Локомотивные устройства безопасности предназначены для регулирования движения поездов с целью повышения безопасности в поездной и маневровой работе, а также повышения пропускной способности железнодорожных линий и улучшения условий труда локомотивных бригад.
Основные функции локомотивных устройств безопасности:
разграничение поездов;
регистрация параметров движения поезда;
контроль скоростного режима ведения поезда;
контроль бдительности машиниста.Разграничение поездов предотвращает возможность их столкновения и производится раздельными пунктами или дистанциями между поездами. Раздельными пунктами являются светофоры, ограждающие перегон или (при автоблокировке) блок-участок, а при использовании автоматической локомотивной сигнализации как основного средства сигнализации (АЛСО) — границы между блок-участками, обозначенные табличками. При разграничении поездов дистанциями, каждый поезд, движущийся по перегону, непрерывно передаёт свои координаты и получает информацию о свободной дистанции впереди него и допустимой скорости движения.
Контроль скорости может быть ступенчатый или плавный. При ступенчатом контроле скорости допустимая скорость сохраняется на протяжении всего блок-участка. При её превышении приводится в действие абсолютный, либо неабсолютный автостоп. При плавном контроле скорости допустимая скорость вычисляется в каждый момент времени, в зависимости от расстояния до закрытого светофора (либо места ограничения скорости) и при её превышении выполняется служебное либо автостопное торможение.
Для проверки бдительности, машинисту подаётся сигнал свистком электропневматического клапана автостопа (ЭПК), зажиганием лампы предварительной световой сигнализации (ПСС), либо речевым сообщением. В ответ на этот сигнал машинист должен подтвердить свою бдительность путём нажатия рукоятки бдительности РБ. В случае если сигнал не будет подтверждён, поезд будет остановлен путём автостопного торможения. Бдительность проверяется однократно при смене показаний локомотивного светофора и в некоторых других случаях. При следовании к путевому светофору с запрещающем показанием, при превышении допустимой скорости движения, а также при движении по белому и красному показанию локомотивной сигнализации может включаться периодическая проверка бдительности машиниста. Периодическая проверка бдительности может отменяться при выполнении машинистом манипуляций с органами управления локомотивом, при бодром физиологическом состоянии или в случае, если служебное торможение может быть выполнено без его участия.
Первым локомотивным устройством безопасности был локомотивный скоростемер, который отображал скорость и суточное время, фиксировал на ленте параметры движения поезда, но не вмешивался в действия машиниста. При внедрении автоматической локомотивной сигнализации скоростемер был модернизирован для регистрации параметров АЛСН и сигнализации о достижении контролируемых скоростей для системы АЛСН.
Система АЛСН непрерывно передаёт в кабину локомотива сигналы путевых светофоров; контролирует скорость поезда при «КЖ» и «К» показании локомотивного светофора и при превышении допустимой скорости останавливает поезд автостопным торможением при помощи электромагнитного клапана автостопа; производит однократную проверку бдительности при смене огней (кроме включения «З» огня) и периодическую проверку бдительности при «Ж» огне локомотивного светофора — при превышении допустимой скорости проследования светофора с желтым огнём, при «КЖ», «К», «Б» огнях — независимо от скорости.
Внедрение АЛСН позволило существенно улучшить безопасность движения поездов, однако в процессе эксплуатации были выявлены некоторые недостатки системы. Для преодоления этих недостатков были созданы различные дополнительные устройства безопасности.
Свисток ЭПК раздражает машиниста и отвлекает его от работы.
В устройствах Л77, УКБМ для однократной и периодической проверки бдительности используется лампочка предварительной световой сигнализации. При зажигании лампы ПСС машинист должен подтвердить бдительность нажатием рукоятки РБ. В случае если бдительность не будет подтверждена, через 8 с после включения лампы ПСС последует свисток ЭПК.
Устройство Л116 отменяет периодическую проверку бдительности (перезапускает отсчёт времени между периодическими проверками АЛСН) при манипуляциях с органами управления локомотивом. Применялось на маневровых локомотивах.
Система ТСКБМ определяет работоспособность машиниста путём измерения электрического сопротивления кожи запястья руки. Система ТСКБМ отменяет периодическую проверку бдительности, однократные проверки продолжают производиться.
Система САУТ отменяет периодическую проверку бдительности, для однократной проверки бдительности используются речевые сообщения.
Ступенчатый контроль скорости позволяет машинисту довести поезд до светофора с запрещающим показанием со скоростью близкой к максимальной при «КЖ» показании АЛСН (например, нажимая рукоятку РБ во сне), после чего расстояние автостопного торможения может оказаться недостаточным для остановки поезда перед препятствием.
Устройство Л132 по мере приближения к запрещающему сигналу путевого светофора снижает допустимую скорость движения. Однако в качестве длины блок-участка в приборе используется фиксированное значение.
Система САУТ получала длину блок-участка (маршрута приёма на станцию) со шлейфа, расположенного у каждого проходного, входного, маршрутного светофора и на выходе со станции. В последующих модификациях количество путевых устройств САУТ было уменьшено, шлейф на выходе со станции задаёт номер перегона, длины блок-участков до предвходного светофора берутся из локомотивной базы данных. В отличие от других устройств, САУТ ограничивает скорость путём служебного (пневматического или электропневматического) торможения.
Контроль самопроизвольного движения поезда.
Устройства Л168, УКБМ определяют начало движения по размыканию контактной группы минимально контролируемой скорости V10. Если реверсивная рукоятка находится в нулевом положении поезд будет остановлен автостопным торможением. Машинист может отменить торможение нажатием рукоятки РБ.
Система САУТ при движении на расстояние более 3 м, если реверсивная рукоятка находится в нулевом положении или её положение не соответствует направлению движения (либо, в зависимости от модификации, штурвал контроллера машиниста находится в нулевом положении) производит однократную проверку бдительности выдачей речевого сообщения «Внимание! Начало движения». В случае если машинист не подтвердил бдительность нажатием рукоятки РБ, поезд будет остановлен служебным торможением.
С начала 1990-х годов начата замена механических скоростемеров 3СЛ2М на электронные — комплекс сбора и регистрации данных КПД. Запись информации в КПД ведётся электрическими дугами на металлизированной ленте (изначально использовалась бумажная лента, впоследствии — лавсановая) или на электронную кассету регистрации.
В 1994 г. появилось устройство КЛУБ, созданное для замены системы АЛСН. Первые модификации КЛУБ работали совместно со скоростемером, который, как и при работе с АЛСН регистрировал параметры движения и сигнализировал о достижении контролируемых скоростей. Для индикации скорости на цифровом дисплее имелось два датчика, устанавливаемых на буксы. Модификация КЛУБ-У заменяет как АЛСН, так и скоростемер. Запись информации ведётся на электронную кассету регистрации.
Устройства КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ при совместном использовании образуют комплексную унифицированную систему регулирования и обеспечения безопасности движения поездов КУРС-Б. Использование остальных дополнительных устройств безопасности возможно только с системой АЛСН.