Urządzenia przejazdowe

Urządzenia na przejazdach kolejowo-drogowych mogą być sterowanie ręcznie lub samoczynnie. Wyposażenie techniczne przejazdu kolejowo-drogowego zależne jest od jego kategorii, która określana jest m.in. na podstawie liczby torów głównych, prędkości pociągów oraz iloczynu ruchu (kolejowego i drogowego):

kategoria A - przejazdy obsługiwane ręcznie, wyposażone w rogatki oraz opcjonalnie sygnalizację świetlną lub akustyczną,
kategoria B - przejazdy obsługiwane samoczynnie, wyposażone sygnalizację świetlną i akustyczną oraz w 2 półrogatki zamykające połowę szerokości drogi lub 4 półrogatki zamykające całą szerokość drogi w przypadku prędkości pociągów ponad 140 km/h,
kategoria C - przejazdy obsługiwane samoczynnie, wyposażone tylko sygnalizację świetlną i akustyczną,
kategoria D - przejazdy nie posiadające urządzeń przejazdowych,
kategoria E - przejścia dla pieszych.

Urządzenia obsługiwane ręcznie

Przejazdy kategorii A obsługiwane są przez dróżnika z posterunku dróżnika przejazdowego lub pracownika nastawni, miejscowo lub zdalnie. Zależnie od rodzaju napędów rogatkowych przejazd obsługiwany jest za pomocą mechanicznych korb lub manipulatora z przyciskami służącymi do zamykania, otwierania i zatrzymywania ruchu rogatek. Przejazd może być również obsługiwany z pulpitu nastawczego urządzeń stacyjnych. Przy obsłudze przejazdu z odległości stosowane mogą być kamery ułatwiające obserwację sytuacji na przejeździe. Przejazdy w obrębie posterunków ruchu oraz w ich bezpośrednim sąsiedztwie mogą być uzależnione w przebiegach - wówczas wyświetlenie sygnału na semaforze uzależnione jest od zamknięcia przejazdu, a przejazd zostaje utwierdzony w przebiegu do czasu przejechania składu. Stan przejazdu może być również sygnalizowany na pulpicie bez uzależnienia w przebiegach. Nowsze systemy urządzeń przejazdowych umożliwiają osłanianie przejazdu tarczami ostrzegawczymi przejazdowymi.

Manipulator do obsługi przejazdu na miejscu

Przejazd kategorii A wyposażony w kamery

Informowanie dróżników o jeździe pociągów typowo odbywa się drogą telefoniczną. Stosowane są również urządzenia powiadamiania dróżników powiązane z urządzeniami stacyjnymi, które jednocześnie mogą informować dyżurnego ruchu o odebraniu zgłoszenia i zamknięciu przejazdu. Pomocniczo stosowane mogą być urządzenia sygnalizacji zbliżania, uruchamiane czujnikami torowymi lub przez obwody torowe odstępów blokowych. Przy dużym ruchu pociągów i niewielkim ruchu pojazdów na drodze przejazd kategorii A może być w stanie zasadniczym zamknięty, otwierany na żądanie użytkownika drogi.

Samoczynna sygnalizacja przejazdowa

Na urządzenia samoczynnej sygnalizacji przejazdowej (ssp) składają się rogatki i sygnalizatory drogowe, urządzenia oddziaływania (czujniki, obwody torowe lub liczniki osi), urządzenia sterujące oraz urządzenia zdalnej kontroli (uzk). Włączenie ostrzegania i zamykanie przejazdu włączane jest samoczynnie, po wykryciu zbliżającego się pociągu przez urządzenia w torze lub przy współpracy z urządzeniami stacyjnymi w przypadku uzależnienia samoczynnej sygnalizacji przejazdowej w przebiegach. Włączenie ostrzegania powinno nastąpić najpóźniej na 30 sekund i nie powinno następować wcześniej niż 90 sekund przed przyjazdem pociągu. W przypadku zróżnicowanej prędkości pociągów niektóre systemy umożliwiają wyrównywanie czasu ostrzegania według stwierdzonej prędkości. Na przejazdach wyposażonych w półrogatki ich zamykanie rozpoczynane jest 8 s po włączeniu ostrzegania, a przy czterech półrogatkach najpierw zamykane są rogatki zamykające prawą stronę jezdni (najazdowe), a następnie zamykające lewą (zjazdowe). Ze względu na zastosowaną technologię wyróżnić można urządzenia samoczynnej sygnalizacji przejazdowej przekaźnikowe, przekaźnikowo - elektroniczne oraz komputerowe.

Przejazd wyposażony w urządzenia ssp

Urządzenia zdalnej kontroli

Praca każdego zestawu urządzeń ssp kontrolowana jest za pomocą urządzeń zdalnej kontroli umieszczonych na sąsiednim posterunku ruchu. Urządzenia te mają postać specjalnego powtarzacza z lampkami kontrolnymi i przyciskami/przełącznikami lub stanowiska komputerowego i obsługują jeden lub kilka zestawów ssp. Sygnalizowany jest stan pracy (oczekiwanie/ostrzeganie) oraz sprawność urządzeń ssp, a w bardziej zaawansowanych urządzeniach diagnozowane są poszczególne rodzaje usterek, a zdarzenia są rejestrowane. Urządzenia zdalnej kontroli mogą również umożliwiać reset urządzeń ssp, ręczne włączenie ostrzegania, wyłączenie czujników w torze itp.

Powtarzacze ERP-5

W starszych typach urządzeń ssp powszechnie stosowane są powtarzacze typu ERP-5. Na obudowie powtarzacza umieszczone są trzy diody LED (zielona, żółta i czerwona), odchylane niestabilne przełączniki W i U z licznikami LW i LU oraz wyłącznik dzwonka. W stanie zasadniczym wszystkie trzy diody świecą się ciągłym światłem, co oznacza że sygnalizacja jest sprawna i znajduje się w stanie oczekiwania. Włączenie sygnalizacji powoduje miganie zielonej diody w takt migania świateł ostrzegawczych. Wystąpienie usterki powoduje zgaszenie zielonej diody (po ustąpieniu usterki zapala się ponownie). Jeżeli stan usterki trwa dłużej niż 6 sekund, gaśnie się żółta dioda a licznik LU zlicza usterkę. Usterka trwająca ponad 2 minuty powoduje włączenie dzwonka. Przycisk U służy do włączenia żółtej diody po wystąpieniu usterki. Przycisk W umożliwia awaryjne wyłączenie sygnalizacji, a jego użycie rejestrowane jest licznikiem LW. Ostatnia, czerwona dioda sygnalizuje ładowanie akumulatorów ssp (obecność napięcia zasilającego urządzenia).

Przekaźnikowe urządzenia ssp

Logika sterowania urządzeń ssp tego rodzaju realizowana jest przez układy przekaźników. Przykładem takich urządzeń jest opracowana w 1958 roku sygnalizacja typu COB-58. Urządzenia te początkowo bazowały na prostych czujnikach pneumatycznych typu Neptun, zawodność tego rozwiązania spowodowała jednak zastąpienie ich czujnikami magnetycznymi. Układ oddziaływania składa się z trzech czujników - dwóch włączających, umieszczonych w pewnej odległości od przejazdu, oraz wyłączającego, umieszczonego przy przejeździe. Wjechanie na skrajny czujnik powoduje włączenie układu ostrzegania, wjechanie na środkowy wyłączenie sygnalizacji akustycznej, zjechanie ze środkowego (stwierdzane po upływie określonego czasu od ostatniego impulsu z czujnika) wyłączenie sygnalizacji. Przejazd przez skrajny czujnik przeciwnego kierunku doprowadza urządzenia do stanu zasadniczego. Sygnały przetwarzane są przez dwa równoległe kanały, co zapewnia większą niezawodność działania. Samoczynna sygnalizacja przejazdowa typu COB-63 ma budowę modułową i wykorzystuje czujniki magnetoindukcyjne typu CTI, które umożliwiają rozpoznanie kierunku i prędkości jazdy. Dzięki temu możliwe stało się stosowanie tego systemu na przejazdach w obrębie których pociągi zatrzymują się lub prowadzone są manewry.

Przekaźnikowo - elektroniczne urządzenia ssp

W urządzeniach przekaźnikowo - elektronicznych (hybrydowych) oprócz przekaźników zastosowano wiele elementów elektronicznych, które stopniowo wypierały przekaźniki. Opracowany w 1981 roku system SPA-1 opiera się na działaniu czterech zestawów: sterującego, kontrolno-wykonawczego, zasilającego oraz bezpiecznikowego. Sygnalizacja włączana jest przez czujniki magnetyczne (później zastępowane przez czujniki CTI), oprócz których zastosowane zostały obwody EON służące do kontroli zajętości toru w strefie przejazdu. Możliwe jest też sterowanie sygnalizacją poprzez kontrolowanie zajętości odstępów blokowych sbl. Każda z komór dwukomorowego sygnalizatora drogowego sterowana jest innym kanałem, a sygnały są synchronizowane i wyświetlane naprzemiennie. Rozwinięciem SPA-1 są systemy SPA-2 i SPA-1B, w których wprowadzano więcej elementów elektronicznych, umożliwiono współpracę z większą liczbą rodzajów czujników torowych, wprowadzono układy detekcji kierunku i prędkości.

Schemat blokowy systemu SPA-1
Komputerowe urządzenia ssp

Jednym z pierwszych komputerowych systemów ssp jest system SPA-2B, działający podobnie jak systemy hybrydowe SPA, ale sterowany przez sterowniki PLC. Popularnym rozwiązaniem jest system SPA-4, mogący współpracować z tarczami ostrzegawczymi przejazdowymi. SPA-4 może wykorzystywać czujniki typu CTI lub EOC (działające podobnie do EON). Funkcje sterujące pełnią sterowniki PLC typu Minicontrol. Wjechanie na skrajny czujnik powoduje włączenie ostrzegania, po 3 sekundach wyświetlany jest odpowiedni sygnał na tarczach ostrzegawczych przejazdowych, a po 8 sekundach rozpoczyna się opuszczanie drągów rogatek (napędzanych napędami typu EEG-1). Sygnały na tarczach ostrzegawczych przejazdowych świecą się do czasu wjechania pociągu na środkowy czujnik. Następuje wówczas także wyłączenie sygnalizacji akustycznej. Po upływie 4.5 sekundy od zjechania pociągu ze środkowego czujnika rozpoczyna się otwieranie rogatek, a po jego zakończeniu wyłączana jest sygnalizacja świetlna. W przypadku współpracy z czujnikami EOC zasada działania systemu opiera się na zliczaniu pociągów wjeżdżających w poszczególne strefy między czujnikami. Kontrola działania urządzeń polega także na kontroli działania oprogramowania - funkcje sterujące realizowane są przez dwa różne programy których wyniki są porównywane, ponadto kontrolowany jest czas wykonania programów, wskaźnik stosu, komunikacja między sterownikami itp.

Schemat blokowy systemu SPA-4

Przejazd wyposażony w ssp typu SPA-4

Przykładem innego komputerowego systemu ssp stosowanego na PKP jest system RASP-4. Układy sterujące umieszczone są w kontenerze głównym KG oraz dwóch szafach znajdujących się przy skrajnych czujnikach - SA1 i SA2. Logika systemu realizowana jest przez sterowniki PLC typu 90-30 firmy GE Fanuc, jako bloki wejścia/wyjścia zastosowane zostały moduły GENIUS połączone magistralami przez które przesyłane są informacje w formie telegramów. Moduły znajdujące się w szafach SA1 i SA2 odbierają sygnały ze skrajnych czujników torowych oraz sterują tarczami ostrzegawczymi przejazdowymi. Sterowniki w kontenetrze głównym obsługują urządzenia przejazdowe (rogatki typu RHR-95, sygnalizatory drogowe SD-K2) oraz komunikują się z komputerem uzk. Działanie systemu RASP-4 opiera sie na czujnikach torowych EOC, natomiast rozwinięcie tego systemu - RASP-4F - wykorzystuje liczniki osi współpracujące z czujnikami RSR-180.

Komputer uzk systemu RASP

Kontener z aparaturą

Schemat blokowy systemu RASP-4F