Temir yo'l transportidagi telemexanik boshqaruv va nazorat tizimlari

Ma'ruza 2. Poyezdlar harakatini tashkil etish asoslari va poyezdlar harakatni boshqarish tizimlarda boshqarish turlari

Temir yo‘l transporti va boshqa transportlarning asosiy ishi – tashish hisoblanadi. Temir yo‘lda tasxilgan mahsulotning hajmi tonna/km yuk poyezdlarida va yo‘lovchi poyezdlarda yo‘lovcxilar soni bilan o‘lchanadi. Temir yo‘l xarajatlarini kamaytirish usulining biri bu bir qancha poyezdlar harakatini to‘g‘ri va aniq tashkil etishdir. Poyezdlar harakatini boshqarish va rostlash lokomotiv brigadalariga o‘z vaqtida harakatni boshlash tezligi va harakatni to‘xtatish haqidagi buyruqlarni o‘z vaqtida uzatish bilan amalga oshiriladi. Amalda bu buyruqlarni, harakatni boshqaruvchi va rostlovchi avtomatik tizimlar (HBT), svetoforlar yordamida amalga oshiradi. Svetoforlar yo‘lning maxsus nuqtalarida yoki lokomotivlarda o‘rnatiladi (lokomotiv svetofori) yoki yo‘l hamda lokomotivda o‘rnatiladi. Bu holda har ikki svetoforning ko‘rsatkichlari mos bo‘lishi kerak. Svetofordagi signal ko‘rsatkichni lokomotiv brigadasi tezlikning miqdori deb tushunadi va shunda mashinist boshqarilayotgan poyezdni amaldagi hamda svetofor ko‘rsatkichning tezliklarini taqqoslab, ularni tenglashtirish uchun zarur choralarini ko‘radi.

Temir yo‘l uchastkasi stansiyalar va ularni birlashtiruvchi peregonlardan iborat. Demak, HBT lar peregondagi va stansiyadagi qurilmalarga bo‘linishi mumkin. Zamonaviy peregon tizimlari peregonning bitta yo‘lida bir vaqtning o’zida bir qancha poyezdlar harakatini tashkil etishiga imkon beradi.
Bu poyezdlar harakati bir yo‘nalishlidir, shuning uchun HBT lar tamoman avtomatikdir, chunki svetofor ko‘rsatkichlari undan o‘tib ketgan poyezdning oxirgi vagongacha bo‘lgan masofaga bog‘liq bo‘ladi, ya’ni ko‘rsatkichlarning o‘zgarishi harakatlanayotgan poyezdlar ta’siri ostida o‘tadi.
Bir qancha poyezdlarning harakatini tashkil etishda, quvib o‘tish, to‘xtash, yo‘lovcxilarni chiqarish va tushirish, yuklash hamda yukni tushirish maqsadida turli operatsiyalarni amalga oshirish kerak. Bu operatsiyalar stansiyalarda bajariladi. Shuning uchun stansiya HBTlari poyezdlar harakatini tashkil etishda asosiy texnik vositalar deb hisoblanadi. Stansiya HBTning xususiyati shundaki, harakat xavfsizligi nuqtayi nazardan ular avtomatik, tashkil etish nuqtayi nazardan yarim avtomatikdir. Demak, stansiya svetoforlarining ocxilishi inson ta’sirida, berkilishi esa avtomatik tarzda bo‘lishi lozim.
Umuman to‘liq avtomatik HBTlarni yaratib bo‘lmaslik quyidagi sabablarga asoslanadi: ixtiyoriy harakatdagi poyezd guruhidan albatta biri ikkinchisini harakatiga to‘sqinlik qiladi. Misol sifatida bir yo‘lli peregondagi “A” poyezdning harakati “B” poyezdning qarama-qarshi harakatiga to‘sqinlik qiladi. Yoki boshqa misol: “A” va “B” poyezdlar bir tomonlama harakatlanmoqda lekin “A” – yuk poyezdi, “B” esa tezyurar yo‘lovchi poyezdi. Bunda, “A” poyezd tezligi pastligi sababli, poyezdlar yaqinlashganda yuqori tezlikka ega “B” poyezdining harakatiga ma’lum bir cheklashlar keltiradi. Shu kabi xususiyatlar tashish jarayonini bir matematik ifoda bilan aniqlashga yo‘l qo‘ymaydi. Shuning uchun bu jarayon dastur usuli bilan yecxilishiga asoslangan bo‘lib, dasturlarda stansiya HBT larning ishlash ketma-ketligi aniqlanadi. Ishlash ketma-ketligi me’yoriy harakat grafigi (MHG) bilan qat’iy bog‘liq.
MHG asosida dasturli boshqarish ham bu jarayonni to‘liq avtomatlashtirishga yo‘l qo‘ymaydi. Gap shundaki, bu jarayonga bir qancha sabablar ta’sir etadi va ularning kelib chiqishi, joyi hamda ta’sir etish vaqti tasodifiydir. Bularga quyidagi ta’sirlar kiradi: HBT nosozligi, harakatdagi tarkib hamda temir yo‘l nosozligi, tiklagich yoki o‘t o‘chiruvchi poyezdlarni rejadan tashqari o‘tkazib yuborish. Amalda, dasturni boshqarishda, bu hamma ta’sirlarni oldindan aytib bo‘lmaydi, shuning uchun ushbu jarayon boshida albatta me’yoriy MHG ga rioya etuvchi inson turishi lozim. Ushbu talab O‘zbekiston temir yo‘llaridan texnik foydalanish qoidalari (TFQ) da quyidagicha belgilangan: “Favqulodda vaziyatlarda, qachonki texnik vositalar nosozligi yoki tabiiy ofatlar tufayli MHG o‘z izmidan chiqib ketsa, temir yo‘ldagi barcha xizmatlarning ishcxilari kech qolayotgan yuk va yo‘lovchi poyezdlarni xavfsiz o‘z manziliga yetkazish hamda ularni MHGga kiritish uchun operativ choralar ko‘rishlari kerak”. Bu talabni qanoatlantirish uchun me’yoriy MHG ni uzluksiz nazorati bo‘lishi va uning buzilishida zarur operativ choralar ko‘rish kerak. Bu masalani esa maxsus malakaga ega bo‘lgan ishchi tezroq hamda sifatliroq hal etadi.
Butun boshli temir yo‘lda harakatlanayotgan ko‘plab poyezdlarni bir kishi albatta nazorat qila olmaydi. Shuning uchun temir yo‘l alohida, dispetcherlik uchastka deb ataladigan qismlarga bo‘lingan. Bir dispetcherlik uchastkaga bir qancha stansiyalar va ularni birlashtiruvchi peregonlar kiradi, ularning soni harakat hajmi va odamning imkoniyatlariga bog‘liq. Uchastkadan bir sutka davrida qancha ko‘p poyezd o‘tadigan bo‘lsa, unga kiradigan stansiyalar soni ham shunchalik kam bo‘ladi.
Yo‘l uchastkasidagi poyezdlar harakatini faqat bir kishi – poyezdli dispetcher (DNS) boshqaradi va u harakat grafigini bajarilishiga mas’uldir (keyinchalik biz hamdo‘stlik davlatlarining temir yo‘llarida, shu jumladan O‘zbekiston temir yo‘llarida ham qabul qilingan shartli nomlanishlarni qo‘llaymiz). DNSning buyruqlari, uchastkadagi poyezdlar harakatiga a’loqador bo‘lgan barcha ishcxilar tomonidan so‘zsiz bajarilishi kerak. DNS dan tashqari, boshqa xodimlarga poyezdlar harakatiga taalluqli bo‘lgan har qanday buyruq berish ta’qiqlanadi.
Qo‘shni yo‘l uchastkalari guruhlarga birlashtiriladi. Guruhning dispetcherlik apparatiga poyezd dispetcherlari (DNS1, DNS2.....), lokomotiv dispetcheri (TCHS) va elektrlashtirilgan uchastkalarda energodispetcherlar (ECHS) kiradi. Dispetcherlik apparatiga umumiy rahbarlik katta dispetcher (DNSS) tomonidan amalga oshiriladi.
Temir yo‘lda turli dispetcherlik guruhlarining ishi ustidan operativ nazorat hamda poyezdlar harakatini boshqarish, harakat bo‘limi boshlig’ining navbatchi yordamcxilari (DGP) orqali yagona dispetcherlik markazi (EDM) tomonidan amalga oshiriladi.
Poyezdlar harakatini boshqarish, stansiyalardagi strelka va signallarni boshqarishga kelib taqaladi. Temir yo‘ldagi harakatni boshqarish strukturasi 1-rasmda keltirilgan. Unda “U” belgisi bilan boshqarish, “K” belgisi bilan esa nazorat aloqalari ko‘rsatilgan.
Yuqorida poyezdlar harakatini boshqarish stansiya strelka va svetoforlarni DNS tomonidan boshqarilishi orqali amalga oshiriladi deb aytib o‘tgan edik. DNS larning ish joyi dispetcherlik markazi binosi joylashgan stansiyaning strelka va svetoforlari esa undan 1000 km dan ziyod uzoqlikda joylashgan bo‘lishi mumkin (masalan, EDM binosi Toshkentda, strelka va signallar esa Qoraqalpog‘istondagi stansiyalarda joylashgan).
HBT qurilmalari yo‘qligida, harakatni boshqarish maxsus aloqa vositalarini (poyezdli dispetcherlik, stansiyalar aro, strelkali aloqa vositalari) qo‘llagan holatda oraliq bo‘g‘inlar (DMP, signalchi – strelkachi xodimlar) orqali amalga oshiriladi. Bu holda harakat xavfsizligini ta’minlash masalasi to‘liq inson zimmasiga yuklatilgan.

1.1-rasm. Harakatni boshqarish strukturasi
Harakat xavfsizligini oshirish uchun hamda bitta joydan turib stansiyadagi strelka va svetoforlarni boshqarish, shuningdek oraliq bo‘g‘inlarni (signalchi – strelkachi xodimlar) chiqarib tashlash maqsadida, stansiyalarda elektr markazlashtirish (EM) tizimlari ishlatiladi. Ko‘rishimiz mumkinki, EM strelka va stansiya signallarini boshqarish nuqtayi nazaridan yarim avtomatik tizim, harakat xavfsizligi nuqtayi nazaridan esa, u DMP harakatlarini to‘liq avtomatlashtiradi.
ESligida DMP ning ish o‘rni bilan boshqarish hamda nazorat obyektlari (strelka va svetoforlar) orasidagi masofa amalda 1,5 km dan oshmaydi. DMP bilan DNS orasidagi masofa esa 1-2 ming km ga borishi mumkin. Shuning uchun, HBT strukturasidan oraliq bo‘g‘inlarni (DMP1, DMP2....) chiqarib tashlash maqsadida, maxsus dispetcherlik markazlash (DM) tizimlari ishlatiladi. Bu tizimlar boshqarish va nazorat signallarini jo‘natish va qabul qilishni ta’minlaydi, lekin ularga harakat xavfsizligini ta’minlash vazifalari yuklatilmagan. Shunday qilib, HBT larni daraja bo‘yicha quyi (ES) va yuqori telemexanika deb ataluvchi tizimlarga bo‘lish mumkin.
Boshqaruv va boshqariluvchi obyektlar orasidagi masofaga ko‘ra hamda temir yo‘l transportidagi o‘ziga xos talablarning xususiyatlaridan kelib chiqqan holatda, temir yo‘ldagi HBT da bevosita va telemexanik (kodli) boshqarish usullari qo‘llaniladi. Boshqaruv turlari 2.1-rasmda keltirilgan.

2.1-rasm. Harakatni boshqarish turlari
Bu rasmda quyidagilar ko‘rsatilgan:
KEM – quvvat elektr manbayi ta’minoti;
BM – buyruq manbayi (kalit);
AL – aloqa liniyasi;
BO – boshqariluvchi obyekt (lampa).
Rasmda kalit o‘chirilgan, elektr tokinining zanjiri uzilgan va lampa o‘chgan holatda ko‘rsatilgan. Agar kalitni ulasak, zanjirdan tok oqib lampochka yonadi.
Bevosita boshqarish usulini lampochkani boshqaradigan sxemasi misolida ko‘rib chiqamiz. Bu prinsipial sxema 2.1a-rasmda keltirilgan. 2.1a-rasmdan ko‘rinib turibdiki, bu yerda lampa boshqariluvchi obyekt kalit esa boshqaruvchi, ya’ni buyruq manbayi. Shuni e’tiborga olib bevosita boshqarish strukturasini 2.1b-rasmda keltirilganidek ifodalash mumkin.
Amalda bunday sxemalar temir yo‘l transportida kam uchraydi. Ko‘pincha boshqarish strukturalarning sxemalari murakkab va bu HBT ning xususiyatlari bilan bog‘liq.
Birinchi xususiyati shundaki, boshqarish zanjirlarida poyezdlarning harakat xavfsizligi ta’minlanishi shart. Misol uchun boshqaruv obyekti sifatida strelka yuritmasining elektromotorini olsak, unda strelka harakat tarkibi bilan bandligida elektromotor yoqilmasligi kerak. Bu bog‘liqlik TFQda quyidagicha ifodalangan: har qanday vaziyatda marshrutda qulflanganmi yoki yo‘qligidan qat’iy nazar, strelkani harakat tarkibi ostida o‘tkazilishiga imkon bo‘lmasligi shart. Poyezdlarning harakat xavfsizligi kafolatlaydigan bog‘liqliklar, 2.1b-rasmga qo‘shimcha maxsus bog‘liqlik zanjirlarni (BZ) kiritish yo‘li bilan ta’minlanadi.
Bog‘liqlik zanjirlari BM va AL orasiga yoki AL va BO orasiga ulanishi mumkin, shuningdek bir qismi BM tomonida qolgani esa BO tomonida.
Ikkinchi xususiyati shundaki, har xil obyektlarni boshqarish uchun mo‘ljallangan AL simlari bitta kabel liniyadan o‘tgan. Unda simlarning (kabel tolalarining) o‘zaro tutashish ehtimoli bor. Natijada poyezdlar harakat xavfsizligiga xavf tug‘ilishi mumkin (xavfli buzilish).
Haqiqatan ham, agar strelka elektr yuritmasining motori 2.1a-rasmdagidek ulangan bo‘lsa, unda sxemadagi yuqori sim bironta boshqa KEMning “+” qutbiga ulangan sim bilan tutashgan holatda, elektr yuritma ishga tushib, strelkada harakat tarqiki bo‘lishiga qaramay, uni boshqa holatga o‘tkaza boshlaydi. Bunday xavfli buzilishlarning oldini olish uchun ta’minot manbasining har ikki qutbi ham manbadan uziladi, ya’ni sxemani pastki simiga yana bir BM kontakti qo‘sxiladi.
Uchinchi xususiyat shundan iboratki, BOdan oqadigan toklar katta. Masalan MSP-0,25 strelka elektryuritmasi 30 V kuchlanishda 15 A tok iste’mol qiladi. BOdagi katta tok miqdori quyidagini talab qiladi:
a) BZ va BM da quvvatli kontaktlarni, lekin bu to‘g‘ri kelmaydi, chunki bunday kontaktlarning o‘lchamlari katta va ularning narhi qimmat;
b) AL simlarining kesimini kattalashishini, aks holda ALning kuchlanish tushuvi natijasida, foydalanish koeffitsiyenti kamayib, BO ishlamay qoladi AL simlarining kesimini kattalashish kabel tolalarni dubl etish (qo‘shish) hisobiga amalga oshiriladi.
Boshqarish masofasini oshirish va kontaktlarni quvvatini kamaytirish maqsadida, oraliq OR relelar qo‘llaniladi (2.1v-rasm). Bunda, avtomatika zanjirlarni ta’minlash uchun, qo‘shimcha manba AEM talab etiladi, lekin uni kuchlanishi KEM nikidan ancha kam bo‘lishi mumkin. U holda boshqaruv buyrug‘i BZ va AL dan o‘tib, OR ga ta’sir etadi, uning kontaktlari esa baquvvat va u o‘z kontaktlari bilan KEMni BOga ulaydi. OR yordamida, boshqarish masofasini 1-1,5 km gacha oshirib, BM va BZ kontaktlar quvvatini kamaytirish mumkin. Ahamiyatli tomoni shundaki, BOni turiga qarab oraliq relelar soni bir nechta bo‘lishi mumkin. Misol uchun, strelkani to‘rt simli boshqaruv sxemasida OR sifatida o‘zi ushlab turuvchi chulg‘amga ega birikmali KMSH-750 turdagi rele ishlatiladi, 2 simli sxemada oraliq relelar ikkita: biri neytral NMP-0,2/220 turdagi, ikkinchisi esa qutblangan PMP-150/150 turdagi.
To‘rtinchi xususiyat quyidagicha: stansiya ishining texnomantiqiy jarayonidan kelib chiqib, ba’zi strelkalar 2 ta buyruq manbaga ega bo‘lishlari lozim, birinchisi DMP da, ikkinchisi BO yonida (2.1v-rasm). To‘rt simli strelkani boshqaruv sxemasida BM sifatida DMP apparatidagi tugma ishlatiladi. Ikkinchi, mahalliy BM (MBM) sifatida esa, strelka yuritmasidan 30-50 sm narida joylashgan va kontaktlarga ega bo‘lgan maxsus qulf. Agar obyekt boshqaruvi BM dan olib borilayotgan bo‘lsa, unda bu boshqaruv masofaviy deb ataladi. Agar MBM dan olib borilayotgan bo‘lsa, uni mahalliy boshqaruv deyiladi.
Bevosita boshqaruvning to‘liq strukturasi 2.1v-rasmda ko‘rsatilgan. Bu struktura mahalliy va masofaviy boshqarishni e’tiborga oladi. Lekin poyezdlarning harakat xavfsizligi hamda stansiya ishining texnomantiqiy jarayoni nuqtayi nazaridan bir vaqtning o‘zida BM va MBM dan boshqaruv obyektiga ta’sir etish mumkin emas. Bu qo‘shimcha funksiya BZ zanjirlariga yuklatilgan.
Harakatning asosiy boshqaruv obyektlari, ya’ni strelka va signallar nazorat obyektlari hamdir. Yuqorida keltirilgan hamma xususiyatlar obyektlarni nafaqat boshqarish balki holatlarini nazorat etishda ham ishlatilishi mumkin. Bu esa boshqaruv va nazorat strukturalarining bir xil tuzilishiga olib keladi.
Nazorat strukturasida:
a) BM vazifasini maxsus datchiklar bajaradi. Misol uchun strelkalarni boshqarish sxemalarida BM vazifasini elektryuritmadagi avtopereklyuchatelning kontaktlari bajaradi;
b) boshqaruv obyektlari sifatida maxsus indikatorlar xizmat qiladi. Misol uchun strelkani boshqarish zanjirida bu vazifani svetodiodlar yoki lampochkalar o‘taydi. Ular strelka holatini nazorat etish uchun maxsus rangli svetofiltrlar bilan jihozlangan (yasxil rangli – plyus, sariq rangli – minus holati uchun);
v) mahalliy boshqaruv MBM yo‘q (2.1v-rasmga qarang).
Elektr markazlashtirish bevosita boshqarish strukturasidir va u o‘z navbatida, bir nechta strukturani qamrab olgan. Strukturalar soni boshqaruv obyektlari, ya’ni rels zanjirlari, strelka va svetoforlar soni bilan aniqlanadi. Katta strukturalar ko‘p aloqa liniyalarini talab qiladi. Amalda bitta liniyani bir nechta struktura uchun ishlatishga harakat qilishadi (misol uchun strelkani ikki simli boshqaruv sxemasida ikki simli aloqa liniyasi boshqaruv va nazorat uchun ham ishlatiladi). Shunga qaramasdan, ESning umumiy kamcxiligi ko‘p simli tizimligida hisoblanadi. Yana bir kamcxiligi – obyektlarga ta’sir etish radiusining kichikligidir (0,5–1,5 km).
Ishlash masofasini oshirish uchun hamda harakatni boshqarish strukturasidagi (1.1-rasm) ikkinchi oraliq bo‘g‘inni qisqartirish maqsadida temir yo‘l transportida ierarxik boshqarish prinsipi tashkil etilgan va u ikki boshqarish pog‘onasiga ega: yuqori va quyi.
Quyi pog‘onadagi boshqarish strelka va sinallarni bir joydan – DMP pultidan boshqarilishini va nazorat etilishini nazarda tutadi. Buning uchun bevosita boshqaruvli EM tizimlari ishlatiladi.
Yuqori pog‘ona dispetcherlik uchastkasidagi barcha stansiyalarning strelka va signallar boshqaruvini bitta joyda – DNS xonasida mujassamlashtirishni nazarda tutadi. Buni, boshqaruv buyruqlarni stansiyalardagi EM ga va EM da paydo bo‘ladigan nazorat buyruqlarini DNSning nazorat apparatiga uzatadigan maxsus qurilmalar yordamida amalga oshirish mumkin. Bu qurilmalar telemexanik yoki kodli qurilmalar deyiladi. Yuqori boshqarish pog‘onasining strukturasi hamda uni quyi boshqarish pog‘onasi bilan bog‘liqligi 2.1g-rasmda ko‘rsatilgan. Bunda telemexanika qurilmalariga quyidagilar kiradi:
TO‘ – to‘g‘ri o‘zgartirgich DNS binosida o‘rnatiladi. Uning vazifasi kirishdagi K1,K2,…Kn buyruqlarni aloqa kanaliga jo‘natish uchun qulay holga keltirish;
QO‘ – teskari (quyi) o‘zgartirgich-DMP joylashgan binoga o‘rnatiladi. U TO‘ funksiyasiga teskari bo‘lgan ishni bajaradi va uning chiqishlarida K1,K2,…Kn buyruqlar hosil bo‘ladi.
Bu buyruqlar o‘zlarining maxsus bog‘liqlik zanjirlari BZ 1, BZ 2, BZ n va aloqa liniya AL orqali o‘z boshqaruv obyektlariga jo‘natiladi. TO‘ ning yarim komplektini A (2.1g-rasmda p/k A), QO‘ ning yarim komplektini esa B (2.1g-rasmda p/k B) deb shartli belgilaymiz. Buyruqlarni jo‘natish uchun har ikki komplekt zarur. Umuman ular teleboshqarish komplekti hisoblanadi. A yarim komplekt joylashgan bino dispetcherlik markazlashning markaziy posti (SPDM) deyiladi. B yarim komplekti joylashgan stansiyalar dispetcherlik markazlashning liniyali dispetcherlik punkti (LPDM) nomini olgan. Ikki yarim komplektni bog‘lovchi kanal esa teleboshqaruv kanali (TU) deb ataladi.
Nazorat buyruqlarini jo‘natish va qabul qilish uchun LPDM da A yarim komplekti va SPDP da B yarim komplekti o‘rnatilishi lozim. Bu ikki komplektni tutashtiruvchi aloqa kanali telesignalizatsiya kanali (TS) deb ataladi. Ahamiyatlisi shundaki, TU va TS kanallari simplekslidir, ya’ni ularda buyruqlar faqat bir tomonlama yuboriladi (TU kanalida SPDM dan LPDM ga va TS kanalida LPDM dan SPDM ga).