Совершенствование систем безопасности на сортировочных станциях

Совершенствование систем безопасности на сортировочных  станциях

Успешное  решение задач развития деятельности ОАО «РЖД» на современном транспортном рынке неразрывно связано с устройствами железнодорожной автоматики, которые  всегда были и остаются техническими средствами обеспечения безопасности движения поездов и автоматизации  перевозочных процессов.

О необходимости  совершенствования систем безопасности на сортировочных станциях пойдет речь в статье главного инженера Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД»  Гурама Дмитриевича Казиева.

Технологический процесс роспуска составов содержит существенный элемент риска. Требования по безопасности роспуска составов в  настоящий момент обеспечиваются преимущественно  проектными решениями: выбором высоты горки и профиля ее спускной части, энергетической высотой, техническими характеристиками, текущим состоянием и размещением тормозных средств, длиной защитных стрелочных участков, быстродействием стрелочных горочных приводов, составом и надежностью  устройств защиты горочных стрелок. Недостатки в любом из перечисленных  факторов при исправном состоянии  системы управления и правильных действий оперативного персонала могут  привести к возникновению опасных  ситуаций или снижению эффективности  технологического процесса роспуска.

Для горочной техники не подходит традиционный для  устройств железнодорожной автоматики и телемеханики принцип «защитного отказа». При сбоях системы управления или неисправности устройств, поскольку перекрытие горочного сигнала и остановка надвига не могут прекратить движение отцепов, уже отделившихся от состава и находящихся в движении под действием сил тяжести и инерции, а остановка вагонов на тормозной позиции при набегающем следом отцепе может привести к более тяжелым последствиям, чем их пропуск на пути сортировочного парка или нижерасположенные замедлители.

Перечисленные особенности технологического процесса и недостатки используемых технических  средств предопределили чрезмерную эксплуатацию «человеческого фактора» на сортировочных горках. Это выражается в прямом управлении стрелками и вагонными замедлителями с горочного пульта с приоритетом ручного управления над автоматикой, в задействовании автоматического режима управления горочными устройствами только на время роспуска, в переходе на «ручное» управление при любом сбое системы или отказе датчика.

С появлением на отечественном рынке номенклатуры микропроцессорных средств вычислительной техники, способных работать в системах управления исполнительными процессами и решать информационно-планирующие  задачи, возникли предпосылки для  создания комплексных систем автоматизированного  управления сортировочной станцией и исключения упомянутого «человеческого фактора». По сравнению с возможностями  человека современные технические  средства позволяют системам автоматизации  обеспечить более высокий уровень  реакции на изменение ситуации, быстрее  проанализировать варианты развития нештатной  ситуации и выбрать наиболее безопасный режим управления.

На сегодняшний  день на решающих сортировочных станциях внедрена Комплексная система автоматизированного  управления сортировочной станцией - КСАУ СС. КСАУ СС на уровне автоматизированного управления технологическими операциями с использованием напольных и постовых технических средств, алгоритмов систем и их взаимодействия реализует следующие функции:

- обеспечение  безопасности по маршруту движения  поезда, состава и отцепа, включая  регулирование скорости надвига  состава и скатывания отцепов;

- контроль  скорости соударения и положения  отцепов на путях сортировочного  парка;

- логический  контроль состояния путевых, постовых  и локомотивных составных частей  системы;

- формирование  команд управления маршрутами  движения поездов, маневровыми  передвижениями и расформированием/формированием  составов;

- сбор, обработку,  диагностику и протоколирование  данных о состоянии путевых,  постовых и локомотивных компонентов  системы, а также управляющих  команд оперативного персонала.

Обеспечение безопасности роспуска и формирования составов на сортировочной станции  производится как на уровне технических, функциональных средств, так и на уровне алгоритмов автоматического  управления. Системная и алгоритмическая  избыточность используется для реализации реконфигурирования системы управления при сбоях и отказах отдельных  элементов и в нештатных опасных  ситуациях.

Можно сказать, что на сегодняшний день уровень  развития технических средств позволяет  ставить вопрос об обеспечении более  высокого уровня безопасности в автоматическом режиме управления по сравнению с  ручным. Пришло время, когда система автоматизации должна проверять на безопасность команды оператора до их выдачи на управление, что позволит уйти от пресловутого «человеческого фактора».

Создание  новых систем, смещение акцентов в  сторону автоматического управления, в том числе и в нештатных  ситуациях, требуют новых подходов к разработке и испытаниям технических средств. В этой связи определены основные направления деятельности в области разработки и испытаний современных средств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте:

- разработка  нормативной базы по техническим  требованиям к устройствам ЖАТ по требованиям безопасности, защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений, электромагнитной совместимости, технологии обслуживания;

- создание  микропроцессорных систем различной  конфигурации с функциями диагностирования;

- обеспечение  полного цикла испытаний на  безопасность систем (в том числе  на информационную), электромагнитную  совместимость, устойчивость к  атмосферным и коммутационным  перенапряжениям, проведение сертификационных  испытаний в ССФЖТ;

- внедрение  средств резервирования и диагностики  предотказного состояния действующих устройств ЖАТ, применение малообслуживаемого постового и напольного оборудования;

- внедрение  современных информационных технологий  планирования и контроля качества ремонтных и регламентных работ, контроля за организацией устранения неисправностей технических средств ЖАТ.

Во исполнение выполнения основных направлений деятельности в области разработки современных  средств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте под  руководством Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» разработан и введен в действие Стандарт ОАО  «РЖД»: «Системы и устройства железнодорожной  автоматики и телемеханики сортировочных  станций. Технические требования», переработана Инструкция по технической  эксплуатации устройств и систем сигнализации, централизации и блокировки механизированных и автоматизированных сортировочных горок ЦШ-762-10. Установлен порядок, который не допускает применения в системах и устройствах несертифицированной продукции. Все вновь разрабатываемые технические средства перед внедрением подвергаются полному циклу испытаний в соответствии с установленным в ОАО «РЖД» порядком.

В настоящее  время создан типоряд пневматических вагонных замедлителей разных изготовителей, что дает возможность выбора заказчику по техническим характеристикам, качеству исполнения, надежности, функциональности и цене.

Взамен разработанной  в 1972 году управляющей аппаратуры вагонных замедлителей типа ВУПЗ-72 поставлена на производство быстродействующая слаботочная  управляющая аппаратура типа ВУПЗ-05М, которая позволяет производить  управление вагонным замедлителем непосредственно  с горочного пульта или по команде  управляющего вычислительного комплекса  без применения промежуточных реле.

На сортировочной  горке станции Бекасово-Сортировочное Московской ж.д. успешно проходит эксплуатационные испытания электронная управляющая аппаратура типа ВУПЗ-05Э, которая имеет в своем составе электронный блок регулятора давления по ступеням торможения, что позволит избавиться от ненадежного контактного регулятора давления типа РДК, а также позволит обеспечить большее количество ступеней торможения при том же количестве управляющих цепей, что существенно повышает возможности автоматического управления.

В целях повышения  надежности органов управления сортировочным  процессом разработан и поставлен  на производство электронный пульт  управления горочный. Элементы управления данного пульта являются бесконтактными, имеют резервный канал управления, диагностику предотказного состояния, что значительно повышает степень надежности. В ближайшем будущем планируется отказаться от традиционных пультов управления за счет перехода на пульты управления с применением компьютерных технологий.

Впервые такой  пульт в ближайшее время будет  включен в опытную эксплуатацию на 3-й сортировочной горке станции  Санкт-Петербург-Сортировочный Московский это событие ознаменует начало создания сортировочной горки-автомата.

Критериями  нарушения безопасного функционирования горочных устройств можно считать  возникновение двух ситуаций:

- сход вагона  на стрелках или замедлителях;

- соударение  вагонов на спускной части  горки или на путях сортировочного  парка со скоростью, превышающей  максимально допустимую.

Исходя из указанных критериев, рассмотрим степень  влияния каждого компонента горочных систем на безопасность роспуска.

Наименьший  достигнутый уровень безопасности функционирования горочных устройств  показывают устройства перевода горочных стрелок и замедлители парковой тормозной позиции. Для выхода на приемлемый уровень полноты безопасности необходимо увеличить надежность тормозных средств, доведя ее до уровня 1 отказ на 5,5 миллиона вагонов при достигнутом уровне 1 отказ на 4 миллиона вагонов.

Технологическим условием поддержания требуемого уровня полноты безопасности функционирования устройств перевода горочных стрелок является обязательное наличие допустимого интервала между одновагонными отцепами для обеспечения работы функции автовозврата стрелок. Минимально допустимые интервалы должны составлять не менее 20,5 метров, что определяет максимально допустимую скорость роспуска одно-вагонных отцепов 2,25 м/с (8 км/час). При этом для достижения высоких объемов переработки вагонов необходимо применять переменную скорость роспуска для разного количества вагонов в отцепе.

Техническим условием поддержания высокого уровня полноты безопасности функционирования управляющих вычислительных комплексов горочных систем является обязательное резервирование аппаратуры УВК.

Учитывая  проведенный анализ, можно сделать  вывод о том, что максимально  достижимый уровень полноты безопасности функционирования горочных систем при  современном развитии горочной техники  ограничивается уровнем безопасности устройств перевода стрелок и  вагонных замедлителей, устанавливаемых  на парковой тормозной позиции.

При условии  проведения мероприятий по повышению  надежности данных устройств можно  говорить о возможности вывода их на уровень полноты безопасности, достигнутый Европейскими производителями  горочной техники, например фирмой «SONA».

Кроме того, для повышения уровня полноты  безопасности горочных устройств на сортировочных горках государств Западной Европы широко применяются тележки-осаживатели и точечные замедлители, устанавливаемые на путях сортировочного парка.

Такое решение  является дорогостоящим, но оно обеспечивает непрерывность управления скоростью  движения вагонов на путях сортировочного парка с гарантированным обеспечением безопасности роспуска.