Obsah

20

Vlakový zabezpečovač

Vlakové zabezpečovací zařízení (VZ) zabezpečuje jízdu vlaků a kontroluje činnost strojvedoucího na základě informací mezi tratí a hnacím vozidlem.

Základní pojmy:

Mobilní část – část VZ přímo na vozidle, která přijímá, zpracovává a vyhodnocuje činnost strojvedoucího i hnacího vozidla.

Traťová část – část VZ, která je přímo součástí ZZ (nejčastěji ATB) a zprostředkovává kódování informací do KO.

Automatická výluka – stav mobilní části VZ, kdy vozidlo již stojí a není nutno kontrolovat činnost strojvedoucího.

Vlakové zabezpečovací zařízení rozdělujeme podle způsobu přenosu informací na hnací vozidlo:

  • systém bodový – přenos informací se uskutečňuje pouze v daných místech na trati;

  • systém liniový – přenos informací se uskutečňuje v celém oddíle;

  • systém kombinovaný.

20.1 PRINCIP ČINNOSTI VZ

Základní činností je to, že se návěst světelného návěstidla zobrazuje na návěstním opakovači (NO), který má strojvedoucí v kabině hnacího vozidla. Na obrázku je návěstní opakovač umístěný na sloupku mezi okny nad rychloměrem. Proto strojvedoucí ví, k jaké návěsti se blíží, i když návěstidlo ještě není fyzicky vidět. Tak může volit vhodnou rychlost nebo stupeň brzdění. Zároveň ale také systém kontroluje činnost strojvedoucího a nouzově zastaví vlak, když strojvedoucí správně nereaguje. To se může stát, když mu bude nevolno, usne, upadne do bezvědomí, nebo ho postihne náhlá mozková nebo srdeční příhoda. Zde je třeba také poznamenat, že dřív řídil vlak strojvedoucí a měl k sobě pomocníka. Ten mohl v takové situaci zasáhnout. Dnes řídí strojvedoucí vlak sám, a to i několik stovek kilometrů za směnu.
V síti drah České republiky, kterou využívají i soukromí dopravci, se používá liniový systém se čtyřmi frekvenčně impulzními kódy, které jsou znázorněny na obrázku. Tento kód vzniká pravidelným přerušováním napájecí frekvence KO 50 nebo 75 Hz, kterou přerušuje motorový kodér, respektive kontakt jeho transmitního relé (TR). V současnosti existují i bezkontaktní kodéry.

Kódy vlakového zabezpečovače


Z obrázku je patrno, že kódy jsou čtyři. Těmi se přenáší návěsti návěstidel na opakovač, který má strojvedoucí v kabině hnacího vozidla. Význam kódů:

  • Zelené světlo – vlak se blíží k návěsti "VOLNO".

  • Žluté světlo – vlak se blíží k návěsti "VÝSTRAHA".

  • Žluté mezikruží – vlak se blíží k jakékoli návěsti zpomalení (např. "RYCHLOST 40 km/h").

  • Červené světlo – vlak se blíží k návěsti "STŮJ".

Tratě, které nejsou vybaveny kódováním, nemohou tento kód přenášet na hnací vozidlo. Zde potom slouží vlakový zabezpečovač pouze ke kontrole bdělosti strojvedoucího. Pokud není trať kódována, nebo pokud se kód na hnací vozidlo nepřenáší, svítí na návěstním opakovači modré světlo. Strojvedoucí pak musí perodicky obsluhovat tlačítko bdělosti nehledě na znacích návěstidel.

20.2 Přenos kódu na hnací vozidlo

Přenos informací z KO na hnací vozidlo se uskutečňuje bezkontaktně induktivní cestou. Proud frekvenčně impulzního kódu protéká kolejnicovými pásy a uzavírá se přes první nápravu vozidla. V okolí vodiče (kterou tvoří kolejnice) se vytváří přerušované magnetické pole. Toto magnetické pole protíná závity snímacích cívek umístěných na vozidle a indukuje v nich proud téhož průběhu jako proud, který toto magnetické pole vytváří. Snímací cívky jsou umístěny na lokomotivě 200 mm nad hlavou kolejnice před první nápravou.

Princip přenosu kódu na hnací vozidlo

Kód opakované výstrahy u čtyřznakého AB je tvořen z kódu červeného světla vynecháním každého čtvrtého impulzu. Na návěstním opakovači se tento kód zobrazí jako pomalu přerušované červené světlo.

Indukovaný proud, který je nositelem informace, je zpracován a vyhodnocen mobilní částí VZ dle blokového schéma na obrázku.
Po odstranění cizích frekvencí vstupním filtrem VF je signál zesílen ve dvoustupňovém zesilovači Z. Na jeho výstupu je zapojeno relé Q, které opakuje vstupní frekvenci kmitů. Tato informace je zpracovávána v dešifrátoru D, kde je prostřednictvím magnetických zesilovačů ovládán návěstní opakovač NO, respektive jeho světla.

Nezávisle na činnosti dešifrátoru jsou informace vyhodnocovány v panelu funkční kontroly FK. Tento panel vyhodnocuje stavy:

  • není přenášen žádný kód;

  • jsou přenášeny kódy zakazující;

  • jsou přenášeny kódy povolující.


Blokové schéma mobilní části VZ

Není-li na lokomotivu přenášen kód, je nutné obsluhovat tlačítko bdělosti (TB). Nebude-li tento úkon proveden, rozezvučí se houkačka. Jestliže ani potom nebude obslouženo TB, dojde k nouzovému brzdění.
Jsou-li přenášeny kódy zakazující (červené světlo a žluté mezikruží), které jsou souhlasně vyhodnoceny panely D i FK, je nutno zařízení obsluhovat jako když není přenášen žádný kód. Jsou-li přenášeny a souhlasně vyhodnoceny kódy povolující (zelené a žluté světlo), je vybavovacím relé vyloučeno nouzové brzdění a nemusí se ovládat TB. Při nesouhlasném vyhodnocení kódů se může na NO rozsvítit méně povolující znak nebo zůstává zhaslý.
Mobilní část přijímá a vyhodnocuje informace z tratě a kontroluje bdělost strojvedoucího.

Skládá se ze:

  • snímače;

  • přístrojové skříně;

  • měničové skříně;

  • návěstního opakovače;

  • houkačky;

  • tlačítka bdělosti;

  • elektromechanického převodníku;

  • rychlostního spínače;

  • tlakového spínače;

  • elektromagnetického ventilu;

  • napájení.


    • Přístrojová skříň

    Je zpravidla umístěna ve strojovně lokomotivy a má bloky dle obrázku.

    Jednotlivé bloky přístrojové skříně

    Snímače
    Tvoří je dvě samostatné cívky na jádře z transformátorových plechů zapojené do série a zalité v pryskyřici proti vnějším vlivům. Jsou umístěny 200 mm nad hlavou kolejnice před první nápravou hnacího vozidla.

    Ovládací panel
    Obsahuje prvky pro ovládání a kontrolu stavů VZ. Přístup k jednotlivým částem je po odemknutí dveří přístrojové skříně.

    Čelo ovládacího panelu

    Ovládacím panelem si strojvedoucí před jízdou nastaví základní funkce celého systému. Popřípadě se zde nastavují prvky při kontrole v depu. Ovládací přepínač OP má tyto polohy:

    • V – vypnuto

    • P – postrk

    • SP – spádoviště

    • ST – start

    • P – provoz

    • Z – zkoušení

    Panel vstupního filtru
    Vstupní filtr omezuje veškeré kmitočty kromě 50 a 75 Hz. Tvoří jej pásmová propust vložená mezi snímače a zesilovač. Přepínání okruhů 50 nebo 75 Hz se uskutečňuje pomocí přepínače umístěného na pultu strojvedoucího.

    Panel zesilovače
    Jeho funkcí je zesílení signálu přicházejícího ze vstupního filtru. Je dvoustupňový, nízkofrekvenční. Na jeho výstupu pracuje relé Q v reléovém panelu. To opakuje impulzy opakovacího kmitočtu 0,9; 1,8; 3,6 a 5,4 Hz.
    Proudy v kolejnicích KO se pohybují v rozsahu 2–20 A v závislosti na vzdálenosti od napájecího konce. Mohlo by dojít k přebuzení zesilovače. Proto je zde vytvořena záporná zpětná vazba a druhý stupeň pracuje jako omezovač signálu.
    Napájení zesilovače je 115 V, 400 Hz. Odlišná frekvence znemožňuje ovlivnění zesilovače rušícími proudy frekvence 50 Hz.

    Panel dešifrátoru
    Jeho funkcí je vyhodnocení signálů přijímaných kódů.
    Čtyři magnetické zesilovače (MZ) jsou otevírány (řízeny) proudem protékajícím jejich řídícím vinutím. Velikost řídících proudů je přímo úměrná opakovacímu kmitočtu přijímaných kódů. Nejnižší proud odpovídá kmitočtu 0,9 Hz, nejvyšší pak 5,4 Hz. Správná funkce zesilovačů je taková (vždy musí být otevřen maximálně jeden!), že jsou rozděleny do dvou skupin - pro skupinu zakazujících a povolujících kódů.
    Vzájemné blokování obou skupin zajišťuje relé IIK. V jedné skupině je pak magnetický zesilovač s nižším řídícím proudem blokován magnetickým zesilovačem s řídicím proudem vyšším.

    Panel funkční kontroly
    Okruhy funkční kontroly nezávisle na dešifrátoru vyhodnocují příjem kódů i stav bez příjmu.
    Povolující znaky na NO se rozsvěcují jen tehdy, jestliže funkční kontrola i dešifrátor vyhodnotí příjem povolujících kódů. Je pak zajištěno, že relé V (vybavovač brždění) je vyřazeno z činnosti. Kontaktem opakovače relé V (OV) je napájeno relé zabrzdění X, čímž se vylučuje z činnosti brzdový systém.

    Reléový panel
    Reléový panel obsahuje 11 relé, která ovládají funkční a indikační prvky VZ. Obsahuje relé:

    • funkční;

    • pomocná.

    Funkční jsou:

    • relé Q – výstupní relé zesilovače (kmitá v rytmu přijímaného kódu);

    • relé IK – relé přítomnosti kódu;

    • relé IIK – relé povolujícího návěstního kódu;

    • relé X – relé brždění, které ovládá elektromagnetický ventil;

    • relé V – výstupní relé vybavovače brždění.

    Pomocná jsou:

    • relé OV – zpožděný opakovač relé V, které ovládá okruh houkačky;

    • relé L – je nepřímý opakovač relé IK a zkratuje okruh žárovky červeného světla a žlutého mezikruží;

    • relé Y – relé bdělosti, které je zapínáno kontaktem relé H, tj. po stlačení TB asi po dobu 3 s;

    • relé H – relé TB;

    • relé Z – relé periodické výstrahy, má opožděný odpad kotvy a udává časovou konstantu obsluhy VZ.

    Měničová skříň
    Zabezpečuje napájení mobilní části VZ z baterie vozidla a vyrábí veškerá potřebná napětí a frekvence pro činnost VZ.

    Veškerá obsluha VZ se zaznamenává na rychloměrný proužek, takže při případné nehodě je o obsluze záznam.
    Moderní typy VZ jsou zcela elektronické a záznam se provádí na elektronickou kartu. Navíc tyto VZ dokáží automaticky i řídit vlak, nejenom hlídat činnost strojvedoucího. Na našich tratích jsou automaticky řízeny patrové jednotky řady 471, ale v dnešní době přibývají další jednotky a lokomotivy. K tomu také slouží bodová instalace permanentních magnetů mezi kolejnicemi.


    Kvízové otázky: