Кіріспе

Темір жол қауіпсіздігі құрылғысы – пойызды қорғау құрылғысы.

Темір жол сигнализациясы жүйесінің бөлігі болып табылатын пойыз тоқтату, апаттық тоқтату немесе тоқтату құрылғысы (кейде "триппер" деп аталады) – пойызды сигналды рұқсатсыз өтпек болғанда немесе сигнал көрсеткіші мен қағидаларға қайшы келетін жағдайда, сондай-ақ (кейбір жағдайларда) шамадан асып кеткен жылдамдықпен өтуге тырысқанда автоматты түрде тоқтататын пойызды қорғау құрылғысы болып табылады.

Негізгі жұмыс

Пойыздар тоқтату жүйесі екі негізгі құрамдас бөліктен тұрады. Бірі – рельске жақын орнатылған, негізінен электр қозғалтқышына (немесе электропневматикалық жүйелерде пневматикалық цилиндрге) қосылған серіппелі механизмнен тұратын тоқтату қарығы. Екіншісі – поездге орнатылған, тікелей немесе электрлік байланыс арқылы пойыздың тежегіш жүйесіне қосылған тоқтату шүкірі. Пойызды тоқтату қажет болғанда тоқтату қарығы автоматты түрде көтеріледі. Сигналдау жүйесі пойыздың қауіпсіз жүруіне рұқсат берген кезде, қозғалтқыш тоқтату қарығын төмен түсіреді. Серіппе тоқтату қарығының басқа жағдайлардың барлығында да көтерілуін қамтамасыз етеді, бұл электрлік немесе пневматикалық қуат көзінің, немесе тоқтату қарығын қозғалтатын қозғалтқыштың істен шығуы кезіндегі маңызды қауіпсіздік шарасы болып табылады. Егер пойыз тоқтату қарығы көтерілген кезде сигналдан өтуге тырысса, тоқтату қарығы поезддегі тоқтату шүкірімен механикалық байланысқа түсіп, пойыздың тежегіштері автоматты түрде іске қосылып, пойыз тоқтап қалады. Жол бойындағы тоқтату қарықтары тоқтату күйінде рельстің жоғарғы жиегінен жоғарырақ, ал еркін күйде рельстің жоғарғы жиегінен төменге түсетіндей етіп реттеледі. Қарықтың көтерілуіне немесе төмен түсуіне кеткен уақыт шамамен екі секундты құрайды.

Шектеулер

Механикалық пойыз тоқтатулары салыстырмалы түрде қауіпсіз екені анықталды, олардың тарихи үлгілері 19-ғасырдан бастап 21-ғасырда да қолданылуда. Жылдамдыққа қатысты квадраттық күштің артуына байланысты, бұл механикалық жүйелер төмен жылдамдықпен қолданылатын жағдайларға ғана шектелген. Олардың қолданылуы 100 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын пойыздармен қалалық жедел көлік жүйелерінде кездеседі. Кейінгі үрдістегі, байланыссыз пойыз тоқтатуларына, сигналды тоқтату үшін пойыздың жұмыс істейтін қабылдағышы қажет (PCCS немесе Indusi сияқты), ал механикалық тоқтатулар бастапқыда тежегіштерді тікелей итеру арқылы іске қосылады. Ауыспалы қол тежегіштердің тұтқасына тікелей соғылуы мүмкін болғандықтан, кейбір жүйелерде пойыздың әр вагонында, әр доңғалақ жұбында жеке-жеке ауыспалы қол орнатылған. Сондықтан, кейбір орнатуларда, сигнал қызылға ауысқаннан кейін бірнеше секундтан соң ғана ауыспалы қол қауіпсіз күйге оралады (бұл 1995 жылғы Рассел Хилл метро апаты көрсеткендей, қауіпсіздік үшін тәуекел тудырады). Тозудың салдарынан, бір рельстегі қарама-қарсы бағыттағы ауыспалы қолдар, номиналды бағыттағы ауыспалы қолмен бірге іске қосылуы мүмкін. Көптеген ерте жүйелер сияқты, механикалық пойыз тоқтатуы жылдамдықты өздігінен бақыламайды. Апаттар болған, онда пойыздар жолдың соңғы бөлігінен (overlap) асып өтіп кеткен, себебі жылдамдық шектен тыс болған. Пойыздың жылдамдығын сыртқы түрде бақылау үшін, уақытталған пойыз тоқтатулары қолданылады, мысалы, Нью-Йорк метросында кеңінен қолданылады, онда пойыз бақылау пунктинен өткеннен кейін бірнеше секундтан соң, қашықтықтағы екінші ауыспалы қол түсіріледі. Бұл қымбат жылдамдық бақылау жүйелері, әдетте, кабиналық басқару компьютерінің пайдасына сатылап тоқтатылады, ол сигналға жақындағанда тоқтау қисығын үнемі тексеруге қабілетті.

Сапар аялдамалары

Сигнал жол ашу белгісін көрсетпеген кезде, тоқтату құрылғысы көтеріледі. Егер пойыз сигналдан өтуге тырысса, пойыздың тоқтату тетігі көтерілген тоқтату құрылғысына соғылып, пойыз тоқтатылады. Сигнал қауіпсіз жол ашуға рұқсат бергенде (ашық немесе сақтандыру), тоқтату құрылғысы төмендеп, пойыз кедергісіз жүре алады. Кейбір жағдайларда, сигнал жол ашу белгісін көрсеткеніне қарамастан, тоқтату құрылғысы төмендетілмейді, мысалы, қосалқы сигналдар ашылғанда, бұл пойызды жолға түсу алдында тоқтатуға мәжбүр етеді, осылайша қозғалыс қауіпсіз жылдамдықпен жүзеге асырылады.

Уақытпен белгіленген пойыз аялдамалары

Уақытталған пойыз тоқтағышында, жолға кіретін қол, жақындап келе жатқан пойыз белгіленген жылдамдыққа сәйкес келетін уақыт аралығында жол тізбегін қысқаша тұйықтағанша жоғары көтеріліп тұрады. Егер пойыз белгіленген жылдамдықтан артық жылдамдықпен жақындаса, жолға кіретін қол жоғары көтеріліп, пойызды тоқтатады. Егер пойыз белгіленген жылдамдыққа тең немесе одан төмен жылдамдықпен жақындаса, қол пойыз келгенге дейін төмен түсіріледі және пойыз кедергісіз жалғаса береді. Кейбір уақытталған пойыз тоқтағыштарында, жүргізуші сары сигналда жолға кіретін қолды төмендетпес бұрын, сигналды растауы қажет. Төмендетілген жылдамдық шегі бар (15–20 км/сағ) жол учаскелерінде, қарапайым конструкция да қолданылады. Жолға кіретін қол көлденең осьте еркін айналады және оның төменгі жағына қарсы салмақ бекітілген. Егер пойыздың жылдамдығы төмен болса, жолға кіретін қолды бұрау үшін жеткіліксіз күш қолданылады, тежегіштер іске қосылмайды. Бірақ егер жылдамдық тым жоғары болса, қарсы салмақтың инерциясы күшті ұлғайтады, нәтижесінде тежегіштер қолданылады.

Белгілі аялдамалар

Пойыздың белгілі бір аялдамаларында, поездді тоқтату құрылымын түсіруге болмайды. Белгілі бір аялдамалар, пойыздың соңғы теміржол учаскесінен шығып кетпес үшін, соқыр дақ жолдың соңына жақын орналастырылады. Олар сондай-ақ, кейбір пойыздардың өтуіне рұқсат етілмейтін теміржол учаскелерінің соңында, мысалы, электрленген учаскелердің соңында (мысалы, Гамильтон, NSW), немесе сақтау жолдары сияқты белгілі бір орындардан шыққан пойыздардың автоматты тежегішін және тоқтату құрылымын сынау үшін де қолданылуы мүмкін. Сидней желісіндегі "Тұрақты сигналдар" сияқты, кері бағыттағы бағыттық жолдың соңғы белгілі бір аялдамасы, атына қарамастан, тоқтатылуы мүмкін. Бұл қажет, өйткені Сиднейде пойыздың артқы тоқтату құрылымы әрқашан төмендетіледі, ал Мельбурнда, керісінше, тоқтату құрылымы әрқашан жол бойындағы кез келген тоқтату құрылымынан жоғары көтеріледі, сондықтан тоқтату қажет емес. Кейбір теміржолдар мен теміржол көлігі ұйымдары, жұмыс аймақтарындағы жұмыскерлерді қорғау үшін, оларды уақытша түрде жұмыс аймағының екі шетіне орнатып, пойыздардың қателікпен жұмыс аймағына кірмеуіне кедері келтіреді.

Құрылыстар

1901 жылы Union Switch and Signal компаниясы Бостонның көтерілген темір жолы үшін алғашқы автоматты пойыз тоқтату жүйесін әзірледі. Бұл жүйе көп ұзамай Нью-Йорк метрополитені және АҚШ-тағы басқа да көлік жүйелері қабылдады. Осы шамада Лондон метросында да ұқсас жүйе орнатылды. Механикалық құрылысының ерекшелігіне байланысты, пойыз тоқтату жүйесінің қолданылуында белгілі бір шектеулер бар. Мысалы, қатты қар мен мұз жағдайлары жол бойындағы тоқтату құрылымының жұмысына кедергі келтіруі мүмкін. Сондықтан оның ең кең қолданылуы – жер астындағы жылдам транзит желілерінде, мұнда дұрыс жұмыс істеуге кедергі келтіретін жағдайларды оңай бақылауға болады. Лондон метросының пойыз тоқтату жүйелері ATP және арақашықтық көрсету сигналдамасы пайдасына бірте-бірте тоқтатылуда. Пойыздар тоқтату жүйелері Жаңа Оңтүстік Уэльстегі RailCorp-тың барлық қалалық жолаушылар желілерінде және Австралияның Мельбурн қаласындағы электрленген қала маңы темір жол жүйесінде стандартты жабдық ретінде сақталады. Берлин S-Bahn пойызының тоқтату жүйелері алғаш рет 1920 жылдардың соңында орнатылды. Олар Bernauer Fahrsperre (немесе Fahrsperre Bauart Bernau) деп аталады, себебі олардың сынағы және алғашқы орнатылуы Штеттин темір жолындағы Бернау қалашығына дейінгі бағытта жүзеге асты. Бұл Германиядағы үшінші рельсті электрлендірілген алғашқы ауыр теміржол жылдам транзит жүйесі болды. Олар 2025 жылға дейін Eurobalises негізіндегі ZBS жүйесіне ауыстырылып, кезең-кезеңмен тоқтатылады.

Жол бойындағы қондырғы

Берлин S-Bahn жылдам транзитінде бірінші доңғалақ жинағының биіктігінде орналасқан металл арқалық қолданылады, оған сапар тоқтату құрылғысы орнатылған. Металл арқалық (сондай-ақ "Streckenanschlag" / жол тоқтату жағасы деп аталады) өтуге мүмкіндік беру үшін бүгіледі. Ол 2025 жылға дейін ZBS жүйесімен ауыстырылады. Берлин U-Bahn шағын профильді метрополитені жол үстінен көлденең түрде, семафор сигналы сияқты ілінген металл таяқты пайдаланды. Сапар тоқтату құрылғысы бірінші вагонның төбесінде (алғашқы есіктің жанында) орналасқан, шамамен молниятұтқыш сияқты көрінеді. Жүйе 1960 жылдары (Батыс), тиісінше 1990 жылдары (Шығыс) кезең-кезеңмен тоқтатылып, индуктивті пойыз тоқтату жүйесімен алмастырылды. Берлин U-Bahn үлкен профильді метрополитені оң жақ рельстің жанында саңырауқұлақ пішіндес айналмалы құрылғыны сапар тоқтату құрылғысы ретінде пайдаланды. Сапар тоқтату құрылғысы бірінші доңғалақ жинағына орнатылған. Бұл жүйе де солай ауыстырылды. Сиднейде артқы сапар тоқтату құрылғысы әрқашан төмендетіледі, ал кері бағыттағы сапар тоқтату құрылғылары "жасырылады", осылайша артқы сапар тоқтату құрылғысын іске қоспайды. Егер бар болса, аралық вагондардағы сапар тоқтату құрылғылары әрқашан көтеріледі. Нью-Йоркте сигналдау жүйесі бір бағыттағы қозғалысты (екі бағытты жолмен немесе байланыс арқылы) рұқсат еткен кезде, ол автоматты түрде басқа бағытта қолданылатын сапар тоқтату құрылғыларын іске қосады. Бұл қажет, өйткені Нью-Йорктегі пойыздардың барлық ұзындығында, тек алдыңғы вагонда емес, сапар тоқтату құрылғылары орналасқан. Лондон метросында Пикадилли желісінде сапар бағытына қарама-қарсы бағытталған көптеген тоқтатулар бар. Бұл олар инженерлік жұмыстар кезінде көбінесе кері бағытта жүретін инженерлік пойыздарды қорғауының себебі.

Дәлелдеу

Механикалық сақтандыру тұтқасы, оның сигналының қызыл жарығы өшкенге дейін төменгі күйде екені тексеріледі. Осы сигналдан кейін орналасқан рельс тізбегі бос емес деп көрсетілгенге дейін, сақтандыру тұтқасы жоғары күйде екені тексеріледі. Тексеру коммутаторы пойыз тоқтату құрылысының нақты тұтқасын анықтайды, ал осы тұтқаның жұлынуы коммутаторды басылмаған немесе қалыпты емес күйге келтіріп, операторларды оның бұзылуы туралы ескертеді.

Сурет

"Француз байланысы" фильміндегі көлік қуу сахнасында Нью-Йорк қаласының эстакадалық метро поезді, сол жолда алдындағы пойызға жақындағанда, пойыз тоқтағышына шабуылдайды. Қозғалып келе жатқан пойыз тоқтағышқа соқтығысып, жылдамдығын төмендетсе де, фильм сахнасы үшін ол алдындағы пойызбен соқтығысу алдында толығымен тоқтауға жеткіліксіз жылдамдықпен келе жатқандай көрінеді.