Критические технологии в хозяйстве автоматики и телемеханики (журнал "Автоматика. Связь. Информатика", №1, 2011)

Задачи развития желез­нодорожной отрасли невозможно решить без разработки и внедрения критических, прорывных технологий. Примене­ние таких технологий не только улучшает качество управления и функционирования, но и многократно увеличивает эффективность экономи­ческой деятельности.

Одной из проблем, ограничива­ющих системный рост эффектив­ности работы хозяйства, является старение основных фондов, пре­вышающее темпы их обновления и модернизации. При современном уровне развития средств СЦБ низка экономическая эффектив­ность планово-предупредительного метода технического обслужи­вания устройств СЦБ, поэтому невозможен массовый переход к их техническому обслуживанию по «состоянию». Производством, проектированием, строительством и сервисным обслуживанием сис­тем ЖАТ занимаются различные организации с привлечением пос­редников. В результате отсутствует единая нормативная база, устанав­ливающая требования ко всему комплексу микропроцессорных устройств СЦБ. По той же причине отсутствуют увязка, унификация и интеграция на программном уровне между микропроцессорными сис­темами разных производителей.

Для устранения указанных проблем необходимо внедрять кри­тические технологии и развивать организационные процессы.

Рассмотрим жизненный цикл систем ЖАТ. Важнейшим крите­рием внедряемого на российских железных дорогах стандарта IRIS является соотношение надёжности, готовности, ремонтопригодности, безопасности и стоимости жизнен­ного цикла - RAMS / LCC . Жизнен­ный цикл начинается с разработки, закладывающей предельно дости­жимые параметры RAMS / LCC . Для их улучшения следует использо­вать модель организации НИОКР, предусматривающую:

– самостоятельное финансиро­вание разработчиками рисков на­чальных этапов разработки, так как ОАО «РЖД» финансирует только испытания и постановку продукции на производство;

– замену финансирования на­иболее важных для ОАО «РЖД» разработок грантами в виде долго­срочных инвестиционных программ по закупкам разработанной про­дукции и строительству объектов с её применением.

После завершения разработки систему тиражируют и эксплуати­руют. Что делать, чтобы и на этом отрезке жизненного цикла продук­ции удержать привлекательные для заказчика значения RAMS / LCC ? Следует отдавать предпочтение внедрению систем, производители которых выполняют весь комплекс работ в течение всего жизненного цикла (проектирование, изготов­ление и поставку оборудования, строительно-монтажные и пуско-наладочные работы, сервисное обслуживание, утилизацию). В перспективе надо переходить к контрактам жизненного цикла.

С помощью каких технологий можно добиться максимальной эффективности инвестиций?

Современная МПЦ - это не просто функциональный аналог релейной ЭЦ, а комплекс управ­ления движением поездов с про­граммной интеграцией подсистем автоблокировки, полуавтомати­ческой блокировки, диспетчерской централизации, систем техничес­кой диагностики и мониторинга, автоматической переездной сиг­нализации, поездной, маневровой и горочной АЛС. Интеграция этих систем в МПЦ на программном уровне сокращает стоимость жизненного цикла продукции за счёт исключения параллельного функционирования на станциях не­скольких аппаратно-программных комплексов.

При этом МПЦ должна обладать развитыми коммуникационными средствами и гибкой архитектурой. Разработанная НПЦ «Промэлект-роника» микропроцессорная цен­трализация МПЦ-И программно интегрирует смежные системы железнодорожной автоматики, например, переездную сигнализа­цию, полуавтоматическую и авто­матическую блокировки, линейные пункты ДЦ, центры радиоблокиров­ки и др. Такая централизация обес­печивает работу информационных систем верхнего уровня и создает экономически оправданные кон­фигурации системы для станций различных классов.

Дополнением к рельсовым цепям, а где-то и единственной аль­тернативой цепям являются средс­тва контроля свободности участков пути методом счета осей ЭССО. Системы счёта осей эффективно используют для: обеспечения ра­боты устройств СЦБ на участках с пониженным сопротивлением бал­ласта, контроля малодеятельных участков, резервирования рельсо­вых цепей, при защите стрелок от перевода под составом и контроле заполнения подгорочного парка, а также на стыке с информационны­ми технологиями. Для измерения скорости и ускорения подвижного состава разработаны технические решения по применению ЭССО. Создана система определения типов вагонов и локомотивов и контроля их передвижения СОВА - эффективный механизм веде­ния вагонной модели, контроля приёма-сдачи вагонов и защиты от несанкционированных передви­жений подвижного состава. В век информатизации счётчики осей становятся надёжным первичным источником информации для сис­тем верхнего уровня.

Для снижения стоимости обслу­живания и, как следствие, всего жизненного цикла устройств СЦБ необходимы системы диагностики. Они позволяют с помощью надёж­ных каналов связи для передачи информации в центр мониторинга перейти к обслуживанию устройств по текущему состоянию. При эксплуатации систем в отдалён­ных районах с неразвитой сетью коммуникаций такая возможность зачастую отсутствует, а возврат к традиционной технологии обслу­живания неэффективен. В систе­ме СУМО, в которой реализован удалённый мониторинг объектов по радиоканалу, информация о работе устройств СЦБ передаётся по каналу GSM / GPRS на сотовый телефон электромеханика и АРМ поездного диспетчера, а также архивируется встроенными средствами.

Снизить стоимость жизненного цикла систем ЖАТ можно с по­мощью перехода от воздушных и кабельных линий к волоконно-оп­тическим каналам и радиоканалам, а также передачи малодеятельных участков на удалённое управление из ЕЦДУ или с опорной станции. Пример реализации таких методов - микропроцессорная полуавтома­тическая блокировка МПБ. На стан­циях, ограничивающих перегон, устанавливают блок контроллеров МПБ, реализующий все алгоритмы полуавтоматической блокировки, включая контроль прибытия поезда в полном составе. Для увеличения пропускной способности перегона совместно с МПБ применяется автоматический блок-пост АБП, который транслирует блок-сигналы и управляет проходными светофо­рами. Для передачи информации между станциями можно исполь­зовать как физическую двухпро­водную линию, так и уплотненные волоконно-оптические, кабельные линии или радиоканалы.

На той же аппаратно-програм­мной платформе реализована микропроцессорная система уп­равления переездной сигнализаци­ей МАПС. Счетные пункты ЭССО, накладываемые на любую систему перегонной блокировки, передают извещение на переезд и контроли­руют проследование поезда.

Разрабатываемая НПЦ «Промэлектроника» интегрированная система управления движением поездов СИНТЕРРА базируется на геоинформационных технологиях с использованием высокоскорос­тных цифровых радиоканалов и точечных каналов связи с локомотивом. Ядром системы являются автоматическая локомотивная сиг­нализация с радиоканалом АЛСР и станционной аппаратурой, которая интегрирована в МПЦ-И.

В состав АЛСР входят три ос­новные подсистемы: точечный ка­нал связи с локомотивами ТКС-Л; высокоскоростной цифровой ра­диоканал; комбинированная систе­ма позиционирования. Аппаратура точечного канала состоит из локо­мотивного антенно-фидерного уст­ройства со считывателем и путевых приемоответчиков, размещаемых на шпалах. Канал предназначен для точного определения координат локомотива и передачи управляю­щих команд. Цифровой радиоканал базируется на технологиях GSM - R , Wi - Fi , Wi - Max , CDMA , обеспечи­вающих множественный доступ и автоматический хэндовер. Он используется для непрерывной передачи данных на локомотив о поездной ситуации, показании впе-редилежащих сигналов, допустимой скорости, ее ограничении вплоть до принудительной остановки, а также для оповещения путевых ремонтных бригад. Система позиционирования локомотива КСПЛ рассчитывает ко­ординату на основе данных от трёх источников: ТКС-Л, датчика пути и скорости, приемника спутниковой навигации. В этой системе имеется электронная карта контролируемого участка железной дороги.

К станционной аппаратуре АЛСР относится концентратор СТК (центр радиоблокировки), входя­щий в состав МПЦ-И, а к локомо­тивной - бортовой компьютер БЛК. Последний имеет безопасную и резервированную архитектуру. Он передает ответственные данные исполнительным локомотивным устройствам, а также принимает данные от датчиков по интерфей­сам CAN и RS -485. БЛК гибко конфигурируется и программно реализует различные функции локомотивной автоматики.

АЛСР и разрабатываемая ЗАО НПЦ «Промэлектроника» на ее базе система интервального ре­гулирования движения поездов СИНТЕРРА технически проще и экономически существенно дешев­ле, чем функциональный аналог - система ETCS . Они позволяют создать экономически оправдан­ные технические решения для участков железных дорог с различ­ным характером и интенсивностью движения.

Оригинальную версию материала можно посмотреть здесь и здесь.