Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский социально технический университет
имени
академика З. Алдамжар
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Проблемы средств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ)
специальность
050901 - «Организация перевозок, движения и эксплуатация транспорта»
Островский
Иван Андреевич
Костанай 2010
Введение
Основной задачей железнодорожного транспорта является качественное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках грузов и пассажиров. Выполняя эту задачу, железнодорожный транспорт конкурирует с другими видами транспорта на рынке транспортных услуг. В этих условиях главными экономическими показателями становятся доходы и прибыль, рост которых обеспечивается не только улучшением качества перевозок, но и сокращением эксплуатационных расходов. Это определяет значение совершенствования техники и технологии производства, ускорения научно-технического процесса.
Актуальность темы дипломной работы заключается в разработке и внедрении передовых технологий средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, позволяющим повысить эффективность и безопасность перевозочного процесса.
В соответствии с утверждёнными методическими рекомендациями по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте основным обобщающим показателем, характеризующим целесообразность применения достижений НТП, является показатель экономического эффекта.
В его величине должны найти отражение частные показатели эффективности: производительность труда и фондоотдача, материалоёмкость и энергоёмкость производства, его технический уровень и качество продукции.
В зависимости от направленности реализуемых на транспорте мероприятий научно-технического прогресса результаты могут быть оценены разными показателями.
В осуществлении процесса перевозок на железнодорожном транспорте важная роль принадлежит устройствам автоматики и телемеханики.
В данной работе внедрение более совершенных устройств автоматики и телемеханики на станциях и участках железных дорог позволяет изменить не только пропускную способность их, но и ускорить процесс перевозок, повысить его безопасность, то есть улучшить качество продукции транспорта (перевозок, услуг). Стоимостную оценку этого результата можно произвести по величине снижения расходов по перевозкам.
Они в значительной степени определяют пропускную способность участков, обеспечивают безопасность движения и позволяют полнее и эффективнее использовать все технические средства транспорта. Именно потому внедрение современных средств автоматики и телемеханики на участках и станциях железных дорог является одним из основных направлений перевооружения и развития железнодорожного транспорта.
Основными направлениями, обусловливающими максимальную эффективность модернизации технических средств, являются:
замена устаревшего и оптимизация нового станционного и напольного оборудования;
контроль и управление поездными операциями из единых центров диспетчерского управления;
применение микропроцессорной техники для максимального сокращения эксплуатационных и строительных затрат.
Модернизация технических средств должна осуществляться путем их сокращения и проведения следующих мероприятий:
замены устаревших систем ЭЦ на МПЦ или модернизации их по гибридному варианту;
замены эксплуатируемых систем интервального регулирования на системы с применением счетчиков осей и автоматической локомотивной сигнализации с точечными каналами связи (АЛС-ТКС);
применения централизованной системы управления.
Следует отметить, что ещё значительное место на сети дорог занимают путевые участки, где применяются системы полуавтоматической блокировки (ПАБ). В ПАБ автоматически фиксируется прибытие головы поезда на станцию, однако в них не обеспечивается автоматический контроль свободного состояния перегона, что требует привлечения работников станций для проверки прибытия поездов в полном составе. Это снижает уровень безопасности движения поездов и не позволяет подключать эти участки к системам ДЦ.
Известно, что важнейшим элементом практически всех систем железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, являются рельсовые цепи. Они служат первичным источником информации о состоянии контролируемых участков пути. Однако в силу ряда объективных причин (низкого сопротивления балласта, ограниченной длины, отсутствия возможности изолировать рельсы от мостовых конструкций, значительных эксплуатационных расходов и т.д.) иногда технически нецелесообразно использовать рельсовые цепи. Контроль свободного состояния таких путевых участков может быть также осуществлен на принципе счета входящих и выходящих с участка колесных пар.
Целью данной дипломной работы является освещение актуальных проблем средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте Казахстана. Для достижения цели предлагается решение следующих задач:
закрепление теоретических положений;
приобретение практических навыков в расчёте технико-экономической эффективности от внедрения современных средств СЦБ;
расчёт капитальных вложений;
расчёт эксплуатационных расходов;
расчет приведенных строительно-эксплуатационных
затрат и годового экономического эффекта;
1. Аналитический обзор
сигнализация централизация блокировка железнодорожный
1.1 Теоретические основы, роль, значение и
проблемы средств СЦБ
Устройства автоматики, телемеханики и связи появились на железных дорогах одновременно с началом движения поездов в первой половине XIX в. Для передачи информации на движущийся поезд предназначались семафоры, а начиная с конца XIX в.- светофоры, которые являются основным «сигналом» на железных дорогах нашей страны и мира. Примерно с середины XIX в. начали применять устройства механической централизации, которые позволили управлять стрелками и станционными семафорами из одного централизованного поста.
Устройства автоматики и телемеханики, используемые в настоящее время на железнодорожном транспорте, по решаемым задачам и области применения делят на перегонные и станционные.
Перегонные системы регулируют движение поездов на перегонах, к ним относятся:
Полуавтоматическая блокировка (ПАБ) регулирует движение поездов на участках с неинтенсивным движением. При ПАБ правом на занятие поездом перегона является разрешающее показание выходного светофора станции. Сигнал открывает дежурный по станции, а закрывается он автоматически - под воздействием поезда. При отсутствии блокпостов на перегоне может находиться только один поезд, что и ограничивает пропускную способность линий. Системы ПАБ начали применять в России еще с 70-х годов прошлого столетия.
Автоматическая блокировка (АБ) регулирует движение поездов при помощи путевых светофоров, установленных на перегоне, которые делят перегон на блок-участки. Показания проходных светофоров изменяются автоматически под действием движущихся поездов. Основным элементом АБ являются рельсовые цепи, главное назначение которых - определение местонахождения поездов. По сигнальным показаниям путевых светофоров машинист определяет число свободных блок-участков перед движущимся поездом. При АБ на перегоне может быть несколько поездов, чем обеспечивается повышение пропускной способности по сравнению с ПАБ. Так, внедрение АБ на двухпутных линиях повышает их пропускную способность в 2-3 раза по сравнению с линиями, оборудованными ПА. Автоблокировку начали применять в Республике Казахстан еще в 30-х годах.
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) повышает безопасность движения поездов и улучшает условия труда локомотивных бригад. При помощи устройств АЛС показания путевых светофоров передаются непосредственно в кабину машиниста. Все локомотивы и моторвагонные секции оборудованы поездными устройствами АЛС, а все линии с автоблокировкой - путевыми устройствами АЛС. Устройства АЛС дополняют устройствами контроля бдительности, контроля скорости и авторегулирования скорости. Устройства АЛС начали применять в Республике Казахстан в 30-х годах.
Автоматический диспетчерский контроль (ДК) дает возможность сосредоточить информацию о поездной ситуации и показаниях входных и выходных станционных светофоров в пределах диспетчерского круга (около 100-300 км) на табло поездного диспетчера. Эта информация позволяет оперативно руководить движением поездов, принимая своевременные меры по выполнению графика движения. Системы диспетчерского контроля начали использовать в Республике Казахстан с начала 50-х годов.
Автоматическая переездная сигнализация и автоматические шлагбаумы обеспечивают безопасность движения поездов при пересечении железных дорог в одном уровне с автомобильными дорогами. Эти устройства автоматически включают устройства светофорной сигнализации для автотранспорта и закрывают шлагбаум при приближении поезда и открывают его после проследования поезда.
Станционные системы регулируют движение поездов на станциях и больших участках, к ним относятся:
· электрическая централизация стрелок и сигналов (ЭЦ) - комплекс устройств автоматики и телемеханики, обеспечивающих управление стрелками и сигналами всей станции с одного пункта дежурным по станции. Главным элементом ЭЦ, так же как и АБ, являются рельсовые цепи, а основные функции выполняют реле. Электрическую централизацию Начали внедрять в Республике Казахстан с 30-х годов. За последние годы ежегодно электрической централизацией оборудуют более 8000 стрелок. Электрическая централизация повышает пропускную способность станций на 50-70% по сравнению с ручным управлением стрелками. При этом штат эксплуатационных работников сокращается на 30-50 чел. на каждые 100 централизованных стрелок;
· диспетчерская централизация (ДЦ) является наиболее совершенным и эффективным средством регулирования движения поездов на железных дорогах. Система ДЦ совмещает в себе устройства АБ, ЭЦ и кодовые системы телеуправления и телесигнализации. Она позволяет управлять стрелками и сигналами из одного пункта и дает возможность сосредоточить все распорядительные и исполнительные функции по регулированию движения поездов на участке протяженностью до 300 км у поездного диспетчера. Наиболее эффективно применение ДЦ на однопутных участках. В Республике Казахстан устройства ДЦ начали внедрять с 1936 г., а широко использовать - с 50-х годов. В настоящее время устройствами ДЦ оборудовано более 50% железнодорожных линий и ежегодно оснащается более 300 км железнодорожных линий. Внедрение ДЦ повышает участковую скорость на 15-20% и сокращает эксплуатационный штат на 60-70 чел. на каждые 100 км линии;
· автоматизация сортировочных горок - комплекс устройств, повышающий перерабатывающую способность сортировочных горок, который включает в себя: систему автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС), обеспечивающую необходимые интервалы между скатывающими отцепами в различных пунктах спускной части горки и нужную дальность пробега отцепов; горочную автоматическую централизацию (ГАЦ), которая служит для перевода стрелок по маршрутам следования отцепов; систему автоматического задания скорости роспуска (АЗСР), обеспечивающую реализацию переменной скорости роспуска для повышения перерабатывающей способности горок; систему телеуправления горочным локомотивом (ТГЛ), осуществляющую автоматическое регулирование скорости надвига локомотива на горку по командам с поста управления.
В настоящее время разрабатывают и внедряют систему автомашинист, устройства обнаружения перегретых букс в поездах, устройства телеуправления тяговыми подстанциями и т. д. В то же время на малодеятельных участках до настоящего времени в эксплуатации сохраняется ряд устаревших систем, а именно:
· электрожезловая система, регулирующая движение поездов по перегонам;
· механическая централизация стрелок и сигналов, обеспечивающая централизованное управление стрелками и сигналами на станциях при помощи гибких тяг;
· ключевая зависимость, осуществляющая взаимное замыкание между стрелками и сигналами.
Внедрение новых и совершенствование существующих средств автоматики и телемеханики являются основой для решения перспективной задачи - комплексной автоматизации и механизации перевозочного процесса на железнодорожном транспорте. Эта задача решается с максимальным использованием современной элементной базы и средств вычислительной техники.
Большую роль в выполнении перевозочного процесса на железнодорожном транспорте играют устройства проводной и радиосвязи, которые позволяют вести оперативное управление и координирование работы подразделений.
Устройства телефонной и телеграфной связи, имеющиеся на раздельных пунктах, в отделениях, управлениях дорог и в Министерстве транспорта и коммуникаций, образуют единую систему транспортной связи. Они обеспечивают возможность оперативного руководства и контроля за работой всей сети железных дорог Республики Казахстан. Особое значение связь имеет для работников службы движения. Для руководства движением поездов и работой станций, оперативного контроля за выполнением графика движения поездов и плана перевозок работники службы движения должны иметь необходимые и достаточные средства связи. Хорошо налаженная и исправно действующая связь способствует повышению безопасности движения поездов, увеличению пропускной способности железных дорог и выполнению показателей эксплуатационной работы.
Министерство транспорта и коммуникаций имеет автоматическую и полуавтоматическую связь с управлениями дорог. Многие дорожные телефонные сети автоматизированы. Автоматизация многоканальной телефонной связи требует увеличения каналов связи. Эту задачу решают благодаря внедрению на дорогах высокочастотной аппаратуры и строительству кабельных и радиорелейных линий.
В связи с развитием автоматизации управления перевозочным процессом и использованием на дорогах вычислительных центров (ВЦ) организована связь для передачи информации с линейных подразделений в ВЦ и обратно в исходные пункты. На железных дорогах СНГ широко используют радио. На сортировочных и крупных участковых станциях применяют парковую громкоговорящую связь. Радиофицированы крупные вокзалы, все поезда дальнего следования и большинство пригородных поездов. На крупных станциях, сортировочных горках и т. д. внедрено телевидение.
Проводная связь. Телефонная связь может быть общеслужебной (для обслуживания работников всех служб) и специальной (для оперативного руководства движением поездов и организации перевозок). К видам общеслужебной связи относят, магистральную, дорожную, постанционную и местную телефонные связи. По общеслужебной связи возможно установить прямые телефонные соединения между любыми пунктами сети железных дорог РК. Специальными видами связи являются: поездная диспетчерская (ПДС), энергодиспетчерская (ЭДС), вагонная диспетчерская (ВГС), линейно-путевая (ЛПС), служебная связь электромехаников (СЭМ), перегонная (ПГС), дорожная распорядительная (ДРС), связь совещаний (СС), информационная (ИС), поездная межстанционная (МЖС), билетная диспетчерская (БДС), станционная распорядительная и громкоговорящая, стрелочная, деповская.