Диспетчерская централизация. Горочная автоматическая централизация

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине «Общий курс транспорта»

Тема: диспетчерская централизация. Горочная автоматическая централизация 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент:  

Проверил___________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Хабаровск 2010г.

Оглавление:

1. Диспетчерская централизация
2. Горочная автоматическая централизация
3. Задача
4. Используемая литература

Диспетчерская централизация

      Диспетчерская централизация – это комплекс устройств ж.д. автоматики и телемеханики, состоит из АБ на перегонах, ЭЦ стрелок и сигналов на станциях, системы ТУ – ТС и дающей возможность поездному диспетчеру задавать поездные и маневровые маршруты на раздельных пунктах диспетчерского участка из поста ДЦ.

     Устройства  ДЦ должны обеспечивать: управление из одного, пункта стрелками и сигналами ряда раздельных пунктов; контроль на аппарате управления положения и занятости стрелок, занятости перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок-участков, а также повторение показаний входных, маршрутных и выходных светофоров; возможность передачи станций на резервное управление стрелками и сигналами по приему и отправлению поездов, маневровой работе или передаче стрелок на местное управление для маневров; автоматическую запись графика исполненного движения поездов; выполнение требований, предъявляемых к электрической централизации и автоблокировке. Диспетчер управляет устройствами электрической централизации и принимает решения по организации движения поездов, в том числе в случаях возникновения конфликтных поездных ситуаций. Это способствует наилучшему использованию пропускной способности участка при полном обеспечении безопасности движения поездов.

     Диспетчерскую централизацию применяют на одно- и многопутных линиях дорог, включая пригородные участки с интенсивным движением поездов. Наиболее эффективна диспетчерская централизация на однопутных линиях, особенно если перегоны имеют двухпутные вставки, а раздельные пункты построены по продольной схеме, позволяющей осуществлять безостановочные скрещения поездов. В этом случае   при ДЦ участковая   скорость   движения поездов повышается на 15—25 %, а пропускная способность — на 35—40 %. Штат эксплуатационного персонала при этом на 100 км. железнодорожных линий сокращается на 60 человек. Срок окупаемости капиталовложений, затраченных на оборудование однопутного участка устройствами ДЦ, не превышает 5 лет.

  Первый  в СССР участок ДЦ Люберцы—Куровская протяженностью 65 км был введен в эксплуатацию в 1936 г. В системе ДЦ, разработанной в Гипротранссигналсвязи и получившей сокращенное название ДВК, использовались принципы построения аппаратуры ТУ-ТС временного кода одной из американских фирм. В дальнейшем система ДВК неоднократно модернизировалась (ДВК-2, ДВК-ЗА): была увеличена емкость системы, введено маршрутное управление стрелками, решен вопрос управления удаленными раздельными пунктами, расположенными на расстоянии 100 и более километров от поста ДЦ. Однако недостатки системы — малое быстродействие (передача одного сигнала ТУ или ТС продолжалась 5 с), недостаточная помехозащищенность, трудности эксплуатации релейно-контактной аппаратуры, требующей частой и тщательной регулировки, — устранить не удалось.

  Начиная с 1955 г. вместо системы ДВК на сети железных дорог стали применять разработанную во ВНИИЖТе полярно-частотную диспетчерскую централизацию (ПЧДЦ), в которой сигналы ТУ передавались полярными, а сигналы ТС — частотными импульсами. Эта система обладала более высоким быстродействием (сигнал ТУ передавался в течение 3 с, сигнал ТС — 1 с) и большей емкостью. Разработчики усовершенствовали индикацию на аппарате управления: от точечной индикации перешли к желобковой, стали использовать аппараты типа пульта-табло с набором маршрута нажатием двух кнопок. Наблюдения показали, что в связи с увеличением информации на табло ориентация диспетчера в поездном состоянии на участке улучшилась, но возросла его утомляемость за время дежурства. Поэтому стали применяться пульты-манипуляторы с выносным табло, была разработана схема переключения диспетчерского управления двумя кругами на один манипулятор, что позволило диспетчерам более рационально организовать свою работу на участке с сезонной или неравномерной работой. Диспетчерской централизацией системы ПЧДЦ оборудовали участки общей протяженностью около 4000 км.

     В дальнейшем в связи с расширением  области применения ДЦ, повсеместным переходом на электрическую тягу и удлинением диспетчерских участков возникла необходимость использования на протяженных линиях каналов тональной частоты высокочастотных систем передачи. Для этого была создана частотная аппаратура каналов ТУ и ТС. Сопряжение такой аппаратуры с физическими линейными цепями постоянного тока системы ПЧДЦ требовало сложных технических решений. Применение линейных цепей постоянного тока в магистральных кабельных линиях   СЦБ и связи при электротяге переменного тока требовало большого числа трансляционных усилительных пунктов, что снижало качество передаваемых сигналов ТУ. Это привело к необходимости использовать в физических линейных цепях ДЦ сигналы ТУ и ТС только переменного тока тональной частоты.

     Частотная диспетчерская централизация (ЧДЦ) была создана в 1961 г. В этой системе впервые кодирующая аппаратура ТС была выполнена на бесконтактных элементах (германиевых транзисторах и диодах), время передачи сигнала ТУ было сокращено до 1 с, а сигнала ТС — до 0,3 с, применено квитирование, т. е. посылка на передающий пункт извещения о приеме сигнала ТУ или ТС.

     Несмотря  на высокую надежность и достоверность  передачи сигналов, система ЧДЦ обладала недостатком, свойственным всем системам спорадического действия, — очередность передачи сигналов ТС с различных линейных пунктов обеспечивалась с помощью реле, контакты которых включались в линейную цепь. Это порождало помехи и задержки передачи сигналов ТС при их накоплении на линейных пунктах, система не могла применяться при их радиальном расположении.

     Широкое применение в ДЦ быстродействующей  полупроводниковой техники позволило вместо спорадического применять циклический способ передачи информации в канале ТС. При этом способе все линейные пункты независимо от того, произошли ли изменения или сохранились неизменными состояния их объектов, поочередно передают информацию на пост ДЦ.

     Система «Нева» с циклическим контролем  состояния объектов впервые была применена в 1967 г. на двухпутном пригородном участке Октябрьской дороги. Продолжительность цикла контроля около 1300 объектов в этой системе составляет 5 с, она работает в дуплексном режиме как при линейном подключении станций, так и при радиальной схеме. При этом возможно одно- и двустороннее управление, что значительно повышает надежность действия ДЦ.

     В этот же период в комплекс устройств  ДЦ внесли много нового. Устройства монтируют уже не в ячейках, а на стативах с законченным заводским монтажом. На постах ДЦ устанавливают испытательный пульт для контроля работы каналообразующей аппаратуры. Вся аппаратура, работающая в импульсном режиме, переведена на бесконтактные элементы, причем на центральном посту предусматривается 100 %-ный резерв каналообразующей аппаратуры, находящийся в готовности к действию. На промежуточных станциях применяют схему повторного перевода стрелок, при которой в случае неперевода стрелки остряки возвращаются в исходное положение и перевод стрелки повторяется до двух раз. Предусмотрена автоматическая установка маршрутов (АУМ) на промежуточных станциях для того, чтобы избежать задержки поездов в случае повреждения кодовой линии. При повреждении в зависимости от состояния перегонов, прилегающих к станции, участков приближения и приемо-отправочных путей маршрут устанавливается автоматически и движение поездов продолжается.

     Система «Нева» хорошо зарекомендовала себя, но тем не менее развитие полупроводниковой техники продолжалось, что давало возможность дальнейшего совершенствования системы. Кроме того, возникла необходимость расширения круга эксплуатационных задач, решаемых системой ДЦ.

     На  основе системы «Нева» была создана  система «Луч» и впервые применена в 1977—1978 гг. на одном из участков Белорусской дороги. Она позволяет управлять не только поездной, но и маневровой работой на промежуточных станциях, передавать ответственные команды, в частности, изменять направление движения на однопутном перегоне. Некоторые параметры системы, относящиеся главным образом к тракту передачи управляющей информации, существенно отличаются от параметров системы «Нева».

     Первыми системами станционной кодовой  централизации были релейные системы РВК (временного кода), РСК (схемного кода) и РПК (полярного кода). Обладая значительными недостатками (небольшая емкость и скорость передачи команд, ненадежная работа релейной аппаратуры и др.), эти системы не нашли широкого распространения. В 1961—1963 гг. во ВНИИЖТе была разработана бесконтактная система СКЦ. Большая емкость, высокое быстродействие, надежность бесконтактной аппаратуры позволили применять систему СКЦ вместе с устройствами маршрутно-релейной централизации на крупных станциях для управления удаленными районами, включающими в себя до 200 стрелок и сигналов. Эту систему применяют и на метрополитенах.

     Внедрение систем ДЦ и СКЦ, обеспечивающих необходимую  пропускную способность магистральных  железных дорог при высоком уровне безопасности движения, позволяет получить значительный технико-экономический эффект, имеющий народнохозяйственное значение. При их внедрении не только сокращается эксплуатационный штат, но снимается или намного отодвигается необходимость осуществления дорогостоящих мероприятий по повышению провозной способности железных дорог.

     Большой вклад в развитие отечественных  систем ДЦ и СКЦ внес авторский коллектив ВНИИЖТа под руководством Н. Ф. Пенкина и при активном участии С. Б. Карвацкого, И. М. Кутьина, В. Я- Соболева, Н. Г. Егоренкова, а также Н. В. Старостиной (Гипротранс-сигналсвязь) и П. Н. Жильцова (МПС).

     Технические средства телемеханических систем в  СССР находятся на уровне передовой зарубежной техники, а накопленный опыт широко используется во многих социалистических и развивающихся странах, и все же принципиально новые системы железнодорожной автоматики, создаваемые на базе микропроцессорной техники и ЭВМ, позволят поднять качество управления движением на сети железных дорог СССР на еще более высокую ступень.

     В управлении у поездных и маневровых диспетчеров находится ряд однотипных технологических подразделений, непосредственно управляющих объектами железнодорожного транспорта. Техническое оснащение диспетчерского управления наиболее развито пока только для основных задач поездных и станционных (маневровых) диспетчеров.

     Поездной  диспетчер руководит движением  поездов на участке (диспетчерский круг) железной дороги, содержащем ряд станций. Протяженность участка зависит от размеров движения и объема грузовой работы.

     Основными приемами диспетчерского регулирования  движения поездов являются: сокращение времени стоянок поездов; ускорение  хода поезда по перегонам относительно скорости, предусмотренной расписанием; изменение пунктов и порядка скрещения, обгона и технических стоянок поездов; использование неправильного пути на двухпутных линиях (параллельное движение в одну сторону по двум путям); отправление поездов вслед; пропуск сдвоенных поездов; первоочередной пропуск опаздывающих поездов или применение скоростного подталкивания; регулирование подхода поездов к станциям. Любые регулировочные задания диспетчера заблаговременно передаются дежурным по станциям и другим ответственным лицам для исполнения.

     Объем работы поездных диспетчеров велик  особенно по сбору и обработке  информации о состоянии участка (около 70 % рабочего времени), поэтому большое значение для улучшения организации движения имеют технические средства, облегчающие деятельность диспетчеров. Наиболее эффективны средства, составляющие устройства диспетчерской централизации, т. е. совокупность электрической централизации (ЭЦ) на станциях, автоблокировки (АБ) на перегонах между станциями и системы телемеханики, объединяющей территориально рассредоточенные объекты ЭЦ и АБ в единую систему управления. Если для диспетчера организуется только сбор информации о состоянии объектов на перегонах и станциях, то такую систему принято называть системой диспетчерского контроля. Если диспетчер имеет возможность не только контролировать, но и управлять объектами ЭЦ и АБ, речь идет о системе диспетчерской централизации.

     Для служебных переговоров со станциями, входящими в участок, поездному диспетчеру предоставляются специальные средства телефонной связи, охватывающие телефоны дежурных по станциям, операторов, дежурных по локомотивным депо, подменным пунктам, тяговым подстанциям, телефоны локомотивных диспетчеров и энергодиспетчеров. Кроме того,, поездной диспетчер имеет средства поездной радиосвязи, предназначенной для служебных переговоров с машинистами поездных локомотивов

     Маневровый  диспетчер на станциях имеет радиосвязь с машинистами маневровых локомотивов и телефонную связь с необходимыми технологическими подразделениями станции.

     Оперативным руководством движением поездов  в рамках отделения дороги занимается отдел движения, имеющий сменных старшего диспетчера, дежурных по отделению и поездных диспетчеров.

     Поэтому естественно стремление разместить поездных диспетчеров в одном месте. В этом случае каждый диспетчерский участок отображается самостоятельными средствами ДЦ, но в совокупности возникает отражение ситуации по всему отделению дороги.

     Для повышения эффективности диспетчерского управления постоянно стремятся к увеличению зоны действия одного диспетчера. С этой целью системы ДЦ совершенствовались в направлении увеличения информационной емкости и скорости передачи сообщений.

     Однако  обратной стороной расширения зоны управления становится перегрузка диспетчера нетворческой работой, снижающей его возможности по оптимизации управления. Отсюда другая постоянная тенденция в развитии систем ДЦ— автоматизация повторяющихся операций управления вплоть до создания автодиспетчера.

     Первые  советские установки, автоматически  устанавливающие маршруты в системах ДЦ, появились в 60-х годах. Были испытаны программно-задающие устройства, рассчитанные на автоматическую установку маршрутов по графику движения, оборудован опытный участок с системой «Автодиспетчер участковый», в которой на управляющую ЭВМ возлагались также задачи по выбору оптимального графика движения на основе оценки фактического состояния на участке.

     Позднее были проведены испытания системы  «Автодиспетчер станционный», предназначенной для оптимального управления работой крупной станции. Сразу отметим, что в целом эти системы себя не оправдали, и практическое распространение на отечественных железных дорогах получили лишь сравнительно простые системы автоматической установки маршрутов на промежуточных станциях.

     Основной  причиной низкой эффективности управления в системах «Автодиспетчер» является недостаточное информационное отражение объекта управления, т. е. управляющая ЭВМ поставлена в такие условия, когда программа управления выбирается по весьма неточному описанию состояния диспетчерского участка. Объясняется это прежде всего тем, что основным источником информации для регулирования движения в системах «Автодиспетчер» являются устройства электрической централизации и автоблокировки. Однако в силу своего назначения — контролировать условия безопасности — эти системы оперируют данными только о состоянии стрелок, светофоров и рельсовых цепей, т. е. стационарных путевых объектов. Для принятия правильного управляющего   решения организации движения диспетчером или ЭВМ данных в системе «Автодиспетчер» явно недостаточно.

     Действительно, чтобы принять решение об установке  того или иного маршрута предварительно необходимо оценить ситуацию на станции по многим составляющим технологического процесса. Поскольку конечной целью перевозочного процесса является целенаправленное перемещение подвижных единиц (поездов, вагонов, локомотивов), то для организации любого перемещения исходным является точное знание места, назначения и состояния каждой единицы, технологического состояния систем и подразделений, т. е. полное информационное описание объектов управления (моделирование).

     Отсюда  при диспетчерском управлении движением  на станции или участке в системе должны быть представлены следующие информационные модели: поездная, вагонная, локомотивная, технологического состояния станции и состояния путевых объектов (стрелок, светофоров и т. д.). На основе оценки ситуации по этим моделям может быть выбрано управляющее решение, конечно же, эффективнее, чем при использовании информации- только о состоянии путевых объектов.

     Таким образом, для автоматизации управления движением необходимы технические средства, отражающие состояние станции или участка по всем технологическим составляющим

     Исходя  из этого можно решать вопрос и  о том, какая система диспетчерского управления лучше— автоматическая или автоматизированная?

     Принципиальным  различием между ними следует  считать способ принятия управляющего решения в системе. В автоматической системе решение выбирает техническое устройство (ЭВМ и т. п.), а в автоматизированной эти функции выполняет человек. Разумеется, в автоматизированной системе и некоторые другие функции могут выполняться человеком, т. е. распределение обязанностей между человеком и техническими средствами может быть различным, но главное — как принимаются решения?

     Нетрудно  заметить, если на входе решающего  устройства состояние объекта управления представлено точно и эта ситуация является стандартной (предусмотренной), то в подобных условиях оперативнее будут приниматься решения техническим устройством. В тех же случаях, когда формализованное информационное описание состояния объекта управления в системе не является полным и для снятия неопределенности в ситуации требуется привлечение дополнительных данных из других источников, то управляющие решения, принимаемые человеком, оказываются лучше.

     В системах диспетчерского управления наиболее перспективно комбинированное управление, т. е. сочетание управляющей ЭВМ с диспетчером-оператором. В этом случае ЭВМ должна оперативно выполнять наиболее трудоемкую работу по оценке входной информации и выдавать оператору рекомендации (советы) по управлению, которые могут быть приняты или отвергнуты им с учетом известной ему дополнительной неформализованной информации.

     В стандартных ситуациях из режима совета ЭВМ легко может быть переведена в режим автоматического управления, однако предпочтительнее все же сохранять за оператором функции окончательного выбора управляющего решения, так как для обратного перехода от автоматического управления потребуется значительное время на восприятие оператором сложившейся ситуации в системе.

     Таким образом, введение средств автоматизации  диспетчерского управления объективно ведет к расширению зоны управления из одного пункта.

     В настоящее время на железных дорогах  СССР происходит создание единых центров диспетчерского управления движением в масштабах дорог. Поскольку в таких масштабах при современных технических средствах один диспетчер не в состоянии охватить ситуацию, то в центре работают несколько диспетчеров с взаимным контролем смежных зон на общих выносных табло и видеомониторах. В дальнейшем по мере совершенствования средств автоматизации повторяющихся функций зоны управления одним диспетчером будут расширяться еще больше.

     Следует отметить, что при ДЦ имеется возможность  управления объектами ЭЦ с трех уровней: диспетчером с центрального пульта; резервное с местного пульта ЭЦ; местное с маневровых колонок.

     Работа  с резервного пульта или местное  управление возможна только с разрешения диспетчера. Обычно на диспетчерском участке крупные станции постоянно сохраняются дежурными по станции на автономном управлении. Некоторые станции диспетчерского участка могут передаваться на местное управление на длительное время (сезон). Такое управление часто называют сезонным.

     На  станциях, передаваемых в отдельных  случаях с диспетчерского управления на местное, управление осуществляется начальником станции или составителями по разрешению диспетчера 
 

  Горочная  автоматическая централизация. 

     Горочная  автоматическая централизация ГАЦ  является важным звеном в комплексных системах автоматизации сортировочных горок. С помощью ГАЦ осуществляется автоматический перевод стрелок распределительной зоны для образования маршрутов следования каждому отцепу. На многих сортировочных горках централизуют все стрелки распределительной зоны, сигналы и замедлители, организуя управление ими из одного горочного поста. Для управления процессом роспуска состава перед горбом горки устанавливают горочный светофор с маршрутным указателем. Все стрелки оборудуют быстродействующими электроприводами СПГ-3, СПГБ-4, СПГБ-4М. На всех стрелках предусмотрена пневматическая обдувка, а в электроприводах — электрообогрев. В пределах распределительной зоны с централизованными стрелками пути оборудуют стрелочными и межстрелочными рельсовыми цепями длиной в среднем 12,5 м каждая.

     С помощью рельсовых цепей оборудуют  зону слежения за движением отцепов на подгорочном пути и реализуют трансляцию маршрутных заданий для этих отцепов. В современных разработках рельсовые цепи спускной части горки, а также рельсовые цепи на стрелочных участках заменяются различными точечными путевыми датчиками.

     Применяют нормально разомкнутые рельсовые  цепи с питанием переменным током частотой 25 и 50 Гц и во многих случаях дополняют устройствами контроля потери шунта в виде индуктивных датчиков, включая магнитные педали (ПБМ-56, ДМ 88) с блоками ЗС-75, фотоэлектрическими устройствами (сняты с производства), а также радиотехническими датчиками РТД-С.

     Особенностью  ГАЦ является то, что стрелки не замыкаются в маршрутах; открытый горочный светофор разрешает роспуск, но не указывает на положение, свободность и замыкание стрелок в маршруте, так как невозможно одновременно перевести все стрелки в маршруте скатывания одного отцепа из-за занятости последующих секций предыдущими отцепами. В схеме управления централизованной стрелкой предусмотрен автоматический возврат стрелки в исходное положение, если за установленное время она не перевелась в другое положение.

     Управление  стрелками, светофорами, горочными  замедлителями ведется из одного горочного поста (ГП), где установлены горочный пульт и аппаратура управления. Пост размещается как правило у второй тормозной позиции на расстоянии 40—50 м от крайнего сортировочного пути.

     В настоящее время на ряде горок  еще эксплуатируется блочная горочная автоматическая централизация (БГАЦ) и системы ГАЦ с контролем роспуска — ГАЦ-КР. Однако эти системы сняты с производства как морально и физически устаревшие. На смену им приходят микропроцессорные системы  ГАЦ — ГАЦ МН.

     Несмотря  на это, ряд основных функций системы  ГАЦ-КР сохранился и в современных микропроцессорных системах. Поскольку анализ схемотехнической реализации процессорных систем достаточно сложен и не вполне нагляден, рассмотрим реализацию основных функциональных и алгоритмических задач систем ГАЦ на примере системы ГАЦ-КР.

     Система ГАЦ-КР, как и другие системы ГАЦ, предназначена для автоматической реализации программы роспуска составов с горки и достоверного контроля ее исполнения с выдачей результатов контроля оператору. На ее алгоритмической основе построены микропроцессорные системы ГАЦ.

     Главная особенность системы ГАЦ-КР заключается  в том, что она обеспечивает: комплексный контроль головной зоны горки, включающий контроль свободности нормированного участка и прохождения длиннобазных вагонов; хранение информации в запоминающем устройстве о номере отцепа, фактическом количестве вагонов в нем и заданном маршруте; выдачу всей информации на пульте управления и пульте электромеханика.

     Система выполнена на реле типа РКН, ряд узлов  смонтирован на интегральных микросхемах серии К155.

    Основным режимом работы системы является автоматический (А), при котором вся требуемая информация об отцепах состава поступает на горочный пост из горочного программно-задающего устройства (ГПЗУ-В). Также предусмотрен режим программный (П), при котором маршруты на весь состав или его часть предварительно набирают маршрутными кнопками на пульте управления. Количество маршрутов, которые можно заранее запрограммировать, определяется числом блоков накопителя, но не менее чем для пяти отцепов. Есть маршрутный режим (М), при котором проделываются те же операции, но только для каждого отцепа отдельно при подходе его к рельсовой цепи секции головной стрелки. В ручном режиме (Р) используется индивидуальное управление стрелками поворотом стрелочного коммутатора на пульте управления.

     Выбор режимов осуществляется нажатием кнопок А, П, М на пульте управления (ПУ) или на пульте электромеханика (ПЭ).

     В автоматическом режиме А задания  роспуска поступают от ГПЗУ-В через устройство сопряжения УСП в восьмую ступень накопителя заданий (НГ), а после прохождения по остальным ступеням накопителя в регистратор задания (РЗ).

     В режимах М и П задания роспуска поступают в систему с пульта управления (ПУ) через формирователь заданий (ФЗ). Затем они подаются в накопитель НГ и в блок РЗ в режиме П, а в режиме М, минуя накопитель НГ, сразу в блок РЗ.

     С пульта управления оператор может откорректировать задание в блоке РЗ, а также передать управление на пульт электромеханика (ПЭ) для выполнения профилактических работ.

     Одновременно  блок УСП выдает команды на сдвиг  информации в накопителе НГ блока РЗ и разрешает поиск свободной ячейки запоминающего устройства (ЗУ) для записи в нее маршрутного задания следующего отцепа.

     Информация, записанная в ячейку ЗУ, сохраняется  в памяти на время следования отцепа по маршруту. В тех случаях, когда фактическое число вагонов в отцепе меньше заданного (неправильный расцеп), в ЗУ записывается не заданное, а фактическое число вагонов в отделившейся части отцепа. Для недостающей части вагонов отыскивается свободная ячейка ЗУ и в нее повторно записывается номер и маршрутное задание отделившейся части отцепа. Обе части будут двигаться на подгорочный путь по одному и тому же маршруту.