Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ систем автоматического управления торможением на железнодорожном транспорте 11
1.1. Анализ технологии прицельного торможения перед тупиковой призмой и у пассажирской платформы 11
1.2. Анализ локомотивных систем автоматического управления тормозами поезда 17
1.3. Выводы 29
2. Принципы построения адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда 31
2.1. Требования, предъявляемые к адаптивной системе автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда, выбор критериев качества управления 31
2.2. Функциональная схема адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда 35
2.3. Система торможения и прицельной остановки МВПС перед тупиковой призмой и у платформы 38
2.4. Выводы 42
3. Моделирование процесса электропневматического торможения поезда 44
3.1. Математическая модель объекта управления 44
3.2. Алгоритм управления прицельным электропневматическим торможением электропоезда 53
3.3. Имитационная модель системы автоматического управления электропневматическими тормозами поезда 55
3.4. Выводы 64
4. Обеспечение функциональной безопасности 66
4.1. Организация беспроводного канала передачи данных с пути на подвижной состав 66
4.2. Оценка погрешности позиционирования поезда при применении технологии радиочастотной идентификации 80
4.3. Обеспечение функциональной безопасности адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда 91
4.4. Выводы 99
5. Экспериментальное исследование и результаты испытаний системы торможения и прицельной остановки мвпс перед тупиковой призмой и у платформы 101
5.1. Экспериментальные исследования качества управления прицельным торможением МВПС в эксплуатационных условиях 101
5.2. Результаты приёмочных испытаний системы торможения и прицельной остановки МВПС перед тупиковой призмой и у платформы 105
5.3. Эффективность внедрения адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда, перспективы её развития 113
5.4. Выводы 117
Заключение 119
Список сокращений и условных обозначений 122
Список литературы 124
- Анализ локомотивных систем автоматического управления тормозами поезда
- Функциональная схема адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда
- Имитационная модель системы автоматического управления электропневматическими тормозами поезда
- Обеспечение функциональной безопасности адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда
Анализ локомотивных систем автоматического управления тормозами поезда
Прибытие поезда на конечную станцию для машиниста является сложным этапом поездной работы, так как режим подъезда к светофору с запрещающим показанием порождает стрессовую ситуацию, и требует от него высокой концентрации внимания, при наличии усталости накопленной к концу поездки. Ситуация осложняется, если поезд принимается на тупиковый путь. При этом локомотивные устройства и системы безопасности начинают более активно производить проверки состояния машиниста. Необходимо подчеркнуть, что некоторые из них выполняются с включением звукового сигнала электропневматического клапана автостопа (ЭПК), что усиливает стрессовое состояние машиниста. Необходимость в таких проверках вызвана малой эффективностью или отсутствием ключевых функций безопасности в действующих локомотивных средствах обеспечения безопасности. При любых проверках, инициированных устройствами и системами безопасности, машинист должен кратковременно переключить свое внимание от наблюдения за поездной ситуацией для подтверждения бдительности, что отрицательно сказывается на безопасности движения поездов. При этом имеют место случаи, когда бдительность подтверждена, а устройство безопасности не реагирует и звуковой сигнал ЭПК не прекращается. В этот момент машинист вынужден кратковременно отключать устройство безопасности, что еще больше отвлекает его внимание от управления поездом, усиливая при этом стрессовое состояние. Важно подчеркнуть, что в такой сложной и потенциально опасной поездной ситуации самим машинистом отключается устройство безопасности, что в принципе недопустимо.
Учитывая вышеизложенные факторы и интенсивность движения поездов, особенно пригородного сообщения, риск столкновения прибывающего поезда с тупиковой призмой достаточно высок, что подтверждается наличием нарушений указанного типа [5, 6, 50].
Известны три основных подхода к обеспечению безопасности. Первый основан на применении технических средств. При этом предполагается, что высоконадежная техника и различные технические системы ведут к повышению уровня безопасности. Второй подход подразумевает снижение, а в случаях, где это возможно, и исключение влияния человеческого фактора на безопасность движения. При таком подходе разрабатываются инструкции, правила и др. документы, требования которых неукоснительно должны соблюдаться. При третьем подходе акцент сосредоточен на системе управления. Этот подход наиболее популярен, поскольку типичная структура системы менеджмента безопасности движения хорошо укладывается в цикл PDCA (англ. «Plan-Do-Check-Act» – планирование-действие-проверка-корректировка) [49].
Таким образом, с целью предотвращения случаев столкновения с тупиковой призмой были введены организационные меры, которые регламентируют допускаемую скорость прибытия поезда в зависимости от оставшегося расстояния до тупиковой призмы. Действующие инструкции устанавливают следующий порядок управления поездом при прибытии на тупиковый приемоотправочный путь. Непосредственно перед тупиковой станцией в строго регламентируемом месте на перегоне и с определенной в инструкции скорости машинист выполняет проверку действия пневматических автотормозов (ПТ) в пути следования. При этом эффективность тормозов поезда локомотивная бригада определяет на основе пройденного пути с момента начала торможения и до снижения фактической скорости от начального значения на 10 км/ч. Такая проверка необходима для оценки машинистом эффективности тормозов. Процесс прибытия на станцию начинается с момента проследования входного светофора. Перед тупиковой станцией машинист для регулирования скорости движения электропоезда, применяет ЭПТ. Скоростной режим движения по тупиковым путям на различных станциях регламентируется местными инструкциями по обеспечению безопасности движения поездов. В большинстве случаях устанавливаются 3-4 градации допускаемой скорости с привязкой к значениям оставшегося расстояния до тупиковой призмы. Например, при прибытии поезда на тупиковый путь станции скорость движения в начале пассажирской платформы должна быть не более 20 км/час, за 100 м до тупика – не более 15 км/час, за 40 м до тупика – не более 5 км/час. За 20 м до тупиковой призмы (при наличии в составе не более 10 вагонов) поезд должен остановиться. Если в составе более 10 вагонов поезд необходимо остановить сразу после размещения последнего вагона в габарите платформы [57].
В настоящее время указанный выше скоростной режим прибытия поезда на тупиковый путь действующими локомотивными устройствами и системами безопасности контролируются частично, поэтому в таких случаях защиты от ошибки машиниста практически нет, а, следовательно, безопасность движения поездов не обеспечивается. Кроме того, описанный выше порядок прибытия на тупиковый путь имеет ряд существенных недостатков. Так, при соблюдении машинистом требования инструкции, а именно скорость поезда за 40 м до тупика должна быть не более 5 км/ч, остаточной кинетической энергии недостаточно для подъезда к точке прицельной остановки непосредственно перед тупиковой призмой. По этой причине машинист вынужден включать режим тяги, находясь на близком менее 10 м, расстоянии до тупиковой призмы, что существенно снижает уровень безопасности движения поездов на тупиковых станциях. Необходимо отметить, что управляя поездом, машинист определяет расстояние до препятствия, основываясь на своем опыте. В виду этого он начинает заблаговременно применять торможение, и фактическая скорость прибытия поезда на тупиковый путь становится значительно меньше допускаемой. Это влечет за собой увеличение времени занятия поездом маршрута приема. Таким образом, применяемые организационные и технические меры полноценно не обеспечивают безопасность движения, а в некоторых случаях порождают новые риски, при этом снижаются экономические показатели работы железнодорожного транспорта.
Специфика пригородного движения заключается в частых остановках у пассажирских платформ, поэтому основное требование, которое предъявляется к пригородным поездам – это высокие значения ускорения и замедления, что должен обеспечивать машинист, имея соответствующую квалификацию.
Длина пассажирской платформы ограничена, и чаще всего она соизмерима с длиной обращающихся на участке пригородных поездов. При этом поезд должен быть остановлен в границах посадочной платформы, иначе при высадке пассажиров возможны случаи их травмирования. С ростом объема пассажирских перевозок возникает необходимость в увеличении количества вагонов в пригородных поездах, что соответственно повышает требование к точности остановки. Таким образом, основное требование к управлению процессом прицельного торможения у посадочной пассажирской платформы пригородных поездов – это остановка с необходимой точностью.
Режим прицельного торможения для остановки у посадочной платформы требует от машиниста сосредоточенного внимания. При этом он находится в более спокойном состоянии, чем при подъезде к светофору с запрещающим сигналом или в момент прибытия на тупиковый путь. Однако и в этих случаях машинистами допускаются ошибки, что приводит к проезду платформы и, как следствие, к дискомфорту пассажиров.
Машинист, управляя поездом, при выборе точки начала торможения руководствуется только своим опытом и наработанными навыками. Ввиду того, что тормозной путь при высоких скоростях достаточно протяженный машинист не может видеть точки прицельной остановки. Поэтому оценить оставшееся расстояние и своевременно применить тормоза достаточно сложно, и машинист, выполняя прицельное торможение, оставляет значительный запас по тормозному пути. В этом случае увеличивается время на торможение. Кроме того, эффективность тормозов поезда зависит от многих факторов, что дополнительно усложняет процесс ручного управления тормозами. В результате наложения вышеперечисленных факторов при управлении прицельным торможением возникает риск ошибки машиниста, что может привести к проезду пассажирской платформы с одновременным ухудшением комфорта пассажиров и повышении риска получения травм. В настоящее время МВПС не оборудован устройствами, контролирующими режим прицельного торможения при прибытии к платформе. Парк пригородных поездов в основном состоит из МВПС (электропоезда, дизель-поезда, рельсовые автобусы), меньшую часть составляют пассажирские составы с локомотивной тягой. Весь парк МВПС оборудован ПТ и ЭПТ, однако характеристики первых, в частности большая инерционность, не удовлетворяют требованию быстродействия. Поэтому для управления процессом прицельного торможения используются ЭПТ, реже электродинамический тормоз, при условии, что МВПС им оборудован. Данное положение о порядке использования тормозов поезда закреплено в инструкции [73]. Также необходимо отметить, что применение электродинамического тормоза при следовании к запрещающему сигналу категорически запрещено [73, 79]. Таким образом, выполняя прицельную остановку у посадочной пассажирской платформы, машинист применяет ЭПТ вплоть до полного служебного торможения (ПСТ) [73] со ступенчатым отпуском по мере снижения скорости. Такой порядок торможения обеспечивает быстрое замедление поезда и полное использование его тормозных средств [46]. Необходимо отметить, что с целью предотвращения юза, а также учета комфорта пассажиров в указанном случае ПСТ выполняется в несколько ступеней. Первая ступень при применении ЭПТ должна выполняться с наполнением ТЦ в пределах 0,1 0,15 МПа [73], последующие ступени не регламентированы.
Функциональная схема адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда
Одновременно модуль 2 автоматически отображает в пяти выделенных окнах своего монитора формирование команд управления О, Т, П, ЭТ, и РТ. Кроме того, модуль 2 в выделенном окне «КНД», индицирует состояние ожидания и факт проследования КНД. Ожидание КНД индицируется миганием синего огня, факт проследования – горением синего огня в течение 2 с, после чего окно гаснет. Наряду с этим, на мониторе отображается рассчитанное модулем 2 значение рекомендуемого давления в ТЦ. Кроме того, в другом окне модуля 2 отображается текущее значение Lост м. Эта информация также необходима пользователю для дальнейшего анализа работы модели.
Модуль 2 по результатам расчетов, выполненных по математической модели, отображает три зависимости аз(S), Lост(t) и V(S). В процессе функционирования имитационной модели и продвижения модели поезда к точке остановки производится непрерывное отслеживание значения Lост. Процесс отладки алгоритмов управления торможением поезда на имитационной модели позволяет оптимизировать ПО.
Модуль 3 получает по шине данных от модуля 2 численное значение номера проследованного КНД, а также зависимости Vф(t), Lост(t), допускаемых скоростей Vэт(Lост) и Vст(Lост). Модель отображает расчетные значения Vэт(Lост) и Vст(Lост) в статическом режиме, а также непрерывно рассчитывает и отображает в динамическом режиме Vф(Lост). Модуль 3 отображает также фрагмент путевого развития тупиковой станции, для которой проводится моделирование.
Пользователь включает транспортер и задаёт скорость движения его ленты, а также высоту подвеса антенны над лентой транспортёра. Эти параметры можно изменять в широких пределах, ориентируясь на реальные габариты установки антенны под кузовом МВПС. Введением соответствующих масштабных коэффициентов представляется возможным в ещё большей степени приблизить результаты моделирования к реальным условиям эксплуатации. Датчик 6 перемещается транспортёром 7 и попадает в поле действия антенны 5. В этот момент с него считывается информация, которая обрабатывается считывателем 4 и передается в модель управления. Блок индикации 8 по САN-шине 9 через конвертор 10 обменивается информацией с моделью управления 2. На мониторе модуля 2 отображается фактическая и допускаемая скорости движения, оставшееся расстояние до точки прицельной остановки и другие параметры, необходимые пользователю для эффективного проведения моделирования.
Как было отмечено выше, использование САN-шины 9 позволяет при необходимости добавлять другие физические отладочные модули и, тем самым, наращивать функциональные возможности имитационной модели.
Во всех случаях было зафиксировано четкое считывание первого КНД, и последующее проследование второго и третьего КНД. При этом программа отрабатывала корректировку текущей координаты МВПС, если перед этим в неё намеренно вводилась определённая погрешность. Т.е. имитационная модель обеспечивала устойчивый корректный запуск режима прицельного торможения.
Практически во всех случаях предусмотренных значений входных векторов, включая динамические изменения тормозного коэффициента, имитационная модель безошибочно отрабатывала безопасные траектории торможения МВПС перед тупиковой призмой. В нескольких случаях при малых скоростях – 5 км/ч и менее – модель выдавала команду на ЭТ при исполнении СТ, что было связано с близким расположением тормозных кривых Vдоп_эт(Lост) и Vдоп_ст(Lост) и потребовало определённой корректировки модели.
При моделировании движения поезда с высокими скоростями движения 100140 км/ч при максимальном давлении в ТЦ pТЦ = 0,38 МПа модель выдавала недостаточный темп торможения поезда, что потребовало внесения корректировок в числовые параметры модели управления.
В процессе проведения имитационного моделирования работы САУЭПТ с заданными входными воздействиями модель корректно отрабатывала различные режимы прицельного торможения поезда. Всего было смоделировано, без учета отладочных, не менее 150 контрольных прицельных торможений. Некоторые результаты моделирования представлены в приложении А в виде графических зависимостей оставшегося расстояния до остановки, давления в ТЦ, с имитированной скорости движения, и работы тормозного и отпускного реле ЭПТ во времени.
Как отмечалось выше, критерием качества работы САУЭПТ является погрешность остановки поезда в прицельной точке. При моделировании отслеживались реализации кривой V(S), контролировалось качество торможения. Погрешность остановки при имитационном моделировании не превышала ±3м. Полученные при моделировании кривые V(i) и S(i) сопоставлялись с кривыми, зарегистрированными в реальных условиях эксплуатации, при этом отклонения при совмещении смоделированных и реальных кривых не превышали 3%.
Проведенное многовариантное имитационное моделирование подтвердило правильность выбранного релейного закона управления, соответствие принятых алгоритмов управления прицельным торможением и выбранных технических решений, позволило определить параметры САУЭПТ.
Разработанная имитационная модель инвариантна к конкретным техническим решениям, реализующим заложенные в неё алгоритмы автоматического управления прицельным торможением, и может найти широкое применение при отладке различных систем подобного назначения, а также использоваться в качестве учебного тренажёра.
Имитационная модель системы автоматического управления электропневматическими тормозами поезда
Объектом экспериментального исследования является опытный образец системы торможения и прицельной остановки МВПС перед тупиковой призмой и у платформы (СТОП-Э), установленный на электропоезде ЭТ2М №138 приписки моторвагонное депо Крюково (ТЧПРИГ-6 ОКТ). Контрольные поездки проводились: на тракционных путях моторвагонного депо Крюково; при следовании в нитке графика поездом № 5527 от ст. Крюково до ст. Москва - пассажирская Октябрьская: на перегонах на участке Крюково - Москва-товарная Октябрьская (виртуальные КНД); по I главному пути перегона Москва-товарная Октябрьская -Москва-пассажирская Октябрьская у пассажирских остановочных платформ Останкино и Рижская (КНД установлены на путях); при прибытии на станцию Москва-пассажирская Октябрьская на 2-й или 4-й приемоотправочный путь (КНД установлены на путях).
На тракционных путях депо проводились проверки по работе опытного образца системы СТОП-Э при имитации подъезда к тупиковой призме. Указанные проверки показали, что СТОП-Э стабильно выполняла принудительное электропневматическое торможение не проезжая точки прицельной остановки. При имитации неисправности ЭПТ СТОП-Э стабильно выполняла ЭТ через срывной клапан ЭПК. Погрешность остановки в обоих случаях не превышала -5 м +1,5 м.
При следовании резервом (без пассажиров) от ст. Крюково до ст. Москва 102 товарная Октябрьская проводились проверки работоспособности, и функционирования СТОП-Э в части реализации алгоритма прицельного торможения у платформы. При движении с различными скоростями в пределах от 40 км/ч до 120 км/ч в СТОП-Э подавался сымитированный сигнал от КНД, с заложенным расстоянием до точки прицельной остановки 1000 м. После чего СТОП-Э инициализировала контроль скоростного режима и по заложенным алгоритмам выполняла автоматическое принудительное электропневматическое торможение с целью прицельной остановки через указанное расстояние. За один рейс выполнялось 3-4 таких торможения, всего 15 рейсов. Оставшееся расстояние до остановки фиксировалось по блоку индикации и не превышало ±3 м, за исключением первого рейса, после которого был скорректирован алгоритм идентификации объекта управления. Большая часть торможений по виртуальным КНД (73 %) реализовывалась с недоездом до точки прицельной остановки. Некоторые зарегистрированные реализации таких проверок представлены в виде графиков функций во времени на Рисунке 5.1. Кривая 1 описывает изменение давления в ТЦ. Кривая 2 показывает оставшееся расстояние до прицельной точки остановки. Кривая 3 описывает изменение фактической скорости. Управляющие воздействия от СТОП-Э на тормозное и отпускное реле ЭПТ на графиках показаны засечками 4 и 5 соответственно.
При следовании резервом по I главному пути перегона Москва - товарная Октябрьская – Москва-пассажирская Октябрьская у остановочных платформ Останкино и Рижская в каждом рейсе реализованы автоматические прицельные торможения. При этом на пути перед указанными остановочными платформами установлены КНД, которые впоследствии были считаны бортовой аппаратурой СТОП-Э. На основании считанной с КНД информации отрабатывался алгоритм прицельного торможения. Его реализация представлена на Рисунке 5.2. Погрешность остановки при автоматическом прицельном торможении во всех случаях не превышала указанных значений ±3 м, за исключением первого рейса, после чего был скорректирован алгоритм идентификации объекта управления.
При следовании к платформе Останкино (Рисунок 5.5) за 1032,5 м (D, черная линия) до точки прицельной остановки считан КНД с номером #0013 (# -код станции по ЕСР 060073). Первая ступень торможения выполнена до давления в ТЦ (ртц, синяя линия) 1,16 кгс/см2 на расстоянии 309 м (включение тормозного реле) от точки прицельной остановки при скорости 57,5 км/ч (V, коричневая линия). Максимальное давление в ТЦ составило 2,33 кгс/см2. На расстоянии 54 м до прицельной точки остановки считан КНД с номером #0014, в результате была выполнена корректировка координаты поезда на 10 м. При применении автоматического прицельного торможения электропоезд остановился, не доехав до точки прицельной остановки 2 м.
При следовании к платформе Рижская (Рисунок 5.6) за 992,5 м до точки прицельной остановки считан КНД с номером #0012. Первая ступень торможения выполнена до давления в ТЦ 1,15 кгс/см2 на расстоянии 753 м (включение тормозного реле) от точки прицельной остановки при скорости 91 км/ч. Максимальное давление в ТЦ составило 2,37 кгс/см2. На расстоянии 58 м до прицельной точки остановки считан КНД с номером #0011, при этом выполнена корректировка координаты поезда на 1 м. При применении автоматического прицельного торможения электропоезд остановился, не доехав 2 м до точки прицельной остановки.
При прибытии на ст. Москва – пассажирская Октябрьская (Рисунок 5.7) контроль скоростного режима включился за 1298 м до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой самого короткого маршрута приема, после считывания КНД с номером #0010, установленного у предвходного светофора. На расстоянии 1182 м до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой самого короткого маршрута приема считан КНД с номером #0009, установленный у входного светофора, при этом выполнена корректировка координаты поезда на 4 м. На расстоянии 248 м до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой 4-го пути считан КНД с номером #0006, установленный в начале 4-го тупикового пути, при этом выполнена корректировка координаты поезда на 13 м, по причине пересчета длины маршрута приёма, не самого короткого. На расстоянии 91 м до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой 4-го пути считан КНД с номером #0005, установленный на 4-м тупиковом пути, при этом выполнена корректировка координаты поезда на 1 м. На расстоянии 21 м до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой 4-го пути считан КНД с номером #0005, установленный на 4-м тупиковом пути, при этом выполнена корректировка координаты поезда на 4 м.
Непосредственно перед тупиковой призмой 4-го пути (Рисунок 5.8) машинист произвел подтяг со скоростью 1,1 км/ч. При оставшемся расстоянии до прицельной точки остановки 0 м СТОП-Э автоматически выполнила торможение ступенью 1,19 кгс/см2 с последующим отпуском. После полной остановки с целью предотвращения скатывания электропоезда СТОП-Э выполнено СТ.
Результаты опытной эксплуатации подтвердили работоспособность СТОП-Э и выполнение ею функции автоматического управления прицельным электропневматическим торможением электропоезда, о чём был составлен акт приёмочных испытаний опытного образца СТОП-Э (приложение В). При автоматическом управлении торможением СТОП-Э погрешность остановки электропоезда не превышала установленных значений, нарушений действующих инструкций не выявлено [40]. Приёмочной комиссией ОАО «РЖД» установлено, что опытный образец СТОП-Э выдержал приёмочные испытания. По результатам контрольной поездки с представителями ОАО «РЖД», СТОП-Э рекомендована для изготовления установочной партии с последующим монтажом на электропоездах, о чём был составлен акт контрольной поездки (приложение Г)
Обеспечение функциональной безопасности адаптивной системы автоматического управления прицельным электропневматическим торможением поезда
Эффективность САУ торможением поезда, функции которых направлены на обеспечение безопасности движения поездов, необходимо оценивать по их свойствам, предупреждать нарушения безопасности движения. Поэтому под эффективностью необходимо понимать, какую часть нарушений безопасности движения способна предупреждать разработанная САУ [41].
Так САУЭПТ, функции, которой направлены на обеспечение безопасности движения поездов на тупиковых приемоотправочных путях пассажирских станций, должна предупреждать столкновения прибывающего поезда с тупиковой призмой. Причины, которые могут повлечь за собой указанный вид нарушений можно разделить на две группы. К первой группе относятся причины вызвавшие нарушения скоростного режима прибытия поезда на тупиковый путь при наличии исправных тормозов в поезде; ко второй группе относятся те причины, в результате которых происходит полный отказ тормозов. Предлагаемая САУ по своей конструкции управляет тормозами поезда и в случае их полного отказа не сможет полноценно исполнить заложенные функции и, в результате, не обеспечит безопасность движения поездов. Другими словами, при возникновении причин, относящихся ко второй группе тормоза ПС становится неработоспособным и САУЭПТ при своей работоспособности остается невостребованной.
Следовательно, предлагаемая система может предотвращать столкновение ПС с тупиковой призмой только при возникновении причин, относящихся к первой группе. Анализ причин наезда ПС на тупиковую призму показывает, что практически все столкновения допущены при исправных тормозах. Следовательно, все произошедшие нарушения безопасности движения поездов указанного вида возможно предотвратить при внедрении САУЭПТ. Таким образом, эффективность внедрения САУЭПТ можно считать доказанной.
Автоматизация процесса управления тормозами поезда, и, особенно, 114 управления прицельным торможением дает возможность повысить среднюю (техническую) скорость электропоезда за счет повышения точности управления прицельными торможениями у остановочных платформ. Эффект определяется ускорением доставки пассажиров, высвобождением ПС [14]. Увеличение скоростных характеристик МВПС на каждые 10% увеличивает пропускную способность пригородных линий в часы пик примерно на 6-7% [97].
На основе анализа инструкций, регламентирующих скоростной режим прибытия на тупиковые станционные пути, т.е. устанавливающие зависимость допускаемой скорости от оставшегося расстояния до тупиковой призмы, определена средняя допускаемая скорость подъезда к тупику. Так, инструкция [57] устанавливает следующий порядок подъезда к тупиковой призме (Рисунок 5.9 ломаная линия «Инструкция»): скорость движения в начале пассажирской платформы (порядка 240 м) должна быть не более 20 км/ч, за 100 м до тупика – 15 км/ч, за 40 м до тупика – не более 5 км/ч. При этом средняя допускаемая скорость подъезда к тупику составляет 16,2 км/ч. САУЭПТ в этом случае контролирует скоростной режим подъезда к тупиковой призме плавным снижением допускаемой скорости в зависимости от оставшегося расстояния до точки прицельной остановки перед тупиковой призмой (Рисунок 5.9 линия «САУЭПТ»). Таким образом, при эксплуатации САУЭПТ, возможно поднять среднюю допускаемую скорость подъезда к тупиковой призме до 22,7 км/ч, т.е. на 40%. Следовательно, сократится время занятия поездом маршрута прибытия, что положительно повлияет на производительность станции. При этом повысится участковая скорость [42].
Наличие в САУЭПТ функции достоверного считывания информации с пути, а также её адаптивная составляющая открывает большой потенциал развития системы в области обеспечения безопасности движения поездов, так как позволяет передавать с пути на ПС ответственные управляющие команды. Так, например, при организации и проведении ремонтных работ на путях или вблизи железнодорожного полотна места проведения работ ограждаются временными сигнальными знаками подачи свистка, ограничения скорости или вовсе остановки поезда (петарды). Перечисленные сигналы информативны только для машиниста и локомотивными средствами обеспечения безопасности не воспринимаются, следовательно, в таких ситуациях безопасность движения ими не обеспечивается.
Проблема может быть решена путем установки, в местах размещения сигнальных знаков, КНД с соответствующей информацией и внедрением САУЭПТ. Рассмотрим ситуацию, когда работы на путях требуют остановки поезда. В таком случае место производства работ ограждается красными щитами и петардами, которые устанавливают на определённом расстоянии. Срабатывание петарды дает громкий звуковой сигнал, информативный только для машиниста. Установка сигналистом, совместно с петардами, переносных КНД с соответствующей информацией позволит передать в САУЭПТ ответственную управляющую команду на принудительное торможение. Кроме того, адаптивная составляющая САУЭПТ позволит избежать неоправданного ЭТ, что дополнительно обеспечит безопасность движения.
Аналогично решается проблема и с другими сигнальными знаками. К примеру, САУЭПТ, считав КНД, установленный перед местом, требующим проследования поезда с опущенным токоприёмником, сможет своевременно предупредить машиниста. Наличие же на ЭПС соответствующих автоматических устройств позволит САУЭПТ в автоматическом режиме контролировать, а при необходимости и управлять опусканием, поднятием токоприемника(-ов) в указанных местах. При этом очевидно, что существенно сократится количество случаев поломки токоприемников и повреждения контактной сети.
Переносные КНД и САУЭПТ могут быть использованы также при необходимости оперативной передачи на поезд информации о временном ограничении скорости, устанавливаемом при выявлении дефекта пути, подтопления железнодорожного полотна и в других подобных случаях.
Совместное использование АЛСН и САУЭПТ с КНД позволит существенно сократить количество проездов светофоров с запрещающим показанием на кодированных путях. Обозначенная проблема на некодированных путях может быть решена при совместном использовании радиоканала, передающего на ТПС, МВПС показание путевого светофора. То же самое решение целесообразно и для обеспечения безопасности движения на переездах (заградительный светофор) и в других случаях, где используются некодируемые светофоры.
Установка КНД перед проходным светофором с белым отражателем в виде буквы «Т» позволит решить проблему безостановочного проследования указанного светофора грузовым тяжеловесным поездам при наличии запрещающего показания, при этом будет, осуществляется контроль скоростного режима проследования этого светофора и дальнейшего движения.
Предложенные выше варианты применения САУЭПТ с КНД не охватывают все возможные направления. Таким образом, дальнейшая разработка САУЭПТ, с безусловным расширением её функциональных возможностей, целесообразна и является перспективным направлением в области автоматического управления движением поезда.
