ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЕТОФОРНЫХ ОБЪЕКТОВ

Внедрение светофорного объекта является многостадийным процессом. Решение о необходимости создания объекта принимают на основании результатов предпроектного транспортного обследования. Целями обследования являются выявление недостатков существующей схемы организации движения на перекрестке и подготовка необходимых данных для составления технического задания на проектирование.

В предпроектный период определяют организацию – заказчика, имеющую право финансирования проектных работ, проектную организацию и генерального подрядчика. В большинстве случаев в роли заказчика  и генподрядчика при строительстве светофорных объектов выступают специализированные монтажно-эксплуатационные предприятия.

Заказчик представляет проектной организации (это обычно оговаривается договором на выполнение проектных работ) следующие исходные данные:

ü  задание на проектирование, согласованное с проектной организацией и утвержденное заказчиком;

ü  геодезический план местности в масштабе 1:500 в необходимом для проектирования объеме, содержащий все подземные коммуникации, которые проходят в зоне действия объекта;

ü  условия на присоединение проектируемого объекта к источникам энергоснабжения, сетям передачи информации и другим городским сооружениям.

Схему организации движения разрабатывает проектная организация или подразделение ГИБДД, занимающееся этими вопросами. В последнем случае задание на проектирование имеет приблизительно следующий состав:

ü  наименование объекта;

ü  основание для проектирования;

ü  вид строительства (новое, расширение, реконструкция);

ü  указания о применяемых типах технических средств;

ü  схема организации движения транспортных средств и пешеходов;

ü  режим регулирования;

ü  планировочная характеристика объекта (число полос движения, наличие разделительной полосы или резервной зоны и т. д.);

ü  требования по разработке вариантов;

ü  стадийность проектирования (две стадии или одна);

ü  расчетная стоимость строительства;

ü  наименование строительной организации – генподрядчика.

Геодезический план местности (геоподоснова) подготавливают обычно по договору с заказчиком соответствующие органы архитектурно-планировочного управления или отдела главного архитектора города.

Условия на присоединение объекта к городским сетям выдают по запросу заказчика местные организации, в ведении которых они находятся (например, управления облэнерго, управления городских телефонных сетей и т. д.). Они содержат перечень работ и требований, которые подлежит выполнить заказчику перед подключением построенного объекта к соответствующим сетям.

Проектирование светофорных объектов ведется, как правило, в одну стадию (технорабочий проект). Одностадийный проект на строительство светофорного объекта имеет следующий ориентировочный состав:

пояснительную записку; согласования; заказную спецификацию; генплан (обычно в масштабе 1:500) с расстановкой технических средств, прокладкой кабелей, спецификацией и кабельным расписанием; монтажные электрические схемы соединений светофоров с контроллером; принципиальные и монтажные электрические схемы вновь разрабатываемой аппаратуры, если такая необходимость возникает; чертежи, связанные с индивидуальными решениями, вызванными местными условиями; трассу прокладки кабелей под землей и схему расстановки напольного оборудования с привязками на геодезическом плане подземных коммуникаций; сметы.

В начале проектирования подготавливают схему светофорного объекта, определяющую расстановку технических средств, и схему трассы прокладки кабеля. Для подготовки схем выполняют выкопировку с геоподосновы, на которой указывают контуры проезжей части дорог, тротуары, дома и стационарные сооружения. На этой выкопировке наносят светофоры, знаки и прочие технические средства в соответствии с требованиями задания на проектирование.

Основные принципы расстановки технических средств изложены в предыдущих главах. Расставленное на схемах оборудование соединяется кабелями. Кабели обеспечивают электропитание контроллеров, блоков управления детекторов, освещаемых знаков, а также соединение контроллеров со светофорами, ВПУ, ТВП.

Тип применяемого кабеля зависит от его назначения. Контроллеры подключают к источникам электропитания с помощью силового кабеля, как правило, с алюминиевыми жилами сечением 6 мм², знаки с внутреннем освещением – с помощью кабеля с жилами 2, мм². При этом число жил в кабеле не превышает 4.

Светофоры соединяются с контроллером с помощью контрольного кабеля (иногда его называют сигнальным). Контрольный кабель должен быть многожильным. Число жил выбирают по следующему принципу: для каждой лампы светофора предназначена отдельная питающая жила, одна обратная общая жила, одна заземляющая жила и 10 % запаса. При выборе числа жил необходимо учитывать и возможность в будущем изменения схемы организации движения: добавления дополнительных секций или светофоров. Таким образом, число жил кабеля увеличивается при подходе к контроллеру. Число жил контрольного кабеля находится в пределах 4 – 37. Если требуется большее число жил, применяют два кабеля. Для повышения надежности и снижения толщины в контрольном кабеле обычно применяют медные жилы сечением 1,5 мм².

В обозначении кабеля указывается материал, из которого изготовлены жилы (при алюминиевых жилах обозначение кабеля начинается с буквы “А”), материал изоляции жил и самого кабеля и степень его защиты от механических повреждений (последняя буква  обозначения: “Г” – гибкий кабель; “Б” – бронированный). Например, КРВБ 19х1,5 – контрольный кабель с медными жилами с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке, защищен броней из двух стальных лент с наружным покровом, сечение жилы 1,5 мм², число жил – 19.

Для связи периферийного оборудования (контроллеров, устройств обмена информацией) с управляющим пунктом используют телефонный кабель типа ТПП. Для подсистем телевизионного обзора применяют радиочастотный кабель типа РК или волоконно-оптические линии.

Трассу кабельной линии выбирают с учетом наименьшего расхода кабеля и обеспечения его сохранности от механических повреждений, коррозии, вибрации и перегрева.

В соответствии с подготовленной схемой оценивают вид и количество требуемого оборудования, марку необходимых кабелей, а также определяют объемы работ для составления сметы. Пользуясь схемой светофорного объекта, выбирают трассу прокладки кабеля на геодезическом плане. Предварительно расставляют аппаратуру управления, колонки, опоры и т. п. Этот план определяет объем земляных работ. На плане даются привязки устанавливаемого оборудования и трассы кабеля. При расстановке технических средств и выборе трассы кабелей следует руководствоваться существующими нормами и правилами, а также местными нормативными инструкциями.

На основании схемы светофорного объекта, плана расстановки технических средств и трассы прокладки кабеля на геодезическом плане составляют генплан расстановки технических средств и прокладки кабелей в масштабе 1:500 (рис. 12.1) и кабельное расписание (табл. 12.2). На плане наносятся все устанавливаемые средства и кабели. На генплане дается спецификация на все оборудование, материалы (табл. 12.1).В нем отражают число кабелей (адресность), условия прокладки.Каждому кабелю присваивают номер, который на генплане обозначают арабской цифрой, заключенной в кружок. Концы кабельных лучей обозначают заглавными буквами русского алфавита.Кроме подготовленных схем объекта, геодезического плана и генплана объекта, проект включает и ряд электромонтажных схем.

Таблица 12.1

Они позволяют осуществить полный монтаж технических средств таких, как схемы коммутации для создания режима работы контроллеров, схема подключения светофоров к источнику питания и прочие схемы (линии связи, подключения детекторов транспорта, ВПУ и т. п.).

Подготовленный проект объекта и отдельно геодезический план должны быть согласованы с заказчиком, архитектором или владельцем территории, со всеми организациями, чьи подземные сооружения попадают в зону строительных работ, а также с энергоснабжающими предприятиями, эксплуатирующей и другими заинтересованными организациями. Затем заказчик утверждает проект и передает его генподрядной строительной организации совместно со сметой для проведения работ.

Таблица 12.2

12.4.    СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

Прокладка кабельной сети составляет основной объем строительно-монтажных работ при создании светофорного объекта. При этом выполняются следующие работы: предварительные электрические измерения и испытания кабелей; разбивка трассы прокладки; подготовка  и рытье траншей; прокладка кабелей в земле; выполнение прочих работ по прокладке кабеля (воздушные линии, прокладка по стенам зданий и т. д.).

Кабель подвергают испытаниям перед укладкой и после монтажа. К этим испытаниям относятся измерение сопротивления изоляции между жилами и оболочкой и активного сопротивления жил, проверка отсутствия сообщения между жилами, испытание жил и оболочки на целостность.

Трассу разбивают в соответствии с проектом (геодезическим планом). К разбивке трассы приступают после получения ордера на производство земляных работ. Трассу на месте производства работ согласовывают с представителями организаций, указанных в ордере. При разбивке трассы фиксируют все пересечения и сближения с другими подземными сооружениями, повороты, обходы препятствий и изменение глубины траншеи для принятия мер обоюдной защиты прокладываемого кабеля и встречных кабелей и сооружений.

Кабели прокладывают согласно требованиям Инструкции по укладке кабелей напряжением до 110 кВ, Правил устройства электроустановки, а также Строительных норм и Правил на электротехнические устройства и сооружения и устройства телефонной и телеграфной связи.

Земляные работы ведут под непосредственным надзором организаций, указанных в адресе, или по их предписаниям. В месте пересечений кабельной трассы с подземными сооружениями работы ведут только вручную, лопатой, с большой осторожностью. В местах, свободных от подземных сооружений, траншеи роют механизированным способом.

Глубина траншеи на проезжей части должна составлять не менее 1,1 м, а на тротуарах, газонах – 0,8 м. Ширина траншеи, разрабатываемой механизированным способом, зависит от размеров рабочего органа машины, а при разработке вручную составляет при числе кабелей до 5 внизу 0,3 м, вверху 0,4 м. На каждый последующий кабель эти размеры увеличиваются на 0,05м.

Непосредственно в земле прокладывают в основном бронированные кабели. Небронированные кабели, прокладываемые в земле, защищают металлическими или асбоцементными тубами. Под проезжей частью все кабели прокладывают в трубах. Это позволяет не вскрывать дорожное покрытие при ремонте или замене кабеля.

Длину кабелей, подлежащих укладке, определяют на основании натурных промеров траншей:

L_K=1.03(ℓ_T+ℓ_P+ℓ_П),

где 1,03 – коэффициент, учитывающий изгибы кабелей при прокладке и закруглениях (в грунтах, подверженных вспучиванию или смещению, этот коэффициент принимают равным 1,05); ℓ_T – длина траншеи между конечными точками прокладки кабеля, м;  ℓ_P – длина кабеля для разделки (0,5 м на одну разделку), м; ℓ_П – длина кабеля на подъем от дна траншеи до разделываемой точки, м.

К месту прокладки кабель доставляют на барабанах. Перед укладкой его раскатывают по трассе либо с движущегося транспортного средства (барабан находится на автомобиле, сматываемый кабель укладывается в траншею), либо с барабана, установленного неподвижно (барабан закрепляется на домкратах на одном конце трассы, кабель раскатывается с помощью лебедки по роликам, расположенным через 5 м). Кабель в траншее укладывают без натяжения – змейкой.

Для прокладки воздушных линий применяют небронированный контрольный кабель. В этом случае его крепят к несущему тросу металлическими скобами через 0,5 м. При переходе воздушной линии в кабельную устанавливают распределительную коробку. Высота подвеса кабеля над тротуаром должна быть не ниже 4 м, а над проезжей частью – не ниже 5 м.

При вводе кабеля внутрь опоры он не закрепляется (свободно висит). При спуске кабеля снаружи опоры он защищается металлической трубой соответствующего диаметра на всем протяжении. Труба крепится к опоре хомутами.

Технические средства устанавливают в произвольной последовательности. Как правило, колонки светофоров устанавливают на железобетонных фундаментах или прямо в грунт. В нижней части колонок предусматривают закрываемые дверцами клеммники для разделки кабелей и монтажных проводов. Часто представляется возможным устанавливать светофоры на опорах наружного освещения и контактной сети.

Подводка питания к светофору показана на рис. 12.2. для подвода кабеля 5 к светофору 1 на опоре устанавливают распределительную коробку 4. монтажный жгут прокладывают по опоре в трубе 3, закрепляемой хомутами, и в нижнем кронштейне 2. Если светофоры крепятся на стенах зданий и сооружений, то подводка питания аналогична приведенной на рис. 12.2. при этом распределительную коробку устанавливают на стене здания.

При подвеске светофоров на тросовых растяжках в горизонтальном положении используют несущие и фиксирующие стальные тросы. Трос можно закреплять в стене здания при помощи крюков или на опоре при помощи хомутов. К крюкам и хомутам трос закрепляют через электро- и шумозащитные устройства. Светофоры можно крепить к тросу непосредственно либо с помощью удлинительной штанги длиной до 2 м. Питающий кабель к светофорам подводят по тросу с креплением скобами, устанавливаемыми через 0,5 м, а при наличии штанги – внутри нее.

Шкафы контроллеров, напольные контейнеры детекторов транспорта и устройств обмена информацией, выносные пульты управления устанавливают на специальных железобетонных фундаментах, к которым они крепятся с помощью анкерных болтов. Фундамент выполняют так, чтобы обеспечить ввод кабеля сетевого питания, а также кабелей и проводов внешних связей через кабельные вводы в дне шкафа или контейнера.

Операцию по установке этих устройств выполняют в такой последовательности: рытье котлована под фундамент; прокладка всех кабелей к котловану; установка шкафа или контейнера и их заземление; засыпка котлована (внутри фундамент не засыпают); разделка кабелей и монтаж их на клеммники в соответствии с монтажной схемой.

Если указанные устройства устанавливают на краю тротуара, то их лицевая сторона не должна выходить в сторону проезжей части для безопасности работы монтажников. Перед котроллером должна быть оборудована асфальтированная санитарная площадка размером не менее 1х1 м с уклоном от контроллера.

Все периферийное оборудование подключается к источникам питания через защитные автоматические выключатели (предохранители). В тех случаях, когда по условиям соединения требуется учет потребляемой электроэнергии, устанавливают счетчики. Как счетчики, так и автоматические выключатели размещают в специальных коробках и доступном, защищенном от атмосферных осадков месте.

Железобетонные плиты островков безопасности укладывают непосредственно на поверхность дорожного полотна. Если на плите должен быть смонтирован светофор, то предварительно устанавливают фундамент светофорной колонки заподлицо с дорожным покрытием, заводят кабель, после чего укладывают плиту. Затем к фланцу фундамента крепится колонка.

Пешеходные ограждения перильного типа чаще всего изготавливают из металлических труб диаметром 33,5 мм. Стойки ограждений заделывают на глубину 0,9 м и бетонируют на глубину 0,4 м. стойки изготавливают из труб диаметром 48 мм. Расстояние между стойками 1,5 м.

Все установленные технические средства подлежат окраске. Серийно выпускаемая аппаратура поставляется окрашенной. Изготовляемые на местах металлические изделия и трубы, прокладываемые по опорам и стенам, окрашивают эмалью серого цвета.

Электромонтажные работы при установке технических средств сводятся к монтажу кабелей и устройству заземлений. Монтаж кабелей разбивается на ряд технологических операций: разделка концов кабелей; устройство концевых заделок; ввод в распределительные коробки, контроллеры, дорожные знаки с внутренним освещением и т. д.; подключение жил кабеля к зажимам клемм.

Концевая разделка кабеля (рис. 12.3.) заключается в освобождении конца кабеля, подлежащего разделке, от наружной оболочки и разведении жил по центрам клемм присоединения. На жилы надевают полихлорвиниловую трубку. Жилы пакетируют в пучки, покрываемые полихлорвиниловой лентой. Концы жил завиваются под зажим на клеммах. Перед разделкой броню кабеля (или верхнюю оболочку) выше конца, подлежащего разделке, закрепляют бандажом из стальной оцинкованной проволоки или суровых ниток.

Кабели питания присоединяют к клеммникам на распределительных щитах контроллера и к клеммникам защитных автоматов. После заделки всех кабелей свободные патрубки шкафов закрывают деревянными пробками, а корыто в днище заливают кабельной массой.

Монтаж перемычек от клеммников колонок или распределительных коробок, установленных на опорах, до клеммников светофоров выполняют проводом сечением 1,5 – 2,5 мм² с завязкой его в жгут. Жгут предварительно увязывают, протаскивают его в колонку ( или трубу при установке светофора на опоре), а затем после проверки разделывают. Жгуты перемычек можно монтировать и разделывать заранее в мастерских по специальным шаблонам.

Все кабели, жилы кабелей, клеммные колодки и провода, идущие от приборов к клеммникам, обязательно маркируют. Маркировочные надписи должны быть тождественны надписям на монтажных схемах. Жилы кабеля и жгутов маркируют на полихлорвиниловой трубке шариковой авторучкой или жестяным кольцом с набитой надписью.

Корпуса всех технических средств, выполненных из металла, подлежат заземлению. Для заземления контроллера устраивают специальный заземляющий контур, рассчитанный на удельное сопротивление грунта меньше 10⁴ Ом^.см. При больших сопротивлениях грунта в каждом конкретном случае необходимо проектировать заземляющее устройство с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом. Контур соединяют с корпусом контроллера.

Светофорные колонки, распределительные коробки заземляют на контур, устанавливаемый у контроллера, по специально выделенной жиле сигнальных кабелей. При питании от источника с глухозаземленной нейтралью связь с нейтралью осуществляется по нулевой жиле питающего кабеля. При длине сигнального кабеля больше 200 м устраивают повторное заземление.

Электропитание технических средств осуществляется, как правило, путем подключения к домовым вводам в соответствии с техническими условиями. Длину питающего кабеля рекомендуется брать не более 500 м. Электроэнергию учитывают по установленной мощности.

Питание освещаемых дорожных знаков осуществляется от сетей ночного освещения улиц. Если таких сетей вблизи нет, то знаки подключают к другим источникам энергии через соответствующие выключатели.

Пробное включение в работу объекта производится в присутствии представителей ГИБДД. После опробования светофорный объект готовят к сдаче в эксплуатацию. При сдаче в эксплуатацию светофорный объект должен быть в рабочем состоянии. Принимает его специальная комиссия, назначаемая заказчиком. В комиссии должны участвовать представители заказчика, подрядчика (строительная организация), эксплуатирующей организации, ГИБДД, проектной организации.

12.5. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Эффективность работы технических средств организации движения зависит не только от их свойств, заложенных на этапах проектирования, изготовления и монтажа, но и от способов и качества их технического обслуживания (ТО). Под техническим обслуживанием понимается комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности технических средств при их использовании по назначению, хранении и транспортировании.

Организация ТО предусматривает: подготовку обслуживающего персонала; планирование и проведение работ по ТО; обеспечение персонала запасными частями, инструментами, принадлежностями и материалами (ЗИП); систематическое введение соответствующей документации.

Для технических средств организации движения периодичность ТО основана на календарном принципе, который предусматривает работы по обслуживанию по истечении определенного срока (день, неделя, месяц) независимо от интенсивности использования аппаратуры и ее наработки. При этом учитывается, что основу этих технических средств составляют электронные устройства, для которых более характерным является процесс старения материалов. Кроме этого, календарный принцип является самым удобным, так как при этом существенно упрощается планирование работ, материально-техническое снабжение, контроль за качеством и сроками выполнения работ и руководство техническим персоналом.

Календарный принцип обеспечивает профилактическое обслуживание, составляющее основу эксплуатации технических средств и направленное на поддержание их исправного состояния в течение промежутка времени между очередными ТО. Оно осуществляется путем периодической проверки всех устройств с целью определения их работоспособности и обнаружения неисправностей (отказов). При этом проверке подвергаются как работающие, так и хранящиеся на складе изделия.

Критерием оптимальной периодичности ТО является обеспечение максимального значения коэффициента технического использования, который зависит от интенсивности отказов изделия и определяется как отношение времени средней наработки изделия за некоторый период эксплуатации к сумме средних значений наработки и времени простоя, обусловленного ТО и ремонтом, за тот же период эксплуатации.

Каждое изделие состоит из определенных элементов, которые имеют свою интенсивность отказов по определенному параметру. Состав элементов, влияющих на безотказность работы изделия, их надежность и рекомендуемую периодичность ТО, указывают в технической документации предприятия-изготовителя. Если работоспособность какого-либо устройства зависит от условий эксплуатации, то периодичность его обслуживания устанавливает начальник СМЭП.

С учетом периодичности обслуживания в СМЭП составляют годовой и месячный календарные графики ТО технических средств. В них содержатся перечень необходимых работ (со ссылкой на соответствующий пункт инструкции по обслуживанию), вид и число технических средств, периодичность обслуживания, численность и квалификация обслуживающего персонала.

Исходя их норм технического обслуживания, разрабатывают планы загрузки технических средств. При наличии в составе АСУД многомашинных УВК составляют диспетчерский план загрузки машин, расписание работы дежурных групп для УВК и всех аппаратных систем. Расписание предусматривает круглосуточную работу этих подразделений и дежурных бригад по обслуживанию периферийного оборудования в три смены длительностью 8 ч каждая.

На календарный период составляют программу работы обслуживающего персонала. Программа предусматривает порядок проведения профилактических работ, обучение, повышение квалификации и инструктаж персонала, технический обзор результатов эксплуатации, проверку действующего оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры.

В ходе ТО ведут соответствующую техническую документацию, отражающую содержание работ и состояние технических средств. Основным учетным документом является карточка учета, которую заводят на каждое устройство (карточка учета смены светофорных ламп, профилактики контроллера, на кабель и т. д.). Для управляющих (диспетчерских) пунктов заводят журнал учета профилактических и ремонтных работ. Результаты проверки видимости сигналов светофоров и состояния тросового хозяйства отражают в актах установленной формы.

Основным видом ремонта технический средств является текущий ремонт. Это обусловлено тем, что технические средства, как правило, работают круглосуточно и отключение их для планового ремонта не является целесообразным. Кроме того, в технических средствах организации движения практически отсутствуют движущиеся механические узлы и механизмы, для которых наиболее характерны плановые виды ремонта.

Для большинства технических средств применяют ремонт методом замены неисправного блока (субблока) с последующим его восстановлением в специальной ремонтной мастерской СМЭП.

В процессе текущего ремонта большая часть времени (свыше 60%) уходит на установление характера отказа и поиск неисправного элемента. Для сокращения этого времени иногда применяется специальная конрольно-диагностическая аппаратура периферийных объектов и управляющего пункта. Принцип действия этой аппаратуры заключается в формировании необходимых входных воздействий, приеме ответных реакций, анализе и выдачи информации на контрольные разъемы и органы индикации.

Контрольно-диагностическая аппаратура периферийных объектов применяется непосредственно на объекте. Поэтому ее размещают в специальной передвижной лаборатории внедрения и эксплуатации АСУД. В оснащение лаборатории также входят набор стандартных контрольно-измерительных приборов и соответствующий комплект ЗИП.

Для контроллеров с микропроцессорами роль контрольно-диагностической аппаратуры выполняет инженерный пульт (ИП), позволяющий быстро обнаружить неисправность какого-либо блока или элемента контроллера.

Обеспечение изделий комплектами ЗИП на этапе эксплуатации является одним из важнейших мероприятий, направленных на повышение надежности, восстановление работоспособности ремонта изделий в течение всего срока их службы.

Практически любой используемый ЗИП строится из: одиночного комплекта ЗИП-О; группового комплекта ЗИП-Г и ремонтного комплекта ЗИП-Р. ЗИП-О является комплектом запасных элементов, придаваемых непосредственно изделию с целью обеспечения его надежности при длительном использовании. ЗИП-Г придается группе однотипных изделий для пополнения одиночных комплектов ЗИП. ЗИП-Р предназначен для обеспечения среднего ремонта изделия или группы изделий в течение срока службы.

Учитывая конструктивную особенность современных технических средств организации движения, в каждый комплект ЗИП входят как самые мелкие (дискретные) конструктивные элементы, которые не подлежат ремонту (резистор, конденсатор, микросхема), так и субблоки и блоки. Последние могут в дальнейшем восстанавливаться путем замены в них отказавших дискретных элементов. Номенклатура и число элементов, входящих в указанные комплекты ЗИП, рассчитываются с учетом коэффициента технического использования этих изделий.

Весь комплект ЗИП периодически пополняют. Это является функцией отдела материально-технического снабжения СМЭП. Обычно период пополнения принимают равным одному году.