Diplomnaya_rabota (1211022), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Развитие систем управления движением поездов идет в направлении создания ЕК-УДП.

1.1.2. Интегрированная система управления движением поездов

Под интегрированной автоматизированной системой управления движением поездов (ИС-УДП) понимается совокупность конструктивно автономных, но функционально взаимосвязанных систем, предназначенных для решения задач управления движением поездов (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 — Интегрированная система управления движением поездов

Эксплуатируемые в настоящее время на сети железных дорог систе­мы управления движением поездов на перегонах образуют именно та­кую интегрированную систему. Все эти системы подразделяются на шесть классов:

• системы автоматической и полуавтоматической блокировок;

• системы автоматической локомотивной сигнализации;

• системы автоматического управления тормозами поездов по условиям обеспечения безопасности движения;

• системы контроля способности машиниста обеспечить безопасность движения поезда;

• координатные системы интервального регулирования;

• системы управления тяговыми двигателями и тормозами поездов по условиям исполнения графика движения при минимальных расхо­дах энергии на тягу.

Системы этих классов изначально конструктивно исполнялись как автономные.

Системы автоматической (АБ) и полуавтоматической (ПАБ) блокировок выполняют только информационные функции.

Системы ПАБ:

• определяют свободность перегонов;

• передают машинисту поезда информацию о свободности перего­нов с помощью огней светофоров (С).

Системы АБ:

• определяют свободность блок-участков, на которые делится перегон;

• определяют целостность рельсов в пределах блок-участков при использовании рельсовых цепей;

• передают машинисту поезда информацию о состоянии
  блок-участков с помощью огней светофоров.

Таким образом, система ПАБ определяет координаты поездов с точностью до перегона, а системы АБ — с точностью до блок-участка. Машинист (М) поезда на основании этой информации формирует команды на управление тяговыми двигателями (Д) поезда и его тормозной системой (Т) так, чтобы исключить столкновение попутно следующих поездов. Команды реализуются с помощью цепей управления (ЦУД и ЦУТ), например, при движении поезда на светофор с красным огнем машинист должен остановить поезд перед этим светофором. Таким образом, управляющие функции в системе управления дви­жением с АБ и ПАБ выполняет только машинист локомотива.

Недостатком таких систем с точки зрения безопасности движения является то, что в условиях плохой видимости машинист может слиш­ком поздно обнаружить красный огонь светофора, не остановить поезд, и он проследует на блок-участок, занятый другим поездом, или на блок-участок с разрушенным рельсом. В первом случае может произойти стол­кновение поездов, а во втором — сход подвижного состава поезда с рель­сового пути.

Для снижения вероятности возникновения подобных ситуаций разработаны системы автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).

Система AЛС — это дополнительная система передачи информации в кабину машиниста о свободности блок-участков и целостности рель­сов перед движущимся поездом.

Система АЛС включает в свой состав напольные или станционные передатчики электрических сигналов (П-АЛС), линию индуктивной связи (ЛИС-АЛС), локомотивное приемное устройство (ПР-АЛС) и информационное табло машиниста (ИТМ). Информация о состоянии блок-участка поступает на вход П-АЛС и в конечном счете отображает­ся на ИТМ. В простейшем случае ИТМ представляет собой локомотив­ный светофор, показания которого повторяют показания напольного светофора, к которому приближается поезд.

Другой причиной несвоевременного или недостаточного снижения скорости поезда по условиям безопасности является такое состояние машиниста, когда он не в состоянии адекватно реагировать на сигналы АБ и АЛС. Это, например, может иметь место в результате его переутом­ления или заболевания.

Для снижения возможности несвоевременного снижения машинистом скорости поезда по условиям безопасности и даже проезда свето­фора с красным огнем разработаны устройства контроля бдительности машиниста (УКБМ). Основными функциями УКБМ являются обнару­жение неспособности машиниста обеспечить безопасность движения и

включить с помощью ЦУТ тормозную систему поезда с целью его остановки. Обнаружение состояния машиниста, когда он теряет бдительность при управлении движением, происходит с помощью специаль­ных датчиков, например, сопротивления кожи машиниста. Другим при­мером УКБМ является рукоятка бдительности машиниста, которую машинист должен периодически нажимать и тем самым подтверждать свое состояние бодрствования.

Следующим шагом в повышении безопасности движения является создание автоматических систем управления тормозами поезда (СУТ), которые работают параллельно с машинистом и принимают на себя управление движением, когда машинист по тем или иным причинам не снижает скорость поезда по условиям безопасности.

Первой такой системой был автостоп (АС). На один вход АС поступают сигналы от АЛС о допустимой скорости движения поезда, а на другой — сигналы от датчика пройденного пути и фактической скорос­ти поезда (ДПС). Если фактическая скорость превышает допустимую по условиям безопасности, то АС автоматически формирует команду на включение пневматических тормозов поезда, которая реализуется с помощью ЦУТ.

Недостатком АС является то, что он останавливает поезд только после превышения величины допустимой скорости. Так, при проследовании поездом светофора с красным огнем АС включит тормозную систему поезда, но поезд остановится только за светофором на расстоянии сво­его тормозного пути. Это может привести к его столкновению с поез­дом, находящимся за этим светофором.

Таким образом, в системах АБ, АЛС и АС используется весьма ограниченная часть информации, необходимой для достижения максималь­ной безопасности движения, пропускной способности перегонов, максимальной участковой скорости.

Для дальнейшего повышения безопасности движения необходимо было создать систему управления тормозами, которая принудительно снижала бы скорость перед местами ее ограничения, например, перед светофором с красным огнем. Но для этого необходимо существенно увеличить информативность системы: более точно определить расстоя­ние между поездом и ближайшим светофором, знать план и профиль пути на этом участке, тормозные характеристики поезда, его фактичес­кую скорость. Такая система была создана и получила название систе­мы автоматического управления тормозами (САУТ). Для передачи дополнительной информации от ее источников (ИИ-САУТ), расположенных на станциях или у путевых светофоров, используют специальную систему индуктивной связи, включающую передающее устройство (П-САУТ). А элементы индуктивной связи (ЭИС-САУТ), локомотивный приемник (ПР-САТ), локомотивный формирователь команд управления тормозами (ФКУ-САУТ).

Эта информация поступает на вход ФКУ-САУТ, на другие входы которого поступает информация от AЛСН, от датчика пути и скорости (ДПС) и датчика давления в тормозной магистрали (ДДТ). На основе этой информации рассчитывается допустимая по условиям безопасности скорость движения. В результате сравнения фактической скорости и допустимой ФКУ-САУТ вырабатывает команды управления тормозами поезда и его тяговыми двигателями.

Следующим шагом в развитии систем интервального регулирования явилось создание координатных систем (ИР-К). Они отличаются от рассмотренных выше систем тем, что при расчете минимального по условиям безопасности интервала попутного следования между поездами используется:

• более точная информация о координатах обоих следующих друг за другом поездов;

• информация о параметрах их движения;

• тормозные характеристики поездов.

Это значит, что при расположении ФКУ на локомотивах (рисунок 1.1; 1.3) на каждом из них должна быть такая информация как о своем поезде, так и о впереди идущем поезде.

Для обеспечения систем ИР-К данной информацией на локомоти­вах должны быть измерители координат и параметров движения поезда — скорости, ускорения (ИПД). В настоящее время на локомотивах широ­ко используются ДПС, принцип действия которых основывается на подсчете числа оборотов колесных пар поезда. С помощью сигналов ДПС в ИПД получают информацию о координатах и параметрах дви­жения поезда. Другим направлением реализации ИПД является исполь­зование глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС).

Для получения информации о координате, параметрах движения и тормозных характеристиках впереди находящегося поезда необходим радиоканал для связи между попутно следующими поездами. На рисунке 1.3 его элементами являются локомотивная (ППРЛ) и стационарная (ППРС) приемо-передающая аппаратура и радиолиния (PЛ). Эту информацию получают через центральный пункт управления (ЦПУ). Радиоканал может быть реализован с помощью систем сотовой или спутниковой связи.

На рисунке 1.3 в качестве ФКУ координатной системы использован ФКУ-САУТ для того, чтобы не усложнять рисунок.

Формирование команд управления Д и Т по условиям исполнения графика движения с заданной точностью осуществляет система автоведения (АВ). Она формирует команды на основе информации о программе движения поезда (ПРД) по участку, а также данных о координате поезда и скорости, получаемых от ДПС. В настоящее время раз­работан ряд систем АБ для грузовых и пассажирских поездов, поездов метрополитена.

1.2 Автоматизация диспетчерского управления движением поездов.

Можно выделить три главных цели разработки системы. Во-первых - это автома­тизация планирования пропуска поездов на участках с высокой ин­тенсивностью движения поездов, где малейший сбой в работе объ­ектов инфраструктуры или в орга­низации перевозочного процесса может привести к многочасовым задержкам поездов, а порой и к их отмене. Особенно это актуально в условиях ограниченной про­пускной способности, например, на двухпутном перегоне в период закрытия одного из путей или на высокозагруженных однопутных линиях с двухпутными вставками.

Во-вторых, внедрение новых технологий в практику диспетчер­ского управления, призванных снизить нагрузку на поездных диспетчеров за счет исключения ряда механических действий, от­нимающих много времени.

В-третьих, реализация совре­менных технологий, повышающих оперативность взаимодействия поездного диспетчера и маши­нистов локомотивов на участке управления.

Рассмотрим состав и принципы работы системы АСУ-Д на примере внедрения её на Московском центральном кольце (МЦК) с использованием систем «Автодиспетчер» и «Автомашинист». Он стал логическим продолжением эффективно работающих систем на участке Сочи-Адлер-Роза-Хутор и представляет новые возможности достижения перечисленных выше задач управления движением поездов. Структурная схема системы АСУ-Д, приведена на рисунок 1.4.

Рисунок 1.4 — Структурная схема системы АСУ-Д

АСУ-Д предоставляет новые возможности достижения этих целей путем автоматизации про­цесса диспетчерского управления движением поездов.

При внедрении этой системы в Информационно-вычислительном центре Северо-Кавказской дороги был установлен специализирован­ный вычислительный комплекс, на основе которого работает многофункциональное ядро, а на локо­мотивах — бортовые компьютеры АСУ-Д.

Комплекс АСУ-Д взаимодействует с различными автоматизированными системами ГИД «Урал», через систему шлюзов-конвертеров. Шлюзы-конвертеры обеспечивают согласование протоколов обмена внешних автоматизированных систем с внутренними протоколами АСУ-Д.

Для обеспечения требований информационной безопасности шлюз взаимодействия АСУ-Д с системой диспетчерской централизации реализован на отдельном сервере, размещенном в защищенном узле межсетевого взаимодействия (ЗУМВ). В результате весь трафик между АСУ-Д и системой диспетчерской централ гарантированно находится под жестким контролем.

Обмен информацией между бортовыми компьютерами АСУ-Д и функциональным ядром реализован на базе системы связи стандарта GSM-R и защищен сертифицированным в ОАО «РЖД» средствами криптозащиты.

Характеристики

Список файлов ВКР