Проблемы внедрения светодиодных светофоров на российских железных дорогах

Автор: Сырый А.А., Цуканова Е.А.

Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j

Рубрика: Основной раздел

Статья в выпуске: 2 (8), 2016 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена истории развития и перспективам внедрения светофоров на железных дорогах России. Рассмотрена классификация железнодорожных светофоров. Уделено внимание современной светодиодной технике. Проанализирован вопрос внедрения светодиодных светофоров.

Железные дороги, сигнал, светофор, линзовый светофор, светодиодный светофор, светодиод

Короткий адрес: https://sciup.org/140268196

IDR: 140268196

Текст научной статьи Проблемы внедрения светодиодных светофоров на российских железных дорогах

Основным средством сигнализации на железнодорожном транспорте является светофор.

Железнодорожный светофор – это светооптический прибор, с помощью которого передаются приказы машинистам поездов в любое время суток о разрешении или запрещении дальнейшего движения, допустимой скорости движения с помощью световых сигналов, отличающихся цветом, миганием, числом и расположением огней.

Основным отличием железнодорожных светофоров от светофоров на дорогах общего пользования заключается в том, что однозначное восприятие показания светофора на железной дороге должно происходить на больших расстояниях - порядка 1000 метров. Другой немаловажный факт – маленький угол направленности основного светового луча, так как показание предназначено только для машиниста, находящегося в конкретном месте пути.

Первый прообраз светофора был применен достаточно давно, еще в 1868 года. Создателем этого сигнального прибора явился инженер по имени Джон Пик Найт, который являлся разработчиком железнодорожных семафоров. Семафор – это механический сигнальный прибор на ручном управлении и представлял собой конструкцию с набором из двух семафорных стрелок. В ночное время стрелки заменялись газовым фонарем соответствующих цветов.

Современные светофоры разнообразны по конструкции и оптической системе, состоят из одной или более головок, которые устанавливаются на мачтах, консолях, мостиках, опорах контактной сети или низких тумбах. В головке размещен один или несколько линзовых комплектов. Для улучшения видимости огней каждый линзовый комплект защищен козырьком от прямых солнечных лучей, а к головке крепится черный фон для контраста сигнальным огням.

По назначению светофоры подразделяются на входные, выходные, маршрутные, проходные, прикрытия, заградительные и другие. По способу установки различают светофоры мачтовые, консольные, карликовые (крепятся на низких тумбах или столбиках) и туннельные. В зависимости от оптического устройства головки светофоры бывают линзовые - имеют отдельный линзовый комплект для каждого сигнального огня; прожекторные - дают одним линзовым комплектом несколько различных по цвету сигнальных огней; светодиодные - используют в качестве источников света светодиоды вместо ламп накаливания

В этом докладе я акцентирую внимание на светодиодных светофорах, как наиболее прогрессивных светофорах для внедрения на Российских железных дорогах.

Светодиод появился на свет еще в начале шестидесятых, благодаря инженеру "Дженерал Электрик" Нику Холоньяку. Тогда разработка показалась очень перспективной, несмотря на то, что светодиод светил только тусклым красным светом. Уже через десять лет появились зеленые и желтые светодиоды, их стали использовать в электронных приборах. С каждым годом эффективность светового потока увеличивалась, значение 1 люмен было достигнуто к началу девяностых. В 1993 году был изобретен первый синий яркий светодиод. Теперь появляется возможность получить светодиод любого цвета, в том числе и белого.

Использование светодиодов в осветительных приборах является наиболее передовой технологией освещения. Энергоэффективность светодиодных источников света в 2 раза превышает энергоэффективность люминесцентных ламп и в 10 раз – ламп накаливания. Малое энергопотребление, высокая надежность, длительный срок службы, экологическая безопасность, отсутствие необходимости в регулярном обслуживании и антивандальные качества делают эти источники света весьма выигрышными по сравнению с традиционными лампами накаливания, люминесцентными и газоразрядными лампами. К недостаткам светодиодов можно отнести слишком блеклый, но несколько резкий, раздражающий цвет; светодиоды резко зажигаются и гаснут соответственно тому, как на них подается и снимается напряжение.

В настоящее время лидером светодиодного освещения среди крупнейших российских корпораций без преувеличения можно назвать ОАО «РЖД». Основными направлениями использования светодиодов на данном этапе являются – светодиодное освещение железнодорожного транспорта (вокзалы, станции, депо, мосты и тоннели) и светодиодные светосигнальные устройства (маршрутные указатели и светофоры).

Внедрение светодиодных светосигнальных устройств осуществляется в рамках инвестиционного проекта «Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте», генеральным подрядчиком которого является ЗАО «Отраслевой центр внедрения новой техники и технологии».

Основная цель – повышение эффективности и надежности светосигнальных приборов железнодорожного транспорта, улучшение их светотехнических параметров (дальность видимости и различимость сигнальных показаний), что ведет к повышению безопасности движения, улучшению условий труда машинистов.

Различают два вида светодиодных светофоров на железнодорожном транспорте. Первый вид — специфически светодиодный, похожий на уличные светодиодные светофоры. В них каждый сигнальный комплект представляет собой плоскую матрицу со светодиодами, фокусировка луча происходит для каждого светодиода отдельно встроенной в светодиод линзой. Достоинства такого светофора — очень хорошая устойчивость к разбиванию сигнальных комплектов хулиганами, так как матрица защищена каким-либо прочным прозрачным материалом, резкость и четкая видимость показаний начиная со средних расстояний. Второй вид — линзовые. Они подобны ламповым линзовым светофорам, и отличаются от них принципиально только тем, что все их линзы бесцветны. Это могут быть как специально разработанные линзовые комплекты для светодиодов, так и обычные ламповые линзовые светофоры, в которых вместо лампы установлен замещающий светодиодный комплект, испускающий в целом свет в широкий сектор, покрывающий всю площадь линзы, а вместо цветной линзы — бесцветная.

На современном этапе развития светодиодной техники на железнодорожном транспорте ведется внедрение светофорной головки мачтового светофора с токовым контролем, которая является малообслуживаемым устройством

С внедрением светодиодных светофоров зафиксировано:

  • 1)    значительное снижение энергопотребления по сравнению с ламповыми комплектами;

  • 2)    снижение эксплуатационных расходов на светофоры;

  • 3)    повышение видимости сигнала;

Тем не менее, эксплуатационные службы отмечают ряд недостатков:

  • 1)    климатические требования по безопасности – на отрицательных температурах красные светодиоды меняют цветность, смещаясь в область оранжевого свечения;

  • 2)    высокая стоимость светодиодных модулей;

  • 3)    «фантомный» эффект - наличие емкостных связей между жилами кабеля в схемах с центральным питанием светофоров;

Но в целом установленные светодиодные светофорные головки получили положительные отклики с дорог. Машинистам нравятся яркие огни светодиодных светофоров, хорошо различимые при любых погодных условиях.

Список литературы Проблемы внедрения светодиодных светофоров на российских железных дорогах

  • Селиверов Д. И. Светодиодные светофоры для Российских железных дорог - Челябинск: Два комсомольца, 2012.
  • Светодиодные железнодорожные светофоры. Миф или реальность. Журнал АСИ №1, 2005 год.
  • Внедрение светодиодных светофоров на сети железных дорог. Газета «Евразия вести» 2010 год.
Статья научная