Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Сеть  общетехнологической телефонной связи (ОбТС) развивается на основе цифровых учрежденческо-производственных АТС  по принципу замещения "сверху вниз". Строятся цифровые телефонные станции  в первую очередь в дорожных и  отделенческих узлах, а затем  на нижнем уровне. Разработаны единая система пятизначной нумерации  и принципы построения сети с учетом совместной работы цифровых и аналоговых телефонных станций. Для оперативного управления ресурсами сети, способствующего  сокращению эксплуатационных расходов по текущему содержанию, предусмотрена  система мониторинга и администрирования (СМА), внедренная на железных дорогах. Для обеспечения нормативных  технических показателей цифровая сеть технологической связи оборудуется  системой сетевой тактовой синхронизации (ТСС), разработанной Всероссийским  научно-исследовательским и проектно-конструкторским  институтом информатизации, автоматизации  и связи на железных дорогах (ВНИИАС) совместно с Ленинградским отраслевым научно-исследовательским институтом связи (ЛОНИИС). Большое значение для  управления перевозочным процессом  и обеспечения безопасности движения имеет входящая в комплекс технологической связи система технологической радиосвязи.

Такой системой, используемой для связи диспетчеров  и дежурных по станциям с машинистами  поездных локомотивов и ремонтными подразделениями с целью организации  маневровой работы, оповещения и передачи данных систем автоматики на подвижные  объекты, оборудованы все направления  железных дорог России. В настоящее  время ведутся работы по их оснащению  системой цифровой технологической  радиосвязи .

3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ  УСТРОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ  ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Хозяйство электроснабжения железных дорог можно  рассматривать как совокупность различных технологических процессов, объеденных решением задачи бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией  соответствующего качества. При этом должно быть экономичное расходование электроэнергии и уменьшение потерь, возникающих в процессе передачи и преобразования.

Основной  целью создания автоматизированной системы управления электроснабжением (АСУЭ) является совершенствование  управления устройствами электроснабжения и их эксплуатации на основе автоматизации производственных процессов поддержания оптимальных режимов в системе тягового электроснабжения. Наряду с задачами оптимального управления технологическими процессами в АСУЭ решаются также задачи, связанные со сбором, обработкой информации, планированием и прогнозирование технологического процесса и состояния оборудования.

Как любая  сложная система АСУЭ имеет иерархическую  структуру, состоящую из отдельных  подсистем , имеющих самостоятельные  цели управления и общую для всей автоматизированной системы цель. Эти  подсистемы находятся на разных уровнях  иерархии, взаимодействуют между  собой и имеют внешние связи с питающими районные энергосистемами и другими подсистемами АСУЖТ. Подсистема является частью автоматизированной системы, выделенной по определенному признаку, отвечающий конкретным целям и задачам управления. В рамках этих задач подсистема может рассматриваться как отдельная самостоятельная система.

Определение структуры системы управления является одной из важнейших задач, возникающих  при разработке системы в каждом конкретном случае. Правильно составленная структура АСУЭ позволяет наиболее точно определить требуемый объем, содержание и потоки информации, обеспечить последовательное решение очередных  задач на базе предыдущих, исключить  необходимость переделок в процессе развития АСУЭ. Система осуществляет управление всем комплексом электроснабжения железнодорожного транспорта. Управление в пределах дистанции электроснабжения включает 3 уровня: первый уровень реализует  ручное и автоматическое децентрализованное управление оборудованием и режимами; второй уровень управления предусматривает  местное оперативное (дистанционное) и автоматическое централизованное управления оборудованием тяговых  подстанций, постов секционирования  и т.д.; третий уровень управления реализуется автоматизированной системой диспетчерского управления (АСДУ) и на нем осуществляется оперативно-диспечерское централизованное управление тяговыми подстанциями, постами секционирования и другими пунктами, элементами и режимами.

От вышестоящих  энергодиспетчерских пунктов четвертого и пятого уровней управления, соответственно службы электроснабжения дороги и департамента электрификации и электроснабжения ОАО РЖД, на энергодиспетчерский  пункт дистанции электроснабжения поступает нормативная и оперативно-управляющая  информация, координирующая режимы работы дистанций электроснабжения в пределах железной дороги. Энергодиспетчерский  пункт службы электроснабжения дороги учитывает основные показатели работы дистанций , выполняет все виды планирования в масштабах дороги, обменивается информацией с энергодиспетчерским пунктами ЦЭ ОАО РЖД и районных энергосистем.

Автоматизированная  система диспечерского управления обеспечивает автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой  диспетчерскому персоналу для непрерывного контроля и управления.

Задачи  оперативного управления, решаемые АСДУ определяется режимом работы системы  энергоснабжения.

В нормальном режиме происходит регулирование режима электроснабжения, его корректировка  при отклонениях для выполнения требований по качеству электроэнергии и ее подачи; отключение оборудования для ремонта и ревезирования  и ввод его в работу после ремонта  или резерва; сбор, обработка и  документирование информации о работе дистанции электроснабжения.

В аварийном  режиме срабатывают автоматические устройства первого уровня (релейная защита). В этом случае оперативно-диспечерский персонал производит необходимые отключения устройств электроснабжения в случае их отказа. Однако, из-за низкого быстродействия качество управления ухудшается.

В послеаварийном режиме решаются задачи восстановления нормальной схемы электроснабжения потребителей, заданного качества электроэнергии, ввод в работу отключившегося неповрежденного  оборудования, принятие мер по устранению причин аварии и ремонту оборудования.

Решение задач оперативно-диспечерского  управления предусматривает максимальное использование опыта и знаний энергодиспетчера. В зависимости  от сложившиеся ситуации он может  располагать различным временем для принятия решения, которые вырабатывает практически единолично. В аварийных  ситуациях объем информации резко  возрастает, а время для принятия решений сокращается в несколько  раз. Для обработки всей этой информации используют ЭВМ, ускоряющие принятия правильного решения для управления системой.

ЭВМ является технической основой АСУЭ наряду с местными системами автоматики и устройств телемеханики, состоящий  из аппаратуры телеуправления, телесигнализации и телеизмерения. Они выполняют  расчетные и информационные функции, собирают и обрабатывают информацию, выдают рекомендации, осуществляют технико-экономические  и планово-производственные расчеты.

Подсистема  третьего уровня осуществляет оперативно-диспечерского  централизованное управление пунктами, объектами и режимами электроснабжения, обменом информацией с энергодиспетчерскими пунктами энергосистем и службой  управления дороги, работой поездного  диспетчера отделения дороги. Подсистемы учета планирования и прогнозирования  оптимального управления могут размещаться  на энергодиспетчерскоми пункте дистанции  энергоснабжения или же являются общими для дистанций в пределах железных дорог и размещаться  на центральном энергодиспетчерском  пункте службы электроснабжения.

4. ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ

Современные тенденции использования вычислительных средств в системах железнодорожной  автоматики (ЖАТ) определяют направления  совершенствования не только аппаратной платформы, но и структуры оперативного управления. Это нашло отражение  в технологии дальнейшей централизации  оперативного управления движением  поездов не на отдельных участках, а на направлениях. Возможность интеграции руководства перевозочным процессом  в центрах управления требует  решения технологических вопросов по распределению зон и функций  управления и разработки нормативных  и эксплуатационных основ, связанных с внедрением и обслуживанием систем централизации управления.

Для совершенствования  и оптимизации системы управления движением поездов в 1988 г. железные дороги приступили к проектированию и строительству единых дорожных и региональных автоматизированных диспетчерских центров управления перевозками (АДЦУ). Процесс создания АДЦУ принял затяжной характер из-за отсутствия принятых в полном объеме в постоянную эксплуатацию современных систем ДЦ и ограниченности средств на инфраструктуру каналов связи.

В то же время в связи с резким снижением  объемов перевозок на сети дорог  РФ перед отраслью была поставлена задача сокращения эксплуатационных расходов внедрением ресурсосберегающих технологий и совершенствованием структуры  управления железными дорогами.

Для решения  поставленных задач началось укрупнение железных дорог и отделений с  наметившейся тенденцией перехода на безотделенческую структуру управления. Необходимость реорганизации повысила актуальность создания единых дорожных и региональных АДЦУ и внедрения  современных компьютерных систем управления движением поездов.

Для дальнейшего  сокращения эксплуатационных расходов и совершенствования структуры  управления перевозочным процессом  началась перестройка структуры  управления движением поездов в  масштабах всей страны. Предполагается акционирование железных дорог.

В соответствии с новой концепцией управления перевозочным процессом система управления предназначается  для реализации в рамках следующих  территориальных объединений: сеть железных дорог, регион сети железных дорог, линейный район. В связи с  этим управление перевозочным процессом  должно осуществляться на основе трехуровневой  вертикали центров управления: сетевой  центр управления перевозками (ЦУП), региональный центр диспетчерского управления (РЦДУ), опорный центр управления линейным районом (ОЦ).

Центр управления перевозками является составной  частью структуры Министерства путей  сообщения, а в перспективе —  компании "Российские железные дороги". Его предназначение — организация и оперативное руководство перевозочным процессом на сети железных дорог РФ в целях максимального удовлетворения платежеспособного спроса на пассажирские и грузовые перевозки с обеспечением высокого качества предоставляемых транспортных услуг при достижении необходимой для развития отрасли рентабельности. ЦУП должен возглавлять и координировать работу РЦДУ, также всех отраслевых предприятий, причастных к перевозочному процессу.

Региональные  центры создаются в соответствии с территориальным разделением  России на семь регионов. РЦДУ должны стать  подразделениями будущей акционерной  компании "Российские железные дороги", подчиненными сетевому ЦУПу. До организации РЦДУ его функции выполняют дорожные единые центры диспетчерского управления, существующие почти на всех железных дорогах РФ.

Региональный  центр диспетчерского управления должен быть иинформативно и технологически связан с ЦУПом, соседними региональными центрами и опорными центрами своих линейных районов, со всеми отраслевыми предприятиями, обеспечивающими работу инфраструктуры железнодорожного транспорта в регионе управления, крупными отправителями и получателями грузов.

На РЦДУ возлагается реализация технологий управления перевозочным процессом  в пределах региона, являющихся естественным продолжением единых баз данных и  сетевых технологий ЦУПа с их детализацией (вплоть до управления движением каждого  поезда) и дополнением управления местными для региона перевозками.

Опорный центр является удаленным подразделением РЦДУ, расположенным, как правило, на опорной станции линейного района. Работа ОЦ существенно зависит от особенностей опорной станции и линейного района в целом. Предполагаются следующие типы ОЦ:

• примыкающие к районам массовой погрузки грузов на подъездных путях;
• с крупной грузовой станцией в качестве опорной;
• для пограничных переходов;
• с припортовой станцией в качестве опорной;
• с сортировочной или технической станцией в качестве опорной.

Основные  задачи ОЦ:

- взаимодействие  с отправителями и получателями  грузов на территории линейного  района, в том числе на основе  единых технологических процессов;