Файл: От системы автоведенияк цифровому локомотивуд. В. Волковский.pdf

46
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ 7 – 2019
ОТ СИСТЕМЫ АВТОВЕДЕНИЯ
К ЦИФРОВОМУ ЛОКОМОТИВУ
Д.В. ВОЛКОВСКИЙ,
ООО АВП «Технология», руководитель департамента маркетинга
Ж
Е Л Е З Н ОД О Р ОЖ Н Ы Й
транспорт относится к тем отраслям экономи- ки, которые сегодня существен- но трансформируются благодаря внедрению инновационных раз- работок в области дигитализации, т.е. оцифровки различных видов информации. Дигитализация позволяет обрабатывать большие объемы данных, совмещать раз- личную информацию, получая удобные сервисы.
Примером могут служить сис- темы автоведения, применяемые на железнодорожном тяговом под- вижном составе. Совмещая дан- ные о текущем местоположении локомотива с расписанием дви- жения поезда, тяговыми характе- ристиками локомотива, действу- ющими ограничениями скорости, показаниями датчиков скорости, давления, температур, токов и ряда других, такая система, ис- пользуя заложенные алгоритмы, выдает по цифровым каналам свя- зи команды периферийным мик- роконтроллерам для управления тягой и всеми видами торможения в режиме реального времени. Она обеспечивает энергооптимальное движение поезда с соблюдением всех норм безопасности, переда- вая необходимую информацию о происходящих процессах как не- посредственно на пульт машинис- та (рис. 1), так и по защищенным беспроводным каналам связи на удаленный сервер для всех заин- тересованных служб. При этом система верхнего уровня, получая данные о движении поездов на полигоне, может автоматически формировать варианты измене- ний в графике движения и пере- давать для исполнения на борт локомотива актуализированные расписания.
В настоящее время на россий- ских железных дорогах автоведе- нием оборудованы более 5 тыс. локомотивов и электропоездов как старых, так и новых серий.
Если на старых локомотивах с ре- лейными схемами для внедрения автоведения пришлось устанав- ливать специальные электронные и силовые блоки для управления тягой и соответствующее элект- ропневматическое оборудование для управления тормозами, то на новых автоведение реализуется чисто программно. Системы авто- ведения эксплуатируются и совер- шенствуются в нашей стране уже почти 20 лет, что позволило до- стичь высокого качества управле- ния всеми типами поездов, вклю- чая тяжеловесные и соединенные.
Даже такие ведущие фирмы, как
Alstom и GE, закупают и устанав- ливают на свои локомотивы, пред- назначенные для эксплуатации на
«пространстве 1520», системы ав- товедения, разработанные в Рос- сии.
Современные отечественные системы автоведения для мини- мизации расхода топливно-энер- гетических ресурсов (ТЭР) в соот- ветствии с расписанием, планом и профилем пути, ограничения- ми скорости, параметрами поезда рассчитывают в реальном масш- табе времени энергооптимальный режим движения и автоматически его реализуют путем управления тягой и всеми типами тормозов локомотива и поезда. В отличие от зарубежных аналогов они ав- томатически отрабатывают сиг- налы светофора, т.е. выполняют согласно тому или иному сигналу все необходимые операции управ- ления вплоть до автоматической остановки перед светофором с за- прещающим показанием.
Системы автоведения карди- нальным образом меняют харак- тер труда локомотивной бригады, беря на себя многие функции как помощника, так и машиниста.
Рис. 1. Дисплей на пульте машиниста электровоза
3ЭС5К «Ермак», следующего в режиме автоведения с грузовым поездом на участке
Хабаровск II – Ружино
Дальневосточной железной дороги
Специальный проект

47
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ 7 – 2019
В режиме автоведения машинис- ту не требуется рассчитывать ско- рость движения для выполнения расписания, следить за токами тяговых электродвигателей при переключении позиций тяги и за давлением в тормозной магист- рали и в тормозных цилиндрах при торможении. Проведенные
Всероссийским научно-исследо- вательским институтом железно- дорожной гигиены исследования показали, что применение систем автоведения позволяет продлить продолжительность устойчиво- го уровня работоспособности машиниста в среднем на 2–3 ч и снизить степень его загружен- ности на наиболее сложных этапах работы с 95 до 40 %. Это дает возможность увеличивать плечи обслуживания локомотив- ных бригад, повышая тем самым производительность их труда.
За счет сокращения утомляемо- сти машиниста, а также точного соблюдения скоростного режи- ма повышается и безопасность движения. Современные систе- мы автоведения, оснащенные модемами беспроводной связи, являются технической базой ре- ализации безбумажной техноло- гии эксплуатации за счет автома- тического получения расписания движения, данных по поезду и машинисту, автоматического формирования данных для элек- тронного маршрута машиниста.
Как показала многолетняя практика эксплуатации систем автоведения, они обеспечивают значительное сокращение расхода
ТЭР на тягу поездов. В целом по сети ОАО «РЖД» подтвержденная экономия ТЭР в год составляет 5 %
в пригородном движении, 3,1 % –
в пассажирском и 2,4 % – в грузо- вом.
Одним из основных потре- бительских свойств автоведения является точное исполнение рас- писания движения. По данным мониторинга доля поездов, имев- ших отклонения от расписания движения более 2 мин, при ис- пользовании автоведения в 3–4 раза меньше, чем при ручном уп- равлении.
Помимо систем автоведения, в том числе и для вождения поездов распределенной по длине состава тягой, на локомотивах и моторва- гонном подвижном составе желез- ных дорог России используются и другие цифровые автоматизи- рованные системы. К ним отно- сятся разработанные ООО «АВП
Технология» автономная система информирования машиниста с функцией электронного маршрута машиниста (АСИМ ЭММ), элект- ронные регистраторы параметров движения поезда и автоведения
(РПДА), система автоматического запуска-остановки дизеля тепло- воза (САЗ ДТ), а также системы других российских производите- лей, такие как микропроцессорная система управления и диагности- ки (МСУД), комплексное локомо- тивное устройство безопасности
(КЛУБ), безопасный локомотив- ный объединенный комплекс
(БЛОК), система автоматического управления торможением поезда
(САУТ), цифровые радиостанции и др. Вводятся все новые и новые подсистемы.
Реализация технологии интег- рации на локомотиве различных цифровых систем с использова- нием единого цифрового канала связи создала предпосылки пере- хода к технологии «умный локомо- тив» (рис. 2). Появилось огромное поле деятельности по расширению функциональных возможностей эксплуатации локомотива. Так, измерение и сохранение в памяти систем регистраторов до 50 пара- метров работы локомотива с воз- можностью передачи и автомати- зированной обработки цифровых данных позволяют уже сейчас создавать эффективные диагно- стические комплексы, не только
Рис. 2. Умный локомотив – цифровой локомотив
Энергоэффективность и энергосбережение в ОАО «РЖД»

48
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ 7 – 2019
выявляющие неисправности ло- комотива и отклонения от нормы показателей его работы, но и пре- дупреждающие о возможности воз- никновения таких неисправностей и отклонений. Внедрение указан- ных комплексов повысит надеж- ность локомотивов и вероятность их безаварийной эксплуатации.
Интеллектуальная пожарная сигнализация способна срабаты- вать именно на локальном участке возгорания, отслеживать благо- даря умным датчикам перегревы силовых кабелей, иметь дистанци- онное оповещение и управление.
Измерительные цифровые комплексы учета электроэнергии обеспечивают переход к коммер- ческому учету энергоресурсов.
Новейшие системы встроенной защиты уже сейчас в ряде случаев пресекают выходы на перегрузоч- ные режимы как при появлении неисправностей, так и при ошиб- ках машиниста.
Системы автоматизирован- ного прогрева дизеля тепловоза с конденсаторным пуском следят за степенью разряда аккумулятор- ных батарей, температурами ох- лаждающей жидкости и масла при неработающем дизеле. Это про- длевает срок службы аккумуля- торных батарей, обеспечивает на- дежный запуск дизеля, позволяет без неблагоприятных последствий останавливать дизель тепловоза,
А
НАЛИЗ
результатов мно- голетних исследований в области повышения энер- гетической эффективности систе- мы тягового электроснабжения и электроподвижного состава [1–4] показал, что в целом на сети же- лезных дорог достигнуто сущест- венное снижение доли нерацио- нального расхода электроэнергии
МЕРЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
В.Т. ЧЕРЕМИСИН,
Омский государственный университет путей сообщения
(ОмГУПС), директор Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте, доктор технических наук, профессор
М.М. НИКИФОРОВ,
ОмГУПС, заместитель директора Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте, начальник лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость», кандидат технических наук на тягу поездов. Это подтверждает- ся динамикой удельного расхода и небаланса электроэнергии на тягу поездов. Дальнейшее снижение расхода существенно усложняет- ся, так как наиболее эффективные и малозатратные мероприятия уже успешно реализованы.
В настоящее время потери электроэнергии в тяговой сети определяются только по полиго- нам родов тока железных дорог.
Это связано с тем, что не реализо- ваны до конца требования мето- дики измерений электроэнергии
(мощности) на тяговом подвиж- ном составе. В соответствии с ней системы учета электроподвижного состава должны обеспечивать оп- ределение расхода электроэнергии не только за поездку в целом, но и по зонам, учитывающим границы смежных железных дорог, респуб- лик, краев и областей, дистанций электроснабжения и межподстан- ционных зон. Внедрение данной методики измерений в полном объеме станет дополнительным инструментом для поиска непро- изводительных потерь электро- энергии в тяговой сети. находящегося в ожидании рабо- ты, исключая тем самым непро- изводительный расход топлива и уменьшая выброс токсичных от- работавших газов в атмосферу.
Умные локомотивы, оборудо- ванные системами автоведения и безопасности, полностью при- способлены для вождения поездов одним машинистом. В недалеком будущем прогнозируется появле- ние беспилотных локомотивов.
Несомненно, максимальный эффект будет достигнут при ис- пользовании комплексных авто- матизированных систем глобаль- ного цифрового управления всеми составляющими перевозочного процесса.
Специальный проект