CC BY
61
Содержание
77
окончательное решение эффективности систем амортизаторов возможно лишь после всестороннего анализа поведения сложной динамической системы «подвижной состав - верхнее строение пути - грунтовое основание - несущая конструкция - элемент устройства АТС», т.к. при высоких скоростях движения (свыше 200-250 км/ч) возможна реализация резонансных режимов колебаний, выходящая за пределы 100 Гц-диапазона.
4. Литература
Индейкин А.В., Асыпкина М.М. О влиянии вибраций от проходящих поездов на эксплуатационную надежность устройств автоматики, телемеханики и связи. Сб. докладов Междун. экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». - СПб, 14-16 июня, 2000, том 2. - С.467-468.
Цытович Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа, 1983. - 283 с.
Справочник инженера-путейца (под ред. В.В. Басилова и М.А. Чернышева). Т.1, - М.: Транспорт, 1972 - 768 с.
УДК 656.25
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИНТЕЗА СХЕМ СТАНЦИОННОЙ
АВТОМАТИКИ
Ю. Г. Малич
Аннотация
В работе проведен анализ принципов проектирования систем станционной автоматики, рассмотрены вопросы формализации синтеза схем, предложена технология автоматизированного проектирования схем, а также методы и алгоритмы автоматического синтеза схем станционной автоматики систем ЭЦИ, ЭЦ12-00, релейной части системы ЭЦ-ЕМ и тональных рельсовых цепей. На основе предложенных методов и алгоритмов разработано программное обеспечение.
Ключевые слова: схематический план станции; таблица
взаимозависимости стрелок, сигналов и маршрутов; двухниточный план станции; электрическая централизация; стрелочная секция; рельсовая цепь.
Введение
В настоящее время выполняется большой объём проектирования систем железнодорожной автоматики с целью перевооружения отрасли,
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
78
замены устаревших и изношенных систем на новые и современные системы. Проектные институты не справляются с объёмами проектирования, так как отсутствуют эффективные средства автоматизации проектирования схем. Темпы перевооружения отрасли диктуют необходимость увеличения производительности труда проектировщиков и повышения качества готовых проектов. Это становится возможным, если возложить проектирование типовой части схем станционной автоматики на вычислительную технику.
1. Определение исходных данных
Рассмотрим документы, необходимые для проектирования. Для решения задачи автоматического синтеза схем эти документы должны быть внесены в компьютер и представлены в удобной для автоматического анализа форме.
• Схематический план станции является главным документом, на основе которого разрабатываются схемы станционной автоматики и вся остальная проектная документация систем ЖАТ. Схемплан представляет собой немасштабное однолинейное изображение путевого развития станции (путей, стрелок, перекрестных стрелок, глухих пересечений, тупиков) и других объектов станции с соблюдением взаимного расположения.
• Таблица взаимозависимости стрелок, сигналов и маршрутов (ТВ), разрабатывается на основании схематического плана станции и совместно с ним предоставляет основную часть исходных данных для проектирования систем станционной автоматики.
• Двухниточный план станции. Составляется на основании схематического плана станции и таблицы взаимозависимости стрелок, сигналов и маршрутов и является основным документом по оборудованию станции рельсовыми цепями и размещению НТО электрической централизации. Данные двухниточного плана станции используются для проектирования кабельных сетей станции и схем рельсовых цепей.
• Кабельные сети завершают цикл проектирования напольного технологического оборудования, которое изображает также на схематическом и двухниточном планах станций. С кабельных сетей на принципиальные схемы наносится увязка с напольным оборудованием.
• Базы данных для проектирования схем. Процесс проектирования связан с необходимостью обработки большого количества технической и справочной информации. Базы данных нормативносправочной информации, базы данных технической документации
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
79
включают в себя важнейшие разделы по нормам проектирования, кодированию оборудованию и правилам изображения элементов схем и конструкций ЖАТ, и являются основой информационных технологий систем синтеза.
2. Разработка методики синтеза структурной схемы расстановки функциональных узлов
2.1. Географический принцип проектирования
Одним из наиболее важных преимуществ отечественных систем электрической централизации (ЭЦ) является построение схем по топологии станции. Этот принцип, внедренный в практику проектирования еще в 50-х годах прошлого века, позволяет наиболее эффективным способом решить проблемы проверки условий безопасности движения по трассе задаваемого маршрута, с использованием минимального числа электрических схем и количества приборов.
Топологическое построение схем ЭЦ предполагает однозначное соответствие расположения объектов ЭЦ - стрелок, секций, светофоров, переездов, приемо-отправочных путей и перегонов - в электрических схемах реальному путевому развитию станций. Управление напольными объектами и контроль за их состоянием выполняется специальными схемами по отдельным алгоритмам. Унификация схем систем станционной автоматики позволяет использовать в проектах готовые схемные решения, сгруппированные в функциональные узлы (ФУ). Основным документом, который необходим для проектирования принципиальных и монтажных схем электрической централизации, является структурная схема расстановки функциональных узлов по топологии станции. Для блочных систем электрической централизации эта структурная схема называется блочным планом, для неблочных систем - планом фрагментов. Структурная схема задает однозначное отображение между объектами ЭЦ и их ФУ в схемах станционной автоматики.
При отсутствии САПР расстановка ФУ по топологии станции и их размещение на стативах выполняется вручную, затем, также вручную, формируется проектная документация по принципиальным схемам и осуществляется монтаж блоков на полках стативов. Это требует значительных затрат времени и средств. Использование САПР даёт возможность получить схему расстановки ФУ из файлов однониточных планов станций в электронном виде. Полученную схему можно использовать в цепочке сквозного проектирования для автоматического синтеза.
2.2. Вычисления центра стрелочной секции
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
80
Структурная схема ФУ строится на основе топологического размещения стрелок, стрелочных и бесстрелочных секций, светофоров, переездов, приемо-отправочных путей и перегонов, согласно типам и характеристикам этих объектов, а также условиям их взаиморасположения на схематическом плане станции. Так как стрелочные секции не имеют на схематическом плане однозначного размещения соответствующих им объектов, то для правильного построения структурной схемы ФУ вводится логическое понятие центра секции (ЦС) - точки путевого развития, через которую проходят все передвижения по данной секции. В центрах секции на структурной схеме размещаются ФУ, обеспечивающие выполнение технологических алгоритмов на данной секции. Таким образом, при генерации структурной схемы одной из первых задач является разработка алгоритма поиска центра секции.
По нормам технологического проектирования в одну стрелочную секцию может быть включено от одной до трех стрелок. Так как количество возможных взаиморасположений стрелок в секции ограничено наиболее простым способом решения проблемы являются создание базы моделей секций с описание топологии секции и месторасположения логического центра внутри секции.
2.3. Задача выбора проектных решений размещения функциональных узлов
После анализа и вычисления центров стрелочных секций при генерации структурной схемы ФУ встаёт второй вопрос: выбор узлов в соответствии с типовыми проектными решениями и их расстановка по топологии станции. Так как ФУ и способы их увязки у разных систем электрической централизации различаются, для решения этой задачи для каждой проектируемой системы разрабатываются база ФУ, набор алгоритмов их расстановки и набор алгоритмов и правил увязки ФУ. Набор алгоритмов расстановки представляет собой способ описания типовых проектных решений для выбора типов ФУ на структурной схеме в зависимости от типов и взаиморасположение объектов схематического плана, а так же маршрутов, в которых они участвуют. В соответствии с подобранным решением на структурную схему заносятся необходимые блоки или фрагменты из базы ФУ, и производится настройка приборов этих узлов в соответствии с условиями размещения. В случае нетиповых проектных решений, не описанных в наборе алгоритмов расстановки, проектирование блочных планов и планов фрагментов для этого участка станции не может быть полностью автоматическим и требует участия проектировщика.
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
81
Для объединения узлов в единую схему задаётся база правил увязки ФУ, в которой описаны способы соединении узлов в соответствии с их типами и взаиморасположением друг относительно друга.
3. Синтез электрических схем систем станционной автоматики
3.1. Синтез электрических схем систем системы ЭЦ12-00 на основе
планов фрагментов
Рассмотрим вопросы автоматизации электрических схем систем
электрической централизации на примере используемой в проектировании в настоящее время системы ЭЦ12-00.
Одним из основных документов, который необходим для
проектирования принципиальных схем установки и размыкания
маршрутов системы электрической централизации ЭЦ12-00, является структурная схема расстановки ФУ по топологии станции - план фрагментов. Фрагментами называют типовые ФУ системы ЭЦ12-00, которые разбиваются на группы по функциональному назначению: рельсовые цепи, светофоры, переезды, стрелки и т.д. Эти ФУ являются каркасом на основании которого по проектным решениям строится группа схем установки и размыкания маршрутов системы ЭЦ12-00. В отличии от блоков ЭЦ-И функциональные узлы ЭЦ12-00 не так жёстко
унифицированы. В них можно выделить постоянные цепочки, которые есть практически на всех схемах, а также изменяемые цепочки, которые могут меняться или добавляться лишь при определённых условиях, таких как безостановочные пропуск, кодирования и т.п. Так как перебор всех возможных подвариантов ФУ даёт очень большое число сочетаний, наиболее целесообразным решением представляется построение моделей ФУ, настраиваемых в соответствии с условиями работы станции на необходимое проектное решение. Количество моделей ФУ при таком условии не намного превосходит количество используемых при синтезе блоков ЭЦ-И.
После задания всех баз описаний правил и алгоритмов синтез схем установки и размыкания маршрутов системы ЭЦ12-00 производится в следующие последовательности:
- генерируется план фрагментов;
- по плану фрагментов выбираются модели функциональных узлов;
- с использованием данных схематического плана станции
производится настройка модели на нужное проектное решение;
- из настроенных моделей генерируются листы со схемами;
- межлистовые соединители увязываются между собой по заданным
правилам увязки;
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
82
- производится перенумерация узлов контактов реле на схемах с использование базы данных оборудования;
- готовые схемы добавляются в проект для дальнейшей проверки и редактирования проектировщиками.
3.4. Синтез схем тональных рельсовых цепей
Синтез схем тональных рельсовых цепей (РЦ) имеет ряд отличий от синтеза схем систем ЭЦ. При проектировании схем тональных рельсовых отсутствуют какие-либо структурные схемы ФУ. Схемы тональных рельсовых цепей проектируются по ряду исходных данных из конечной группы приборов, выбор, местоположения и настройка которых унифицированы и легко определяемы.
Для синтеза схем тональных РЦ необходима следующая информация: наименование РЦ, частоты несущая и модулирующая, наименования релейных и питающих концах, наличие кодирования на релейных и питающих концах, наличие дроссель-трансформаторов на релейных и питающих концах, наличие трансформаторных ящиков на релейных и питающих концах, наличие схем контроля схода стыков и схем контроля занятости ответвлений, наличие уравнивающих трансформаторов, наличие диспетчерского контроля. Данная информация может быть получена из двухниточных планов станций.
Для синтеза схем РЦ подготавливается база моделей приборов, используемых при проектировании рельсовых цепей. Для каждого прибора задаются условия выбора и место размещения на схемах релейного и питающего концов. Вторым этапом задаётся набор алгоритмов, которые по исходным данным каждой РЦ и условиям выбора модели прибора производят установку и настройку выбранной модели в нужный узел схемы.
При синтезе для каждого релейного и питающего конца, набором алгоритмов выбираются приборы, исходя из информации, предоставляемой двухниточным планом станции. Модели приборов настраиваются, объединяются, по ним синтезируется схемы каждой рельсовой цепи. Готовые схемы добавляются в проект для дальнейшей проверки и редактирования проектировщиками.
4. Заключение
Предложенные методики синтеза реализованы в программах и проходят испытания и обкатку на реальных проектах.
Использование автоматического синтеза схем в сквозном процессе проектирования электрической централизации позволяет сделать полностью автоматическими до 80% проектных работ, а 20% останётся
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
83
индивидуальное проектирование с использованием средств САПР. Применение автоматического синтеза схем значительно ускоряет проектирование, сокращает число проектных ошибок и улучшает качество готовых проектов, что приводит к значительному уменьшению стоимости разработки.
Практически на всех станция существуют нетиповые особенности, для решения которых необходимы знания, участие и опыт проектировщика. Поэтому использование автоматизированного синтеза схем не исключает на сегодняшнем этапе участия проектировщика в разработке.
УДК 62-758.37
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ В УСТРОЙСТВАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Д.Л. Павлов
Аннотация
Рассматривается статистика отказов систем СЦБ, защищаемых плавкими предохранителями с контролем перегорания. Приведены основные пути повышения надежности плавких предохранителей. Представлен результат теоретического анализа поведения комбинированного предохранителя - макетный образец устройства
Ключевые слова: предохранитель; контроль перегорания;
комбинированный предохранитель; полимерный предохранитель
Введение
Прекращение или ограничение действия устройств СЦБ на станциях значительно снижает безопасность движения поездов. В таких случаях оператор (в частности, ДСП) берёт на себя контроль за перемещением подвижного состава по станционным путям. Вероятность безошибочных действий оператора в стрессовых ситуациях составляет 0,6-0,9.
В настоящее время защита аппаратуры СЦБ от токовых перегрузок осуществляется плавкими предохранителями и автоматическими выключателями многоразового действия (АВМ). АВМ предназначены для зашиты линейных трансформаторов автоблокировки от перегрузок и токов короткого замыкания. Из-за асимметрии обратного тягового тока и
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
