модернизация приборов безопасности на железнодорожном транспорте. Требования, предъявляемые к устройствам безопасности
 Скачать 4.08 Mb.
|
|
Содержание
. Введение В настоящее время уровень оснащения локомотивного парка ОАО «РЖД» приборами, позволяющими обеспечивать безопасность движения поездов, характеризуется следующими показателями: автоматической локомотивной сигнализацией (АЛСН) - 78%, комплексными локомотивными устройствами безопасности (КЛУБ - У) - 22%, системой автоматического управления торможением поезда (САУТ) - 44%, телемеханической системой контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ) — 25%. Системой КЛУБ - У оборудован весь пассажирский парк. В грузовом движении системой САУТ почти полностью оборудован парк электровозов. Общее количество сбоев АЛС в дирекциях тяги в среднем за год составляет свыше трехсот тысяч случаев, а это приводит к их санкционированным отключениям локомотивными бригадами. Зачастую машинисты вмешиваются в работу исправно действующих приборов безопасности на рефлекторном уровне. Подобное вмешательство способствует отключению приборов при подъезде к светофорам с запрещающим показанием, тем самым исключая их основное назначение. Если анализировать итоги прошлого года, в локомотивном комплексе был допущен рост сбоев в работе АЛС на 24,2 %. Практически это отмечено во всех дирекциях тяги, за исключением Восточно - Сибирской, где добились снижения на 22,5 %. Наиболее критическая ситуация зафиксирована в эксплуатационных депо Южно - Уральской, Приволжской, Московской, Дальневосточной, Юго - Восточной, Октябрьской, Красноярской и Забайкальской дирекций тяги. Особенно настораживает работа подразделений Свердловской дирекции тяги, где допущен рост количества сбоев в работе АЛС на 16,1%. По плану, утвержденному вице-президентом ОАО «РЖД» А.В. Воротилкиным, в 2016 г. были организованы комплексные проверки содержания и технического состояния устройств безопасности, а также правильность выполнения служебного расследования, учета и анализа сбоев в работе устройств АЛС и САУТ. Специалисты вскрыли ряд общих нарушений систематического характера в части расследования случаев сбоев и отказов, содержания устройств безопасности, имеющих организационный характер, вызванный низкой исполнительской дисциплиной. Так, на местах не в полной мере выполняют требования положения «О порядке служебного расследования, учета и анализа сбоев в работе систем АЛС и систем автоматического управления торможением поезда», утвержденного распоряжением ОАО «РЖД» от 20 сентября 2011 № 1949р. Самого пристального внимания требуют организация работы по эксплуатации и обслуживанию приборов безопасности АЛСН, КЛУБ - У, САУТ, ведение электронных учетных форм АСУ-НБД, качество проведения служебных расследований и анализа допущенных сбоев, своевременность и адекватность принимаемых мер по их снижению. Проводимые организационно-технические мероприятия по минимизации количества сбоев, неисправностей устройств безопасности на сети дорог сегодня явно неэффективны и носят поверхностный характер. Одна из причин — формальный подход к решению этой проблемы. Результаты расшифровки скоростемерных лент убедительно свидетельствует о росте случаев кратковременного выключения АЛСН при сбое кодов в пассажирском движении, допускаемых локомотивными бригадами Московской (с 924 случаев до 1101), Горьковской (1022 - 1093) и Северо-Кавказской (921 - 1375) дирекций тяги. Аналогичная ситуация складывается при экстренном торможении из-за перекрытия сигнала без проезда на Приволжской (с 158 случаев до 189) и Забайкальской (349 - 513) дорогах. В конце февраля текущего года на совещании у старшего вице-президента ОАО «РЖД» В.А. Гапановича были заслушаны доклады многих высокопоставленных руководителей о причинах сбоев в работе систем и приборов безопасности. Им предложено детально разобраться во всех негативных моментах, навести порядок во вверенных подразделениях. Обозначены и конкретные сроки. Дело за малым — лично организовать работу на местах и выполнить намеченное. Безопасность движения, основные понятия и определения Безопасность движения на транспорте является основным фактором, обеспечивающим эффективность работы перевозочного процесса. Любая авария или крушение на транспорте приводит к большим материальным и техническим потерям. Повреждаются грузы и техника, разрушается путь и контактная сеть, прекращается движение всех поездов на участке. Все это приводит к большим экономическим затратам, а иногда и к людским потерям. Проблемы безопасности движения возникли одновременно с появлением первых транспортных средств. Для их решения сегодня требуется более высокий уровень организаторской работы и современных технических средств. Изучение накопленного опыта и многих факторов, связанных с безопасностью движения на железнодорожном транспорте, позволит четко сформулировать понятия организации безопасности движения и ее обеспечения. Безопасность движения поезда. Свойство движения поезда находиться в неопасном состоянии за расчетное время, когда отсутствует угроза сохранности жизней и здоровья пассажиров, технического персонала, населения, сохранности грузов, объектов хозяйствования, технических средств транспортной системы. Обеспечение безопасности движения. Система экономических, организационно-правовых, технических и иных мер, предпринимаемых органами государственной власти, органами местного самоуправления, организациями железнодорожного транспорта, иными юридическими, а также физическими лицами, и направленных на предотвращение транспортных происшествий и снижения риска причинения вреда жизни или здоровью граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических или юридических лиц Транспортное происшествие. Событие, возникшее при движении железнодорожного подвижного состава и с его участием и повлекшее за собой причинение вреда жизни или здоровью граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических или юридических лиц. Организация безопасности движения это комплекс профилактических организационных и технологических мер, проводимых лицами, ответственными за безопасную технологию перевозочного процесса. Обеспечение безопасности это строгое выполнение каждым непосредственным участником перевозочного процесса должностных обязанностей, правил, инструкций, технологических процессов и содержание технических средств транспорта в постоянной исправности. На железных дорогах повсеместно внедрен комплексный метод организации обеспечения безопасности движения. Его суть заключается в практическом выполнении основных положений, гарантирующих строгое соблюдение каждым участником перевозочного процесса правил технической эксплуатации, инструкций по сигнализации, движению поездов и маневровой работы на железных дорогах. Для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте внедряются самые разнообразные технические средства, которые контролируют и дублируют действия машиниста или предупреждают машиниста о возникновении аварийных ситуаций. Основным источником информации о поездной ситуации на перегонах и станциях, начиная с 1937 года, является автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС). За эти годы устройства локомотивной сигнализации многократно модернизировались с целью улучшения технических свойств и повышения надежности. С 1985 года на локомотивах стали устанавливать приборы безопасности, обеспечивающие дополнительный контроль бдительности машиниста и защиту от самопроизвольного движения локомотива. Это устройства контроля бдительности УКБМ, блоки Л143, Л132 «Дозор», Л168. В 1985 году в городе Каменск - Уральском разработана система автоматического управления тормозами локомотива САУТ, которая позволяла определять эффективность тормозной системы поезда, вести постоянный контроль над служебным торможением. В 1991 году система прошла модернизацию и под индексом САУТ - УМ стала устанавливаться на тяговый подвижной состав. С 1983 года на локомотивах устанавливаются устройства САУТ-Ц, а с 1998 года – САУТ - ЦМ. В настоящее время тяговый подвижной состав оснащается системами САУТ - ЦМ/485, КИО САУТ, САУТ - НСП. В 1994 году в городе Пензе была разработана и испытана телемеханическая система контроля бодрствования машиниста ТСКБМ, которая позволяет вести постоянный контроль над уровнем бодрствования машиниста. В 1994 году в городе Ижевске было разработано комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ, а в 1998 году унифицированный комплекс локомотивных устройств безопасности КЛУБ - У. Это устройство позволяет контролировать как действия машиниста, так и параметры локомотива и МВПС. К тому же КЛУБ - У позволяет расширить информационные каналы о состоянии поездной ситуации. Кроме информации, получаемой от устройств АЛСН, КЛУБ - У позволяет получать информацию по радиоканалу и по спутниковой навигационной системе. КЛУБ - У с 2002 года используется как основное бортовое устройство обеспечения безопасности движения поездов на сети РЖД. Оно входит также в качестве важнейшего устройства в единую комплексную систему ЕКС управления и обеспечения безопасности движения поездов. Аппаратурой этой системы оснащается локомотивный парк РЖД. В состав ЕКС кроме КЛУБ - У входит унифицированная система автоведения поездов УСАВП, система автоматического управления торможением САУТ-ЦМ/485 и телемеханическая система контроля бодрствования машиниста ТСКБМ. УСАВП осуществляет энергооптимальное управление движением поезда в соответствии с заданным графиком или расписанием. САУТ - ЦМ/485 обеспечивает прицельное служебное торможение поездов (с учетом эффективности их тормозных средств) у светофоров с запрещающим показанием. ТСКБМ обеспечивает контроль работоспособности машиниста по параметрам электрического сопротивления кожи запястья руки. С каждым годом расширяется внедрение современных технических средств обеспечения безопасности движения (ТСО БД), реализующих общую систему управления безопасностью движения поездов. Вводятся автоблокировка, автоматическая локомотивная сигнализация, диспетчерская и электрическая централизация, применяются современные системы для обеспечения безопасного вождения поездов машинистами (бортовые системы обеспечения безопасности движения). Использование ТСО БД позволяет предупредить возможность возникновения опасных ситуаций при следование подвижного состава, создать необходимые и достаточные условия для реализации системы управления безопасностью движения транспортных средств. Требования, предъявляемые к устройствам безопасности Прием от путевых устройств АЛСН, АЛС-ЕН, радиоканала МАЛС и радиоканала систем координатного регулирования движения поездов информации о местоположении впереди идущего поезда, показаниях путевых светофоров и временных ограничений скорости; Прием от путевых устройств точечного канала связи данных для уточнения местоположения и идентификации пути следования; Измерение скорости, определение местоположения локомотива или МВПС, ускорения и текущего времени; Определение допустимой скорости движения поезда в зависимости от поездной обстановки, показаний светофора, постоянных и временных ограничений скорости, профиля пути, веса и длины поезда, эффективности тормозных средств; Непрерывное сравнение фактической скорости с допустимой, автоматическое отключение тяги и торможение поезда при превышении допустимой скорости; Исключение движения тягового подвижного состава с выключенной системой безопасности или выключенным ключом ЭПК; Контроль функционального состояния машиниста по физиологическим параметрам (контроль бодрствования); Контроль бдительности машиниста речевыми сообщениями перед станциями, ограничениями скорости, искусственными сооружениями, нейтральными вставками, устройствами КТСМ; Автоматический контроль скорости и остановка поезда служебным торможением перед светофором с запрещающим; Автоматическое измерение с индикацией машинисту фактического значения тормозного коэффициента в движущемся поезде при каждом торможении и использование его для формирования допускаемой скорости при последующих торможениях; Автоматический контроль и ограничение скорости до 60км/ч перед путевым светофором с одним желтым огнем; Автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной перед путевым светофором с двумя желтыми огнями. Расчетная скорость зависит от допускаемой скорости по стрелочному переводу и местоположения этого перевода; Автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной величины перед путевым светофором с одним зеленым и одним желтым огнями. Расчетная скорость зависит от длины следующего блок участка и фактической эффективности тормозных средств поезда; Автоматический контроль и ограничение скорости до расчетной величины при движении по зеленым огням путевых светофоров. Расчетная скорость определяется как максимально-допустимая при нормальной эффективности тормозов и автоматически ограничивается до величины, определяемой фактическим значением тормозного коэффициента при недостаточной эффективности тормозов; Автоматическое торможение и остановка поезда при самопроизвольном движении; Автоматическое служебное торможение поезда до установленной величины ограничения скорости после проследования устройств КТСМ и получения сигнала «Тревога 1» с речевым сообщением машинисту; Автоматическое служебное торможение до полной остановки поезда после проследования устройств КТСМ и получения сигнала «Тревога 2» с речевым сообщением машинисту; Индикация машинисту номера вагона и перегретой буксы после проследования устройств КТСМ, а также других видов неисправностей фиксируемых напольными устройствами; Автоматическое служебное торможение поезда перед тупиковой призмой; Автоматическая регистрация основных параметров движения и параметров отдельных блоков устройства безопасности; Автоматический контроль целостности тормозной магистрали. Правление ОАО «РЖД» одобрило проект новой концепции повышения безопасности движения, основанной на применении многофункциональных комплексных систем регулирования движения поездов. Проект предусматривает коренную модернизацию действующих на сети дорог систем безопасности и создание принципиально новых высокоэффективных систем и приборов. Одной из важнейших задач концепции повышения безопасности движения является снижение влияния, так называемого человеческого фактора, который становится причиной большей части происшествий и брака. Кроме того, новая концепция ориентирована на решение целого рада задач, в том числе на совершенствование алгоритмов работы существующих стационарных и локомотивных приборов и систем безопасности, повышение их функциональной надежности за счет модернизации или замены узлов. Переход к использованию на российских железных дорогах технических средств безопасности, основанных на новейших информационных технологиях - спутниковой навигации, цифровом радиоканале, централизованном управлении маршрутами и диагностике технических средств позволит перенести распределенные по перегонам устройства с их функциями обеспечения безопасности на станции и локомотивы. Необходимо одновременно внедрять микропроцессорные и релейно-процессорные устройства на станциях с дополнением их функциями передачи информации на локомотив по цифровому радиоканалу, вводить электронную регистрацию работы систем, элементов резервирования и самодиагностики. С учетом набора существующих технических средств, в концепции определены конкретные требования к внедрению систем безопасности на подвижном составе. Они предусматривают увязку микропроцессорных систем КЛУБ - У, САУТ - ЦМ, УСАВП, ТСКБМ в рамках комплекса, что позволяет иметь единую базу данных на борту локомотива с едиными принципами ее формирования на сети железных дорог. Проработаны вопросы применения на локомотивах единой системы индикации, регистрации параметров и расшифровки данных по результатам поездки. Исполняя поручение ОАО «РЖД», совместными усилиями специалистов ОАО «НИИАС», ООО «НПО САУТ» и ЗАО «НЕЙРОКОМ» в короткие сроки был создан объединенный комплекс БЛОК с функциями систем КЛУБ - У, САУТ-ЦМ/485 и ТСКБМ. БЛОК позволяет исключить неоправданное дублирование аппаратных составляющих при механическом объединении различных систем и конфликтную работу алгоритмов. Особое значение для эффективного использования микропроцессорных систем имеет централизованная обработка информации, поскольку позволяет сопоставлять данные, поступающие от последовательно расположенных контрольных пунктов, и прогнозировать развитие опасных дефектов. Такая информационная система является неотъемлемой частью инфраструктуры компании и должна взаимодействовать с аналогичными системами отдельных хозяйств в части выявления элементов, влияющих на безопасность движения. При внедрении современных систем безопасности не только улучшается защита от возникновения опасных ситуаций, но и сокращаются отказы и сбои систем, что позволяет повысить скорость движения, пропускную способность железных дорог, сократить количество внеплановых ремонтов технических средств. Принцип действия автоматической блокировки. Автоматическая блокировка наиболее распространенная система интервального регулирования движения поездов, позволяющая отправить на перегон несколько поездов. Средством регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте является комплекс устройств автоматики, состоящий из автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации с автостопами. При автоблокировке перегон делится на несколько блок - участков, на каждом может одновременно находиться не более одного поезда (рисунок № 1). На границах блок - участков расположены путевые автоматически действующие светофоры, у каждого в релейном шкафу расположена аппаратура СЦБ для управления огнями светофора. Показания путевых светофоров взаимосвязаны между собой и их показания зависят от нахождения или отсутствия на блок - участках поездов. Светофоры связаны между собой по воздушным или кабельным цепям.  Рисунок № 1. Схема автоматической блокировки Для автоматического воздействия поезда на показания проходных светофоров в пределах каждого блок - участка устраивают электрические рельсовые цепи, контролирующие не только свободность и занятость блок - участков, но и целостность рельсовых нитей в пределах этих участков. При занятости или повреждении рельсовой нити блок - участка светофор, ограждающий этот участок, автоматически закрывается и ограждает возникшее препятствие на пути попутно следующего поезда. Основным регулирующим средством при автоблокировке являются сигнальные показания путевых светофоров. Аппаратура автоблокировки осуществляет автоматическое переключение огней путевых светофоров под воздействием движущегося поезда. Сигнальные показания каждого путевого светофора (рисунок № 2) указывают машинисту поезда, приближающегося к светофору, координаты впереди идущего поезда (рисунок № 1). Красный огонь светофора означает, что первый за светофором блок - участок занят и необходимо остановиться перед этим светофором; желтый огонь - первый блок - участок свободен, а следующий за ним занят - после проследования светофора с желтым огнем необходимо снизить скорость, чтобы остановить поезд у следующего светофора с красным огнем; зеленый огонь - впереди свободны не менее двух блок - участков - разрешается движение с установленной скоростью.  Рисунок № 2. Сигнальные показания путевых и локомотивного светофоров Существуют несколько видов систем автоматической локомотивной сигнализации: трех и четырехзначная АЛСН числового кодирования, многозначная АЛСМ частотно-числового кода, АЛСУ - унифицированная АЛС частотного кода, АЛС-ЕН - микропроцессорная АЛС цифрового кода единого ряда с непрерывным каналом связи, МАЛС - маневровая автоматическая локомотивная сигнализация. В устройствах АЛС в качестве канала связи между путевыми и локомотивными устройствами используются рельсовые цепи автоблокировки. Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппаратуры, подключаемой к ней в начале и конце линии (блок-участок). С помощью рельсовых цепей определяется свободность блок-участков на перегонах и станционных участков, контролируется целостность рельсовых нитей, передается информация о показаниях путевых светофоров на локомотив и МВПС для работы автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивается увязка между светофорами в кодовых системах автоблокировки, исключается перевод стрелок в устройствах электрической централизации при движении по ним подвижных единиц, осуществляется сигнализация о приближении поездов к переездам и управление автошлагбаумами, контролируется на диспетчерском посту и на посту дежурного по станции состояние блок - участков на перегонах и приемо -отправочных путях. В настоящее время используют более 30 типов и 800 разновидностей рельсовых цепей. Рельсовая цепь состоит из рельсовой линии, включающей рельсовые нити и стыковые соединители; изолирующих стыков, обеспечивающих электрическое разделение смежных рельсовых цепей; аппаратуры питающего конца, состоящей из регулируемого резистора, аккумулятора и выпрямителя, размещенных в батарейном шкафу; аппаратуры релейного конца, содержащей приемник - путевое реле, расположенное в релейном шкафу. Аппаратура питающего и релейного концов в релейных шкафах соединяется с кабельными стойками, жилами кабеля и далее стальными тросами с рельсовыми нитями. При свободном состоянии рельсовой цепи ток аккумуляторной батареи протекает по рельсовой линии и замыкается через обмотку путевого реле. Якорь реле притягивается, фронтовые контакты замыкаясь, сигнализируют о свободности и исправности участка рельсовой цепи, ограниченного изолирующими стыками. Когда подвижной состав вступает на рельсовую цепь рельсовые нити закорачиваются через малое сопротивление колесных пар подвижного состава. Ток в обмотке путевого реле снижается, якорь отпадает и замыкаются тыловые контакты, сигнализирующие о занятости участка. Снижение тока в обмотках реле под действием колесных пар подвижного состава называют шунтовым эффектом, а колесные пары - поездным шунтом. На станции с интенсивным движением поездов и большой маневровой работой выполняется разбивка станционных путей на путевые и стрелочные участки (секции). Основными параметрами рельсовой цепи являются: активное сопротивление рельсов, напряжение источника питания и сопротивление балласта, определяющее величину тока утечки (так как рельсы изолированы не полностью от шпал, а местами даже частично касаются балластного слоя, постоянно происходит утечка сигнального тока от одной рельсовой нити в другую). Рельсовая цепь может работать в нескольких режимах: - нормальном - соответствующем свободному (незанятому) ее состоянию; - шунтовом - соответствующем ее занятому состоянию; - контрольном - контролирующем целостность рельсовой колеи; -короткого замыкания - при нахождении подвижного состава непосредственно на питающем конце рельсовой цепи; - АЛСН - обеспечивающем протекание сигнального тока кодирования при вступлении поезда на блок-участок. Для передачи сигнальной информации с пути на локомотив применяют методы кодирования: - числовой код в виде определенного сочетания импульсов тока. Частота кодового тока на участках с автономной тягой или с электротягой постоянного тока составляет 50Гц, а на участках с электротягой переменного тока - 25Гц; - частотный код в виде различных частот в диапазоне 125-400Гц, когда сигнальная информация передается по рельсовой цепи на разных частотах; - частотный комбинированный код в виде комбинации из двух частот диапазона 125-400Гц; - частотный код в виде разных частот в диапазоне 60-120Гц, модулированных сигнальными частотами. С введением скоростного движения появились новые требования к обеспечению безопасности движения. Новые системы строятся на новой элементной базе с применением интегральных микросхем и тональных рельсовых цепей. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями имеет высокую надежность, высокий коэффициент возврата путевого приемника, высокую помехозащищенность и защищенность от влияний тягового тока. Тональные рельсовые цепи не требуют установки изолирующих стыков и позволяют отказаться от применения дроссель - трансформаторов. В этом случае в рельсовую цепь подаются два сигнала: тональный - для функционирования системы автоблокировки и код АЛСН - для работы локомотивных устройств. В тональных рельсовых цепях использован амплитудно-модулированный сигнал. Он обеспечивает надежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока и других источников. В качестве несущей частоты используются частоты: 420Гц, 480Гц, 580Гц, 720Гц, 780Гц и 4,5 кГц; 5,0 кГц; 5,5кГц. В качестве модулирующей частоты использованы частоты 8 или 12Гц. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||