Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Инновационные технологии - основа комплексной безопасности движения поездов

Научные исследования и создание систем обеспечения безопасности движения являются наиболее приоритетными в деятельности одного из ведущих научных институтов железнодорожной отрасли – ОАО «НИИАС».

На пленарном заседании IХ научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» с докладом выступил первый заместитель Генерального директора ОАО «НИИАС», д.т.н., профессор Е.Н. Розенберг.

Фотографии И. Чикина
Инновационные технологии - основа комплексной безопасности движения поездов
Инновационные технологии - основа комплексной безопасности движения поездов
Инновационные технологии - основа комплексной безопасности движения поездов
Инновационные технологии - основа комплексной безопасности движения поездов
Программа стратегического развития ОАО «РЖД» на период до 2030 г. предусматривает разработку наиболее значимых технических решений и технологий инновационного развития, направленных на увеличение эксплуатационной эффективности деятельности железных дорог, существенное повышение качества перевозок пассажиров и грузов, их безопасности и защищенности от внешних и внутренних угроз.

Безусловно, к настоящему времени проделана огромная работа по созданию технических средств и систем автоматики и телемеханики, непосредственно обеспечивающих выполнение условий безопасности движения поездов. Это системы автоматической и полуавтоматической блокировки, электрическая централизация на станциях, автоматическая локомотивная сигнализация, системы автоматического управления тормозами, а также системы диспетчерской централизации, оповещение работающих на пути и контроля технического состояния подвижного состава.

Однако общее состояние указанных систем характеризуется высокой степенью старения. Проведенный анализ состояния безопасности движения показал, что используемые технические средства безопасности устарели не только с учетом возраста приборов и систем, но и по реализуемым ими функциям обеспечения безопасности. Закладываемые при проектировании данных систем технические требования (на уровне 50–60 годов прошлого века) не позволяют сегодня кардинально улучшить состояние дел с их отказами и сбоями, а используемая релейная элементная база требует больших затрат на их обслуживание. Например, система электрической централизации принципиально не предусматривает передачу информации на локомотив при маневровых передвижениях, что привело к уже известным случаям проездов запрещающих сигналов и крушениям.

Отказы в существующих системах создают предпосылки для возникновения опасных ситуаций, ведут к авариям и катастрофам. Наряду с этим, при оценке состояния безопасности движения необходимо учитывать уровень подготовки и квалификации эксплуатационного персонала, его способности четко работать при возникновении нештатных ситуаций (человеческий фактор).

Все выше перечисленные обстоятельства обусловили необходимость разработки многофункциональной системы комплексной безопасности железнодорожного транспорта, системно-технические подходы к созданию которой определены принятой ОАО «РЖД» «Концепцией повышения безопасности движения на основе применения на железных дорогах многофункциональных комплексных систем регулирования движения поездов» (утверждена Президентом ОАО «РЖД» 12 мая 2006 г. № 618) и Программы модернизации, разработки и внедрения технических средств регулирования движения поездов на 2006– 2010 гг.

Эти системообразующие документы предусматривают дальнейшее развитие автоматизированных систем определения местоположения технологических объектов железнодорожного транспорта с использованием координатно-временной информации от систем ГЛОНАСС/GPS/GALILEO и их дальнейшую интеграцию с управляющими системами автоматики и телемеханики.

В настоящее время в Российской Федерации сложился ряд предпосылок в сфере научно-технического, организационно-правового и технологического обеспечения, которые позволяют реально приступить к практическому внедрению инновационных достижений в области спутниковых технологий (СТ) для решения задач основной деятельности ОАО «РЖД».

В конце 2006 г. во исполнение поручений Президента РФ и Правительства РФ был выполнен ряд мероприятий, направленных на снятие неоправданных режимных ограничений, активизацию работ в сфере создания полноценной отечественной космической группировки как навигационной системы ГЛОНАСС, так и спутниковых систем ДЗЗ, корректировку положений федеральных целевых программ с акцентом на использование систем ГНСС и ДЗЗ в интересах гражданских секторов экономики.

Правительство РФ 9 июня 2005 г. № 365 приняло постановление «Об оснащении космических, транспортных средств, а также средств, предназначенных для выполнения геодезических и кадастровых работ, аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS».

Указанным постановлением, в целях повышения эффективности управления движением и уровня его безопасности, Правительство РФ обязало оснащать аппаратурой спутниковой навигации железнодорожные транспортные средства, вводимые в эксплуатацию с 1 января 2006 г. и используемые для перевозки пассажиров, специальных и опасных грузов.

Это открывает реальные перспективы внедрения в интересах ОАО «РЖД» самых современных инновационных спутниковых технологий, представляющих собой комплексную «триаду» прорывных разработок в сфере:

– глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS/GALILEO и их специальных дополнений для железнодорожного транспорта;

– спутниковых и авиационных систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с помощью оптико-электронных, радиолокационных, лазерных, тепловизионных съемочных систем высокого и сверхвысокого разрешения, а также геоинформационных технологий (ГИС-технологий), позволяющих объединить в структуре своих информационных ресурсов все виды геопространственной и атрибутивной информации об объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта и прилегающих к ним территориях и организовать их комплексную обработку;

– систем цифровой связи, обладающих высокой пропускной способностью, надежностью и помехозащищенностью.

Перечень задач в области повышения безопасности движения, в которых эффективно применение спутниковых технологий ГНСС, включает следующие:

во-первых, определение местоположения железнодорожных транспортных средств, используемых для пассажирских и грузовых перевозок, включая перевозки специальных и опасных грузов;

во-вторых, определение местоположения железнодорожных транспортных средств для ввода координат в бортовые локомотивные устройства безопасности в режиме реального времени;

в-третьих, формирование и актуализация электронных карт железнодорожного пути и объектов инфраструктуры на основе спутниковых определений координат для использования в бортовых локомотивных устройствах безопасности.

Наличие высокоточного координатно-временного обеспечения от спутниковых ГНСС в совокупности со средствами надежной доставки информации с использованием цифровых систем связи и актуализированных с использованием ГНСС и данных ДЗЗ навигационных цифровых карт железнодорожных путей и станционного развития позволяет в данной области применения приступить к созданию:

– систем координатного управления и интервального регулирования движения поездов на основе координатно-временной информации, получаемой от ГНСС, математических моделей поездной ситуации на полигонах, безопасных методов обеспечения попутного сближения поездов без путевых светофоров;

– систем управления поездной и маневровой работой на станциях на основе спутникового определения координат подвижных единиц и использования широкополосного цифрового радиоканала с сокращением напольного оборудования.

Интеграция возможностей новейших технологий спутниковой навигации в условиях наличия цифрового радиоканала создает предпосылки для расширения функций систем безопасности на основе централизованного управления маршрутами и диагностикой. Это позволяет перенести функции обеспечения безопасности на станции и локомотив, сократив долю дорогостоящих в эксплуатации перегонных устройств. Поэтому так важны работы по внедрению отечественных микропроцессорных и релейно-процессорных устройств на станциях с дополнением их функциями передачи информации на локомотив по цифровому радиоканалу, введении электронной регистрации работы системы, элементов резервирования и самодиагностики.

В перспективе можно определить направление внедрения спутниковых технологий как создание интеллектуальных систем обеспечения комплексной безопасности на основе интеграции в составе локомотивных бортовых систем управления спутниковых мультисистемных приемников ГЛОНАСС/GPS/GALILEO, высокоточных отечественных космических и наземных систем дифференциальных дополнений, бортовых инерциальных систем, (обеспечивающих при совместном использовании точность позиционирования состава на путевом развитии лучше 1 м, и на перегоне лучше 4 м), а также высокопроизводительных систем цифровой связи, с применение систем TETRA (460МГц), Wi-Fi (Wi-Max) (2,4 ГГц) , DECT (1,8ГГц).

Наряду с этим будет обеспечено массовое внедрение электронных цифровых карт, основанных на единой инфраструктуре пространственных данных ж.д. транспорта России, (включая единые стандарты цифрового описания, единые системы координат).

С применением спутниковых навигационных технологий для российских железных дорог принципиально важным является современный технологический прорыв в сфере создания систем дистанционного зондирования и, в первую очередь, всепогодных спутниковых радиолокационных систем сверхвысокого разрешения (лучше 1 м).

ОАО «РЖД» приступило к проработке возможностей применения таких технологий в рамках международного сотрудничества совместно с итальянской корпорацией «Финмекканика». Мы хотим апробировать возможности применения радиолокационной съемки сверхвысокого разрешения (0,7–1,0 м), получаемой со спутниковой группировки COSMO-Skymed, разработанной компаниями Алкатель Аления Спейс (Alcatel Alenia Space) и Телеспацио (Telespazio S.p.A.), входящими в состав концерна «Финмекканика».

С помощью специальных технологий интерферометрической обработки радиолокационной съемки с данной спутниковой группировки можно будет выявлять даже незначительные подвижки грунта на поверхности Земли. Это позволит осуществлять постоянный мониторинг прилегающих к железнодорожным путям потенциально-опасных территорий с целью выявления подвижек почвогрунтов, оползневых и обвальных явлений, а также карстовых процессов с составлением подробных тематических карт.

Возможность проведения радиолокационных съемок в любых погодных условиях и в любое время суток является ключевым фактором эффективного применения этих технологий в России в интересах такого стратегически важного вида транспорта, как железные дороги. Видеосъемка с места чрезвычайных происшествий и передача видеоматериалов по спутниковым каналам связи в Центр управления позволит специалистам и руководителям дороги быстро оценить ситуацию и определить план действий по восстановлению инфраструктуры и ускорению открытия движения.

Беспилотные летательные аппараты решают задачи видеосъемки в непрерывном режиме в месте ЧП.

Применение иных данных спутниковых технологий ДЗЗ обеспечивает:

– создание цифровой геоподосновы в целях формирования электронных карт для центров управления перевозками;

– получение оперативных материалов мониторинга загруженности отдельных железнодорожных станций, подходов к портам и местам мультимодальной перевалки грузов;

– контроль и анализ состояния полосы отвода и охранных зон железнодорожного транспорта, земляного полотна, верхнего строения пути, водоотводных и дренажнх осушительных сооружений, мостовых переходов, пересечений с транспортными коммуникациями, включая автомобильные дороги, нефте-, газо-, продукто-проводы, линиями связи и электропередач;

– выявление и определение местоположения природных и техногенных источников возникновения дефектов железнодорожного пути и искусственных сооружений, а также неблагоприятных природных и/или природно-техногенных явлений, воздействующих на объекты инфраструктуры ж.д. транспорта;

– проведение оперативного мониторинга участков возникновения чрезвычайных ситуаций с целью координации взаимодействия участников устранения последствий ЧС.

Выявление мест потенциально опасных с точки зрения возникновения экологических катастроф, которые могут произойти в случае аварий железнодорожного транспорта:

– оперативное определение границ участков территории, подвергшихся техногенному загрязнению;

– оценка последствий воздействия на окружающую среду и возможного ущерба при авариях (катастрофах) железнодорожного транспорта.

Средства ГИС позволяют интегрировать в единую информационную среду разнородную информацию с различными вариантами визуализации. Например, отображать поверх цифровой картографической подложки траектории движения транспортных средств по данным спутниковых измерений координат в динамике, визуализировать карты в трехмерном изображении, совмещать векторные карты с космическими и аэроснимками.

Практическая реализация комплекса спутниковых технологий на участке Сызрань – Сенная (Куйбышевская ж.д.) позволила получить эффект не только на стадии проектирования, но уже и в процессе эксплуатации реконструируемого участка за счет передачи в центр управления точной координаты подвижного состава и ряда других параметров.

Одним из эффективных направлений использования спутниковой координаты и каналов связи является создание на их базе систем интервального регулирования для малодеятельных линий. Такие решения позволяют не только обеспечить безопасность движения, но и уйти от воздушных линий связи на этих участках, значительно сократить расходы, связанные с содержанием штата.

Говоря о практической реализации проектов с компонентами спутниковых технологий, следует отметить работы, выполненные на Московской железной дороге, где сегодня на отдельных направлениях в пригородных перевозках действует система диспетчерского контроля по спутниковой координате. Эта система не только определяет местоположения электроподвижного состава, но и позволяет фиксировать все отклонения от нормативного графика, анализировать ситуацию на больших полигонах, планировать работу парка электропоездов и локомотивных бригад.

Дальнейшее увеличение интенсивности движения поездов, особенно электропоездов в пригородной зоне крупных городов, вызывает необходимость сокращения межпоездных интервалов, что возможно реализовать только системами координатного регулирования движения поездов на базе радиоканала.

Институт имеет ряд технических средств, которые уже сегодня позволяют начать работы по применению систем координатного регулирования движения поездов.

Из разработанных в настоящее время технических средств наиболее полно критериям универсальной системы интервального регулирования движения поездов для перегонов соответствует новая микропроцессорная автоблокировка.

Важнейшим звеном систем интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов является комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ-У.

Внедрение КЛУБ-У позволяет повысить надежность локомотивной сигнализации и безопасность движения поездов; исключить несанкционированное движение локомотивов; обеспечить электронную регистрацию информации о параметрах движения поезда и исправности технических средств с автоматической дешифровкой.

Отличительными особенностями КЛУБ-У являются возможность модульного взаимодействия с другими бортовыми системами автоматики, наличие цифрового радиоканала обмена данными, а также использование спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС и электронных карт участков железных дорог для автоматического определения координаты локомотива. В России данной системой оборудованы локомотивы, электропоезда и весь парк специального самоходного подвижного состава.

Важным направлением развития систем управления и безопасности является использование спутниковой навигации. При этом обеспечивается не только информация о дислокации поездов, но и реализуется принцип многоконтурности получения исходных данных о свободности или занятости блок-участков или перегонов в целом, расположении поездов на станциях, скоростях их движения, вероятном времени подхода к станциям.

Этого невозможно достичь без перехода к широкополосным системам связи беспроводного доступа в едином комплексе с другими цифровыми системами связи, в том числе, и в тех диапазонах частот, которые традиционно используются. Применяя эти системы, в РЖД накоплен достаточный опыт – пример использования систем спутниковой связи на Сахалине, где без этого практически невозможно было вообще решить проблему оперативного управления.

Просматривается четкая система взаимосвязанных структурных элементов: автоматика, связь, системы управления, информатика. Это единый комплекс, разорвать его нельзя, и сегодня он востребован в виде оперативных данных, которые можно получить наиболее дешевым и комплексным способом с помощью спутниковых технологий и современных систем связи.

Статистика аварий и крушений показывает, что в последнее время они в основном происходят на станциях. Это говорит о том, что уровень обеспечения безопасности движения технических средств на станциях пока явно недостаточен. Типовые устройства электрической централизации в процессе установки маршрутов движения по станции не учитывают в полной мере особенности работы по технико-распорядительному акту. Введение системы компьютерного набора маршрутов, особенно при использовании маневровой автоматической локомотивной сигнализации МАЛС, позволяет вводить ограничения на установку тех маршрутов движения, которые не защищены логикой работы электрической централизации.

Аналогичные условия повышения безопасности движения должны быть обеспечены при дополнительном ограничении установки маршрутов приема на станцию в зависимости от расположения объектов и необходимости их защиты на соседних путях. Сегодня эта задача уже решена. Установка логических приоритетов предусмотрена в составе программного обеспечения для АРМ дежурного по станции в устройствах РПЦ или МПЦ и реализуется при проектировании новых станций как один из элементов иерархической защиты систем безопасности.

Не менее важным вопросом при эксплуатации типовых средств СЖАТ является защита от несанкционированного проезда запрещающих сигналов. Имеющиеся технические средства, в том числе система САУТ, не в полной мере защищают от таких ситуаций, так как их информационная обеспеченность на боковых путях станций недостаточна. Кроме того, на практике отмечены неоднократные случаи несанкционированного отключения приборов безопасности машинистами.

Такая защита предусмотрена включением в контур управления локомотивом функции передачи и приема специальных команд от дежурного по станции по цифровому радиоканалу. Локомотивная система безопасности КЛУБ-У имеет жесткий алгоритм построения кривой допустимой скорости движения поезда до нулевого значения перед светофором с запрещающим сигналом. В этом случае никакие несанкционированные действия машиниста не могут привести к проезду запрещающего сигнала. Только при подаче специальной команды от дежурного по станции, которую приняло и дешифрировало устройство КЛУБ-У, будет разрешен режим трогания и въезд на станцию.

В результате проведенных научных исследований и технических разработок по комплексному решению проблемы повышения безопасности на станциях было принято решение о введении данного алгоритма при организации движения по приему и отправлению поездов со всех станционных путей. Это позволяет существенно повысить функциональную безопасность вновь внедряемых систем железнодорожной автоматики.

Результаты научных исследований и создания систем обеспечения безопасности движения, разработанных в ОАО «НИИАС», широко и успешно применяются на железных дорогах России, государств ближнего зарубежья и находят своих потенциальных потребителей на железных дорогах Индии, Китая и других государств.

© Евразия Вести XII 2008







XII 2008

Евразия Вести XII 2008

Безопасность перевозок: государственный подход

Совершенствовать существующую систему управления безопасностью

Надежность и гарантии в обеспечении безопасности движения

Повысить КПД взаимодействия и сотрудничества

Безопасность перевозок и страхование рисков с применением логистических технологий

Время прорывных технологий в безопасности движения

Безопасность - показатель устойчивости процессов

Залог успеха - выполнять каждую операцию на «отлично»!

Экономический аспект безопасности движения

Безопасность движения поездов: время системных решений

Обеспечение безопасности скоростного движения

Обеспечение безопасности движения в путевом хозяйстве

Электрификация и электроснабжение: на службе обеспечения безопасности функционирования техники

Совместными усилиями обеспечить требуемый уровень безопасности

Безопасность движения поездов

Экономика безопасности перевозок и приоритеты корпоративного управления «РЖД»

Безопасность транспортных сооружений при экстремальных сейсмических воздействиях

Оценка качества работы технических средств

Опыт и проблемные вопросы обеспечения безопасности движения в условиях реформы

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести