Проблемы средств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) - Дипломная работа

Основной задачей железнодорожного транспорта является качественное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках грузов и пассажиров. Выполняя эту задачу, железнодорожный транспорт конкурирует с другими видами транспорта на рынке транспортных услуг. В этих условиях главными экономическими показателями становятся доходы и прибыль, рост которых обеспечивается не только улучшением качества перевозок, но и сокращением эксплуатационных расходов. Это определяет значение совершенствования техники и технологии производства, ускорения научно-технического процесса.

Актуальность темы дипломной работы заключается в разработке и внедрении передовых технологий средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, позволяющим повысить эффективность и безопасность перевозочного процесса.

В соответствии с утвержденными методическими рекомендациями по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте основным обобщающим показателем, характеризующим целесообразность применения достижений НТП, является показатель экономического эффекта.

В его величине должны найти отражение частные показатели эффективности: производительность труда и фондоотдача, материалоемкость и энергоемкость производства, его технический уровень и качество продукции.

В зависимости от направленности реализуемых на транспорте мероприятий научно-технического прогресса результаты могут быть оценены разными показателями.

В осуществлении процесса перевозок на железнодорожном транспорте важная роль принадлежит устройствам автоматики и телемеханики.

В данной работе внедрение более совершенных устройств автоматики и телемеханики на станциях и участках железных дорог позволяет изменить не только пропускную способность их, но и ускорить процесс перевозок, повысить его безопасность, то есть улучшить качество продукции транспорта (перевозок, услуг). Стоимостную оценку этого результата можно произвести по величине снижения расходов по перевозкам.

Они в значительной степени определяют пропускную способность участков, обеспечивают безопасность движения и позволяют полнее и эффективнее использовать все технические средства транспорта. Именно потому внедрение современных средств автоматики и телемеханики на участках и станциях железных дорог является одним из основных направлений перевооружения и развития железнодорожного транспорта.

Основными направлениями, обусловливающими максимальную эффективность модернизации технических средств, являются: - замена устаревшего и оптимизация нового станционного и напольного оборудования;

- контроль и управление поездными операциями из единых центров диспетчерского управления;

- применение микропроцессорной техники для максимального сокращения эксплуатационных и строительных затрат.

Модернизация технических средств должна осуществляться путем их сокращения и проведения следующих мероприятий: - замены устаревших систем ЭЦ на МПЦ или модернизации их по гибридному варианту;

- замены эксплуатируемых систем интервального регулирования на системы с применением счетчиков осей и автоматической локомотивной сигнализации с точечными каналами связи (АЛС-ТКС);

- применения централизованной системы управления.

Следует отметить, что еще значительное место на сети дорог занимают путевые участки, где применяются системы полуавтоматической блокировки (ПАБ). В ПАБ автоматически фиксируется прибытие головы поезда на станцию, однако в них не обеспечивается автоматический контроль свободного состояния перегона, что требует привлечения работников станций для проверки прибытия поездов в полном составе. Это снижает уровень безопасности движения поездов и не позволяет подключать эти участки к системам ДЦ.

Известно, что важнейшим элементом практически всех систем железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, являются рельсовые цепи. Они служат первичным источником информации о состоянии контролируемых участков пути. Однако в силу ряда объективных причин (низкого сопротивления балласта, ограниченной длины, отсутствия возможности изолировать рельсы от мостовых конструкций, значительных эксплуатационных расходов и т.д.) иногда технически нецелесообразно использовать рельсовые цепи. Контроль свободного состояния таких путевых участков может быть также осуществлен на принципе счета входящих и выходящих с участка колесных пар.

Целью данной дипломной работы является освещение актуальных проблем средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте Казахстана. Для достижения цели предлагается решение следующих задач: - закрепление теоретических положений;

- приобретение практических навыков в расчете технико-экономической эффективности от внедрения современных средств СЦБ;

- расчет капитальных вложений;

- расчет эксплуатационных расходов;

- расчет приведенных строительно-эксплуатационных затрат и годового экономического эффекта

Основной задачей железнодорожного транспорта является качественное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках грузов и пассажиров. Выполняя эту задачу, железнодорожный транспорт конкурирует с другими видами транспорта на рынке транспортных услуг. В этих условиях главными экономическими показателями становятся доходы и прибыль, рост которых обеспечивается не только улучшением качества перевозок, но и сокращением эксплуатационных расходов. Это определяет значение совершенствования техники и технологии производства, ускорения научно-технического процесса.

Актуальность темы дипломной работы заключается в разработке и внедрении передовых технологий средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, позволяющим повысить эффективность и безопасность перевозочного процесса.

В соответствии с утвержденными методическими рекомендациями по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте основным обобщающим показателем, характеризующим целесообразность применения достижений НТП, является показатель экономического эффекта.

В его величине должны найти отражение частные показатели эффективности: производительность труда и фондоотдача, материалоемкость и энергоемкость производства, его технический уровень и качество продукции.

В зависимости от направленности реализуемых на транспорте мероприятий научно-технического прогресса результаты могут быть оценены разными показателями.

В осуществлении процесса перевозок на железнодорожном транспорте важная роль принадлежит устройствам автоматики и телемеханики.

В данной работе внедрение более совершенных устройств автоматики и телемеханики на станциях и участках железных дорог позволяет изменить не только пропускную способность их, но и ускорить процесс перевозок, повысить его безопасность, то есть улучшить качество продукции транспорта (перевозок, услуг). Стоимостную оценку этого результата можно произвести по величине снижения расходов по перевозкам.

Они в значительной степени определяют пропускную способность участков, обеспечивают безопасность движения и позволяют полнее и эффективнее использовать все технические средства транспорта. Именно потому внедрение современных средств автоматики и телемеханики на участках и станциях железных дорог является одним из основных направлений перевооружения и развития железнодорожного транспорта.

Основными направлениями, обусловливающими максимальную эффективность модернизации технических средств, являются: - замена устаревшего и оптимизация нового станционного и напольного оборудования;

- контроль и управление поездными операциями из единых центров диспетчерского управления;

- применение микропроцессорной техники для максимального сокращения эксплуатационных и строительных затрат.

Модернизация технических средств должна осуществляться путем их сокращения и проведения следующих мероприятий: - замены устаревших систем ЭЦ на МПЦ или модернизации их по гибридному варианту;

- замены эксплуатируемых систем интервального регулирования на системы с применением счетчиков осей и автоматической локомотивной сигнализации с точечными каналами связи (АЛС-ТКС);

- применения централизованной системы управления.

Следует отметить, что еще значительное место на сети дорог занимают путевые участки, где применяются системы полуавтоматической блокировки (ПАБ). В ПАБ автоматически фиксируется прибытие головы поезда на станцию, однако в них не обеспечивается автоматический контроль свободного состояния перегона, что требует привлечения работников станций для проверки прибытия поездов в полном составе. Это снижает уровень безопасности движения поездов и не позволяет подключать эти участки к системам ДЦ.

Известно, что важнейшим элементом практически всех систем железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, являются рельсовые цепи. Они служат первичным источником информации о состоянии контролируемых участков пути. Однако в силу ряда объективных причин (низкого сопротивления балласта, ограниченной длины, отсутствия возможности изолировать рельсы от мостовых конструкций, значительных эксплуатационных расходов и т.д.) иногда технически нецелесообразно использовать рельсовые цепи. Контроль свободного состояния таких путевых участков может быть также осуществлен на принципе счета входящих и выходящих с участка колесных пар.

Целью данной дипломной работы является освещение актуальных проблем средств сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте Казахстана. Для достижения цели предлагается решение следующих задач: - закрепление теоретических положений;

- приобретение практических навыков в расчете технико-экономической эффективности от внедрения современных средств СЦБ;

- расчет капитальных вложений;

- расчет эксплуатационных расходов;

- расчет приведенных строительно-эксплуатационных затрат и годового экономического эффекта;

1. Аналитический обзор сигнализация централизация блокировка железнодорожный

1.1 Теоретические основы, роль, значение и проблемы средств СЦБ

Устройства автоматики, телемеханики и связи появились на железных дорогах одновременно с началом движения поездов в первой половине XIX в. Для передачи информации на движущийся поезд предназначались семафоры, а начиная с конца XIX в.- светофоры, которые являются основным «сигналом» на железных дорогах нашей страны и мира. Примерно с середины XIX в. начали применять устройства механической централизации, которые позволили управлять стрелками и станционными семафорами из одного централизованного поста.

Устройства автоматики и телемеханики, используемые в настоящее время на железнодорожном транспорте, по решаемым задачам и области применения делят на перегонные и станционные.

Перегонные системы регулируют движение поездов на перегонах, к ним относятся: Полуавтоматическая блокировка (ПАБ) регулирует движение поездов на участках с неинтенсивным движением. При ПАБ правом на занятие поездом перегона является разрешающее показание выходного светофора станции. Сигнал открывает дежурный по станции, а закрывается он автоматически - под воздействием поезда. При отсутствии блокпостов на перегоне может находиться только один поезд, что и ограничивает пропускную способность линий. Системы ПАБ начали применять в России еще с 70-х годов прошлого столетия.

Автоматическая блокировка (АБ) регулирует движение поездов при помощи путевых светофоров, установленных на перегоне, которые делят перегон на блок-участки. Показания проходных светофоров изменяются автоматически под действием движущихся поездов. Основным элементом АБ являются рельсовые цепи, главное назначение которых - определение местонахождения поездов. По сигнальным показаниям путевых светофоров машинист определяет число свободных блок-участков перед движущимся поездом. При АБ на перегоне может быть несколько поездов, чем обеспечивается повышение пропускной способности по сравнению с ПАБ. Так, внедрение АБ на двухпутных линиях повышает их пропускную способность в 2-3 раза по сравнению с линиями, оборудованными ПА. Автоблокировку начали применять в Республике Казахстан еще в 30-х годах.

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) повышает безопасность движения поездов и улучшает условия труда локомотивных бригад. При помощи устройств АЛС показания путевых светофоров передаются непосредственно в кабину машиниста. Все локомотивы и моторвагонные секции оборудованы поездными устройствами АЛС, а все линии с автоблокировкой - путевыми устройствами АЛС. Устройства АЛС дополняют устройствами контроля бдительности, контроля скорости и авторегулирования скорости. Устройства АЛС начали применять в Республике Казахстан в 30-х годах.

Автоматический диспетчерский контроль (ДК) дает возможность сосредоточить информацию о поездной ситуации и показаниях входных и выходных станционных светофоров в пределах диспетчерского круга (около 100-300 км) на табло поездного диспетчера. Эта информация позволяет оперативно руководить движением поездов, принимая своевременные меры по выполнению графика движения. Системы диспетчерского контроля начали использовать в Республике Казахстан с начала 50-х годов.

Автоматическая переездная сигнализация и автоматические шлагбаумы обеспечивают безопасность движения поездов при пересечении железных дорог в одном уровне с автомобильными дорогами. Эти устройства автоматически включают устройства светофорной сигнализации для автотранспорта и закрывают шлагбаум при приближении поезда и открывают его после проследования поезда.

Станционные системы регулируют движение поездов на станциях и больших участках, к ним относятся: · электрическая централизация стрелок и сигналов (ЭЦ) - комплекс устройств автоматики и телемеханики, обеспечивающих управление стрелками и сигналами всей станции с одного пункта дежурным по станции. Главным элементом ЭЦ, так же как и АБ, являются рельсовые цепи, а основные функции выполняют реле. Электрическую централизацию Начали внедрять в Республике Казахстан с 30-х годов. За последние годы ежегодно электрической централизацией оборудуют более 8000 стрелок. Электрическая централизация повышает пропускную способность станций на 50-70% по сравнению с ручным управлением стрелками. При этом штат эксплуатационных работников сокращается на 30-50 чел. на каждые 100 централизованных стрелок;

· диспетчерская централизация (ДЦ) является наиболее совершенным и эффективным средством регулирования движения поездов на железных дорогах. Система ДЦ совмещает в себе устройства АБ, ЭЦ и кодовые системы телеуправления и телесигнализации. Она позволяет управлять стрелками и сигналами из одного пункта и дает возможность сосредоточить все распорядительные и исполнительные функции по регулированию движения поездов на участке протяженностью до 300 км у поездного диспетчера. Наиболее эффективно применение ДЦ на однопутных участках. В Республике Казахстан устройства ДЦ начали внедрять с 1936 г., а широко использовать - с 50-х годов. В настоящее время устройствами ДЦ оборудовано более 50% железнодорожных линий и ежегодно оснащается более 300 км железнодорожных линий. Внедрение ДЦ повышает участковую скорость на 15-20% и сокращает эксплуатационный штат на 60-70 чел. на каждые 100 км линии;

· автоматизация сортировочных горок - комплекс устройств, повышающий перерабатывающую способность сортировочных горок, который включает в себя: систему автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС), обеспечивающую необходимые интервалы между скатывающими отцепами в различных пунктах спускной части горки и нужную дальность пробега отцепов; горочную автоматическую централизацию (ГАЦ), которая служит для перевода стрелок по маршрутам следования отцепов; систему автоматического задания скорости роспуска (АЗСР), обеспечивающую реализацию переменной скорости роспуска для повышения перерабатывающей способности горок; систему телеуправления горочным локомотивом (ТГЛ), осуществляющую автоматическое регулирование скорости надвига локомотива на горку по командам с поста управления.

В настоящее время разрабатывают и внедряют систему автомашинист, устройства обнаружения перегретых букс в поездах, устройства телеуправления тяговыми подстанциями и т. д. В то же время на малодеятельных участках до настоящего времени в эксплуатации сохраняется ряд устаревших систем, а именно: · электрожезловая система, регулирующая движение поездов по перегонам;

· механическая централизация стрелок и сигналов, обеспечивающая централизованное управление стрелками и сигналами на станциях при помощи гибких тяг;

· ключевая зависимость, осуществляющая взаимное замыкание между стрелками и сигналами.

Внедрение новых и совершенствование существующих средств автоматики и телемеханики являются основой для решения перспективной задачи - комплексной автоматизации и механизации перевозочного процесса на железнодорожном транспорте. Эта задача решается с максимальным использованием современной элементной базы и средств вычислительной техники.

Большую роль в выполнении перевозочного процесса на железнодорожном транспорте играют устройства проводной и радиосвязи, которые позволяют вести оперативное управление и координирование работы подразделений.

Устройства телефонной и телеграфной связи, имеющиеся на раздельных пунктах, в отделениях, управлениях дорог и в Министерстве транспорта и коммуникаций, образуют единую систему транспортной связи. Они обеспечивают возможность оперативного руководства и контроля за работой всей сети железных дорог Республики Казахстан. Особое значение связь имеет для работников службы движения. Для руководства движением поездов и работой станций, оперативного контроля за выполнением графика движения поездов и плана перевозок работники службы движения должны иметь необходимые и достаточные средства связи. Хорошо налаженная и исправно действующая связь способствует повышению безопасности движения поездов, увеличению пропускной способности железных дорог и выполнению показателей эксплуатационной работы.

Министерство транспорта и коммуникаций имеет автоматическую и полуавтоматическую связь с управлениями дорог. Многие дорожные телефонные сети автоматизированы. Автоматизация многоканальной телефонной связи требует увеличения каналов связи. Эту задачу решают благодаря внедрению на дорогах высокочастотной аппаратуры и строительству кабельных и радиорелейных линий.

В связи с развитием автоматизации управления перевозочным процессом и использованием на дорогах вычислительных центров (ВЦ) организована связь для передачи информации с линейных подразделений в ВЦ и обратно в исходные пункты. На железных дорогах СНГ широко используют радио. На сортировочных и крупных участковых станциях применяют парковую громкоговорящую связь. Радиофицированы крупные вокзалы, все поезда дальнего следования и большинство пригородных поездов. На крупных станциях, сортировочных горках и т. д. внедрено телевидение.

Проводная связь. Телефонная связь может быть общеслужебной (для обслуживания работников всех служб) и специальной (для оперативного руководства движением поездов и организации перевозок). К видам общеслужебной связи относят, магистральную, дорожную, постанционную и местную телефонные связи. По общеслужебной связи возможно установить прямые телефонные соединения между любыми пунктами сети железных дорог РК. Специальными видами связи являются: поездная диспетчерская (ПДС), энергодиспетчерская (ЭДС), вагонная диспетчерская (ВГС), линейно-путевая (ЛПС), служебная связь электромехаников (СЭМ), перегонная (ПГС), дорожная распорядительная (ДРС), связь совещаний (СС), информационная (ИС), поездная межстанционная (МЖС), билетная диспетчерская (БДС), станционная распорядительная и громкоговорящая, стрелочная, деповская.

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 CD 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 изза помех от аппаратуры управления современных локомотивов или устройств электрического обогрева вагонов поездов были решены на CD уже несколько лет назад.

1.2 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: 1) недостаточный уровень компетентности поставщиков и заказчиков при формулировании требований к МПЦ;

2) усложнение проверки программного обеспечения МПЦ по сравнению с реле;

3) 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. Изза 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.

Сравнительная экономическая эффективность определяется по приведенным затратам Эп (сумме годовых приведенных строительных и эксплуатационных расходов). При этом наилучшим по денежным показателям является вариант, обеспечивающий минимум величины Эп, т.е.

Эп = Кі · Ен Сі, (1.1) где Кі - капитальные вложения по каждому сравниваемому варианту с учетом изменеий оборотных средств народного хозяйства;

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, принимаемый 0,1;

Сі - эксплуатационные расходы по каждому варианту

Технико-экономические расчеты приведены в разделе 4.

2. Анализ проблем СЦБ в Республике Казахстан

Уникальными особенностями сферы СЦБ являются сложность сети, сложившийся штат персонала, обилие инструкций и разрешений, которые в совокупности формировались многие десятилетия и не могут быть изменены за короткое время.

Основные направления повышения надежности электроснабжения устройств СЦБ.

В настоящее время вопросы электроснабжения постов ЭЦ и других станционных помещений (ДСП, релейных будок), а также перегонных устройств СЦБ решаются согласно требованиям нормативных документов, утвержденных МПС: инструкций ЦЭ-462, ЦЭ-191, ЦЭ-881, ВНТП-86. Эти документы базируются в основе своей на требованиях ПУЭ. При этом питание предусматривается от совмещенных или специальных комплектных трансформаторных подстанций (КТП), а иногда и от собственных фидеров 0,4 КВ [1].

На перегонах электроснабжение осуществляется от специальных линий: ВЛ СЦБ, ВЛ ПЭ, ДПР [1, 3].

Станционные устройства автоматики магистрального железнодорожного транспорта (посты электрифицированной (ЭЦ) и диспетчерской (ДЦ) централизации) в основном получают электроэнергию от трехфазных трансформаторных подстанций со вторичным напряжением 380/220 В и глухозаземленной нейтралью. Проектирование устройств электроснабжения и заземления осуществляется согласно утвержденным нормативным документам и действующим ГОСТАМ.

Принципиально ввод питающего напряжения осуществляется следующим образом. От трансформаторной подстанции ввод в постовое здание осуществляется четырехжильным кабелем, подключаемым к клеммам щита вводного переключения (ЩВП), предназначенным для обесточивания помещения при пожарной опасности.

Далее напряжение подается внутренним четырехжильным кабелем на вводную панель (ПВ), в которой в каждой фазе установлены приборы защиты. Корпуса ЩВП, ПВ и других панелей питания зануляются через четвертую жилу кабеля, соединенную с нейтралью трансформатора (нулевой рабочий проводник). Рядом с постовым служебно-техническим зданием оборудуется заземлитель, соединенный с контурами магистралей заземления в служебных комнатах (релейной, связевой, генераторной), которые заземляющими проводниками соединены с корпусами стативов, панелей, ЩВП, пультом-табло. Таким образом, создается повторное заземление оборудования. К этим же заземляющим устройствам (ЗУ) подключены приборы защиты от перенапряжений.

Электропитание устройств СЦБ (реле, светофоры, рельсовые цепи, контрольные и рабочие цепи стрелочных электроприводов) отделено от трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью разделительными трансформаторами, располагаемыми в закрытых панелях питания. Изоляция источников питания устройств СЦБ непрерывно контролируется сигнализаторами заземления с удельной чувствительностью 1 КОМ/В. Благодаря этому напряжение, подаваемое на стативы с аппаратурой и на исполнительные устройства СЦБ, изолировано от земли, что дает возможность использовать однополюсное размыкание цепей. Для поддержания нормального уровня изоляции удаленные от поста нагрузки переменного тока с номинальным напряжением 220 В сгруппированы в отдельные разделительные трансформаторы с максимальной мощностью 1,5 КВ·А (рисунок 2.1).

В целом электроснабжение служебно-технических зданий железнодорожного транспорта выполнено по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), однако в реальном осуществлении некоторые положения выполняются с отступлением от требований ПУЭ. К таким отступлениям относятся: отсутствие общих заземляющих устройств для электроустановок различного назначения; выполнение однопроводного соединения заземлителей с магистралями заземлений; заниженное сечение заземляющих проводников; на подстанции не обеспечивается требуемое для приборов защиты значение тока короткого замыкания (к. з.), а также допускается последовательное соединение корпусов различных электроустановок.

П - переходная группа контактов, реле и т. п.; С - стрелочный перевод

Рисунок 2.1 Структурная обобщенная схема распределения сети электроснабжения на посту ЭЦ

Кроме того, отсутствуют единые требования и указания по устройству заземления в различных хозяйствах железнодорожного транспорта. В результате этого при повреждении изоляции фазных проводов на трансформаторных подстанциях или в силовых нагрузках бывают случаи возгорания кабелей и постового оборудован

В данном разделе, для проектируемого однопутного перегона, произведен расчет экономической эффективности устройств СЦБ. Рассмотрены следующие варианты: полуавтоматическая блокировка и электрическая централизация стрелок на станциях;

системы счета осей и электрическая централизация стрелок на станциях.

Эти расчеты позволили определить, что внедрение на перегонах устройства счета осей экономически целесообразнее, и годовой экономический эффект составляет 3167200 тенге.

5. Охрана труда

5.1 Состояние проблемы обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах

Пересечения железнодорожных путей и автомобильных дорог на одном уровне являются наиболее сложными и опасными элементами улично-дорожной сети и оказывают существенное влияние на эффективность эксплуатации автомобильного и железнодорожного транспорта в целом.

В настоящее время в стране эксплуатируется более 20 тыс. железнодорожных переездов, в том числе около 13,6 тыс. в системе АО «НК «КТЖ», из них 2,8 тыс. переездов обслуживаются дежурными работниками железных дорог.

Высокие темпы автомобилизации создают дополнительные предпосылки для ухудшения обстановки в сфере обеспечения безопасности движения через железнодорожные переезды. В последнее время ежегодный прирост автопарка страны составляет около 1,3 млн. ед. К этому следует добавить, еще и то, что улично-дорожная сеть страны не соответствует фактической интенсивности транспортных потоков. Основные магистрали перегружены в 2-3 раза.

Проблема железнодорожных переездов является актуальной не только для Казахстана, но и для большинства промышленно развитых стран. Эти пересечения характеризуются непроизводительными простоями автотранспорта и как следствие дорожно-транспортными происшествиями на переездах, в том числе с особо тяжкими последствиями. Подобные происшествия наряду со значительными материальными потерями обычно вызывают и большой общественный резонанс.

Анализ таких аварий показывает, что в 98% случаев они допускаются по вине водителей. Так, в письме МТИК №С-3530 от 5.04.01 «О предупреждении ДТП на железнодорожных переездах» в частности отмечается «Основными причинами ДТП, совершаемыми физическими лицами, по-прежнему являются невнимательность, беспечность, торопливость, элементы лихачества, риска, а порой и преступная халатность».

В создавшихся условиях особую значимость приобретают вопросы обеспечения безопасности движения через железнодорожные переезды.

Традиционный способ обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах заключается в ограждении его с помощью шлагбаума, мигающих красных светофоров и звуковой сигнализации.

Шлагбаум служит для предупреждения въезда транспортных средств на железнодорожные пути в системе устройств ограждения железнодорожных переездов на станциях, перегонах, подъездных путях железных дорог общего пользования и промышленного железнодорожного транспорта.

Шлагбаумы выпускаются в двух вариантах исполнения, различаемых по роду питания электродвигателей: вариант N - переменного тока напряжением 220В частотой 50Гц; вариант S - постоянного тока напряжением 24В. Вариант исполнения переменного тока может работать как от однофазной, так и от 3-х фазной сети электроснабжения.

При отсутствии питания шлагбаум работает только на опускание заградительного бруса (ЗБ).

Технические характеристики шлагбаумов

Длина ЗБ, м.............................................................................. 4, 6, 8

Угол подъема ЗБ, град. ........................................................ 80 - 85

Время опускания ЗБ, с .................................................... не более 12

Время подъема ЗБ, с........................................................ не более 12

Напряжение питания электродвигателя, В

- Вариант N, трехфазное .....................................................220 ± 5%

- Вариант N, однофазное .................................................... 220 ± 5%

- Вариант S........................................................................... 24 ±1,2

Номинальный ток электродвигателя, А, не более: - Вариант N, 3-х фазное, ............................................................3,0

- Вариант N, однофазное ...........................................................5,2

- Вариант S ................................................................................12,5

Усилие поворота на конце ЗБ в горизонтальной плоскости, кг, не менее: - для ЗБ 4 м..................................................................................14

- для ЗБ 6 м .................................................................................24

- для ЗБ 8 м .................................................................................28

Масса противовеса, кг, не более

- для ЗБ 4 м..................................................................................70

- для ЗБ 6 м ..................................................................................98

- для ЗБ 8 м ...............................................................................126

Масса заградительного бруса, кг, не более ...............................37

Напряжение цепей управления, контроля и сигнализации, В ..................12

Номинальная частота срабатывания, цикл/мин............................................ 1

Количество циклов срабатывания (подъем-опускание ЗБ), не менее .1?106

Срок службы, лет........................................................................20

Масса электропривода, кг, не более .........................................100

Высота установки ША по оси вращения ЗБ над поверхностью проезжей части дороги, м ................................................. 1 - 1,25

Конструкция шлагбаума представлена на рисунке 5.1. В его состав входят электропривод 1, установленный на фундаменте 3 с использованием тумбы-подставки 2, заградительный брус 4, закрепленный в раме 5 с устройством поворота 6, позволяющего повернуть ЗБ в горизонтальной плоскости на угол 90° в обе стороны при наезде транспортного средства и противовес 7.

Рисунок 5.1 Конструкция шлагбаума

Шлагбаум может быть оборудован светофором 8 со звуковым сигналом 9. Конструкция шлагбаума позволяет устанавливать светофоры и звуковые сигналы вместе со шлагбаумом или отдельно от него.

Контрольная система шлагбаума построена на базе микропереключателей общепромышленного назначения. Микропереключатели фиксируют крайние положения заградительного бруса.

Схема управления электродвигателем шлагбаума работает по принципу косвенного использования аппаратуры управления, установленной в релейном шкафу ШРУ-М и аппаратуры управления автоматической переездной сигнализации (АПС), а также щитка управления дежурного по переезду.

При опускании заградительного бруса его потенциальная энергия переходит в кинетическую, которую необходимо погасить в конце перевода, чтобы не допускать ударов об асфальтовое покрытие переезда и, как следствие, поломок заградительного бруса. Эту функцию выполняет гидрогаситель. Опускание заградительного бруса происходит равномерно и останавливается в конце перевода без покачивания.

Гидрогаситель (рисунок 5.2) представляет собой поршневой телескопический демпфер двухстороннего неравнозначного действия.

Гидрогаситель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2 с клапаном 4 и с калиброванными отверстиями 3. Цилиндр в нижней и верхней части закрыт соответственно нижней 5 и верхней 8 крышками с помощью болтов 12, 13 и уплотнен резиновыми кольцами 6. В нижней крышке имеется ушко для шарнирного крепления гидрогасителя к корпусу электропривода, в верхней - отверстие для выхода штока поршня и его уплотнения 7, 10, а также отверстие с пробкой 9 для заполнения рабочей жидкостью цилиндра. В качестве рабочей жидкости используется тосол марки А-60 В шток поршня вворачивается вилка 11. В ней имеется проточка для крепления к рычагу главного вала.

Рисунок 5.2 Гидрогаситель

Принцип работы гидрогасителя заключается в перемещении жидкости из одной полости цилиндра в другую при движении поршня. Жидкость перетекает через специальные щели 3. При прохождении через них происходит вязкое трение и превращение механической (кинетической) энергии заградительного бруса в тепловую и передача ее в окружающую среду. Благодаря клапану 4, в разном направлении движения поршня диаметр щелей различен, различно и сопротивление движению заградительного бруса. Причем, сопротивление движению поршня зависит и от скорости движения бруса.

Заградительный брус в сборе с рамой и противовесом является единой подвижной конструкцией и, перемещаясь в вертикальной плоскости при помощи главного вала, осуществляют перекрытие и открытие проезжей части железнодорожного переезда.

Конструкция заградительного бруса в сборе с механизмом поворота при наезде автотранспорта и узлом фиксации в вертикальном положении при проведении профилактических работ с электроприводом на переезде хорошо видна из рисунка 5.1.

Заградительный брус представляет собой металлическую конструкцию круглого или коробчатого сечения, выполненную из листовой стали .

Противовесами служат стальные диски, закрепленные на раме с помощью винта.

Заградительный брус, рама с противовесом представляет конструкцию, центр масс которой вынесен относительно оси вращения, что создает в вертикальном положении бруса момент для его опускания.

Принцип заграждения переезда с помощью шлагбаума заключается в следующем. При вступлении поезда на участок приближения к переезду включается автоматическая переездная сигнализация. По истечении времени, необходимого для освобождения переезда от транспорта, схемой управления шлагбаумами отключается питание электромагнитной муфты, главный вал оттормаживается и, под действием несбалансированности ЗБ, главный вал поворачивается, а ЗБ опускается в горизонтальное положение. Амортизационное устройство обеспечивает плавную остановку ЗБ в конце перевода.

Как отмечалось, для гашения кинетической энергии и демпфирования крайних положений ЗБ в шлагбауме предусмотрен гидрогаситель, механическая характеристика которого позволяет автоматически поддерживать равномерную скорость опускания заградительного бруса.

После проследования поезда за пределы переезда, на электродвигатель подается электропитание и, вращаясь, электродвигатель поднимает ЗБ в вертикальное положение.

Отключение электропитания электродвигателя происходит, когда ЗБ принимает вертикальное положение, при этом электромагнитная муфта находится под током (напряжением) и удерживает ЗБ в этом положении.

В момент возвращения ЗБ в вертикальное положение при отключении электродвигателя, отключаются световые и звуковые сигналы.

Как можно заметить, безопасность такого способа заграждения железнодорожного переезда находится на весьма низком уровне, поскольку некоторые водители «проскакивают» огражденный переезд, объезжая по левой полосе движения опущенный шлагбаум.

Сегодня на эксплуатируемых пересечениях железных и автомобильных дорог помимо шлагбаумов внедряются и другие более эффективные технические средства, направленные на обеспечение безопасного и бесперебойного движения автотранспортных средств и подвижного состава железных дорог. Среди них несколько типов жесткого механического ограждения - вертикальные щиты-барьеры, поднимающиеся балки и тросы и т.п.. Однако подобные устройства не дают возможности транспортному средству, оказавшемуся на ж. д. путях в момент ограждения переезда, покинуть его, и столкновение с поездом в этом случае неизбежно.

5.2 Стационарные устройства заграждения переездов

С 1996 г. на железных дорогах СНГ началось постепенное оснащение охраняемых переездов стационарными устройствами заграждения УЗП.

Размещение и общий вид устройства УЗП показаны на рисунках 5.3 и 5.4.

Рисунок 5.3 Размещение устройства заграждения УЗП

Устройство заграждения переездов УЗП состоит четырех заградительных устройства УЗ для дорог шириной до 10 метров и двух щитов для дорог шириной 6 метров (рисунок 5.5); системы контроля свободности зон крышек УЗ на базе четырех ультразвуковых локаторов; щитка управления; шкаф с электротехнической управляющей и коммутирующей аппаратурой.

Основные эксплуатационно-технические характеристики устройства УЗП приведены в таблице 5.1.

Работая совместно с автоматической переездной сигнализацией (АПС), устройство УЗП обеспечивает механическое ограждение зоны переезда; исключение возможности въезда транспортных средств на огражденный переезд; возможность выезда транспортных средств, оказавшихся в зоне переезда после его ограждения (этим российское УЗП отличается от всех затгежных аналогов); обнаружение транспортных средств в зоне крышек УЗ при ограждении.

Рисунок 5.5 Конструкция заградительного устройства УЗП

Таблица 5.1 Основные эксплуатационно-технические характеристики устройства УЗП

Ширина перекрываемой части дороги, м 3-10

Мощность, потребляемая УЗП от сети 220В, КВТ, не более 0,3

Высота проема переднего бруса крышки, м, не менее 0,45

Время подъема крышки, не более, сек. 5

Длина зоны контроля датчиками КЗК, м 0,5-10

Время обнаружения, сек. 0,2

Устройство УЗП может работать в автоматическом режиме по сигналам АПС или управляться вручную со щитка управления дежурного по переезду.

Предполагается, что до 2012 г. все 2800 таких переездов будут оборудованы устройствами УЗП. Затраты на оснащение устройством УЗП одного переезда составляют 1,2 - 1,3 млн тг. Производство устройств УЗП в России освоено на ряде заводов системы ОАО «РЖД» и промышленности.

К недостаткам конструкции УЗП относится тот факт, что для надежной его работы необходимо регулярно его чистить от снега, грязи и случайных предметов, а также организовывать систему водоотвода.

Сегодня также ведутся работы по созданию системы механического ограждения регулируемых (снабженных светофорными головками) переездов без дежурного. Таких переездов на Казахстанских железных дорогах насчитывается около 17 тыс., и именно на них происходит наибольшее количество столкновений поездов с автотранспортными средствами.

Стационарные устройства заграждения железнодорожного переезда без дежурного эксплуатируются на станции Петушки Горьковской железной дороги. Они защищены от попадания внутрь снега и посторонних предметов, имеют повышенную грузоподъемность. В систему включены устройства видеонаблюдения и видеоконтроля зоны переезда, речевой информатор, предупреждающий водителей и пешеходов о приближении поезда. Все устройства имеют антивандальное исполнение.

Заградительным элементом устройства служит крышка, шарнирно закрепленная на четырех опорах основания и сбалансированная противовесом. Приводом через приводной вал крышка поднимается на угол 30° от поверхности дороги, перекрывая путь для транспортных средств. В опущенном состоянии крышка фиксируется замковым устройством привода; в поднятом состоянии удерживается только массой противовеса, что дает возможность ее опускания при наезде транспортного средства со стороны железнодорожного пути.

Устройство заграждения переездов УЗС.

Устройство заграждения переездов УЗС - это съемное устройство. Оно служит для предотвращения несанкционированного въезда транспортных средств на охраняемую территорию, в том числе и на железнодорожные пути станции, и рассчитано на круглосуточную работу в любом климатическом поясе и любое время года.

Технические характеристики устройства УЗС следующие: · Длина подъемной части - 3,28 м;

· Высота подъема крышки относительно основания - 425 мм;

· Время подъема крышки не более - 6 с;

· Время опускания крышки не более - 6 с;

· Источник питания - однофазная сеть переменного тока 220В 50Гц;

· Потребляемая мощность одного УЗ - 0,3КВТ;

· Управление работой УЗ - ручное, с пульта управления и дистанционное с помощью пульта ПДУ ;

· Радиус действия ПДУ - не менее 20 м;

· Допустимая нагрузка на ось автомобиля ) - 15 т ;

· Масса с аппарелями (max) - 2,5 т.

Общий вид устройства УЗС показан на рисунке 5.6.

Устройство УЗС имеет левое и правое исполнение. Конструкция УЗС левого исполнения, представлена на рисунке 5.7 (УЗ правого исполнения - зеркальное отражение левого).

Заграждающим элементом является крышка 2, которая выполнена в виде прямоугольной рамы с поперечинами из швеллера. Верхняя часть крышки - рифленый стальной лист толщиной 10 мм. На заднем брусе крышки установлено восемь кронштейнов, которыми крышка навешивается на шарнирные опоры основания. На переднем брусе нанесены светоотражающие полосы 5. В боковом элементе крышки имеется скоба для соединения с пластиной, жестко закрепленной на приводном валу, который служит для передачи крутящего момента от привода 3 для подъема и опускания крышки. Приводной вал устанавливается в двух подшипниковых постелях основания. В состав УЗС включены два пружинных узла, которые фиксируют крышку в рабочем положении.

Основание УЗС поставляется в собранном виде с крышкой, противовесом, электроприводом. Крепление основания УЗ производится непосредственно к полотну автодороги анкерными штырями, для чего в полотне автодороги сверлятся отверстия диаметром 17 мм и глубиной 200-250 мм, в которые забиваются анкеры.

Управление работой УЗС осуществляется с местного (МП) и дистанционного пульта (ПДУ), выполненного в виде брелока.

Надежность работы УЗС обеспечивается своевременно проводимыми регулировкой и техническим обслуживанием согласно руководству по эксплуатации устройства. Все виды технического обслуживания УЗС должны выполняться в соответствии с требованиями охраны труда. Все ремонтные работы должны производиться при отключенном электропитании.

6. Промышленная экология

Эволюция развития человечества и создание индустриальных методов хозяйствования привели к образованию глобальной техносферы, одним из элементов которой является железнодорожный транспорт. Природная среда при функционировании элементов техносферы является источником сырьевых и энергетических ресурсов и пространством для размещения ее инфраструктуры.

Функционирование любого элемента техносферы, в том числе и железнодорожного транспорта, должно основываться на следующих принципах: 1) проведение количественной и качественной оценки общего и локального потребления природных ресурсов исходя из местных региональных и республиканских возможностей;

2) проведение количественной и качественной оценки влияния различных видов деятельности общества на состояние экологических систем, природных комплексов и природных ресурсов;

3) нормирование уровня антропогенных воздействий от различных видов деятельности общества, в том числе и объектов железнодорожного транспорта на природную среду;

4) обеспечение равновесия в кругообороте веществ и энергии путем ограничения воздействия на природу, исходя из ее возможностей по самоочищению и воспроизводству;

5) ограничения воздействия на природную среду с помощью различных методов и средств очистки выбросов в атмосферу, стоков в водоемы, отходов производства, физических излучений;

6) создание экологически чистых производств, технологий, подвижного состава, оборудования и транспортных систем;

7) использование методов экологической профилактики функционирования отраслей и объектов железнодорожного транспорта путем выполнения природоохранных мероприятий и внедрения технологических средств;

8) непрерывный контроль за состоянием окружающей среды;

9) использование экономических методов в управлении охраной окружающей среды и рациональным природопользованием;

10) неотвратимость наступления ответственности за нарушение правил, норм, законов по охране окружающей среды.

Железнодорожный транспорт по объему грузовых перевозок занимает первое место среди других видов транспорта, по объему перевозок пассажиров второе место после автомобильного транспорта.

Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных комплексов и наличия природных ресурсов, развития инфраструктуры искусственной среды, социально-экономической среды общества.

Состояние окружающей среды при взаимодействии с объектами железнодорожного транспорта зависит от инфраструктуры по строительству железных дорог, производству подвижного состава, производственного оборудования и других устройств, интенсивности использования подвижного состава и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и объектах отрасли.

Каждый элемент системы имеет прямые и обратные связи друг с другом. При развитии и функционировании объектов железнодорожного транспорта следует учитывать свойства природных комплексов многосвязность, устойчивость, коммутативность, аддитивность, инвариантность, многофакторную корреляцию.

Многосвязность выражается в разнохарактерном воздействии транспорта на природу, которое может вызвать в ней трудноучитываемые изменения.

Аддитивность - это возможность многопараметрического сложения различных источников техногенного и антропогенного воздействия на природу, что может привести к непредсказуемым изменениям в природе.

Инвариантность является свойством экосистем сохранять стабильность в границах регламентированных техногенных и антропогенных воздействий.

Устойчивость способность экосистем сохранять исходные параметры при естественном, техногенном и антропогенном воздействиях.

Многофакторная корреляция характеризует экосистемы с позиций их предопределенности к случайным и неслучайным событиям с аналитическими связями между ними.

Железнодорожный транспорт оказывает постоянное воздействие на природную среду. Уровень воздействия может лежать в допустимых равновесных и кризисных границах.

Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия, экологической весомостью воздействия на элементы природы. Техногенное воздействие может быть локальным от единичного фактора или комплексным от группы различных факторов, характеризующихся коэффициентами экологической весомости, которые зависят от вида воздействия, их характера, объекта воздействия.

Для оценки уровня воздействия объектов транспорта на экологическое состояние природы используют следующие интегральные характеристики: Абсолютные потери окружающей среды, выражаемые в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны, людей);

Компенсационные возможности экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режиме, создаваемом принудительно;

Опасность нарушения природного баланса, возникновение неожиданных потерь и локальных экологических сдвигов, которые могут вызвать экологический риск и кризисные ситуации в окружающей природной среде;

Уровень экологических потерь, вызываемых воздействием объектов транспорта на окружающую среду;

Эти характеристики и позволяют определить экологическую безопасность в регионах расположения транспортных объектов.

Любое воздействие объектов транспорта на природу вызывает ответную реакцию, которая проявляется в следующих формах: Адапционной с локальным или статическим смещением равновесия; восстанавливающейся или самовосстанавливающейся, характеризующейся полным возвратом экосистемы в исходное состояние; частично восстанавливающейся, когда экосистема восстанавливает только часть своих свойств и характеристик;

Невосстанавливаемой, когда в экосистеме образуются необратимые сдвиги от исходного ее состояния.

Воздействие объектов железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством дорог, производственно-хозяйственной деятельностью предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, сжиганием большого количества топлива, применением пестицидов на лесных полосах и др.

Строительство и функционирование железных дорог связано с загрязнением природных комплексов выбросами, стоками, отходами, которые не должны нарушать равновесие в экологических системах. Равновесие экосистемы характеризуется свойством сохранять устойчивое состояние в пределах регламентированных антропогенных изменений в окружающих транспортное предприятие природных комплексах. Самоочищающая способность природной среды снижается изза уничтожения и истощения природных комплексов. Линии железных дорог, прокладываемые на сложившихся путях миграции живых организмов, нарушают их развитие и даже приводят к гибели целых сообществ и видов.

Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов, альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические кислоты и соединения и др.), которые подразделяются не чрезвычайно опасные, высоко опасные, опасные и малоопасные; биологические (макро- и микроорганизмы, бактерии, вирусы).

Эти факторы могут действовать на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно.

Время действия факторов не всегда определяет размер вреда, наносимого природе. По масштабам действия вредные факторы подразделяются на действующие на небольших площадях, действующие на отдельные участки местности, глобальные.

Химические вещества и соединения могут мигрировать и рассеиваться в воздухе, в воде, почвах, нанося обратимый, частично обратимый и необратимый ущерб природе. В миграции химических веществ и заразных микроорганизмов важное место занимает транспорт.

Основными направлениями снижения величины загрязнения окружающей среды являются: рациональный выбор технологических процессов для производства готовой продукции и ее транспортирования; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состоянии.

Интегральным критерием экологической эффективности производственной деятельности объектов железнодорожного транспорта служит степень нарушения природного баланса в регионе. Опасность нарушения природного баланса количественно связана с антропогенными факторами производственной и хозяйственной деятельности людей в регионе. В случае, если природная среда не способна справиться с воздействием железнодорожного транспорта, необходимо предусматривать очистные сооружения или проводить восстановительные работы.

Равновесие в природной среде обеспечивается поддержанием энергетического, водного, биологического, биогеохимического балансов и их изменением в определенный промежуток времени. Количественные характеристики перечисленных балансов зависят от географического положения регионов, климатических условий, величины использования ресурсов, природных явлений и степени загрязнения окружающей среды.

Обеспечить равновесие в природе можно с помощью правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и других методов.

Правовые методы регламентируют нормы и порядок природопользования исходя из условия сохранения относительного равновесия в окружающей среде.

Социальные методы основаны на ответственности всех слоев общества за состояние охраны окружающей среды.

Экономические методы предусматривают определенные виды затрат на сохранение равновесия окружающей среды, рациональную плату за ресурсы, возмещение ущерба.

Организационные методы основаны на научной организации природопользования и выполнении административных и правоохранных мер по предотвращению вредного воздействия на окружающую среду.

Технические методы основаны на создании новых технологий и производственного оборудования, уменьшающих вредное воздействие на природную среду, внедрение эффективных средств очистки выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы.

Санитарно-гигиенические методы предусматривают обязательный контроль за состоянием окружающей среды с целью своевременного принятия мер по предотвращению вредного влияния загрязнений на людей и природу.

Заключение

При выполнении дипломной работы были рассмотрены современные проблемы средств сигнализации, централизации и блокировки. На основании обзора состояния технических средств и технико-экономических расчетов были предложены пути совершенствования имеющихся и возможности внедрения новых, более эффективных средств сигнализации, централизации и блокировки, позволяющих ускорить и обезопасить процесс перевозок на железнодорожном транспорте.

По результатам выполнения дипломной работы можно сделать следующие выводы: 1. Рассмотрена история развития средств СЦБ.

2. Произведен анализ проблем СЦБ в Республике Казахстан.

3. Обоснованы возможные пути решения проблем СЦБ на железных дорогах Республики Казахстан.

4. Рассмотрены различные варианты построения устройств контроля состояния участков пути (перегонов) методом счета осей.

5. Произведен расчет капитальных вложений: при полуавтоматической блокировке составили 50400 тыс.тг., при системе счета осей составили 34400 тыс. тг.

6. Рассчитаны эксплуатационные расходы: расходы при полуавтоматической блокировке составят 12682,4 тыс. тг., расходы при устройстве счета осей составят 11915,2 тыс. тг.

7. Рассчитаны приведенные строительно-эксплуатационные затраты: затраты для полуавтоматической блокировки составили 17722,4 тыс. тг., затраты для устройства системы счета осей составили 15355,2 тыс. тг.

8. Экономический эффект от внедрения результатов дипломной работы согласно проведенных расчетов составит 3167200 тенге

9. Разработаны мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды

Список литературы

1. Дмитриев В. Р., Смирнова В. И. Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М.: Транспорт, 1983.

2. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения СЦБ (ЦЭ-4430). 1998.

3. Ведомственные нормы технологического проектирования. Электроснабжение устройств СЦБ и электросвязи / ВНТП/МПС-84 «Электроснабжение». М.: Транспорт, 2003.

4. Слободкин А. Х. О концепции электробезопасности в сетях 380/220 В с заземленной нейтралью и некоторых путях ее реализации // Промышленная энергетика. 1998. № 4. С. 34...37.

5. Слободкин А. Х. Некоторые пути повышения эффективности защитного отключения в сети 380/220 В с заземленной нейтралью // Промышленная энергетика. 1995. № 4. С. 41...43.

6. Дмитриев, В.А. Экономика железнодорожного транспорта / В.А. Дмитриев. - М.: Транспорт, 1997.

7. Экономика железнодорожного транспорта / Под ред. Н.П. Терешиной, М.Ф. Трихункова и Б.М. Лапидуса. - М.: УМК МПС России, 2001.

8. Куничкина, Л.И. Оценка экономической эффективности устройств СЦБ: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Л.И. Куничкина. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002. - 24 с.

9. Волков, В.М. Электрическая связь и радио на железнодорожном транспорте / В.М. Волков, Э.С. Головин, В.А. Кудряшов.- М. : Транспорт, 1991.

10. Волков, В.М. Проводная связь на железнодорожном транспорте / В.М. Волков, В.А. Кудряшов.- М. : Транспорт, 2006.

11. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте / А.А. Устинский [и др.]. - М. : Транспорт, 1986.

12. Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Ч. II. Устройства железнодорожной связи / под ред. Д.В. Шалягина. - М. : Изд-во РГОТУПСА, 2000.

13. Аналоговые устройства избирательной связи для систем оперативно-технологической связи / И.Д. Блиндер [и др.] // Автоматика, связь, информатика. - 2004. - № 5. - С. 11-12.

14. Блиндер, И.Д. Направления развития систем оперативно-технологической связи Российских железных дорог / И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. -2000.- №4. - С. 27-29.

15. Данилов, А.И. Принципы построения и технические средства оперативно-технологической связи / А.И. Данилов, И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. -2004.- №3. - С. 10-13.

16. Вериго, А.И. Цифровые системы связи в управлении перевозочным процессом / А.М. Вериго, А.В. Сизова // Автоматика, связь информатика. -2004.- №11. - С. 9-10.

17. Керештес, А. Новое оборудование KS 2000R для оперативно-технологической связи / А. Керештес, И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. -2000.- №1. - С. 16-17.

18. Третьяков, Ю.Н. Система оперативно-технологической связи «Обь-128Ц» Ю.Н. Третьяков // Автоматика, связь информатика. -2003.- №4. - С. 16-19.

19. Обрывин, В.В. Новые решения оперативно-технологической связи / В.В. Обрывин // Автоматика, связь информатика. -2002.- №4. - С. 20-21.

20. Аркатов B.C., Кравцов Ю.А., Степенский В.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. М.: Транспорт, 1990. 295 с.

21. Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Система интервального регулирования движения поездов с централизованным размещением аппаратуры. МНИТ, 1993. 86 с.

22. Дмитриев B.C., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. М.: Транспорт, 1991. 180 с.

23. Махмутов К.М. Устройства интервального регулирования движения поездов на метрополитене. М.: Транспорт, 1986. 350 с.

24. Автоматизация процессов управления движением поездов на основе применения микропроцессорных средств / А.А. Явна, ИД. Долгий, А.Г. Кулькин, B.C. Мирный. РИИЖТ, 1991.58 с.

25. Кокурин И.М., Кондратенко Л.Ф. Эксплуатационные основы железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1989. 184 с.

26. Телеуправление стрелками и сигналами / А.С.Переборов, А.М. Брылеев, В.В. Ефимов и др.; Под ред. А.С. Переборова. М.: Транспорт, 2005. 390 с.

27. Переборов А.С. Дрейман O.K., Кондратенко Л.Ф. Диспетчерская централизация. М.: Транспорт, 2007. 303 с.

28. Технические средства сбора и обработки информации на железнодорожном транспорте А .А .Устинский, В.В.Воробьев, С.С. Косенко, З.П. Межох. М.: Транспорт, 2002. 215 с.

29. Тулупов Л.П., Жуковский Е.М., Гусятниер A.M. Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах. М.: Транспорт, 2001. 208 с.

Размещено на .ur