Как поезд проходит путь от станции до станции: особенности маршрутизации

Архитектура железной дороги — вещь достаточно интересная с точки зрения принципов маршрутизации. Есть перегон — некий линейный маршрут от одного узла до другого, например, от обгонного пункта до станции. По перегону поездам можно следовать только по очереди, не обгоняя друг друга и не «соприкасаясь». Маршрутизация по большей части производится на раздельных пунктах. То есть на перегоне можно только ехать или стоять.

Он разделён на блок-участки. Блок-участок — это маленький отрезок перегона, чаще всего от светофора до светофора. В обычной ситуации на одном блок-участке может находиться только один поезд. То есть если на блок-участке сейчас кто-то есть, в его начале горит запрещающий сигнал, не позволяющий следующему поезду заехать на него. А на блок-участке до этого горит жёлтый, ограничивающий максимальную скорость.

Понятное дело, бывают исключения вроде ситуации, когда нужно вытолкать с блок-участка электричку, оставшуюся без питания (и нужно заехать под красный), но мы сейчас будем говорить про то, как устроено в упрощённых случаях.

Сигналы

Машинист в кабине получает в свой мозг сигналы. Правильно реагируя на них, он может провести поезд безопасно и вовремя.

В мозг машиниста сигналы попадают через глаза, уши и, иногда, тактильно. Например, взрыв сигнальной петарды (их кладут на пути перед аварийным поездом) ощущается и звуком, и вибрацией локомотива. Но считаются петарды звуковым средством сигнализации.

Светофоры можно увидеть. Изредка попадаются семафоры (это которые машут, а не светят), ещё можно увидеть щиты, фонари, флаги и так далее. Свистки локомотива, речевые информаторы, сирены и гудки можно услышать. Есть старые ветки типа Кувшиново, где вроде сохранился семафор, но я уже давно не работаю с машиной, поэтому не могу точно сказать.

Вот ещё пример: когда на участке работают путейцы, то вначале места работ ставится сигнальный знак — жёлтый щит. Он устанавливается от начала места работ. Если видишь такой — значит, там будут люди на путях. Действует ограничение скорости. Через некоторое время сигнальный знак круглый: «начало опасного места», потом «конец опасного места» — проехал конец, но не должен сразу разгоняться, потому что за тобой вагоны. Нужно, чтобы все выехали с прежней скоростью, и только потом знак зелёного щита — можно разгоняться.

Фонарь — это ночная версия флага. А флаги вы могли видеть у проводников. Как только посадка закончена — машут зелёным флагом. Бабушка с тележкой провалилась под платформу — красный флаг. А ночью красный фонарь. Помощник видит красное и не отправляется.

Звук — например, когда локомотив свистит три раза, он собирается остановиться. Два раза — движется назад. Один — вперёд.

Отправляемся

Когда машинист хочет отправиться с начальной станции перегона, сначала дежурный по станции даёт разрешение. Вообще, очень много что делается вручную, потому что требует контроля. Те же стрелки обычно управляются с пульта, автоматическая (диспетчерская централизация) редко применяется. Но конкретно со станции можно уйти и по ещё одному набору условий: если открыт выходной сигнал, и настало твоё время в расписании. По факту диспетчер и открывает выходной сигнал. То есть чаще всего — включает зелёный сигнал светофора. И сразу же дублирует команду по радиосвязи в кабину — «Выходной сигнал открыт» (не всем, обычно скоростным поездам). Машинист обязан подтвердить получение приказа диспетчера на отправление поезда повторением голосовой команды — «Принято. Выходной сигнал открыт. Отправляемся». Ну а если диспетчер не вызвал — просто едет.

Дальше поезд должен линейно проследовать через перегон, но при этом не приближаясь слишком близко к идущему перед ним составу:



Когда поезд проезжает светофор, он сразу переключается на красный. Это значит, что на данный блок-участок заезжать нельзя.

Переключение на красный выходного светофора на блок-участке (поезд ушёл с отрезка) переключает входной на жёлтый. Переключение выходного на жёлтый переключает входной на зелёный. Выходной светофор одного участка сам по себе является входным для следующего, и называется проходным светофором.

То есть на блок-участок с другим поездом заезжать нельзя. На участке за ним надо двигаться медленно. На участке через один можно двигаться с любой скоростью в рамках разумного и допустимого.

Эта система называется автоматическая блокировка, проще — автоблокировка. Когда-то давно давно была только трёхзначная, как выше. А ещё есть четырёхзначная, сейчас часто между жёлтым и зелёным добавляется ещё один промежуточный светофор с двумя огнями, жёлтым и зелёным. Он просто для информации, что следующий сигнал ограничивает. Чтобы скорость не подбавлял.


Перегон метрополитена, обратите внимание на показания светофоров. На примере метрополитена хорошо видно работу автоблокировки, хотя блок-участки в метрополитене гораздо короче, чем на железной дороге, но алгоритм срабатывания автоматики одинаков.

Принцип работы автоблокировки основан на передаче по рельсовой цепи кодированного электрического сигнала, соответствующего показаниям светофора. Сигнал кодируется в шифраторе, который можно найти в релейном шкафе у каждого светофора.

На автоблокировку завязана система автоматического управления торможением (САУТ). Она устанавливается на предвходных и входных светофорах. Она измеряет скорость движения подвижного состава в соответствии с сигналами светофоров. САУТ нужна для автоматического включения торможения на подвижном составе.


Устройство СЦБ (систем централизации, сигнализации, блокировки), трансформаторный ящик светофора.

Это первое поколение автоматики, сейчас она уже считается чуть ли не археологией, почти везде стоят КЛУБы. Из важного КЛУБ отличается от САУТа тем, что основной блок измерения и обработки находится в кабине, а не на светофоре.

Как локомотивная бригада узнаёт показания следующего светофора, ещё не видя его? В кабине каждого локомотива, электро-или-дизель-поезда установлен локомотивный светофор и дешифратор (сейчас это на КЛУБе). Приёмные катушки, расположенные на локомотиве снизу, над железнодорожными путями, считывают электромагнитные коды с рельсов и передают в дешифратор. Дешифратор, получая электрические импульсы, обрабатывает их и подает сигнал на локомотивный светофор. Так происходит передача автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).

Через локомотив всегда идёт трафик со светофора.

То есть сигнал подаётся прямо по рельсам и считывается локомотивом с помощью первой колёсной пары, замыкающей цепь. Точнее, катушки над ней. Поезд, светофор и рельсы всегда образуют замкнутую цепь. Дальше поезда сигнал не идёт. Есть исключения с сразу двумя сигналами спереди и сзади, но это для особых ситуаций.

Если машинист ошибается или происходит какая-то авария, автоматическая сигнализация просто не даёт совершить потенциально опасное действие. Если поезд всё-таки прошёл красный запрещающий сигнал без разрешения диспетчера, то сработает АЛС. И поезд автоматически перейдёт в режим экстренного торможения для предотвращения столкновения или схода с рельс в случае неисправности пути.


Показания локомотивного светофора — цветные панели слева от шкалы скоростемера. Их читает не только человек, но и КЛУБ (комплексное локомотивное устройство безопасности). Эта система получает числовой код с рельс о показаниях впередистоящих светофоров. На фото фактическая скорость зелёная, красная — это допустимая на участке. Расстояние до цели — графа слева. Вместо слова «переезд» до светофора будет «светофора» и количество метров — 129, 90, 70. И красная скорость начнёт падать пропорционально расстоянию. Когда останется до сигнала 100 метров, она будет равна нулю. Ближе не подъехать. Если нужно заехать под красный — надо ввести специальную команду для выставления допустимой скорости на 20. КЛУБ по сложности комбинации понимает, что в кабине кто-то подумал, прежде, чем делать. Мы несколько раз использовали такой режим, и один раз «разведывая» кривой участок наткнулись за поворотом на хвост электрички, вставшей по срыву стоп-крана.

Какой сигнал показывается на впередистоящем светофоре, тот же дублируется и на локомотивном светофоре в кабине машиниста. Белый сигнал — следующий участок не кодируется.

Зелёный свет — следуй с установленной скоростью, загорелся жёлтый — внимание, проследовать светофор с жёлтым сигналом разрешается со скоростью не выше 60 км/час. Проезд красного сигнала — нарушение, со всеми вытекающими отсюда последствиями для локомотивной бригады (кроме ситуаций, которые по инструкции регламентировано разрешают это делать).

На малодеятельных участках железных дорог работает так называемая полуавтоблокировка. Там, на перегонах между станциями, нет проходных светофоров и блок-участков. Пока движущийся состав не проследует весь перегон полностью и не прибудет на следующую станцию, идущий за ним поезд, будет стоять на станции и ждать, на перегон он не отправится. У нас в Подмосковье на Конаковской ветке такое было раньше.

Какова пропускная способность такого участка? Конечно, не очень высокая. Вот почему нужно отправлять больше пакетов! Так что автоблокировка и разбиение на блок-участки позволила в разы повысить пропускную способность железных дорог.

Какие бывают светофоры?

Светофоры бывают не только входные, выходные, проходные и маршрутные (проходные внутри станций), но и прикрытия для пересечения с другими линиями (например, трамвайными), заградительными (например, в местах частых обвалов — он стоит перед переездом, там дежурная по переезду включает из будки, надо сразу дать торможение), предупредительными (анонсируют следующий светофор), повторительные (на случай, если плохо видно основной в кривой) и так далее. Один светофор может совмещать несколько назначений (входной и выходной, выходной и маневровый, выходной и маршрутный и другие).

Примеры:

• Зелёный — предписывает маршрут по прямому направлению, выходной сигнал открыт.
• Один жёлтый — маршрут по прямому направлению на станцию открыт, выходной сигнал закрыт (красный).
• Два жёлтых — маршрут приготовлен с отклонением движения по стрелке, выходной сигнал закрыт.
• Два жёлтых (верхний из них мигающий) — маршрут приготовлен с отклонением на боковой путь, выходной сигнал открыт.
• Красный и белый — сигналы, разрешающие проследование запрещающего (красного) сигнала по распоряжению дежурного по станции при неисправностях инфраструктуры путей (рельсы, стрелки, светофоры) при скорости не выше 20 км/час с готовностью немедленной остановки подвижного состава.

Приоритеты движения опережение подвижного состава

У пассажирского поезда приоритет. Когда нужно опередить товарный поезд, машинист пассажирского связывается для согласования опережения с диспетчером участка пути либо дежурным по станции. После согласования грузовой поезд останавливается на станции, пассажирский опережает его.

Приоритетов много. Высокоскоростные поезда бьют скоростных, скоростные бьют скорые, скорые бьют обычных пассажирских, обычные пассажирские важнее пригородных, и в конце грузовые. Ещё бывают всякие странные исключения вроде правительственных поездов, у которых приоритет превышает максимальное значение int.

Когда опережение нужно сделать не на станции, а на перегоне, тогда машинист совместно с дежурным диспетчером блок-участка пути выбирает удобный для опережения участок. Для этого у машиниста есть карта профилей перегонов, чтобы выбрать наиболее удобный и безопасный участок пути для возобновления движения с места остановки с учётом веса состава.

Вот едет машинист на грузовом поезде с бензином, у него 60 вагонов. Диспетчер говорит — за тобой пассажирский, надо убрать тебя на обгон (но прямо так не скажет, а простой уберёт словами «маршрут на боковой путь»). Машинист будет выполнять. Карта профилей важна вот почему: если обгонный путь от станции, а длина у него всего 30 вагонов, то наш товарняк с бензином не влезет. Значит, дальше надо ехать до другого пункта, где уже можно поместиться.

На каждом перегоне для совершения опережения есть «правильное» и «неправильное» направление движения. В правильном направлении поезда движутся по светофорам. А в неправильном направлении (встречном) движутся не по светофорам, а по показаниям АЛС в кабине локомотива. Смена направления движения по перегону возможна в исключительных случаях и только при участии двух дежурных по станциям (ДСП), контролирующих данный перегон.

Редкий случай на самом деле. Вот есть двухпутка. Правильный путь занят твоим поездом. Тебя берут на перегоне встречку, это «неправильный» путь. Всё встречное движение останавливается, ты едешь в гордом одиночестве, пытаясь понять что это было. Тут — ВЖУХ! — проносится опаздывающий куда-то Сапсан. Ну а в конце перегона снова заходишь на правильный. Да, там уже «пробка» из тех, кто должен был ехать в другую сторону, но маршрутизация по приоритетам есть маршрутизация по приоритетам.

Радиосвязь

Радиосвязью пользуются все: машинисты локомотивов, дежурные по станциям, поездные диспетчеры, начальники пассажирских поездов, дежурные по депо и так далее, практически все службы. Диапазоны КВ и УКВ.

За радиосвязь на железных дорогах отвечает служба связи — ШЧ и региональные центры связи — РЦС. При производстве маневровых работ общение происходит точно так же, но на другой частоте, чтобы маневровая работа не мешала поездной. На случай отказа или сбоя, всегда существуют резервные диапазоны и каналы. Если на локомотиве полностью отказывает радиосвязь, то машинист обязан довести поезд до первой станции, там остановить состав, устно сообщить о проблеме дежурному по станции, и совместно с поездным диспетчером принимается решение о дальнейшем следовании данного поезда с локомотивом, имеющим исправную радиосвязь. Диспетчер может дать приказ, как следовать с неисправной связью.

Все радиостанции дают вести радиопереговоры на больших расстояниях и со всеми причастными. Машинисты поездов могут разговаривать между собой, с дежурными по станциям, с поездным диспетчером, с начальником поезда, без всяких помех и проблем. У Сапсанов своя частота, их слышат теперь не все желающие.

По радио можно вызвать врача или полицию с ближайших станций.

Из Москвы можно было вызвать Петербург при желании. Только просто поговорить не выйдет: всё это пишется, если послать кого-то в эфире, будет резолюция и выговор.

Вот примерно так. Перегоны — это то, что между точками маршрутизации. Они разделены на отрезки блок-участков, на каждом из которых может быть в обычной ситуации только один поезд. Это снабжено системой автоматического контроля и проверяется разными людьми — как минимум машинистом и диспетчером. Всё безопасно и логично прямо на уровне протокола.

За огромную помощь в подготовке спасибо А.В. Иванову. Если интересно что-то детальнее — спрашивайте. А пока вот наши другие посты про железную дорогу: ретропоезд с паровозом, FAQ про работу помощника машиниста, про поезд Мегаполис, что интересного в кабине машиниста поезда, особенности транспорта Универсиады, в депо Аэроэкспресса, про транссиб, Гранд Экспресс, какие бывают поезда, энергосистемы вагонов, как устроен пассажирский вагон, как собирают вагоны, как они эволюционировали, про Ленинградский вокзал, про паровозы, про старые вагоны, большой FAQ про поезда дальнего следования и неочевидные правила.