Диспетчерская централизация и диспетчерский контроль

Оперативное руководство перевозочным процессом на железной дороге осуществляет и контролирует диспетчерский аппарат со сменным дежурством - поездные диспетчеры (ДНЦ). Участки железных дорог, которыми руководят ДНЦ, называются диспетчерскими кругами, их протяженность достигает в среднем 250 км и более при числе станций до 30. Границами диспетчерских кругов обычно служат сортировочные или участковые станции.

Как правило, движением поездов по станциям и выполнением маневровой работы оперативно руководит дежурный по станции (ДСП), который согласует свои действия с поездным диспетчером и четко выполняет его указания. Однако существуют участки железных дорог, где на части промежуточных станций отсутствует регулярная маневровая работа, а поездные операции сводятся к осуществлению пропуска, обгона и скрещения поездов. Постоянное присутствие ДСП на таких станциях является нецелесообразным, в связи с чем операции, связанные с приемом, отправлением и пропуском поездов, выполняет поездной диспетчер, т.е. станция передается на диспетчерское управление.

Комплекс телемеханических устройств, посредством которых управление устройствами ЭЦ промежуточных станций и контроль за движением поездов на целом участке осуществляются поездным диспетчером, называется диспетчерской централизацией (ДЦ). Он позволяет поездному диспетчеру самому управлять пропуском поездов по станциям участка, не прибегая к помощи дежурных по станциям, являющихся по сути дела посредниками между диспетчером и объектами управления. Эта система 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.

Устройства ДЦ позволяют поездному диспетчеру с центрального поста управлять стрелками и сигналами линейных пунктов (промежуточных станций, разъездов, обгонных пунктов), входящих в диспетчерский круг. Управление движением поездов из диспетчерского центра управления (ДЦУ) без непосредственного участия дежурных по станциям обеспечивает четкость и оперативность диспетчерского регулирования, существенно ускоряет продвижение поездов по участку (на 25-30 %), позволяет сократить численность работников службы движения на 50-60 человек на каждые 100 км пути за счет ликвидации должностей дежурных по станциям и стрелочным постам. Все операции по приему и отправлению поездов со станции участка производит диспетчер, а регулирование следования поездов по перегону совершается автоматически по сигналам автоблокировки.

Комплекс устройств ДЦ должен обеспечивать:

• управление из одного пункта стрелками и сигналами ряда станций;
• контроль на пульте управления за свободностью станционных путей, положением и занятостью стрелок, свободностью путей перегонов;
• повторение на табло показаний входных, выходных и маршрутных светофоров станций;
• возможность осуществления маневровой работы, а также перехода в случае необходимости на местное управление стрелками на самой станции;
• автоматическую запись графика исполненного движения поездов;
• обязательное выполнение требований, предъявляемых к электрической централизации и автоматической блокировке.

На диспетчерском пункте в ДЦУ установлена управляющая аппаратура, к которой двухпроводной линейной цепью параллельно подключены устройства ЭЦ промежуточных станций. По двухпроводной линии передаются в виде электрических импульсов кодовые сигналы телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС). Кодовые приказы в системах ДЦ делятся на управляющие (ТУ), посылаемые с центрального пункта диспетчером и предназначенные для избирания линейных станций и передачи на них команд управления, и известительные (ТС), посылаемые с линейных станций и предназначенные для избирания группы контроля и включения контрольных устройств на диспетчерском посту. Кодовый принцип передачи приказов ТУ-ТС в системах ДЦ позволяет управлять большим числом объектов на участке и контролировать их состояние с помощью одной двухпроводной физической цепи.

Управляющая аппаратура включает в себя пульт-манипулятор, выносное табло со схемой диспетчерского участка, поездограф и панель связи.

На пульте-манипуляторе поездного диспетчера имеются кнопки (1) для выбора станций, приготовления и отмены маршрутов, открытия и закрытия сигналов, передачи станций на местное управление. Также на пульте имеется поездограф (3), который предназначен для автоматической записи графика исполненного движения поездов и панель диспетчерской связи (5) с кнопками вызова дежурных по станциям, машинистов поездов, а также телефонным аппаратом для связи с другими диспетчерами и службами.

Выносное табло (световая схема) служит для визуального контроля приготовления маршрутов, открытия сигналов на станциях и продвижения поездов по перегонам и станциям.

Набор команд на манипуляторе обрабатывается с помощью кодирующего устройства, передающей аппаратуры и отправляется в двухпроводную линейную цепь. Сигналы управления (ТУ) принимаются на каждой промежуточной станции и далее поступают в аппаратуру релейной централизации стрелок и сигналов. Контрольные сигналы (ТС) от объектов принимаются и обрабатываются аппаратурой ДЦ, поступают на выносное табло и включают контрольную сигнализацию, а на поездографе формируется график исполненного движения.

Опорные промежуточные, участковые, сортировочные станции, на которых по характеру и объему работы необходимо постоянное руководство дежурного по станции, в ДЦ не включаются. С помощью табло ДНЦ может контролировать свободность и занятость главных и приемоотправочных путей таких станций, а также показания входных и выходных светофоров. Однако все операции по приготовлению поездных и маневровых маршрутов на таких станциях выполняет дежурный по станции.

На сети отечественных железных дорог широко эксплуатировались следующие системы диспетчерской централизации:

• ПЧДЦ - полярно-частотная диспетчерская централизация, в которой применяются коды, передаваемые в виде импульсов тока различной полярности (плюсовый или минусовый) для передачи сигналов телеуправления и импульсов различной частоты - для передачи сигналов телесигнализации;
• ЧДЦ - частотная диспетчерская централизация, в которой используются коды с частотными импульсами.

Наибольшее распространение получила частотная система ДЦ «Нева» и ее модификация «Луч», у которой по сравнению с «Невой» изменена аппаратура канала телеуправления.

Перед набором маршрута приема на станции диспетчер должен убедиться по табло в свободности пути и стрелочного участка, входящих в маршрут. После этого на панели манипулятора диспетчер нажимает кнопку с названием станции (действие 1) и происходит выбор информации по станции, для которой будет набираться маршрут. После отпускания кнопки на световом табло над ней высвечивается трафарет с наименованием данной станции. Диспетчер нажимает и отпускает маршрутную кнопку начала маршрута, в верхней части манипулятора зеленым светом высвечивается ячейка «Задание», что указывает на то, что начался и еще не закончен набор маршрута (действие 2). Затем диспетчер нажимает и отпускает кнопку конца маршрута; на светосхеме данной станции загораются белым мигающим светом ячейки, ограничивающие данный маршрут; ячейка «Задание» на манипуляторе гаснет, что указывает на окончание набора маршрута (действие 3); на станцию посылается кодовый сигнал ТУ для передачи набранной команды для установки маршрута приема. По окончании установки маршрута приема на станции формируется и посылается на центральный пост сигнал ТС. После приема и расшифровки этого сигнала на выносном табло от входного до выходного светофора станции высвечиваются ячейки белым светом; в сигнальном повторителе входного светофора станции загорается зеленый огонь, контролирующий открытие данного светофора (действие 4).

Когда поезд вступает на станцию, центральный пост принимает сигнал ТС, после расшифровки которого ячейки стрелочной секции на табло высвечиваются красным светом, повторитель входного светофора гаснет (действие 5). Поезд поступает на путь приема, не освобождая стрелочной секции. На центральный пост поступает сигнал ТС, после расшифровки которого ячейки пути на табло высвечиваются красным светом (действие 6). С момента освобождения стрелочного участка на центральный пост поступает сигнал ТС, после расшифровки которого ячейки этого пути продолжают светить красным светом, а первая по входу на путь ячейка гаснет. Две ячейки, светящиеся красным светом, указывают направление движения поезда (действие 7). Если станционный путь занят, но маршрут отправления с данного пути не установлен, то на табло красным светит только одна средняя ячейка (действие 8).

В случае отправления поезда на участок с ДЦ со станции, прилегающей к этому участку, либо станции, обслуживаемой дежурным по станции, диспетчер нажимает кнопку «Разр. отпр.» После получения такого сигнала ДСП станции получает возможность открыть выходной светофор.

Первая в нашей стране система диспетчерской централизации была пущена в эксплуатацию в 1936 г. на однопутном участке Люберцы - Куровская. В этой системе применялся временной код для передачи команд телеуправления и телесигнализации, поэтому она получила обозначение ДВК-1. Дальнейшее внедрение систем ДЦ происходило уже после Великой Отечественной войны при одновременном их совершенствовании. На участках Черусти - Муром и Куровская - Черусти был впервые применен маршрутный принцип управления линейными станциями. Кроме того, в обновленной системе, получившей обозначение 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 во ВНИИЖТе разработали новую систему ДЦ с полярным кодированием команд ТУ и частотным кодированием сигналов ТС - ПЧДЦ. С 1957 г. она начала внедряться на железных дорогах страны (этой системой было оборудовано около 4000 км железнодорожных линий).

В 1961 г. впервые была принята в эксплуатацию система ЧДЦ, в которой все команды передавались частотным кодом. Это 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.

В 1967 г. появилась 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 конце 1970-х г.г. 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.

С 1990-х гг. проектируют и выпускают системы ДЦ на новых микропроцессорных схемах, ключевым устройством в которых является микропроцессорная ЭВМ. К таким системам ДЦ относятся системы «Сетунь», «Дон», «Тракт», «Диалог».

Система «Сетунь» состоит из аппаратуры центрального поста - АРМ ДНЦ на базе персональной ЭВМ, рабочих станций (РС), отвечающих за отдельные функции системы (обеспечение связи, вывод информации на табло, формирование управляющих команд, ведение графика исполненного движения и т.д.), устройств ввода и отображения информации, устройств регистрации и хранения информации (файл-сервер); аппаратуры линейных пунктов, включающей специализированную управляющую ЭВМ, устройство ввода информации, элементы увязки с исполнителями и контролируемыми элементами устройств автоматики на станциях и перегонах. Между аппаратурой центрального поста и аппаратурой линейных пунктов устанавливаются цифровые каналы связи. Через вычислительную сеть верхнего уровня осуществляется подключение системы ДЦ «Сетунь» к другим автоматизированным системам управления (АСОУП, АСУЖТ и др.).

Структура системы «Диалог» имеет два уровня:

1. Аппаратура центрального поста (ЦП), включающая персональные ЭВМ, устройства ввода и отображения информации, устройства регистрации информации (т.е. вместо пульт-табло применяются дисплеи ПК). Перечисленные устройства образуют автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (АРМ ДНЦ). Кроме этого, на ЦП могут устанавливаться АРМ энергодиспетчера, локомотивного диспетчера, дежурного инженера и диспетчера службы сигнализации и связи и другие. Все АРМ на ЦП объединяются в информационную сеть. Совокупность АРМ ЦП одного или нескольких участков, объединенных вместе, представляют собой автоматизированный центр диспетчерского управления (АЦДУ) соответственно участка или региона в целом.

2. Аппаратура линейного пункта (ЛП), включающая управляющую ЭВМ, устройства ввода и вывода информации, элементы увязки с исполнительными и контролируемыми элементами устройств автоматики на станциях и перегонах. На станциях могут дополнительно устанавливаться АРМ дежурных по станции (АРМ ДСП).

На линиях, где большинство или все станции обслуживаются дежурными по станциям для обеспечения поездного диспетчера оперативной информацией о поездной обстановке на контролируемом им участке применяют устройства диспетчерского контроля (ДК).

Эти устройства передают на табло диспетчера информацию об установленном направлении движения по путям перегонов, занятости путей перегонов, главных и приемо-отправочных путей станций, показаниях входных и выходных светофоров.

Для сбора и передачи диспетчеру сообщений о состоянии контролируемых перегонов, путей и светофоров применяется система частотного диспетчерского контроля (ЧДК). Она включает в себя устройства телеконтроля, собирающие информацию о состоянии перегонов в пределах диспетчерского круга. С перегонов информация о состоянии контролируемых объектов передается по специально выделенным проводам (линии ДСН) сначала на промежуточные станции, а затем по линии ДК поступает на центральный диспетчерский пункт.

Таким образом диспетчерский контроль представляет собой трехуровневую систему контроля и передачи информации. От объектов контроля - путевых и сигнальных реле (нижний уровень) информация непрерывно поступает на аппаратуру промежуточных станций, ограничивающих перегон (средний уровень), где обрабатывается и передается на центральный диспетчерский пункт поездному диспетчеру и диспетчеру сигнализации и связи (верхний уровень).

Такой принцип передачи информации позволяет ДНЦ следить за положением поездов на участке и за показаниями станционных светофоров, а ДСП - за движением поездов на примыкающих к станции перегонах. Кроме того, система ЧДК обеспечивает передачу ДСП информации о неисправностях в устройствах перегонных сигнальных и переездных установок.

Информация для поездного диспетчера выводится на световое табло, на котором показаны все блок-участки перегонов, главные и приемо-отправочные пути, входные и выходные светофоры станций. Нормально все лампочки на табло погашены. При занятии блок-участка перегона или пути станции соответствующая лампочка загорается белым светом. Открытые положения входных и выходных светофоров контролируются зелеными лампочками повторителей. При однопутных перегонах на табло имеются две лампочки, показывающие, в каком направлении движется поезд.

С перегона сведения о состоянии блок-участков, а также о появлении неисправностей в устройствах автоматики передаются на промежуточную станцию, к которой примыкает перегон. Затем информация о занятии поездами блок-участков, главных и приемо-отправочных путей станций и об открытии входных и выходных светофоров поступает на табло поездного диспетчера. Информация передается по двухпроводной линии связи одновременно со всех станций. Каждая из станций передает ее независимо от других на определенной частоте.

При занятом блок-участке или пути, либо открытом светофоре извещение со станции посылается в виде импульсов тока определенной частоты. Когда участок свободен, идет непрерывный сигнал, когда занят и светофор закрыт - сигнал отсутствует.

Сигнальная индикация на табло станций выполнена таким образом, что дежурные по станциям получают также информацию о повреждениях перегонных устройств автоблокировки и переездной сигнализации. О появлении неисправности на сигнальной установке или переезде (перегорание лампы красного огня проходного или переездного светофора, неисправность дешифратора или путевого кодового трансмиттера автоблокировки, отсутствие напряжения, поступающего от высоковольтной линии автоблокировки или резервной линии, и др.) подается извещение миганием соответствующей лампочки. На конкретно возникшую неисправность указывает различное число повторяющихся вспышек ламп.

Таким образом, система диспетчерского контроля дает возможность дежурным по станциям следить за движением поездов на прилегающих перегонах и состоянием их устройств, а поездному диспетчеру - получать непрерывную информацию о продвижении поездов на участке и избавляет его от многих переговоров с дежурными по станциям.

Аппаратура ЧДК выполнена на бесконтактных элементах (транзисторах, тиристорах, интегральных схемах), что повышает надежность ее работы и быстродействие. Систему ЧДК, обладающую высоким быстродействием, используют не только для диспетчерского контроля, но и для передачи контрольной и диагностической информации на центральный диспетчерский пост, промежуточные станции и посты дежурных диспетчеров дистанций сигнализации и связи.

Дальность действия систем диспетчерского контроля, определяемая видом линий связи, составляет для кабельных линий - до 180 км, а для воздушных - до 300 км. При использовании каналов высокочастотной связи дальность действия ДК практически неограниченна.

В настоящее время широко внедряются автоматизированные системы диспетчерского контроля (АСДК) на базе ЭВМ. Они предназначены для ведения в реальном масштабе времени динамической модели поездного положения на диспетчерском участке. Отображение выполняемых функций АСДК осуществляется с помощью нескольких мониторов ПЭВМ: на одних отображаются мнемосхемы станций и перегонов с фактической информацией о состоянии их устройств, на других - график исполненного движения поездов (ГИД).

Система АСДК представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий максимально автоматизировать труд ДНЦ, диспетчеров связи ШЧ, вагонных операторов и других работников, связанных с обеспечением движения поездов.

Структура АСДК представляет собой двухуровневую систему. Нижним уровнем АСДК является система передачи данных (СПД), предназначенная для сбора информации о состоянии объектов участка управления. Вся информация о состоянии контролируемых объектов по станциям и перегонам передается по каналам связи в сервер, который еще является и рабочей станцией локальной вычислительной сети (ЛВС), объединяющей все компоненты системы. Верхний уровень АСДК создается на базе типовых аппаратных и программных средств, включая средства удаленного доступа и объединения локальных сетей.

Автоматизированные рабочие места персонала (АРМ) представляют собой рабочие станции ЛВС и содержат необходимый набор специализированных программ и общепользовательских приложений (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и др.). Информация о состоянии объектов контроля на станциях и перегонах (занятость рельсовых цепей, положение стрелок, показания сигналов и др.) поступает в АСКД из СПД и помещается в базу данных о состоянии объектов. Данные, содержащиеся в базе состояний объектов, отображаются на АРМе в виде действующих схем участков, станций и перегонов, а также архивируются для возможности последующего просмотра и разбора.

Использование современных автоматизированных систем диспетчерского контроля с высоким уровнем интеграции позволяет создавать диспетчерские центры управления перевозками (ДЦУП), в которых все поездые диспетчеры размещены в одном помещении и используют единую мнемосхему, отображающую все диспетчерские участки в пределах железной дороги, либо региона. В настоящее время ДЦУП на полигоне железной дороги – это организационно-технологическая структура в составе службы движения, предназначенная для автоматизированного диспетчерского управления эксплуатационной работой в режиме реального времени на базе достоверной, актуальной, целенаправленно агрегированной, идентичной на всех уровнях управления информации.

1. Дайте определение диспетчерской централизации.
2. Назовите основные причины применения на железнодорожных линиях систем диспетчерской централизации.
3. Какие требования предъявляются к устройствам диспетчерской централизации?
4. Объясните принцип функционирования систем ДЦ.
5. Какие устройства устанавливаются на рабочем месте ДНЦ при диспетчерской централизации и каково их назначение?
6. Какие станции обычно не включаются в диспетчерскую централизацию и почему?
7. Какие системы диспетчерской централизации находились и находятся в эксплуатации на железных дорогах нашей страны?
8. Назовите последовательность действий по приготовлению поездного маршрута на станции, оборудованной ДЦ системы "Нева".
9. В чем преимущество микропроцессорных систем ДЦ?
10. Какие компоненты входят в состав системы ДЦ "Диалог"?
11. Каково назначение систем диспетчерского контроля и в каких случаях они применяются?
12. Что представляет собой трехуровневая система организации диспетчерского контроля?
13. Как происходит обмен информацией между станциями и диспетчерским центром управления в системах ДК?
14. Какую информацию системы диспетчерского контроля предоставляют дежурным по станциям?
15. Какова дальность действия систем диспетчерского контроля и чем она определяется?
16. Что представляют собой системы АСДК и в чем их преимущество?