Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (АЛСН)

Для кодирования информации о состоянии пути и показаниях путевых светофоров в системах АЛСН применяются две фундаментальные физические методологии, основанные на модуляции электрического сигнала в рельсовой линии:

1. Импульсное числовое кодирование: Информационный сигнал формируется в виде серии импульсов переменного тока. Семантика кода определяется двумя дискретными параметрами: количеством импульсов в пакете (цикле) и их длительностью (скважностью). Данный метод является доминирующим на магистральных железных дорогах России и стран СНГ для передачи базовых сигнальных показаний.
2. Частотное кодирование: Информация закладывается в значение частоты непрерывного переменного тока, протекающего по рельсовой цепи. Каждому сигнальному показанию ставится в соответствие определённая несущая частота. На магистральных дорогах данный метод часто применяется как вспомогательный для передачи дополнительной сервисной информации. Однако в метрополитенах он используется как основной и единственный. Эволюцией данного подхода является система АЛС-ЕН, применяемая на скоростных участках, в которой используется фазовая манипуляция несущей частоты для повышения помехоустойчивости и информационной плотности.

Передача кодированных сигналов от стационарных путевых устройств к подвижному составу осуществляется по рельсовой цепи, которая выполняет функцию линейного волновода. Сигнальный ток подается передатчиком в одну рельсовую нить, проходит через колесную пару подвижного состава, замыкающую электрическую цепь, и возвращается по второй рельсовой нити к приемному устройству.
Таким образом, рельсы и ось колесной пары формируют замкнутую токовую рамку. Возникающее вокруг данной рамки переменное магнитное поле индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) в приемных катушках (антеннах), смонтированных на локомотиве в зоне первой колесной пары. Стандартная высота монтажа катушек над головкой рельса составляет 110–240 мм, что оптимизировано для эффективного съема сигнала и минимизации влияния помех.
В особых эксплуатационных условиях применяются специфические конфигурации:

• Кодирование «вслед»: Используется на сортировочных горках, где наличие вагонов между локомотивом и точкой кодирования исключает возможность передачи сигнала «вперед». Кодирующий сигнал подается в рельсовую цепь позади локомотива.
• Двустороннее аудиочастотное кодирование (ДАУ): Применяется в метрополитенах для повышения надежности. Сигналы передаются как перед локомотивом, так и позади него, что гарантирует непрерывность информационного обмена независимо от направления движения и конфигурации состава.

На борту локомотива установлен комплекс аппаратуры, ключевыми компонентами которого являются:

• Усилитель кодированных сигналов (например, УК-25/50М-Д), предназначенный для усиления и первичной фильтрации сигнала, принятого катушками.
• Дешифраторы (такие как ДКСВ-1Д, ДКСВ-1ДБ), выполняющие детектирование и декодирование принятого сигнала (импульсного или частотного) и его преобразование в команды для системы индикации и автоматического управления.

Данный комплекс реализует следующие критические функции безопасности:

1. Непрерывная телеметрическая индикация: Обеспечивает постоянное отображение в кабине машиниста актуального показания путевого светофора, соответствующего данному блок-участку, на локомотивном светофоре (ЛС).
2. Контроль бдительности машиниста (КБМ): При появлении на ЛС условно-разрешающих («желтый», «желтый с красным») или запрещающих («красный») огней, а также огня «белый» система инициирует периодический запрос на подтверждение бдительности (нажатие педали или рукоятки). Неполучение подтверждения в регламентированное время приводит к применению экстренного торможения.
3. Контроль допустимой скорости (КДС): При движении на запрещающие или условно-разрешающие показания система непрерывно сопоставляет фактическую скорость поезда с допустимым для данного сигнала порогом. Превышение пороговой скорости также приводит к автоматическому включению тормозов.