Комплексная система автоматизированного управления сортировочной станцией

Комплексная система автоматизированного управления сортировочной станцией

В 1997 г. по инициативе ЦШ и при поддержке головного института железнодорожной автоматики ВНИИАС был создан конструкторат в области автоматизации и механизации технологических процессов на сортировочных станциях во главе с автором этой статьи.

Конструкторат объединил ведущих разработчиков систем горочной автоматизации и механизации. Под его руководством разработаны Концепция и Программа развития средств автоматизации и механизации сортировочных станций (2000 г.), Эксплуатационно-технические требования по механизации и автоматизации (2002 г.).

Программа, предусматривающая комплексную реконструкцию 10 сетевых и 20 региональных сортировочных станций, была одобрена президиумом НТС МПС и включена как составляющая в общую отраслевую. Именно с этой инвестиционной программой связаны все последние успехи в автоматизации сортировочных станций. Безусловно, ее можно назвать одной из самых эффективных среди осуществляемых компанией «РЖД» .

Основные принципы, разработанные в Концепции и положенные в основу комплексной системы автоматизированного управления сортировочной станцией (КСАУ СС), включали в себя: расширение зоны автоматизации до размеров всей станции; модульный принцип построения системы, обеспечивающий ее функциональный состав по требованию заказчика; создание малолюдной и безбумажной технологии обработки составов на автоматизированных станциях; создание информационной платформы для ведения динамической модели сортировочного процесса в масштабе реального времени и объединение информационно-планирующего и управляющего уровней в единую систему.

По заданию МПС эти требования были дополнены задачами вагонного, локомотивного, грузового и других хозяйств, чьи интересы пересекаются на сортировочной станции, и утверждены в ТЗ на интегрированную систему автоматизированного управления сортировочной станцией АСТРА СС (2001 г.).

Уровень железнодорожной автоматики интегральной системы АСТРА СС — КСАУ СП обеспечивает управление горочными стрелками, сигналами, замедлителями, маневровыми локомотивами, указателями количества вагонов, упорами для закрепления составов и компрессорными установками на сортировочной станции.

Станция оборудуется подсистемой горочной автоматической локомотивной сигнализации с телеуправлением локомотивами и передачей информации по радиоканалу (ГАЛС Р и ГАЛС-РМ) .

Постовой контроллер подсистемы собирает информацию с приборов ЭЦ (МПЦ) о поездной ситуации на станции, аналогичную информации, индицируемой на табло ЭЦ, дополняет ее сообщениями локомотивных устройств о скорости и направлении движения подвижных единиц, а также данными о закреплении и осмотре составов, поступающими от соответствующих напольных устройств, ИПУ СС или вводимыми дежурными по станции со своих АРМов. Динамическая модель, поддерживаемая ГАЛС Р, описывает местоположение и перемещения подвижных единиц на путях и парках станции, фазы обработки составов и их временные границы. Данные слежения индицируются на мониторах АРМов ДСП ГАЛС Р и регистрируются протоколами работы подсистемы.

Сведения об основных изменениях в поездной ситуации и смене технологических операций передаются ИПУ СС для планирования и расчёта показателей работы станции, ведения вагонной модели объекта управления.

Маршрутные задания в зоне ГАЛС Р выделяются постовым контроллером, адресуются конкретному локомотиву, кодируются и передаются по радиоканалу его бортовому контроллеру.

Работа радиоканала борт — пост организована по асинхронному протоколу и обеспечивается в радиусе не менее 5 км от центра управления. Цикл обмена при одновременной работе до 16 локомотивов осуществляется за 2 секунды. Телеграмма о маршрутном задании содержит адрес локомотива и полное описание маршрута (сигналы, стрелки, длины участков). Такой принцип позволяет локомотивам работать на любой станции. Настраивается на объект только частота обмена. В ответной телеграмме локомотивных устройств указываются текущая скорость и пройденный путь, направление и режим движения, результаты контроля бдительности машиниста и диагностические сообщения.

Маршруты надвига и роспуска дополняются командами о показаниях горочного сигнала, расчетном значении скорости, виде маршрута (основной, предварительный или попутный надвиг, роспуск, осаживание, маневры), номере вершины горки. Эта же информация выводится на монитор машиниста в дополнение к сообщениям о текущих значениях скоростей, позиции контроллера и расстоянии до конца маршрута.

Скорость роспуска рассчитывается контроллером вершины горки на основе сортировочного листка, выдаваемого ИПУ. Листок может быть предварительно откорректирован дежурными по горке на управляющем АРМе. При определении скорости осуществляется предварительное моделирование скатывания отцепов с учётом их собственных параметров, характеристик маршрутов и заполнения путей сортировочного парка. Результаты расчёта реализуются путём передачи заданных значений скорости на бортовой контроллер синхронно с ходом роспуска.

Синхронизация скорости состава с физическим потоком отцепов осуществляется контроллером вершины горки КВГ по сигналам отделения отцепа от состава. Соответствие фактического количества вагонов в отцепе заданному проверяется на контрольном участке с помощью счётчиков осей и радиотехнического датчика РТДС, фиксирующего отделение отцепа от состава.

При возникновении малого интервала (меньше расчётного) или при неправильном расцепе система управления может автоматически скорректировать скорость роспуска и реализовать коррекцию, создавая условия для предотвращения «запуска», повторной сцепки или остановки роспуска.

В случае правильного расцепа происходит автоматическая продвижка информации о количестве вагонов в трех очередных отцепах на указателях, установленных в зоне вершины горки. На станции Бекасово применяются светодиодные указатели со встроенным контроллером, отличающиеся низким энергопотреблением и малопроводной схемой управления.

Неправильный расцеп отображается мигающим светом на верхнем указателе и АРМе ДСПГ. По результатам расцепа автоматически корректируется ввод маршрутов в ГАЦ МН.

Горочный комплекс представлен в КСАУ СС двумя подсистемами — горочной автоматической централизацией с ведением накопления вагонов (ГАЦ МН) и устройством управления прицельным торможением (УУПТ).

Основной режим функционирования этого комплекса — автоматическое управление стрелками и замедлителями при возможности ручной коррекции с горочного пульта.

На станции Бекасово вместо сплошного покрытия спускной части горки рельсовыми цепями впервые они сохранены только на стрелках. Это позволило втрое сократить число изолирующих стыков, пропорционально уменьшив расходы по их содержанию. Рельсовые цепи дополнены индкутивно-проводными (ИПД) или радиотехническими (РТДС) датчиками, которые защищают стрелочные участки от ложной свободности при проходе вагонов (включая длиннобазные). ИПД, построенные по принципу нормально замкнутых рельсовых цепей, обеспечивают непрерывный контроль свободности участка, предотказную диагностику состояния аппаратуры, в том числе в промежутках между роспусками, что соответствует требованиям к автоматическому режиму управления. Установка счетчиков осей перед стрелочными участками и в зоне предельных столбиков последних стрелок позволяет решать задачи: контроля исполненного роспуска и маневровых перемещений в зоне горки; восстановления маршрута нагнавшего отцепа после разделения на тормозной позиции; предотвращения взреза стрелки при маневрах и боковых ударов из-за негабарита при роспуске и маневрах.

Аппаратно-пограммные средства управляющего горочного комплекса поддерживают более развитые модели движения отцепов, определяемых по их инвентарным номерам и результатам поосного взвешивания вагонов на весомерном участке, расположенном перед головной стрелкой ГАЦ МН.

Для управления замедлителями тормозных позиций в подсистеме УУПТ используется общая с ГАЦ МН динамическая модель процесса скатывания отцепов. Это обеспечивает комплексное управление с учетом требований по вытормаживанию и соударению вагонов, а также их разделению на горке и в сортировочном парке. Принципиальное отличие УУПТ от предшествующих систем АРС состоит в возможности прямого управления соленоидами оттормаживания От и торможения Т с обратной связью по датчику давления, устанавливаемому непосредственно на столе управляющей аппаратуры замедлителей. Поэтому алгоритм функционирования УУПТ рассчитан на применение плавных адаптивных режимов торможения, обеспечивающих энергосбережение, сохранность вагонов и грузов, снижение износа тормозных шин замедлителей.

Система контроля заполнения путей сортировочного парка на базе индуктивно-проводных датчиков КЗП-ИПД позволяет отслеживать движение каждого отцепа от момента выхода из парковой тормозной позиции и до точки соударения. Это дает возможность определить свободную длину каждого пути и длину «окон» между отцепами, находящимися на путях сортировочного парка. Такая информация достаточна для организации обратной связи по управлению замедлителями II и III тормозных позиций, повышающей качество прицельного торможения и заполняемость путей сортировочного парка с возможностью безопасного проталкивания. Кроме того, по данным скатывания вагонов контролируется профиль путей подгорочного парка.

Функционирование горочного комплекса КСАУ СС автоматизирует процедуру накопления вагонов в сортировочном парке. Счетчики осей спускной части горки обеспечивают контроль за манёврами и автоматическую регистрацию перестановок вагонов с оперативной передачей в ИПУ СС. В частности, становится возможным автоматическая подготовка сортировочного листка для повторного роспуска.

Существенно увеличивается безопасность технологического процесса. Взаимодействие подсистем ГАЛС Р — ГАЦ МН — УУПТ исключает задание маршрута отцепа на путь, занятый горочным локомотивом, или торможение последнего в замедлителях, исключает взрез стрелки при маневрах или маневровый маршрут с угрозой бокового удара из-за негабарита, а также враждебные маршруты при одновременном проведении роспуска и маневров на горке.

Контрольно-диагностический комплекс (КДК), встраиваемый в управляющие подсистемы КСАУ СС, регистрирует отказы оборудования и программного обеспечения, выявляет предотказное состояние устройств, обеспечивает непрерывность функционирования путем внутренней реконфигурации систем при отказах, формирует и архивирует протоколы работы подсистемы. КДК позволяет перейти от регламентных к ремонтно-восстановительным методам обслуживания устройств. Результаты работы КДК выдаются на рабочее место электромеханика (АРМ ГАЦ или СКДТ) и могут транслироваться диспетчеру дистанции ШЧД.

КДК впервые предоставляет возможность получить совмещенные во времени данные о работе устройств СЦБ, скоростном режиме работы локомотивов и действиях оперативного персонала станции и машинистов. При необходимости КДК позволяет воспроизвести поездную ситуацию за выбранный отрезок времени.

Подсистема автоматизированного управления компрессорной станцией (КСАУКС) обеспечивает поддержание давления в пневмосети при минимальном количестве работающих компрессоров и их равномерной наработке. В рамках АСТРА СС основным вариантом автоматизации принято использование компрессорных установок со встроенной автоматикой.