Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Теоретическая часть
• 2.Анализ работы станции Караганда-Сортировочная
• 2.1 Технико-эксплуатационные показатели станции
• 3. Совершенствование эксплуатационной работы за счет внедрения системы ГАЦ МН
• 3.1 Горочная автоматизированная централизация
• 3.2 Система микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН)
• 3.3 Контроллер вершины горки КВГ
• 3.4 Комплексирование защиты стрелок от несанкционированного перевода
• 3.5 Фотоэлектрические датчики
• 3.6 Показатели работы горки
• 3.6.1 Технология работы сортировочной станции
• 3.6.2 Показатели работы сортировочной горки
• 4. Расчет экономической эффективности
• 4.1 Показатели экономической эффективности внедрения новой техники
• 4.2 Расчет экономической эффективности внедряемой системы ГАЦ-МН
• 5. Охрана труда
• 5.1 Анализ условий труда на станций
• 5.2 Мероприятие на улучшение условий труда
• 5.3 Требования к освещению помещений и рабочих мест
• 5.4 Требования к помещениям для эксплуатации ПЭВМ
• 5.5 Расчет освещения рабочего места
• 5.6 Меры пожарной безопасности
• 6. Промышленная экология
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Железнодорожный транспорт обеспечивает перемещение народнохозяйственных грузов и перевозки многомиллионного населения страны. В отличии от других видов транспорта перевозки пассажиров и грузов на железных дорогах совершаются в любое время года и суток независимо от климатических и погодных условий. Обладая наибольшей провозной способностью он оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и обеспечивает экономические связи областей и районов Республики Казахстан. Для своевременного качественного и полного удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышения экономической эффективности его работы необходимо обеспечить согласованное развитие единой транспортной системы страны, ее взаимодействие с другими отраслями народного хозяйства, совершенствовать координацию работы всех видов транспорта, устранять не рациональные перевозки, сокращать сроки доставки грузов и обеспечивать их сохранность.

Сортировочные станции предназначены для массового расформирования и формирования поездов.

К их функциям относятся:

пропуск транзитного вагонопотока, поступающего в поездах без переработки;

пропуск транзитного поездопотока с частичной переработкой (изменением массы, длины поездов, заменой групп вагонов групповых поездов);

пропуск транзитного перерабатываемого вагонопотока;

переработка местного вагонопотока, поступающего после расформирования поездов на специальные пути для местных вагонов.

Для всех четырех видов пропускаемого через сортировочные станции поездопотока по прибытию поездов осуществляется контроль технического и коммерческого состояния прибывающих вагонов, их ремонт и далее повторный контроль этого состояния накануне отправления в рейс с гарантией того, что вагоны пройдут вагонное плечо без отцепки. Поэтому на сортировочных станциях сосредоточены крупная ремонтная база вагонов - вагонное депо, а также пункты их технического обслуживания в парках станции. Здесь сосредотачивается также крупная ремонтная база локомотивов - основные и оборотные депо, ПТО локомотивов и устройства экипировки.

Задача техника - эксплуатационника - выявление и использование в своей практической деятельности резервов железнодорожного транспорта, дальнейшее совершенствование технологий эксплуатационной работы, изучение и распространение на всех участках передовых методов труда. Работа техника - эксплуатационника почетна и ответственна, она требует глубокого знания всех отраслей железнодорожного хозяйства, инициативы и высокого сознания долга перед Республикой Казахстан и его народом. В этой связи и в соответствии с выданным кафедрой заданием выполнена дипломная работа на вопросы разработки технологического процесса станции Караганда, которая является наиболее актуальна на современном этапе, позволяющей повысить эффективность перевозок в центральных, и наиболее грузонапряженных участках железных дорог республики.

Цель данной дипломной работы - совершенствование сортировочной работы станции Караганда путем внедрения новой горочной автоматизированной централизации.

Объект работы - станция Караганда

Задачи, необходимые для достижения поставленной цели:

проанализировать технико-эксплуатационную характеристику работы станции;

рассчитать технологию и оптимальную мощность устройств элементов станции по заданным размерам работы;

станция сортировочная централизация горочная

рассчитать экономическую эффективность внедряемой системы ГАЦ-МН

1. Теоретическая часть

Для централизованного управления стрелками распределительной зоны подгорочного парка при роспуске составов с горки пользуются горочной электрической централизацией (ГАЦ). Распределение вагонов по путям подгорочного парка, сопровождаемое переводом стрелок, происходит во время движения отцепов по спускной части горки.

В горочной централизации стрелки в маршрутах не запираются, чем обеспечивается быстрое управление стрелками, необходимое при сортировке вагонов. Автоматическая горочная централизация позволяет переводить стрелки самими устройствами в соответствии с заранее заданным маршрутом следования отцепа. Маршруты задаются оператором поочередным в порядке следования отцепов нажатием соответствующих маршрутных кнопок или считыванием с перфоленты или карты и фиксируются устройствами, которые могут работать при автоматическом переводе стрелок в маршрутном или программном режиме. При работе в маршрутном режиме оператор задает маршрут каждому отцепу нажатием соответствующей его маршруту кнопки в момент прохода им головы горки. При программном режиме оператор нажатием маршрутных кнопок предварительно набирает определенное число маршрутов, которые затем автоматически исполняются переводом стрелок впереди каждого отцепа по мере его движения при скатывании. На крупных станциях поезда расформировывают и формируют на сортировочных горках. Состав надвигают на горку, откуда отдельные вагоны или группы вагонов (отцепы) скатываются на подгорочные пути, специализированные по назначениям вагонов. Управление централизованными стрелками, сигналами и замедлителями для торможения вагонов ведуг с одного горочного поста

Для расформирования составов и повышения перерабатывающей способности сортировочные горки оснащены комплексом автоматически устройств, в состав которых входит горочная автоматическая централизация (ГАЦ), обеспечивающая автоматический перевод стрелок для каждого отцепа, скатывающегося с горки по заданному маршруту на подгорочный путь. Устройства ГАЦ состоят из стрелочных электроприводов, электрических рельсовых цепей и другого оборудования.

Система ГАЦ может работать в двух режимах:

программном автоматическом, при котором до роспуска состава с горки с помощью накопителя производится предварительный набор маршрутов на все отцепы состава поезда. Корректировка или добор маршрутов возможны в процессе роспуска состава. Маршруты набирает оператор нажатием соответствующих кнопок на горочном пульте или они передаются из вычислительного центра. Эти приказы воспринимает наборная группа блоков и накопитель, откуда передаются в стрелочные блоки для исполнения. Стрелки, входящие в данный маршрут, переводятся последовательно по мере воздействия скатывающихся отцепов на рельсовые цепи, педали и другую аппаратуру На ряде сортировочных горок набор программы роспуска составов, в которой устанавливается на какой подгорочный путь должен следовать каждый очередной отцеп, производится по натурному листу поезда с помощью дисплея. Набранная программа высвечивается на экране, что лозволя-ет оператору контролировать правильность набора и при необходимости корректировать программу. В процессе роспуска команды на установку стрелочного маршрута для каждого отцепа с дисплея вводятся в ГДЦ для исполнения,

маршрутном, при котором маршруты задают для каждого очередного отцепа непосредственно перед его скатыванием с горки нажатием кнопки, соответствующей номеру подгорочного пути. Выполняется маршрут автоматически от воздействия вагона. В случае неисправности ГАЦ каждую стрелку по пути следования отцепа оператор горки устанавливает в нужное положение индивидуально путем поворота рукоятки стрелочного коммутатора.

Следует отметить, что комплексная система автоматизации процесса расформирования составов на сортировочных горках включает в себя, кроме ГАЦ, также устройства автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС), горочных программно-задающих устройств (ГПЗУ), оперативно-запоминающих устройств (ГОЗУ) для ввода информации в ГАЦ, телеуправления горочным локомотивом (ТТЛ), автоматического задания скорости роспуска составов (АЗСР), автоматического контроля заполнения путей подгорочного парка (КЗП) Ведутся разработки по совершенствованию

систем автоматизации сортировочных процессов с использованием ЭВМ, микропроцессоров и других новейших средств.

Устройства горочной автоматической централизации ГАЦ предназначены для автоматического перевода стрелок по маршрутам скатывания отцепов на сортировочных горках. Особенностью устройств ГАЦ является то, что в них при открытии горочных светофоров не проверяются положение и свободность стрелок, а показания сигналов несут информацию о скорости роспуска состава. Показание горочного светофора выбирает дежурный по горке, а при системе АЗСР - автоматически.

Нормально разомкнутые рельсовые цепи исключают перевод стрелок под отцепом в устройствах ГАЦ. Основным требованием, которому отвечают рельсовые цепи этого типа, является надежная и быстрая фиксация их занятости, так как время свободного состояния стрелки при роспуске состава ограничено. Небольшая длина и питание горочных рельсовых цепей переменным током частотой 250 Гц гарантируют их устойчивую работу при сопротивлении изоляции рельсов не менее Ом и нормативном сопротивлении поездного шунта, Ом. При импульсном путевом реле время фиксации занятости стрелки не более, с, а время фиксации ее свободности не более, с. Для контроля питающего напряжения в аппаратуре рельсовых цепей предусматривают реле контроля напряжения для каждой группы из - стрелок.

Стрелочные рельсовые цепи сортировочных горок дополнительно оборудуют путевыми педалями типа ПБМ - или фотоэлектронными датчиками свободности стрелки. которые исключают последствия потери поездного шунта. Датчики содержат осветитель и фотоприемник, расположенные таким образом, чтобы луч осветителя по пути к фотоприемнику пересекал всю зону стрелочного перевода. Выход фотоприемника подключают к фотоконтрольному реле.

2.Анализ работы станции Караганда-Сортировочная

За прошедшие пять лет работа станции Караганда - Сортировочная отличалась нестабильностью. Объем погрузки снизился в 8 раз, а выгрузки в 2,5 раз. Это прямое следствие спада экономики Карагандинского региона, а так же республики в целом, значительного снижения в экспорте продукции.

Значительно снизился рабочий парк вагонов с 2004 по 2009 года, но в 2010 году содержание рабочего парка увеличилось на 315 вагонов по сравнению с 2009 годом.

Годовой грузооборот незначительно стал увеличиваться, это произошло из-за транзитного грузопотока, а собственная погрузка и выгрузка на станции составляет от 1 до 3 вагонов в сутки.

Из-за незначительного подъема грузопотока, а так же нестабильной ритмичности и увеличения процента порожнего пробега вагонов к груженному, привели к небольшому увеличению веса поездов.

Значительно уменьшился простой транзитных вагонов с переработкой и простой местных вагонов, а простой транзитных вагонов без переработки за последний 2005 год увеличился.

Увеличились участковые скорости, это обусловлено проведением ремонта пути, укладки бесстыковых участков, компьютеризация процесса управления перевозками, внедрение новых устройств СЦБ и связи,

улучшенных изолирующих секций и светофоров и многие другие усовершенствования.

Стабилизируется объем погрузки и имеется устойчивый рост, наращивают выпуск продукции такие предприятия, как ОАО "Миттал Стал", ОА "Корпорация Казахмыс", так же с 2000 года начинается перевозка через станцию Жана-Арка в направлении Китая ЗАО "НКТН КазТрансОйл" с ежегодной погрузкой 3 млн. тонн сырой нефти. В связи с наращиванием выпуска продукции в Карагандинской области возрастает и прибытие грузов.

2.1 Технико-эксплуатационные показатели станции

К показателям работы станции относятся: вагонооборот, прием поездов, отправление поездов, статическую нагрузку на вагон, переработку вагонов на горке, рабочий парк вагонов (количество порожних и груженых вагонов, находящихся в рабочем состоянии), простои составов и другое. Основные показатели работы станции приведены в таблице 2. Здесь рассматриваются плановые и фактические показатели работы станции за 2008, 2009 и 2010 года.

Таблица 2

Показатели работы станции Караганда-Сортировочная за 2008, 2009 и 2010 года

Показатели	2008 год	2009 год	2010 год
	План	Факт	План	Факт	План	Факт
1. Вагонооборот, ваг.	4924	5068	5191	5439	5584	5795
2. Отправление вагонов, ваг.	2337	2534	2453	2720	2683	2898
3. Погрузка, ваг.	0	1,2	1,0	1,7	3	3
4. Выгрузка, ваг	80	119	79	82	78	83
5. Простой транзита с переработкой, ч	11,66	10,32	10,87	9,7	10,54	10,41
6. Простой транзита без переработки, ч	1,49	1,44	1,54	1,38	1,68	1,65
7. Простой местных вагонов, ч	24,79	25,44	23,34	19,9	22,33	20,31
8. Простой под одной грузовой операцией, ч	24,79	25,35	23,34	19,78	22,11	19,92
9. Рабочий парк, ваг.	842	861	796	841	939	865
Показатели	2008 год	2009 год	2010 год
	план	факт	план	факт	план	факт
10. Четная горка, ваг.: - роспуск - формирование
	952	1004	972	1046	1149	1201
	771	803	752	800	858	923
11. Нечетная горка, ваг: - роспуск - формирование
	1306	1045	1904	1435	1487	1592
	1224	1301	1306	1335	1456	1497

Из таблицы 2 видно, что вагонооборот с каждым годом увеличивается. К уровню 2008 года, вагонооборот увеличивается на 727 вагонов, это составляет 14,3%. Вагонооборот грузов по станции растет за счет увеличения движения поездов, а также увеличения предъявления грузов к перевозке грузоотправителями.

С каждым годом объем общей погрузки грузов по станции увеличен за счёт увеличения предъявления грузов (металлолома, щебня и др.) к перевозке грузоотправителями.

За последние три года технический план выгрузки грузов выполняется. Часто фактическое выполнение превышает план выгрузки грузов.

К уровню 2009 года, объем выгрузки уменьшился на 36 вагонов, это составляет 30,3 %. Объем выгрузки уменьшен за счет меньшего поступления на станцию грузов.

Фактический простой под одной грузовой операцией в 2008 году превышает плановый, как правило, это связано с невыполнением простоя на подъездных путях, но в 2009-2010 годах идет перевыполнение плана.

Уменьшился простой транзитных вагонов с переработкой и без переработки транзитных, а так же простой местных вагонов.

Если анализировать данных показатели, то в период с 2008 по 2009 года явно прослеживается стабилизация и последующий рост количественных показателей.

За последний отчетный период заметна стабилизация по основным видам перевозки, она закрепилась где-то на среднем уровне. Увеличивать перевозку экспортных товаров, повысить объем погрузки и выгрузки на станции путем восстановления производственных мощностей прилегающих предприятий. И одно из самых важных направлений развития станции - это уменьшение человеческих трудовых затрат и перевод всех систем на автоматизированное управление и контроль.

На основании анализа деятельности и существующего положения относительно будущей принадлежности станционных помещений показал, что часть зданий находится в удовлетворенном состоянии, устройства СЦБ, пути платформы, погрузочно-разгрузочные механизмы нуждаются в обновлении или полной замене, в связи с полным физическим износом и истекшим сроком эксплуатации. Одним из способов решения данных проблем является совершенствование расчетов провозной платы.

3. Совершенствование эксплуатационной работы за счет внедрения системы ГАЦ МН

3.1 Горочная автоматизированная централизация

Горочная автоматизированная централизация ГАЦ является важнейшим 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 распорядительной зоны с централизованными стрелками пути оборудуют стрелочными и межстрелочными рельсовыми цепями длиной средней 12,5 м каждая.

С помощью рельсовой цепи оборудуют зону слежения за движением отцепов на подборочном пути, и реализует трансляцию маршрутных заданий для этих отцепов. В современных разработках рельсовые цепи спускной части горки, а также рельсовые цепи на стрелочных участках заменяются различным точечными путевыми датчиками.

Применяют нормально разомкнутые рельсовые цепи питанием переменным током часовой 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 боками 3С-75, фотоэлектрическими устройствами, а также радиотехническими датчиками РТД-С.

Особенностью ГАЦ является то, что стрелки не замыкаются в маршрутах; открытый горочный светофор разрешает роспуск, но указывает на положение, свободность и замыкание стрелок в маршруте, так как не возможно одновременно перевести все стрелки в маршруте скатывания одного отцепа из-за занятности последующих секции предыдущими отцепами. В схеме управлении централизованной стрелкой предусмотрено 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, где установлены горочный путь и аппаратура управления. Пост размещается, как правило, второй тормозной позиции на расстоянии 40-50 м от крайнего сортировочного пути.

В настоящее время на ряду 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 МН.

3.2 Система микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН)

Появление нового класса систем горочной автоматической централизации связано, прежде всего, с широким внедрением микропроцессорной техники управления и необходимостью решения задач комплексной автоматизации сортировочных станций. Главная задача любой из известных систем ГАЦ, независимо от их модификаций, состоит в обеспечении заданных маршрутов следования отцепов по спускной части сортировочной горки в сортировочный парк посредством управления стрелками по маршрутам движения отцепов.

Современные задачи управления технологическими процессами сортировочных станций реализуют не только задачи непосредственного управления транспортным объектом (отцепом), но и непрерывного мониторинга транспортных средств, т.е. отслеживание и регистрацию их в зоне перемещения в реальном масштабе времени. Поэтому задачи систем ГАЦ существенно усложняются добавлением функциональных решений по автоматизации формирования маршрутов движения отцепов. Среди них корректировка программы роспуска по результатам расцепа, формирование информации о фактическом накоплении вагонов на путях сортировочного парка, данных о чужаках и др. Более того на системном уровне возникает необходимость обеспечения информационного обмена со смежными системами управления и информационно-планирующего уровня. Все перечисленное потребовало широкого использования средств вычислительной техники, поскольку использование релейных схем для решения многих логических задач стало неоправданным в силу своей громоздкости и низкой надежности.

Использование микропроцессорной техники позволяет повысить уровень безопасности, существенно уменьшить площадь для размещения оборудования, потреблять меньше электроэнергии, уменьшить объемы строительно-монтажных работ и снизить эксплуатационные расходы. Наряду с существенным уменьшением потребностей в количестве релейных элементов микропроцессорные системы легко реализуют такие функции, как протоколирование и документирование технологических процессов и действий эксплуатационников в течение заданного времени. Немаловажными следует считать и такие достоинства микропроцессорных систем, как возможности реализации комплексной диагностики с контролем всех отказов устройств, прогнозированием предотказных состояний и выводом этой информации на дисплей автоматизированного рабочего места электромеханика.



Рисунок 3.1 - Структурная схема ГАЦ МН

Микропроцессорные системы горочной централизации имеют неоспоримые достоинства при создании комплексных систем автоматизации сортировочных станций, поскольку позволяют достаточно просто сопрягать напольные источники первичной информации с системами высокого информационно-планирующего уровня.

Состав оборудования ГАЦ МН включает постовые и напольные устройства.

Ниже указан состав постового оборудования.

1. Управляющий вычислительный комплекс (УВК ГАЦ) в составе: промышленный компьютер, устанавливаемый в отдельном помещении или на релейных штативах в непосредственной близости от контрольных и исполнительных реле; сервер-шлюз, микропроцессорное устройство, сопрягающее внутреннюю сеть системы и внешнюю сеть передачи данных; УВК ГАЦ по существу представляет собой "мозг" системы ГАЦ и выполнен на стандартных функциональных модулях комплекта микропроцессорных средств для индустриальных, бортовых и встроенных систем управления, контроля и сбора данных.

2. Автоматизированное рабочее место дежурного по горке - АРМ дежурного по горке (АРМ ДСПГ); рабочие места горочных операторов тормозных позиций. АРМы горочных операторов устанавливаются на пультах из расчета по одному АРМы на пучок путей для отображения информации о маршруте, параметрах от цепов, режиме управления стрелками, диагностической информации об опасных отказах напольных и постовых устройств, появлении негабарита на стрелках, а также информации о текущем размещении отцепов на соответствующем пучке.

3. Контрольно-диагностический комплекс КДК ГАЦ МН, предназначенный для контроля и диагностики функционирования напольных и постовых устройств.

Контроллер вершины горки (КВГ) предназначен для приема программы роспуска из ГАЦ МН, контроля расцепа вагонов на вершине горки, управления горочным светофором, скоростью роспуска и указателем количества вагонов в отцепах, а также исправного состояния устройств зоны вершины горки. КВГ размещается в специальном помещении в зоне вершины горки и включает в себя промышленный компьютер, монитор с клавиатурой, терминальные платы с модулями дискретного ввода и вывода сигналов, модем связи с УВК ГАЦ МН, размещаемым на горочном посту.

В состав напольного оборудования ГАЦ МН входят устройства, размещаемые непосредственно вдоль маршрута движения вагонов. К ним относятся: горочные и маневровые светофоры, стрелочные приводы, датчики обнаружения вагонов на контролируемых участках: рельсовые цепи, устройства счета осей вагонов, радиотехнические датчики, датчики измерения скорости движения вагонов и др.

Напольными устройствами оборудована вершина горки, измерительный участок и стрелочные участки сортировочной горки.

В составе оборудования системы ГАЦ МН нет горочного программно-задающего устройства, как отдельного функционального устройства, входящего в состав релейных систем, а также устройства контроля головной зоны (УКГЗ). В микропроцессорной системе ГАЦ функции названных устройств сохранены, дополнены и возложены на контроллер вершины горки и управляющий вычислительный комплекс УВК, т.е. перераспределены.

ГАЦ МН обеспечивает управление процессом роспуска составов на горках с дистанционным управлением стрелками в следующих режимах:

ручной режим - команды на перевод стрелок передаются с пультов операторов;

автоматический режим - команды на перевод стрелок передаются от УВК ГАЦ МН, при этом возможны два режима роспуска:

маршрутный - при наборе маршрутных заданий с кнопок пульта дежурного по горке;

программный - при автоматическом вводе данных сортировочного листка из АСУ СС в электронном виде в УВК ГАЦ МН.

После загрузки компьютера УВК ГАЦ программы ГАЦ по специальной инструкции пользователя производится автоматический запуск и проверка (тестирование) всех процессов и состояния технических средств, а на экранах всех мониторов системы отображаются основное состояние и сообщение о готовности системы к функционированию. Следует отметить, что в процессе функционирования системы автоматически проверяется работоспособность аппаратных и программных средств, а результаты диагностики можно видеть в окне сообщений всех мониторов системы.

В режиме автоматического роспуска состава ГАЦ МН выполняет ниже перечисленные операции.

Перед началом роспуска состава по инициативе АСУ СС в УВК ГАЦ через специальное устройство, сопрягающее внутреннюю сеть системы и внешнюю сеть передачи цифровой информации, названное сервером-шлюзом, поступают данные готового сортировочного листа. Помимо данных об отцепах в этих сведениях содержится информация о состоянии путей парка приема. На основании этих данных УВК ГАЦ формирует программу роспуска всего состава. Программа предусматривает маршруты движения последовательно каждого отцепа в данном составе на заданный сортировочный путь. Программные и технические возможности УВК допускают формирование до 128 маршрутов следования отцепов для одного распускаемого состава, т.е. практически для любого расформируемого состава в системе составляется программа всех маршрутов следования отцепов. При необходимости в УВК может осуществляться предварительная корректировка программы роспуска, например, при изменении ситуации с занятием сортировочных путей, состоянии технических средств и др. В этом случае УВК ГАЦ формирует и передает сообщение в АСУ СС о введенных изменениях по тому же маршруту: сервер - АСУ СС. После формирования программа роспуска состава транслируется в контроллер вершины горки КВГ. Более подробно работа КВГ описана ниже.

Начало роспуска инициирует дежурный по горке (нажатие кнопки "Р" АРМ ДСПГ) на пульте. В это время контроллер КВГ подает управляющие сигналы на горочный светофор ГС и указатель количества вагонов в отцепе УКВ. УВК ГАЦ выдает управляющие команды на переводы стрелок по маршруту движения отцепов через блок СГ-76У.

Отцеп, скатывающийся с горки, регистрируется и идентифицируется в КВГ на базе информации, поступающей от напольных устройств контроля расцепа. Эта информация, содержащая описание текущего отцепа, транслируется в УВК ГАЦ. При достижении скатывающимся отцепом первой стрелки по маршруту его движения он регистрируется напольными датчиками стрелочных зон, т.е. обнаруживается. Датчиками счета осей распознается тип отцепа по количеству в нем осей и данные сопоставляются с описанием отцепа, скатившегося с вершины горки. Далее осуществляется идентификация отцепов по критерию количества в нем осей. При совпадении этих сведений подтверждается факт достижения скатившимся отцепом заданной стрелки по маршруту и то, что до этого момента не произошло ни деления отцепа, ни нагона его другим.

При выезде отцепа за пределы стрелочной зоны данной стрелки, УВК ГАЦ транслирует очередную команду в блок управления этой стрелкой для реализации маршрута движения очередного отцепа. Программно обеспечивается упреждающий перевод стрелок по маршруту следования отцепов с реализацией контроля положения стрелки, положения стрелочной рукоятки на АРМ ДСПГ и регистрацией времени перевода стрелки. При превышении допустимого времени перевода осуществляется программный автовозврат стрелки.

Напольными устройствами стрелочной зоны проверяется его свободность и завершенность перевода стрелки в заданное положение, а также производится обнуление показаний счетчиков датчиков счета осей этой стрелки. Все устройства подготовлены для регистрации очередного отцепа.

По мере скатывания отцепа, по стрелочным участкам установленного программой маршрута движения информация об отцепе в УВК ГАЦ о нем документируется и обнуляется в оперативной памяти. При достижении отцепом заданного пути сортировочного парка, что регистрируется его проездом последней стрелки по маршруту движения, УВК ГАЦ передает в АСУ СС информацию о поступившем на заданный путь отцепе.

Напольными устройствами стрелочных участков производится обнаружение отцепов с момента их въезда на предстрелочный участок и до момента проезда последней колесной парой остряков. Для этого используется комплексирование технических средств в различных сочетаниях - РТД-С, ИПД; УСО, РЦ, РТД-С - в зависимости от интенсивности работы стрелочного участка. Информация от напольных датчиков обеспечивает защиту стрелок от несанкционированного их перевода под любыми вагонами, включая длиннобазные.

При управлении роспуском ГАЦ МН обеспечивает защиту от удара в бок при обнаружении впереди идущего отцепа, не успевающего освободить габарит соответствующей стрелки, с учетом скоростей движения обоих отцепов путем неперевода стрелки по маршруту текущему отцепу.

При обнаружении опасных отказов напольного и постового оборудования из УВК ГАЦ на АРМы операторов выдается звуковой и визуальный сигнал опасности.

В процессе роспуска в системе непрерывно обновляется в реальном масштабе времени пространственно-временная модель состояния спускной части горки с выдачей на табло коллективного пользования информации о текущем расположении отцепов.

С целью обеспечения надежности работы системы, используя фактор функциональной избыточности информации от напольного оборудования, выбираются наиболее достоверные показания, полученные путем сопоставления от нескольких устройств. Например, при обнаружении наличия отцепа на стрелочном участке может использоваться информация либо от счетчиков осей, либо от РТД-С, либо от ИПД.

В маршрутном режиме при вытяжке маневровой группы вагонов из сортировочного парка на вершину горки и повторном ее роспуске ГАЦ МН обеспечивает выполнение следующих операций:

формирование и передачу в АСУ СС запроса состояния пути сортировочного парка и прием от АСУ СС ответа на запрос;

формирование и передачу в АСУ СС сообщения о перемещении группы вагонов с пути сортировочного парка;

защиту стрелок от взреза при маневровых передвижениях между роспусками.

В режиме отслеживания маневровых перестановок со стороны сортировочной горки без перемещения вагонов на вершину ГАЦ МН выполняет те же операции информационного обмена с АСУ СС, что и в маневровом режиме.

Система обеспечивает индикацией следующие виды информации:

на пультах рабочих мест дежурного и оператора: показание горочных и маневровых светофоров; состояние рельсовых цепей спуск ной части горки; положение и состояние стрелок; маршруты, количество вагонов для трех последующих отцепов (на пульте дежурного); на терминале АРМ ДСПГ: программу роспуска расформировываемого состава; информацию о готовности составов к роспуску; информацию о текущем режиме работы комплекса; рекомендуемую и фактическую скорость роспуска; информацию о запусках отцепов (ушедших не по своему маршруту); звуковую и визуальную информацию об опасных отказах УВК, напольного и постового оборудования;

на горочном табло коллективного пользования: положение и состояние стрелок; состояние рельсовых цепей спускной части горки; текущее время; аварийную диагностику УВК; при наличии аппаратуры КЗП - ее показания и текущее расположение отцепов на путях подгорочного парка;

на терминале АРМ ДСЦ: информацию о готовности сортировочных листков в АСУ СС, текст программы роспуска, запрос и просмотр доступных сообщений АСУ СС; запрос, просмотр и распечатку протоколов роспусков;

на терминале АРМ горочных операторов: параметры очередного отцепа - количество вагонов, особый признак; маршрут очередного отцепа; при наличии аппаратуры КЗП - ее показания; информацию о работоспособности УВК, информацию о режиме работы стрелок; информацию о текущем размещении отцепов на соответствующем пучке; информацию об автовозврате, потере контроля стрелок, отказе стрелочных РТД-С, появлении негабарита на стрелках; диагностику и индицикацию состояния напольного оборудования:

устройств измерительного участка (четыре реверсивных датчика счета осей, РТД-С или ФЭУ); устройств контроля заполнения путей подгорочного парка при наличии на путях сортировочного парка аппаратуры КЗП; рельсовых цепей с фиксацией ложных занятий и освобождений в процессе роспуска;

всех изостыков; измерение и запись в протокол времени каждого перевода каждой стрелки, фиксация момента потери контроля стрелки и автовозврата стрелки; состояние стрелочных фотоустройств (РТД-С), датчиков счета осей, магнитных педалей с выдачей статистической информации о работе каждого устройства за требуемый период времени.

3.3 Контроллер вершины горки КВГ

Контроллер вершины горки перед роспуском состава по специальному каналу передачи информации через модем 8 получает из УВК ГАЦ МН в электронном виде сведения сортировочного листка с указанием пути надвига и участка контроля расцепа. По получении этой информации КВГ транслирует информацию о количестве вагонов в первых трех отцепах расформируемого состава на указатель количества вагонов (УКВ). Одновременно контроллер рассчитывает скорость надвига и управляет в соответствии с этим показаниями горочного светофора. При расчете скорости роспуска производится предварительное моделирование скатывания отцепов на программном уровне, с учетом параметров отцепов, характеристик маршрутов движения и заполнения соответствующих путей сортировочного парка, а также прогнозируемых скоростных режимов движения отцепов и динамических возможностей локомотива при реальном весе состава.

В процессе роспуска КВГ контролирует процесс надвига, расцепа и скатывания отцепов на начальном этапе их автономного движения на верхнем участке сортировочной горки. Для этого используются напольные устройства: радиолокационные датчики скорости РИС ВЗМ, точечные индуктивные датчики счета осей (УСО) и радиотехнические датчики РТД-С.

Скоростемеры устанавливаются на путях надвига и спускной части горки вблизи вершины. Их пространственная ориентация такова, что диаграммы направленности антенн скоростемеров на путях надвига ориентированы в направлении движения надвигаемого состава, а скоростемеры спускной части горки - навстречу движению расцепляемых отцепов. Вся поступающая информация от напольных устройств направляется в терминальные платы контроллера 1-4 и по согласующему стыку (К.8-232-К.8-485) 5 подается в промышленный компьютер 6, оборудованный монитором и клавиатурой 7.

Контроль расцепа вагонов производится по критерию различия скоростей надвигаемого состава и скатывающегося отцепа, отделившегося от состава. Отцеп, начавший автономное скатывание с вершины горки, вследствие уклона начинает увеличивать скорость движения. Он как бы "убегает" от надвигаемого состава. При фиксации определенного различия скоростей двух скоростемеров контроллером это регистрируется как момент расцепа вагона!

Далее факт правильности произведенного расцепа подтверждается, чтобы в дальнейшем реализовать адресный маршрут движения именно этого отцепа. Критерием правильности служит ответствие количественного показателя числа вагонов в отцеп данным на него в сортировочном листке. С этой целью устанавливают два комплекта датчиков счета осей Д1 и Д2 которые позволяют идентифицировать скатываемый отцеп по количеству в нем осей, вагонов и радиотехнический датчик регистрирующий отцеп как одну цельную транспортную единицу. Зафиксированные данные по количеству осей в отцепе (описатель отцепа) в дальнейшем используются в УВК ГАЦ для контроля и отслеживания перемещения отцепа по заданному маршруту вплоть до сортировочного пути, после чего эта информация стирается оперативной памяти данного роспуска.

Идентификация отцепа начинается с момента регистрации радиотехническим датчиком появления в контролируемой зоне вершины очередного отцепа. Регистрация датчиком расцепа ведется по тому же критерию, что и при контроле занятости стрелочного участка Существенным различием является пространственная настройка (юстировка) антенн модулей передатчика и приемников, ориентированная на различение отцепов, если между ними есть разрыв более 0,6м.

С момента как бы вторичной регистрации расцепа датчиками счета осей Д1 и Д2 поочередно, по мере передвижения вагона, считываются оси вагонов. Причем конструктивно каждый из датчиков выполняет те же функциональные задачи, что и пара педальных датчиков, рассмотренных ранее, при описании их работы УКГЗ, т.е. каждый из датчиков последовательно считывает количество въехавших на него осей тележки и выехавших. Эта информация о количестве осей передается в контроллер КВГ, где вычисляется количество вагонов в проезжающем отцепе.

После проезда расцепленным отцепом зоны контроля, что регистрируется радиотехническим датчиком, в контроллере вершины идентифицируются полученные данные об отцепе и зафиксированные по данным сортировочного листка. При их полной идентификации КВГ подает команду на указатель количества вагонов о замене информации о количестве вагонов в очередном отцепе. Одновременно при проходе каждого вагона по участку контроля расцепа в УВК ГАЦ МП передается информация о количестве осей в отцепе. Создается банк данных, описывающий каждый отцеп для дальнейшего контроля за его перемещением по маршруту.

По окончании роспуска КВГ гасит показания указателя вагонов и перекрывает горочный светофор.

При выявлении нештатных ситуаций, связанных с нерасцепом или неправильным расцепом вагонов контроллер КВГ передает информацию в УВК ГАЦ и роспуск останавливается. Программа роспуска приостанавливается, показания горочных светофоров меняются. Состав осаживается назад. Восстановление программы роспуска производится средствами АРМа ДСПГ, затем роспуск продолжается.

При регистрации интервала между отцепами, менее допустимого или при появлении нештатного расцепа, система управления автоматически вносит коррективы в скорость роспуска, создавая условия для предотвращения повторной сцепки или остановки роспуска. В случае регистрации штатного расцепа происходит автоматическое считывание информации о количестве вагонов в трех очередных отцепах на указателях, установленных в зоне вершины горки. При неправильном расцепе на указателе отцепов информация отображается мигающей индикацией и одновременно транслируется на АРМ ДСПГ.

Система допускает оперативную коррекцию программы роспуска с АРМа ДСПГ или перевод стрелки с горочного пульта управления, обеспечивая при этом регистрацию и документирование проведенной операции.

3.4 Комплексирование защиты стрелок от несанкционированного перевода

Широко употребляемые термины "дублирование" и "резервирование" технических средств несут совершенно иную смысловую нагрузку, в отличие от термина "комплексирование". Дублирование предполагает использование двух или нескольких технических средств, решающих одну функциональную задачу и работающих параллельно, т.е. одновременно. Резервирование предполагает решение той же задачи, но в отличие от дублирования в функциональную работу включаются не все технические средства. Часть из них находятся в режиме ожидания и подключаются при выходе из строя работающего устройства. При этом методы дублирования и резервирования не накладывают ограничений на подбор используемых технических средств по принципам их реализации.

Метод комплексирования технических средств основывается на определенных предпосылках (критериях).

В качестве комплексируемых устройств (датчиков) могут использоваться одновременно два и более технических средства, работающих параллельно (дублирование) и решающих одну и ту же задачу обнаружения либо измерения, но подбор датчиков должен опираться на ниженазванные критерии.

Изменение окружающих внешних условий оказывает на характеристики комплексируемых устройств различное (в идеале противоположное) воздействие.

Один датчик имеет большой диапазон измерения зоны обнаружения, но обладает невысокой достоверностью или точностью, а второй (или другие) - меньший диапазон и более высокую точность.

3. Один датчик осуществляет непрерывное измерение или обнаружение, а другие (другой) производят точные измерения, либо обнаруживают объект с высокой достоверностью в дискретных точках или в дискретные моменты времени.

4. Один датчик обладает высокой точностью обнаружения (измерения объектов), находящихся в статическом состоянии при плохих динамических характеристиках, а другой (другие), наоборот, имеет хорошие динамические характеристики при низких характеристиках для статических либо малоподвижных объектов.

Структурные связи между датчиками устанавливаются так, чтобы положительные качества датчиков дополняли друг друга, а отрицательные компенсировались.

Таким образом, комплексирование предполагает структурную избыточность устройства, решающего заданную задачу. В частности, в целях защиты от перевода стрелок под вагонами комплексирование предполагает использование двух или большего числа датчиков, в совокупности удовлетворяющих вышеназванным критериям.

Эффективность комплексирования защиты стрелок от несанкционированного перевода состоит в оптимизации следующих решений:

минимизация количества используемых информационно-измерительных датчиков;

максимизация вероятности правильного обнаружения и минимизация вероятности пропуска и ложной тревоги;

максимизация используемых функциональных возможностей комплексируемых датчиков для автоматизации управления роспуском вагонов (повышение безопасности роспуска, использование избыточной информации для реализации резервных алгоритмов управления роспуском в нештатных ситуациях и т.п.).

Рисунок 3.2 - Структурная схема комплексирования

В общем случае, как было отмечено выше, комплексирование защиты от перевода стрелок под вагонами может быть показано схемой, представляющей n-канальный обнаружитель (рисунке 3.2). Здесь, к примеру, отображен набор датчиков обнаружения, включая рельсовую цепь (РЦ), радиотехнический датчик (РТД-С), индуктивный датчик (ПБМ), нагруженные на исполнительные реле (ИР). Следует отметить, что наращиванием числа каналов обнаружения можно добиться сколь угодно высокой достоверности обнаружения, сведя к минимуму вероятность пропуска Р_пр. Однако при этом неизбежно увеличение вероятности ложной тревоги Р_лт. Тем не менее, имея в виду важность решаемой задачи, по предотвращению перевода стрелок под вагонами, риск ошибки, связанной с пропуском, должен быть, минимизирован, как приводящий к снижению безопасности движения.

В настоящее время на сети железных дорог для защиты от перевода стрелок под вагонами в разных сочетаниях эксплуатируется достаточно большое число устройств. Среди них: рельсовая цепь, как правило, нормально разомкнутая, путевые бесконтактные датчики двух типов - педаль магнитная типа ПБМ-56 (ДМ 88) без источника питания и датчик путевой типа ДП-50-80 с преобразователем сигнала ПСДП-50-81, а также радиотехнический датчик РТД-С, используемый взамен фотоэлектрического датчика ФЭУ.

Создан новый тип датчика - индуктивно-проводной (ИПД). На разных стадиях разработки в различных организациях создаются датчики, использующие акустические принципы обнаружения и принципы рельсовой локализации. Однако последние типы датчиков в настоящее время в виду незавершенности разработок не следует относить к числу альтернативных, прошедших этап опытной эксплуатации либо находящихся в постоянной эксплуатации.

Таким образом, сегодня и на ближайшие годы в качестве реальных технических средств, обеспечивающих защиту от перевода стрелок под вагонами, рассматриваются: рельсовая цепь (РЦ), датчики педального типа, радиотехнический датчик (РТД-С), фотоэлектрический датчик (ФЭУ) и индуктивно-проводной датчик (ИПД), датчики счета осей (индуктивные).

Из этого перечня датчиков ФЭУ снят с производства и повсеместно заменяется на РТД-С. Наиболее распространенными, традиционными устройствами защиты стрелок до настоящего времени еще остаются РЦ, хотя они обладают существенными недостатками, к тому же функционально не обеспечивают контроль прохода длиннобазных вагонов. Более того, применение нормально разомкнутых РЦ не обеспечивает контроль работоспособности, что не отвечает требованиям обеспечения безопасности.

Лишь дополнение РЦ радиотехническими датчиками РТД-С или другими (например, ИПД) обеспечивает полный контроль занятости стрелочных участков при проходе вагонов любого типа. Кроме того, РТД-С позволяет производить непрерывный контроль его работоспособности даже в случае отсутствия вагонов на стрелочном участке. Дополнительно к РЦ и РТД-С горочные стрелки могут оборудоваться педальными датчиками индуктивного типа.

Каждый из датчиков работает на свое исполнительное реле (ИР), а контакты исполнительных реле, включенных в одну цепь по схеме "И", управляют подачей напряжения управления для включения электродвигателя стрелочного привода. Ряд горочных стрелок оснащается комплектом из двух педальных датчиков.

Анализ функционирования действующей схемы комплексирования защиты стрелок от перевода показывает:

РТД-С обеспечивает защиту от перевода стрелок при проходе любого типа вагонов, а также обеспечивает контроль функционирования при отсутствии вагонов на стрелочном участке;

РЦ даже в случае надежного обнаружения шунта колесных пар не обеспечивает обнаружения длиннобазных вагонов, нормально разомкнутая РЦ не гарантирует контроль работоспособности при отсутствии вагона на стрелочном участке;

точечные датчики педального типа обеспечивают контроль заколесными парами в зоне, не превышающей 0,5-0,7 м. Использование медленнодействующих исполнительных реле искусственно увеличивает зону контроля. Наряду с этим, датчики педального типа негарантируют непрерывного контроля работоспособности.

Таким образом, с позиции комплексирования использование двух типов датчиков - РЦ и педального малоэффективно, поскольку ни один из них не обеспечивает контроль работоспособности и прохода длиннобазных вагонов.

Из перечисленных типов датчиков, рекомендованных для эксплуатации в качестве комплесируемых при защите стрелок от несанкционированного перевода, приняты РТД-С и ИПД. В ряде случаев в вариации этих датчиков включают индуктивные датчики счета осей, используемые для идентификации отцепов.

Рисунок 3.3 - Комплексирование горочных обнаружителей вагонов

Наибольший эффект по достоверности обнаружения и живучести достигается путем оптимального комплексирования датчиков, базирующихся на разных физических принципах действия.

В качестве примера комплексирования на рисунке 4.5 показано использование РТД-С и ИПД, рекомендованных к эксплуатации в соответствии с эксплуатационно-техническими требованиями к горочным устройствам автоматизации.

3.5 Фотоэлектрические датчики

Для фиксации нахождения подвижного состава на изолированной секции и исключения перевода стрелок под вагонами (в том числе и длиннобазными) и при потере шунта долгое время эксплуатируется фотоэлектрическое устройство (ФЭУ). Его устанавливают на головных и пучковых стрелках. Остальные стрелки оборудуются исходя из условий габарита.

Обнаружение отцепов в контролируемой зоне основано на экранирования ТС светового потока, поступающего в приемник.

Основными узлами ФЭУ являются осветитель; фотодатчик; релейная ячейка типа РЯ-ФУ-72.

Осветитель имеет светофорную лампу типа ЖС-12-25, плосковыпуклую линзу диаметром 53мм с фокусным расстоянием 80мм, питающий трансформатор типа СТ-6 или СОБС-2. Такая же линза вместе с фоторезистором типа ФСК-1 составляет узел фотодатчика.

Луч света пересекает ось пути на уровне автосцепки, чтобы не фиксировать просветы между вагонами в отцепе. Точка пересечения луча света с осью пути должна отстоять от остряков на расстоянии 1,2 - 2,5м. Это расстояние выбирают из условия, чтобы луч света пересекался любым вагоном, в том числе и длиннобазным, до тех пор, пока первая ось второй тележки не вступит на остряке стрелки.

Для защиты фоторезистора от солнечных лучей, отраженных от баковых поверхностей, фотодатчик располагается с теневой стороны вагона.

Последовательно с фоторезистором включена обмотка реле Ф типа РП - 7, расположенного релейной ячейке РЯ - ФУ - 72, собранной в корпусе типового штепсельного реле.

Схема релейной ячейки имеет резисторы типа МЛТ - 1 (R1 = 5,1кОм; R2 = 1,5кОм; R3 = 12 кОм; R4 = 51 кОм; R5 = 3,9 кОм; R6 = 12 кОм) и транзистор типа МП - 25Б, нагрузкой которого является фотоконтрольное реле ФК типа НМШ - 2 - 2000. При освящении фоторезистора через него протекает ток 1,1 - 2мА, достаточный для того, чтобы реле Ф удерживало якорь у левого контакта Л. За счет отрицательного смещения на базе транзистор Т открыт, а реле ФК находится под током. Если луч света перекрывается вагоном, то ток фоторезистора не превышает 0,5мА. Реле Ф перебрасывает якорь к правому контакту П, выключает транзистор и обесточивает ФК.

Контакты реле ФК включены в цеп питания повторителя путевого реле СП и в схему управления стрелкой последовательно с контактом путевого реле.

При отказе ФЭУ из - за неблагоприятных метеорологических условий или выхода из строя элементов схемы нажатием специальной кнопки ВФК на горочном пульте можно возбудить реле ФК по его второй обмотке.

Достоинствами ФЭУ являются:

Работа в режиме пространственного контакта с обнаруживаемым объектом; простата реализации и эксплуатации; относительно низкая стоимость.

В то же время волны в оптическом видимом диапазоне подвергается сильному затуханию в зависимости от состояния атмосферы (дождь, туман, снег, пыль). Запыленность и загрязненность оптических линз горюче - смазочными материалами сильно отражается на нормальном функционировании ФЭУ.

Однако солнечную погоду при проезде в контролируемой зоне вагонов с хорошо отражающими боковыми поверхностями в приемник ФЭУ уступает отражение в виде солнечных зайчиков, в результате чего вырабатывается команда ложной свободности. Следует также отметить, что длиннобазные восьмиостные цистерны с высоко поднятым основанием (1300мм) и вагоны - транспортеры с низко опущенным (до 560мм) основания не обслуживаются ФЭУ в виду узконаправленности изучения.