Введение

С возрастанием объема перевозок на железных дорогах страны и с увеличением скоростей движения появляется необходимость в применении более совершенных систем интервального регулировании движения поездов, возникают дополнительные требования к обеспечению безопасности движения и улучшению и улучшению условий труда обслуживающего персонала. В связи с этим особое значение приобретает комплексная автоматизация и механизация процессов и перевозок, применение новых устройств автоматики, телемеханики, и связи. На железнодорожном транспорте наиболее эффективным средством регулирования движения поездов на перегонах является комплекс устройств автоматики, состоящей из автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации и диспетчерского контроля движения поездов.

Для решения стоящих перед железнодорожным транспортом за­дач предусматривается широкое использование новейших достижений науки и техники, в том числе средств автоматики, вычислительной тех­ники, телемеханики и связи.

В настоящее время внедряется несколько систем автоматики и телемеханики на перегонах, отвечающим новым требованиям, в том числе и в нашем регионе.

Создание и внедрение электронной и микропроцессорной техники в системах автоматики и телемеханики взамен релейной аппаратуры позволяет снизить эксплуатационные расходы железных дорог, совершенствовать технологию обслуживания устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).

Одной из основных задач, является полная модернизация железнодорожной автоматики, приведение уровня технической оснащенности в соответствие с потребностью перевозок и категоричностью линий российских железных дорог.

Таким образом внедрение системы диспетчерской централизации (ДЦ) и диспетчерского контроля (ДК) "Тракт" совместно с системой счета осей (ЭССО) на участке Нерюнгри - Бестужево является очередным этапом процесса модернизации хозяйства СЦБ на Дальневосточной железной дороге.

Использование ДЦ “Тракт” позволяет повысить пропускную способность участков железных дорог, улучшить условия и повысить производительность труда поездного диспетчера (ДНЦ), автоматизировать оперативные и учетные функции.

В целом система ДЦ “Тракт” позволит диспетчеру получать более полное представление о поездных ситуациях — местоположение поездов, графике движения, отклонение от графика и др., а также максимально упростит задание сложных поездных и маневровых маршрутов, что сократит время устранения различных сбоев и нарушений в организации движения поездов.

Использование устройств ЭССО определит возможность суще­ственного улучшения эксплуатационных показателей станций в связи с уменьшением времени приема поезда на станцию.

1. Эксплуатационная часть

   1. Характеристика участка и станций

Участок железной дороги Бестужево - Нерюнгри грузовая, разрабатываемый в проекте, принадлежит Тындинскому региону дороги и является однопутным. Общая длина участка составляет 215 км. На участке применяется автономная тяга поездов.

Размеры движения на участке: грузовых поездов — 10 пар, пассажирских поездов — 2 пары в сутки.

Станции на участке оборудованы электрической централизацией нескольких типов, таких как ЭЦ-9 (станции Аям, Якутский, Гилюй, Р.Зорге, Могот, Окурдан, Оборчо, Золотинка), ЭЦ-12 (станция Нерюнгри грузовая), МРЦ13 (станции Нерюнгри пассажирская, Беркакит), а перегоны — полуавтоматической блокировкой (ПАБ).

Электропитание устройств автоблокировки производится от воздушной линии напряжением 10 кВ, в качестве резервного питания используется линия продольного электроснабжения напряжением 10 кВ.

Общее число станций на участке — 13, из них все 13 не имеют диспетчерское управления и контроля. На этих станциях маневровые передвижения осуществляются дежурным по станции (ДСП). Станции имеют поперечное расположение путей.

1. Обзор состояния систем железнодорожной автоматики и

телемеханики (СЖАТ)

В настоящее время можно выделить следующие основные особен­ности технического и экономического состояния эксплуатирующихся систем железнодорожной автоматики и телемеханики. Первая -высокая степень выработки технического ресурса аппаратуры СЖАТ, ее моральное и физическое старение. Из-за этого значительно возрастают эксплуатационные затраты на поддержание аппаратуры в работоспособном состоянии.

Вторая особенность - использование энергетически малоэффективных принципов построения СЖАТ, аппаратура которых обладает еще и большой материалоемкостью в час­ти ценных цветных и черных металлов.

Функционально устройства СЖАТ можно разделить на два ос­новных типа: перегонные (автоблокировка (АБ) и полуавтоматиче­ская блокировка (ПАБ)) и станционные устройства (электрическая и диспетчерская централизации (ЭЦ и ДЦ)). Более простые устройства СЖАТ в настоящее время практически вытеснены указанными.

В настоящее время релейные устройства, выполняющие требуемые зависимости стрелок и сигналов, заменяют на электронную аппара­туру, в том числе и на микроэлектронную, включая микропроцессор­ные ИМС. Но вот аналогичных процессов в области преобразования и модернизации рельсовых цепей нет. Правда, в настоящее время раз­рабатывается аппаратура тональных РЦ, обладающая более низким энергопотреблением и расширенными функциональными возмож­ностями, что позволяет повысить надежность работы. Вместе с этим остаются неизменными такие недостатки РЦ, как высокая материа­лоемкость, существенная зависимость функционирования от кли­матических условий, токопроводящих свойств изоляции балласта и шпал, влияния протекания тягового тока или тока электрообогре­ва вагонов и др.

К сожалению, степень влияния функционирования РЦ на надеж­ность работы устройств СЖАТ и существующие нормативные мето­дики отчетности не полностью отражают все многообразие факторов и по ним невозможно получить точные количественные параметры отказов. Вместе с этим, экспертные оценки специалистов-практиков показывают, что отказы РЦ составляют около полови­ны всех отказов устройств автоматики и телемеханики.

Ликвидация РЦ существенно снизит энергопотребление (для ре­шения функциональных задач, решаемых устройствами СЖАТ), а это один из определяющих факторов в плане национальной политики.

Изложенное убедительно показывает негативные стороны РЦ и определяет получение многих положительных качеств устройств СЖАТ, в которых не используются рельсовые цепи.

Наиболее известной и достаточно хорошо проработанной альтер­нативой рельсовым цепям являются устройства счета осей. Практи­ческие системы с использованием принципа счета осей появились около 50 лет тому назад. Они представляли собой механические уст­ройства и не отличались достаточно высокими показателями. Появ­ление ИМС привело к существенному прогрессу в развитии систем счета осей. Это обусловлено тем, что системы счета осей, по сравне­нию с РЦ, функционально и схемотехнически намного сложней и ме­тодами существовавшей в 60-х годах дискретной электроники просто невозможно обеспечить достаточно высокую надежность работы ап­паратуры и ее безопасность. Появились отечественные и зарубежные устройства СЖАТ с использованием принципа счета осей. Наи­больший потенциал в повышении надежности работы устройств сче­та осей и увеличения функциональных возможностей их применения представился с появлением ИМС большой степени интеграции.

Недостатки существующих отечественных и зарубежных устройств счета осей и результаты анализа отказов РЦ определили выполнение научных исследований и разработку на этой основе более совершен­ных устройств СЖАТ, основанных на применении электронной сис­темы счета осей (ЭССО). Кроме того, целью исследований и разрабо­ток является достижение больших, по отношению к существующим системам, функциональных возможностей применения. Это требу­ется для более продолжительной конкурентоспособности разраба­тываемой и серийно выпускаемой аппаратуры и получения при этом достаточно высоких эксплуатационно-технических показателей на разных участках сети дорог России, с различными параметрами дви­жения и при различных видах перегонных, станционных и других уст­ройств СЖАТ. При необходимости, должна быть обеспечена совмес­тимость ЭССО с различными иерархическим уровнями современных систем, многоуровневых СЖАТ.

Применение устройств счета осей не ограничивается магистраль­ными железными дорогами. Идентичность принципов регулирования движения поездов и обеспечения безопасности движения распростра­няет область применения ЭССО и на промышленный транспорт, где культура обслуживания устройств автоматики и телемеханики несрав­ненно ниже, что накладывает определенные трудности на эксплуата­цию и поддержание их в работоспособном состоянии. Опыт показы­вает, что традиционные устройства СЖАТ с использованием РЦ на промышленном транспорте зачастую, до устранения отказов, оказы­ваются неработоспособными, и единственной альтернативой им яв­ляются устройства ЭССО.

Отказ от применения в устройствах СЖАТ рельсовых цепей и использование метода счета осей подвижного состава определя­ет принципиально иные подходы к реализации аппаратуры ЭССО. Даже в таких устройствах, как автоблокировка и полуавтоматическая блокировка, требуются совершенно другие приемы реализации ин­формационных связей между аппаратурой блок-участков и станций и иной подход к функциям эксплуатационного штата службы движе­ния и дистанций СЦБ. Возможны различные варианты практической реализации этих функций.

Использование устройств ЭССО определяет возможность суще­ственного улучшения эксплуатационных показателей автоматиче­ской переездной сигнализации (АПС). Это выражается в сокраще­нии времени простоя автомобильного транспорта перед закрытым переездом. Исследования в этой области, а также разработка и вне­дрение практической аппаратуры уменьшат время закрытого состоя­ния переезда.

Станционная аппаратура СЖАТ сложна, что выражается, в част­ности, большим количеством кабельных линий связи и значительной их протяженностью, в этом отношении работы по снижению материа­лоемкости линий связи в части кабельной продукции очень актуальны. Исследование и разработка принципов организации связи между функциональными узлами станционных устройств ЭССО показали практическую возможность двухсторонней передачи в одной физиче­ской паре информационного сигнала и энергетического, используе­мого для электропитания удаленных станционных приборов.

1. Задачи систем диагностики устройств ЖАТ

Основной задачей, стоящей перед компанией ОАО «РЖД», является повышение эффективности ее работы. Решение этой задачи невозможно без оснащения железных дорог современными и надежными техническими средствами. Особая роль принадлежит средствам железнодорожной автоматики и телемеханики. Они определяют пропускные способности железнодорожных линий, обеспечивают оптимизацию перевозочного процесса и безопасность движения поездов. Одной из основных задач, поставленных перед хозяйством сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) является совершенствование технологии технического обслуживания систем ЖАТ на основе внедрения систем технической диагностики, организации удаленного мониторинга.

Проектирования средств технической диагностики, при строительстве объектов «Программы обновления и развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ)», обеспечивают решение следующих актуальных проблем:

- снижение эксплуатационных затрат и повышение безопасности работы устройств СЦБ;

- внедрение малолюдной технологии обслуживания устройств СЦБ на объектах сети РЖД на основе формирования системы централизации результатов автоматической диагностики;

- построение специализированной сети контрольно-диагностических комплексов с автоматизацией рабочих мест дежурных электромехаников (мобильных и стационарных) и диспетчеров ШЧ;

- обслуживание устройств по результатам автоматической диагностики их состояния;

- автоматизацию контроля работы персонала с устройствами, влияющими на безопасность движения (при техобслуживании и ремонтно-восстановительных работах);

- мониторинг диагностики состояния устройств объектов: в дистанциях ШЧ (у диспетчера ШЧ), на дорожном и региональном уровне (на опорных станциях, в службах СЦБ и в региональных центрах управления перевозочным процессом — РЦУПах);

- выполнение комплексных проектов современных АСУ ТП с встроенными средствами автоматизации диагностики действующих устройств и систем как для существующих, так и для развивающихся типов ЭЦ, ЭЦ-М, МПЦ, РПЦ, АБ, ДЦ, ДК, СПД и др., увязка с действующими и развивающимися системами типа АПК- ДК, АСДК, АДК-СЦБ.

Типовая функциональная структура системы СТДМ строится по иерархическому принципу с выделением уровней: