Монгольская горка: импульс для разбега

Конкурентоспособность и эффективность российских железных дорог напрямую зависят от внедрения новых технологий на всех уровнях управления транспортными процессами и во всех сферах функционирования отрасли. В этом смысле задача повышения производительности труда, сокращения эксплуатационных расходов, перехода на малолюдные технологии работы сортировочных станций с одновременным повышением безопасности прохождения технологических процессов формирования-расформирования составов на сортировочных станциях соответствует стратегическим целям развития ОАО «РЖД».

Концентрация внимания на работе крупных сортировочных станций сетевого и регионального значения при условии обеспечения перевозки грузов и соблюдения жёстких нормативов, определяющих лимиты простоя транзитных вагонов с переработкой, позволит ОАО «РЖД» обеспечить народное хозяйство страны клиентоориентированными транспортными услугами. Это особенно важно в условиях возрастающей конкуренции и непрерывно изменяющейся рыночной среды транспортно-логистической отрасли.

Одним из основных звеньев технологической цепочки в переработке вагонов на сортировочных станциях является процесс расформирования составов на сортировочных горках, который состоит из целого ряда операций.
1. Надвиг состава на горку.
2. Расцеп его на маршрутные группы – отцепы.
3. Управление маршрутами скатывания отцепов путём перевода стрелок.
4. Регулирование скорости движения отцепов путём торможения их на замедлителях тормозных позиций с целью обеспечения необходимых интервалов между скатывающимися отцепами и соединения их на путях сортировочного парка с допустимой скоростью.

Достижения Ростовского филиала ОАО «НИИАС» в части автоматизации этих операций в процессе работы станций и сортировочных горок широко известны в среде специалистов. Институтом разработана комплексная система автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП), которая прошла все необходимые испытания, имеет сертификаты соответствия техническим требованиям и внедряется на сети железных дорог.

В рамках реализации «Программы совершенствования работы и развития сортировочных станций ОАО «РЖД» системой КСАУ СП в настоящее время оборудовано 18 важнейших сортировочных горок ОАО «РЖД», среди которых горки повышенной и большой мощности таких сортировочных станций, как Бекасово-сортировочное и Орехово-Зуево Московской железной дороги, Инская, Московка и Входная Западно-Сибирской железной дороги, Челябинск-Главный Южно-Уральской железной дороги и другие.

Ещё на одной сортировочной станции Северной железной дороги – Лоста – в 2015 году начинается строительство комплексной системы автоматизации управления сортировочным процессом.

Проектирование и внедрение КСАУ СП осуществляется в различных климатических зонах, на сортировочных горках различной конфигурации и перерабатывающей способности, включая горки с параллельным роспуском, оборудованных различными типами вагонных замедлителей и другого горочного оборудования.

Любой горочный комплекс состоит из подсистем накопления вагонов в сортировочном парке, подсистем автоматизированного регулирования скоростей скатывания отцепов и управления прицельным торможением с функциями контроля и диагностики процесса торможения. Реализация в системе адаптивных алгоритмов в совокупности с использованием метеостанции позволяет выполнять заданные функции в условиях резких погодных изменений. Институтом разработаны и утверждены типовые материалы по проектированию КСАУ СП на сортировочных станциях сети дорог ОАО «РЖД». Проектирование КСАУ СП возможно для любых климатических зон, что обеспечивается утверждёнными техническими и технологическими решениями, определяющими порядок строительства, адаптации, пусконаладки и дальнейшей эксплуатации комплекса. Подсистемы комплекса горочной автоматизации полностью охватывают процесс расформирования составов на сортировочной горке и организацию информационного обмена с системами информационно-планирующего уровня сортировочной станции.


Высокая перерабатывающая способность горок сетевых сортировочных станций, таких как станция Бекасово-сортировочное, где интервалы между роспусками составляют не более 30 секунд, потребовала создания высоконадёжных комплексов горочной автоматики со встроенными средствами диагностики напольных устройств и самодиагностики управляющего вычислительного комплекса.

Качество внедряемых систем подтверждается работоспособностью автоматизированных сортировочных горок в течение всего срока эксплуатации и постоянным наращиванием эксплуатационных функций эксплуатируемых систем, что делает их конкурентоспособными на мировом рынке и соответствующими растущим потребностям ОАО «РЖД».

В 90-е годы активно внедрялись системы автоматизации сортировочных горок на железных дорогах Белоруссии (Минск), Казахстана (Целиноград, Караганда), Украины (Красный Лиман, Иловайск, Батево).

Достигнутые результаты внедрения горочных комплексов позволили ОАО «НИИАС» разработать план выхода на железные дороги государств дальнего зарубежья с предложениями о внедрении инновационных средств механизации и автоматизации сортировочных процессов.

Первой сортировочной станцией в дальнем зарубежье, оснащаемой системой КСАУ СП, стала станция Замын-Ууд Улан-Баторской железной дороги. Это особый проект. На «монгольской горке» работы начинаются с нуля, что значительно проще и эффективнее, чем проводить модернизацию уже имеющегося оборудования. Оснащение вновь строящейся сортировочной горки устройствами механизации и автоматизации предусматривает строительство двух пучков сортировки. Окончание первого этапа строительства запланировано на декабрь 2015 года.

Экономисты уже подсчитали, что ввод в эксплуатацию автоматизированной сортировочной горки на станции Замын-Ууд позволит сократить количество маневровых локомотивов, увеличив при этом перерабатывающую способность станции до 2000 вагонов в сутки.

Внедрение системы КСАУ СП позволит реализовать малолюдные технологии обслуживания станционных устройств и управления роспуском составов с обеспечением безопасности роспуска, сохранности грузов и подвижного состава. За счёт этих факторов срок окупаемости инвестиций, затраченных на строительство и техническое оснащение станции, составит не более 3 лет.

Для работы оперативного персонала в составе горочного комплекса предусмотрены горочные пульты, АРМы дежурного по горке и горочных операторов.

На пультах имеются органы управления замедлителями, включения и отключения автоматического управления. На АРМы дежурного по горке и горочных операторов в реальном масштабе времени передаётся информация о прохождении процесса роспуска состава, основные параметры скатывающихся отцепов – поосное распределение весовой нагрузки в каждом вагоне, маршрут и количество вагонов в отцепе, особые признаки вагонов, а также рекомендуемые и текущие скорости движения отцепов на тормозных позициях.

Программное обеспечение подсистем горочной автоматики работает под управлением операционной системы реального времени LINUX, которая обеспечивает многозадачный режим с поддержкой приоритетов.

В прикладном программном обеспечении горочных микропроцессорных систем (ГАЦ МН и АРС-УУПТ) применены алгоритмы, позволяющие по данным функциональной диагностики, в том числе предотказной, исключать из контура управления отказавшие или нестабильно работающие напольные устройства путём внутренней реконфигурации подсистем. Это даёт возможность производить роспуски в автоматическом режиме без снижения количества перерабатываемых вагонов.

Такие функции подсистемы ГАЦ МН позволяют информационно-планирующей станционной системе (ИПУ СС) моделировать состояние сортировочного парка в реальном масштабе времени, освобождая накопителей от необходимости вводить информацию в ИПУ СС вручную.

Для обеспечения безопасности роспуска в ГАЦ МН реализованы алгоритмы программного автовозврата стрелки, защиты стрелок от перевода под длиннобазными вагонами, исключения взреза стрелок при маневрах, исключения возможности ударов в бок из-за негабарита. Для заблаговременного определения возможных непереводов стрелок по маршруту скатывания применён принцип упреждающего перевода стрелок на всю длину свободного пробега отцепа по маршруту.

Наиболее сложным и ответственным горочным технологическим процессом традиционно является процесс регулирования скорости. В этом процессе задействовано наибольшее число оперативного персонала. В среднем количество операторов и составителей – регулировщиков скорости, выполняющих торможение отцепов на крупных механизированных горках, при четырёхсменном графике работы достигает 55 человек. На немеханизированных горках с числом путей до 30 количество составителей – регулировщиков скорости также составляет от 45 до 60 человек. Поэтому вопрос автоматизации регулирования скорости скатывания отцепов является очень актуальным. К решению этого вопроса институт подходит комплексно, разрабатывая новые напольные устройства регулирования скорости движения отцепов с одновременным совершенствованием математического аппарата и алгоритмов функционирования микропроцессорных систем автоматизации процесса регулирования скоростей скатывания отцепов.

При автоматизации управления скоростью скатывания отцепов с помощью подсистемы АРС-УУПТ, помимо сокращения всего штата регулировщиков скорости (до 60 человек), можно говорить о сокращении части операторов второй и третьей (парковой) тормозных позиций (в среднем от 12 человек).

С целью повышения безопасности расформирования составов, обеспечения эффективности управления технологическими процессами, повышения оперативности и качества принимаемых решений, качества кратко- и среднесрочного планирования работ технического обслуживания и ремонта напольных и постовых устройств сортировочной горки и уменьшения количества отказов горочных устройств СЦБ Ростовский филиал ОАО «НИИАС» разработал и внедряет на сортировочных горках в составе горочного контрольно-диагностического комплекса (КДК СУ ГАЦ) подсистему поддержки принятия решений (СППР КДК СУ). Эта система обеспечивает обработку первичной информации, поступающей из подсистем КСАУ СП, производит статистический и интеллектуальный анализ данных по функционированию устройств и подсистем КСАУ СП с формированием предложений и рекомендаций для оптимизации проведения технического обслуживания и ремонта контролируемых горочных устройств и возможностью передачи полученных данных в корпоративную сеть ОАО «РЖД».

В последние годы проводилось активное сравнение технических характеристик и потребительских свойств системы КСАУ СП с лучшими зарубежными аналогами, включая расчёт жизненного цикла системы на основе принятых в ОАО «РЖД» методик. Результаты данных исследований подтвердили высокий уровень качества отечественной системы по основным показателям функциональности, надёжности и безопасности при более низкой стоимости жизненного цикла.

При этом специалисты ОАО «НИИАС» активно взаимодействуют с зарубежными партнёрами в целях развития технологий управления технологическими процессами расформирования-формирования составов и их технической реализацией. Всё это и позволяет осваивать новые рынки, одним из которых является Улан-Баторская железная дорога Монголии.



В декабре 2014 года между ОАО «НИИАС» и АО «Улан-Баторская железная дорога» заключён договор на выполнение проектно-изыскательских работ по объекту «Строительство и техническое оснащение сортировочной горки Замын-Ууд». Успеха коллектив института добился в честном соперничестве с мировыми лидерами в создании горочных комплексов, и это стало достойной оценкой труда учёных, инженеров-проектировщиков и программистов.