[02-2023] Система СУРА устранит дефицит пропускной способности участков железных дорог

[Admin]

Система СУРА устранит дефицит пропускной способности участков железных дорог

И.А. СИДОРОВ, инженер I категории Центра по ремонту и обслуживанию устройств безопасности Куйбышевской дирекции по ремонту тягового подвижного состава

Основной задачей в организации работы железнодорожного транспорта является обеспечение ритмичности и бесперебойности перевозочного процесса при безусловном поддержании требуемого уровня безопасности движения поездов. Решение данной задачи не может быть реализовано без разработки и внедрения новых технических средств и технологий с учетом перспективных направлений развития, таких как инновационные технологии интервального регулирования движения поездов, включая беспроводную передачу данных на основе цифровых систем технологической радиосвязи с использованием российских программных и аппаратных средств.
Разработка и внедрение перспективных технических средств и технологий железнодорожной автоматики и телемеханики является одним из приоритетных направлений научно-технологического и инновационного развития холдинга «РЖД», обозначенных в «Стратегии научно-технологического развития холдинга „РЖД" на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года».
Реализация проекта по созданию распределенной автоматизированной системы управления железнодорожным движением для сокращения межпоездных интервалов попутного следования поездов (СУРА) позволит внести свой вклад в повышение качества эксплуатационной деятельности ОАО «РЖД». Учитывая геополитические факторы, создание отечественной системы соответствует задачам, определенным Правительством РФ в части обеспечения импорто-замещения и безопасности, создания конкурентоспособной продукции и развития производства.

В настоящее время при капитальном ремонте пути применяется технология закрытия одного пути перегона (так называемое «окно»). При этом организация движения поездов осуществляется по другому пути перегона в режиме однопутной числовой кодовой автоблокировки с фиксированными блок-участками.
При организации двустороннего движения по одному пути перегона устройства числовой кодовой автоблокировки обеспечивают интервал попутного следования поездов при движении в правильном направлении, равный 8 мин, а при движении в неправильном направлении 9 — 13 мин, в зависимости от профиля пути. Связано это с тем, что тяговые расчеты и расстановка светофоров автоблокировки оптимизированы для движения по правильному пути перегона. При движении в неправильном направлении при недостаточности тормозного пути один блок-участок неправильного направления может включать в себя два блок-участка правильного направления.
Для решения данной проблемы предлагается сократить интервал попутного следования поездов для обеспечения пропуска пакета поездов как в правильном, так и в неправильном направлениях на весь период «окна» путем применения системы СУРА. Данная технология позволит сократить интервал попутного следования поездов до 1,5 раз. Разрабатываемая система СУРА обеспечит оптимальный порядок пропуска поездов по одному пути при проведении ремонтных
работ двухпутного перегона с обеспечением максимальной пропускной способности участка и минимальными потерями участковой скорости движения поездов (см. рисунок).
В системе СУРА предполагается использовать имеющийся опыт по применению технологии «виртуальная сцепка» в организации движения поездов с внедрением нового типа передачи данных между локомотивными устройствами по цифровой беспроводной системе передачи данных (БСПД).
На полигонах дорог, где нет дефицита пропускной способности, применение технологии «виртуальная сцепка» с оборудованием подвижного состава соответствующими устройствами и строительством (модернизацией) линейных сооружений цифровой радиосвязи для передачи данных является затратным и недостаточно эффективным. Однако при проведении ремонтных путевых работ на перегоне с закрытием для движения поездов одного из путей создается временный дефицит пропускной способности, который можно было бы уменьшить применяя технологию «виртуальная сцепка» при организации пакетного движения по временно однопутному перегону. С этой целью целесообразно использовать временно разворачиваемые линейные устройства цифровой радиосвязи и мобильные (носимые) локомотивные терминалы информирования машиниста о поездной ситуации на перегоне.
Применение устройств автоведения на локомотиве в данной ситуации не обязательно, так как увеличенная нагрузка на локомотивную бригаду не является длительной и связана с интенсивным движением только на перегоне, где выполняются путевые работы, и на двух перегонах, примыкающих к нему.
В состав системы СУРА будут входить: блок головного вагона (БГВ) — приемопередатчик (носимое устройство передается локомотивной бригаде), блок внутренней связи (БВС) — ответная часть для увязки терминала БГВ с локомотивными устройствами безопасности (предварительно смонтированная на локомотиве), блок перегонный (БП) и блок станционный (БСТ). В разрабатываемой системе для реализации на полигоне Куйбышевской дороги предусматривается использование специализированных устройств передачи данных по цифровому радиоканалу малой мощности в диапазоне до 900 МГц.
Так как создаваемая система является информационной, к устройствам передачи данных не предъявляются требования безопасности функционирования. Необходимо только обеспечить связь между бортовыми устройствами попутно следующих локомотивов с заданными показателями перерывов связи, допустимых для систем автоведения и (или) информирования локомотивной бригады.
Предлагаемые к применению специализированные радиосредства в диапазоне частот до 900 МГц — это малогабаритные и энергоэффективные устройства, не требующие проведения строительных работ, допускающие их использование без специального разрешения и регистрации в органах госрегулирования.

Локально размещаемые стационарные радиомодемы образуют сеть передачи данных и контроля за движением поездов с дальностью радиосвязи не менее 2 км. Экспериментальные исследования и данные производителей подобных радиотехнических средств (ООО «Гудвин», ООО «ГЛОНАСС-ТМ») подтверждают возможность получения указанной дальности покрытия. Передаваемая информация формируется безопасными устройствами на локомотиве и защищается специальным кодированием и контрольной суммой, что способствует повышению уровня информационной безопасности функционирования системы.
При проведении капитального ремонта пути с закрытием движения на перегоне представляется наиболее целесообразным использовать быстро размещаемые на линии временные приемопередатчики, а на локомотивах — носимые терминалы для информирования локомотивной бригады и передачи данных в систему автоведения (при ее наличии). С этой точки зрения применение аппаратных средств цифровой радиосвязи диапазона 868 МГц представляется наиболее эффективным. Кроме того, малая излучаемая мощность (25 мВт) позволяет использовать носимый локомотивный терминал без подключения к бортовой сети электропитания локомотива.
В системе СУРА предусматривается возможность реализации режима «виртуальной сцепки» на локомотивах различных типов и производителей с подключением разрабатываемых устройств к штатным устройствам безопасности на подвижном составе. Возможны три варианта подключения разрабатываемых устройств к бортовым устройствам безопасности.
Ф В разрабатываемой системе терминал БГВ, выдаваемый машинисту, располагается в кабине управления у лобового стекла. Для связи со стационарными приемопередатчиками используется радиоканал диапазона 868 МГц, а с бортовыми устройствами автоведения — канал связи WiFi. С этой целью в штатных бортовых устройствах в имеющийся разъем для подключения внешних устройств подключается ВВС (ответная часть — преобразователь интерфейсов WiFi/RS).
® Если на борту установлены устройства ИСАВП-РТ, то подключение осуществляется непосредственно к этим устройствам, а они, в свою очередь, штатно подключаются по внешней CAN-шине к приборам безопасности.
® Если устройства автоведения не установлены и имеются современные устройства безопасности, то подключение осуществляется через ВВС на вход ячейки или шлюза радиоканала бортовых устройств безопасности КЛУБ или БЛОК с преобразованием в интерфейс RS-232.
Для случаев, когда бортовыми устройствами безопасности не представляется возможность отображения локомотивной бригаде поездной ситуации на перегоне, предлагается использовать дополнительно устанавливаемый на локомотиве штатный блок МПУЛ. Отображение полученной информации будет осуществляться на мониторе этого блока.
В любом случае подключение внешних устройств БГВ к штатным входам приборов безопасности через типовые устройства шлюзования обеспечивает безопасность и надежность работы приборов КЛУБ или БЛОК.
Для различных вариантов подключения к бортовым приборам используется единый приемопередающий мобильный терминал системы — терминал БГВ, работающий в увязке с БВС. Таким образом, обеспечивается унификация применяемых технических средств на локомотиве.
Терминал БГВ выдается локомотивной бригаде поезда, отправляющегося на участок проведения «окна», на станции смены локомотивных бригад (или при явке в основном или оборотном депо). Там же происходит сдача терминалов БГВ локомотивными бригадами, прибывшими с поездами встречного направления. Конкретный порядок (технология) оборота терминалов БГВ определяется местной инструкцией на этапе подготовки к проведению эксплуатации системы.

Ответная часть локомотивного приемопередатчика блока БВС предварительно монтируется на бортовых устройствах безопасности согласно проектной документации, разрабатываемой в рамках проводимых работ по проекту СУРА.
В системе СУРА на мачтах светофоров или крыше релейного шкафа автоблокировки предполагается установка стационарных приемопередатчиков БП, которые подключаются к источнику питания 220 В переменного тока в релейном шкафу. С их помощью обеспечивается трансляция информации от одного поезда (локомотива) к другому по цифровому радиоканалу диапазона 868 МГц.
Если в зоне покрытия стационарного ретранслятора нет приемопередающих устройств локомотива, то он осуществляет передачу полученных данных от смежного БП ретранслятора стационарному БП ретранслятору с другой стороны. Таким образом, осуществляется последовательная передача данных от одного поезда к другому. Благодаря последовательной передаче данных отсутствует ограничение в количестве локомотивов, находящихся на связи по этой схеме, так как конкретный БП ретранслятор обеспечивает связь со смежными БП ретрансляторами и с локомотивами терминалы БГВ, находящимися в зоне его действия (не менее 2 км).
Смежному ретранслятору БП передается информация только об одном поезде из находящихся на связи, а именно, о последнем в установленном направлении движения. Это позволяет минимизировать количество передаваемой информации и обеспечить минимальное время доставки данных от одного локомотива к другому. После выхода локомотивного приемопередатчика терминала БГВ из зоны связи ретранслятора БП он перестает посылать ему запросы и освобождает эфир для связи с другими ретрансляторами БП.
Перед началом производства путевых работ на перегоне на релейные шкафы автоблокировки или мачты путевых светофоров устанавливаются предварительно настроенные стационарные приемопередатчики БП цифрового радиоканала диапазона 868 МГц. При установке их на крыше релейного шкафа подключение осуществляется к источнику 220 В переменного тока, расположенному в релейном шкафу согласно проектной документации на действующую автоблокировку. При установке приемопередатчиков БП на мачте светофора питание осуществляется от сигнального трансформатора включения ламп светофора.
По окончании путевых работ производятся отключение и демонтаж приемопередатчиков БП с мачт светофора или крыши релейного шкафа.
На станции монтируется соответствующая аппаратура разрабатываемой системы БСТ, которая осуществляет контроль поездной обстановки на станции, установленных маршрутов и порядка выхода поездов на перегон. Станционный блок БСТ выполняет маршрутизацию данных между последовательно идущими поездами, связывая их информационно в «виртуальную сцепку».
Стационарный блок БСТ устанавливается на посту ЭЦ станции и подключается к источнику питания 220 В переменного тока. Кроме того, осуществляется его подключение к цепям электрической централизации, определяющим маршруты передвижения поездов по главным путям станции, а также к цепям системы технической диагностики и мониторинга для передачи диагностической информации о работоспособности системы.

Перегонные ретрансляторы БП располагаются не только на сигнальных точках автоблокировки на перегоне, где проводятся путевые работы, но и на смежных перегонах для информирования машинистов и бортовых приборов безопасности о поездной обстановке в зоне ограничения движения. Это дает возможность сокращения интервала попутного следования поездов на подходе и выходе из зоны ограничений пропускной способности.
При отправлении поезда на перегон без радиопередающего устройства терминала БГВ или с неисправным терминалом БГВ передача данных на следующий поезд выполняться не будет. В этом случае движение будет осуществляться штатным образом по сигналам АЛС без информационной увязки с впередиидущим поездом.
В последующем стационарные устройства увязки радиоканальных средств БСТ устройствами электрической централизации могут остаться в эксплуатации и после завершения путевых работ, так как могут использоваться в штатных устройствах передачи данных стандарта DMR для формирования информации об установленных маршрутах приема и отправления на станции.
Участок, на котором планируется внедрение и опытная эксплуатация системы СУРА, — Безенчук — Октябрьск Куйбышевской магистрали. Ожидаемый объем внедрения оборудования в рамках данного проекта — 1479 шт. В том числе: бортовых — 1443 шт. (терминал БГВ — 123 шт., БВС — 1200 шт., в том числе страховой запас 120 шт., стационарных — 36 шт. (блок перегонный БП — 32 шт., блок станционный БСТ — 4 шт.)
Объем для тиражирования компонентов системы будет определен после получения положительных оценок по результатам эксплуатационных испытаний и оценки готовности системы для внедрения на сети железных дорог.