Любой железнодорожный транспорт можно сравнить с конвейером, где от четкого взаимодействия отдельных составных частей зависит работа механизма в целом.
В самом деле, можно иметь исправный подвижной состав, путь, энергоснабжение, устройства СЦБ и связи и т. д., но если в работе всех технических средств не будет слаженности, то метрополитеновский конвейер нарушится и остановится.
Следовательно, нужен план, единая технологическая дисциплина. Иначе говоря, график движения поездов, который определяет не только работу подвижного состава, но и деятельность всех служб и подразделений подземной железнодорожной магистрали.
График составляется с учетом выполнения плана перевозки пассажиров на той или иной линии и безопасности следования поездов. Но одного этого еще мало. Нужно учитывать максимально возможную пропускную способность, наивыгоднейшее использование подвижного состава и экономичность расхода электроэнергии, согласованную работу станций, участков, локомотивных бригад и т. д.
График движения поездов — закон не только для работников службы движения, но и для всех метрополитеновцев.
Как выполняется заданный график и насколько ритмично идут поезда, может легко наблюдать любой пассажир, находящийся на платформе, достаточно перевести взгляд на интервальные часы. Они имеются на каждой станции в торце платформы. Взглянув на интервальные часы, пассажир увидит на табло минуты и секунды, разделяющие два следующих друг за другом поезда.
Как правило, график выполняется точно, а если и бывают отклонения, то они в целом по Московскому метрополитену составляют 0,02 процента за год.
Составлению графика предшествует большая подготовительная работа. Прежде всего устанавливаются размеры движения поездов на каждой линии в отдельности по часам суток. Определяющим являются пассажиропотоки.
Разрабатываются несколько графиков: для субботних, воскресных и рабочих дней, на летний и зимний периоды времени. Это принципиально? Безусловно! Потому что в эти периоды пассажиропотоки резко изменяются по часам суток.
Следующий этап: планирование работы смежных подразделений, электродепо, станций и пр.
В часы «пик» по всем линиям реализуется, как правило, максимальная пропускная способность, определяемая возможными техническими средствами на данной линии.
Поезда мчатся с высокими скоростями и малыми интервалами. 50-летний опыт эксплуатации московского метро стал истинной гарантией высокой степени безопасности движения. Как же это достигается?
Регулирование движением поездов на линиях и станциях метрополитена производится автоматическими системами. Они проверяют свободность и исправность пути, наличие движущегося впереди поезда, а при необходимости заставляют поезд начать торможение и остановиться в заданном месте.
Единственным распорядителем движения поездов по каждой линии является поез/щой диспетчер. Ему подчинен весь эксплуатационный персонал метрополитена (на этот персонал возлагается наблюдение и управление работой устройств, обслуживание пассажиров и др.).
Автоматические системы помогают также реализовывать наивысшую пропускную способность.
Что же это за системы?
Путевая автоматическая блокировка на перегонах, электрическая и диспетчерская централизация на станциях с путевым развитием, где имеется несколько путей и стрелочные переводы, автоматическое регулирование скорости движения (АРС) и автоматическое управление движением поезда. Сюда же относятся и вспомогательные устройства — связь, радио и часовое хозяйство.
Наверное, читателю интересно узнать, как действует принцип автоблокировки, обеспечивающий полную безопасность движения скоростных экспрессов метрополитена.
Схематически все выглядит так.
Весь путь делится на отдельные отрезки, которые называются блок-участками. В начале каждого из них устанавливается светофор. В тот момент, когда на блок-участке находится поезд, загорается красный свет светофора, запрещающий въезд следующему поезду. Другими словами, поезд идет по перегону и за собой как бы открывает и закрывает путь следующему экспрессу.
Блок-участки изолированы друг от друга и представляют собой самостоятельные электрические цепи. На одном конце ее установлен источник тока (путевой транс-форматор), на другом — приемник (путевое реле). Проводником тока служит сам рельс.
Стоит поезду «вступить» на такую рельсовую цепь, как ток от путевого трансформатора будет замыкаться через скаты колесных пар вагонов, и реле останется без тока, переключит свои контакты в другое положение, и на светофоре произойдет смена показаний — с разрешающего на запрещающее. Поезд уйдет на другой блок-участок, и путевое реле мгновенно встанет под ток, и на светофоре появится разрешающий сигнал.
По такому принципу работает автоблокировка на всех магистральных железных дорогах, и, казалось бы, нового здесь ничего нет. Однако на метрополитене она имеет существенное отличие, свою особенность. Здесь гарантия и степень безопасности движения поездов повышена. Частота движения, пассажиропоток и сами условия движения поездов в тоннеле обязывают предусмотреть и предупредить все возможные случаи, ведущие к нарушению нормальной работы устройств.
И если поезд по каким-либо причинам все же проедет запрещающий сигнал, у каждого светофора установлен автостоп (электромеханического действия), а за ним имеется дополнительный (защитный) участок пути, равный авто-стопному (экстренному) тормозному пути, на котором и будет принудительно остановлен поезд.
В каждую рельсовую цепь включены два путевых реле. Они работают параллельно. Если хотя бы одно из них нарушит нормальное действие, второе переключит сигнал на красный свет и исключит возможность «ложного» разрешающего показания. Кроме того, вся схема автоблокировки построена так, что при каждом переключении сигнала на разрешающее показание принудительно производится проверка установленных зависимостей и контроль исправной работы аппаратуры всей сигнальной точки.
Для максимально возможной пропускной способности линий, для сигналов автоблокировки, зависящих от времени стоянки поездов на станциях, введен ряд специальных мер, усовершенствований.
Так, перед станциями применена частая расстановка сигналов, на самих станциях в некоторых местах установлены устройства «контроля скорости» на «подходе» и «уходе» поездов со станции с применением локаторных приборов, определены рациональные скорости движения поездов и др.
Все это позволило увеличить пропускную способность системы автоблокировки до 45 пар поездов в час в каждом направлении и вывело Московский метрополитен на первое место в мире.
С 1972 года по этому графику, с интервалом 80 секунд, работает наиболее напряженная Горьковско-Замоскворец-кая линия. Система имеет отечественный приоритет как изобретение. Автором ее является инженер А. М. Солнцев, который работал на метрополитене с 1935 года. Он считал, что «такое дорогостоящее сооружение, как метрополитен, должно давать максимальную отдачу в деле пропускной и провозной способности». В этой связи им разработан комплекс научно обоснованных положений наивыгоднейшего использования линий метрополитена как железнодорожного сооружения. В 1967 году за эту работу ему была присуждена ученая степень кандидата технических наук.
Другая группа рационализаторов, возглавляемая Е. И. Кузнецовым, создала новую конструкцию привода автостопа. Привод стал более устойчивым и надежным в работе и был быстро освоен промышленностью.
В 1951-1954 годах М. Л. Семерник и Л. И. Сандулов предложили новую схему рельсовых цепей с емкостным резонансным ограничителем. Это упрочило эксплуатацию устройств и снизило расход электроэнергии на работу рельсовых цепей более чем в 10 раз…
Каждый пятый работник службы был рационализатором. Так постепенно в течение 15-20 лет создавалась и совершенствовалась новая система автоблокировки, которая завершилась в 1950-1954 годах при сооружении Кольцевой линии. А далее при проектировании и сооружении последующих линий эта система стала типовой не только для метрополитена Москвы, но и других городов страны.
Предстояло все действующие линии, построенные до 1950 года, реконструировать по новой системе. Примерно к 1970 году эти работы были закончены. Они велись квалифицированной специальной монтажной бригадой, возглавляемой Г. В. Филатовым, совместно с эксплуатационным штатом. В условиях тоннеля, действующих устройств автоблокировки и движения поездов это оказалось нелегким делом.
Такая реконструкция устройств диктовалась самой жизнью и была оправдана последующим ростом пассажи-роперевозок.
Действительно, при сооружении первой очереди метрополитена, когда отсутствовал опыт отечественного метростроения, система автоблокировки была заимствована у зарубежных метрополитенов. Двухзначная, с неустойчивыми автостопами электромеханического действия, она пропускала не более 34 пар поездов в час и имела недостатки. Например, для безопасности движения правилами технической эксплуатации метрополитена был установлен порядок, при котором, в случае проезда светофора с запрещающим показанием, дальнейшее следование поезда разрешалось со скоростью не свыше 15 км/ч до следующей станции. Это приводило к сбою графика движения на длительное время.
Вот почему основным критерием качества работы коллектива службы сигнализации и связи остается четкость, надежность системы устройств регулирования и обеспечение безопасности следования поездов.
Есть в службе, в техническом отделе, замечательный человек — Ирина Николаевна Белова. Она ведет огромную техническую документацию, всегда в курсе всех событий, и ее знают все, потому что работает на метрополитене вот уже ровно 50 лет.
В 1934-1935 годах на первой очереди метрополитена велись монтажно-наладочные работы устройств сигнализации, централизации и связи (СЦБ), в которых участвовали Г. В. Филатов, Л. И. Сандулов, В. А. Казарин, А. И. Скоробогатов, В. В. Лаврик и многие другие.
Системы увеличения пропускной способности были основаны на измерении и соблюдении установленных скоростей подвижным составом. Однако надежного и удобного прибора-скоростемера на вагонах в то время не было. Электромагнитный (частотный) скоростемер создали работники службы СЦБ и связи С. П. Викторов, С. С. Степченко и другие. В настоящее время он установлен на всех вагонах метрополитена и пригородных железных дорогах Советского Союза.
Скоростемер — основной прибор в новых системах регулирования движения поездов, автоматической и локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости.
Сейчас на смену автоблокировке идет новая современная система — быстродействующая автоматическая локомотивная сигнализация с автоматическим регулированием скорости. Это комплекс устройств, которые автоматически с помощью тормозов поезда регулируют скорость таким образом, чтобы расстояние впереди идущего поезда не оказалось меньше тормозного пути при фактической скорости.
Действует система при помощи путевых передающих устройств, которые находятся в тоннеле, и локомотивных — приемных, установленных на вагоне.
На пульт в кабину машиниста и одновременно в контрольный орган системы на поезде поступает сигнал от скоростемера, где допустимая скорость сравнивается с фактической. Если эти скорости не совпадают, начинается торможение поезда до установленной скорости или полная остановка.
Система АРС была создана работниками московского метро совместно с ЦНИИ МПС, а разработку аппаратуры и проектные работы осуществили конструкторское бюро ЦШ МПС и проектная организация Метрогипротранс. Ее авторами являлись М. Л. Семерник, А. В. Шишляков, А. А. Евпятьев.
Система АРС внедрена на Кольцевой, Ждановско-Крас-нопресненской и Калининской линиях, а также нашла применение на метрополитенах социалистических стран. Работает она параллельно с действующей автоблокировкой. Но наличие одновременно на линии двух систем усложняет устройства и эксплуатацию. Поэтому на вновь строящихся линиях проектируется применение АРС как основной системы регулирования движением поездов. Она будет дополнена устройствами предупредительной сигнализации и контроля. Такой системой оборудован новый Серпуховской радиус метрополитена.
Высокая частота движения поездов выдвинула вопрос дальнейшего совершенствования устройств СЦБ. Речь шла об облегчении их монтажа, обслуживания, повышении оперативности при устранении неисправности.
Рационализаторами службы СЦБ и связи К. М. Махмутовым, А. И. Скоробогатовым и другими была предложена идея централизованного размещения аппаратуры на станциях. (До этого она находилась в тоннеле, в релейных шкафах у каждого сигнала.) в 1972 году смонтировали опытные участки, которые и подтвердили целесообразность нового метода. В настоящее время этот метод применяется на строящихся и реконструируемых линиях. Более того, система рекомендована для всех метрополитенов страны.
Система автоблокировки обеспечивает регулирование и безопасность движения поездов на перегонах и станциях без путевого развития, то есть поезда все время движутся по одному и тому же пути. Но вот поезд прибыл на конечную станцию, где имеются путевое развитие и стрелки. Здесь он совершает оборот, выходит на другой путь станции и движется в обратном направлении. Следует иметь в виду и то обстоятельство, что путевое развитие предусматривается и на ряде промежуточных станций, через 5-8км, а также для передачи составов в электродепо, на другую линию и т. п.
Безопасность движения поездов гарантирована системой электрической централизации. В «круг ее обязанностей» входит: перевод стрелок, установка маршрутов, открытие сигналов в строгой последовательности и взаимозависимости между этими элементами.
Сейчас автоматическая централизация обладает «программным управлением». Это повысило пропускную способность оборотных станций. Теперь дежурный только наблюдает за работой устройств и в случае нарушения может использовать вспомогательные средства. Однако несвоевременное включение вспомогательных приборов способно вызвать серьезный сбой графика движения поездов. Поэтому группой рационализаторов И. А. Иванкиным, А. П. Сурковым, Д. А. Струковым и другими было разработано устройство, которое автоматизировало включение сигналов, дублирующих светофоры, так называемых «пригласительных сигналов». Они загораются дополнительно с красным светом светофоров и дают право поезду двигаться со скоростью 20 км/ч.
Если на основном сигнале (полуавтоматического, управляемого с поста централизации) не появится разрешающий свет, допустим, из-за неисправности, то через 30 секунд реле времени подключает «пригласительный сигнал», а на посту централизации заработает акустическая и оптическая сигнализации.
К 1970 году все оборотные станции метрополитена были оборудованы автоматической маршрутно-релейной централизацией. Это повысило пропускную способность линий, и уменьшился штат обслуживающего персонала, улучшились условия их работы.
На всех конечных тупиковых станциях на главных станционных путях установлен маленький оригинальный прибор. Он работает совершенно самостоятельно, а по принципу действия его в шутку называют «Ванька-встанька».
«Ванька-встанька» — это инерционный автостоп в виде автостопной скобы, свободно вращающейся на оси и постоянно находящейся в запрещающем положении. Он пропускает поезд лишь при снижении скорости до 15— 20 км/ч, при большей скорости вызывает торможение.
На линиях последних лет строительства и при реконструкции действующих вводится диспетчерская централизация (ДЦ). При этой системе управление стрелками, маршрутами и сигналами на станциях с путевым развитием данной линии ведется диспетчером из одного пункта.
Что такое диспетчерская централизация? Это целый комплекс сложнейших устройств телеуправления и контроля за состоянием всех объектов на линии (стрелок, сигналов, маршрутов), включая электрическую маршрутно-релейную централизацию стрелок и сигналов на станциях и автоблокировку на перегонах. У поездного диспетчера установлен пульт управления, световая схема (табло), по-ездоотметчик (для контроля номера проходящего поезда) и кодовое устройство для посылки команд управления и приема извещений со станций. Однако система не исключает возможности местного управления объектами станции — непосредственно с ее поста централизации. Это бывает при возникновении какой-либо неисправности.
Для слаженной оперативной работы многочисленных служб и подразделений метрополитен располагает устройствами разветвленной проводной связи, поездной радио-связи, громкоговорящего оповещения, промышленного телевидения, электрочасовым хозяйством и звонковой сигнализацией.
Административно-хозяйственная связь объединяет все станции, электродепо и другие объекты.
Для оперативного руководства движением поездов в распоряжении поездного диспетчера имеется поездная диспетчерская избирательная связь. Диспетчер может вызвать каждую станцию в отдельности, группу или все станции одновременно. (Существует контроль прохождения вызова.) Абонент вызывает диспетчера, предварительно установив, что линия свободна, а после этого нажимает кнопку
