[05-2019] Технические средства интервального регулирования

[Admin]

Технические средства интервального регулирования

С.В. РУМЯНЦЕВ, заместитель начальника отдела АО «НИИАС»

Интервальное регулирование движения поездов, согласно определению действующих стандартов, — это обеспечение попутного следования поездов в правильном и неправильном направлениях, исключаемое системами безопасности превышения допустимой скорости и проезда запрещающих сигналов.

На протяжении истории развития железнодорожного транспорта системы интервального регулирования движения поездов совершенствовались, пройдя путь от жезловых систем, систем полуавтоматической блокировки до систем автоблокировки с применением автоматической локомотивной сигнализации. Техническими средствами интервального регулирования движения поездов традиционно являлись системы автоматической блокировки и, в частных случаях, полуавтоматической блокировки (рис. 1).

Интервальное регулирование движения поездов на современном этапе — это технология, обеспечивающая возможность пропуска потока поездов с минимальным интервалом между поездами как в правильном, так и неправильном направлениях, с возможностью соответствующей обработки составов на конечных станциях конкретного полигона. Существенным отличием интервального регулирования движения поездов на современном этапе является то, что регулирование движения (скорости) поезда осуществляется не на границу блок-участка, а на координату «хвоста» идущего впереди поезда, с минимально допустимым межпоездным интервалом, который рассчитывается с учетом реальных тормозных характеристик обоих поездов.
Появление спутниковых навигационных систем, цифрового радиоканала передачи данных и высокоточных микропроцессорных вычислительных комплексов позволяет реализовать систему интервального регулирования на более высоком техническом уровне (рис. 2).

Интервальное регулирование движения поездов играет важнейшую роль при осуществлении железнодорожных перевозок, обеспечивая безопасность движения и определяя пропускную способность участка. Поэтому совершенствование методов и алгоритмов управления в системах интервального регулирования движения позволяет повысить безопасность движения поездов и увеличить пропускную способность. В ряде случаев модернизация системы интервального регулирования движения поездов может дать эффект, сопоставимый со строительством дополнительного пути.

Ключевым элементом при переходе к управлению потоками поездов должно стать интервальное регулирование нового поколения. Переход от светофорной сигнализации к бессветофорной, а также использование цифрового радиоканала как дополнительного элемента управления позволит обеспечить необходимый минимальный интервал попутного следования (данный подход показал уже свою эффективность на Московском центральном кольце).

Внедрение систем интервального регулирования движения поездов без светофоров с применением спутниковой навигации и цифрового радиоканала является основным направлением научных исследований в области железнодорожного транспорта в соответствии распоряжением Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 № 877-р «О стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 г.» (рис. 3).

- Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (АО «НИИАС») в целом на сегодняшний момент задача интервального регулирования как комплексная система решается поэтапно, учитывая следующие варианты.

- Необходимо полностью оснастить подвижной состав современными приборами безопасности КЛУБ-У, БЛОК или САУТ варианта ЦМ. В ПТЭ ограничена скорость проследования желтого сигнала конкретной цифрой — 60 км/ч по правильному и 50 км/ч по неправильному направлениях движения. При наличии расчетных кривых торможения, гарантирующих безопасность, данное значение следует присваивать в виде переменной составляющей под безопасной кривой служебного торможения, которая фактически рассчитывается локомотивными приборами безопасности, исходя из информации о длине впереди лежащего блок-участка, уклона, массы поезда и эффективности тормозных средств. Все эти параметры при наличии электронной карты на локомотиве и заданных кривых торможения с учетом требований безопасности соблюдаются только в приборах нового поколения.

Подтверждением возможности реализации такой технологии являются проведенные в 2017 г. на Свердловской дороге по заданию заместителя генерального директора ОАО «РЖД» — начальника Дирекции тяги О.С. Валинского испытания варианта движения поездов с повышением скорости движения на желтый сигнал светофора по методике испытаний, согласованной всеми причастными управлениями, включая Департамент безопасности движения. При работе в этих режимах была подтверждена полная гарантия безопасности.

Таким образом, наличие приборов безопасности нового поколения на локомотиве позволяет не только создать условия для возможности сокращения защитных участков на инфраструктуре, но и повысить скорость движения на желтый сигнал светофора. В связи с этим данный вариант применения интервального регулирования движения на перегоне позволяет повысить скорость движения и увеличить количество поездов на действующей инфраструктуре путём замены бортовых устройств безопасности.
- Данный вариант интервального регулирования движения поездов связан с тем, что при сближении поездов на минимальный интервал попутного следования возникает проблема у локомотивной бригады поезда, следующего за впереди идущим. Наличие на локомотиве устройств автоведения снимает ряд вопросов, но наиболее эффективным методом при этом является возможность организации связи по радиоканалу между первым и вторым локомотивами. В этом случае на карте системы автоведения виден впереди идущий локомотив, его скорость и обеспечивается не только гарантия безопасности по приборам, но и возможность устойчивого решения вождения сзади идущего в режиме исключения дополнительной нагрузки на локомотивную бригаду.
Реализация такой технологии требует наличия на локомотивах современных систем безопасности с электронной картой и дополнительных систем автоведения, способных работать по цифровому радиоканалу, в качестве которых уже сегодня могут быть использованы типовые системы ИСАВП-РТ.

Ограничительный фактор — зона действия цифровой радиосвязи на участке с последовательно идущими поездами. В качестве канала цифровой радиосвязи может быть использован только канал 160 МГц, поскольку на него имеются разрешение частот, соответствующие цифровые модемы, выпускаемые целым рядом предприятий. Возможность применения этого модема на более длинных участках теоретически рассмотрена и доказана, но практически возможность должна быть исследована и подтверждена на реальных участках работы локомотивов, поскольку влияние на цифровую радиосвязь могут оказывать и дополнительные факторы, в том числе наличие помех. Имеются разработанные технические решения по организации такой связи в тоннелях, что также необходимо учитывать.

Дополнительно проводятся исследовательские работы по определению возможности использования в качестве резервного канала, как это уже применяется в ИСАВП-РТ, диапазона 2 МГц. Он широко распространен в поездной диспетчерской связи, что обеспечит резервирование канала передачи информации и может оказаться наиболее сильным фактором для последующего тиражирования, поскольку наличие частоты 2 МГц не является ограничением на всей сети железных дорог.

- Третий вариант интервального регулирования предусматривает возможность организации последовательного движения поездов с наличием связи между поездами через центр управления радиосредствами. В качестве такого технологического решения, имеющего приемлемое ценообразование, следует рассматривать систему DMR (DigitalMobileRadio), которая применяется и уже строится на сети дорог по заданию Центральной станции связи ОАО «РЖД». Около 7 тыс. км оборудованы такой системой в стационаре, но отсутствие модемов в этих технических решениях на локомотивах фактически сводит на нет эффективность такой меры.

Технология была проверена на участке Горьковской дороги при реализации задачи повышения скорости движения поездов «Стриж» без изменения структуры напольных устройств. Преимуществом такой технологии является устойчивость цифровой радиосвязи на всем участке. Цифровая защита этой системы включает в последних вариантах наличие и киберзащищенности системных решений.

В этом случае устойчивость радиосвязи и передаваемой информации между локомотивами или из центра на локомотив является достаточной и необходимой для организации интервального регулирования. По данным каналам будет также иметься возможность передачи оперативной информации на локомотивы об ограничениях скорости, экстренных остановках и др. (рис. 4).

Такая технология позволяет рассматривать вариант согласованных действий на перегонах и станциях. В качестве примера необходимости работы по станционным путям по такой технологии следует считать возможность кодирования всех боковых путей, а не только оборудованных рельсовыми цепями, что значительно улучшает технологию работы движения по станционным путям. Кроме того, наиболее сложным на сегодняшний день вариантом является невозможность отправления поездов с боковых путей на занятый участок удаления.

При наличии цифрового радиоканала и возможности передачи на конкретный локомотив сигнала отправления эта задача выполняется, ограничивая допустимую скорость и длину маршрута до получения сигнала на участке удаления, а также сокращая интервалы между поездами, что фактически реализует динамический участок удаления как новую технологическую задачу.

- Последний вариант интервального регулирования движения поездов заключается в минимизации попутного следования поездов на основе нового поколения автоматической блокировки, которая применяет бессветофорную сигнализацию с подвижным блок-участком с возможностью реализации подвижного участка и на главных путях станции. Главные пути станции и автоблокировка становятся едиными комплексами управления. Технически такие решения были отработаны на МЦК и в последующем на этой базе строился ряд решений для участка в обход Украины.

Технически и технологически они соответствуют стратегии перехода на локомотивную сигнализацию в качестве единственного средства регулирования в правильном и неправильном направлениях, что позволяет обеспечить минимальный интервал попутного следования поездов без использования радиоканалов (рис. 5).

Ранее проектные решения интервального регулирования по перегонам и станциям не учитывали того, что ключевым являлись ограничения движения по станциям, и с учетом перехода к регулярным графикам движения потребуется наличие резервов пропускной способности для режима нагона, особенно в режиме сокращения пар при ремонте одного из путей.

Интервальное регулирование на больших полигонах дополнительно должно быть смоделировано с учетом возможности приема этих поездов на ограничивающих станциях по количеству боковых путей, по технологии обработки составов на технических станциях, что будет также связано
с автоматизацией процессов и с расчетом необходимого времени обработки при появлении большего потока поездов, чем это планировалось ранее. Технологические решения при организации интервального регулирования движения поездов становятся главными, поскольку они являются завершающим этапом при применении интервального регулирования.