бабулер48

Совершенствование локомотивных устройств безопасности

О.В.ЧИКИРКИН, главный инженер Дирекции тяги — филиала ОАО «РЖД»

Достижение целевых показателей безопасности движения и экономической эффективности локомотивного комплекса невозможно без развития применяемых в хозяйстве технических средств. Дирекция тяги ОАО «РЖД» проводит системную работу по созданию и постановке на производство новых моделей локомотивов и локомотивных устройств безопасности, их совершенствованию и обновлению.

Этапы проведенной за последние пять лет работы изображены в виде шкалы времени на рис. 1. Благодаря широкому комплексу мероприятий, надежность локомотивных устройств безопасности растет, и с 2015 г. количество нарушений в работе этих устройств снижено на 45 %.
Одним из направлений развития устройств безопасности является локальное улучшение эксплуатируемых устройств. Их техническое совершенствование выполняется путем фрагментарного обновления программного обеспечения и аппаратной части существующих устройств с целью расширения функций и повышения надежности (рис. 2).
Из аппаратных обновлений следует отметить следующие мероприятия:

• - в 2016 г. завершена разработка и начато массовое внедрение микропроцессорного дешифратора ДКСВ-М; на сегодняшний день на локомотивах установлено уже около 4 тыс. этих дешифраторов;
• - для расширения памяти электронной карты, а также повышения скорости ее записи организовано обновление ячеек электронной карты устройств КЛУБ-У и БЛОК;
• - с целью увеличения вычислительных мощностей существующих устройств КЛУБ-У с 2018 г. проводится выборочное обновление ячеек центрального обработчика;
• - для расширения перечня регистрируемых параметров в 2018 г. на маневровых локомотивах проведено дооснащение КПД-3 узлами приема ТСКБМ;
• - в 2019 г. разработана ячейка МП-АЛС-М для устройства КЛУБ-У. Новая ячейка содержит функционал блока БРС-АЛСН, обеспечивает запись сигналов CAN-шины и сигналов АЛС с приемных катушек для своевременного анализа сбоев;
• - также в 2019 г. разработан блок связи со съемным носителем БС-СН для регистрации параметров движения на единый съемный носитель CH/БЛОК непосредственно от КПД-3.
• Изменения программного обеспечения (ПО): г в 2015 — 2016 гг. разработано программное обеспечение КЛУБ-У с функцией ускоренной записи электронной карты, а также блокирования технологически обоснованных сбоев АЛСН характера З-Б-З. Новое ПО сокращает время записи электронных карт в 4 — 5 раз;
• - в 2017 — 2018 гг. разработано единое программное обеспечение ДКСВ-М для реализации в нем функций дополнительных устройств безопасности (Л 168, Л159, УКБМ) — контроля скатывания, предварительной световой сигнализации. В прошлом году начато внедрение единого пакета ПО, благодаря чему с локомотивов демонтируются «лишние» дополнительные блоки (Л168, Л159, УКБМ);
• - в 2019 г. завершена разработка программного обеспечения КЛУБ-У и БЛОК, обеспечивающего обновление электронной карты посредством съемного носителя CH-БЛОК и КР-М. Данная технология позволит записывать электронную карту перед поездкой. Ранее аналогичная функция по обновлению бортовой базы данных уже реализована в устройствах КИО-САУТ;
• - в прошлом году реализована передача файлов поездок аппаратуры КИО-САУТ через систему СВЛ ТР на сервер АСУТ НБД-2 для автоматической расшифровки поездок, а также данных для анализа и диагностики системы;
• - в 2020 г. в устройствах КИО-САУТ планируется реализовать функцию удаленного обновления программного обеспечения и бортовой базы данных, что в перспективе позволит вообще отказаться от использования съемного носителя информации.

Отдельно следует отметить проводимую работу по совершенствованию бортовых баз данных (электронных карт). С 2014 г. проводилось наполнение базы данных единой автоматизированной системы для формирования баз данных устройств безопасности и систем автоведения ЕГИС ТПС. В прошлом году наполнение базы завершено по всем железным дорогам.
Однако до 2019 г. данные ЕГИС ТПС использовались только для формирования электронных карт КЛУБ-У и БЛОК. В прошлом году в ЕГИС ТПС реализовано формирование номограмм для расшифровки файлов КПД-3. В 2020 г. по договору с АО «НИИАС» планируется реализовать в ЕГИС ТПС формирование бортовых баз данных для САУТ и автоведения.
Другим направлением, отличным от локальных улучшений существующих устройств, являются разработка и внедрение новых систем (рис. 3):
- в 2010 — 2012 гг. по заказу ОАО «РЖД» разработан комплекс БЛОК, объединивший в себе функционал наиболее распространенных устройств безопасности КЛУБ-У, САУТ и ТСКБМ. Комплекс БЛОК устанавливался на новые грузовые и пассажирские локомотивы;
А с 2016 г. взамен морально и физически устаревшего механического скоростемера на локомотивах, оборудованных САУТ-ЦМ/485,

• начато массовое внедрение электронного регистратора КИО-САУТ;
  
• - также взамен механических скоростемеров массово внедряются электронные скоростемеры КПД-ЗПА;
• - с 2017 г. начато внедрение комплекса БЛОК-М, разработанного взамен БЛОК, на отечественной элементной базе (на рис. 3 приведено сравнение размеров БЛОК-М, справа, и БЛОК — слева);
• - в 2018 г. завершена разработка нового комплексного устройства САУТ-К. В 2020 г. планируется закупка 100 новых систем;
• - в 2018 г. на базе БЛОК-М и системы управления МПСУиД разработана единая система управления и безопасности движения МПСУ-БД для электровоза 2ЭС6. В 2019 г. система прошла приемочные испытания.

Внедрение новых устройств безопасности реализуется в Дирекции тяги одновременно с увеличением инвестиционной программы их закупки. За последние 5 лет в локомотивные депо поставлено более 6 тыс. новых устройств безопасности. Размеры инвестиций возросли с 263 млн руб. в 2015 г. до 1,14 млрд руб. в 2020 г.
В настоящее время Дирекцией тяги прорабатываются вопросы сопровождения микропроцессорного оборудования разработчиками и поставщиками устройств безопасности в период жизненного цикла изделия. Предварительные расчеты показывают значительное сокращение эксплуатационных расходов благодаря исключению затрат на:

• содержание подменного фонда;
• содержание сервисного оборудования;
• техническое обслуживание;
• все виды плановых ремонтов аппаратуры;
• - периодические регламентные работы;
• - сертификацию оборудования;
• - ремонт оборудования при неплановых ремонтах;
• - наступление рисковых событий;

поддержание базы данных микропроцессорных систем и т.д.


Для примера проанализирована стоимость обслуживания САУТ-К в период жизненного цикла (20 лет). Подсчитано, что эффект на одну секцию локомотива составит около 2,6 млн руб.
Важное направление деятельности Дирекции тяги — совершенствование нормативной документации (рис. 4).Так, в 201 б г. разработаны новый классификатор нарушений в работе устройств безопасности, а также новый порядок их расследования.
С целью определения путей дальнейшего развития устройств безопасности и конкретизации их образа будущего в 2017 г. разработаны основные технические требования к микропроцессорной системе управления и безопасности движения нового поколения (утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 13.10.2017 № 2085р), а в 2019 г. разработана концепция развития локомотивных устройств безопасности (утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 28.01.2019 №123р).
В документах сформулированы:
Э описание конструктива нового устройства безопасности, который, в отличие от существующих устройств, предполагает:
модульность;
2 единый протокол обмена между модулями;
/ минимальное количество оборудования на борту локомотива;
объединение функций безопасности, управления вспомогательным оборудованием локомотива, автоведения поезда, радиосвязи, видеорегистрации;
- интегрированное взаимодействие с системой управления локомотивом;
- конфигурирование системы в соответствии с типом локомотива и необходимыми функциями;
- использование новых технологий, которые должны быть реализованы в новом устройстве:
- виртуальная и дополненная реальность;
- облачные технологии;
- беспроводные каналы связи, передача по радиоканалу диагностической и служебной информации;
- использование технического зрения для контроля состояния локомотивной бригады, а также обстановки вне локомотива;
- элементы искусственного самообучающегося интеллекта;
- комплексная система мониторинга и диагностики с функцией выявления предо-тказных состояний.
Новое устройство должно также выполнять следующие функции, необходимые для реализации новых технологий эксплуатационной работы локомотивов и управления движением.
Технологии интервального регулирования путем:
- повышения скорости следования на желтый и красный огни светофора при условии обеспечения безопасности движения посредством расчета тормозной кривой;
- получения ответственной информации по цифровому радиоканалу (DMR-RUS);
- автоматизированного вождения поездов в режиме «виртуальной сцепки».
Вождение грузовых поездов в одно лицо. Для этой технологии требуется более глубокая автоматизация процесса управления локомотивом:
- функция автоматического измерения плотности тормозной магистрали;
- организация радиосвязи между машинистом и ДСП (ДНЦ) в случае остановки поезда на перегоне через носимую радиостанцию с ретрансляцией через локомотивную радиостанцию.

Автомашинист — управление локомотивом без участия машиниста и дистанционно.
Опираясь на перечисленные тезисы концепции, в 2020 г. по плану научно-технического развития (НТР) будут разработаны технические требования к устройствам безопасности нового поколения (рис. 5).
Кроме того, в текущем году в рамках плана НТР специалистами АО «НИИАС» начата работа по теме «Создание бортовой расширяемой системы управления и обеспечения безопасности движения». Разрабатываемая система должна реализовывать все перечисленные функции и технологии.
Одной из функций новой системы должна являться предикативная самодиагностика. Обновление программного обеспечения и баз данных будет выполняться дистанционно в онлайн-режиме. В связи с этим должен быть изменен подход к организации технического обслуживания и ремонта системы: ее обслуживание должно выполняться «по состоянию», при выявлении замечаний.
Дирекция тяги, формируя заказ на новые и инновационные перспективные устройства безопасности, делает акцент на использовании в конструкции необслуживаемых технических решений.
Сегодня в эксплуатации находится почти 100 тыс. локомотивных устройств безопасности, в том числе около 25 тыс. «старых» устройств (9,5 тыс. релейных ДКСВ, 5 тыс. скоростемеров ЗСЛ2М, 10 тыс. блоков «Л» и УКБМ). Изменение порядка их обслуживания возможно только при изменении конструкторской документации производителем.
Ведется разработка различных перспективных технологий (рис. 6). Так, в Северной дирекции тяги осуществляется подконтрольная эксплуатация опытной партии локомотивов, оборудованных системой помощи машинисту ПАК-ПМЛ. Эта система позволяет предотвращать проезд запрещающего показания светофора, взрез стрелки и наезд на человека с помощью технологии машинного зрения.


Для апробации и отработки технологии «виртуальной сцепки» в 2020 г. Дирекцией тяги в рамках инвестиционной программы «Модернизация тягового подвижного состава» выделен 291 млн руб. на оснащение 240 электровозов ЗЭС5К Дальневосточной и Забайкальской дирекций тяги системами ИСАВП-РТ-М, чтобы на участке от Карымской до Находки ввести в график движения 15 пар поездов, следующих по технологии «виртуальной сцепки». По результатам апробации должна быть оценена экономическая эффективность данной технологии.
Также испытания технологии «виртуальной сцепки» в текущем году планируется организовать на Урало-Сибирском полигоне для пакета из пяти поездов. Данный полигон оснащен стационарными радиостанциями стандарта DMR, необходимыми для связи нескольких локомотивов.
Системная работа специалистов Дирекции тяги ОАО «РЖД» по внедрению инновационных проектов должна существенно улучшить ситуацию с безопасностью движения в локомотивном комплексе.