: 938) для той колёсной пары, на которой установлен датчик ДПС. По умолчанию устанавливается диаметр в 950мм. Допустимые значения бандажа лежат в диапазоне от 800 до 999мм. Ввод диаметра бандажа возможен не только на остановках, но и при движении в выбеге.

При необходимости корректировки текущего значения режима нагона (интенсивности тяги при разгоне), выбрать индикацию тяга кнопкой F2 и нажать соответствующую цифровую кнопку (как указано во второй строке экрана). По умолчанию устанавливается нормальный режим нагона (средняя интенсивность тяги). Ввод режима нагона возможен не только на остановках, но и при любой фазе движения.

При необходимости отключения режима торможения кнопкой F2 выбрать индикацию тормоз и нажать кнопку 1. Для включения режима управления тормозами необходимо нажать кнопку 2. После выбора нового состояния оно отображается в первой строке экрана. По умолчанию торможение включено.

При необходимости корректировки текущего значения максимальной позиции контроллера кнопкой F2 выбрать индикацию максимальная позиция и ввести с помощью кнопок клавиатуры одно из значений от 0 до 4: 0 - максимальная позиция, устанавливаемая УСАВП - маневровая; 1 - максимальная позиция - 1; 2 - максимальная позиция - 2; 3 - максимальная позиция - 3; 4 - максимальная позиция - 4. После выбора новой позиции она отображается в первой строке экрана. По умолчанию устанавливается 4 позиция.

При необходимости отключения речевых сообщений кнопкой F2 выбрать индикацию радиовещание и нажать кнопку 1. Для включения речевых сообщений следует нажать кнопку 2. Нажатие кнопки 3 приведет к включению сокращенного набора функций речи. После выбора нового состояния оно отображается в первой строке экрана. При первом включении системы радиовещание включено.

При вводе и корректировке информации координат места начала действия временных ограничений необходимо:

нажать кнопку огр. На экране появится меню: 1 - удалить все ограничения, 2 - ввод и редактирование по перегону, 3 - ввод и редактирование по ветке, 4 - направление движения (прямое или обратное);

выбрать режим ввода и редактирования ограничений, нажав кнопку 2 или 3.

Ввод и редактирование с указанием перегонов должно использоваться когда на одной ветке (маршруте движения) имеются участки с одинаковыми км и пикетами.

Ввод и редактирование временных ограничений с указанием веток должно использоваться в тех случаях, когда км и пикеты на разных ветках совпадают;

вести координаты начала мест действия ограничений (км, пикет), величину разрешенной скорости, например: 0005км 10пк 040, 0039км 02пк 060 или 1120км 01пк 100, и номер перегона или ветки;

нажать кнопку доп - система запомнит данное ограничение;

для ввода следующего ограничения нажать кнопку огр и повторить два предыдущих пункта;

для удаления одного временного ограничениянеобходимо после появления экрана с нужным ограничением нажать кнопку F2, и далее следовать подсказке на экране. Ввод временных ограничений скорости может производиться не только перед отправлением, но и во время движения.

По окончании ввода в систему всей исходной информации необходимо убедиться в ее правильности, вызывая с помощью кнопок Fl, F2 и огр последовательно все введенные параметры.

После этого перевести систему в основной режим индикации однократным нажатием кнопки F1.

После выполнения указанных действий система УСАВП готова к работе.

2.5. Выбор режима работы системы УСАВП.

Система УСАВП обеспечивает два режима работы:

режим автоведение;

режим подсказчик.

Функционально система УСАВП работает идентично в обоих режимах, за исключением того, что режиме подсказчик не выдает команд управления поездом в бортовые системы.

Выбор нужного режима осуществляется тумблером выходные цепи:

положение вкл задает режим автоведения;

положение выкл устанавливает режим подсказчика.

Система УСАВП может осуществлять управление электропоездом только при:

установленной реверсивной рукоятке контроллера машиниста в положение вперед;

включенном состоянии блокировки рукоятки безопасности;

включенном состоянии электропневматического клапана автостопа.

2.6. Работа с системой УСАВП в режиме автоведения.

Включить режим автоведения, переведя тумблер выходные цепи в положение вкл.

При переводе машинистом рукоятки контроллера или тормозного крана в одно из тормозных положений, а также в случае, если не по команде системы появляется давление в тормозных цилиндрах, система УСАВП отключает режим автоведения и переходит в режим ожидания команды машиниста. Возврат в режим автоведения после полного отпуска тормозов или после перевода рукоятки контроллера машиниста (тормозного крана) в нетормозное положение возможен только по команде машиниста, которая подается нажатием кнопки пуск.

В режиме автоведения информация о тяговой позиции контроллера и режиме работы тормозов, индицируемая системой УСАВП, информирует машиниста о выполняемой команде управления.

2.6.1. Работа системы УСАВП при трогании и разгоне поезда.

Для трогания поезда следует нажать кнопку пуск на пульте управления или на блоке клавиатуры.

Система УСАВП автоматически разгонит поезд до расчетной величины скорости. Если расчетная скорость больше скорости ограничения, то на блоке индикации перед информацией о скорости высветится символ *.

Разгон осуществляется на различных позициях в зависимости от величины фактической и расчетной скорости по заданному алгоритму. Значение скоростей переключения на более высокую позицию контроллера машиниста, в случае необходимости, можно изменять, войдя в главное меню многократным нажатием клавиши F1 и выбрав в меню режимы режим V контроллера. После появления экрана в третьей строке можно установить новые значения скоростей перехода на каждую позицию. При этом необходимо учитывать, что при больших значениях скоростей переключения интенсивность разгона электропоезда снижается.

Машинист может при необходимости ограничить максимальную позицию разгона в режиме тяги, задав ее с блока клавиатуры. Для этого следует нажать кнопку F2, а после появления на индикаторе надписи макс позиция, нажать кнопку, соответствующую выбранной машинистом позиции.

2.6.2. Работа системы УСАВП при движении с постоянной скоростью.

Движение с постоянной скоростью (движение по участку ограничения скорости) осуществляется в режиме «пиления»: тяга - выбег - тяга или тяга - выбег - торможение - выбег.

Позиции контроллера, на которых отрабатывается та или иная скорость ограничения в режиме «пиления» и значение скоростей включения и отключения тяги (для ЭР2), приведены в таблице:

Если система выполняет ограничение скорости, записанное в память системы или введенное, а машинист считает, что ограничение уже закончилось, он должен нажать кнопку пуск. При этом рассчитывается и начинает выполняться новая скорость разгона.

При выполнении постоянного ограничения система УСАВП учитывает длину двенадцативагонного поезда. По окончании действия ограничения система автоматически переходит в режим разгона.

2.6.3. Реакция системы УСАВП на показания локомотивного светофора.