Развитие инфраструктуры транспорта и технологий перевозочного процесса в современных условиях.

Материалы международной научно-практической конференции. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. – С. 136-142

В.В. Анисимов, Н.С. Петрова

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

 

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАССТАНОВКИ СВЕТОФОРОВ АВТОБЛОКИРОВКИ

 

Статья посвящена описанию и классификации требований к расстановке светофоров автоблокировки с целью использования полученных классификаций в разработке методики автоматизированного выбора положений границ блок-участков.

 

Непрерывный рост грузооборота железных дорог требует всё большего увеличения пропускной способности железнодорожных линий. Этого можно достичь модернизацией и реконструкцией устройств и сооружений железных дорог; модернизацией используемого подвижного состава и приобретением новых более совершенных локомотивов; совершенствованием технологии работы станций; применением более совершенных систем разграничения движения поездов; повышением массы поездов и скорости их движения и т.д. и т.п.

Как правило, реализация перечисленных мер требует проектирования и внедрения более совершенных средств автоблокировки. При проектировании строительства и реконструкции устройств автоблокировки положения светофоров подлежат комплексной проверке, так как именно от этого зависит и увеличение пропускной способности железнодорожных линий и повышение безопасности движения поездов.

Для обеспечения качества пропуска поездов (обеспечения требуемой скорости движения и безопасности) необходимо, чтобы длина блок-участков соответствовала минимально заданному межпоездному интервалу и, при этом, удовлетворяла множеству условий. Задача автоматизированной расстановки светофоров (разбиения перегона на блок-участки) сегодня решена лишь частично. В настоящее время в ведущих проектных железнодорожных институтах используется комплекс ЭРА (разработка ДВГУПС) для проверки существующего или проектного положения светофоров по части требований, связанных с проведением тяговых расчетов [2, 3]. В то же время отсутствует четкая методика и соответствующее программное обеспечение, направленные на полностью автоматизированное решение данной проблемы. Учитывая вышеизложенное, задача автоматизированной расстановки светофоров в настоящее время представляется весьма актуальной.

Расстановка светофоров должна выполняться в соответствии с «Руководящими указаниями по расстановке светофоров автоблокировки и определению длин блок-участков на линиях с АЛСО» [1]. Это основной документ, составленный с учетом требований к скоростям движения поездов, пропускной способности, межпоездному интервалу и безопасности движения. Но в нем изложены лишь требования к расстановке светофоров. Детальной методики (алгоритма) расстановки не существует, что затрудняет использование этого документа при определении положения светофоров автоблокировки.

Целью данной работы является классификация требований к расстановке светофоров для последующей разработки методики автоматизированного выбора их положения. Все требования и критерии, изложенные в [1], для лучшего их восприятия, можно разбить на несколько групп. Список групп и конкретных требований представлен в таблице.

Таблица

Группировка требований по расстановке светофоров

Группа требований Конкретные требования
1. Критерий обеспечения требуемых объемов перевозок 1.1. Обеспечение заданной минимальной величины межпоездного интервала.
2. Требования обеспечения безопасности движения поездов 2.1. Должен обеспечиваться пропуск поездов с наибольшими установленными скоростями.
2.2. Длины блок-участков должны быть не менее длин тормозных путей, определенных для заданных условий движения и видов торможения.
3. Требования соблюдения трогания с места 3.1. Необходимо избегать установки светофоров на "обрывных" местах (переломах профиля).
3.2. Необходимо избегать установки светофоров на затяжных подъемах, где трогание с места расчетного поезда невозможно.
4. Конструкционные ограничения устройств автоматики 4.1. Длина блок-участка на перегоне должна быть, как правило, не более 2200 м, предвходного блок-участка – не более 1500 м.
4.2. Минимальная длина блок-участка должна быть не менее 1000 м.
4.3. На участках с бесстыковым путем расстановка должна производиться с учетом максимально возможного использования стыков между длинномерными рельсовыми плетями.
4.4. Входные светофоры должны быть установлены от первого входного стрелочного перевода на расстоянии не ближе 50 м.
4.5. При наличии переездов расстановка должна производиться с учетом участков приближения к переездам.
5. Требования видимости 5.1. Светофоры рекомендуется устанавливать на прямых участках пути или в начале кривых.
5.2. При установке светофора в кривых и в выемках должна обеспечиваться наилучшая видимость сигналов.
5.3. При наличии на участке крупных искусственных сооружений светофоры устанавливаются, как правило, перед этими сооружениями.
5.4. В случае необходимости светофоры за крупными ИССО устанавливаются по возможности на расстоянии не менее длины поезда.
6. Требования удобства эксплуатации и обслуживания светофоров 6.1. Установка минимально необходимого числа светофоров.
6.2. Расстановка должна производиться с учетом наибольшей спаренности проходных светофоров противоположных направлений на одной ординате.
6.3. На однопутных линиях необходимо стремиться к тому, чтобы границы блок-участков противоположных направлений максимально совпадали для уменьшения числа трансляционных установок.
7. Требования удобства посадки и высадки пассажиров 7.1. В районе остановочных пунктов светофоры устанавливаются за платформой по ходу движения поезда для удобства посадки и высадки пассажиров в случае остановки поезда перед светофором с запрещающим показанием.
8. Требования на участках с электротягой 8.1. Установка входных светофоров должна обеспечивать ограждение изолирующих сопряжений анкерных участков контактной сети со стороны перегона.
8.2. Входной светофор должен размещаться на расстоянии не менее 15 м до места расположения указателя "Опустить токоприемник", а при его отсутствии – от первой опоры по ходу движения поезда, ограничивающей сопряжение. В сложных условиях – на расстоянии не менее 5 м.
8.3. На участках, подлежащих в ближайшие 5 лет переводу на электрическую тягу, при отсутствии проекта контактной сети, входные светофоры должны устанавливаться на расстоянии не менее 300 м от первого стрелочного перевода.
8.4. Установка проходных светофоров должна, по возможности, осуществляться вне расположения неизолирующих сопряжений контактной сети.
8.5. Не допускается установка проходных светофоров в пределах изолирующих сопряжений анкерных участков.
8.6. На участках с электрической тягой переменного тока, при размещении светофора перед нейтральной вставкой должна быть обеспечена скорость входа на нейтральную вставку не менее 20 км/ч для проследования сигнального знака "Включить ток" со скоростью не менее 10 км/ч.
8.7. Первый светофор за нейтральной вставкой по направлению движения поезда должен устанавливаться на расстоянии от знака "Включить ток" не менее 300 м для возможности остановки поезда, проследовавшего нейтральную вставку, у светофора.
При трудностях с взаимным размещением нейтральных вставок и светофоров, расстояние между знаком "Включить ток" и этим светофором может быть уменьшено до 50 м для моторвагонных электросекций и до 150 м для электровозов.

Таблица представляет собой смысловую классификацию требований к расстановке светофоров. Ниже приводятся еще несколько классификаций, которые позволят разработать методику автоматизированной их расстановки.

1. Классификация требований в зависимости от исходных данных к проектированию расстановки:

1.1. в зависимости от количества путей на перегоне:

1.1.1. для однопутный линий (все);

1.1.2. для двухпутных линий (все, кроме 6.3);

1.2. в зависимости от значности светофорной сигнализации:

1.2.1. общие требования (все, кроме 1 и 2);

1.2.2. для автоблокировки с трёхзначной системой сигнализации:

- расчетный межпоездной интервал (1.1) определяется исходя из двух- и трехблочного разграничения поездов на перегоне;

- наибольшие установленные скорости (2.1) пассажирских поездов 140 км/ч, грузовых – 90 км/ч; - тормозные пути пассажирских и грузовых поездов (2.2);

1.2.3. для автоблокировки с четырёхзначной системой сигнализации:

- расчетный межпоездной интервал (1.1) определяется исходя из трех- и четырехблочного разграничения поездов на перегоне;

- наибольшие установленные скорости (2.1) пассажирских поездов 120 км/ч, грузовых – 80 км/ч;

- тормозные пути пассажирских, грузовых и пригородных поездов (2.2);

1.3. в зависимости от вида тяги:

1.3.1. для электротяги (все);

1.3.2. для тепловозной тяги (все, кроме 8).

2. Классификация по степени обязательности выполнения требований:

2.1.1. требования, выполнение которых обязательно (1, 2, 4.2, 4.4, 4.5, 7, 8.1-8.3, 8.5-8.7);

2.1.2. требования, выполнение которых рекомендуется (3, 4.1, 4.3, 5, 6, 8.4).

3. Классификация по степени необходимости выполнения тяговых и тормозных расчетов для проверки требований:

3.1.1. требуют выполнение расчетов (1, 2, 3, 4.5, 8.6);

3.1.2. не требуют выполнение расчетов (4.1-4.4, 5, 6, 7, 8.1-8.5, 8.7).

4. Классификация по месту действия:

4.1. определяющие конкретное место действия на участке:

4.1.1. требования, определяющие отрезки пути, где установка светофоров запрещена (4.4, 4.5, 8.1-8.3, 8.5-8.7);

4.1.2. требования, определяющие отрезки пути, где установка светофоров не рекомендуется (3, 5.2, 5.4, 8.4);

4.1.3. требования, определяющие отрезки пути, где установка светофоров разрешается (5.1);

4.1.4. требования, определяющие отрезки пути, где установка светофоров рекомендуется (4.3, 5.3, 6.2, 6.3, 7.1);

4.2. динамически определяющие место действия в зависимости от положения других расставленных светофоров:

4.2.1. требование обеспечения заданного межпоездного интервала (1);

4.2.2. требования обеспечения длин тормозных путей (2);

4.2.3. требования обеспечения минимальных и максимальных длин блок-участков (4.1 и 4.2).

Приведенные классификации позволяют выстроить общую схему методики решения поставленой задачи, которая приведена на рисунке.

Рис. Общая схема методики автоматизированной расстановки светофоров автоблокировки

Блок 1 подразумевает определение следующих параметров проектирования:

- количества путей на перегоне;

- значности автоблокировки;

- минимальной величины межпоездного интервала;

- данных по участку (раздельные пункты, план, профиль, ограничения скорости, ИССО, бесстыковые плети и т.д.);

- вида тяги;

- параметров поездов (марки локомотивов, веса, длины и т.д.).

В блоке 2 набор тормозных проверок по видам торможения (служебное, полное служебное и экстренное) определяется в зависимости от количества путей на перегоне, значности автоблокировки, обращающегося подвижного состава и других параметров задания.

Наибольшую трудность при автоматизации представляют блоки 3, 4 и 5. Если блоки 3 и 4 представляют собой сложные, но по отдельности уже решенные на практике расчетные процедуры, то в блоке 5 должна решаться оптимизационная процедура. Основным критерием решения оптимизационной задачи предлагается необходимый минимум количества светофоров.

Анализ требований к расстановке светофоров автоблокировки показал, что решение этой задачи может быть полностью автоматизировано. Для этого требуется детальная проработка методики решения задачи, выбор (разработка) метода для оптимизационного блока и разработка соответствующего программного обеспечения.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Руководящие указания по расстановке светофоров автоблокировки и определению длин блок-участков на линиях с АЛСО. – СПб.: Гипротранссигналсвязь, 2003. - 32 с.

2. Анисимов В.А., Анисимов В.В., Левченко О.А. Комплекс ЭРА - базовый компонент информационной технологии разработки проектов переустройства железных дорог / Проблемы развития региональной сети железных дорог: Сб. науч. тр. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. – с. 68-75.

3. Анисимов В.А., Анисимов В.В., Малахин Н.Б. Программно-технологический комплекс проверки расстановки светофоров автоблокировки / Совершенствование управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте за счет новых информационных технологий и технических средств: Сб. науч. тр. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004. – с. 172-180.