Введение

Железнодорожное устройство безопасности, устройство защиты поезда.

Остановка поезда, трип-стоп или трипкок (иногда называемый триппером) является частью системы железнодорожной сигнализации и представляет собой устройство защиты поезда, которое автоматически останавливает поезд в случае попытки проследования сигнала, когда показание сигнала и правила движения это запрещают, или (в некоторых применениях) при попытке движения с превышением установленной скорости.

Основная работа

Система остановки поезда состоит из двух основных компонентов. Один – механизм стрелочного перевода, установленный на земле рядом с рельсом, который по сути представляет собой пружинный рычаг, соединенный с электродвигателем (или пневматическим цилиндром в электропневматических системах). Другой – поездной отбойник, установленный на поезде и соединенный непосредственно или электрически с тормозной системой поезда. Стрелочный перевод автоматически поднимается, когда поезд должен быть остановлен. Когда система сигнализации определяет, что поезду безопасно продолжать движение, двигатель опускает стрелочный перевод в нижнее положение. Пружина обеспечивает поднятие стрелочного перевода во всех остальных ситуациях, что является важной функцией безопасности в случае отказа электро- или пневматического питания или двигателя, приводящего стрелочный перевод в движение. Если поезд попытается проехать сигнал при поднятом стрелочном переводе, стрелочный перевод механически контактирует с поездным отбойником, что приводит к автоматическому применению тормозов поезда и его остановке. Стрелочные переводы, установленные вдоль пути, регулируются таким образом, чтобы в остановленном положении они поднимались примерно над верхней гранью рабочего рельса, а в свободном положении опускались примерно ниже верхней грани рабочего рельса. Время, необходимое для подъема или опускания рычага, составляет около двух секунд.

Ограничения

Механические устройства остановки поездов оказались относительно безопасными, и их исторические модели 19-го века до сих пор используются в 21-м веке. Из-за квадратичного увеличения силы в зависимости от скорости эти механические системы ограничены применением на небольших скоростях. Их продолжают использовать в системах городского скоростного транспорта, где поезда не развивают скорость более 100 км/ч. В то время как более поздние бесконтактные устройства остановки поездов требуют наличия рабочего приемника на поезде для инициирования экстренной остановки (как в системах PCCS или Indusi), механические устройства изначально напрямую воздействовали на тормоза. Поскольку отбойный рычаг может непосредственно воздействовать на тормозной рычаг, существовали установки, где каждый вагон поезда оснащен отдельным отбойным краном на каждой тележке, имеющей тормоза. Поэтому в некоторых установках отбойный рычаг возвращается в безопасное положение всего через несколько секунд после того, как сигнал переключился на красный, чтобы снизить износ (что представляет собой реальную угрозу безопасности, как показала авария в метро Рассел-Хилл в 1995 году). Из-за износа отбойные рычаги для встречного движения на том же пути могут срабатывать одновременно с отбойным рычагом для попутного движения. Как и многие ранние системы, механическое устройство остановки поезда не осуществляет контроль скорости по умолчанию. Происходили аварии, когда поезда проезжали за стрелочный перевод из-за превышения скорости. Для внешнего контроля скорости поезда применялись устройства остановки с временной задержкой, широко используемые в Нью-Йоркском метро, где второй отбойный рычаг на расстоянии опускается всего через несколько секунд после того, как поезд прошел контрольную точку. Эти дорогостоящие системы контроля скорости постепенно заменяются бортовым компьютером, который может непрерывно отслеживать тормозной путь при приближении к сигналу.

Остановки

Рука отскока поднимается, когда сигнал не показывает разрешающий сигнал. Если поезд пытается проехать сигнал, то отбойный кран на поезде задевает поднятую руку отскока, и поезд останавливается. Когда сигнал показывает, что движение разрешено (свободный или предупреждающий), рука отскока опускается, и поезд может продолжать движение без препятствий. В некоторых случаях рука отскока не опускается, даже если сигнал, к которому она относится, показывает разрешающий сигнал, например, когда освобождены боковые сигналы, заставляя поезд остановиться перед продолжением движения, тем самым обеспечивая безопасную скорость.

Время остановки поезда

При временной остановке поезда, предупреждающий сигнал остается поднятым, пока приближающийся поезд не замкнет рельсовую цепь на участке приближения в течение времени, соответствующего заданной скорости. Если поезд приближается со скоростью, превышающей заданную, предупреждающий сигнал остается поднятым и останавливает поезд. Если поезд приближается со скоростью, равной или меньшей заданной скорости, предупреждающий сигнал опускается до прибытия поезда, и поезд может продолжить движение без препятствий. На некоторых временных остановках машинисту требуется подтвердить сигнал перед опусканием предупреждающего сигнала на желтый сигнал. Для участков пути с более низкими ограничениями скорости (15–20 км/ч) также используется более простая конструкция. Предупреждающий сигнал свободно вращается вокруг горизонтальной оси с противовесом, прикрепленным к его нижнему концу. Если скорость поезда низкая, сигнал будет повернут прицельным краном с усилием, недостаточным для начала торможения. Но если скорость слишком высока, усилие будет велико из-за инерции противовеса, что приведет к срабатыванию тормозов.

Фиксированные остановки поезда

При наличии фиксированных остановочных устройств, рычаг останова не может быть опущен. Фиксированные остановочные устройства располагаются вблизи конца тупикового пути, чтобы остановить поезд до его выезда за пределы пути. Они также могут использоваться в конце перегонов, за которые определённым поездам запрещено проходить, например, в конце зоны электрификации (например, Гамильтон, штат Новый Южный Уэльс), или для проверки автоматического торможения и системы останова поездов, отправляющихся с определённых станций, например, со станций отстоя, вблизи конечных упоров. Фиксированное остановочное устройство, являющееся последним на действующем пути в обратном направлении, несмотря на своё название, может быть отключено, как это происходит с соответствующими "фиксированными сигналами" в сети Сиднея. Отключение необходимо, поскольку в Сиднее задний выключатель останова на поезде всегда опущен, в то время как в Мельбурне, напротив, отключение не требуется, так как выключатель останова на задней части поезда всегда поднят и не взаимодействует с боковыми рычагами останова. Некоторые железные дороги и операторы городского рельсового транспорта используют фиксированные остановочные устройства для защиты рабочих в рабочей зоне, временно устанавливая их на обоих концах зоны, предотвращая несанкционированный въезд поездов в рабочую зону.

Установки

В 1901 году компания Union Switch and Signal Company разработала первую автоматическую систему остановки поезда для Бостонской эстакадной железной дороги. Вскоре эта система была внедрена в Нью-Йоркском метро и других транспортных системах Соединенных Штатов. Аналогичные системы были установлены примерно в то же время в лондонском метрополитене. В силу своей механической конструкции система остановки поезда имеет определенные ограничения в применении. Сильные снегопады и обледенение, например, могут препятствовать работе бокового упора. Поэтому ее наиболее широкое применение – на подземных линиях скоростного транспорта, где условия, способные помешать нормальной работе, легко контролируются. На линиях лондонского метро система остановки поезда постепенно выводится из эксплуатации в пользу АТП и сигнализации по расстоянию до следующей станции. Система остановки поезда остается стандартным оборудованием на всех пассажирских линиях RailCorp в штате Новый Южный Уэльс, а также на электрифицированной пригородной железнодорожной системе в Мельбурне, Австралия. Системы остановки поезда на Берлинской городской электричке (S-Bahn) были впервые установлены в конце 1920-х годов. Они получили название Bernauer Fahrsperre (или Fahrsperre Bauart Bernau) из-за испытаний и первой установки на Штеттинской железной дороге, ведущей в пригородный город Бернау. Это была первая в Германии система скоростного пригородного железнодорожного транспорта с питанием от третьего рельса. В настоящее время они выводятся из эксплуатации в пользу системы ZBS, основанной на Eurobalises, до 2025 года.

Прикормочная установка

В системе скоростного транспорта Berlin S-Bahn используется металлический стержень в качестве рычага остановки, расположенный на высоте первой тележки, на котором установлен запорный кран. Металлический стержень (также называемый "Streckenanschlag" / упор на путях) складывается, чтобы не препятствовать проходу. Он заменяется системой ZBS до 2025 года. В берлинском метрополитене (малый профиль) использовался металлический прут в качестве рычага остановки, который висел над рельсом горизонтально, как сигнальный семафор. Запорный кран располагался на крыше первого вагона (возле первой двери) и напоминал громоотвод. Система была выведена из эксплуатации в 1960-х годах (на западе) и, соответственно, в 1990-х годах (на востоке) и заменена индуктивной системой остановки поездов. В берлинском метрополитене (крупный профиль) использовался поворотный механизм в форме гриба рядом с правым рельсом в качестве рычага остановки. Запорный кран монтировался на первой тележке. Эта система также была заменена. В Сиднее задний рычаг остановки всегда опущен, а рычаги в противоположном направлении "блокируются", чтобы не задействовать задний запорный кран. Рычаги на промежуточных вагонах, если они есть, всегда подняты. В Нью-Йорке, когда сигнальная система разрешает движение в одном направлении (на двунаправленном участке или через стрелочный пост), она автоматически приводит в действие рычаги остановки, относящиеся к противоположному направлению. Это необходимо, поскольку запорные краны расположены по всей длине поезда в Нью-Йорке, а не только на головном вагоне. В лондонском метро на Пикадилли-линии много остановок, направленных против движения поездов. Это связано с тем, что они защищают рабочие поезда, которые часто движутся в противоположном направлении во время ремонтных работ.

Доказательство

Механический привод стрелки подтверждается в нижнем положении до того, как погаснет красный свет соответствующего сигнала. Привод стрелки подтверждается в верхнем положении до того, как схема пути, следующая за этим сигналом, покажет, что путь свободен. Контрольный переключатель определяет фактический рычаг остановки поезда, а обрыв этого рычага устанавливает переключатель в промежуточное положение, не в нажатое и не в нормальное, тем самым предупреждая операторов о неисправности.

Изображение

Сцена автомобильной погони в фильме «Французская связь» демонстрирует, как поезд нью-йоркского метро наезжает на платформу, приближаясь к поезду, стоящему впереди на том же пути. Несмотря на то, что движущийся поезд врезается в платформу и начинает замедляться, для нужд съёмки предполагалось, что он двигался слишком быстро, чтобы успеть полностью остановиться до столкновения с поездом впереди.