СМИ об РЖД

Электронные устройства СЦБ на железных дорогах Чехии

Одно из распространенных мнений состоит в том, что из-за консервативных подходов в области СЦБ медленно реализуются новые технические возможности. Это мнение нельзя признать обоснованным, поскольку внедрение технических новшеств сопряжено с ответственностью конструкторов и операторов железных дорог за выполнение условий безопасности движения поездов. Каждое из устройств СЦБ проделало определенный путь развития - от механических и релейных до электронных систем. На каждом этапе развития учитывался опыт железных дорог и результаты анализа причин аварий. Разносторонние лабораторные и эксплуатационные испытания позволили постепенно получить близкие к совершенным конструкции.
     На бывших железных дорогах ЧССР релейные системы использовались в качестве стандартного оборудования с 1953 г. Была принята концепция систем на базе реле типа N по классификации МСЖД и рельсовых цепей для контроля свободности и занятости участков пути. Исторически за основу была взята англо-американская система, которую заимствовали и поэтапно усовершенствовали Советские железные дороги. От систем централизации с установкой маршрутов посредством переключателей постепенно перешли к системе маршрутно-релейной централизации, построенной по плану станции. Кроме того, предпринимались попытки использовать электронные компоненты первоначально в тех схемных элементах, которые влияли непосредственно на безопасность. Например, в 1970-е годы вместо реле в блоках набора и управления стали использовать полупроводниковые элементы. В дальнейшем исследовалась возможность замены реле на компоненты, построенные на магнитных сердечниках и транзисторах или оптронах. В ряде случаев были созданы лабораторные образцы, детальный анализ которых выявлял недостатки с технической и экономической точек зрения. Только во второй половине 1980-х годов удалось возвратиться к реализации планов использования электронных компонентов в устройствах СЦБ.
     В 1991 г. была введена в эксплуатацию первая система релейной централизации с компьютерным управлением и отображением информации на экране монитора. В том же году на участке Прага-Холешовице - Кралупи внедрили первую электронную систему телеуправления на базе компьютера ADT 4100, которая выполняла следующие функции:
     - передачу информации о номерах поездов;
     - автоматическую регистрацию графика исполненного движения;
     - прогнозирование поездной ситуации;
     - автоматическое ведение технологической документации.
     В 1994 г. этот компьютер был заменен персональным компьютером. Несмотря на то, что с позиций сегодняшнего дня эти системы выглядят примитивными (особенно в отношении аппаратных средств), они позволили накопить опыт использования электронных устройств в реальных условиях эксплуатации. Политические изменения в стране позволили более интенсивно развивать и внедрять новую технику.
     Исходная ситуация
     После распада Чехословакии и образования Чешской Республики 1 января 1993 г. вместо железных дорог единой страны были образованы железные дороги Чехии (СD) и железные дороги Словакии. В это время на СD уровень оснащенности сети средствами СЦБ был следующим:
     - 43 % станций были оборудованы системами механической и электромеханической централизации;
     - на 27 % станций эксплуатировались релейные системы различных типов;
     - на 20 % сети использовались полуавтоматическая блокировка и автоматизированные блок-посты;
     - автоблокировкой было оборудовано 18 % линий;
     - на 29 % переездов были установлены автоматические средства ограждения.
     Перечисленные системы были построены на базе реле.
     В рамках готовившихся в то время проектов по модернизации линий, входящих в основные железнодорожные коридоры, и с учетом параметров европейских соглашений по международным магистралям (AGC) и важнейшим линиям смешанных перевозок и сопутствующим объектам (AGTC) обсуждалась возможность дальнейшего использования электронных устройств СЦБ с учетом следующих соображений:
     - более простая адаптация электронных устройств к изменению программы эксплуатации (по сравнению с релейной техникой);
     - простота адаптации при проведении работ по строительству и реконструкции путевой инфраструктуры;
     - централизация управления перевозочным процессом;
     - рационализация технического обслуживания и ремонта за счет применения диагностического оборудования;
     - сокращение расходов на строительство и монтаж.
     Однако лимитирующим фактором при внедрении электронных устройств СЦБ являлась их высокая стоимость. Первоначальные предложения поставщиков электронных устройств соотносились с релейными системами следующим образом:
     - релейные системы с компьютерным управлением (гибридные системы) - в соотношении 2:1;
     - системы микропроцессорной централизации (МПЦ) - в соотношении 7:1.
     Столь неблагоприятные соотношения строимости не позволяли закупать в те годы электронные системы. По экономическим соображениям сначала внедрялись гибридные и лишь позднее микропроцессорные системы централизации.
     Другим важным фактором, влиявшим на применение электронных систем, являлось стремление обеспечить унификацию управления и отображения информации в новых системах независимо от технического исполнения и поставщика, причем как при автономном, так и при телеуправлении. Основные технические требования к унифицированному рабочему месту оператора систем централизации железных дорог Чехии были разработаны в 1994 г. На основе опыта эксплуатации в них вносились дополнения. В настоящее время действует версия IV этих требований от 2000 г.
     Достигнутый уровень развития
     В настоящее время поэтапно модернизируются основные линии СD. Это коридор в направлении запад - восток, являющийся частью трансъевропейского коридора Берлин - Дечин - Прага - Ческа-Тршебова - Брно - Бржецлав - Вена и коридор в направлении север - юг как часть трансъевропейского коридора Варшава - Петровице - Пршеров - Бржецлав - Вена.
     Модернизация коридора в направлении запад - восток создала предпосылки для внедрения гибридных систем централизации. С 1994 по 2000 г. примерно 30 промежуточных станций были оборудованы гибридными системами типа ET. Ранее на этих станциях эксплуатировались электромеханические системы и релейные ранних годов выпуска. Компьютерная часть системы ET может быть выполнена по принципам обеспечения повышенной надежности или защиты от опасных отказов. Повышенная надежность означает здесь, что команды, достоверность которых не проверяется релейной частью системы (выдача пригласительного сигнала, размыкание секций маршрута, искусственный перевод стрелок), обрабатываются компьютером в соответствии с особой процедурой ввода. Система, обладающая свойством защиты от опасных отказов, использует два вычислительных канала, соединенных в сеть с компьютером ввода команд. В системе использованы компьютеры класса РС 486.
     Ранее двухпутные линии были частично оснащены трехзначной автоблокировкой для одного направления движения по каждому пути. В ходе модернизации требовалось внедрить автоблокировку для движения в обоих направлениях по каждому пути. При этом было сохранено разбиение линий на блок-участки, которое было спроектировано в расчете на скорость движения до 160 км/ч при тормозном пути, охватывающем два блок-участка. При этом тормозной коэффициент поезда должен обеспечивать торможение до полной остановки со скорости 120 км/ч в пределах одного блок-участка. Поскольку линии СD оборудованы АЛСН, при приеме кода, соответствующего желтому огню светофора, скорость поезда должна быть снижена таким образом, чтобы он проследовал сигнал с предупреждающим показанием со скоростью не более 120 км/ч.
     Система автоблокировки была по-прежнему реализована на базе релейной техники. Только два блок-участка в экспериментальных целях были оборудованы датской системой автоблокировки FELB.
     К модернизации коридора в направлении север - юг приступили только в 1999 г. Ранее на станции Петровице была установлена одна из первых гибридных систем типа ETB. В настоящее время основные работы сосредоточены на участке Пршеров - Бржецлав, где перегоны и станции были оснащены электромеханическими системами. Здесь в 2000 г. установили семь систем МПЦ типа ESA-11, и предполагается внедрить еще ряд систем этого типа. В 1997 г. первая система ESA-11 в рамках пилотного проекта была введена в эксплуатацию на станции Стара-Болеслав. Кроме того, на линиях коридора в 1999 г. были внедрены три системы МПЦ типа ESA-22, которые спроектированы с учетом новых европейских норм.
     В МПЦ семейства ESA вместо релейных блоков используются объединенные в две независимые сети исполнительные компьютеры для управления блоками ввода/вывода. Интерфейсы с напольными устройствами (сигналами, стрелочными приводами, рельсовыми цепями) и контрольные цепи в системе типа ESA-11 реализованы на базе реле. В системе ESA-22 использованы электронные интерфейсы.
     На участке Петровице - Пршеров установлена автоблокировка, изготовленная в первой половине 1970-х годов, а на участке Пршеров - Бржецлав - существенно более старая полуавтоматическая блокировка. Одновременно со строительством систем МПЦ ESA-22 на прилегающих участках была внедрена новая электронная система автоблокировки типа ABE-1. В этой системе все оборудование, включая устройства электронного контроля ламповых нитей, размещено централизованно на станции. На линии установлены трехзначные светофоры, допускается движение в обоих направлениях по каждому пути. Применена АЛСН с передачей информации на поезд через рельсовые цепи. Такая система автоблокировки будет внедрена на всех участках коридора север - юг.
     На других линиях внедряются такие же электронные системы, как и на линиях международных коридоров. В настоящее время системы ESA-11 работают на 13 станциях.
     Для малых станций с числом стрелок до 20 разработана система МПЦ типа K-2000. Она эксплуатируется уже на 12 станциях. В системе используются компьютеры класса Pentium, образующие двухканальные вычислительные каналы, контролирующие друг друга. Заложенные в них алгоритмы контролируют процессы установки, замыкания и размыкания маршрутов. Для управления напольными устройствами используются релейные блоки.
     На СD применяется также электронная система REMOTE, которая служит для передачи диагностической информации или телеуправления отдельными объектами. Она применяется в первую очередь на второстепенных линиях, где для экономии затрат вводятся необслуживаемые раздельные пункты или прекращается эксплуатационная деятельность на станциях. Система представляет собой сеть из компьютеров, которые обмениваются информацией с центром управления по каналам передачи данных посредством защищенных протоколов.
     На линиях всех категорий значительной проблемой остается обеспечение безопасности переездов. В настоящее время на СD 32 % переездов оборудованы светофорной сигнализацией разных типов, срабатывающей под действием поезда. Все системы выполнены на базе релейной техники.
     Спад объемов перевозок с начала 1990-х годов, в первую очередь на второстепенных линиях, привел к возникновению проблемы с сопротивлением шунтирования рельсовых цепей колесными парами, особенно для легких тяговых единиц. В связи с этим СD осуществляют целый ряд мероприятий, среди которых внедрение специальных электронных рельсовых цепей типа HVITC, счетчиков осей типов AzS-350, A3, AzF, колесных датчиков RSR, индуктивных датчиков HONEYWELL Z911. Во второй половине 1990-х годов началось широкое распространение электронных систем переездной сигнализации. Всего внедрено 70 таких систем типов PZZ-E и ELEKSA 93.
     Опыт эксплуатации
     В процессе эксплуатации электронных устройств СЦБ были выявлены новые, зачастую неожиданные проблемы.
     Воздействия от проверочного оборудования. В ходе испытаний новых систем используются проверочные устройства, которые работают параллельно тестируемой в режиме опытной эксплуатации системе и обеспечивают безопасность эксплуатационного процесса. Эти устройства реализованы на базе релейной техники. В ходе опытной эксплуатации было выявлено их негативное воздействие на работу электронных компонентов. В частности, дребезг контактов реле приводил к помехам в работе электронных схем.
     Устойчивость к климатическим воздействиям. Электронные приборы чувствительны к перепадам температуры окружающей среды, особенно к ее повышению. Опыт эксплуатации показал, что необходимо тщательно выбирать места расположения устройств электроснабжения и защищать аппаратуру от воздействий внешней среды (например, прямых солнечных лучей).
     Грозозащита. Распространение волн перенапряжения при попадании молнии трудно прогнозировать. От напольных устройств эти волны могут проникнуть в постовое оборудование, что требует применения защитных устройств с коротким временем реакции. Тем не менее трудно найти защиту от прямого попадания молнии. На СD известны случаи разрушения от ударов молнии и традиционных релейных устройств.
     Электромагнитная совместимость. Устройства СЦБ не должны вызывать помехи в других устройствах и одновременно не должны быть подвержены помехам от внешнего оборудования. Мешающие воздействия, обусловленные работой устройств СЦБ, -это прежде всего высшие гармоники, которые генерируются устройствами электроснабжения и попадают в питающую сеть. контроль за ними необходим, поскольку в противном случае поставщик электроэнергии требует уплаты штрафов. Кроме того, должны выполняться требования международных норм по ограничению помех, влияющих на качество работы устройств радиосвязи и телевизионных приемников.
     Что касается помех от внешних источников, то во время эксплуатации зафиксированы искажения изображений на экранах мониторов, обусловленные работой мобильных телефонов определенных типов при выполнении ремонтных операций в непосредственной близости от мест размещения аппаратуры. Поэтому целесообразно обеспечить экранирование электронной аппаратуры средств СЦБ. Проблемы нарушения работы рельсовых цепей из-за помех от аппаратуры управления современных локомотивов или устройств электрического обогрева вагонов поездов были решены на СD уже несколько лет назад.
     Перспективы
     В результате технического прогресса в области средств СЦБ традиционные системы, в том числе релейные, уходят в прошлое. Электронные компоненты и вычислительные системы утвердились уже в устройствах СЦБ всех видов. Их дальнейшее развитие нацелено на интеграцию в европейском масштабе, будь то европейская система управления движением поездов ETCS или стандартизированная система МПЦ (проект Eurointerlocking). В будущем перемены затронут и классические методы определения местоположения поездов. Этому способствуют положительные результаты испытаний новых технологий на базе спутниковых навигационных систем - как действующей системы GPS, так и проектируемой системы Galileo.
Версия для печати
screenRenderTime=1