По статистическим данным, в общем объеме времени около 80% составляет длительность нахождения подвижного состава на железнодорожных станциях. Поэтому и используемых технических средств. Тенденция тиражирования релейно-процессорных (РПЦ) систем (МПЦ) создает предпосылки для новых возможностей функционального развития ЭЦ.
К современным подходам увеличения эффективности работы станций относится реализация принципов централизации с обеспечением оптимизации технологического процесса на выделенных полигонах. Примером тому может служить кодовое управление соседними станциями с опорной при мини-ДЦ, централизация на направлениях при диспетчерском руководстве из центров.
В общем случае кодовое управление объектами на технологическом полигоне предполагает три группы устройств: технические средства пункта управления (ПУ), аппаратуру и каналы информационного обмена, а также технические средства нижнего (станционного) уровня — контролируемый пункт (КП).
Это предъявляет ряд новых требований не только к уровню ПУ, но и к станционному. В развитии станционного комплекса автоматизации можно выделить следующие тенденции:
- переход на современную элементную базу;
- повышение показателей надежности и безопасности;
- расширение функциональных возможностей;
- интеграция с автоматизированными подсистемами станционного уровня и вышестоящими системами управления;
- достижение высоких показателей технико-экономической эффективности и улучшения эксплуатационных показателей.
Выполнение функций КП вычислительными средствами РПЦ или МПЦ предопределяет место их программной реализации в составе аппаратных средств технического комплекса и соответственно накладывает на него дополнительные требования, связанные с кодовым управлением. Эта особенность связана с требованием выключения оборудования АРМ при передаче станции на дистанционное управление. Поэтому ряд эксплуатационно-технических требований предъявляется к выбору программно-аппаратных средств управляющего вычислительного комплекса (УВК), который и должен включать функции КП. Высокая производительность вычислительных средств УВК делает возможной интеграцию функций КП, а стремление рациональной конфигурации РПЦ и МПЦ для малых станций ее обосновывает. Поэтому использование дополнительных выделенных вычислительных средств для функций КП не оправдано по экономическому критерию. Рассматривая эту задачу в пределе для станций в 2-5 стрелок, можно сделать вывод, что состав аппаратуры будет необоснованно увеличен при незначительной загрузке УВК.
эффективность перевозочного процесса в значительной степени определяется работой станций и соответственно зависит от системы управления и микропроцессорных
С учетом изложенного основными требованиями, предъявляемыми дополнением кодового управления к станционным системам, являются:
- применение средств, не содержащих механических устройств (вентиляторов, винчестеров и т.п.), отказ которых может служить причиной возникновения пожара на посту ЭЦ. Иначе должна проектироваться отдельная подсистема контроля исправного функционирования и автоматического отключения при нарушениях работы;
- обеспечение требований электромагнитной совместимости с учетом работы по каналам передачи данных, в том числе и по низкоскоростным физическим линиям связи;
- автоматическая загрузка системного и программного обеспечения в случае сбоев и нарушений электроснабжения;
- то же для сетевого оборудования и аппаратуры передачи данных;
- применение аппаратных средств, не требующих профилактического обслуживания;
- восстановление работы устройств КП при отказах без перерыва работы ДЦ, например, путем переключения на резервный комплект.
Также на уровне УВК легче решаются вопросы обеспечения высоких показателей надежности за счет резервирования устройств. Причем резервирование аппаратуры должно охватывать не только средства вычислительной техники (контроллер, чем обычно ограничиваются разработчики систем ДЦ), но и все элементы КГ], непосредствен но обеспечивающие непрерывность перевозочного процесса (устройства сопряжения по контролю и управлению ЭЦ, каналы, каналообразующую аппаратуру, источники питания) В этом случае резервирование позволяет также обеспечить съем и передачу состояния контролируемых объектов по независимым программно—аппаратным каналам, повышающим достоверность информации, что особенно важно во вспомогательных режимах управления при принятии диспетчером решения о пользовании ответственными командами.
В современных системах кодового управления увеличен объем передаваемых ответственных команд, реализуемых по правилам построения безопасных схем. Перечень команд вспомогательного режима управления включает:
- аварийную смену направления на перегоне, оборудованном двусторонней автоблокировкой;
- искусственное размыкание маршрутов или секций маршрута;
- вспомогательное открытие переезда;
- открытие входного светофора на разрешающее сигнальное показание при ложном срабатывании устройств контроля схода подвижного состава;
- вспомогательный перевод стрелок при ложной занятости рельсовой цепи стрелочно-путевой секции;
- разблокирование перегона на малодеятельных участках дЦ, оборудованных устройствами счета осей, в случае сбоя в работе;
- пользование пригласительными сигналами (для метрополитенов).
Выполнение этих функций системой повышает живучесть перевозочного процесса при нарушениях нормальной работы устройств СЦБ.
Применение программируемой элементной базы позволяет реализовать существующие функции КП меньшими аппаратными средствами, а также достичь их значительного расширения. С учетом требования выключения АРМ при кодовом управлении АРМом не должны решаться задачи двукратного перевода стрелок, оповещения работающих на путях, последовательного пуска стрелок, автоматического речевого оповещения по громкой парковой связи о приеме и отправлении поездов, автоматической установки маршрутов и др.
Применительно к решаемым задачам КП системы ЭЦ-МПК функция двукратного перевода стрелок не требует дополнительных реле для схем управления стрелками благодаря соответствующей программной реализации алгоритма.
При проектировании на станции автоматического оповещения монтеров пути о приближении поездов станция делится на зоны. В случае выполнения работ в какой-либо зоне и при необходимости задания через нее маршрута для своевременной уборки инструмента и ухода работников из опасного места в КП программно задерживается открытие сигнала. Одновременно с этим от звуковой карты контроллера автоматически непрерывно передается синтезированное речевое сообщение о предстоящем передвижении на громкоговорители парковой связи или носимую радиостанцию руководителя работ.
Этот же подход, когда функции реализуются программной логикой, использован и для задач автоматической установки маршрутов (АУМ). Целесообразность сохранения этой задачи в новых системах ДЦ обусловлена не только функцией освобождения диспетчера от выполнения повторяющихся операций по установке маршрутов на раздельных пунктах, но и необходимостью обеспечения непрерывности движения поездов в случаях повреждений кодовой линии или устройств ДЦ. Известные решения в системе АУМ—76 требуют установки стативов и соответствующих увязок с устройствами ЭЦ. Программная реализация этой задачи не только их сокращает, но и позволяет применять функцию АУМ с учетом возможных вариантов для всего путевого развития станции, тогда как автоматический режим в системе АУМ—76 практически предоставляет эту возможность только по трем путям станции.
Принципиально новая задача АУМ реализуется при условии передачи с центрального поста на каждый КП массива данных прогнозного графика диспетчера с периодическим его обновлением при изменениях планирования пропуска поездов. Такой подход обеспечивает реализацию режима АУМ по согласован- ному с диспетчером машинному плану, в отличие от существующего подхода, когда прием и отправление поездов осуществляется по упрощенны м алгоритмам. Кроме того что в режиме автоматического управления на основе прогнозного графика достигается сокращение рутинных операций, оптимизируется загрузка канала тракта телеуправления, возрастает временной интервал обеспечения непрерывности перевозочного процесса по запланированной диспетчером схеме в случае нарушений передачи данных между центральным постом и КП. Эффективность реализации этой функции возрастает при вводе устройств автоматической идентификации номеров поездов с возможностью прогноза не только поездной, но и местной работы станции.
Наличие интеллектуальных средств в составе КП позволяет осуществить простую увязку по стандартным стыкам с устройствами считывания номеров поездов. Сопряжение системы идентификации с КП позволяет без дополнительных каналов, используя тракт дЦ, обеспечить передачу номеров поездов (подвижных единиц) в центр диспетчерского управления для задач первичной идентификации, поддержки алгоритмов трансляции, а также корректировок в случаях возникновения сбоев на центральном посту.
КП компьютерных систем увязывается и с другими вспомогательными станционными подсистемами — управления электрообогревом стрелок, устройствами автоматической очистки и др. Как и в предыдущих случаях, здесь также использован метод сокращения числа стативов и реле, реализующих логику управления. Например, для устройств автоматической очистки стрелок полностью ликвидируется релейная часть, а выбор индивидуальной или циклической обдувки и ее режимов содержится в команде телеуправления и программным путем реализуется КП.
На крупных станциях вследствие больших капитальных вложений на строительство ЭЦ предъявляются требования по обоснованному принятию решений зон централизации с целью получения наибольшей эффективности. При этом решаются две задачи. Первая из них заключается в определении стрелочных переводов, подлежащих оборудованию электроприводами, а вторая — в обосновании границ зон централизации
Маршрутизация передвижений на станции является гарантией обеспечения безопасности. Поэтому полностью централизуются все виды поездных передвижений на станции (прием, отправление и передача
управления из одного района станции в другой), которые осуществляются по разрешающим показаниям поездных сигналов (входных, выходных и маршрутных).
По разрешающим показаниям маневровых светофоров, управляемых дежурным по станции, выполняются маневровые передвижения, в которых участвуют рельсовые участки и стрелки, используемые и для поездных маршрутов. Кроме того, в ЭЦ включаются ходовые и охранные стрелки маневровых маршрутов передачи составов из одного парка в другой, подачи локомотивов под поезда и уборки в депо, надвига составов на сортировочные горки. Также централизуются стрелки маневровых районов и отдельные стрелки, ручное обслуживание которых технически и экономически нецелесообразно.
Редко переводимые стрелки и входящие в маршруты в одном положении могут оборудоваться контрольными замками. Также не оборудуются рельсовые цепи и сохраняются ручные стрелки в зонах депо, грузовых дворов, а также в изолированных зонах сортировки и формирования составов при незначительных объемах или сезонном характере работы. В таких районах применяются немаршрутизированные передвижения по ручным сигналам составителей или стрелочников.
При регулярном выполнении сортировочной работы в изолированной зоне стрелки оборудуются электроприводами. Однако применение способа централизованного управления с поста ЭЦ в этом случае становится невозможным вследствие того, что для своевременного перевода стрелок и передачи команд машинисту эта работа требует от руководителя непрерывного контроля за передвижениями. Вменить руководство этой работой дежурному по станции при существующих ограничениях релейных ЭЦ считается нецелесообразным по нескольким причинам. Во-первых, из-за его занятости организацией передвижений в других районах станции. Во-вторых, маршрутизация такого рода маневровых полурейсов вызовет дополнительные потери в движении, обусловленные пере- пробегами из-за необходимости освобождения всей трассы для предстоящего маневрового передвижения, а также для обеспечения размыкания маршрута требуется либо его полное использование, либо установка дополнительных светофоров, тогда как при непосредственном управлении достаточно визуального контроля освобождения зоны стрелки, определяющей направление дальнейшего маневра. Поэтому в этих зонах организуют специальные маневровые районы, работающие независимо от централизации всей станции, а управление стрелками осуществляется с пульта, расположенного в маневровой вышке (на стрелочном посту, будке) или с маневровой колонки. При этом для оператора маневрового района должна обеспечиваться хорошая видимость района руководства маневров.
При необходимости использования в работе маневрового района отдельных стрелок, управляемых дежурным по станции, они могут замыкаться в определенных положениях или временно передаваться на местное управление оператору. Способ двойного управления стрелками приходится также применять при регулярной маневровой работе с вагонами, выполняемой в зоне поездных передвижений. В этом случае управление стрелками временно отключается от пульта ДСП и передается руководителю маневров, который переводит стрелки при помощи рукояток маневровой колонки или ключа в путевых коробках, расположенных у стрелок. Во время передачи на местное управление стрелки должны быть свободны от подвижного состава и не использоваться в поездных маршрутах. Команды на передвижение руководитель маневров передает машинисту с помощью радиосвязи или ручных сигналов. На маневровых светофорах, расположенных в районе двойного управления стрелками, во время местного управления включаются разрешающие сигнальные показания.
Изложенные принципы существующей структуры организации оперативной работы станции следует пересмотреть при использовании гибких технических средств компьютерных технологий. При этом схему оперативного командования для новых систем следует разрабатывать на основе расчета загрузки агентов управления с учетом главного принципа — обеспечения возможности наиболее предпочтительного в технологическом отношении размещения персонала станции без необходимости традиционно жесткой привязки рабочего места и аппаратных средств релейных ЭЦ.
На основе технологического процесса станции определяется наличие на станции зон маневровой работы. При незначительных объемах сортировки, носящих сезонный характер, сохраняются ручные стрелки, что обеспечивает не только снижение капитальных вложений, но и сокращение эксплуатационных расходов на содержание малодеятельных стрелок зоны в случае оборудования их стрелочными приводами. Нерегулярная работа в этом случае требует непроизводительных затрат на текущее содержание стрелок с целью обеспечения работоспособности при возникновении потребности в производстве сортировочной работы.
Если зона оборудуется приводами, то определяются затраты времени на руководство работой с учетом размеров движения, а также маршрутиэированных маневровых передвижений.
Практический положительный опыт по тиражированию систем ЭЦ на основе вычислительных средств (ЕЫ1ос-95О, ЭЦ-МПК, ЭЦ-ЕМ) ставит задачу поиска наиболее эффективных схем концентрации и централизации отдельных районов, примыкающих соседних станций, блок-постов и предузловых развязок (рис. 1).
Актуальность этой задачи вызвана тем, что она позволяет за счет повышения оперативности управления и «информационного» эффекта достичь новых возможностей с меньшими капитальными вложениями по сравнению с другими мероприятиями (строительством двухпутных вставок, переустройством путевого развития и т.п.).
Кроме того, управление расширенным полигоном обеспечивает не только сокращение потерь в движении из-за возможности достоверного прогноза и своевременности выполнения технологических операций, но и сокращает эксплуатационные расходы на содержание персонала дежурных.
Таким образом, гибкость программно-аппаратных средств ЭЦ позволяет реализовать управление соседними станциями из опорной станции или ОЦ — мини-ДЦ. Технология мини-ДЦ, интегрированная в системы ДЦ/ДК ЦУП, кроме того, благодаря выполнению функций управления ДСП ОЦ, снижает загрузку поездного диспетчера и является дополнительным резервом централизации управления направлениями.
Исследования показывают, что работа станции на кодовом управлении при ее включении в ДЦ составляет 8О9Оо/о. В этом случае возможным вариантом сокращения капитальных вложений является отказ от стационарного АРМ для резервного управления.
По рассмотренным причинам для станций с числом стрелок менее 5 предлагается расширить варианты технической структуры с возможным включением кнопочного пульт-манипулятора, увязываемого с УВК. При этом обеспечивается интерфейс для подключения АРМ дежурного по станции на базе ноутбука.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Централизация оперативного управления на выделенных полигонах обеспечивает повышение эффективности работы станций.
2. Переход на кодовое управление при централизации управления определяет программную реализацию функций автоматизации в составе аппаратных средств управляющего вычислительного комплекса компьютерных систем.
3. Определены требования по обоснованию вида управления станциями, маршрутизации и границ зон централизации. При этом обосновано выделение на крупных станциях зон местного управления для сортировочной работы.
Технологические схемы централизации оперативного управления предузловыми развязками, соседними станциями с опорной, а также выделенными полигонами на направлениях обеспечивают повышение эксплуатационных показателей за счет повышения оперативности управления и «информационного» эффекта.