ПЗ_Кононенко С.Д (Анализ условий работы устройств автоматики и телемеханики и факторов, обуславливающих повышение вероятности возникновения отказов на Спасск-Дальненской дистанции СЦБ), страница 6

Когда отдельные компоненты системы диагностирования разнесены в пространстве и связь между ними осуществляется по каналам передачи данных, такие стационарные системы диагностирования называют распределенными или локальными.

Там, где по экономическим или технологическим условиям или из-за невозможности применения стационарных систем, используют мобильные системы диагностики, которые устанавливают на подвижном составе (дрезине, вагоне-лаборатории и тд).

Реализуемые на основе пере­носных персональных компьютеров, переносные диагностические комплексы, используются для проведения ремонтно-восстановительных работ и повышения эффек­тивности поиска неисправностей.

В состав распределенных систем диагностирования могут входить подсистемы измерения и допускового контроля параметров, логического контроля функционирования устройств ЖАТ, мониторинга и связи, средства обработки, отображения и хранения информации, комплекс ПО для решения прикладных за­дач.

Применительно к системам АСДК, АПК-ДК и АДК-СЦБ нужно отме­тить общие принципы их построения: стационарные распределенные системы для комплексного диагно­стирования систем ЖАТ, которые имеют многоуровневую иерархическую структуру и обладающие возможностями масштабирования; используется циклический опрос состояния объектов. Сбор сведений на станции с сигнальных точек перегонов происходит с частотным разделением сообщений, представленных в двоичной форме, передача сведений со станции на центральный пост осуществляется с временным разделением одноименных сообщений разных станций и одновременно час­тотным разделением станций. Центральный пост объединен с перегонными сигнальными точками и станциями участка одной физической цепью.

Все элементы диагностирования железнодорожной автоматики и теле­механики разделяются на устройства с недостаточным уровнем надежности, которые требуют глубокой и полной диагностики путем контроля в режиме реального времени всех параметров, устройства с достаточным уровнем надежности, обусловлен­ной схемно-конструктивными решениями и условиями эксплуатации, которые требуют частичного контроля параметров, устройства, которые не требуют диагностики при помощи внешней системы технической диагностики и мониторинга, так как они обладают встроенной самодиагностикой и резервированием компонентов с автомати­ческими переключателями, срабатывающими при отказах.

2.4.1 Системы постоянного контроля технического состояния как метод повышения надежности СЖАТ

Чем дольше работает устройство ЖАТ, тем больше становится вероятность возникновения его отказа, отсюда следует что растет и риск того, что будет нарушена безопасности движения поездов. Чтобы избежать отказы устраиваются мероприятия по диагностированию средств ЖАТ: это или в автоматическом режиме, или с участием человека. Вследствие использования современных технологий уменьшается влияние человеческого фактора на процесс распознания технического состояния, и при этом решаются такие задачи как:

- установление технического состояния объекта;

- нахождение места и установление причин неисправности;

- предсказание технического состояния объекта.

Вместе с тем, автоматическое диагностирование даёт возможность организовать постоянный контроль за функционированием средств ЖАТ, что расширяет возможности по фиксации каких-либо отклонений в работе устройств от допустимых норм. Это достигается благодаря использованию дополнительных средств контроля. Эти средства могут быть интегрируемыми или надстраиваемыми. Первые средства ТДМ присущи новейшей компьютерной технике, они встраиваемые в сами комплексы управления процессами перевозок на железнодорожных линиях, оснащаются развитыми средствами самоконтроля и самодиагностирования. Одновременно процесс поддержания исправного состояния объектов ЖАТ сводится к устранению неисправностей по мере их появления – осуществляется обслуживание по текущему состоянию. Другой подход к ТДМ — это установка датчиков контроля состояния, в котором находятся устройства ЖАТ и объединение их в сеть с целью постоянного мониторинга и контроля с возможностью анализа в автоматическом режиме возникающих технологических условиях. Также возможно комплексное использование того и другого подхода. Отсюда следует, что существует две стратегии ТДМ. Одна присуща большинству стран ЕС, а другая - странам СНГ [11].

Каждая стратегия позволяет реализовать основную концепцию ТДМ, которая основывается на повышении ремонтопригодности и отказоустойчивости средств ЖАТ благодаря непрерывному процессу обработки, диагностирования и автоматизированного анализа информации, которая приходит от объектов контроля. Процесс получения информации о состоянии средств ЖАТ, установления их необходимых рабочих параметров возможны при использовании обеих стратегий, в то время как влияние контрольной аппаратуры на показатели безопасности функционирования устройств ЖАТ ликвидируется за счет использования не активных, а пассивных устройств диагностирования. Во втором подходе не представляется возможным контроль всех параметров, а степень контроля не всегда помогает определить конкретный отказавший узел или элемент. Второй подход подразумевает задействование в первую очередь современной микропроцессорной техники, на железнодорожных линиях СНГ же больше применяется релейная техника, и так как отказ от нее в ближайшее время не представляется возможным, то необходимо применять средства внешнего диагностирования. Западноевропейская стратегия не предполагает применение отдельных датчиков устройств обработки информации и съема, из-за этого дополнительные затраты на постройку устройств ТДМ отсутствуют. Отношение к организации контроля состояния средств ЖАТ в СНГ требует, кроме указанных затрат и расходов на ТО устройств ТДМ, ещё и создание сервисных центров поддержки и обслуживания.

2.4.2 Использование интегрируемых средств диагностирования

В течение того времени как в релейной централизации для диагностирования напольного и постового оборудований по большей части используются релейные схемы (например, для контроля уровня напряжений в фидерах, изоляции монтажа, состояния кабельных линии удаленных светофоров и ТРЦ) или используемые дополнительно на них полупроводниковые схемы, модули контроля и управления микропроцессорных централизаций возлагают эти задачи на себя, и, кроме сбора информации о логическом состоянии объекта (закрыт или сигнал, минусовое или плюсовое положение стрелки, занятость участка), принимают дополнительное количество диагностической информации. К примеру, модуль управления сигналами вычисляет не только обрыв, но и снижение потребляемого тока как последствие того, что из строя вышло определенное количество светодиодов в светодиодных светооптических системах, увеличение количества потребляемой мощности как признак утечки токов между проводами, уменьшение сопротивления жил относительно земли как нарушение изоляции всего кабеля и т.д. Модули увязки с переездом предоставляют данные о состоянии электрических шлагбаумов и аккумуляторов, , а также данные об исправности звуковых и световых сигналов на переезде. Модули управления стрелками архивируют и регистрируют, кроме информации о состоянии кабеля, информацию о времени, за которое стрелка переводится и величине тока, а также данные об изменении сопротивления в контактах автопереключателя в момент контроля положения стрелочных остряков. По необходимости систему можно модернизировать, добавив спецмодули, так, в частности для диагностирования состояния стрелок по автоматическому анализу осциллограмм тока. Результаты анализа, вместе с данными о движении поездов, передаются в центр управления перевозками. По этой причине для передачи диагностической информации не используются дополнительные каналы связи, а фильтрование поступившей информации происходит на уровне паролей доступа к сетевым данным. Отсюда следует, что ответственный за ТО СЖАТ на железной дороге имеет доступ к информации о техническом состоянии каждого из элементов СЦБ с любого компьютера, который подключен к сети; у начальника участка есть доступ к информации об объектах, которые к нему относятся, а электромеханик сигнализации, централизации и блокировки имеет доступ к информации о своей станции с ноутбука, который расположен на посту МПЦ. Чтобы снизить нагрузки на работу движенческого аппарата ДСП и ДНЦ информируются только об аварийных отклонениях в работе средств ЖАТ, которые требуют немедленного извещения электромехаников СЦБ.

2.4.3 Системы мониторинга и надстраиваемые средства диагностирования

Надстраиваемые устройства ТДМ соединяются в сеть, образуя тем самым систему ТДМ. Их необходимость определяется некоторыми факторами: существованием огромного числа релейной техники, невысоким уровнем компьютеризации систем управления движением поездов, неимением перспектив к быстрой (до десяти лет) широкомасштабной модернизации систем ЖАТ, текущим подходом к организации технического обслуживания устройств ЖАТ, который включает в себя профилактическую работу с некоторым периодом.

Внедрение СТДМ, не касаясь частностей, повышает качество работы устройств ЖАТ. Системы технической диагностики и мониторинга – это эволюция систем диспетчерского контроля, на которые первые патенты произошли за рубежом в 1935 г., и через немногим больше десяти лет подобные системы появились на железных дорогах СССР. В системы диспетчерского контроля того времени (это такие системы как БДК-ЦНИИ-57, ДК-ЦНИИ-49, ЧДК) заложили принцип передачи дискретных данных о состоянии технических устройств: они давали возможность контролировать состояние поездных светофоров и участков пути и отправлять получаемые данные поездному диспетчеру. Совершенствование систем диспетчерского контроля ограничивалось лишь расширением количества контролируемых объектов и модернизацией элементной базы [10].

Прорыв в качественном развитии данных систем случился в 1990-е гг. В это время активно шла эволюция микропроцессорной техники. Совершаются первые попытки получения системами контроля аналоговых измерительных данных от объектов ЖА. Это данные об параметрах напряжения в рельсовых цепях, сопротивлении изоляции кабеля и т.д. Всё это стало предпосылкой образования современных СТДМ, которые способны не только получать аналоговые и дискретные данные, но и в автоматизированном режиме логически ее обрабатывать. В начале 1990-х гг. советские ученые в данной области начали большую работу по модернизации устройств постоянного контроля. В 1997 г. возникли первые современные СТДМ. Эти системы занимают верхний иерархический уровень и являются надстройкой над существующими системами управления движением поездов на железной дороге, образуя целый класс систем ЖАТ. СТДМ помогают осуществлять постоянный контроль состояния устройств СЖАТ и автоматизировать целый ряд работ по их техническому обслуживанию. Отсюда следует, что СТДМ — это надстройка и в области контроля состояния, и в области усовершенствования методов технического обслуживания. Увеличивая безопасность и надежность перевозочного процесса, системы технической диагностики и мониторинга решают следующие задачи:

- автоматизация и контроль качества и выполнения ТО;

- уменьшение количества отказов (благодаря их вычислению на стадиях предотказных состояний);

- сокращение затрат времени в случае возникновения неисправности на её поиск и восстановление работоспособного состояния средств ЖАТ.

На сети железных дорог России наибольшее распространение получили такие СТДМ как:

- Автоматизированная система диспетчерского контроля, которая разработана ООО «Сектор» и институтом «Гипротранссигналсвязь»;

- Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля, который разработан ООО «КИТ» совместно с научно-исследовательской лабораторией кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» ПГУПС;

- Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля, разработанный отраслевой научно-исследовательской лабораторией кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» ПГУПС совместно с ЗАО «МГП «ИМСАТ»;

- Автоматизированная система диагностирования и контроля устройств СЦБ, разработанная НПП «Югпромавтоматизация».

Особо следует упомянуть систему автоматизации процессов и контроля на сортировочных горках — контрольно-диагностический комплекс станционных устройств СЦБ горочной зоны. Эта система, создана Ростовским филиалом ОАО «НИИАС», кроме функций автоматизации, реализует функции диагностирования устройств.

Каждая СТДМ отличается сходной организационной структурой: все они строятся по многоуровневому принципу. На уровне появления диагностических данных датчики считывают информацию о состоянии контролируемых устройств. Фактически данные от каждого датчика не поступают в обработку постоянно — датчики опрашиваются с некоторой периодичностью. Но всё же мониторинг можно назвать постоянным, потому что общее время наблюдения за объектами во много раз больше времени опроса датчиков. Поступающие от устройств данные направляются в концентратор, который расположен на посту ЭЦ, где они обрабатываются и передаются в тракт передачи данных, а следом — на концентратор центрального поста, который расположен в здании дистанции СЦБ. Концентратор центрального поста получает, архивирует и обрабатывает информацию, и тут же происходит её следующая отправка на дорожный сервер мониторинга. Для анализа полученных данных о техническом состоянии устройств и организации незамедлительного реагирования на возникновение неисправности в пределах всей дороги используется центр мониторинга, решающий с помощью своих технологии эти задачи. В должностные обязанности технологов центра мониторинга и дистанций СЦБ входит, кроме работы по анализу диагностических данных, ещё и координация действий технического персонала по обслуживанию устройств ЖАТ. На Октябрьской железной дороге в 2007 г. специалистами Петербургского Государственного университета путей сообщения совместно с ОАО «РЖД» был разработан первый центр мониторинга, что позволило на 60 % уменьшить количество отказов на магистрали Санкт- Петербург — Москва за время его использования. В конце первого десятилетия нынешнего века были построены также центры мониторинга Московской, Северо-Кавказской, Куйбышевской, Западно-Сибирской и Горьковской железных дорог. Строится центр мониторинга Северной железной дороги. Центры мониторинга создавались после СТДМ, поэтому к моменту их создания на дороге могли работать разные системы ДК и ТДМ с разными принципами обработки и отображения диагностической информации. В случае использования сразу нескольких систем контроля в пределах дороги или дистанции построение центра мониторинга усложняется, потому что необходима унификация данных: числа состояний индикаторов объектов контроля, наименования технологических ситуаций, единиц измерения параметров. Например, передача данных от объектов контроля на сортировочной горке на станции Бекасово-Сортировочное Московской железной дороги была организована между системами АПК-ДК и КДК-СУ.

Элементная база СТДМ состоит из датчиков съема диагностических данных, каналообразующей аппаратуры и аппаратуры обработки, сбора и хранения информации. Эта аппаратура используется и в других отраслях техники. Датчики же спроектированы специально для использования в железнодорожных СТДМ и классифицируются по характеру контролируемого параметра: