Разработка и обоснование эксплуатационно-технологических, технических и программных требований по созданию автоматизированных систем диспетчерского управления на железных дорогах

Сегодня в условиях перехода к рыночной экономике, общего спада объемов производства, в том, числе и объемов перевозок, одной из приоритетных задач на ж.д. транспорте становится сокращение эксплуатационных расходов, повышение всех основных эксплуатационных показателей работы железных дорог. Решению этой задачи как нельзя лучше служит внедрение диспетчерской централизации и автоматизированных систем диспетчерского управления, которые позволяют в значительной степени сократить эксплуатационный контингент, оптимизировать перевозочный процесс, создать условия для концентрации управления движением поездов в одном месте и, как следствие, упростить существующую структуру управления перевозочным процессом. Вот почему сегодня интерес железных дорог к этому виду техники черезвычайно велик и, несмотря на имеющиеся значительные экономические трудности, строительство ДЦ и внедрение средств автоматизации поездной работой идет достаточно высокими темпами.

Технология диспетчерского управления, как прогрессивная форма, возникающая на определенном этапе развития железных дорог, быстро получила повсеместное распространение. На первых порах она строилась исключительно на связи поездных диспетчеров с дежурными по станциям, расположенным на поездных участках. Границы последних соответствовали поездным участкам и тяговым плечам. Основная доля рабочего времени поездного диспетчера тратились на телефонные переговоры. Получаемая им поездная информация была недостоверной, а качество управления низкое. Необходимость повышения качества и оперативности управления вызвали к жизни системы ДЦ, которые обеспечили объективный контроль поездного положения и возможность телеуправления стрелками и сигналами. Широкое применение эти системы нашли на однопутных линиях, где они подтвердили высокую эффективность. На двухпутных же линиях системы ДЦ используются ограниченно, как правило, в режиме диспетчерского контроля, так как их технические возможности не соответствуют психофизическим возможностям поездных диспетчеров.

Длительный период созданная техника ДЦ отвечала требованиям железных дорог. Однако сегодня условия работы коренным образом изменились. Резко увеличились тяговые плечи локомотивов, возникли объективные тенденции к концетрации диспетчерского управления движением поездов, повысились требования к уровню автоматизации работы поездных диспетчеров. В настоящее время на ряде железных дорог ведется активная работа по созданию и внедрению дорожных и региональных диспетчерских центров управления перевозочным процессом. Одной из важнейших функций этих центров является управление движением поездов, технической основой ее осуществлениясистема диспетчерской централизации. Однако к системе ДЦ в условиях работы в составе диспетчерских центров предъявляется ряд принципиально новых требований, связанных прежде всего с необходимостью обеспечить телеуправление стрелками и сигналами на двухпутных линиях с интенсивным движением, а также на линиях большой протяженности.

Современная ДЦ должна обеспечить слежение за поездами и отображение их номеров. Необходимо ведение поездной модели и на ее основе выполнения автоматической регистрации исполненного графика и его анализа, а также автоматического задания маршрутов. Прежде всего названные функции необходимы для двухпутных линий с интенсивным движением, на которых ручное управление маршрутами невозможно. Автоматическое управление маршрутами выдвигает также и качественно новые требования к достоверности передачи информации. В этой части системы ДЦ должна быть отнесена к системам телемеханики первого класса. В целях обеспечения высокой надежности необходимо резервировать аппаратуру линейных пунктов с возможностью включения резерва автоматически или по команде пункта управления. На последующих этапах система должна автоматизировать не только рутинные, но и интеллектуальные функции поездного диспетчера. Должны автоматизироваться прогнозирование поездного положения, устранение конфликтных ситуаций, формирование команд управления и рекомендаций по нормализации движения поездов. Рабочее место поездного диспетчера должно оснащаться экспертной системой, позволяющей реализовать методы упреждающего управления.

Стремление добиться этих целей породило на РЖД большое количество опытных систем «местного» назначения и изготовления. Тщательный анализ опыта их создания и эксплуатации позволил научно-обоснованно подойти к решению вопроса формирования типовых эксплуатационно-технических требований к подобным системам, а установление полного перечня функций диспетчерского управления позволяет подобрать некоторый оптимальный их набор, пригодный для конкретных железнодорожных линий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. На Российских железных дорогах эксплуатируется большое количество различных автоматизированных систем диспетчерского управления движением поездов, разработанных с участием специалистов ряда вузов и проектных институтов по конкретным требованиям этих дорог. Однако, в настоящее время не существует перспективной системы диспетчерского управления, отвечающей всем современным требованиям, которая могла бы широко тиражироваться на сети железных дорог.

2. В связи с этим в работе сформулированы обобщенные требования к типовой системе диспетчерского управления на основе всестороннего анализа отечественного и зарубежного опыта в области разработки и эксплуатации таких систем, которые включают в себя: требования по функциональному составу и по составу математического и программного обеспечения системытребования к техническим средствам, показателям надежности и качества функционированияэргономические и другие требования.

3. В дальнейшем по этим техническим требованиям была разработана технология работы типовой системы диспетчерского управления движения поездов. Указанная технология и порядок действий диспетчерского персонала представлены в виде типовых решений не зависимо от категории линий. Важным является то обстоятельство, что предлагаемые типовые решения должны проектироваться в виде стандартных аппаратно-программных модулей в зависимости от потребностей заказчика.

4. В диссертации сформулирована модель прогнозирования движения поездов в реальном масштабе времени, включая математические описания следующих этапов разработки: формализованное представление прогнозирования движения поездовматематическая постановка задачи прогнозирования движения поездовтехнология функционирования модуля прогнозирования движения поездов.

5. Предлагаемые в работе решения прошли апробацию при разработке вопросов организации диспетчерских центров на Северной железной дороге.

Получены следующие результаты автоматизации технологических процессов работы диспетчерского аппарата за счёт новых свойств автоматизированной системы: значительное расширение горизонта планирования при одновременном повышении оперативности сведений о процессе поездной работы дороги.

Эти возможности порождают новые функции управления, связанные с оперативным прогнозированием таких производственных ситуаций, как: поездообразование на станцияхдислокацией локомотивов и бригад образования погрузочных ресурсоввозникновением «узких мест» в продвижении вагонопотоков и поездопотоков.

Последнее позволяет диспетчерскому аппарату принимать упреждающее управление по: накоплению составовсвоевременному их отправлению за счёт правильного регулирования локомотивного парка и бригадудовлетвореншо клиентуры необходимым подвижным составомсозданию благоприятных условий в работе станций и целых направлений и др.

Как результат этого воздействия должны улучшаться эксплуатационные и вслед за этим экономические показатели работы дороги.

На основании проведенных расчётов установлено, что дополнительные капитальные вложения по внедрению автоматизированных диспетчерских центров управления на Северной дороге составят 117,5 млн руб., а экономия расходов, полученная за счёт сокращения времени оборота грузового вагона, увеличения границ диспетчерских участков и сокращения на этой основе штата диспетчерского персонала, изменения плеч работы локомотивов и локомотивных бригад составит 24,2 млн руб. Таким образом, суммарный экономический эффект составит 8,9 млн руб.