Особенности перегонных систем железнодорожной автоматики и телемеханики

К перегонным системам железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) относят полуавтоматическую (ПАБ) и автоматическую (АБ) блокировку, автоматическую локомотивную сигнализацию (АЛС), автоматические ограждающие устройства на переездах, системы диспетчерского контроля. Эти системы повышают эффективность перевозочного процесса и безопасность движения поездов.

Для понимания логики построения современных систем железнодорожной автоматики и перспектив их развития рассмотрим особенности систем СЖАТ. Особое внимание уделим перегонным системам.

Основным требованием к перегонным системам, как и к любым другим устройствам СЖАТ, ответственным за безопасность движения поездов, является требование безопасности их функционирования:

никакие отказы системы, ее узлов или отдельных элементов не должны приводить к формированию более разрешающих команд.

Поэтому большинство устройств СЖАТ реализовано с использованием электромагнитных реле 1-го класса надежности. Эти реле имеют односторонние отказы, т. е. построены таким образом, что любые неисправности приводят к ложному замыканию тыловых (размыкающих) контактов. Ложное замыкание фронтовых (замыкающих) контактов исключено с достаточно высокой степенью вероятности.

В отдельных случаях для обеспечения требуемого быстродействия (например, в дешифраторах числового кода) или для повышения надежности применяются реле низшего класса или бесконтактные элементы. При этом исправность элементов должна контролироваться схемным путем. В некоторых новых системах автоблокировки с целью повышения безопасности функционирования схем применяется дублирование реле комбинированного типа, а в ряде случаев и нейтральных реле 1-го класса надежности. В системах и устройствах, не отвечающих за безопасность движения, нет необходимости использовать реле 1-го класса надежности и схемный контроль исправности элементов.

Необходимо отметить, что задача обеспечения безопасности движения поездов, являющаяся главной задачей повышения качества перевозок на железнодорожном транспорте России, всегда выдвигалась на первый план. Это вызвано как социальными аспектами (сохранение жизни и здоровья пассажиров), так и экономическими (сохранность грузов и подвижного состава), а также задачами обеспечения конкурентоспособности и экологичности железнодорожного транспорта. Так, в 1986 году на железных дорогах США было допущено 2760 крушений, а на сети дорог СССР при более высокой интенсивности движения поездов – всего 70. Данные о человеческих жертвах на железных дорогах наиболее развитых стран в конце 20-го века в среднем за год приведены в табл. 1.1.

Уровень безопасности железнодорожного транспорта СНГ в сравнении с другими видами транспорта может быть охарактеризован данными табл. 1.2.

Из табл. 1.2 видно, что современный железнодорожный транспорт России является самым безопасным среди различных видов транспорта, а среди железнодорожного транспорта зарубежных стран уступает только Японии. Немалая заслуга в этом принадлежит широкому внедрению систем СЖАТ. Несмотря на это, задача дальнейшего повышения уровня безопасности движения поездов считается одной из важнейших, а имеющиеся случаи опасных отказов устройств СЖАТ требуют их дальнейшего совершенствования.

Повышаются требования и к надежности устройств СЖАТ. Отказ такой системы, вызвавший неоправданную остановку или снижение скорости поезда, приводит к задержкам не только этого поезда, но и следующих за ним. При длительных задержках возникает сбой в движении поездов обоих направлений на целом участке и даже на соседних участках. Следствием этого являются прямые экономические потери, вызванные простоем поездов и нарушением сроков доставки грузов, а также потери от недополученного дохода, снижение доверия пассажиров и грузоотправителей к железнодорожному транспорту.

Другим негативным последствием отказов устройств СЖАТ является снижение уровня безопасности движения поездов при выключенных из-за неисправности или находящихся в защитном состоянии устройств СЖАТ. В таких случаях проверка условий безопасности и формирование управляющих команд системой регулирования не осуществляется или осуществляется частично и возлагается на человека (машиниста при проезде в инструктивном порядке светофора с запрещающим показанием, дежурного по станции при организации немаршрутизированных поездных или маневровых передвижений на станции и т. д.). Известно, что доминирующей причиной происшествий, связанных с безопасностью движения поездов, являются ошибки людей. Причем большая часть крушений, аварий и брака из-за ошибок человека допускается именно в условиях нарушения нормальной работы устройств СЖАТ.

Недостаточная надежность большинства систем привела к необходимости применения планово–профилактического метода обслуживания устройств СЖАТ, что повышает расходы на эксплуатацию этих систем.

Перечисленные выше негативные факторы в наибольшей степени проявляются в перегонных системах с традиционными структурами, что вызвано следующими особенностями этих устройств.

· Распределенность устройств в пространстве и удаленность от мест дислокации обслуживающего персонала. Это приводит к большим затратам времени на поиск и устранение повреждений. По сети дорог страны среднее время восстановления АБ после отказа составляет 2,7 часа. При этом значительная часть времени тратится электромехаником на перемещение к неисправному объекту.

· Невозможность организации обходных путей для поездов при неисправности перегонных устройств автоматики, что приводит к более значительным сбоям в движении поездов по сравнению со сбоями на станциях.

· Размещение аппаратуры перегонных устройств в релейных шкафах. При этом аппаратура подвергается отрицательному воздействию температуры окружающей среды (-50…+60⁰С), влажности (до 98%), пыли, вибрации (от 5 до 160 Гц при ускорении 0,6 g), что снижает надежность и долговечность устройств.

· Необходимость передачи информации между отдельными объектами, что приводит к усложнению систем, снижению их надежности и увеличивает вероятность сбоев в условиях влияния помех.

Отсюда вытекает необходимость дальнейшего совершенствования перегонных устройств СЖАТ в плане повышения их безопасности и надежности, снижения затрат на обслуживание.

В следующих пунктах данного раздела рассматривается логика развития систем автоблокировки от первых устройств до современных.