Поездные устройства автоматического регулирования скорости выполняют измерение фактической скорости поезда в диапазоне от 0 до 200 км/ч., сравнивают фактическую скорость с допустимой, определяемой сигнальными показаниями, и выдают сигналы на автоматическое снижение скорости в случае превышения фактической скорости над допустимой. В зависимости от характера поступившей информации приводится в действие либо дисковый тормоз (полное служебное торможение) с интенсивностью не менее 0,6 м/с2 (при сближении, поездов на расстояние менее максимального тормозного пути), либо электрический реостатный тормоз (регулировочное служебное торможение) с интенсивностью не менее 0,3 м/с2 .(при подходе к месту постоянного ограничения скорости с превышением допустимой скорости).
Система автоматически контролирует выполнение автомашинистом команд скорости и независимо от него приводит в действие тормоза в случае превышения допустимых скоростей движения: 20, 50, 80, 120, 146. 106 и 208 км/ч.
Система работает без сбоев, однако управление поездом без участия машиниста все-таки невозможно. Дело в том, что только человек может заметить какие-то "непонятные" для компьютера препятствия на пути или адекватно повести себя в нестандартной ситуации. Машинист в дороге следит за показателями датчиков системы и, собственно, дорогой перед поездом.
Таким образом, человек контролирует автопилот. Одновременно с этим компьютер контролирует человека: машинист закрепляет на руке специальный браслет, которые определяют биоритмы. В том случае, если машинист начинает дремать, система будит его сигналом, а если человек не просыпается - поезд останавливается.
2. Описание конкурирующей технологии.
Интеллектуальный поезд.
Проект «Интеллектуальный поезд» позволяет создать основу автоматизированной системы, состоящей из центрального компьютера, высокоскоростной информационной магистрали, централизованного пульта управления и отображения, вычислительных и аппаратных средств сопряжения в сегментах сети, соответствующих вагонам.
Стандартизация протоколов передачи информации позволяет комплектовать сегменты сети (вагоны) вычислительными средствами необходимой мощности, что позволяет минимизировать стоимость оборудования.
Еще одним несомненным преимуществом стандартизированности решения является возможность установки дополнительных опций. Проектом предусмотрена установка дополнительных средств связи и систем определения местоположения поезда на маршруте (GSM,GlobalStar). При этом возможно дистанционное сопровождение поезда центральным или региональным диспетчером, а также экстренное управление поездом при возникновении нештатных ситуаций. Наличие современных средств связи, подключенных к вычислительной сети поезда, обеспечивает предоставление дополнительных платных услуг пассажирам, таких как телефонная связь из любой точки на маршруте, доступ в Интернет.
Главное направление научной деятельности в области развития железнодорожного транспорта— это создание системы интеллектуального железнодорожного транспорта, который включает в себя интеллектуальный локомотив, интеллектуальный поезд, интеллектуальную станцию и автоматизированную систему управления движением поездов.
Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом предназначена для организации централизованного автоматизированного управления движением поездов на линиях РЖД и организации всей производственной деятельности на базе широкого использования современных методов анализа, управления, моделирования, логистики и прогнозирования, а также средств вычислительной техники и информационных технологий.
Система предназначена для обеспечения устойчивого выполнения графика, безопасности движения поездов, повышения пропускной и провозной способности линий, оперативности диспетчерского управления и повышения производительности труда персонала.
Она включает в себя программно-технические и организационно-технологические средства следующих основных интеллектуальных уровней управления:
- диспетчерского управления;
- обеспечения безопасности движения поездов и автоматизированного управления поездами;
- интеллектуального поезда и уровня управления производственно-хозяйственной деятельностью РЖД.
Основными функциями системы являются:
- планирование движения поездов (составление графиков движения поездов) и производственно-хозяйственной деятельности РЖД в автоматизированном режиме;
- отображение в масштабе реального времени положения поездов и состояния технологических процессов;
- оперативное управление в штатных и нештатных ситуациях;
- оперативное диагностирование состояния всех технологических процессов и оборудования;
- прогнозирование рисков и принятие оперативных мер по их устранению;
- централизованное управление проведением аварийно-восстановительных работ при возникновении рисков;
- оперативная связь с другими видами транспорта.
Интеллектуальный поезд включает в себя интеллектуальный локомотив и
интеллектуальные вагоны. Локальная вычислительная сеть интеллектуального поезда объединяет все устройства и системы на поезде с помощью общей информационной шины и обеспечивает управление локомотивным и вагонным оборудованием. В состав локомотивного оборудования входят:
- системы управления тяговым приводом и вспомогательными электрическими цепями;
- системы обеспечения безопасности движения и автоматического управления выполнением графика (автомашинист) с выполнением функций оптимального расхода электроэнергии;
- системы диагностики и регистрации данных;
- системы цифровой связи;
- системы определения продольных динамических усилий;
- системы распределенного управления тормозным оборудованием;
- устройства определения полносоставности поезда и др.
В перспективе интеллектуальные локомотивы должны быть объединены с интеллектуальными вагонами, которые должны включать локальные средства управления всеми узлами вагона — тормозным оборудованием; электрооборудованием, сервисным оборудованием и т.д. Спутниковые технологии должны применяться для позиционирования подвижных объектов и мониторинга систем. Эти технологии должны использоваться совместно со средствами радиосвязи и радиолокационным зондированием объектов железнодорожного транспорта со спутников и определением их координат, а также определением полносоставности поезда. Необходимо разработать технологию интеграции спутникового зондирования в единой системе координатного управления.
3. Сравнение технологий.
| Автомашинист | Интеллектуальный поезд |
| Суть | |
| 1. Автоматическое управление поездами с помощью электронной вычислительной машины. | 1. Использование единой основы построения поездных и вагонных систем - магистральной информационной сети высокой пропускной способности |
| 2. Автомашинист выбирает скорость движения, необходимую для выполнения перегонных времен хода, записанных в его программе с учетом установленных ограничений скорости. | 2. Возможности реализации адресного управления и диагностики состояния тяговых приводов при использовании асинхронных тяговых двигателей |
| 3. Использование системы автоматического управления торможением (САУТ),что обусловливает более плавное торможение. | 3. Возможность включения в комплекс: технологических систем (управления освещением, вентиляцией, кондиционированием, водоснабжением), систем обеспечения безопасности пассажиров и персонала (охранной сигнализации, системы контроля доступом, охранного теленаблюдения), систем мониторинга критических параметров (систем с датчиками скорости, температуры, давления, вибраций и т.п.) |
| 4. Использование устройства контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ).Осуществляется путем непрерывного измерения кожно-гальванической реакции машиниста. | 4.Обеспечение централизованного мониторинга технических средств на уровне вагона (пассажирские вагоны железных дорог) и на уровне состава с обеспечением длительного хранения и эффективной обработки данных |
| Положительные стороны использования | |
| 1. Успешно справляется с включением и выключением тяговых двигателей именно тогда, когда требуются регулирование скорости, обеспечение заданного времени хода. | 1.Снижение количества обслуживающего персонала на 40-50%. |
| 2. Обеспечивается «прицельное торможение». | 2.Оптимизация управления перевозками за счет прогнозирования движения транспортных потоков |
| 3.Повышения объемов перевозок при меньшем количестве подвижного состава за счет его более рационального распределения и производительного использования. | |
| Отрицательные стороны использования | |
| Управление поездом без участия машиниста нежелательно(но возможно), т.к. только человек может заметить какие-то "непонятные" для компьютера препятствия на пути или адекватно повести себя в нестандартной ситуации. | |
4. Пример.
1. Orlyval — специальная линия метро в Париже, автоматически управляемые поезда которого осуществляют сообщение между аэропортом Орли и станцией экспресс-метро (RER) Antony на линии В. В год перевозится около 2,5 млн пассажиров.
Val обозначает Véhicule automatique léger (лёгкий автоматический поезд). Поезда Orlyval управляются автоматически. Каждый поезд состоит из двух вагонов, передвигающихся на резиновых шинах. Поезда были разработаны компанией Matra в 1971 году и впервые введены в эксплуатацию в Лилле.