История развития железных дорог

     В настоящее время в России сложилась  и в целом устойчиво функционирует  современная транспортная система, которая обеспечивает потребности  национальной экономики и населения  в транспортных услугах и является важным фактором территориальной целостности  и безопасности страны. Транспорт объединяет в единый комплекс все отрасли экономики, обеспечивает подвижность граждан страны и гарантирует товарооборот.

      На  протяжении  всей  истории  развития  отечественных  железных  дорог  происходят  серьезные  изменения  методов  эксплуатации локомотивов, их  технического  обслуживания  и  организации  труда локомотивных  бригад.

      В кабинах этих локомотивов работают разнообразные системы, функциональная направленность которых ориентируется  на повышение эксплуатационной надёжности электровоза при обеспечении безусловной безопасности движения.

      Системы САУТ; КЛУБ; КПД; ТСКБМ и другие выполняют  свои функциональные назначения, внося  свой вклад в повышение эксплуатационной надежности, однако, не охватывая всего  круга вопросов по повышению безопасности движения.

      Быстроизменяющаяся  поездная обстановка и увеличение потока поездов предъявляет всё более  повышающиеся требования к локомотивной бригаде и надёжности бортовых систем.

           29 июня 2005 года прошло  совещание в локомотивном депо Москва-3, на котором председательствовал главный инженер Департамента локомотивного хозяйства В.А.Петрунин. На совещании было отмечено, что система автоведения совместно с регистратором параметров движения показала в процессе опытных поездок на всех железных дорогах, где она внедряется, свои преимущества в части соблюдения графика движения поездов и обеспечения энергоэкономичного режима их ведения, возможности уменьшения психофизиологической нагрузки на машиниста, а также совершенствования системы технического нормирования расхода электроэнергии на тягу поездов. При этом РПДА обеспечивает сбор информации о поездной обстановке в объеме, достаточном для анализа поездки по всем основным факторам использования электроподвижного состава и его энергоэффективности.

      "Автомашинист" и РПДА внедряются на сети  отечественных дорог в соответствии  с программами ресурсосбережения  и повышения безопасности движения  МПС России.

      В системах "Автомашинист" впервые  использован мощный бортовой компьютер, функциональные возможности которого достаточны для безопасного и энергооптимального вождения поездов.

           В настоящее время  системами "Автомашинист" на Московской, Южно-Уральской, Северной, Куйбышевской и Западно-Сибирской железных дорогах  оборудовано 475 электровозов (ЧС7, ЧС2 и  ВЛ10).

Регистраторами  параметров движения и автоведения  оснащено более 700 электропоездов и 500 электровозов постоянного тока.

           Системы "Автомашинист" представляют собой микропроцессорный  комплекс с унифицированными аппаратными  средствами и базовым составом программного обеспечения. Такой комплекс, подключенный к органам управления локомотива, образует дополнительный контур управления его движением: машинист и "Автомашинист" могут действовать совместно, однако приоритет остается за машинистом, контролирующим движение в целом. При этом оптимально сочетаются неформализуемые в алгоритмах навыки и творческие возможности машиниста, а также расчетные и информационные возможности "Автомашиниста", работа которого не зависит от психофизиологических факторов и окружающей среды, воздействующих на человека.

     Функциональными блоками "Автомашиниста" являются: центральный процессор, блок коммутации и сопряжения, блок индикации, клавиатуры, датчики пути и скорости, датчики  давления, комплекты кабелей. Это  позволяет управлять электропоездом и локомотивом в режимах тяги и торможения.

Программное обеспечение "Автомашиниста" включает универсальную управляющую бортовую программу автоведения и базу данных, разрабатываемую для конкретного  депо. Бортовая программа осуществляет расчет оптимальной траектории движения, исполнение которой минимизирует потребляемую энергию при точном выполнении графика движения.

      Эксплуатация  систем "Автомашинист" в более  чем в 70 депо показала возможность  снижения расхода электроэнергии до 12%, в зависимости от особенностей плеч обслуживания различных депо. По результатам контрольных поездок, проведенных с участием машинистов - инструкторов депо и специалистов ОЦВ, подтвержденных актами и протоколами, получен средний показатель экономии электроэнергии - 7% . Кроме показателя экономии электроэнергии на тягу, используя данные расшифровки поездок с РПДА, можно сократить расходы локомотивных депо на проведение плановых ремонтов ЭПС и на этом основании перейти к принципу своевременного (до планового) устранения неисправностей, сокращения поломок в пути. Основная часть функций "Автомашиниста" непосредственно связана с обеспечением безопасности движения.

           «Автомашинист» органично  дополняется регистратором параметров движения и автоведения (РПДА), который  обеспечивает измерение и регистрацию в реальном масштабе времени в течение всей поездки до 39 основных параметров работы локомотива. Эта система с помощью АРМа расшифровки данных РПДА позволяет анализировать результаты каждой поездки, состояние тягового электропривода для дальнейшего использования руководством депо, эксплуатационным и ремонтным персоналом. Можно детально проанализировать режимы ведения каждого электропоезда и электровоза, выполнение расписания движения с контролем времени хода и стоянок, сигналов АЛСН, ограничений скорости и других факторов, вызывающих задержку поезда. Кроме того, РПДА фиксирует соблюдение установленных скоростей, в том числе по постоянным и временным ограничениям.

     Большое значение имеет анализ выполнения бригадой требований безопасности движения, прежде всего, режимов ведения поезда на желтый и желтый с красным огни локомотивного светофора, а также белый огонь АЛСН. Кроме того, проверяется соблюдение машинистом установленных скоростей, в том числе по постоянным и временным ограничениям.

     Регистрация расхода электроэнергии каждой секции электровоза одновременно со скоростью  движения в функции пути или времени  дает возможность оценить, насколько  экономично вели поезд в целом  и на отдельных перегонах, участках или элементах профиля.

     Регистрация напряжения в контактной сети и графическое отображение токов моторных вагонов или секций электровоза позволяет ремонтному персоналу депо оценить работу силового оборудования, а также своевременно проводить профилактические работы и регулировку аппаратуры.

     Регистратор параметров движения и автоведения  электропоездов переменного тока (РПДА-ПТ) является системой автоматизированного  сбора, регистрации и обработки  информации о параметрах движения и  автоведения. Она позволяет контролировать, учитывать и анализировать расход электроэнергии на тягу поездов. РПДА-ПТ – это дальнейшее развитие подобных систем, используемых на ЭПС постоянного тока.

      По  сравнению с ними в РПДА-ПТ расширены  функциональные возможности, которые  позволяют:

      - диагностировать техническое состояние силового оборудования электропоезда (синхронность работы силовых контроллеров, наличие резисторов ослабления поля);

     - оценивать величину токов в  каждой из параллельных ветвей  тяговых двигателей;

     - оценить общий расход активной  электроэнергии переменного тока каждой секции при различных режимах ведения поезда, а также расход электроэнергии постоянного тока, потребляемый тяговыми двигателями.

     РПДА-ПТ представляет собой распределенную систему, состоящую из наборов устройств, установленных в моторных и головных вагонах электропоезда. Система  РПДА-ПТ выпускается в двух исполнениях.  В исполнении 1 комплект головного вагона (рис.2.1) состоит из следующих блоков: блока регистрации БР-1 с картриджем БНИ-9, системного блока БС-51, двух блоков ввода дискретных сигналов БДВ-1 и БДВ-2, двух блоков ввода аналоговых сигналов БАВ-2 и БАВ-4. В исполнении 2 блоки БАВ-4, БДВ-1, БДВ-2 и БС-51 конструктивно объединены в один блок БПОС-1.

     В обоих исполнениях на каждом моторном вагоне устанавливается электронный  счетчик для измерения активной и реактивной энергии типа СЭТ-1М:01, блок управления БУ-6 и высоковольтный блок измерения БИВ-42. На электропоездах ЭР9Т(М, Е и П) для измерения токов в параллельных ветвях тяговых двигателей дополнительно устанавливают измерительные шунты типа ШС 75-750.

     Системный блок БС-51 обеспечивает гальванически  развязанным питанием блоки РПДА-ПТ головного вагона от бортовой сети;

     - блок БАВ-2 принимает сигналы от датчиков давления в тормозной магистрали и тормозных цилиндрах;

     - блок БАВ-4 принимает информацию от системы автоведения, сигналы датчика пути и скорости (ДПС) и обеспечивает связь с блоками управления моторных вагонов по каналу FSK для получения информации от высоковольтных блоков измерения напряжения и токов тяговых двигателей, счетчиков электроэнергии;

     - блоки БДВ-1 и БДВ-2 принимают сигналы АЛСН и дискретные сигналы головного вагона (позиции ЭПК, позиции тяги и торможения, СОТ, выходные цепи УСАВП, включение отопления и др.);

     - блок БПОС-1 в исполнении2 выполняет функции блоков БС-51, БАВ-4, БДВ-1 и БДВ-2;

     - блок БР служит для сбора информации, поступающей от всех блоков РПДА-ПТ и регистрации полученной информации в съемном картридже БНИ-9 с объемом памяти 64 М6.

     По  желанию машиниста на дисплее  БР могут отображаться текущее значение токов  тяговых двигателей и напряжение на них,  электроэнергия, потребляемая каждым моторным вагоном и суммарная активная на весь состав, номера вагонов в составе. Кроме того, на лицевой панели блока БР расположена клавиатура, которая позволяет машинисту выводить на индикатор необходимую информацию;

     - счетчик электроэнергии СЭТ измеряет потребляемую электроэнергию (активную и реактивную). Напряжение на него подается со вторичной обмотки тягового трансформатора (220В, 50Гц), ток - со штатного трансформатора тока, включенного в первичную обмотку тягового трансформатора. Класс точности счетчика при измерении активной энергии – 0,5, реактивной – 1. Прибор имеет канал связи RS-485 с блоком управления БУ-6;

     - блок измерения БИВ-42 измеряет токи в параллельных ветвях тяговых двигателей и напряжение на них. Блок БИВ-42 имеет канал связи с блоком управления;

     - блок управления БУ-6 принимает и обрабатывает сигналы срабатывания аппаратов защиты и передает информацию от блока измерения БИВ и счетчика СЭТ в линию связи с головным вагоном для записи на картридж.

     Устройства, расположенные в разных вагонах, объединены высокочастотным каналом  связи (двухчастотное кодирование  FSK). В качестве линии связи используются штатные межвагонные провода цепей управления электропоезда.

           АРМ расшифровщика  данных РПДА-ПТ позволяет анализировать  записанную информацию и выдавать результаты как в графическом виде, так  и в виде отчетов о поездке. С их помощью ремонтные и эксплуатационные службы депо принимают решения о  ремонте подвижного состава, а также оптимизации режимов ведения поезда и расписания.

     Так, анализ кривых токов в каждой секции электропоезда и срабатываний аппаратов  защиты позволяет:

     - ремонтным службам – диагностировать  техническое состояние электропоезда  для проведения ремонта по фактическому состоянию подвижного состава;

     - службе эксплуатации – оценить  результаты поездки (выполнение  расписания, соблюдение времен хода  и стоянок, скоростные режимы, проследование на сигналы «Ж»,  «КЖ» и др.), контролировать выполнение  правил безопасности движения локомотивной бригадой;

     - теплотехнику депо – оценить  общий расход активной электроэнергии  переменного тока каждой секции  при различных режимах ведения  поезда, а также объем электроэнергии  постоянного тока, потребляемый  тяговыми двигателями; оценить расход электроэнергии на каждом участке пути при различных режимах ведения поезда; делать выборки по базе данных поездок за любой период и формировать отчетные формы по поездам, машинистам, сериям МВПС, в том числе ТХО-5 и др.