Инновационное развитие технологии управления перевозочным процессом

В последние годы на железных дорогах европейских государств и России создаются и внедряются в эксплуатацию элементы – ИТС, основанные на применении технологии спутниковой навигации для позиционирования железнодорожного подвижного состава, микропроцессорных устройств сигнализации и интервального регулирования движения поездов, а также интеллектуальных систем управления перевозками грузов и пассажиров.

Создание ИТС на железнодорожном транспорте является главным приоритетом, так как методы повышения конкурентоспособности, повышения эффективности и безопасности железных дорог представляют государственное значение.

Постановка задачи представлена в программных документах, определяющих развитие железнодорожного транспорта России, в том числе в «Концепции повышения безопасности движения на основе применения на железных дорогах многофункциональных комплексных систем регулирования движения поездов», утвержденной Президентом ОАО «РЖД».

В Концепции отражены положения стратегии глобального развития систем безопасности движения на железнодорожном транспорте с использованием интеллектуальных комплексов и технологий, над которыми работают ученые и специалисты железнодорожного транспорта.

Базовыми составляющими железнодорожных ИТС является современная система управления перевозочным процессом, позволяющая сократить влияние стыковых потерь при перевозке грузов и пассажиров на сети железных дорог, а также негативное влияние «человеческого фактора» на безопасность движения.

Комплексная автоматизированная система управления железнодорожным транспортом и движением поездов основана на использовании современных методов учета и анализа показателей перевозочного процесса, моделировании и прогнозировании ситуаций с использованием средств вычислительной техники и информационных технологий. При этом возрастает роль оценки и учета экономических критериев принимаемых управленческих решений. Такая оценка относится не только к сфере перевозок, но и к учету интересов потребителей услуг, перевозчиков и других участников транспортного рынка.

Основным критерием оценки качества технологического процесса перевозки грузов и пассажиров становится рациональное использование пропускных и перерабатывающих способностей инфраструктуры железных дорог. Совершенствование технологии перевозочного процесса – главное в деятельности ученых и специалистов железнодорожного транспорта, а конечной целью разработок является повышение конкурентоспособности железнодорожного транспорта.

 Учеными и специалистами железнодорожного транспорта ведутся работы по созданию современных систем управления движением поездов, компонентов, включающих в себя средства сигнализации, автоматизации, блокировки, сопряжения с элементами системы централизации на станциях и контроля передачи приказов, обеспечения поездной безопасности. Последние разработки, обеспечивают поэтапное упрощение работы машинистов (автоматизация управления): перенос показаний путевых сигналов в кабину машиниста, индикацию информации на бортовом дисплее, обеспечение непрерывного автоматического управления, когда внимание машиниста концентрируется на выполнении основных задач по безопасному ведению поезда. Ведется разработка системы мобильной связи для оперативного состава работников железных дорог, телекоммуникационная компонента которой включает в себя сеть голосовой связи между поездными бригадами и диспетчерами.

Разрабатываемые системы позволяют оптимизировать движение поездов путем «интеллектуальной» интерпретации графиков движения на основе фактической информации о движении поезда, предполагают оптимизацию управления движением и планирования маршрута в режиме реального времени, рациональное использование пропускной способности железнодорожных узлов, информирование потребителей транспортных услуг и эксплуатационного персонала.

Развертывание согласованной системы управления, контроля и связи, создание средств управления перевозками представляет собой основу для интегрирования российской железнодорожной сети в сеть железных дорог европейских государств.

Системы управления железнодорожным транспортом должны обеспечивать эффективное использование специализированной инфраструктуры, включающей в себя не только устройства рельсового пути, искусственные сооружения, но и системы электроснабжения, сигнализации, централизации, блокировки, устройств связи и других технических средств различного назначения. Системы управления движением поездов обеспечивают выполнение функциональных задач, а технические решения и программные средства автоматизированных систем управления увязаны с требованиями железных дорог, соответствуют требованиям безопасности и действующего законодательства.

Управление перевозками – одно из ключевых направлений программы оптимизации работы железных дорог. Для обеспечения высокой пропускной способности создаются интегрированные системы координатного интервального регулирования и использования «виртуальных» блок-участков. Спутниковые приемники, которые входят в состав локомотивных устройств безопасности КЛУБ-У в комплексе с существующей системой управления, дают необходимую информацию для расчета режима ведения поезда.

Опыт внедрения спутниковых систем навигации показывает, какие трудности организационного, экономического и технического характера возникают при эксплуатации. В России ведутся работы по созданию трехсистемных приемников, обеспечивающих прием и обработку сигналов трех систем: ГЛОНАСС, GPS, GALILEO.

Железнодорожный транспорт на любом предприятии должен обеспечивать безопасность и надежность. Под безопасностью понимается сохранность грузов и пассажиров, окружающей

среды и населения, технических средств и персонала, а надежность – это своевременность и непрерывность перевозок. Ключевая роль в обеспечении безопасности и надежности работы железнодорожного транспорта всегда отводилась системам железнодорожной автоматики (СЖАТ). Проанализировав современные требования к СЖАТ, специалисты железнодорожного транспорта разработали Комплекс систем, который охватывает все уровни управления – станционный и диспетчерский – и обеспечивает безопасность перевозок и персонала. Основой станционного уровня Комплекса является релейно-процессорная централизация ЭЦ-МПК, предназначенная для безопасного управления стрелками и сигналами на станциях. В ней удачно сочетается релейная логика в ответственных цепях с возможностями вычислительной техники. Принцип построения системы очень прост – вместо пульт-табло дежурного по станции, с лампами и кнопками, используются персональные компьютеры. Наборная группа реле, т. е. все схемы, не связанные с безопасностью, заменяются микропроцессорным оборудованием, а схемы управления исполнительными объектами реализуются на минимальном количестве реле первого класса надежности, что обеспечивает высочайшие показатели безопасности. Непрерывность работы ЭЦ-МПК достигается за счет резервирования программно-аппаратных средств и постоянной диагностики. Автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП), включающее в себя два компьютера (основной и резервный), выгодно отличается от традиционного пульт-табло. Здесь вся разветвленная сеть железнодорожных путей выведена на мониторы или плазменные панели (рис. 59), а управление происходит при помощи уже привычной «мышки».

В интерфейсе системы предусмотрено эффективное использование автоматических речевых подсказок, например, «потеря контроля стрелки или приближение к станции поезда». Система ЭЦ-МПК обладает всеми функциональными возможностями современной ЭЦ, такими как:

· протоколирования действий персонала и поездной ситуации;

· интеграцией в системы диспетчерского уровня;

· объединения нескольких зон управления и многими другими.

 

 

Рисунок 58 Сеть железнодорожных путей, отображаемая на мониторе

 

Вместе с тем принципы работы ЭЦ-МПК наиболее понятны и доступны персоналу. Поскольку микропроцессорные устройства ЭЦ-МПК могут работать с любыми релейными исполнительными схемами, возможно использование существующей релейной аппаратуры при реконструкции устройств на станции. ЭЦ-МПК сейчас наиболее привлекательна с точки зрения экономики, организации обслуживания и ремонта. Она внедрена на 53 станциях с общим количеством стрелок более 1200. Компактность электрических схем и гибкость вычислительных средств обусловили новое назначение ЭЦ-МПК – в качестве мобильной системы для восстановления движения при чрезвычайных ситуациях. На станционном уровне наряду с ЭЦ-МПК может применяться микропроцессорная централизация МПЦ-МПК. На сегодняшний день это единственная отечественная система, в которой для управления стрелками и светофорами используется бесконтактная (без использования электромагнитных реле) аппаратура (рис. 60).

Это позволяет говорить о неограниченном ресурсе работы силовых устройств, а следовательно, о сокращении текущих издержек на обслуживание системы. Эффективность МПЦ-МПК подтверждается следующими факторами:

· в 3–4 раза сокращаются площади служебно-технических помещений поста ЭЦ;

· использование «сквозной» технологии проектирования и тестирование программно- аппаратных средств при изготовлении специализированными средствами (программами имитаторами) позволяет существенно сократить сроки ввода системы в эксплуатацию;

· глубокая диагностика (до сменного модуля) существенно облегчает эксплуатацию.

Немаловажное значение на железнодорожном транспорте имеет безопасность обслуживающего персонала. В состав систем ЭЦ-МПК и МПЦ-МПК интегрирована система автоматического речевого оповещения работающих на путях о приближении поезда ОРП-МПК. Для надежной работы станции недостаточно резервирования программно-аппаратных средств. Необходимо обеспечить непрерывный контроль напольных устройств (стрелок, сигналов, рельсовых цепей и т. п.), определить их предотказное состояние. Для этих целей в Комплексе предусмотрена система технической диагностики СТД-МПК. Идеология построения этой системы – максимальное использование устройств ЭЦ-МПК и МПЦ-МПК в целях сокращения стоимости. Отличительными особенностями СТД-МПК являются: измерение изоляции кабеля, разности фаз в фазочувствительных рельсовых цепях, несущих и соседних частот в тональных рельсовых цепях; определение короткого замыкания в изостыках. Вся диагностическая информация поступает на автоматизированное рабочее место электромеханика АРМ ШН (рис. 61).

Рисунок 59 Аппаратура управления стрелками и сигналами

 

Огромную роль в обеспечении непрерывности работы систем управления играет бесперебойное электропитание, поэтому одной из составляющих Комплекса являются питающие устройства УЭП-МПК (рис. 62). Новшество УЭП-МПК – это сохранение полной работоспособности станции при пропадании внешнего электропитания. Полная работоспособность – это возможность перевода стрелок, открытия сигналов, задания маршрутов. Достигается это благодаря использованию источников бесперебойного электропитания. Немаловажным достоинством УЭП-МПК является модульное исполнение по принципу конструктора «Lego», позволяющее составить любую конфигурацию. Кроме того, устройства УЭП-МПК позволяют вести коммерческий и технический учет потребляемой электроэнергии, а также контролировать качество внешних источников

 

Рисунок 60 Диагностическая информация

Рисунок 61 Питающее устройство УЭП - МПК

 Современные требования по увеличению ритмичности работы железнодорожного транспорта диктуют необходимость концентрации и централизации управления, т. е. создания диспетчерского уровня. Поэтому в Комплексе присутствует система диспетчерской централизации ДЦ-МПК. Она позволяет организовать движение поездов на участке железной дороги, состоящем из нескольких станций. Связь со станционными устройствами организуется по любым линиям с использованием любых протоколов. Это дает возможность в первую очередь развернуть рабочее место диспетчера, а потом при необходимости модернизировать устройства нижнего уровня. На базе технических решений ЭЦ-МПК и ДЦ-МПК родилась комплексная автоматизированная система диспетчерского управления КАС ДУ. Она позволяет из Единого диспетчерского центра осуществлять управление не только устройствами СЦБ, но и устройствами энергоснабжения, освещения, вентиляции и т. п. Это дает огромный экономический эффект, позволяя более оперативно принимать решения при возникновении внештатных ситуаций.

В декабре 2012 года на Северной железной дороге был создан Центр управления тяговыми ресурсами Северного полигона (ЦУТР СП), объединивший специалистов хозяйств управления движением, тяги, подразделений по ремонту тягового подвижного состава. Его основными задачами были определены:

• организация и управление работой и регулирование парка локомотивов и локомотивных бригад в границах Северного полигона для обеспечения заданных объемов перевозок и эффективного использования пропускных способностей инфраструктуры;

• координация и оперативное руководство локомотивными диспетчерами региональных дирекций управления движением, тяги в целях эффективного использования тяговых ресурсов в грузовом движении и организации труда и отдыха локомотивных бригад;

•  организация и координация разработки единого технологического процесса работы локомотивов и локомотивных бригад;

• совершенствование существующих технологий эксплуатационной работы с учетом оптимизации использования локомотивных парков и организации работы локомотивных бригад, перерабатывающей способности сортировочных станций, припортовых и междорожных стыковых пунктов, директивного плана – графика предоставления «окон» для ремонта инфраструктуры.

С учетом задач, поставленных начальником Северной дороги, были разработаны и внедрены инновационные инструменты управления – современные информационные продукты. Так Ярославским ИВЦ была создана полигонная информационная панель, которая позволяет выводить на табло коллективного пользования схему полигона с отражением эксплуатационной обстановки по работе и состоянию локомотивов и локомотивных бригад в режиме реального времени. Это облегчает восприятие информации и позволяет своевременно реагировать на возникновение проблемных мест, планировать дальнейшую работу и отслеживать выполнение оперативных распоряжений. Совершенствование и наполнение новыми возможностями выводимой информации и программного обеспечения продолжается и в настоящее время. В качестве основного программного обеспечения на рабочих местах используется автоматизированная система АС ЦУТР, разработанная Ярославским ИВЦ совместно с ОАО «НИАС» и рекомендованная для распространения и внедрения по сети ОАО «РЖД». Руководителями компании поставлена задача до конца 2014 г. внедрить данную систему на всех полигонах сети.

 

Контрольные вопросы

1. Иинтеллектуальная транспортная система (ИТС).
2. Центр управления тяговыми ресурсами Северного полигона (ЦУТР СП).
3. Станционный и диспетчерский уровни управления.

 

Литература

1. Тулупов Л. П., Лецкий Э. К., Шапкин И. Н., Самохвалов А. И. «Управление и информационные технологии на железнодорожном транспорте» М.: Желдориздат, 2004г.

2. Ковалев В.И, А.Т, Осьминин, Г.М. Грошев «Системы автоматизации и информационные технологии управления перевозками на железных дорогах» М: Маршрут, 2006г.

3. Лецкий Э.К., Поддавашкин Э.С., Яковлев В.В. «Информационные технологии на железнодорожном транспорте» КМК МПС России, 2001 г.

4. Грунтова П.С. «автоматизированные диспетчерские центры управления эксплуатационной работой железных дорог» М: Транспорт, 1990 г.

5. Бородин А.Ф., Москалев А.А., Прилепин Е.В. «Автоматизированные центры управления местной работой» Жел. – дор. Транспорт - 2004 - № 6

6. Грошев Г.М., Башилов А.С., Лагашкин Ю.П., Романова И.Ю. «Автоматизация диспетчерского управления и регулирования эксплуатационной работы на участках и в узлах» Жел. – дор. Транспорт – 1997 – Вып. 4

7. Елисеев С.Ю. «технологические требования к информационно – управляющим и аналитическим системам управления перевозками» Жел. – дор. Транспорт - 2003 - № 11

8. Макарова Е.А. «Информационные технологии пассажирских перевозок» М: УМЦ МПС РФ, 2002 г.

9. Розенберг Е.Н., Тишкин Е.М. «Пути перехода к информационно- управляющим системам» Жел. – дор. Транспорт - 2003 - № 11

10. Тишкин Е.М. «Автоматизация управления вагонным парком» М: Интекст, 200 г.

11. Тулупов Л.П., Жуковский Е.М., Гусятинер А.М. «Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах» М: Транспорт, 1991 г.

12. Абрамов А.А., Биленко Г.М. «Современные системы автоматизированного управления перевозками», М: РГОТУПС, 2002 г.

13. Санькова Г.В. «Информационные технологии на железнодорожном транспорте» Хабаровск ДВГУПС, 2011 г.

14.  Листровой С.В.«Информационные системы на железнодорожном транспорте» УДК 3 4, 2011г

15. С.Елисеев, А. Котляренко «Транспорт Российской Федерации»; № 4, 2006г.

16.  Коляда А.С. «Автоматизированное рабочее место приемосдатчика контейнерной площадки» Иркутск: ИИИЖТ, 2001г.

 

 

 

________________________________________________________________

Рисунок 1 Структура информатизации железнодорожного транспорта

Рисунок 2 Схема взаимодействия всех подразделений

Рисунок 3 Укрупненная функциональная структура

Рисунок 4 Схема преимущественных функциональных связей ком-плексов информационных технологий

Рисунок 5 Первые ЭВМ в ГВЦ

Рисунок 6 Главный диспетчерский пункт

Рисунок 7 Машинный зал в ГВЦ

Рисунок 8 Схема информационных потоков в АС РПФП дорожного и сете-вого уровня,

Рисунок 9 Отображение диаграммы вагонопотоков на графической схеме полигона

Рисунок 10 Вызов режима составления вариантов ПФП

Рисунок 11 Просмотр составленного варианта

Рисунок 12 Эксплуатационные и технические параметры работы железных дорог, норми-руемые графиком движения поездов

Рисунок 13 Фрагмент графика движения поездов на однопутном участке с автоблокировкой

Рисунок 14 Схема пропуска поездов по однопутному перегону

Рисунок 15 Скрещение грузового поезда с пакетом пассажирских поездов

Рисунок 16 Схема прокладки грузовых поездов и оборота локомотивов на однопутном участке

Рисунок 17 Фрагмент суточного плана графикаРисунок 18 Общий вид суточного плана графика работы сортировочной станции

Рисунок 18 Общий вид суточного плана графика работы сортировочной станции

Рисунок 19 Условные обозначения, используемые при разработке суточного плана графика

Рисунок 20 Нанесение графика движения поездов на прилегающих перего-нах

Рисунок 21 Отражение занятости стрелочных горловин при приеме и от-правлении транзитных поездов и путей ПОП

Рисунок 22 Прием поездов, поступающих в расформирование в парк прие-ма, их обработка и расформирование на сортировочной горке

Рисунок 23 Накопление вагонов после расформирования состава на сорти-ровочной горке и выполнение операции окончания формирования

Рисунок 24 Фрагмент работы маневровых локомотивов (окончание форми-рования и подача вагонов на пункты местной работы)

Рисунок 25 Фрагмент суточного плана графика - перестановка сформиро-ванных составов в парк отправления, их обработка и отправление

Рисунок 26 Фрагмент суточного плана графика сортировочной станции

Рисунок 27 Существующая организационная структура ЦУП ОАО "РЖД"

Рисунок 28 АРМ ДСЦ

Рисунок 29 АРМ ДНЦ

Рисунок 30 АРМ ДСП

Рисунок 31 Общая схема работы системы

Рисунок 32 Объекты мониторинга

Рисунок 33 Приемник ГЛОНАСС online

Рисунок 34 Функциональный состав системы ДИСПАРК

Рисунок 35 Взаимодействие подразделений по использованию вагонного парка

Рисунок 36 Типовые программные комплексы информационного обеспече-ния ДИСКОР

Рисунок 37 Модули программных средств ДИСКОР

Рисунок 38 ДЦУ Октябрьской ж.д.

Рисунок 39 Схема построения единого информационного пространства управления перевозочным процессом на полигоне дороги

Рисунок 40 Существующая организационная структура ЦУП ОАО "РЖД"

Рисунок 41 Организационная структура ДЦУ Горьковской железной дороги

Рисунок 42 АРМ ДНЦ ЦУМРа

Рисунок 43 Структурная схема ДИСТПС

Рисунок 44 Бланк формы ДУ 61

Рисунок 45 Журнал формы ДУ -60

Рисунок 46 Автоматическая идентификация подвижного состава

Рисунок 47 Шкаф напольного считывающего устройства

Рисунок 48 Датчики фиксации прохождения колес подвижного состава

Рисунок 49 Кодовый бортовой датчик

Рисунок 50 Кодовый бортовой датчик

Рисунок 51 Структура системы "Пальма"

Рисунок 52 "Электронные ворота"Рисунок 53 Аппаратура системы АСКО ПВ

Рисунок 53 Аппаратура системы АСКО ПВ

Рисунок 54 Автоматизированная система коммерческого осмотра

Рисунок 55. АРМ О ПКО

Рисунок 56 Схема единого пространства электронных систем резер-вирования мест и управления перевозками "Экспресс"

Рисунок 57 Архитектура сопряжения систем "Экспресс- 2" и "Экс-пресс - 3"

Рисунок 58 Багажное отделение

Рисунок 59 Сеть железнодорожных путей, отображаемая на мониторе

Рисунок 60 Аппаратура управления стрелками и сигналами

Рисунок 61 Диагностическая информация

Рисунок 62 Питающее устройство УЭП - МПК