Информационная подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС)

Введение

На безопасность движения поездов как ключевой элемент устойчивого функционирования железных дорог влияет большое количество факторов. Одними из основных являются:

• техническое состояние подвижного состава, пути, устройств железнодорожной автоматики и телемеханики и др.;

• исполнительская дисциплина работников железнодорожного транс порта;

• качество применяемых технологических процессов организации движения;

• недостаточность автоматизации технологических процессов и др. Существенный резерв повышения безопасности на железнодорожном транспорте - объединение отдельных подсистем безопасности в единую многоуровневую систему. Объединение должно происходить вокруг ключевого элемента системы безопасности - поезда. Поэтому безопасность перевозочного процесса должна рассматриваться, прежде всего, как безопасность внутреннего управления тяговым подвижным составом, ведением поезда в целом, управление движением поездов на полигоне.

Постановка задачи.

Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности реализуется как совокупность трех взаимодействующих аппаратно-программных комплексов:

• на тяговом подвижном составе (ТПС) создается единая комплексная система управления и обеспечения безопасности движения (ЕКС);

• на базе систем СЦБ создается многоуровневая система управления и обеспечения безопасности (МС-СЦБ);

• на базе АСУ хозяйствами и с использованием информационных систем ОАО «РЖД» создается информационная подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС).

Реализация этой принципиально новой технологии повышения безопасности движения стала возможной только в итоге появления нового поколения компьютерных устройств на станциях и локомотиве, цифровых каналов передачи информации, волоконно-оптических линий связи, цифровой радиосвязи и совершенствования информационных технологий.

Содержательная часть

Главное назначение АСУ МС - автоматизированное обеспечение соблюдения технологии работы железнодорожного транспорта (как отдельных хозяйств, так и системы управления перевозками в целом) путем

сбора, обработки и анализа соответствующей информации АСУЖТ с последующим воздействием на МС-СЦБ и ЕКС (рис.1).

 

Информационная подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС)

Рис.1. Информационная подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС).

 

АСУ МС собирает, обрабатывает и анализирует в центральном обрабатывающем комплексе АСУ МС (ЦОК АСУ МС) данные о выполнении регламентных работ, соблюдении технологии и нормативов, регистрирует случаи и причины отклонения от нормативов. В случае обнаружения отклонений от технологии или норматива, АСУ МС должна просигнализировать, ограничить движение поездов (или одного конкретного поезда) вплоть до полной остановки. Разрешение возникающей при этом конфликтной ситуации, принятие волевого ответственного решения о продолжении движения при наличии нарушений осуществляется диспетчером (поездным или узловым) или дежурным по станции.

Взаимодействие с оперативным персоналом диспетчерского центра осуществляется через специально разрабатываемое автоматизированное рабочее место оперативного ситуационного анализа (АРМ ОСА). Воздействие на технологический процесс движения поездов (информационный обмен, запретительные и разрешительные функции) осуществляются через МС-СЦБ и ЕКС.

АСУ МС наряду с управляющими функциями обеспечивает МС достоверной и оперативной информацией, необходимой для управления процессом движения поездов, получаемой из информационных систем АСУЖТ.

Целью создания АСУ МС является реализация в МС и в системе управления процессом перевозок в целом следующих функций:

• взаимодействие с информационными, информационно-управляющими и автоматизированными системами хозяйств железнодорожного транспорта (локомотивного - АСУТ, вагонного - АСУВ, пути и сооружений - АСУП, электрификации и энергоснабжения - АСУЭ, сигнализации, централизации и блокировки - АСУШ, управления движением - АСУД, грузовой и коммерческой работы - АСУМ, безопасности движения и экологии - МАСУ БД, информатизации и связи - АСУ НИС, пассажирских сообщений - АСУЛ) с целью сбора информации, необходимой для обеспечения безопасности движения поездов непосредственно в процессе осуществления перевозок (сроки выполнения регламентных работ по подвижному составу, пути, средствам железнодорожной автоматики и телемеханики и т.д., режим труда и отдыха локомотивных бригад, допустимые режимы эксплуатации подвижного состава, пути и др.);

• взаимодействие с информационными и информационно-управляющими системами управления процессом перевозок (АСОУП и ее под системами, системами диспетчерской централизации «Сетунь», «Дон», «Тракт», «Юг» и др., системами автоматического формирования графика исполненного движения «ГИД-Урал» и др., системами диспетчерского контроля и др.) с целью формирования поездной модели ЦОК АСУ МС. Поездная модель в АСУ МС необходима для реализации функции контроля и слежения за соблюдением технологии перевозочного процесса;

• взаимодействие с прочими информационными системами АСУЖТ;

• обработка и анализ поступающей информации в ЦОК АСУ МС;

• формирование решения о соблюдении технологии перевозочного процесса. Формирование соответствующих управляющих воздействий для МС-СЦБ и ЕКС;

• запрет отправления поезда (или требование ограничения скорости) путем воздействия на ЕКС и (или) МС-СЦБ в случае формирования соответствующего решения;

• формирование и передача в ЕКС сигнала с требованием остановки в режиме служебного торможения по результатам работы диагностических средств (нагрев букс, отрицательная динамика поезда, негабарит и др.);

• автоматизированный диалог с оперативным персоналом диспетчерского центра (поездной диспетчер, узловой диспетчер, оператор АРМ ОСА и др., дежурный по станции в случае делегирования ему функций управления) с целью предупреждения возникновения опасных ситуаций или снятия под личную ответственность запретов;

• формирование (сбор, обработка и анализ) и передача информации из АСУЖТ в МС-СЦБ и в ЕКС, в т.ч. предупреждений об ограничении скорости (включая временные), информации об опасных грузах и т.д., вспомогательной информации;

• формирование (сбор, обработка и анализ) и передача информации из МС-СЦБ и ЕКС в АСУЖТ, в том числе в МАСУ БД, АСОУП, ИОММ, СИРИУС и др.;

• сбор, размещение информации и формирование отчётов на специализированном Web-сайте МС, создаваемом в корпоративной сети ОАО «РЖД»;

• реализация системы поддержки принятия решений на уровнях дорожного, регионального и центрального диспетчерских центров управ ления процессом перевозок.

Для обеспечения исправности технических средств, непосредственно влияющих на безопасность движения, в каждом из хозяйств реализуется система планово-предупредительных мероприятий, диагностирования, технического обслуживания и др. В рамках АСУ МС обеспечена система контроля проведения технических мероприятий и их эффективности.

Анализ информации об отказах, формируемых при проведении планово-предупредительных работ, по замечаниям машинистов, диспетчеров, дежурных по станции, вагонов-дефектоскопов и др., информации о своевременном проведении профилактических работ (ТО локомотивов и вагонов, дефектоскопия пути, диагностирование контактной сети и т.д.) является основанием для принятия решения о допустимости отправления и проследовании поезда.

Локомотивное хозяйство. Тяговый подвижной состав

Тяговый подвижной состав (ТПС) и локомотивные бригады, им управляющие, являются одним из ключевых элементов системы безопасности. Собственно создание МС, в целом, и ЕКС, в частности, направлено на автоматизацию соблюдения скоростного режима ведения поезда, следования показаниям напольных светофоров, исключение опасной продольной динамики поезда и др.

Надёжность ТПС - один из ключевых факторов безопасности движения. Надёжная работа ТПС во многом определяется соблюдением времени постановки локомотивов на ремонт и техническое обслуживание (ТО и ТР), а также выполнение регламентных работ, предусмотренных каждым видом ремонта или технического обслуживания.

Контроль технического состояния ТПС осуществляется при помощи бортовых комплексных систем диагностики (КСД-Б), создаваемых совместно с ЕКС, а также при помощи стационарных и переносных систем диагностирования отдельных узлов локомотива: колесно-моторного блока (комплекс контроля колесных пар ТПС на ходу и т.п.), дизель-генератора, цепей управления, электрических аппаратов, электронного оборудования и др.

Локомотивное хозяйство. Локомотивные бригады

Соблюдение режима труда и отдыха локомотивных бригад в значительной степени влияет на безопасность движения поездов и на стабильное функционирование железной дороги в целом.

На подготовку и режим работы машинистов и их помощников накладывается целый ряд ограничений. Минимальная продолжительность отдыха после поездки должна составлять не менее 16 часов (12 в исключительных случаях). Запрещена езда третью ночь подряд. Нельзя формировать бригаду при психологической несовместимости бригад. Всего таких ограничений более 30. Основной контроль соблюдения режима труда и отдыха реализует АРМ нарядчика локомотивных бригад (ТЧБ). Однако АСУ МС контролирует регламент работы бригад, т.к. возможно отсутствие или недобросовестное использование АРМ ТЧБ в депо. Кроме того, нарушение режима может возникнуть уже во время поездки. Например, превышено допустимое время нахождения бригады в поездке.

Наряду с АРМ ТЧБ в цехе эксплуатации работают информационные системы предрейсового медицинского контроля и инструктажа, АРМ машиниста-инструктора, АРМ психолога и другие системы, обеспечивающие подготовку бригады в поездку.

Важной подсистемой, влияющей на нормальную работу локомотивных бригад, является система мониторинга состояния здоровья машинистов и их помощников, позволяющая предотвращать профессиональные заболевания, выявлять и устранять неблагоприятные условия труда и многое другое. В качестве аппаратно-программной основы системы мониторинга используется комплекс экспресс - диагностики и мониторинга состояния здоровья «Диакомс», разработанный в Российском государственном медицинском университете и используемый в медицинских и психологических учреждениях страны.

Локомотивное хозяйство. АСУТ

Созданная АСУТ позволяет повысить эффективность управления локомотивным хозяйством, снизить затраты на содержание и обслуживание ТПС, повысить безопасность движения и производительность труда в хозяйстве путем улучшения условий труда работников депо.

АСУТ строится как единая корпоративная информационно-управляющая система, состоящая из локальных информационных сетей предприятий хозяйства, функционирующая в рамках единой коммуникационной информационно-вычислительной сети и использующая систему передачи Данных (СПД).

Управляющие функции АСУТ реализуются через систему контроля действий операторов, форматный и логический контроль вводимой информации, систему интерактивных подсказок оперативному персоналу, систему поддержки принятия решений (СППР).

АСУТ обеспечивает автоматическое выявление и устранение причин, которые привели к некачественному проведению ремонта или неправильной эксплуатации подвижного состава и использованию локомотивных бригад. В состав АСУТ входят автоматизированные системы технического диагностирования, автоматические системы расшифровки информации с бортовых устройств безопасности и другие автоматизированные системы ввода исходной информации.

Вагонное хозяйство

Техническое состояние подвижного состава наряду с путевым хозяйством оказывает решающее влияние на безопасность движения поездов. Потому оперативному диагностированию технического состояния вагонов уделяется большое внимание. В настоящее время в эксплуатации находятся системы (пункты обнаружения нагрева букс) ПОНАБ-3, а также новые разработки в области контроля нагрева букс типа ДИСК и КТСМ-2. Для сбора данных с контрольных постов разработана автоматизированная система контроля подвижного состава АСК ПС. Аналогичная система разработана на Горьковской железной дороги - СКАТ.

Наряду с контролем нагрева букс у вагонов контролируется целый ряд дополнительных диагностических параметров: галопирование (отрицательная динамика), параметры бандажей колесных пар (нарушение профиля, ползуны и т.д.), состояние автосцепки, поглощающих аппаратов, наличие негабарита и др. Для диагностики каждого из этих параметров разрабатываются самостоятельные приборы и системы: АСООД, САКМА, КОМПЛЕКС и ряд других.

Результатом работы всех вагонных диагностических систем может быть требование немедленной остановки поезда, остановки поезда у входного светофора или на станции, ограничение скорости движения или требование бригаде встречного поезда обратить внимание на подозреваемый вагон. Таким образом, АСУ МС имеет возможность передавать все виды управляющих воздействий в ЕКС.

В АСУ сетевого ПТО в качестве базовой системы сбора информации решено использовать аппаратно-программный комплекс типа «СКАТ» (система контроля автоматизированная транспортная), предназначенный для приема, обработки и отображения информации в реальном масштабе времени от различных систем безопасности и контроля технического состояния подвижного состава в пути следования или АСК ПС (автоматизированная система контроля подвижного состава). На данный момент принимается и обрабатывается информация от систем контроля нагрева букс ПОНАБ-3, ДИСК-Б, ДИСК-2 (Б, В, Г, К, С, Т), КТСМ (01, 02), АСК ПС, системы контроля негабарита подвижного состава УКС-ПС, системы обнаружения вагонов с отрицательной динамикой АСООД, системы контроля исправности автосцепки САКМА, аппаратуры силового контроля исправности колес ДДК, диагностического комплекса для измерения колесных пар вагонов на подходах к станции КОМПЛЕКС, устройства контроля сползания букс шейки оси, системы по определению зазоров в скользунах и неравномерности загрузки вагонов и др. В целом же вышеперечисленные системы можно объединить одним термином - комплексные системы диагностики подвижного состава. Наибольшее применение в настоящее время нашла обработка информации от систем контроля нагрева букс.

СКАТ автоматизирует работу вагонного оператора, в задачи которого входит как отслеживание работоспособности концевых диагностических устройств, так и анализ получаемых данных. Взаимодействие с поездным диспетчером в настоящее время решено через прямую телефонную линию. Со СКАТ идут автоматические пометки тревожной информации от устройств контроля на нитку поезда ГИД. Таким образом, базовыми информационными системами, взаимодействие с которыми обеспечено в АСУ МС при работе с вагонным хозяйством, являются: АСКПС, СКАТ и АСУ СПТО. Взаимодействие с системами позволяет учитывать техническое состояние подвижного состава.

Путевое хозяйство

Путевое хозяйство является неотъемлемой частью железнодорожной транспортной системы и включает в себя железнодорожный путь (верхнее строение, соединения и пересечения пути, земляное полотно, искусственные сооружения, обустройства) и предприятия, обеспечивающие техническое состояние пути. .

Планово-предупредительное обеспечение работоспособного технического состояния является основным принципом обеспечения безопасности движения в путевом хозяйстве.

Безопасность железнодорожного пути по параметрам движения поезда в реальном режиме времени обеспечивается предупреждениями об особых условиях следования машинистам поездов, в том числе, об ограничении скорости. Предупреждения выдаются на участках, которые не обеспечивают по своему техническому состоянию безопасное движение с установленными скоростями (такие участки ограждаются в установленном порядке), а также на участках производства планово-предупредительных ремонтно-путевых работ.

Известно, что доля предупреждений по путевому хозяйству составляет около 90% из общего числа предупреждений, выдаваемых на поезда. Недопущение неграфиковых предупреждений является одной из важнейших задач хозяйства.

По системе «Толчок в пути» дополнительная информация поступает от машинистов локомотивов. Эта информация передается дежурным по станциям или поездному диспетчеру и регистрируется в Книге замечаний машиниста.

В последнее время на ряде дорог функционируют многочисленные варианты автоматизированной системы выдачи и отмены предупреждений (АСУ ВОП). АСУ ВОП является подсистемой управления движением поездов и обеспечивает выдачу и отмену предупреждений по всем хозяйствам. Типовой вариант АСУ ВОП должен обеспечивать выдачу необходимой статистики в АСУ П.

Взаимодействие АСУП с АСУ МС реализуется на уровне стыковки электронных моделей пути, используемых в путевом и локомотивном хозяйствах, базы по отказам и дефектам пути и сооружений для получения оперативной информации о предупреждениях, включая информацию об ограничении скоростей, работе бригад монтеров пути, проведение «окон» и др.

Электроснабжение

Хозяйство электрификации и электроснабжения, объединяющее объекты контактной сети, тяговые подстанции, системы автоматики и телемеханики, устройства электроснабжения нетяговых потребителей и др., является неотъемлемой частью железнодорожного транспорта. На основе автоматизированных рабочих мест создается система АСУЭ, являющаяся частью информационной подсистемы МС.

К основным точкам взаимодействия АСУ МС с хозяйством электрификации и электроснабжения относятся:

• контроль состояния объектов контактной сети (опорные устройства, поддерживающие конструкции, цепная подвеска, питающие и усиливающие провода);

• контроль состояния оборудования тяговых подстанций (транс форматоры, преобразовательные агрегаты, распределительные устройства, посты секционирования, пункты параллельного соединения контактной сети, коммутационные аппараты фидеров контактной сети и высоковольтных линий СЦБ);

• контроль режимов энергоснабжения (обнаружение аварийных, предаварийных и вынужденных режимов функционирования, ограничений на режимы работы тягового электроснабжения, накладываемые питающими энергосистемами).

Средства контроля указанных объектов, устройств и режимов электроснабжения можно разделить на две основные группы - технические средства контроля и средства программного обеспечения для оперативного расчета и прогнозирования основных параметров режимов электроснабжения.

К техническим средствам относятся:

• автоматика и телемеханика устройств электроснабжения;

• устройства мониторинга и диагностики оборудования тяговых подстанций;

• вагоны-лаборатории для испытаний контактной сети. К средствам программного обеспечения относятся:

• автоматизированные рабочие места: энергодиспетчера линейно го предприятия (АРМ ЭЧЦ), специалиста района контактной сети (АРМ ЭЧК), специалиста тяговой подстанции (АРМ ЭЧЭ), специалиста сетевого района электроснабжения (АРМ ЭЧС), специалиста ремонтно-ревизионного участка (АРМ РРУ), специалиста регионального диспетчерского пункта хозяйства электроснабжения (АРМ ЦЭДП) и др.;

• программное обеспечение, производящее:

- расчет пропускной способности по системе тягового электроснабжения как при нормальных схемах питания, так и при их изменении (отключение тяговых подстанций, ремонт контактной сети и т.п.);

- прогнозирование потребности в электроэнергии при вынужденных режимах работы (пакетный пропуск грузовых поездов, ограничение мощности при аварийных ситуациях, проведении ремонтных работ в энергосистемах и др.);

- согласование работы устройств электроснабжения на стыках до рог и энергосистем.

Грузовая и коммерческая работа

В части влияния на безопасность движения поездов, хозяйство грузовой и коммерческой работы оказывает не меньшее воздействие, чем хозяйства электрификации и электроснабжения, вагонного и др. Автоматизированная система управления работой хозяйства (АСУМ) как и многие другие системы еще находится на стадии разработки. Но уже сейчас те за дачи, которые решены (информационные датчики съема информации по грузовым вагонам в части перевозимых грузов, негабаритность погрузки, система идентификации контейнеров, несохранность перевозимых грузов и др.), могут непосредственно влиять на безопасность движения. Создана система АСКО ПВ (автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов). Данная система выполняет задачи безопасности движения, коммерческого осмотра и контроля габаритов, повышения безопасности труда работников хозяйства, увеличения пропускной способности, автоматизированное протоколирование событий, счет вагонов, оформление учетно-отчетной документации.

Ревизорский аппарат

В настоящее время в РБ действует Многоуровневая автоматизированная система управления безопасностью движения (МАСУ БД). Ведется разработка нового поколения. МАСУ БД - организационно-техническая система, обеспечивающая автоматизацию информационных процессов в сфере деятельности ревизорского аппарата по безопасности движения поездов всех уровней и ЦРБ РЖД (сбор данных обо всех случаях нарушения безопасности движения, их причинах, обстоятельствах, последствиях, виновных). Она основывается на концепции и системном проекте информатизации железнодорожного транспорта и относится к классу автоматизированных систем обработки и передачи информации.

К верхнему уровню системы относится та ее часть, которая обеспечивает автоматизацию информационных процессов в сфере деятельности специалистов ЦРБ РЖД и аналитического центра ВНИИЖТ по безопасности движения. Нижний уровень охватывает информационные процессы в сфере деятельности аппаратов по безопасности движения поездов железных дорог и их отделений. Работники аппаратов по безопасности движения поездов всех уровней и специалисты ЦРБ РЖД являются пользователями этой системы и ее составной частью.

Назначение МАСУ БД нового поколения - информационная поддержка всех пользователей системы при осуществлении четырёх основных комплексов задач ревизорского аппарата и ЦРБ РЖД:

• контроль обеспечения безопасности движения поездов и маневровой работы;

• организация контроля соблюдения правил перевозки опасных грузов;

• контроль работы и содержания восстановительных поездов и обеспечение готовности аварийно-восстановительных средств железных дорог к ликвидации последствий нарушений безопасности движения;

• организация и ведение учета и отчетности в области природоохранных мероприятий.

Управление перевозками

Система управления перевозками наряду с бортовыми системами управления локомотивом и устройствами СЦБ оказывает решающее влияние на безопасность движения поездов. Поэтому взаимодействие с АСУД в АСУ МС реализовано в максимально возможном объеме.

В соответствии со сложившейся практикой плановые предупреждения должны заноситься на станциях выдачи предупреждений теми лицами, которые ведут книги предупреждений ДУ-60 вручную. Система позволила избежать дублирования вводимой информации, т.к. оператор, вводящий и отменяющий ограничения, выполняет для своей зоны. Внезапно возникшие предупреждения могут вводиться как оператором на станции, так и непосредственно ДНЦ.

Сверку вновь введенных предупреждений организует и контролирует ДНЦ на основе базы предупреждений, находящейся на ИВЦ дороги, которая по существу является машинной книгой ДУ-60. Для этой цели выводится на экран список действующих предупреждений по диспетчерскому участку и проверяется, поочередно опрашивая ДСП по диспетчерской связи. В ходе сверки предупреждений ДСП станции выдачи предупреждений должен обратить внимание на предупреждения, не только входящие в его зону ответственности, но и входящие в участки выдачи предупреждений.

Наряду с вышесказанным немаловажной является проблема психологической устойчивости и совместимости, физической утомляемости персонала центров управления перевозками (диспетчеров). Так, по статистике проведенного обследования диспетчерского аппарата Октябрьской железной дороги у 18-20 % ДНЦ происходит снижение работоспособности, притупления внимания, неадекватные реакции на создавшиеся аварийные и предаварийные ситуации из-за физической утомляемости в течение рабочей смены.

Заключение

Таким образом, автоматизированное обеспечение соблюдения технологии работы железнодорожного транспорта путем сбора, обработки и анализа соответствующей информации как от отдельных хозяйств железнодорожного транспорта, так и от системы управления перевозками в целом является главным назначением АСУ МС.

....................................................................................................










Системы передачи данных

 


Комплексные проектные решения

 


Управление распределенными системами

 


Автоматизированные рабочие места

 


Системы и средства обеспечения безопасности движения

 


Цифровые сети технологической связи

 


Информационные системы управления движением

 


Автоматизированное управление разработками проектов

 




Создание и модернизация сайтов и интернет-магазинов.

 


Бормашины, станки PROXXON

 



Copyright (c) 2008, Infotest, Inc.