Řídící systémy kolejových brzd

SYSTÉM AŘKB

Autonomní řízení elektropneumatických kolejových brzd AŘKB je systém zařízení sloužící k automatizaci procesu regulování rychlosti rozpouštěných volně jedoucích železničních vozů bržděním pomocí tíhově nezávislých a tíhově závislých elektropneumatických kolejových brzd (dále jenom KB) při zachování možnosti prioritního ručního zásahu, bezpečnostního brždění do zastavení a držení vozů na spádovištích železničních seřaďovacích stanic. AŘKB je výsledkem spolupráce společností Doska Česká Lípa, s.r.o. a První Signální, a.s. Ostrava. Zařízení je koncipováno jako stavebnice, kterou lze doplňovat a upravovat podle potřeb provozovatele KB.

Cílem tohoto řešení je, mimo jiné, i prokázání vhodnosti elektropneumatických brzd pro moderní řídící systémy spádovišť. Tato skutečnost dává reálný základ pro zavádění moderních řídících systémů spolu s elektropneumatickými brzdami české produkce , které jsou na spádovištích ČD a ŽSR značně rozšířené. Jsou vytvořeny i podmínky pro aplikaci AŘKB na již provozovaných kol.brzdách.

Pro AŘSKB jsou rozhodující vlastnosti elektropneumatického systému - schopnost rychle a především stabilně reprodukovat změny tlaku ovládacího vzduchu v brzdových válcích, včetně jejich vyprázdnění, podle zadaných elektrických povelů. Ovládací soupravy poslední konstrukční řady OSJ - 3 tyto požadavky splňují. Klíčem k řešení autonomního řízení elektropneumatických KB je spojení s regulátorem, počítačem, vybaveným programem pracujícím se známým algoritmem postupného odbržďování se vstupy pro údaje o hmotnosti odvěsu, požadované výstupní rychlosti z KB a po dobu brzdění informace o aktuální rychlosti odvěsu v KB. Výstupy pro KB budou spínací prvky vytvářející sekvenci několika (klesajících) brzdových stupňů a povelu pro odbrždění. Pro bezpečnost provozu spádoviště pak musí systém umožňovat okamžitý ruční zásah obsluhy do třídícího procesu.

Autonomní řízení elektropneumatických kolejových brzd AŘKB je stavebnicové zařízení použitelné v několika variantách sestav:

a) Základní sestava pro tíhově nezávislé KB :
- Regulátor rychlosti.
- Radarový měřič rychlosti.
- Pult ovládání regulátoru rychlosti.
- Ovládací souprava kolejové brzdy

Aktivace regulátoru jedoucím odvěsem je odvozena od relé kolejového obvodu. Není-li kolejový obvod je třeba sestavu doplnit kolejovým spínačem. Pro větší brzdný výkon je možné KB kombinovat a ovládací soupravy ovládat společně jedním regulátorem.

b) Komfortní sestava pro tíhově nezávislé KB :
- Regulátor rychlosti.
- Radarový měřič rychlosti.
- Měřič hmotnosti.
- Pult ovládání regulátoru rychlosti.
- Ovládací souprava kolejové brzdy

Doplněním měřiče hmotnosti se podstatně zvýší komfort obsluhy a kvalita řízení KB. Je odvozena od relé kolejového obvodu. Není-li kolejový obvod je třeba pro aktivaci regulátoru jedoucím odvěsem doplnit sestavu kolejovým spínačem. Při kombinaci KB pro větší brzdný výkon lze ovládací soupravy ovládat společně jedním regulátorem.

c) Sestava pro tíhově závislé kol.brzdy - TKB:
- Regulátor rychlosti.
- Radarový měřič rychlosti.
- Pult ovládání regulátoru rychlosti.
- Ovládací souprava kolejové brzdy

Měřič hmotnosti není třeba. KB je tíhově závislá a přítlačná síla na kola vozů se nastavuje samočinně podle zatížení kola vozu. KB proto brzdí na plný výkon. Ovládání je vždy komfortní a umožňuje snadnou obsluhu tíhově závislých KB jejichž ruční ovládání je pro nutnost dokonalého soustředění a strojově přesných a rychlých reakcí obsluhy při odbrždění velmi náročné. Aktivace KB je odvozena od relé kolejového obvodu. Není-li kolejový obvod je nutno pro aktivaci regulátoru jedoucím odvěsem užít kolejový spínač. Při kombinaci KB pro větší brzdný výkon lze ovládací soupravy ovládat společně jedním regulátorem.

Příklad uspořádání systému autonomního řízení AŘKB pro tíhově závislé kol.brzdy TKB je uveden na obrázku.


Popis činnosti

Proces brždění KB vybavených zařízením autonomní regulace AŘKB lze řídit automaticky regulátorem rychlosti nebo ručně - tlačítky z pultu regulátoru rychlosti. Po navolení automatického provozu tlačítkem:

a) při základní sestavě zařízení AŘKB činnost obsluhy spočívá v zadávání informace o hmotnosti (brzdového stupně) a požadované výstupní rychlosti spouštěného odvěsu a sledování procesu brždění; je-li skutečná hmotnost odvěsu jiná než deklarovaná nebo jízdní vlastnosti odlišné oproti očekávání má obsluha možnost tlačítky zvýšit nebo snížit výkon brzdy (brzdový stupeň); ruční zásah do procesu brždění samočinně blokuje regulátoru rychlosti; činnost regulátoru rychlosti obsluha obnoví novým navolením automatického provozu.

b) při komfortní sestavě zařízení AŘKB je činnost obsluhy obdobná jako ad a); regulátoru rychlosti je zadávána pouze velikost požadované výstupní rychlosti; informace o hmotnosti odvěsu zjišťuje měřič hmotnosti. možnosti zásahu do procesu brždění jsou stejné jako ad a).

c) při sestavě zařízení AŘKB pro tíhově závislou KB je činnost obsluhy stejná jako ad b); jsou-li jízdní vlastnosti odvěsu podstatně horší oproti očekávání má obsluha možnost tlačítkem předčasně ukončit brždění; ruční zásah do procesu brždění samočinně blokuje regulátoru rychlosti; činnost regulátoru rychlosti obsluha obnoví novým navolením automatického provozu.

Realizace
První autonomní řízení elektropneumatické kolejové brzdy bylo vybudováno pro dvoukolejnicovou KB č. 1 na vlečce společnosti DEZA a.s. Valašské Meziříčí. AŘKB je instalováno bez měřiče hmotnosti.



Prostřednictvím tlačítek jsou obsluhou zadávány: nejvyšší potřebný brzdný stupeň (BST) pro brzdění odvěsu dle jeho hmotnosti a požadovaná velikost výjezdové rychlosti odvěsu podle zaplnění navolené směrové koleje a jeho jízdních vlastností Realizace byla na vlečce společnosti DEZA a.s. Valašské Meziříčí ověřena zkušebním provozem od prosince 2006 do května 2007. Zkušební provoz byl úspěšný zařízení pracovalo dle předpokladu a nemělo za celou dobu žádnou poruchu.

V současné době je již v provozu další aplikace AŘSKB pro 2 kol.brzdy typu JKB na vlečkovém kolejišti společnosti ArcelorMittal Steel, a.s. v Ostravě.

U ČD (SŽDC, s.o.) byl systém úspěšně ověřen na spádovišti v žst.Brno-Maloměřice v období 11.2007-06.2008 na dvojici kol.brzd typu JKB. AŘKB je instalováno s měřičem hmotnosti.


Obsluhou je zadávány pouze 3 režimy výstupních rychlostí odvěsů z dvojice kol.brzd: pomalu - normál - rychle.

Úspěšné realizace AŘKB prokazují, že autonomní řízení elektropneumatických KB je realizovatelné a plně funkční. Upravit nebo renovovat elektropneumatický systém rozšířených KB, při zachování výkonu a stávající malé náročnosti na údržbu KB je ekonomicky efektivní. Je proto velmi vhodné pro modernizace spádovišť ČD (SŽDC, s.o.) i ŽSR.

Kolejové brzdy vybavené zařízením AŘKB lze sdružovat pod centrální řídící systém automatizace provozu spádoviště jako celku, který může být instalován dodatečně.