Документ Microsoft Office Word (5)

Автоматизація та механізація технологічних процесів на сортувальних станціях

Продуктивність праці на залізни­цях України, в порівнянні з залізни­цями США та Канади, менше ніж в десять разів. Такий стан пояснюєть­ся перш за все значною часткою ав­томатизованих технологічних про­цесів на залізницях і в основному на сортувальних станціях.

Постановка задачі

Сортувальні гірки відіграють важ­ливу роль в прискоренні доставки вантажів клієнтам, скороченні про­стоїв вагонів, забезпеченні їхньої схоронності. В сучасних умовах роль сортувальних гірок не тільки не зни­зилася, але ще більше зросла, не дивлячись на зменшення обсягів ро­боти. Від того, на скільки ефектив­но функціонують механізовані й ав­томатизовані сортувальні гіркові комплекси, залежить робота всієї мережі залізниць.

Механізація сортувальних гірок полягає в обладнанні гальмівних по­зицій, розташованих на спускній ча­стині та підгіркових коліях сорту­вального парку вагонними уповіль­нювачами для заміни ручної праці робітників, зайнятих на розформу­ванні составів поїздів та виведення їх з небезпечної зони. Механізація сортувальних гірок підвищує про­дуктивність праці, значно збільшує переробну спроможність гірок, тоб­то і сортувальних станцій, поперед­жує пошкодження вагонів та пол­іпшує умови праці працівників, що зайняті сортуванням.

Автоматизація сортувальних гірок спрямована на скорочення впливу «людського фактору» в регулюванні процесу розформування-формування поїздів та забезпечує максимально продуктивне функціонування комп­лексу технічних засобів сортуваль-

них гірок — стрілок, сигналів, вагон­них уповільнювачів, маневрових ло­комотивів та ін. Завдяки автомати­зації забезпечується якісне інтерваль-не та прицільне гальмування відчепів, що значно збільшує переробну спро­можність гірок та потужність сорту­вальних станцій, попереджається по­шкодження вагонів та значно підви­щується продуктивність праці.

Комплекс пристроїв автоматизації сортувальних гірок містить гіркову автоматичну централізацію для пе­реведення стрілок і завдання марш­рутів скочування відчепів (ГАЦ), си­стему автоматичного завдання швид­кості розпуску составів (АЗШР) для управління гірковими світлофорами і гірковою автоматичною локомотив­ною сигналізацією (ГАЛС), або дис­танційне управління гірковим ло­комотивом безпосередньо машиністом за допомогою системи телеуправління (1ТЛ), систему автоматичного регулю­вання швидкості скочування відчепів (АРШ) для управління вагонними уповільнювачами та забезпечення за­даного інтервалу руху відчепів і даль­ності їх пробігів, пристрій контролю заповнення колій (КЗК).

На залізничній мережі України, протяжність якої становить майже 21 тис. км. розташовано 36 сортуваль-

них станцій (32 — позакласних, 3 — І класу, 1 — II класу), серед яких 15 станцій визначені вирішальними.

Рівень механізації 22 сортуваль­них гірок 15 вирішальних станцій складає близько 60 відсотків — ва­гонними сповільнювачами облад­нані всі гальмові позиції 13 сорту­вальних гірок 8 сортувальних станцій, не механізована паркова гальмова позиція 9 сортувальних гірок. Частково було автоматизова­но за часи СРСР (окрім ГАЦ) 4 гірки, що складає 18 відсотків гірок вирішальних станцій.

Відсутність сповільнювачів на паркових гальмівних позиціях вима­гає утримання великої чисельності експлуатаційного штату сортуваль­них гірок, який значно перевищує аналогічний штат закордонних зал­ізниць. Всі ці фактори негативно впливають на переробну спро­можність станцій, схоронність ван­тажів і рухомого складу, безпеку руху, охорону праці та собівартість перевезень. Попередній аналіз пока­зує, що кількість відчеплень вагонів інвентарного парку у поточний ре­монт за причин перевищення швид­кості співударяння на сортувальних коліях досяг у 2010 році біля 29 тис. випадків, а кількість травм у співро­бітників на сортувальних гірках — біля 20 відсотків травмованих в гос­подарстві перевезень.

Питання автоматизації роботи сортувальних гірок в Україні не роз­глядалося, з урахуванням вирішен­ня всього комплексу проблем, з мо­менту розпаду СРСР.

До причин, що стримують розпов­сюдження автоматизації процесу роз­формування вагонів на сортувальних гірках України можна віднести:

зменшення завантаження сорту­вальних гірок у зв'язку з падінням обсягів перевезень, тим самим гірки перестали бути «вузьким місцем» пропускної спроможності напрямків та їх розвитку перестали приділяти увагу керівники залізниць різних рівнів;

відсутність АСУ СС, реалізованої в повному обсязі задач з ув'язкою до роботи сортувальної гірки;

відсутність надійного автоматизо­ваного приладдя для контролю роз­пуску з гірки й захисту від переве­дення стрілки під рухомим складом;

відсутність виробничого полігону для проведення випробувань новіт­ньої техніки та технології автомати­зації розформування составів;

відсутність в галузевих наукових та науково-виробничих підприєм­ствах (ДНДЦ, ПКТБ АСУЖТ) підрозділів та лабораторій розвитку систем автоматизації виробничих процесів (всіх підгалузей);

відсутність сучасної нормативної документації. Деякі нормативні до­кументи діють з 1987 року.

Різновекторність визначених про­блем змушує підходити до їх вирі­шення програмним методом.

Світовий досвід

Питання застосування автомати­зації на залізницях в світі вважаєть­ся вирішеним. Автоматизація була введена на залізницях США, СРСР, Англії,. Германії та інших країн ще в минулому сторіччі.

У світі існують дві концепції ке­рування процесом розпуску составів поїздів з гірки — за допомогою бал­кових сповільнювачів і за допомогою точкових сповільнювачів.

Інтерес реалізації першої кон­цепції представляє досвід російсько­го інституту ВНИИАС у вирішенні комплексу автоматизації роботи всієї сортувальної станції (система КСАУ СС) за допомогою пневматич­них балкових сповільнювачів

Створення КСАУ СС на російсь­ких залізницях спрямоване на ком­плексне розв'язання ряду задач ро­боти сортувальних станцій — забез­печення безпеки технологічного про­цесу, схоронності вагонів і вантажів, зниження (аж до повного виключен­ня) впливу «людського фактору»; розширення зони автоматизації (зок­рема, шляхом виводу людей з небез­печної зони).

Сьогоднішній гірковий комплекс забезпечує автоматичне керування маршрутами скочування відчепів шляхом переведення стрілок; конт­ролю виконаного розпуску з автома­тичною передачею в автоматизовану систему керування сортувальною станцією (АСК СС) повідомлень про місцезнаходження вагонів, що роз­формовуються та їх маневрових пере-. міщеннях у сортувальному парку. Ці функції ГАЦ дозволяють АСК СС ве­сти модель стану сортувального пар-

ку в масштабі реального часу, звільняючи накопичувачів від необ­хідності вводити інформацію вручну.

Для забезпечення безпеки розпус­ку в ГАЦ реалізовані алгоритми про­грамного автоповернення стрілки, захисту від переведення під довго-базними вагонами, виключення роз­тину при маневрах і можливості ударів у бік через негабарит.

Сучасна версія КСАУ СС оснаще­на цифровою моделлю колійного роз­витку станції, яка в сукупності з об­ладнанням супутникової навігації в складі постових і бортових пристроїв гіркової АЛС — ГАЛС Р забезпечує автоматичне позиціонування будь-якого маневрового локомотива на станції, моніторинг перестановок ва­гонів і заповнення колій у парках приймання й відправлення.

Поява незалежного від традицій­них обладнань СЦБ джерела інфор­мації про місце розташування рухо­мої одиниці дозволяє вчасно виявля­ти й реєструвати збої в роботі рей­кових кіл, вести електронні журна­ли місць проведення робіт і забезпе­чувати безпеку працюючих на колії, виключити бічні зіткнення через не­габарит або помилки машиніста.

Позиціонування й керування по­їзними локомотивами в межах станції по радіоканалу між постовими при­строями ГАЛС Р і КЛУБ-У дозволяє підвищити рівень безпеки руху.

У Білорусії й Казахстані впровад­жуються системи Ленінградського інституту ГИПРОТРАНССИГНАЛС-ВЯЗЬ (ГТСС) які включають ГАЦ, АРС і КЗП.

У Європі, фірма Сименс застосо­вує систему МСР 32, що включає ке­рування стрілками й сигналами, гідравлічними балковими сповіль­нювачами та локомотивами.

Прийнята концепція регулювання швидкості відчепів забезпечує необ­хідну інтенсивність розпуску со­ставів, однак через наявність деяких недоліків повністю не виключає збої в роботі сортувальної гірки, пошкод­жуваність вагонів і вантажів. Це зв'язано головним чином з інерцій-ністю й нестабільністю гальмових характеристик балкових пневматич­них сповільнювачів, помилками в роботі гіркових операторів і автома­тизованих систем керування через неповне урахування факторів, що впливають на процес скочування ва­гонів. Незважаючи на відзначені не­доліки, системи інтервально-при-цільного регулювання одержали до-' мінуюче розповсюдження на заліз-

ницях в усьому світі й успішно фун­кціонують ось уже майже сто років.

Друга концепція — керування скочуванням вагонів за допомогою точкових сповільнювачів (квазінеп-реривне.регулювання). При квазі-непреривному регулюванні швид­кості відчепів сортувальні гірки об­ладнують точковими (домкратовид-ними) вагонними сповільнювачами, їх встановлюють уздовж одного або двох рейок у шпальні ящики протя­гом усієї колії проходження відчепа від вершини гірки до кінця сорту­вального парку.

Точкові сповільнювачі взаємоді­ють не з бічною поверхнею колеса вагона, а із гребенем колеса. Залеж­но від конкретного місця установки на колії прямування вагонів кожний точковий вагонний сповільнювач (ТВС) у заводських умовах настрою­ють на необхідну (граничну) швид­кість, при перевищенні якої прояв­ляється його гальмуючий ефект. Якщо ця швидкість нижче гранич­ної гальмуючий ефект відсутній.

Точкові вагонні сповільнювачі розподіляються на некеровані, коли їх конструкція жорстко прикріпле­на до рейки й вплив на всі вагони постійний, і керовані, коли система визначає необхідність у гальмуванні й при непотрібності відхиляє або вдавлює робочий орган «грибок» сповільнювача від/нижче рівня го­ловки рейки.

У цей час некеровані, або пасивні ТВС обмежено поширені на сорту­вальних гірках Англії, США, Німеч­чини, Швейцарії, Австрії, Угорщи-

ни, Росії, Китаю. У робочому режимі ці точкові сповільнювачі здатні по­глинати від 1200 до 1650 Дж, а їх максимальна робоча швидкість не перевищує 5 м/с. Максимальна ве­личина гальмівного зусилля, як пра­вило, не перевищує 20—22 кн і обме­жена навантаженням на рейку від колеса вагона легкої вагової категорії з тим розрахунком, щоб не допусти­ти його відриву від рейки в момент взаємодії з робочою головкою спов­ільнювача. Така особливість роботи закордонних ТВС є їхнім недоліком. У результаті потрібна велика кількість сповільнювачів по довжині колії скочування вагонів для створен­ня необхідного гальмового ефекту.

Іншою негативною особливістю роботи цих сповільнювачів є те, що вони створюють гальмовий ефект при перевищенні граничних швид­костей незалежно від напрямку руху колеса (з гірки або на гірку). Тому маневрові пересування й витяжка составів, наприклад, убік вершини гірки зажадають додаткових витрат енергії на подолання опору руху з боку пасивного ТВС.

Незважаючи на відомі недоліки, системи квазінепреривного регулю­вання швидкості відчепів із точкови­ми сповільнювачами підвищують якість сортувального процесу, знач­но скорочують, а іноді й повністю виключають пошкоджування ва­гонів і вантажів.

Керовані, або активні ТВС знайш­ли застосування на Польських залі­зницях (ст. Познань-Франово), вони працюють у системі автоматичного регулювання швидкості відчепів (8АКРО), яка розроблена спільно фірмами АХТСЖЕ і ТЕМ8 за допомо­гою фахівців Варшавського політех­нічного університету й Польських залізниць (РЬК).

Сутністю системи 8АКРО є регу­лювання швидкості відчепів, що вільно скочуються, за допомогою розподіленої системи точкових спо­вільнювачів, які знаходяться в робо­чому'чи неробочому стані в залеж­ності від потреби в гальмуванні. Си­стема постійно розраховує кінетич­ну енергію відчепу, що скочується, розраховує потребу в зниженні швидкості та визначає стан сповіль­нювачів — робочий або неробочий. Система функціонує при наявності недетермінованих перешкод (пориви вітру й ін.) і забезпечує накопичен­ня вагонів без «вікон».Точкові спов­ільнювачі розміщені уздовж колії в секціях по 5—20 сповільнювачів.

На залізницях США та Канади за­стосовуються як балкові пневма­тичні так і балкові гідравлічні спов­ільнювачі,, точкові сповільнювачі, Системи керування роботою гірки й системи дистанційного керування локомотивами, системи закріплення рухомого складу. Усі системи спря­мовані на максимальну автоматиза­цію технологічного процесу роботи сортувальних станцій і максимальне підвищення продуктивності праці.

Шляхи вирішення проблем авто­матизації гірок на залізницях Ук­раїни

Програма автоматизації сорту­вальних гірок України повинна пе­редбачати створення організацій­них, технічних і технологічних умов для забезпечення розвитку та впро­вадження на сортувальних гірках залізничних станцій України мало­людних технологій розформування составів поїздів шляхом:

вибору оптимального варіанту розподілу всіх сортувальних станцій на мережеві та регіональні з визна­ченням обов'язкових технологічних функцій сортувальних гірок та їх технічного оснащення;

визначення системи комплексної автоматизації процесу розформуван­ня составів на сортувальних гірках;

розробки нового покоління систем гіркової автоматизації з використан­ням сучасної елементної бази;

виведення з небезпечної зони та скорочення експлуатаційного штату працівників, що безпосередньо зай­маються розформуванням составів поїздів;

впровадження енергозберігаючих технологій розформуванням составів поїздів;

оновлення існуючих застарілих засобів механізації та автоматизації технологічного процесу розформу­вання составів.

Розвиток станційної техніки авто­матизації сортувальних станцій про­понується здійснювати в два етапи:

Перший етап — до 2015 року, спрямований на розвиток сучасної техніки, проведення техніко-еконо-мічних обґрунтувань:

виділення сортувальної гірки існуючої сортувальної станції для полігону випробувань нової гіркової техніки та технології;

створення спеціалізованих підроз­ділів в ПКТБ АСУЗТ, ДНДЦ УЗ для проведення розробок, випробувань та впровадження сучасних систем автоматизації сортувальних гірок та автоматизації роботи сортувальних станцій в цілому;

проведення НДДКР з розробки су­часних систем автоматизації сорту­вальних гірок (АРШ, АЗШР та ін..);

адаптація закордонних виробів Івтоматизації та механізації та про­ведення випробувань на полігоні з забезпеченням.техніко-економічних

обґрунтувань вибору оптимальних варіантів забезпечення процесу сор­тування вагонів;

Другий етап — до 2020 року, спрямований на впровадження су­часної техніки автоматизації сорту­вальних гірок та технологічних про­цесів мережевих та регіональних сортувальних станцій в цілому включає наступні заходи:

проведення сертифікаційних вип­робувань дослідних зразків та нала­годження виробництва сучасних за­собів автоматизації сортувальних гірок;

розробка-нормативних документів щодо експлуатації сучасних засобів автоматизації сортувальних гірок;

заміна застарілих засобів та об­ладнання новими засобами автома­тизації сортувальних гірок та техно­логічних процесів мережевих та ре­гіональних сортувальних станцій.

Наведений комплекс заходів має на меті подолання наслідків недо-фінансування розвитку залізничної станційної техніки та необхідної ре­конструкції сортувальних станцій.

Економічний ефект від механі­зації та автоматизації сортувальних гірок буде отримано за рахунок:

скорочення персоналу, а саме — регулювальників третьої гальмівної позиції та гіркових операторів;

скорочення гіркового технологіч­ного інтервалу — скорочення часу знаходження вагонів в парку прий­мання, що приведе до зменшення необхідного робочого парку вантаж­них вагонів;

зменшення витрат на електрое­нергію;

зменшення відшкодування втрат від пошкодження вагонів, за раху­нок економії на ремонті вагонів, зменшення забруднення верхньої бу­дови колії та зменшення робочого парку вантажних вагонів.

ЛІТЕРАТУРА

1. Правила й нормьі проектирования сортировочньїх устройств на железньїх дорогах Союза ССР, ВСН 207-89.

2. Визначення перспектив розвитку, аналіз існуючого стану господарства пе-

ревезень та розробка заходів з розвитку господарства перевезень на період до 2020 року (звіт). Звіт про виконання НДР. № Держ. реєстрації 030911003046. Керів­ники Шиш В.О., Яновський П.О. К.: ДП «ДНДЦ УЗ», 2008, 204 с.

3. Визначення перспектив розвитку господарства автоматики, телемеханіки та зв'язку, аналіз існуючого стану та роз­робка заходів з ровитку господарства ав­томатики, телемеханіки та зв'язку на пер­іод до 2020 року. Том 1 (Автоматика і те­лемеханіка) (звіт). Звіт про виконання НДР. № Держ. реєстрації 03081І007550. Керівники Шиш В.О., Яновський П.О. К.: ДП «ДНДЦ УЗ», 2008,76 с.

4. Аналіз сучасного стану розміщення сортувальних станцій і розподілу'між ними сортувальної роботи (звіт). Звіт про вико­нання НДР. № Держ. реєстрації 03081Ю07552. Керівники Шиш В.О., Яновсь­кий П.О. К.: ДП «ДНДЦУЗ», 2008, 53 с.

5. Розробка схеми розміщення і роз­витку сортувальних станцій на перспек­тиву до 2020 року (звіт).Звіт про виконан­ня НДР. № Держ. реєстрації 0309І_Ю03290.Керівники Шиш В.О., новсь-кий П.О. 2009, с.152.

6. Шелухин В.Й. Автоматизация й ме-ханизация сортировочньїх горок; М.: Мар­шрут, 2005. — 240 с.

7. Автоматизована система керування вантажними перевезеннями на залізнич­ному транспорті України «АСК ВП УЗ». Тех­нічне завдання. 16289267.184154.201 ТЗ.

8. Матеріали сайтів \/\лллллааг.огд, \лллмлгІг.сот, \ллллллааазе.сот, «ллмлахіопе.еи та інш.

9. Бочаров О.П. Мороз Б.П. Шиш В.О. Загальні принципи побудови інтегрованої інформаційно-керуючої системи сорту­вальної станції (ІІКС СС), Інформаційно-керуючі системи на залізничному транс­порті, Науково-технічний журнал, 2010 №4, с. 46—48.

10. «Російсько-український словник залізничних термінів», Київ, «Транспорт України», 1997р.