Отсутствие необходимых технических средств (телеграфной и телефонной связи), консерватизм чиновников, прогерманская ориентация царского правительства - основные причины задержки с внедрением диспетчерского управления движением поездов в нашей стране. Только в 1915 г. железным дорогам было указано дать предложения и обоснования по разработке особой телеграфной связи для оперативных целей, несмотря на то, что и телеграфная, и телефонная связь на железнодорожном транспорте уже широко применялись.
Первый опыт внедрения диспетчерского управления на отечественных железных дорогах был проведен в 1918-1919 гг. на железных дорогах Сибири, когда американцы оборудовали ряд линий телефонной связью с избирательным вызовом. Опыт не удался, после гражданской войны оборудование было демонтировано и установлено на участке Москва - Александров специально для организации на нем диспетчерской связи.
Диспетчерское руководство движением поездов на участке Москва - Александров в полном объеме началось в 1924 г. Преимущества диспетчерского управления стали видны сразу - возросли средние техническая и коммерческая скорости движения пассажирских и грузовых поездов.
Процесс внедрения диспетчерского руководства на дорогах России был начат в 1925 г., завершен к 1934 г., когда система диспетчерского управления уже действовала на всей сети железных дорог СССР. В дальнейшем принцип диспетчерского руководства распространился на все уровни управления - станционный, отделенческий, дорожный и сетевой. Появились диспетчеры отдельных хозяйств: локомотивные, вагонные, энергодиспетчеры и др.
Была разработана и нормативная база. В 1923 г. приняли первое «Временное положение о регулировании движения поездов при посредстве диспетчерской системы».
Диспетчерское управление немыслимо без технических средств. Первоначально это был телеграф. На смену ему пришла телефонная и селекторная связь. Недостатки такой организации диспетчерского управления очевидны - низкое качество передачи информации, большие затраты времени на передачу команд и получение подтверждений их исполнения и сведений о дислокации поездов, большое количество ошибок и др.
Поэтому возникла идея создания телемеханической системы, позволяющей диспетчеру самому управлять пропуском поездов по станциям участка, не прибегая к помощи дежурных по станциям и стрелочников, являющихся по сути дела посредниками между диспетчером и объектами управления. Такая система получила название диспетчерской централизации. Она совместила устройства интервального регулирования движения поездов на перегонах (автоблокировку), электрическую централизацию для управления стрелками и светофорами на станциях (ЭЦ) и средства телемеханики для передачи команд управления (ТУ) и контроля (ТС). Все это позволило управлять из одного пункта маршрутами движения поездов на участках большой протяженности. Внедрению систем диспетчерской централизации предшествовала разработка устройств автоблокировки, электрической централизации, средств телемеханики.
лет назад, в 1936 г., на участке Люберцы -Куровская была принята в эксплуатацию первая в нашей стране система диспетчерской централизации. Разработка ее была начата в 1933 г. в Транссигналстрое - так тогда назывался известный сегодня проектно-изыска-тельский институт Гипротранссигналсвязь (ГТСС). Задача была не простой, поэтому для ее решения была создана специальная группа, в которую вошли опытные специалисты А.Д. Шумилов, П.Н. Жильцов, Н.В. Старостина и др.
Применение системы дало положительные результаты, однако до начала Великой Отечественной войны новые участки ДЦ не были построены. Это объясняется тем, что первые образцы аппаратуры были изготовлены на заводе им. Козицкого, но в дальнейшем возникла необходимость освоения ее производства на заводах Народного комиссариата путей сообщения (НКПС). Начавшаяся война помешала реализовать эти планы.
В первой системе ДЦ применялся временной код для передачи команд телеуправления и телесигнализации. Поэтому она получила название ДВК-1. Новый этап внедрения систем диспетчерского управления начался после окончания Великой Отечественной войны. В 1946 г. НКПС рекомендовал при строительстве однопутной автоблокировки, если позволяют производственные возможности, предусматривать диспетчерскую централизацию. В это время производство аппаратуры ДЦ было освоено на заводе «Транссвязь» в Харькове, впоследствии ставшем основным производителем устройств ДЦ.
Устройства системы ДВК-1 были модернизированы. Это касалось в первую очередь принципов управления. На участках Черусти - Муром и Куровская - Черусти был впервые применен маршрутный принцип управления линейными станциями. Кроме того, в обновленной системе, получившей название ДВК-2, были усовершенствованы аппаратура и схемы линейной цепи. Так, на участке Черусти - Муром (1950 г.) управление из Москвы осуществлялось по фантомной цепи, наложенной на телефонные провода, а на участке Куровская - Черусти (1951 г.) - по каналам высокой частоты.
В 1952 г. была разработана система ДВК-3, затем - ДВК-ЗА. В этих системах были несколько упрощены схемы и аппаратура и увеличена емкость по количеству команд. Они внедрялись до 1956 г., всего было оборудовано более 1400 км однопутных линий.
Положительный опыт применения ДЦ на однопутных участках показал ее эффективность по сравнению с электрожезловой системой. Поэтому в 1951 г. во ВНИИЖТе была организована лаборатория диспетчерской централизации, в которой разработали новую систему с полярным кодированием команд управления и частотным кодированием сигналов ТС - ПЧДЦ. Испытания этой системы были проведены в 1956 г. С 1957 г. она начала внедряться на железных дорогах страны (этой системой было оборудовано около 4000 км линий).
В 1961 г. впервые была принята в эксплуатацию система ЧДЦ, в которой все команды передавались частотным кодом. Эта была первая система СЦБ, в которой логические схемы выполнены на полупроводниковых элементах - диодах и транзисторах. Применение новой элементной базы и частотного кода позволило существенно увеличить быстродействие и емкость системы, надежность и устойчивость ее работы. После некоторой модернизации (ЧДЦМ) эта система внедрялась на многих участках железных дорог.
Совершенствование систем диспетчерской централизации продолжалось. В 1966 г. появилась система ЧДЦ-66, а в 1967 г. - совершенно новая система, получившая название «Нева». Это была первая система с циклическим контролем состояния объектов. Она отличалась высоким быстродействием, надежностью, простотой обслуживания. Все это обеспечило долгую жизнь системы на железных дорогах. Эта система продолжает работать и сегодня на многих участках, по крайней мере, в качестве линейных устройств и тракта передачи команд.
В 1977 - 1978 гг. система «Нева» была модернизирована и получила название «Луч». В ней применили более современные для того времени кремниевые полупроводниковые элементы, фазовый метод модуляции сигналов в тракте телеуправления. Была предусмотрена возможность управления маневровой работой на промежуточных станциях. Впервые в системах диспетчерской централизации была предусмотрена возможность передачи ответственных команд - вспомогательное изменение направления движения поездов на перегонах. Предусматривалось также автоматическое управление маршрутами при скрещении поездов.
Системы ДЦ не только совершенствовались по элементной базе, способам представления и передачи информации, увеличению количества управляемых и контролируемых объектов, но и развивались по своим функциональным возможностям. Их начали применять как на однопутных, так и на двухпутных линиях для построения более сложных систем управления, таких как автодиспетчер. Первая в мире система «Участковый автодиспетчер» на железнодорожном транспорте, в которой применена ЭВМ, была разработана ВНИИЖТом и испытана в 1959-1963 гг. К началу 1980 г. диспетчерская централизация применялась более чем на 27 тыс. км линий. Начали создаваться дорожные центры диспетчерского управления. Первые такие центры были организованы на Донецкой и Белорусской дорогах в 80-х годах прошлого столетия.
Необходимо отметить значительный вклад в развитие систем ДЦ сотрудников лаборатории ВНИИЖТа: многолетнего руководителя этой лаборатории Н.Ф. Пенкина, С.Б.Карвацкого, И.М. Кутьина, В.Я. Соболева, Н.Г. Егоренкова, Г.А. Терпугова, М.П. Красникова.
В 80-е годы в основном велось строительство системы «Луч». Но развитие систем диспетчерской централизации продолжалось. Во ВНИИЖТе была создана система АСДЦ, не нашедшая, к сожалению, в свое время применения. На Белорусской железной дороге разрабатывается система «Минск», по эксплуатационным характеристикам повторяющая систему «Нева», но построенная на совершенно новой элементной базе - интегральных микросхемах. И, наконец, в Ростове-на-Дону в РИИЖТе (сейчас РГУПС), под руководством И.Д.Долгого создается принципиально новая система ДЦ - «Дон», основу которой составляют микропроцессорные унифицированные модули промышленной автоматизации.
Начало 90-х годов прошлого века характеризуется появлением нового поколения систем ДЦ, построенных на основе персональных компьютеров. В 1990 г. на сетевой школе, посвященной вопросам применения систем ДЦ (г. Минск), впервые была представлена новая система автоматизированного диспетчерского управления ДЦУ-Е, впоследствии получившая наименование «Диалог». Разработка системы основывалась на результатах проводимых в МИИТе под руководством В.М. Лисенкова исследований по созданию единого ряда систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, направленных на унификацию их технических средств. Такой подход позволял значительно сократить время и стоимость разработки устройств, их производства, проектирования, внедрения и содержания.
При разработке диспетчерской централизации «Диалог» были впервые использованы промышленные ПЭВМ и организована многомониторная система для автоматизированных рабочих мест диспетчерского персонала, применена цифровая обработка сигналов в каналах передачи информации. Система создавалась не как телемеханическое устройство, переносящее пульт оператора в центр управления, а как комплекс, решающий все задачи автоматизации диспетчерского управления. К таким задачам, кроме установки маршрутов проследования поездов по станциям, относятся и управление маневровой работой, ведение графика исполненного движения, прогнозирование возможных отклонений и выработка рекомендаций по их устранению. Другими словами, это экспертная система, призванная помогать поездному диспетчеру в его работе, исключая одновременно возможные ошибки и нарушения регламента движения поездов.
Особое внимание уделялось разработке устройств линейного пункта, которые представляют собой микро-ЭВМ с реализацией в ней всех логических функций, включая выполнение требований безопасности. Микро-ЭВМ разрабатывалась как безопасное универсальное микропроцессорное устройство, специализация применения которого определяется только объектным программным обеспечением и внешними подключениями. Такой подход позволил впоследствии использовать эти разработки для реализации других микропроцессорных систем, выполняющих функции электрической централизации. Таким образом, был решен вопрос интеграции устройств диспетчерской централизации и исполнительных станционных устройств.
Безопасность микро-ЭВМ, получившей наименование БМ1602, основана на двухканальной обработке информации и безопасного сравнения результатов этой обработки специальной схемой, в которой исключается появление необнаруженных отказов. Такое построение устройства исключает необходимость применения внешних схем сравнения и упрощает согласование с другими устройствами, как релейными, так и микропроцессорными.
Впервые система «Диалог» была включена в постоянную эксплуатацию на участке Газачак - Кунград железных дорог Узбекистана в 1993 г. Впоследствии, после значительной модернизации, с 1996 г. эта система была внедрена на участках Белорусской, Октябрьской, Западно-Сибирской, Московской железных дорог, а также на железных дорогах Узбекистана и Казахстана. Широко внедрялась и система телеуправления малыми станциями «Диалог-МС», разработанная на ее основе. На основе системы «Диалог» в 1998 г. был создан первый в нашей стране автоматизированный центр диспетчерского управления движением поездов на Московском отделении Октябрьской железной дороги.
К концу 90-х годов прошлого века на дорогах страны внедрялось и применялось несколько систем диспетчерской централизации на основе компьютеров: «Диалог», «Дон» (впоследствии «Юг»), ДЦ-МПК, «Сетунь», «Тракт» [3].
На сети железных дорог Казахстана широко осуществляется внедрение дорожных центров диспетчерского управления, основанных на системах диспетчерской централизации. Концентрация управления движением поездов в региональных (дорожных) центрах приблизила решение задачи полного оборудования железных дорог системами диспетчерского управления, позволяющими максимально автоматизировать процесс управления перевозками на основе современных информационных технологий. Такой подход позволяет оптимизировать эксплуатационную работу железных дорог, снизить затраты на оборудование их средствами автоматики, уменьшить эксплуатационные расходы.
При значительной длине участка поездного диспетчера степень автоматизации управления должна быть достаточно высокой, обеспечивающей требуемый уровень размеров движения и, что особенно важно, безопасность движения поездов. Поэтому изменился подход к системам ДЦ: от локальных устройств по выполняемым функциям к технологически замкнутым системам управления движением поездов и маневровой (сортировочной) работой с открытыми стыками для связи с информационно-управляющими системами верхнего уровня.
Такие дорожные центры управления (ДЦУ) реализованы на ряде дорог Казахстана. Общее руководство и координация перевозок осуществляется диспетчерским центром (ЦУП).
Эффективность концентрации управления перевозками в ДЦУ определяется рядом показателей. К ним относятся: улучшение использования локомотивов и вагонов, повышение производительности труда оперативного персонала, уровня выполнения графика движения и плана формирования поездов и др. Улучшение качества регулирования процесса движения благодаря автоматизации планирования и контроля позволяет исключить влияние на перевозочный процесс различных отклонений от планов работы станций и узлов, повысить уровень безопасности, сократить затраты на содержание устройств и реализацию перевозок.
Другим не менее важным направлением, реализованным в последние годы, можно считать применение цифровых каналов передачи информации между устройствами центрального поста и линейных пунктов ДЦ, в первую очередь по волоконно-оптическим линиям. Такие системы связи позволили значительно сократить время передачи информации, повысить ее достоверность, обеспечить резервирование и успешную эксплуатацию систем ДЦ.
В современные автоматизированные системы диспетчерского управления должен входить ряд функциональных подсистем, информационно связанных между собой и дополняющих друг друга. Это подсистема телемеханики, обладающая высокой информативностью, универсальностью, защищенностью сообщений, интерфейсы пользователя (оператора), подсистемы обработки графиков движения поездов, диспетчерского контроля, линейного уровня, безопасности движения поездов.
Современная система ДЦ должна обеспечивать возможность бесперебойного регулирования движения поездов на укрупненных диспетчерских кругах при значительной интенсивности движения поездов. При концентрации управления участками в ДЦУ должны использоваться высокопроизводительные и эффективные средства передачи, обработки и представления информации, включающие в себя базы данных, средства моделирования и прогнозирования возможных изменений поездной ситуации, АРМы диспетчерского персонала различных оперативных служб.
При построении диспетчерской централизации по иерархической структуре появляется возможность рационального распределения функций между уровнями управления по критериям загрузки технических средств, обеспечения их высокой надежности и эффективности. Среди функций, распределенных между уровнями системы управления, существуют такие, которые относятся к обеспечивающим безопасность движения поездов по условиям технического состояния подвижного состава, пути, искусственных сооружений и поездной ситуации, сложившейся на участке в данный момент времени.