[08-2012] Развитие средств ЖАТ. Стратегия и тактика

[Admin]

Развитие средств ЖАТ. Стратегия и тактика

Н.Н. БАЛУЕВ, заместитель начальника Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД»

Внедрение микропроцессорных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (МПУ ЖАТ) дает возможность наиболее эффективно решить задачу создания единой комплексной системы управления движением поездов. Переход на микроэлектронную базу, использование средств вычислительной техники и цифровых методов обработки и передачи информации является действенным путем обновления технических средств. Принимая во внимание рекомендации пятой международной научно-практической конференции «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» (ТрансЖАТ-2010) хотелось бы обсудить состояние дел и приоритетные направления развития устройств ЖАТ, актуализировать программу их развития до 2020 г.

Как правило, путевое развитие крупных станций формировалось и проектировалось в 50-60-х гг. прошлого века, что не позволяет в полной мере использовать новейшие технологии организации движения поездов. Всю инфраструктуру таких станций, включая средства ЖАТ, целесообразно менять с учетом перспектив развития.

Однако решить все проблемы путем модернизации отдельно взятой станции или перегона невозможно. С целью оптимизации расходов в процессе реализации мероприятий по повышению пропускной способности участка необходим комплексный подход и методологическая база для планомерной реконструкции всей железнодорожной линии.

Требуется дифференцированный подход к вопросу оборудования объектов средствами железнодорожной автоматики и телемеханики. На одних станциях следует внедрять микропроцессорные централизации (МПЦ), другие модернизировать путем строительства релейнопроцессорных централизаций, на третьих целесообразно оставить релейные устройства, еще не выработавшие свой срок и вполне справляющиеся с нагрузкой. Нужно взвешивать решения о том, какой тип ДЦ или ДК следует применять на участке и какие системы интервального регулирования движения поездов будут работать на перегонах.

Сейчас часть грузопотока Транссиба планируется перенаправить через БАМ. Судя по всему, реализация этого плана не потребует тотальной модернизации устройств: на магистрали эксплуатируются вполне современные устройства числовой кодовой автоблокировки и электрической централизации (в основном ЭЦ-12).

Но при серьезных изменениях путевого развития (строительстве дополнительных приемо-отправочных путей на станциях, вторых главных путей на перегонах) «перекраивать» действующие устройства нецелесообразно как с экономической, так и технической точек зрения. В этих случаях нужны кардинальные изменения.

Существуют различные стратегии внедрения микропроцессорных систем ЖАТ. К примеру, на участках с интенсивным движением поездов оборудование одной крупной станции устройствами МПЦ может быть вполне оправданным. Для малодеятельных участков необходимы пилотные проекты, в которых в базовом управляющем вычислительном комплексе (УВК) одной станции интегрируется не только автоблокировка прилегающих перегонов, но и устройства централизации соседних станций.Интересен также вариант размещения по концам участка двух УВК, в каждый из которых интегрируется часть станций и перегонов. В случае отказа одного из них оставшийся должен взять его функции на себя. Такого рода резервирование существенно увеличивает живучесть устройств.

Очевидно, что интегрирование каждой новой системы в МПЦ снижает ее живучесть. Это тоже требуется учитывать. Нужно нарабатывать топологии различных вариантов и в дальнейшем отталкиваться от них, рассматривая вопросы о перспективе применения тех или иных технических решений.

К сожалению, нет выстроенной идеологии разработки и внедрения систем РПЦ. В основном эти системы воспринимаются как средство модернизации релейных централизаций типа ЭЦ-М, МРЦ-9, МРЦ-13, ЭЦ-4, ЭЦ-9, ЭЦ-12 и др. В этом случае при необходимости капитально ремонтируется кабельное хозяйство, релейные шкафы и другое напольное оборудование.

Стоит проанализировать опыт работы релейно-процессорной централизации нового типа, которая эксплуатируется на станции Атиг Свердловской дороги. Здесь применяются реле II класса надежности с фронтовыми контактами из сплава серебра и периодичностью проверки в 30 лет. Нужно определиться, имеет ли смысл тиражировать такое техническое решение на сети дорог.

В свое время была допущена стратегическая ошибка - переход на кодирование рельсовых цепей частотой 25 Гц. В результате мы не можем справиться с лавиной сбоев кодов АЛС.

При имеющихся технических решениях многие дороги не спешат внедрять систему АЛС 75 Гц. Всем сомневающимся следует проехать по участку с такой системой в вагоне-лаборатории, оборудованном комплексом МИКАР, и своими глазами увидеть процесс передачи сигналов АЛС на локомотив. После познавательной экскурсии вопрос о том, на что следует делать ставку, отпадет сам собой.

На вновь строящихся или модернизирующихся участках с электрической тягой переменного тока нужно внедрять АЛС 75 Гц, а на участках с электрической тягой постоянного тока применять одновременное кодирование 25 и 75 Гц.

Еще одно важное направление деятельности - совершенствование систем передачи информации на локомотив. Здесь альтернативой кодам АЛС является передача информации по радиоканалу. Такой подход поможет решить ряд наболевших проблем, в том числе отсутствие кодирования в случае прибытия на боковые пути или отправления с них.

Работы в части создания надежной бортовой аппаратуры, как, впрочем, и самого радиоканала, пока далеки от завершения. Мы не занимаемся этими вопросами,
но должны быть готовы по первому требованию реализовать обмен информацией с локомотивом таким способом.

Что касается систем интервального регулирования движения поездов, то техническое решение с нормально негорящими светофорами вполне имеет право на существование. Оно позволяет экономить электроэнергию, что особенно заметно на малодеятельных участках, способствует сокращению случаев вандализма и служит дополнительной информацией о приближении поезда для работающих на путях.

Следующий шаг - активное внедрение системы АЛСО, при которой вообще не нужны проходные светофоры и релейные шкафы, используется меньше кабеля.

На всей сети дорог нужно форсировать перевод полуавтоматической блокировки из воздушных линий связи в волоконно-оптические. Уже есть технические решения по реализации этой задачи, позволяющие существенно сократить эксплуатационные расходы на обслуживание воздушных линий.

При рассмотрении планов по модернизации действующих устройств и строительству новых следует обращать внимание на защищенность предлагаемых систем от грозовых и коммутационных перенапряжений. Стратегия внедрения и новые технические наработки в этой области помогли переломить ситуацию в лучшую сторону и снизить удельное количество случаев отказов микропроцессорных устройств в грозовой период.

Не менее актуальны и вопросы защиты информации. Неотъемлемой частью организации поездной работы стали такие системы верхнего уровня, как ГИД «Урал», «Автодиспетчер», минимизирующий влияние человеческого фактора при переключении устройств на режим скоростного пропуска поездов, «Советчик», предназначенный для показа вариантных возможностей организации графика движения поездов, и др. Диагностическую и оперативную информацию от систем управления, связанных с движением поездов, они получают по открытым сетям ОбТН (Intranet), что чревато негативными последствиями. Это послужило толчком к началу повсеместной сертификации микропроцессорных систем с целью исключения несанкционированного доступа и негативного влияния на передаваемую информацию.

Для широкого внедрения систем технической диагностики и мониторинга (СТДМ) необходимы стандартные протоколы обмена информацией. Пока технические решения по увязке между различными системами разрабатываются для каждого конкретного случая, что неэффективно и неэкономично. Разработчики микропроцессорных устройств должны выработать совместное решение по единому протоколу обмена. За основу можно взять уже имеющиеся стандартные решения или разработать свой протокол и стандартизировать его для дальнейшего использования.

Особого внимания требует вопрос организации питания устройств ЖАТ. Разработанные несколько десятков лет назад питающие панели ПВР-40, ПВ-60 и др., на тот момент достаточно технологичные, теперь не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Все панели типа ПВ-ЭЦ и ее модификации громоздки, ненадежны и морально устарели уже на момент создания. Их следует менять на устройства бесперебойного питания, производимые фирмами «БомбардьеТранспорт ейшн(Сигнал)», «Промэлектрони-ка» и «Радиоавионика», а также ЦКЖТ ПГУПС. Следует отметить, что последние две модели адаптированы для применения во всех действующих устройствах ЖАТ, включая релейные, что, несомненно, способствует более широкому их внедрению на сети дорог.

Хотелось бы отметить, что хорошо зарекомендовавшая себя в процессе разработки и строительства система ЭЦ-И очень неудобна в эксплуатации. Эту систему имеет смысл полностью менять на МПЦ или модернизировать посредством внедрения РПЦ.

Интенсивному распространению микропроцессорных систем на сети дорог мешает их высокая удельная стоимость. Без ее снижения пропадает смысл в дальнейшем тиражировании. Кроме того, с целью определения целесообразности внедрения той или иной системы следует дифференцировать стоимость ее отдельных составных частей - ведь она складывается не только из цены собственно микропроцессорных устройств, но и цены напольного оборудования (разных типов кабелей, стрелочных электроприводов, светофоров и др.).

Следует формализовать это в виде таблиц, которые дадут возможность понять, от чего зависит цена реализации каждого проекта. Для станций, отличающихся друг от друга типом (проходная, тупиковая, узловая), количеством стрелок и прилегающих перегонов (одно-, двух-, многопутных), родом тяги должна указываться цена каждого элемента (стрелки, сигнала, километра кабеля и др.). Таким же образом следует детализировать и стоимость устройств поста ЭЦ (самого здания, стативов, панелей питания и др.).

Такой подход позволит оценивать целесообразность внедрения той или иной техники на каждом конкретном участке.

Не секрет, что решать вопросы повышения безопасности движения поездов и увеличения пропускной способности участка, как правило, гораздо эффективнее путем расширения функциональных возможностей уже действующих устройств, а не внедрения новых.

К примеру, в соответствии с новыми Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ системы ДЦ должны позволять поездному диспетчеру не только менять направление движения на перегоне при ложной занятости блок-участков и контролировать исправность устройств автоматической переездной сигнализации, но и реализовывать еще две функции.

Ввод в действие этого нормативного документа придаст новый импульс процессу технической реализации возможности обеспечения дачи сигнала путевого прибытия при неисправности устройств автоматического контроля прибытия поезда в полном составе с перегона, оборудованного ПАБ, а также контроля работы устройств контроля схода железнодорожного подвижного состава.

Сейчас очень актуальна проблема организации поездной работы на крупных железнодорожных узлах. Обеспечение агентов движения в реальном режиме времени информацией о поездной обстановке на всех подходах узловой станции позволит значительно сократить время переговоров о стратегии организации движения на стыках диспетчерских кругов. Уже есть первые, пока не формализованные, попытки реализации такой технологии с положительным результатом.

Увязка различных микропроцессорных систем и взаимоинтеграция их функций дают возможность создания в будущем единой интеллектуальной системы управления. Поэтому уже сейчас при внедрении релейно-процессорных или микропроцессорных централизаций их УВК должны иметь встроенную функцию линейного пункта ДЦ. Иными словами, первый УВК на станции будет снимать всю необходимую информацию и передавать другим системам (МАЛС, ДЦ, ДК, ГИД «Урал» и др.).

Недопустима ситуация, когда при любом минимальном изменении путевого развития (демонтаже сигнала или рельсовой цепи) необходимо привлекать разработчиков микропроцессорных систем (держателей программного обеспечения) и искать инвестиционные средства.

Нужна соответствующая нормативная база, которая позволит штату обученных специалистов на дорогах выполнять такую задачу своими силами. В микропроцессорных системах ДЦ, как и в их релейных аналогах, эксплуатирующие организации должны иметь право и возможность внесения изменений, касающихся тракта телесигнализации (ТС). Ведь несоответствие «картинки» на АРМах ДНЦ или ДСП реальному положению дел негативно влияет на обеспечение безопасности движения поездов и может привести к серьезным последствиям.

В дополнение следует сказать, что стандарт на условно-графические изображения, который устанавливает необходимое единообразие, требует доработки.

Особо хотелось бы отметить, что серьезные перспективы внедрения на сети дорог имеют только те средства ЖАТ, которые гарантированно будут сопровождаться своими разработчиками на протяжении всего срока эксплуатации. Следует исключить вероятность возникновения такой ситуации, когда фирма-разработчик по каким-либо причинам прекратит свое существование и на дорогах останутся системы и устройства, полноценно обслуживать которые эксплуатационный штат будет не в состоянии.

Разработчикам необходимо также постоянно заботиться о дальнейшем развитии своих систем. Они должны идти в ногу со временем и соответствовать все возрастающим требованиям по количеству и качеству предоставляемых услуг, расширению функциональных возможностей. Фирмы, не учитывающие эти реалии, рискуют потерять партнера по бизнесу в лице ОАО «РЖД» и сеть железных дорог в качестве рынка сбыта для своей продукции.

Еще одна важная тема - вопросы резервирования. Сейчас успешно применяются как релейные, так и микропроцессорные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры. Такое техническое решение позволяет отказаться от большого количества напольного оборудования и использовать рельсовые плети длиной в перегон, что исключает проблемы с изолирующими стыками. Но при этом значительно увеличиваются длина и значимость кабельных сетей, что снижает живучесть системы в целом - ведь поврежденный кабель, как правило, быстро восстановить не удается.

Нужно проанализировать разные способы решения этой проблемы. Малодеятельные участки в таких случаях имеет смысл переводить на работу в режиме полуавтоматической блокировки. Это должно быть подкреплено соответствующей нормативной базой, регламентирующей правила обеспечения безопасности движения поездов.

В отдельных случаях на интенсивно работающих перегонах стоит резервировать систему целиком.

Следует также активизировать работу по реализации функции логического контроля как за работой устройств, так и за действиями оперативного и эксплуатационного персонала.

Уже имеются первые положительные результаты. Примером тому может служить система автоблокировки типа АБЦМ с тональными рельсовыми цепями. При прохождении подвижной единицы по перегону, оборудованному такой системой, каждый раз в автоматическом режиме проверяется логика работы устройств. В случае выявления опасного отказа участок блокируется.

Если фиксируются какие-либо аппаратные отказы, не связанные с трактом кодирования, то навстречу поезду передаются сигналы о реальной поездной обстановке, а информация о неисправности - на соответствующие модули в релейной и пульт-табло дежурного по станции.

На перегоне, оборудованном тональными рельсовыми цепями, заблокированный блок-участок будет автоматически разблокирован без участия оперативного или эксплуатационного персонала только когда путевые реле показывают фактическую свободность. В случае ложной свободности деблокирование блок-участка не происходит даже при нажатии дежурным по станции соответствующей кнопки.

Если такая логика реализована в релейных системах, то уж в микропроцессорных эта функция должна быть тем более.

В системах МПЦ следует изначально предусматривать контроль параметров напольных устройств. Кроме того, разработка и применение объектных контроллеров рельсовых цепей с функцией кодирования позволят интегрировать рельсовые цепи в МПЦ и существенно сократить количество релейной аппаратуры на посту ЭЦ. Действия в этом направлении нужно активизировать.

Расширяя технические и функциональные возможности систем, важно не забывать о контроле за их повсеместным внедрением. Случай в декабре прошлого года на Восточно-Сибирской дороге является ярким тому примером.

Казалось бы, какое отношение к хозяйству автоматики и телемеханики имеют последствия схода грузового поезда и двух секций подталкивающего локомотива из-за излома рельса на перегоне Лена-Восточная - Чудничный? Давайте разберемся.

Помимо очевидной вины путейцев, допущен ряд нарушений со стороны оперативного персонала службы движения. Не имея информации от работников технических служб о причине занятости перегона, поездной диспетчер, не приняв мер к безопасному пропуску поездов, прекратил действие автоблокировки на перегоне и установил движение по телефонным средствам связи. При этом не было выдано предупреждение машинисту об особых условиях следования из-за возможного нарушения целостности рельсовой колеи.

Когда возникла необходимость изменения направления движения на перегоне, находящемся на диспетчерском управлении, оказалось, что в ДЦ «Сетунь» не была включена предусмотренная проектом функция аварийной смены направления.

В случае реализации поездным диспетчером аварийной смены направления движения по перегону место неисправности было бы локализовано границами одного блок-участка. Машинист, проследуя запрещающий сигнал, вел бы поезд с особой бдительностью и готовностью остановиться перед препятствием. Даже если бы не удалось предотвратить сход, то его последствия, несомненно, были бы минимальны. Это стало причиной отнесения части вины в крушении и многомиллионных убытках за службой автоматики и телемеханики.

Предпринятые по результатам случая действия показали, что далеко не везде исключены подобные ситуации. В таблице приведена статистика, отражающая реализацию предусмотренной проектом функции ответственного телеуправления (ОТУ) на станциях, включенных в диспетчерскую централизацию.

На дороги было передано указание в кратчайшие сроки включить эту и другие предусмотренные проектами функции ДЦ на всех перегонах с диспетчерским управлением.

Продуманная стратегия внедрения новых устройств и модернизации действующих позволит существенно оптимизировать расходы на содержание инфраструктуры, повысить надежность работы устройств ЖАТ и безопасность движения поездов.

(Подготовлено по материалам доклада на НТС «Развитие функциональных возможностей микропроцессорных устройств ЖАТ»).

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin