ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДАХ

Пересечения железнодорожных путей и автомобильных дорог на одном уровне являются наиболее сложными и опасными элементами улично-дорожной сети и оказывают существенное влияние на эффективность эксплуатации автомобильного и железнодорожного транспорта в целом. В настоящее время в стране эксплуатируется более 20 тыс. железнодорожных переездов, в том числе около 13,6 тыс. в системе ОАО «РЖД», из них 2,8 тыс. переездов обслуживаются дежурными работниками железных дорог.

В 2008г., например,  в ДТП на переездах пострадало 226 человек, а материальный ущерб составил 737,8 млн. руб. В 2009г. на переездах произошло 202 ДТП, пострадало 154 человека, из них 48 человек погибло. Материальный ущерб, нанесенный ОАО «РЖД» в результате ДТП, составил более 36,5 млн.руб. За первое полугодие 2010г. на железнодорожных переездах допущено 44 дорожно-транспортных происшествия, в которых травмировано 54 человека, в т.ч. 14 со смертельным исходом.

Проблема безопасности движения на железнодорожных переездах серьёзно обострилась в последнее время. ОАО «РЖД» сообщает «о беспрецедентном росте числа нарушений ПДД со стороны водителей при пересечении переездов». С начала 2017 года количество ДТП на переездах выросло на 26% по сравнению с прошлым годом – до 197. За 9 месяцев в ДТП пострадал 171 человек – в два с лишним раза больше, чем в прошлом году. При этом погибли 56 человек (за 9 месяцев 2016 года – 29). Причина практически всех ДТП – нарушения водителями Правил дорожного движения.

Из приведенных данных видно, что положение дел с обеспечением безопасности движения на железнодорожных переездах нельзя признать удовлетворительным.

Высокие темпы автомобилизации создают дополнительные предпосылки для обострения обстановки в сфере обеспечения безопасности движения через железнодорожные переезды. В последнее время ежегодный прирост автопарка страны составляет около 1,3 млн. ед. Следует ещё добавить, что автодорожная сеть страны не соответствует фактической интенсивности транспортных потоков. Как правило, магистрали перегружены в 2-3 раза и более.

Основными факторами, определяющими причины аварийности на переездах, остаются массовое пренебрежение правилами проезда через них водителями транспортных средств, особенно принадлежащих физическим лицам, ошибки водителей в оценке дорожной обстановки на переездах, технические неисправности автотракторных средств и неадекватное поведение водителей вследствии алкогольного или наркотического опьянения.

  Основными причинами ДТП, совершаемыми физическими лицами, по-прежнему являются невнимательность, беспечность, торопливость, элементы лихачества, риска, а порой и преступная халатность.

В создавшихся условиях особую значимость приобретают вопросы обеспечения безопасности движения через железнодорожные переезды. В числе мер по усилению безопасности движения Программой повышения безопасности в 2010г. предусмотрено обновление традиционных технических средств обеспечения безопасности на переездах, о которых речь пойдет ниже, а также внедрение современных систем видеонаблюдения и видеофиксации правонарушений. Начальникам железных дорог по каждому случаю ДТП предписано производить подсчет убытков, причиненных ОАО «РЖД», и инициировать через юридические службы дорог предъявление судебных исков о взыскании ущерба с виновных, а также привлечение непосредственных виновников ДТП к ответственности в соответствии с законодательством.

 Пересечения железной дороги в одном уровне с автомобильными дорогами оборудуют следующими   устройствами:

- автоматической светофорной переездной сигнализацией,

 -автоматическими шлагбаумами или автоматической оповестительной переездной сигнализацией с неавтоматическими шлагбаумами,

.- устройствами заграждения переездов.

Автоматическая светофорная переездная сигнализация предусматривает с обеих сторон на автомобильной дороге (с правой стороны) в 6 м от переезда установку светофоров с двумя красными огнями .

Переездный светофор подает сигналы только в сторону автомобильной дороги. Нормально сигнальные огни переездного светофора не горят и движение транспортных средств по переезду разрешается. Переездные светофоры управляются воздействием на рельсовые цепи, устраиваемые на путях перед переездами, самими движущимися поездами. Запрещающий сигнал при подходе поезда к переезду в момент вступления поезда на рельсовую цепь подается красными огнями двух фонарей (головок) переездного светофора, которые попеременно загораются и гаснут с частотой 40 — 45 миганий в минуту. Одновременно со световым сигналом подается звуковой сигнал. Сигнал в виде попеременно зажигающихся красных огней является требованием остановки для всех видов транспортных средств.

Автоматические шлагбаумы дополняют автоматическую светофорную переездную сигнализацию на переездах.  В закрытом состоянии они  преграждают въезд транспортным средствам на переезд, перекрывая заградительным брусом половину или всю проезжую часть дороги. Автоматический шлагбаум нормально открыт и при приближении поезда вначале подает запрещающий сигнал, а затем по истечении 7—8 с (после начала подачи сигналов светофорами) брус шлагбаума начинает медленно опускаться в течение 10 с. Это время необходимо для освобождения транспортным средством места для занятия брусом шлагбаума горизонтального положения. Когда поезд проследует переезд, огни переездных светофоров гаснут, заградительный брус автоматического шлагбаума поднимается.  На заградительных брусах шлагбаумов имеются три огня: два красных и один белый (на конце бруса).

Автоматическая оповестительная сигнализация служит для предупреждения дежурного по переезду о приближении поезда (звуковым и световым сигналом). Дежурный по переезду сам управляет неавтоматическими шлагбаумами. Обычно оповестительная сигнализация применяется на переездах, расположенных в пределах станции или непосредственной близости от них, где часто невозможно автоматически связать работу устройства на переезде с движением поездов на станции.

Неавтоматические шлагбаумы применяют двух видов: преимущественно электрические, которые открываются и закрываются электродвигателем, управляемым дежурным по переезду, и механические, управляемые рычагами, соединенными со шлагбаумами гибкими тягами.

Электрические шлагбаумы выпускаются в двух вариантах исполнения, различаемых по роду питания электродвигателей: вариант N — переменного тока напряжением 220В частотой 50Гц; вариант S — постоянного тока напряжением 24В.

Вариант исполнения переменного тока может работать как от однофазной, так и от 3-х фазной сети электроснабжения.При отсутствии питания шлагбаум работает только на опускание заградительного бруса (ЗБ). Конструкция электрического шлагбаума представлена на рис.5.1. В его состав входят электропривод 1, установленный на фундаменте 3 с использованием тумбы-подставки 2, заградительный брус 4, закрепленный в раме 5 с устройством поворота 6, позволяющего повернуть ЗБ в горизонтальной плоскости на угол 90° в обе стороны при наезде транспортного средства и противовес 7. Шлагбаум может быть оборудован светофором 8 со звуковым сигналом 9. Конструкция шлагбаума позволяет устанавливать светофоры и звуковые сигналы вместе со шлагбаумом или отдельно от него.

              Рис.5.1 Конструкция электрического шлагбаума

      Технические характеристики шлагбаумов приведены ниже.

Длина ЗБ, м..................................................................................... 4, 6, 8

Угол подъема ЗБ, град. ................................................................. 80 - 85

Время опускания ЗБ, с .......................................................... не более 12

Время подъема ЗБ, с.............................................................. не более 12

Напряжение питания электродвигателя, В

- Вариант N, трехфазное ....................................................220 ± 5%

- Вариант N, однофазное ................................................... 220 ± 5%

- Вариант S............................................................................... 24 ±1,2

Номинальный ток электродвигателя, А, не более:

- Вариант N, 3-х фазное, ...............................................................3,0

- Вариант N, однофазное ..............................................................5,2

- Вариант S .................................................................................... 12,5

Усилие поворота на конце ЗБ в горизонтальной плоскости, кг, не менее:

- для ЗБ 4 м....................................................................................... 14

- для ЗБ 6 м ...................................................................................... 24

- для ЗБ 8 м ......................................................................................28

Масса противовеса, кг, не более

- для ЗБ 4 м.......................................................................................70

- для ЗБ 6 м ......................................................................................98

- для ЗБ 8 м .................................................................................... 126

Масса заградительного бруса, кг, не более ......................................... 37

Напряжение  цепей управления, контроля и сигнализации, В ..... .....12

Номинальная частота срабатывания, цикл/мин.................................... 1

Количество циклов срабатывания

(подъем-опусканиеЗБ), не менее ........................................................1´10⁶

Срок службы, лет....................................................................................20

Масса электропривода, кг, не более .................................................. .100

Высота установки ША по оси вращения ЗБ над поверхностью

проезжей части дороги, м ............................................................. 1 — 1,25

Схема управления электродвигателем шлагбаума работает по принципу косвенного использования аппаратуры управления, установленной в релейном шкафу ШРУ-М и аппаратуры управления автоматической переездной сигнализации (АПС), а также щитка управления дежурного по переезду.   

При опускании заградительного бруса его потенциальная энергия переходит в кинетическую, которую необходимо погасить в конце перевода, чтобы не допускать ударов об асфальтовое покрытие переезда и, как следствие, поломок заградительного бруса. Эту функцию выполняет гидрогаситель. Опускание заградительного бруса происходит равномерно и останавливается в конце перевода без покачивания.

Гидрогаситель (рис.5.2) представляет собой поршневой телескопический демпфер двухстороннего неравнозначного действия.

Рис. 5.2. Гидрогаситель шлагбаума

Гидрогаситель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2 с клапаном 4 и с калиброванными отверстиями 3. Цилиндр в нижней и верхней части закрыт соответственно нижней 5 и верхней 8 крышками с помощью болтов 12, 13 и уплотнен резиновыми кольцами 6. В нижней крышке имеется ушко для шарнирного крепления гидрогасителя к корпусу электропривода, в верхней — отверстие для выхода штока поршня и его уплотнения 7, 10, а также отверстие с пробкой 9 для заполнения рабочей жидкостью цилиндра. В качестве рабочей жидкости используется тосол марки А-60 В шток поршня вворачивается вилка 11. В ней имеется проточка для крепления к рычагу главного вала.

Принцип работы гидрогасителя заключается в перемещении жидкости из одной полости цилиндра в другую при движении поршня. Жидкость перетекает через специальные щели 3. При прохождении через них происходит вязкое трение и превращение механической (кинетической) энергии заградительного бруса в тепловую и передача ее в окружающую среду. Благодаря клапану 4, в разном направлении движения поршня диаметр щелей различен, различно и сопротивление движению заградительного бруса. Причем, сопротивление движению поршня зависит и от скорости движения бруса.

Заградительный брус в сборе с рамой и противовесом является единой подвижной конструкцией и, перемещаясь в вертикальной плоскости при помощи главного вала, осуществляют перекрытие и открытие проезжей части железнодорожного переезда.

 Конструкция заградительного бруса в сборе с механизмом поворота   при наезде автотранспорта и узлом фиксации   в вертикальном положении при проведении профилактических работ с электроприводом на переезде хорошо видна из рис.5.1.

Заградительный брус представляет собой металлическую   конструкцию круглого или коробчатого сечения  , выполненную из листовой стали.  Противовесами служат   стальные диски, закрепленные на раме с помощью винта. Заградительный брус, рама с противовесом   представляет конструкцию, центр масс которой вынесен относительно оси вращения, что создает в вертикальном положении бруса момент для его опускания.

Принцип заграждения переезда с помощью шлагбаума заключается в следующем.  При вступлении поезда на участок приближения к переезду включается автоматическая переездная сигнализация.По истечении времени, необходимого для освобождения переезда от транспорта, схемой управления шлагбаумами отключается питание электромагнитной муфты, главный вал оттормаживается и, под действием несбалансированности ЗБ, главный вал поворачивается, а ЗБ опускается в горизонтальное положение. Амортизационное устройство обеспечивает плавную остановку ЗБ    в конце перевода.

Как отмечалось, для гашения кинетической энергии и демпфирования крайних положений ЗБ в шлагбауме предусмотрен гидрогаситель, механическая характеристика которого позволяет автоматически поддерживать равномерную скорость опускания заградительного бруса.

После проследования поезда за пределы переезда, на   электродвигатель подается электропитание и, вращаясь, электродвигатель поднимает ЗБ в вертикальное положение.

Отключение электропитания электродвигателя происходит, когда ЗБ принимает вертикальное положение, при этом электромагнитная муфта находится под током (напряжением) и удерживает ЗБ в этом положении. В момент возвращения ЗБ в вертикальное положение при отключении электродвигателя, отключаются световые и звуковые сигналы.

 Как можно заметить, безопасность такого способа заграждения железнодорожного переезда находится на весьма низком уровне, поскольку некоторые водители «проскакивают» огражденный переезд, объезжая по левой полосе движения опущенный шлагбаум. Сегодня на эксплуатируемых пересечениях железных и автомобильных дорог помимо шлагбаумов внедряются и другие более эффективные   технические средства, направленные на обеспечение безопасного и бесперебойного движения автотранспортных средств и подвижного состава железных дорог. Среди них   несколько типов жесткого механического ограждения -    вертикальные щиты-барьеры, поднимающиеся балки и тросы и т.п.. Однако подобные устройства не дают возможности транспортному средству, оказавшемуся на ж. д. путях в момент ограждения переезда, покинуть его, и столкновение с поездом в этом случае неизбежно.

С 1996 г. на российских железных дорогах началось  оснащение охраняемых переездов стационарными устройствами заграждения УЗП.  Размещение и общий вид устройства УЗП показаны на рис.5.3. и 5.4. Устройство заграждения переездов УЗП состоит четырех заградительных устройства УЗ для дорог шириной до10 метров  и двух щитов для дорог шириной 6 метров (рис. 5.5); системы контроля свободности зон крышек УЗ на базе четырех ультразвуковых локаторов; щитка управления; шкаф с электротехнической управляющей и коммутирующей аппаратурой.

Основные эксплуатационно-технические характеристики устройства УЗП приведены ниже.

Рис.5.3 Размещение устройства заграждения УЗП

Рис.5.4 Общий вид устройства заграждения УЗП

Рис.5.5 Конструкция заградительного устройства УЗП.

Работая совместно с автоматической переездной сигнализацией (АПС), устройство УЗП обеспечивает механическое ограждение зоны переезда; исключение возможности въезда транспортных средств на огражденный переезд; возможность выезда транспортных средств, оказавшихся в зоне переезда после его ограждения (этим российское УЗП отличается от всех зарубежных аналогов); обнаружение транспортных средств в зоне крышек УЗ при ограждении. Устройство УЗП может работать в автоматическом режиме по сигналам АПС или управляться вручную со щитка управления дежурного по переезду.

С начала реализации  Программы   повышения безопасности движения устройствами УЗП   оснащено около 2800 регулируемых железнодорожных переездов с дежурным. Затраты на оснащение устройством УЗП одного переезда составляют около 1,5 млн руб. Производство устройств УЗП в России освоено на ряде заводов системы ОАО «РЖД» и промышленности.

К недостаткам конструкции УЗП относится тот факт, что для надежной его работы необходимо  регулярно  его  чистить от снега, грязи и случайных предметов, а также организовывать систему водоотвода.

Сегодня также ведутся работы по созданию системы механического ограждения регулируемых (снабженных светофорными головками) переездов без дежурного. Таких переездов на российских железных дорогах насчитывается около 17 тыс., и именно на них происходит наибольшее количество столкновений поездов с автотранспортными средствами.

Пилотные стационарные устройства заграждения железнодорожного переезда без дежурного эксплуатируются на станции Петушки Горьковской железной дороги. Они защищены от попадания внутрь снега и посторонних предметов, имеют повышенную грузоподъемность. В систему включены устройства видеонаблюдения и видеоконтроля зоны переезда, речевой информатор, предупреждающий водителей и пешеходов о приближении поезда. Все устройства имеют антивандальное исполнение.

Заградительным элементом устройства служит крышка, шарнирно закрепленная на четырех опорах основания и сбалансированная противовесом. Приводом   через приводной вал крышка поднимается на угол 30° от поверхности дороги, перекрывая путь для транспортных средств. В опущенном состоянии крышка фиксируется замковым устройством привода; в поднятом состоянии удерживается только массой противовеса, что дает возможность ее опускания при наезде транспортного средства со стороны железнодорожного пути.

В числе новых разработок необходимо отметить съемное заградительное устройство типа УЗС, которое  служит для предотвращения несанкционированного въезда транспортных средств на охраняемую территорию, в том числе и на железнодорожные пути станции, и рассчитано на круглосуточную работу в любом климатическом поясе и любое время года.

Технические характеристики устройства УЗС следующие:

Длина подъемной части – 3,28 м;

Высота подъема крышки относительно основания – 425 мм;

Время подъема крышки не более – 6 с;

Время опускания крышки не более – 6 с;

Источник питания – однофазная сеть переменного тока 220В 50Гц;

Потребляемая мощность одного УЗ – 0,3кВт;

Управление работой УЗ – ручное, с пульта управления и дистанционное с помощью пульта ПДУ ;

Радиус действия ПДУ – не менее 20 м;

Допустимая нагрузка на ось автомобиля ) – 15 т ;

Масса с аппарелями (max) – 2,5 т.

Устройство УЗС имеет левое и правое исполнение.

Общий вид устройства УЗС левого исполнения показан на рис. 5.5, а его конструкция УЗС представлена на рис. 5.6 (УЗ правого исполнения - зеркальное отражение левого).

Заграждающим элементом является крышка 2, которая выполнена в виде прямоугольной рамы с поперечинами из швеллера. Верхняя часть крышки – рифленый стальной лист толщиной 10 мм. На заднем брусе крышки установлено восемь кронштейнов, которыми крышка навешивается на шарнирные опоры основания.  

Рис. 5.5 Общий вид устройства УЗС

Рис. 5.6 Конструкция УЗС (левое исполнение)

1.Основание; 2.Крышка; 3. Электропривод; 4 Светофор; 5. Катафоты; \6. Пружинный механизм; 7. Аппарель; 8. Штырь анкерный

На переднем брусе нанесены светоотражающие полосы 5. В боковом элементе крышки имеется скоба для соединения с пластиной, жестко закрепленной на приводном валу, который служит для передачи крутящего момента от привода 3 для подъема и опускания крышки. Приводной вал устанавливается в двух подшипниковых постелях основания. В состав УЗС включены два пружинных узла, которые фиксируют крышку в рабочем положении.

Основание УЗС поставляется в собранном виде с крышкой, противовесом, электроприводом. Крепление основания УЗ производится непосредственно к полотну автодороги анкерными штырями, для чего в полотне автодороги сверлятся отверстия диаметром 17 мм и глубиной 200-250 мм, в которые забиваются анкеры.  

Управление работой УЗС осуществляется с местного (МП) и дистанционного пульта (ПДУ), выполненного в виде брелока.

Надежность работы УЗС обеспечивается своевременностью   регулировок и технического обслуживания.  

 Все виды технического обслуживания УЗС должны выполняться в соответствии с требованиями охраны труда.   Все ремонтные работы должны производиться при отключенном электропитании.

Справедливости ради следует отметить, что проблема обеспечения безопасности железнодорожных переездов является актуальной не только для России, но и для большинства промышленно развитых стран, где пересечения автомобильных и железных дорог в одном уровне характеризуются непроизводительными простоями автотранспорта и как следствие дорожно-транспортными происшествиями на переездах, в том числе с особо тяжкими последствиями. Подобные происшествия наряду со значительными материальными потерями обычно вызывают и большой общественный резонанс, что не в последнюю очередь оказывает влияние на строительство мнгогоуровневых дорожных развязок, внедрение современных заграждающие устройств на ж.д. переездах. Общий вид одного из таких устройств- автоматического шлагбаума с защитной сеткой, перекрывающего всю проезжую часть автодороги в обоих направлениях, показан на рис. 5.7.

Рис.5.7 Общий вид ж.д. шлагбаума с автоматической переездной сигнализацией в г. Брегенс (Австрия).