Под редакцией канд техн наук Б. С

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Гост 17623-87, 138.94kb.
• Надійності та безпеки в будівництві, 692.13kb.
• Гост 5382-91, 1729.88kb.
• Д. М. Лаковский (руководитель темы); И. В. Колечицкая; С. А. Резник, канд техн наук;, 203.82kb.
• Гост 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества Технические, 310.23kb.
• Государственный стандарт союза сср здания и сооружения Методы измерения яркости, 278.78kb.
• Гост 26824-86, 248.28kb.
• Строительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование, 2477.63kb.
• Строительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*, 1856.14kb.
• Б. В. Баркалов ), Государственным проектным конструкторским и научно-исследовательским, 2674.7kb.

РАЗВИТИЕ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ


Под редакцией канд. техн. наук Б. С. Рязанцева


М., «Транспорт», 1986


ОТ АВТОРОВ


В комплексе технических средств железнодорожного транспорта — основного вида транспорта СССР — важное место занимает автоматика, телемеханика и связь. От уровня развития этой техники и надежности ее работы зависит обеспечение бесперебойных перевозок грузов и пассажиров. Авторы поставили перед собой цель — рассказать, как на протяжении истории развития железных дорог нашей страны создавали и совершенствовали технические средства всего железнодорожного комплекса. Освещая этап за этапом их развитие, авторы стремились показать пройденный путь, эволюцию техники, особенно характерную для последних 50 лет. Широкое распространение и высокий уровень этой техники стали результатом упорного творческого труда большого коллектива специалистов и рабочих. Многие из них, те, которые своим трудом внесли значительный вклад в техническую оснащенность железных дорог, названы в книге.

Сосредоточивая внимание на развитии техники, авторы вынуждены кратко освещать вопросы, касающиеся производственно-технической базы, обеспечивавшей это развитие. В то же время работа электротехнических заводов, строительно-монтажных организаций, служб и дистанций сигнализации и связи железных дорог сама по себе представляет интерес и заслуживает в дальнейшем более полного освещения.

Наш рассказ оканчивается 1980 годом. Книга, предлагаемая вниманию читателей, является первой попыткой освещения истории развития автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах Советского Союза, и авторы будут благодарны за возможные замечания и пожелания.


ВВЕДЕНИЕ


Железные дороги — основной вид транспорта СССР. От их четкой и слаженной работы в решающей степени зависит успех экономического и социального развития страны. На долю железных дорог приходится примерно 57% (1980 г.) общего объема грузовой перевозочной работы всех видов транспорта страны во внутреннем сообщении (включая трубопроводный транспорт). Железные дороги СССР — самая мощная транспортная система мира. Их средняя грузонапряженность более чем в 6 раз превышает грузонапряженность железных дорог наиболее развитых стран, а грузооборот составляет свыше половины мирового грузооборота железнодорожного транспорта.

Советское государство получило в наследство от царской России очень отсталый по техническому оснащению железнодорожный транспорт и превратило его в высокооснащенную отрасль — неразрывную составную часть народнохозяйственного и оборонного комплекса страны.

В работе железных дорог важное значение имеет применение средств автоматики и телемеханики, служащих для управления движением поездов и включающих в себя постоянные сигналы, централизованное управление стрелками, путевую блокировку и механизацию сортировочных горок. Эти современные технические средства, по старой терминологии называемые устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), позволяют эффективно решать многие задачи перевозочного процесса. Они дают возможность его интенсифицировать, увеличивая пропускную способность перегонов и станций, обеспечивать высокий уровень безопасности движения поездов и существенно повышать производительность труда, автоматизируя многие операции по управлению движением поездов. Устройства СЦБ появились в простейшем виде на первых участках железных дорог, постоянно они усложнялись и совершенствовались, расширялись их функции. Вместе с тем повышалась безотказность устройств. Начиная с первых пятилеток, в нашей стране их комплекс уже не охватывается понятием СЦБ, а выходит за его пределы и более точно определяется словами «устройства автоматики и телемеханики, служащие для управления движением поездов».

Технические средства автоматики и телемеханики нашли и находят применение на железных дорогах, в том числе в управлении локомотивами, системе электроснабжения и других технологических процессах. Однако в основном они используются в области управления движением поездов, его организации. Поэтому, говоря о железнодорожной автоматике и телемеханике, мы имеем в виду именно это.

Создание и внедрение новейших систем и аппаратуры автоматики и телемеханики за последние более чем 50 лет стали одним из основных направлений технической реконструкции железных дорог страны. К началу восьмидесятых годов более половины их было оборудовано автоблокировкой и автоматической локомотивной сигнализацией с автостопом, широко внедрялась электрическая централизация стрелок и сигналов и в том числе диспетчерская централизация, большинство сортировочных горок механизировали. При максимальной концентрации на наиболее грузонапряженных линиях железных дорог те или иные устройства автоматики и телемеханики стали неотъемлемой частью каждой железнодорожной линии и станции.

В общую с техникой автоматики и телемеханики отрасль железнодорожного хозяйства входит сложная система железнодорожной связи. Эти две составные части отрасли, обычно сокращенно называемой «сигнализация и связь», базируются на единых теоретических основах — электротехнике и радиоэлектронике и имеют в значительной степени общую или близкую элементную базу. Такая общность позволила объединить создание новых технических средств и систем, производство аппаратуры и оборудования, строительство и техническое обслуживание устройств в общей системе научно-исследовательских, конструкторских, промышленных, строительных и эксплуатационных организаций. Таким образом, используя достижения научно-технического прогресса, автоматика, телемеханика и связь образовали отдельную отрасль железнодорожного хозяйства, имеющую свою историю и успешно развивающуюся в сочетании с другими видами железнодорожной техники.

История развития железнодорожной автоматики, телемеханики и связи является частью истории развития железнодорожного транспорта Советского государства и неотделима от пути, пройденного страной за эти годы. Вместе со всей страной под руководством Коммунистической партии работники отрасли настойчиво трудились над созданием более совершенных технических средств, их внедрением, освоением и совершенствованием, над обеспечением их надежной работы. С каждым годом техника усложнялась, к ней предъявлялись дополнительные требования, повышалась эффективность ее внедрения. В ней использовались новые принципы и элементы, многие достижения научно-технического прогресса.

В течение всего периода непрерывно совершенствовали технические средства, создавали новые системы и виды аппаратуры, заменяли устаревшую и менее эффективную технику. Бывало и так, что устройства, созданные и проверенные в работе, в дальнейшем не находили широкого применения или вообще не внедряли. Однако само их создание, проверка новых принципов и решений были прогрессивными, поскольку способствовали разработкам еще более эффективных видов техники.

Вместе с совершенствованием техники постепенно росли люди, расширялись области их знаний, повышалась квалификация, накапливался богатый опыт. Многие тысячи работников отрасли посвятили выбранной специальности всю свою жизнь, принимая активное участие в развитии техники и ее эксплуатации. С течением времени совершенствовались формы и методы работы, ее организация. Весь опыт, накопленный десятилетиями, бесценен, знакомство с ним позволяет выделить достижения и успехи, проанализировать ошибки и неудачные решения. Знание истории того, что действует сегодня, и анализ пройденного пути дают возможность более правильно решать вопросы на будущее, должным образом оценить сделанное ранее. Это относится не только к работникам отрасли и специалистам, готовящим себя к работе в ней. Широкому кругу железнодорожников и многим другим, соприкасающимся в работе с техникой, о которой идет речь, может быть интересно и полезно знать этапы ее развития, имена людей, с которыми это развитие связано.

Дореволюционный период характеризуется постепенным очень медленным появлением на железных дорогах новых технических средств сигнализации и связи, большая часть которых была производства зарубежных фирм. Однако уже в этот период были известны имена изобретателей, сумевших создать свою отечественную технику и внедрить ее, несмотря на многочисленные препятствия, связанные с широко распространенным в царской России преклонением перед Западом.

Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила положение. Двадцатые годы стали годами восстановления разрушенного железнодорожного хозяйства и началом становления отрасли. В это время закладываются основы централизованного государственного управления хозяйством, делаются первые шаги по его развитию на базе пока еще старой техники, использующей зарубежный опыт. Получив мощный импульс, развивается изобретательство, и в государственном масштабе ведутся научные исследования отдельных вопросов железнодорожной сигнализации и связи.

Двадцатые годы — это переходный период. За ними следуют первые пятилетние планы. Тридцатые годы — начало развернутой реконструкции транспорта, в которой важное место занимало создание и внедрение новых средств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Тогда же формируется научно-производственный комплекс, обеспечивающий решение поставленных перед отраслью задач, в который входят научно-исследовательские и проектно-конструкторские организации, заводы, поставляющие оборудование и аппаратуру, строительно-монтажные организации, дорожная эксплуатационно-ремонтная база, система подготовки кадров. Естественно, что за научно-производственным комплексом стоит большой коллектив людей, специалистов самой разной квалификации, своим трудом обеспечивающих успешное развитие отрасли и соответствие ее предъявляемым требованиям. Роль тех из них, которые внесли наиболее существенный вклад в общее дело и заложили фундамент сегодняшнего «здания отрасли», отмечена в рассказе об истории развития автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах СССР.

Технические средства отрасли, созданные в значительной степени за тридцатые годы, помогли обеспечить поистине героическую работу железных дорог в период Великой Отечественной войны, во время которой железнодорожный транспорт так же, как и вся страна, понес огромные потери. Во временно оккупированных районах, на фронтовых и прифронтовых дорогах имело место массовое разрушение железных дорог, в том числе и устройств сигнализации и связи, вышли из строя многие промышленные предприятия, обслуживающие отрасль.

Последние годы Великой Отечественной войны и особенно послевоенные годы для всей страны и железнодорожного транспорта характеризовались высокими темпами восстановительных работ и началом нового этапа развития хозяйства. Используя накопленный опыт и достижения научно-технического прогресса, отрасль в короткие сроки залечила раны, нанесенные войной, и продолжала совершенствоваться уже на новой технической базе.

Годы последующего мирного развития страны внесли крупные изменения в техническую вооруженность железнодорожного транспорта. В этот период были проведены такие крупные реконструктивные мероприятия, как полная замена паровой тяги на электрическую и тепловозную, капитальное обновление вагонного парка, внедрение тяжелых типов рельсов, железобетонных шпал и бесстыкового пути, а также многое другое.

Средства автоматики и телемеханики, обеспечивая необходимую пропускную способность магистральных железных дорог при высоком уровне безопасности движения, позволили получить значительный технико-экономический эффект. При этом сокращался эксплуатационный штат, снималась или намного отодвигалась необходимость осуществления других дорогостоящих мероприятий по повышению провозной способности железных дорог. Современные средства связи дали возможность работникам на всех ступенях оперативно руководить высокоинтенсивным перевозочным процессом. При этом технические средства автоматики, телемеханики и связи железных дорог СССР находились и находятся на уровне передовой зарубежной техники, а накопленный опыт высоко ценится и широко используется во многих социалистических и развивающихся странах.


Глава 1 ОТ ПЕРВЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ДО 1917 ГОДА


Первая в России железная дорога общего пользования между Петербургом и Павловском была введена в эксплуатацию в 1837 году, а первую магистральную линию Петербург — Москва открыли для движения в 1851 году. В последующие годы началось сравнительно интенсивное железнодорожное строительство, достигшее максимальных темпов в девяностых годах.


Сигнализация


В первый период эксплуатации линия Петербург — Павловск постоянных сигналов не имела. Для передачи особо важных сообщений на линии применяли «оптический телеграф». Телеграфные посты находились у будок путевых сторожей на расстоянии 1 — 2 км друг от друга. Днем сигналы передавались черными шарами, а ночью — красными фонарями, которые поднимались с помощью проволочной передачи. В инструкции для сторожей того времени сказано: «В случае остановки на линии поезда по причине какого-нибудь в нем повреждения, препятствующего его дальнейшему следованию, сторож этого участка по приказанию обер-кондуктора должен подать соответственно времени дневной или ночной сигнал оптическим телеграфом в сторону ближайшей станции и в то же время должен бежать по направлению к следующему сторожу и возвращаться оттуда лишь тогда, когда убедится в выкинутии им того же самого сигнала». Оптический телеграф действовал на дороге до 1870 года. На некоторых участках сторож оставался на месте и привлекал внимание соседнего звуком охотничьего рога.

После того как в 1838 году на одной из платформ от искры из трубы паровоза загорелся багаж, было принято решение использовать «сигнальную веревку». На паровозе имелся колокол, а от него вдоль всего состава на крючках протягивали веревку. Во время пожара или в других экстренных случаях кондуктор или смазчик, находившиеся на тормозных площадках, а также проводники пассажирских вагонов дергали за веревку, тем самым извещая машиниста 6 необходимости срочной остановки. Впоследствии веревку привязывали не к колоколу, а к рычагу гудка паровоза.

Согласно положению о сигналах, объявленному позднее, сигнальная веревка стала обязательной на других железных дорогах для всех пассажирских поездов. Когда же появились автоматические тормоза, сигнальная веревка оставалась как резерв на случай их отказа. Сигнальную веревку отменили лишь после 1917 года.

В 1884 году механик И. П. Петров предложил использовать так называемую гальваническую сигнальную веревку. На паровозе установили батарею и электрический звонок, а вдоль состава проложили двухпроводную линию. Отрезки линии в пассажирских вагонах были смонтированы постоянно, их соединяли в одну цепь соединителями с пружинами, которые при обрыве поезда замыкали линию, и включался звонок. Кроме того, в каждом вагоне имелась кнопка, закрытая стеклом. Для срочной остановки поезда необходимо было разбить стекло и нажать кнопку, цепь гальванической сигнальной веревки замыкалась и на паровозе включался звонок.

Завершение строительства линии Петербург — Москва, строительство других железнодорожных линий потребовали решения вопроса о введении постоянных и поездных сигналов. В 1852 году было опубликовано «Положение о сигналах на Санкт-Петербург — Московской железной дороге», в котором предусматривались переносные сигналы, подаваемые главным кондуктором (тогда «обер-кондуктором»), кондуктором и путевыми сторожами.

В конце пятидесятых годов появились первые постоянные сигналы — красные и зеленые диски. Красные диски применялись в качестве входных сигналов. Они имели два положения: открытое (днем — ребро, обращенное к машинисту, ночью — белый огонь) и закрытое (днем — плоскость повернута к машинисту, ночью — красный огонь). На двухпутных линиях красный диск нормально был открыт, на однопутных — закрыт. Красные диски устанавливались на расстоянии 20 — 200 м от входной стрелки.

Для маневровой работы без выхода подвижного состава на перегон красный диск относили на 200 м. Красными дисками управляли на расстоянии с помощью однопроводной гибкой передачи.

Зеленые диски размещали на расстоянии 500-800 м от входной стрелки, их положение 'не менялось. Зеленые диски оповещали машиниста о наличии впереди сигнала. Ночью на диске был зеленый огонь. Зеленый диск по существу не был сигналом в современном понимании, это был знак.

До 1870 года на железных дорогах России, большая часть которых находилась в частном владении, применяли самую разнообразную сигнальную технику. В качестве входных сигналов использовали красные диски, семафоры с крыльями, семафоры с подъемными красными шарами. Были дороги, на которых семафоры размещали на середине станции. Открытое крыло этого семафора давало право выхода поезда на перегон только при наличии у машиниста письменного разрешения от дежурного по станции. На отдельных участках дорог вообще не было никаких постоянных сигналов.

К 1870 году в соответствии с приказом Министерства путей сообщения почти все дороги установили входные сигналы — красные диски или семафоры. Так, Петербург — Московскую железную дорогу оборудовали семафорами, что было связано с введением механической централизации стрелок и сигналов. Еще раньше семафоры установили на участке Петербург — Павловск в связи с устройством там независимой путевой блокировки.

В 1873 году Министерство путей сообщения опубликовало «Положение о сигналах», обязательное для всех железных дорог, согласно которому упорядочивалось применение красных и зеленых дисков. Однако обязательных указаний о введении семафоров не было. По-прежнему этот вопрос решался на разных дорогах по-своему.

Единой сигнализации семафоров также принято не было. Имелись три основных варианта семафорной сигнализации. Наиболее распространенной и в дальнейшем принятой была конструкция семафора, устанавливаемого справа от пути и сигнализировавшего крылом, поднимающимся из горизонтального положения вверх под углом 135° к мачте. Семафор другой конструкции имел два крыла, направленные в разные стороны. Для машиниста сигнальное значение имело то крыло, которое он видел слева от мачты, а правое крыло служило для встречного направления, то есть в одной конструкции сочетались два семафора для четного и нечетного поездов.

В качестве контрольных огней использовали красный, белый, зеленый и синий цвета. Конструкции семафоров имели и другие существенные различия. Применяли деревянные и металлические мачты. Семафорами управляли непосредственно с мачты или от стрелочной будки, а в ряде случаев — из помещения дежурного по станции. Для передачи усилий сначала использовали однопроводную передачу с гибкими проволочными тягами, только позднее получили распространение двухпроводные линии. На поворотных шкивах вместо троса применяли железную цепь, для регулировки натяжения в проволочную передачу включали стяжную муфту, а в некоторых случаях устанавливали компенсатор натяжения. Всего насчитывалось 15 конструкций семафоров и 10 красных дисков.

Самой лучшей конструкцией в то время был двухпозиционный семафор, предложенный Я. Н. Гордеенко, которым управляли с помощью двухпроводной гибкой передачи с компенсатором. Начало его применения относится к восьмидесятым годам XIX века.

В дальнейшем семафор стал преобладающим типом сигнала, хотя красные диски в качестве входных сигналов еще оставались на некоторых дорогах. Для информации дежурного по станции в это время наряду с контрольными огнями стали использовать электрические повторители, в которых подвижное крыло изменяло положение с помощью электромагнита, включающегося контактом на крыле семафора.

В 1889 году на подмосковной станции Перово Н. А. Рахманинов установил устройство по управлению семафором с помощью электроэнергии, получаемой от индуктора переменного тока. Примерно тогда же начальник службы телеграфа Курско-Харьково-Азовской дороги К. А. Кайль предложил электромеханизм, который управлял «окуляром» с тремя цветными стеклами. Этот механизм имел поляризованное реле и мог устанавливать тот или иной светофильтр перед фонарем семафора или диска, обеспечивая одно из трех показаний. Это был предшественник современного прожекторного светофора.

К началу XX века официально продолжало действовать «Положение о сигналах» 1873 года, но фактически единой сигнализации не было — на разных дорогах, даже на соседних станциях применяли различные сигналы и сигнальные показания. Так, в 1905 году в статье «Основные начала железнодорожной сигнализации» инженер Е. Н. Кульжинский писал: «Даже на одной и той же дороге рядом лежащие станции имеют различные сигнализации, по принципу друг другу противоречащие». Необходимость введения единой сигнализации была очевидна. Не только железнодорожники, но и военное ведомство считали, что следует иметь однообразную сигнализацию во избежание аварий в военное время, когда одни и те же машинисты могут обслуживать участки нескольких дорог.

В 1909 году через 36 лет после издания первого положения о сигналах были опубликованы «Общие правила сигнализации». Эти правила стали определенным шагом вперед. Основным сигнальным прибором был принят семафор. Его конструкция стабилизировалась, и он мало чем отличался от хорошо знакомого нам семафора двадцатых-тридцатых годов. Красные поворотные диски еще допускались в качестве входных сигналов на второстепенных участках. Семафоры с крыльями по разные стороны мачты упразднили, ввели двузначные предупредительные диски, предписывалось применение повторителей входных семафоров. Предупредительные диски в этот период были в основном механического действия, управляемые общей гибкой передачей, с входным семафором.

Тем не менее, правила 1909 года имели существенные недостатки. Главные из них — противоречия в отношении сигнальных цветов. Основными сигнальными цветами называли красный и зеленый, и в то же время указывалось, что сигнал «путь свободен» подается белым огнем. Для ночной сигнализации предупредительного диска предусматривали зеленый огонь (входной сигнал закрыт) и белый (входной сигнал открыт). На введенных к этому времени дисках сквозного прохода имелся белый огонь, если был разрешен проход поезда без остановки.