Новые методы управления железнодорожными станциями промышленных предприятий

До недавнего времени на железных дорогах России применялись только системы централизации стрелок и сигналов, использующие в качестве основной элементной базы электромагнитные реле. Область управления движением поездов на станциях оставалась фактически свободной от применения компьютерных технологий, все основные технические решения и средства, используемые на предприятиях, были разработаны еще в конце прошлого века, и к настоящему моменту сильно устарели, а реле как элементная база исчерпала себя. Попытки получения новых качественных показателей и расширения функций релейной централизации ведут к увеличению числа реле, потребляемой электроэнергии, затрат на техническое обслуживание, объемов проектных и монтажных работ.

В основе процесса управления железнодорожными грузопотоками на промышленных предприятиях обычно используется комбинация пресловутой традиционной системы централизации и блокировки (СЦБ) и голосовой радиосвязи. Такое взаимодействие часто вызывает несогласованность в действиях между автомобильными и поездными диспетчерами, машинистами электровозов, водителями карьерных автосамосвалов, машинистами экскаваторов. Важно отметить, что традиционный метод управления уже не только неэффективен, но и опасен, так как несогласованность в действиях может привести к несчастным случаям на производстве. Более того, существующий метод не обеспечивает повсеместного и постоянного контроля над работой транспортной сети, что влечет за собой участившиеся в последнее время случаи хищения материальных ценностей на производстве. Именно поэтому переход от релейной централизации к микропроцессорной, компьютеризация и автоматизация – не дань моде, а объективная необходимость, обусловленная многочисленными преимуществами последней, а также потребностью в обеспечении приемлемого для современного предприятия уровня безопасности.

Микропроцессорная система управления устройствами СЦБ (МСУ СЦБ),
разработанная специалистами ОАО ВИСТ Групп – это полнофункциональная система СЦБ железнодорожной станции, обеспечивающая дежурного по станции или диспетчера средствами безопасного и эффективного управления движением по станции. Система переводит управление движением железнодорожного (ЖД) транспорта на качественно новый уровень безопасности, надежности и эффективности. Система представляет собой комплекс средств микропроцессорной техники, обеспечивающий выполнение функций автоматизированного рабочего места дежурного по станции и устройств электрической централизации, и разработана с расчетом на функционирование в качестве части информационной системы предприятия. При установке системы, традиционные постовые системы СЦБ заменяются  современными программно-аппаратными средствами, позволяющими свести к минимуму влияние т.н. человеческого фактора и повысить информированность дежурных об обстановке на станции:
  • электротабло и пульт дежурного станционного поста заменяются контроллерами МСУ и мониторами (фото 1);


Фото. 1. Пульт диспетчера универсальный – ПДУМСУ-02-04
  • статив блочно-релейной маршрутизации и релейной системы управления стрелками от пульта дежурного заменяется полевой шиной с модулями УСО и программами управления маршрутов (фото.2).


Фото.2. Модернизированные стативы СЦБ с размещенной на них системой ввода/вывода

В сравнении с релейными системами централизации, МСУ СЦБ обладает целым рядом  преимуществ:
  • Значительно меньшие габариты оборудования, что позволяет производить замену системы централизации на действующих станциях без строительства новых постов ЭЦ, а также оборудовать мобильные посты ЭЦ в железнодорожных вагонах для эксплуатации в зоне проведения горновзрывных работ;
  • Значительно меньшая энергоемкость станции;
  • Меньшие объемы строительно-монтажных работ;
  • Гораздо более низкие затраты на эксплуатационное обслуживание.
Все это обеспечивает более высокую эффективность использования системы МСУ СЦБ по сравнению с аналогами и релейными системами централизации. Система также предоставляет эксплуатационному и техническому персоналу  исчерпывающую информацию о состоянии устройств СЦБ на станции с возможностью передачи этой информации на другие уровни информационных систем предприятия (ERP, MES, АСУТП), непрерывно архивирует действия эксплуатационного персонала для возможности дальнейшего анализа, автоматически ведет график исполненного движения с возможность вывода его на печать.Кроме того МСУ СЦБ обладает набором технологических функций, при вспомогательном режиме управления, реализуемого в случае возникновения отказов в устройствах СЦБ. В число таких функций входит:
  • прокладка маршрута без открытия сигнала;
  • блокировка секций для исключения задания по ним маршрута;
  • блокировка стрелок на макете при отсутствии контроля положения;
В составе Системы имеется расширенный набор функций для организации перевозочного процесса в режиме вспомогательного управления, включающий:
  • возможность установки и снятия позывного подвижной единицы на секцию вручную дежурным станционного поста;
  • автоматическую подачу позывного подвижной единицы с секции отправления на секцию прибытия при движении поезда по замкнутому маршруту;
  • установку объектов учета простоев по станции (объекты погрузки и выгрузки, например, погрузочные экскаваторы);
  • установку кода груза для технологических «вертушек» и его автоматическую смену объектами учета простоев;
  • возможность управления и контроля над состоянием всех станционных систем, непосредственно не являющихся элементами системы централизации: обдув и обогрев стрелочных переводов, устройства полива думпкаров и другие технологические объекты, управление и контроль за которыми возложены на ДСП.
При применении систем счета осей (МСУ СЦБ может взаимодействовать как с обычными рельсовыми цепями, так и с системами счета осей разных производителей, в частности «НПЦ «Промэлектроника», Россия, «Фраушер», Австрия) система контролирует несанкционированный проезд поезда запрещающего сигнала светофора с передачей информации дежурным станционных постов и ДНЦ.

В основном режиме МСУ СЦБ  предоставляет исчерпывающую информацию о текущем состоянии всех объектов станции и поездной обстановки (состояние секций, причины их закрытия, предупреждения по секциям, позывные подвижных единиц, занимающих секции или участвующих в маршрутах, при этом при разделке маршрута происходит автоматическое перемещение позывного единицы от секции отправления на секцию прибытия), состояние стрелочных переводов, сигналов (их значение или неисправность), позволяет прокладывать и отменять маневровые и поездные маршруты, переводить стрелки, закрывать и открывать управляемые переезды с помощью электронной панели сигнальных кнопок, устанавливать для секций поездов прибытия, предупреждений причин закрытия, устанавливать для стрелочных переводов предупреждений колпачка с помощью электронного диалога. В любом месте мнемосхемы дежурным может быть оставлена запись произвольной формы (рис. 1).



Рис.1. Запись дежурного по станции, выполненная в произвольной форме

Важно отметить, что дежурный в специальном окне оповещается о результатах выполнения его команд и изменении обстановки на станции, о возникших тревогах со звуковой и цветовой индикацией и с требованием подтверждения.

На рабочих местах интрасети предприятия доступна визуализация транспортной обстановки в режиме реального времени. Все изменения обстановки на станции, действия дежурных сохраняются  подсистемой сбора данных и доступны для последующего анализа. Есть возможность восстановить изменения транспортной обстановки за заданный промежуток времени. Все данные размещаются в файлах на локальном диске и передаются в диспетчерский пункт предприятия. Таким образом, транспортная обстановка всего предприятия находится под постоянным и всеобъемлющим контролем.

МСЦ СЦБ выполняет также ряд принципиально новых функций централизации, не используемых ранее:
  • Дополнительный уровень безопасности движения подвижных единиц, который обеспечивается за счет логического контроля занятости секций с запоминанием позывного подвижной единицы: «секция занята по прибытию подвижной единицы»;
  • Новое состояния секции – «ЗАХВАТ» на этапе прокладки маршрута;
  • Состояние «Замыкания в маршруте» на этапах контроля и ожидания разделки;
  • Дежурный может вручную произвести операцию "Прибытие подвижной единицы" на секцию, которая с этого момента будет контролироваться как занятая на равных правах с сигналами от путевых реле;
  • «Логический» уровень занятости секций участвует во всех проверках безопасности  прокладки, контроля и разделки  маршрутов на равных правах с сигналами путевых реле;
  • Предусмотрена операция «Исполнения маршрута», как замены автоматической разделки маршрута, для  случаев переноса позывного подвижной единицы в маршрутах, имеющих в своем составе ложно занятые секции, и для станций, на которых временно не работает система контроля занятости (в аварийном режиме);
  • Визуализация передвижения по маршрутам и стоянок подвижных единиц с отображением позывных в диспетчерском круге и пиктограмм четырех видов для технологических локомотивосоставов, путевых машин первого типа, путевых машин второго типа, маневровых тепловозов;
  • При объединении МСУ СЦБ станций района или предприятия в единую вычислительную сеть, дежурные по станциям только наблюдают перемещения подвижных единиц без необходимости ручных манипуляций. Позывные  подвижных единиц передаются от секции к секции, со станции через перегоны на другую станцию автоматически системой маршрутизации;


Рис.2. Подвижные единицы «0228» и «008» в маршруте на пути «1П»
  • Ручное управление прибытием и убытием подвижной единицы на секцию станции путем выбора позывного из структурированных списков по видам подвижных единиц;
  • Операции формирования и расформирования составных поездов, имеющих на мнемосхеме специальную индикацию;
  • Операции управления установкой сетевых соединений с соседними станциями с обеспечением возможности полной или частичной автономной работы станции;
  • Операции по совместному управлению одним перегоном с двух станций и передачей позывных подвижных единиц, выполняющих движение по блок-участкам;
  • Операции ручной привязки объекта учета простоев к секции с выбором из списка, содержащего надпись, код груза и норматив простоя, и индикацией на мнемосхеме. При этом МСУ при занятии секции технологическим локомотивосоставом автоматически зафиксирует начало простоя и включит таймер, при превышении норматива предупредит ДСП цветом и пиктограммой (рис.3);


Рис.3. Учет простоя локомотивосостава под экскаватором «Э77»
  • Система также предусматривает возможность смены ФИО дежурных и автоматическую систему контроля тока перевода стрелок и управления очередностью перевода при прокладке маршрутов и индивидуальном переводе. Этот набор функций может быть значительно расширен в зависимости от нужд предприятия. МСУ СЦБ может включать подсистемы управления обдувом стрелочных переводов, обогрева стрелочных переводов, а также управлять и контролировать объекты, не входящие в систему централизации, но находящиеся под контролем дежурных станционных постов.
Несомненными преимуществами предлагаемой системы перед традиционными методами управления являются повышение безопасности движения, увеличение пропускной способности, снижение расходов на эксплуатацию, а также непрерывный контроль над функционированием транспортной сети. Все это ведет к увеличению производительности и эффективности работы промышленного предприятия.

Система позволяет значительно повысить качество организации движения поездов, сократить потери в грузоперевозочном процессе, повысить производительность труда эксплуатационного и технического персонала, а также улучшить условиях их труда, повысить их информированность в процессе управления перевозками, что снизит риск аварий и простоев. Морально и материально устаревшее станционное оборудование заменяется  современным микропроцессорным. Преимущество, которое следует обозначить отдельно, в том, что функциональность системы разрабатывается исходя из потребностей производства.

Немаловажное преимущество МСУ СЦБ заключено и в сроках ее внедрения. По «стадиям производства» они составляют (в зависимости от размера станции):
  • Проектирование – от 0,5 до 2 месяцев;
  • Поставка оборудования – от 2 до 4 месяцев;
  • Монтажные и пусконаладочные работы – 1 – 2 месяца;
  • Обучение эксплуатационного персонала – 1 неделя (обучение проводится во время проведения пусконаладочных работ).
Таким образом, от начала работ и до запуска системы в эксплуатацию требуется всего от 3 до 8 месяцев.

Стоимость внедрения

Естественно, она определяется размером станции, точнее, количеством объектов управления на станции. С учетом 14-летнего опыта создания подобных систем мы используем метод оценки стоимости станции по т.н. «приведенному объекту» – стрелочный перевод, точнее, их количество. Чем меньше стрелок, тем выше стоимость одной стрелки. На практике «приведенный объект» оценивается от 900 тыс. до 1,5 млн руб. за единицу. В среднем возврат инвестиций происходит за 9 – 14 месяцев.

В заключении отметим – при наличии нескольких станций, они могут быть объединены в единый пункт управления ЖД перевозками на предприятии – центральную диспетчерскую систему (ЦДС) (фото.3), предназначенную для диспетчеризации железнодорожных перевозок в части оперативного контроля, учета и анализа итогов работы подвижного состава. В итоге промышленное предприятие получает современную систему управления ЖД перевозками, которая существенно повышает их эффективность, безопасность и надежность.


Фото 3. Внешний вид мнемосхемы одной из действующих центральных диспетчерских железнодорожного транспорта