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

Комплексная система автоматизации управления сортировочным процессом и горочных технических средств

Директор Ростовского филиала – заместитель генерального директора АО «НИИАС», д.т.н. профессор Александр Николаевич Шабельников свое выступление на форуме «ТрансЖАТ-2018» посвятил вопросам совершенствования комплексной системы автоматизации управления сортировочным процессом и горочных технических средств, в рамках реализации проекта «Цифровая сортировочная станция».

Комплексная система автоматизации управления сортировочным процессом и горочных технических средств
Архитектура цифровой железной дороги
Цифровая сортировочная станция. Структурная схема
Изменение среднего количества перерабатываемых вагонов в сутки на сортировочных станциях после внедрения КСАУ СП
Быстродействующая управляющая аппаратура вагонных замедлителей с электронным регулятором давления
Точечные домкратовидные замедлители. Размещение в шпальном ящике
Комплексная система автоматизации управления компрессорной станцией (КСАУКС)
Заграждающие устройства. Подконтрольная эксплуатация на ст. Елец ЮВЖД
Устройства закрепления составов. Опытная эксплуатация на ст. Лужская Октябрьской ж.д.
Система для контроля загрязнений и очистки колес вагонов перед роспуском составов на сортировочной горке. Колесо с нанесенной смазкой на ободе
Как известно, эффективное функционирование железнодорожного транспорта Российской Феде­рации играет исключительную роль в создании условий для модернизации, перехода на инновационный путь развития и устойчивого роста национальной экономики, способствует созданию условий для обеспечения лидерства России в мировой экономической системе.

В соответствии со «Страте­гией развития железнодорожного транспорта Россий­ской Федера­ции до 2035 года» к 2035 году по сравнению с 2017 годом планируется увеличить грузооборот не менее чем на 55%, при этом скорость доставки груза должна возрасти не менее чем на 10%. Для реализации этой задачи необходимо системно и комплексно выявлять и использовать резервы сокращения сроков доставки грузов, целенаправленно внедрять эффективные и инновационные технологии в перевозочный процесс, и в частности, в процесс расформирования/формирования поездов на сортировочных станциях.

Проект «Цифровая сортировочная станция» инициируется в целях выполнения мероприятий утвержденной ОАО «РЖД» Кон­цепции реализации комплексного научно-технического проекта «Цифровая железная дорога», являющейся составной частью комплекса мероприятий по реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации», для повышения конкурентоспособности и эффективности деятельности ОАО «РЖД» за счет применения прорывных информационных технологий.

Реализация проекта «Цифро­вая сортировочная станция» направлена на решение задачи повышения эффективности работы сортировочных станций для обеспечения достижения стратегических показателей развития ОАО «РЖД», сокращения эксплуатационных расходов, перехода на малолюдные технологии работы с одновременным повышением безопасности технологических процессов. Данный проект реализуется в рамках инвестиционной программы «Цифровой сортировочный комплекс», утвержденной «Актуализированной схемой размещения и Программой развития сортировочных станций, с учетом развития вспомогательных станций».

Схема размещения и Программа развития предусматривают осуществление комплексного подхода к развитию станций (от строительства и удлинения путей до комплексной автоматизации сортировочного процесса) на основе определения первоочередных объектов с обеспечением повышения пропускной и перерабатывающей способности на перспективные потоки. Особое внимание обращается на необходимость концентрации сортировочной работы на крупных сортировочных станциях сетевого и регионального значения, на которых должны быть обеспечены высокопроизводительная переработка вагонов и выполнение жестких нормативов простоя вагонов. В соответствии с инвестиционной программой запланирована реализация мероприятий на 26 станциях.

Цифровая сортировочная станция – это комплекс взаимосвязанных технических средств и устройств, обеспечивающих расчет и выполнение технологических операций обработки вагонов и поездов с минимальным участием человека.

Цифровая станция обеспечит комплексную автоматизацию и контроль технологических операций работы в реальном времени на основе интеграции систем низовой автоматики и систем информационно-планирующего уровня, максимального исключения ручного ввода информации.

В рамках реализации проекта будет обеспечено обобщение исходной информации от всех действующих на станции систем автоматизации и централизации, вагонов, локомотивов, устройств инфраструктуры, устранение избыточности информации и формирование в реальном времени вагонной, локомотивной и поездной моделей на основе данных «от колеса».

Информационно-планирующий уровень работы станции представлен системами верхнего уровня (АСОУП, ГИД УРАЛ) и АСУ СТ. При невозможности автоматической фиксации выполнения той или иной технологической операции, ее фиксация должна выполняться посредством мобильных рабочих мест, обеспечивающих мгновенное поступление информации о данной технологической операции в цифровую модель.

Основными факторами повышения эффективности функционирования цифровой станции, являются:

– повышение пропускной способности за счет ускорения производства работ с вагонами и сокращения межоперационных затрат;

– повышение качества текущего планирования работы с поездами на участках и на этой основе повышение эффективности работы целого направления (полигона);

– сокращение эксплуатационных расходов, в частности – уменьшение парка маневровых локомотивов, переход на электронный документооборот, оптимизация штата станционных работников, сокращение затрат на ремонт и замену оборудования.

Для реализации задачи ведения вагонной модели по всем паркам с получением информации «от колеса» в рамках проекта «Цифровая сортировочная станция» специалистами АО «НИИАС» разработана «Система контроля и подготовки информации о перемещениях вагонов и локомотивов на станции в реальном времени».

В прошлом году институтом впервые в отечественной практике была решена задача управления маневровым локомотивом без участия машиниста на сортировочной станции Челябинск-Главный. На обеих сортировочных горках выполнена увязка системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС) с комплексной системой автоматизации управления сортировочными процессами (КСАУ СП). В рамках взаимодействия систем реализована возможность автоматического задания скорости роспуска в зависимости от параметров скатывающихся отцепов и от ситуации, складывающейся на спускной части горки, с реализацией заданной скорости локомотивом в автоматическом режиме. В 2017 году на сетевой школе в Челябинске эта инновация была представлена генеральному директору ОАО «РЖД» Олегу Валентиновичу Белозёрову и получила его поддержку и одобрение.

Для обеспечения перехода к малолюдным технологиям в процессе технического и коммерческого осмотра подвижного состава и включения в повагонную модель станции прибывающих составов, институтом разработан «Интег­рированный пост автоматизированного приема и диагностики подвижного состава на сортировочных станциях» (ППСС). Который позволяет максимально автоматизировать технический и коммерческий осмотр, организовать сплошной контроль и выявление неисправных вагонов, повысить производительность труда причастных работников с последующей оптимизацией штатного расписания. В августе т.г. ППСС введен в постоянную эксплуатацию на станции Батайск.

В целом, на текущую дату автоматизировано в различных вариантах исполнения и, соответственно, с различными функциональными возможностями 32 сортировочных горки ОАО «РЖД», из них 2/3 оборудованы инновационной комплексной системой автоматизации управления сортировочными процессами (КСАУ СП), разработки АО «НИИАС», и обладающей широким набором функциональных возможностей, не имеющих аналогов среди отечественных систем.

КСАУ СП применяется на механизированных сортировочных горках любой мощности, обеспечивает автоматизированное управление технологическим процессом расформирования составов, является модульной и состоит из подсистем управления надвигом и роспуском составов, маршрутами движения, скоростью скатывания отцепов, автоматизации компрессорных станций, а также диагностических подсистем. Модульность позволяет определить оптимальный вариант для конкретной сортировочной горки на стадии проектирования, а также проводить реконструкцию горок поэтапно с возможностью наращивания функциональности системы.

КСАУ СП сегодня является единственной в России сертифицированной, серийно внедряемой системой автоматизации процесса роспуска составов на сортировочных горках.

В настоящее время система КСАУ СП внедрена на 20 сортировочных горках сети железных дорог России различной конфигурации и перерабатывающей способности, включая горки с параллельным роспуском, оборудованных различными типами напольного оборудования и расположенных в различных климатических зонах.

При этом, анализ показателей работы автоматизированных сортировочных станций за предыдущие годы позволяет констатировать следующие факты: среднее количество перерабатываемых ежесуточно вагонов увеличилось от 20% на станции Московка Западно-Сибирской железной дороги до 113% на станции Красноярск – Красноярской железной дороги. Кроме того, все автоматизированные станции имеют еще и дополнительный резерв перерабатывающей способности.

Эти данные говорят о том, что система КСАУ СП обеспечивает значительное повышение перерабатывающей способности горок и позволяет принимать возрастающие объемы переработки вагонов на сортировочных станциях любой мощности.

Если говорить об отличиях работы сортировочных станций в России и за рубежом, особенно в части технологии, путевого развития, объемах переработки вагонов и времени простоя транзитных вагонов с переработкой, то, например, на сортировочных станциях I категории в США средний простой вагонов с переработкой составляет более 20 часов, на Российских железных дорогах простой вагонов с переработкой на решающих сортировочных станциях составляет 9–10 часов.

Вагонооборот на крупнейшей сортировочной станции Бэйли Ярд (Bailey Yard) (штат Небраска) составляет около 14 000 вагонов в сутки. На ее территории находится две разнонаправленные горки («четная» и «нечетная» – 65 и 49 путей соответственно) перерабатывающих около 3 600 вагонов в сутки.

Для сравнения – российская сортировочная станция Инская, имеющая также 2 разнонаправленные горки (24 и 36 путей), оборудованных системой КСАУ СП, перерабатывает около 9000 вагонов в сутки, а вагонооборот на станции достигает 23 000 вагонов в сутки – в 1,5 раза больше чем на станции Бэйли Ярд.

По такому показателю, как «Количество вагонов, снимаемых с одного пути сортировочного парка», четная сортировочная горка станции Инская не имеет себе равных ни в России, ни за рубежом. При наличии всего 24 путей в сортировочном парке, четная горка по факту разбирает более 4000 вагонов в сутки, а съем вагонов с одного пути достигает 170 вагонов в сутки или около 3 готовых поездов на одном пути ежесуточно. Для сравнения, на сортировочных станциях США и Западной Европы за сутки на одном пути сортировочного парка накапливается не более 60 вагонов за счет большого числа путей (от 32 до 80) и невысокого ежесуточного вагонопотока с переработкой.

Одним из преимуществ КСАУ СП является отсутствие необходимости путевого переустройства сортировочной горки, изменения плана и профиля спускной части и путей сортировочного парка при внедрении системы, тогда как при строительстве зарубежных систем требуется, как правило, увеличение высоты горба, применение специального профиля на спускной части горки и корректировка профиля сортировочных путей.

КСАУ СП имеет интерфейсы для связи со всеми разработанными и перспективными системами цифровой сортировочной станции.

В системе реализованы инновационные адаптивные алгоритмы управления различными типами вагонных замедлителей и управляющей аппаратуры, реализующей до 16 ступеней управления, что позволило достигнуть практически 100% точности работы в автоматическом режиме замедлителей с длинной шиной и электронной аппаратурой, а также получить значительную экономию сжатого воздуха и расхода электроэнергии.

На примере сортировочной горки ст. Орехово-Зуево, удельный расход электроэнергии на один вагон при использовании инновационных алгоритмов управления вагонными замедлителями снизился на 27 %.

Для возможности реализации данной инновации институтом совместно с изготовителями разработаны и поставлены на серийное производство инновационные электронные блоки управления аппаратурой вагонных замедлителей, которые имеют автоматическую настройку на различные типы замедлителей, систему удаленного мониторинга, предотказной диагностики, фиксации отказов и оповещения.

Кроме этого, институтом разработаны алгоритмы расчета скорости, обеспечивающие учет продольного профиля путей, физических параметров отцепов, а также климатического воздействия окружающей среды для обеспечения необходимого накопления вагонов на путях сортировочного парка.

Постоянный анализ движения отцепов по путям сортировочного парка позволяет оценивать характеристики продольного профиля и, в перспективе, обеспечить автоматическую фиксацию выхода состояния продольного профиля за допустимые значения. Этот механизм необходим для обеспечения безопасности процесса роспуска составов с учетом состояния инфраструктуры.

Одним из ключевых преимуществ работы системы является возможность автоматического роспуска под управлением КСАУ СП с одним оператором. Такая технология успешно используется на сортировочных горках станций Крас­ноярск-Восточный Красноярской железной дороги, Тайшет и Иркутск-четный Восточно-Сибир­ской железной дороги.

Для обеспечения оптимального режима контроля и управления роспуском и маневровыми передвижениями на горке, институтом разрабатывается микропроцессорный интерактивный пульт дежурного по сортировочной горке. При внедрении такого пульта полностью будет исключена возможность оставления стрелок и замедлителей в неавтоматизированном режиме на начало роспуска.

В рамках внедрения безбумажных технологий и для исключения ошибок в работе оперативного персонала разработана и внедрена технология использования планшетных компьютеров вместо бумажных сортировочных листков. Также, в целях перехода на безбумажные технологии – для исключения необходимости использования бумажного сортировочного листка расцепщиком на горбе горки, разработаны информационное табло и мобильный АРМ для расцепщика.

Для обеспечения возможности роспуска с сортировочной горки вагонов с грузами второго класса опасности, в настоящий момент запрещенных к роспуску, институтом, совместно с РУТ (МИИТ), ведется разработка технологии роспуска вагонов с опасными грузами. Следует отметить, что при внедрении предлагаемой технологии исключается возможность ручного вмешательства и риск нагонных ситуаций при роспуске данной категории грузов.

Для гарантированного снижения скорости вагонов с опасными грузами с учетом вероятности низкого тормозного эффекта и замазученных колесных пар, специалистами института разработана методика использования дополнительных тормозных средств, взаимодействующих с поверхностью катания колеса вагона (домкратовидных замедлителей).

Для снижения риска нарушения безопасности при превышении скорости надвига составов на сортировочных станциях, не оборудованных устройствами маневровой автоматической сигнализации (МАЛС), с ручным режимом управления скоростью надвига и роспуска составов, специалистами АО «НИИАС» разработан модуль автоматического управления горочным светофором.

Для обеспечения защиты от перевода стрелки под подвижным составом и исключения применения рельсовых цепей на горке, требующих трудоемкого обслуживания, институтом разработана и введена в постоянную эксплуатацию на станции Красноярск-Восточный система логической защиты горочных стрелок от перевода под подвижным составом (ЛЗС), которая может применяться как автономный комплекс, так и в увязке с КСАУ СП. При этом исключаются риски возникновения отказов устройств РТД-С, ИПД и рельсовых цепей.

В условиях большого количества обслуживаемых устройств на автоматизированной сортировочной горке актуальным является вопрос перехода на обслуживание устройств «по состоянию». Универсальными инструментами в составе КСАУ СП для обеспечения возможности обслуживания устройств «по состоянию» являются метрологически аттестованный контрольно-диагностический комплекс КДК СУ ГАЦ и подсистема поддержки принятия решений СППР. Единичные сбои и отказы датчиков счета осей и скоростемеров своевременно автоматически диагностируются средствами КДК СУ ГАЦ и парируются за счет реконфигурации алгоритмов работы на внутрисистемном уровне. Отклонения в работе стрелочных приводов также диагностируются системой в рамках предотказной диагностики до наступления отказа.

Подобного аналитического инструмента, который реализован в СППР КДК СУ, нет в составе ни одной из отечественной или зарубежных систем. Подсистема позволяет оперативно (за 2–3 сек вне зависимости от объема запрашиваемых данных) получать информацию как о работе сортировочной горки в целом, так и о работе конкретного оперативного персонала – в привязке к показателям работы горки.

В составе КСАУ СП для автоматизации процесса производства и обеспечения сортировочной станции сжатым воздухом функционирует комплексная система автоматизации управления компрессорной станцией (КСАУКС). Она также может использоваться и как отдельная система в увязке с различными типами компрессорного оборудования. В настоящее время КСАУКС внедрена на 10 сортировочных горках.

В дополнение отличительных характеристик системы КСАУ СП, хотелось бы отметить, что система, в апреле 2018 года включена в Единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных и имеет порядка 20 различных патентов. Кроме того, система КСАУ СП награждена золотыми и серебряной медалями на международных выставках: 67-й профессиональной промышленной выставке новых технологий и инноваций INNOVA VALENCIA 2018, 22-м Московском международном Са­лоне изобретений и инновационных технологий «Архимед», 46-м салоне изобретений, новой техники и продукции – INVENTIONS 2018 (в Женеве).

Совокупный эффект при внедрении вышеуказанных инноваций и системы КСАУ СП, в целом, для ОАО «РЖД» состоит:

– в повышении производительности труда, сокращении оперативного персонала;

– в повышении безопасности процесса роспуска и ликвидации травмоопасного труда регулировщиков скорости;

– в сокращении эксплуатационных расходов, связанных с маневровой работой;

– расходов на электроэнергию и увеличении ресурса работы компрессорного оборудования;

– расходов, связанных с повреждением вагонов и грузов, включая устранение ползунов.

Для повышения безопасности работы сортировочных горок, в процессе внедрения на различных объектах система КСАУ СП модернизируется, расширяются ее функциональные возможности.

Для автоматизации сортировочных станций с горками малой мощности, а также замены блочных БГАЦ или ГАЦ-КР нашим коллективом разработан ряд инновационных технических решений.

В частности, для автоматизации горок малой мощности предлагается использовать технологию автоматизированного роспуска и накопления вагонов на сортировочных путях без использования замедлителей парковой тормозной позиции, тем самым сократив количество напольного оборудования и уменьшив трудоемкость обслуживания.

Для замены устаревших блочных БГАЦ и ГАЦ КР институтом разработана микроконтроллерная система горочной автоматической централизации МК ГАЦ.

МК ГАЦ предназначена для управления стрелками при роспуске составов на сортировочных горках и имеет возможность расширения функций до полнофункциональной комплексной автоматизированной системы управления роспуском составов, в том числе с обеспечением возможности параллельного роспуска.

Сравнительный анализ функциональных возможностей показывает, что КСАУ СП ни в чем не уступает, а по некоторым функциям превосходит возможности систем зарубежного производства, при этом стоимость внедрения и жизненного цикла отечественной системы ниже стоимости аналогичных зарубежных систем в 3–4 раза.

Модульность, многофункциональность, адаптивность, наилучшее соотношение цена/качества системы КСАУ СП позволили АО «НИИАС» победить в конкурсе Акционерного Общества «Улан-Баторская железная дорога» для выполнения мероприятий «Прог­раммы технической модернизации АО «УБЖД», предусматривающей строительство сортировочной горки станции Замын Ууд и оснащение ее устройствами горочной централизации и устройствами, обеспечивающими механизацию и автоматизацию.

За последние несколько лет отечественными заводами по рекомендациям Координационного Совета по технической политике в области механизации и автоматизации технологических процессов на сортировочных станциях ОАО «РЖД» разработана полная линейка напольного и постового оборудования для обеспечения автоматизации сортировочных процессов: датчики фиксации прохождения осей, весомеры, скоростемеры, аппаратура контроля заполнения путей сортировочных парков, радиотехнические и индуктивно-проводные датчики свободности стрелочных участков, горочные пульты и постовая аппаратура, балочные вагонные замедлители и заграждающие устройства с дистанционным управлением.

Отмечу только одну из последних инноваций ЗАО Концерна «Трансмаш».

В Концерне было разработано инновационное напольное оборудование для автоматизации заграждения и закрепления составов, недопущения нарушения безопасности из-за возможного выхода составов за полезную длину путей при формировании в сортировочном парке, прошло опытную и находится в подконтрольной эксплуатации на станции Елец балочное заграждающее устройство с дистанционным управлением БЗУ-ДУ-СП2К.

Для автоматизации закрепления составов в горизонтальных парках АО «НИИАС» разработана и запатентована система закрепления составов с использованием домкратовидных устройств закрепления. В настоящий момент система проходит этап опытной эксплуатации на станции Лужская.

Следует отметить, что в связи с поступлением на сеть дорог инновационных вагонов с кассетными подшипниками буксового узла типа «barber» требуется срочная переработка нормативной документации по проектированию сортировочных устройств колеи 1520 мм. Инновационные вагоны имеют меньшее сопротивление трению качения по сравнению с заложенными значениями самых лучших бегунов, согласно действующих правил и норм проектирования. Данная ситуация приводит к повышению вероятности нарушения безопасности при роспуске инновационных вагонов с горки.

Также, в связи с прохождением через сортировочные горки определенного количества вагонов с замазученными колесными парами, требуется разработка решений по их автоматической идентификации и роспуске с пониженными скоростями, а в перспективе – по механизированной очистке боковых поверхностей колесных пар.

В соответствии с расчетами, проведенными АО «ИЭРТ», совокупный экономический эффект для ОАО «РЖД» от внедрения в эксплуатацию объектов по инвестиционной программе «Цифровой сортировочный комплекс» составит около 100 млрд рублей за 20 лет.

Хочу подчеркнуть, что АО «НИИАС» имеет более чем 30-летний опыт разработки и внедрения автоматизированных систем управления сложными технологическими процессами на сортировочных станциях. Спло­ченный коллектив ученых и специалистов, а также необходимые компетенции для решения задач совершенствования и внедрения новейших систем механизации и автоматизации сортировочных процессов в рамках реализации проекта «Цифровая сортировочная станция».

© Евразия Вести XII 2018



XII 2018

Евразия Вести XII 2018

Конкурентные приоритеты хозяйства автоматики и телемеханики

Эффективность и совершенствование инфраструктурного комплекса

Применение цифровых технологий как средство повышения эффективности компаний

Ученые РГУПС на передовых рубежах железных дорог России и за рубежом

Журналу «Автоматика, связь, информатика» – 95 лет

Создание лаборатории «Виртуальная железная дорога» - веление времени

Развитие систем диспетчерского управления движением поездов

Развитие цифровых систем управления и обеспечения безопасности движения поездов

Инновационное оборудование для сортировочных станций

ОАО «ЭЛТЕЗА» - генеральный партнер ТрансЖАТ-2018

«Бомбардье Транспортейшн (Сигнал)» - создаем цифровое будущее железных дорог!

Создание новых систем на основе цифровых технологий

Цифровые технологии в хозяйстве ЖАТ

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2019 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести