Телеграфная связь на железнодорожном транспорте служит для передачи срочных приказов, распоряжений, донесений и оперативной отчетности, требующих документального подтверждения, а также буквенной и цифровой информацией для решения оперативных задач с помощью ЭВМ.
Радиосвязь. Одним из преимуществ радиосвязи по сравнению с проводной является возможность организации связи с подвижными объектами. На железнодорожном транспорте применяют следующие виды радиосвязи: станционную, поездную, коротковолновую и радиорелейную.
Станционная радиосвязь обеспечивает связь между машинистами маневровых и горочных локомотивов с маневровым диспетчером или соответствующим дежурным по парку или горке, а также списчиков или осмотрщиков вагонов с технической конторой или составителей вагонов с машинистами маневровых локомотивов. Массовое внедрение станционной радиосвязи началось с 1948 г. и в настоящее время ею оборудованы все маневровые локомотивы.
Поездную радиосвязь стали широко внедрять с 1949 г. Она обеспечивает (как и станционная) двустороннюю телефонную связь между машинистами локомотивов, движущихся по перегонам, с дежурными по станциям или диспетчером и содействует выполнению графика движения поездов, а также повышает безопасность движения. Поездной радиосвязью оборудованы все грузонапряженные направления дорог.
Коротковолновую радиосвязь используют для резервирования магистральной и дорожной проводных связей. Радиорелейные линии на железнодорожном транспорте применяют для организации магистральной, дорожной и отделенческой связей.
Громкоговорящую связь на железнодорожном транспорте применяют для улучшения сортировочной работы и формирования поездов на крупных железнодорожных станциях и сортировочных горках, а также для информации пассажиров о прибытии и отправлении поездов и передачи различных объявлений на пассажирских станциях или трансляции радиовещания, звукозаписи в пассажирских поездах.
Индуктивная связь предназначена для связи машиниста поезда, составителя поездов и других работников, находящихся на территории железнодорожного парка, с руководителями станции.
Промышленное телевидение. Его используют для наблюдения и контроля за отдельными технологическими процессами железнодорожного транспорта.
Передача данных. В последние годы в связи с внедрением вычислительной техники на железнодорожном транспорте появился новый вид дискретной связи - передача данных (оргасвязь). Система оргасвязи в ВЦ дорог предназначена для автоматизированной передачи данных: с низовых подразделений железной дороги в ВЦ управления с последующей передачей части обработанной информации в хозяйственные единицы (отделение, депо, сортировочные, крупные узловые и участковые станции); с низовых подразделений железнодорожной станции в свои отделения (для автоматизации оформления грузовых перевозочных документов); из отделений железных дорог в хозяйственные единицы о грузовых и коммерческих операциях; в ВЦ управления со станций соседних дорог о вагонах и поездах, следующих на данную дорогу.
В процессе эксплуатации электронных устройств СЦБ были выявлены новые, зачастую неожиданные проблемы.
Воздействия от проверочного оборудования. В ходе испытаний новых систем используются проверочные устройства, которые работают параллельно тестируемой в режиме опытной эксплуатации системе и обеспечивают безопасность эксплуатационного процесса. Эти устройства реализованы на базе релейной техники. В ходе опытной эксплуатации было выявлено их негативное воздействие на работу электронных компонентов. В частности, дребезг контактов реле приводил к помехам в работе электронных схем.
Устойчивость к климатическим воздействиям. Электронные приборы чувствительны к перепадам температуры окружающей среды, особенно к ее повышению. Опыт эксплуатации показал, что необходимо тщательно выбирать места расположения устройств электроснабжения и защищать аппаратуру от воздействий внешней среды (например, прямых солнечных лучей).
Грозозащита. Распространение волн перенапряжения при попадании молнии трудно прогнозировать. От напольных устройств эти волны могут проникнуть в постовое оборудование, что требует применения защитных устройств с коротким временем реакции. Тем не менее, трудно найти защиту от прямого попадания молнии. На СD известны случаи разрушения от ударов молнии и традиционных релейных устройств.
Электромагнитная совместимость. Устройства СЦБ не должны вызывать помехи в других устройствах и одновременно не должны быть подвержены помехам от внешнего оборудования. Мешающие воздействия, обусловленные работой устройств СЦБ, - это прежде всего высшие гармоники, которые генерируются устройствами электроснабжения и попадают в питающую сеть. Контроль за ними необходим, поскольку в противном случае поставщик электроэнергии требует уплаты штрафов. Кроме того, должны выполняться требования международных норм по ограничению помех, влияющих на качество работы устройств радиосвязи и телевизионных приемников.
Что касается помех от внешних источников, то во
время эксплуатации зафиксированы искажения изображений на экранах мониторов,
обусловленные работой мобильных телефонов определенных типов при выполнении
ремонтных операций в непосредственной близости от мест размещения аппаратуры.
Поэтому целесообразно обеспечить экранирование электронной аппаратуры средств
СЦБ. Проблемы нарушения работы рельсовых цепей из-за помех от аппаратуры
управления современных локомотивов или устройств электрического обогрева
вагонов поездов были решены на СD уже несколько лет назад.
.2 Прогрессивный зарубежный опыт решения проблем
СЦБ
В результате технического прогресса в области средств СЦБ традиционные системы, в том числе релейные, уходят в прошлое. Электронные компоненты и вычислительные системы утвердились уже в устройствах СЦБ всех видов. Их дальнейшее развитие нацелено на интеграцию в европейском масштабе, будь то европейская система управления движением поездов ETCS или стандартизированная система МПЦ (проект Eurointerlocking). В будущем перемены затронут и классические методы определения местоположения поездов. Этому способствуют положительные результаты испытаний новых технологий на базе спутниковых навигационных систем - как действующей системы GPS, так и проектируемой системы Galileo.
Средства автоматизации технологических процессов в промышленности находят все большее применение в системах СЦБ, которые ранее отличались использованием специализированных технических решений. В качестве примера рассмотрена система микропроцессорной централизации Alister компании Vossloh.
В период зарождения средств СЦБ основные принципы их функционирования воплотились в механических устройствах. В 1950 - 1960-е годы те же принципы трансформировались в релейную технику. Тогда были разработаны многочисленные дополнительные функции и новые технологии, например, топографическое построение систем централизации.
При программировании первых систем микропроцессорной централизации (МПЦ) в 1980-е годы не допускались существенные отклонения от базовых принципов, заложенных в XIX в. Первостепенное значение придавалось переходу к микропроцессорной технике, поскольку уровень функциональности релейных систем был для того времени достаточным. Кроме того, предполагалось, что применение компьютеров позволит снизить расходы по сравнению с релейной техникой за счет сокращения числа аппаратных средств и увеличения протяженности зон действия постов централизации. Опыт многих стран показывает, что уменьшения затрат с внедрением МПЦ добиться не удалось. В Германии исключение составляют проекты, в рамках которых происходило объединение нескольких станций в зону действия одной МПЦ, что позволяло сократить потребность в персонале.
В других странах этот же результат был получен еще в 1960-х годах за счет внедрения телеуправления постами централизации. Там уже достаточно давно усилия были сконцентрированы на внедрении технических средств, позволяющих отказаться от линейного персонала на малых станциях, расположенных на протяженных линиях. Сначала для этого использовалась релейная техника, в дальнейшем - компьютеры.
Необходимо проанализировать причины того, почему компактные современные компьютеры, использовавшиеся в МПЦ, не дали ожидаемого экономического эффекта. Среди этих причин в первую очередь можно назвать следующие:
) недостаточный уровень компетентности поставщиков и заказчиков при формулировании требований к МПЦ;
) усложнение проверки программного обеспечения МПЦ по сравнению с реле;
) непрерывное сокращение длительности инновационных циклов, а потому быстрое старение аппаратных и программных средств, а также технологий.
Первый пункт затрагивает многих работников железных дорог и компаний-поставщиков, которые были компетентны в релейной технике и обладали общими знаниями вследствие тесных взаимосвязей между железными дорогами и промышленностью. Поскольку документация на релейные системы состоит преимущественно из схем, в период, когда потребовались массовые сокращения персонала, произошла потеря определенной части знаний об этих системах - спецификации и обоснования тех или иных принимавшихся технических решений были недостаточно хорошо задокументированы или просто потеряны в условиях, когда носителем информации была только бумага. Из-за этого значительная часть знаний не была достаточно быстро передана следующему поколению разработчиков, а частая смена персонала только усугубила проблему.
Второй пункт обусловлен применением в МПЦ полупроводников, отказы которых являются существенно менее однозначными по сравнению с отказами реле. Более сложными стали не только аппаратные средства и ПО, но и сценарии борьбы с ошибками. В совокупности со спецификацией, допускающей неоднозначное толкование, это приводит к усложнению процедуры проверки.
Третий пункт также является следствием перехода к МПЦ: существенно возрастает зависимость от субподрядчиков, поскольку только часть аппаратных средств и ПО создается самой компанией - изготовителем системы. Поэтому снятие с производства тех или иных компонентов влечет за собой зачастую дорогостоящие и трудоемкие изменения в техническом обеспечении. При этом убывают не только знания о релейных системах - сейчас достаточно сложно найти разработчика, владеющего языками программирования 1980-х годов, которые использовались при создании первых МПЦ.
Успешная автоматизация технологических процессов при помощи промышленных контроллеров.
Аналогичные проблемы возникали при автоматизации технологических процессов в промышленности, однако в отличие от сферы СЦБ на железных дорогах они были успешно решены.
Прежде всего следует заметить, что управление технологическими процессами в промышленности мало отличаются от управления путевыми сигналами на железнодорожном транспорте. В общем случае речь идет о считывании состояний, обработке и последующей выдаче команд электрическим или электронным приборам. При этом есть два важных требования: безопасность и эксплуатационная готовность. При таком подходе эксплуатационный процесс на железнодорожном транспорте не отличается от работы сборочного конвейера. Обоим требованиям придается большое значение в разных отраслях промышленности. Низкая эксплуатационная готовность средств управления сборочным конвейером может быть измерена напрямую и имеет вполне определенную цену. Ошибочные результаты обработки могут приводить к катастрофическим последствиям, например, на химических заводах, где в результате неправильного смешивания химических веществ возникнет опасность для жизней многих людей.
Средства автоматики возникли в промышленности и в настоящее время охватывают все приложения, в которых необходимо управлять машинами, обеспечивать их регулирование и контроль за ними. С внедрением программируемых контроллеров в начале 1980-х годов произошли революционные изменения в развитии средств автоматизации. Технологии, использующие программируемые контроллеры, получили широкое распространение и стали промышленным стандартом. Унификация систем и применение стандартизированных технических решений позволили резко сократить затраты на автоматизацию. Это в свою очередь способствовало еще более быстрому внедрению программируемых контроллеров, число которых на промышленных предприятиях мира уже превысило 1,5 млн.
Программируемые контроллеры отличают простая структура, модульность, возможность эксплуатации в условиях неблагоприятной окружающей среды и высокая надежность. Широкое применение таких контроллеров способствовало организации требуемой поддержки их технического и особенно программного обеспечения. Большое число компаний предлагает программы и средства адаптации для специализированных интерфейсов. В мире существует развитый рынок технических решений для самых разнообразных требований клиентуры.
В промышленности не наблюдалось действие тех факторов, которые препятствовали снижению стоимости систем при переходе к микропроцессорной технике в сфере СЦБ. Это обусловлено следующим:
· в промышленности к системам автоматизации предъявляются в основном функциональные требования, в частности, ставится задача обеспечить определенные уровни эксплуатационной готовности и безопасности;
· во многих отраслях промышленности средства автоматизации внедрялись впервые, и не было груза требований, унаследованных от прежних систем. Это способствовало упрощению средств автоматизации. Кроме того, предприятия следовали стандартам, а значит была возможность использовать уже накопленные знания и опыт;
· широкое распространение программируемых контроллеров заставляет их изготовителей поставлять совместимые системы и компоненты. Поскольку многие промышленные установки имеют длительный срок службы (например, прокатные станы или электростанции), поставщики не могут предлагать средства автоматизации с сокращенным жизненным циклом.
1.3 Общие положения по определению экономической
эффективности капитальных вложений на железнодорожном транспорте
Эффектом называется непосредственный производственный, полезный конечный результат, полученный от внедрения того или иного мероприятия. Эффект может быть измерен величинами показателей, повышением техники безопасности труда и т. д. достижение эффекта требует определенных затрат труда и средств на усиление мощности, на прирост производственных основных и оборотных средств. Затратами могут быть годовые эксплуатационные расходы, капитальные единовременные вложения и т. д.
Эффективностью называется отношение величины эффекта технического, эксплуатационного или экономического к величине затрат, обуславливающих получение этого эффекта.
Могут быть два вида эффективности:
· технико-эксплуатационная;
· обобщающая экономическая (абсолютная или относительная, сравнительная).
Технико-эксплуатационная эффективность характеризуется отношением технического или эксплуатационного эффекта в виде улучшения технического параметра или качественного показателя к трудовым или стоимостным затратам.
Технико-эксплуатационная эффективность может характеризоваться величиной отношения эффекта (улучшения одного технического или эксплуатационного параметра-показателя) к увеличению дополнительных затрат другого технического параметра-показателя, вызвавшего дополнительный полезный технический эффект.
Экономическая эффективность выражается уровнем рентабельности, коэффициентом эффективности, величиной фондоотдачи и др.
Относительная (сравнительная) эффективность исчисляется лишь при выборе двух и более вариантов решения определенной производственной или хозяйственной задачи.
В данной работе, методом сравнительной эффективности, решается производственная задача по внедрению экономически выгодного типа устройств СЦБ (полуавтоматической блокировки или системы счета осей) для проектируемого однопутного участка железной дороги.