Система интервального регулирования для железнодорожных линий промышленного назначения
ДЕНИСОВ Александр Александрович, АО «ЮНИКОМПЕКС», заместитель генерального директора, Москва, Россия
Штоль Анна Александровна, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», магистрант программы «Управление цифровыми трансформациями», Санкт-Петербург, Россия
В настоящее время на железнодорожных путях общего пользования ведутся активные работы по повышению пропускной способности в связи с увеличением объема перевозок и изменением цепочек логистических поставок. Немалую часть товарооборота составляют полезные ископаемые (газоконденсат, никель, титан, уголь и др.), а задача вывоза их от мест добычи и переработки до основных железнодорожных магистралей ложится на добывающие предприятия. Крупные добывающие предприятия владеют железнодорожными линиями протяженностью до 650 км, пролегающими в суровых климатических условиях (зона многолетней мерзлоты, экстремально низкие температуры, сильные ветры и высокий снежный покров) и имеют ряд других факторов, затрудняющих или делающих невозможным внедрение и эксплуатацию классических средств интервального регулирования и безопасности движения на основе рельсовых цепей. Зачастую автоматизация на таких линиях либо полностью отсутствует, либо крайне низка, что в любом случае затрудняет или делает невозможным ведение сквозных технологических процессов в управлении движением и перевозками.
Для повышения пропускной способности частных железнодорожных линий специалистами АО «ЮНИКОМПЕКС» разработана Система интервального регулирования на базе радиоканала СИР «Звено». Основными факторами, учитываемыми при разработке, стали: минимальное время на развертывание системы (по сравнению с аналогами), простота обслуживания и эксплуатации, масштабируемость, отсутствие или минимальное количество напольной аппаратуры (особенно на перегонах).
Основной задачей Системы является обеспечение пропуска по необорудованному средствами автоматики перегону двух и более грузовых поездов в попутном направлении и обеспечение безопасности их движения. Это достигается за счет размещения оборудования на локомотивах (ССПС) и раздельных
пунктах.
Оборудование, располагаемое на раздельных пунктах, представляет собой информационно-управляющую подсистему с распределенной архитектурой. Такая архитектура позволяет легко масштабировать полигон работы Системы в случае
строительства дополнительных раздельных пунктов
или их расконсервации, а также в случае сокращения их количества.
В состав оборудования информационно-управля-ющей подсистемы входит вычислительное оборудование, оборудование связи и АРМ ДСП. Подсистема обеспечивает:
- мониторинг поездной обстановки на всей железнодорожной линии на основании данных, получаемых с подвижного состава;
- обмен данными с локомотивным бортовым оборудованием и с соседними раздельными пунктами для обеспечения отправки поездов на перегон, его проследования и прибытия на следующий раздельный пункт с безусловным обеспечением безопасности движения поездов.
- Оборудование связи информационно-управляю-щей подсистемы предназначено для обеспечения связи с локомотивным оборудованием по каналу связи 160 МГц и каналам связи между раздельными пунктами. При этом основной обмен между раздельными пунктами осуществляется по каналам связи владельца инфраструктуры (например, ВОЛС, РРС, GSM, LTE, VSAT и др.).
АРМ ДСП обеспечивает согласование направления движения по прилегающим к раздельному пункту перегонам, формирование команд на отправление и прибытие поездов, отображение в реальном времени местоположения поездов на перегоне и раздельных пунктах.
Локомотивный бортовой комплекс БК реализован на базе локомотивной системы безопасности «Борт» разработки и производства ООО «Транстелесофт».
Бортовой комплекс в увязке с хвостовым модулем, устанавливаемым на автосцепку последнего вагона, реализует следующие основные функции:
- определение местоположения «головы» и последнего вагона поезда;
- расчет безопасного интервала следования до «хвоста» впередиидущего поезда;
- остановку поезда в случае нарушения границу безопасного интервала следования, несанкционированного увеличения допустимого расстояния между хвостовым вагоном и локомотивом поезда (нарушением целостности поезда), превышения допустимой скорости движения;
- проверку и подтверждение от информационно-управляющей подсистемы ответственных команд;
- вывод локомотивной бригаде информации о местоположении впередиидущего и идущего следом поездов.
Хвостовой модуль имеет компактные размеры и относительно небольшую массу (4,5 кг). Магнитные крепления в сочетании с кронштейном обеспечивают быструю его установку/снятие и надежное крепление в автосцепке, а применение металлического троса, пропускаемого через технологические отверстия автосцепки, предотвращает его утерю.
Хвостовой модуль рассчитан на эксплуатацию в диапазоне температур от -55 до +50 °C. Питание хвостового модуля осуществляется от встроенной батареи с расчетным сроком беспрерывной работы около 155 суток, что составляет порядка двух лет эксплуатации. После чего элементы питания требуют замены.
Система интервального регулирования была апробирована в рамках опытного пробега, проходившего на железнодорожной линии, расположенной на полуострове Ямал. В ходе пробега выполнялись отправки с разъезда пары поездов различной составности (от 18 до 48 вагонов) на необорудованный перегон, их пропуск по нему и прием на соседний разъезд. Также выполнялись проверки реакции Системы в случае нарушения безопасного интервала следования между поездами и несанкционированного увеличения расстояния между «головой» впередиидущего поезда и его последним вагоном. В обоих случаях Система произвела остановку следующего вторым поезда. Кроме того, проводились проверки работы Системы в ситуациях, связанных с выполнением различных технологических операций, таких как маневровые работы, вытягивание составов с перегона и др. Все проверки были успешно пройдены.
Помимо своих основных функций Система позволяет накапливать и хранить различные данные, которые могут быть использованы в анализе параметров состояния инфраструктуры. Например, данные о времени хода поездов, их местоположении, длине и массе могут быть использованы в определении фактических значений показателей воздействия подвижного состава на железнодорожный путь. Такие данные в совокупности с данными о динамике развития неисправностей железнодорожного пути могут лечь в основу построения математических моделей по прогнозированию возникновения неисправностей. Прогноз особенно актуален для железнодорожных линий, расположенных в зоне многолетнемерзлых грунтов.
В ближайших планах проведение адаптации Системы для двухпутных участков и максимальной допустимой скорости движения 90 км/ч.
