Зарубежный опыт создания автоматизированных диспетчерских центров управления перевозками

Развитие сис­тем железнодорожной автоматики и связи позволило постепенно укрупнять линейные посты СЦБ. С освоением железно­дорожным транспортом электронной технологии появи­лись электронные посты централизации и центры управления, что сде­лало возможным управление из единого центра перевозками на желез­нодорожных полигонах, протяженность которых измеряется тысячами и даже десятками тысяч километров.

Наибольший уровень централизации управления перевозками достиг­нут железнодорожными компаниями США. В 1960 г. автоматизированной системой оборудован участок Эль-Пассо – Юма – Фермаль протяженностью 320 км с пунктом управления на станции Туксон.

Администрация Национального общества железных дорог Франции ввела в эксплуатацию в 1974 г. на участке Северный вокзал – Сен Дени (Париж) систему автоматического контроля за движением поездов на базе центральной ЭВМ с дисковой магнитной памятью, что позволило осуществлять постоянный двусторонний диалог с любыми устройствами на контролируемых линиях. Диспетчерское помещение было оснащено видеотерминальными устройствами (дисплеями), клавишными пультами управления и каналами связи. Система автоматически считывала номера составов, проверяла правильность маршрутов и работы путевых устройств. Диспетчер в любой момент мог вступить в диалог с ЭВМ нажатием соответствующей клавиши.

На высокоскоростных линиях Японских национальных дорог в 1964 г. внедрена автоматизированная система управления движением поездов с функциями: контроль маршрутов (проверка положения поезда, его номера, категории и др.); выработка корректирующих рекомендаций по ликвидации отклонений от графика; передача на станции и в центр управления информации об опозданиях поездов, изменении времени их отправления; обработка ежедневной статистической информации и др.

С 1978 г. в Штутгарте (ФРГ) введена в действие автоматизированная система управления на участке протяженностью 165 км. Предусмотрено разделение функций управления по иерархическим уровням. К нижнему уровню относятся электрическая централизация, автоблокировка, устройства передачи номера поезда, переездная сигнализация. Информация в реальном времени автоматически передается с нижнего уровня в управляющий центр, который находится в здании дирекции дороги. Здесь принятую информацию обрабатывают на ЭВМ, после чего она поступает на индикаторы и цветные дисплеи, установленные на пультах управления. Диспетчеры центра на основе этой информации дают команды по телефону, телеграфу и радио на оперативные пункты (дежурным по станциям, машинистам локомотивов).

В середине 1980-х годов из дорожного центра управления перевозками железнодорожная компания CSX в Джексонвилле (штат Флорида) 240 диспетчеров стали контролировать и управлять движением на железнодорожной сети эксплуатационной длиной 29 тыс. км, на которой обращаются около 1400 поездов в сутки. В этом же центре консолидированы в дорожном мас­штабе функции регулирования работы локомотивных парков [26].

Диспетчерский зал представляет собой помещение круглой формы диа­метром 46 м. На стене в три ряда смонтированы экранные дисплеи, изоб­ражения на которых в совокупности демонстрируют поездную обстановку на всей дорожной сети. Местоположение поездов на сформированном та­ким образом системном дисплее можно отслеживать по их идентификаци­онным номерам. Здесь же отображаются установленные маршруты и состо­яние свободности (занятости) путевых участков. Современное аппаратное и программное обеспечение позволяет управлять стрелками и сигналами в автоматическом режиме, оптимизируя таким образом обгоны и скрещения поездов, что в конечном счете позволяет повысить точность выполнения пе­ревозок и увеличить пропускную способность железнодорожной сети.

АРМ диспетчеров содержит видеотерминальные уст­ройства, на которые информацию можно выводить фрагментарно в укрупненной форме [26, 27]. Видео­терминальные устройства с сенсорным экраном используются и для свя­зи диспетчеров центра управления с линейным персоналом и машинис­тами поездов.

На полигоне железнодорожной компании Union Pacific (UP) с развер­нутой длиной пути более 58 тыс. км обращаются в среднем порядка 2000 поездов в сутки. Управление движением, а также регулирование работы локомотивных парков и поездных бригад осуществляется из единого дорожного центра управления в Омахе (штат Небраска). Работу диспет­черов здесь поддерживает автоматизированная система диспетчерско­го управления. Система составляет планы поездной работы, оператив­но корректирует их при возникновении разного рода непредвиденных обстоятельств и отслеживает фактическое выполнение.

Например, система может в автоматическом режиме отслеживать фактическое время работы поездных бригад, сопоставляя его с имею­щимися предельными нормативами, что очень важно для недопущения переработок.

В 1995 г. открыт дорожный центр управления перевозками (ДЦУП) железнодорожной компании Burlington Northern (BN) в Форт-Уэрте (штат Техас). После объединения BN с железнодорожной компанией Atchison, Тореса & Santa Fe в район управления центра вошла вся сеть вновь созданной железнодорожной компании Burlington Northern Santa Fe (BNSF) протяженностью 56,3 тыс. км, по которой проходит около 1200 поездов в сутки.

В главном помещении ДЦУП, веерообразном зале площадью 4180 м², размещаются системный дисплей и АРМ диспетчеров. Сис­темный дисплей шириной 65,7 м составлен из девяти больших экранов размером 7,3 х 5,5 м каждый. Он позволяет дежурному персоналу опера­тивно оценивать поездную обстановку, а также состояние и размещение более 100 тыс. единиц подвижного состава на всем полигоне BNSF.

Дисплей обслуживают девять автономных видеопроекционных уст­ройств, размещенных в специальном помещении над главным диспет­черским залом. Специальное техническое решение обеспечивает ис­ключительную четкость изображения на дисплее, что исключает необ­ходимость его заглубления в стену. Резервные источники электроэнер­гии способны поддерживать работоспособность ДЦУП и обеспечивать сохранность накопленной здесь информации в течение трех суток.

Организация рабочего пространства главного зала, эргономическое и акустическое решение АРМ обеспечивают каждому диспетчеру необхо­димую степень изоляции и одновременно облегчают его участие в кол­лективной работе центра.

Персонал ДЦУП насчитывает около 870 человек, в их числе порядка 470 поездных диспетчеров, работающих посменно (примерно 100 диспет­черских участков). Прочий персонал включает специалистов по техни­ческому обслуживанию аппаратуры и оборудования ДЦУП, локомотив­ных и других диспетчеров, регулирующих использование перевозочных ресурсов BNSF, а также диспетчеров, отвечающих за перевозки пассажиров и опреде­ленных родов грузов (зерна, каменного угля, потребительских товаров).

В настоящее время на полигонах железных дорог США внедряется система позитивного по­ездного разграничения (СПР), выполняющая функции безопасности. В этой системе местоположение локомотивов, имеющих бортовой комп­лект спутниковой системы информации, отслеживается с точностью до нескольких метров. Данные о местоположении поезда и его скорости пе­редаются по радиосвязи в центральную ЭВМ СПР для решения задач оп­тимального ведения всех поездов на обслуживаемом полигоне. Исполь­зование технических возможностей GPS в автоматических системах бе­зопасности позволяет уменьшить межпоездные интервалы, т. е. факти­чески повысить пропускную способность, по расчетам американских специалистов, на величину до 30%.

В Европе густота движения несравнимо выше, чем в США, а расстояния между станциями, как правило, значи­тельно меньше. Так, на железных дорогах Великобритании, на железнодорожной сети компании Railtrack с эксплуатационной длиной 16,5 тыс. км, ежесуточно обращаются в сред­нем около 2000 грузовых и до 25 тыс. пассажирских поездов [1, 28].

В Великобритании разработана и внедрена в 1989 г. в Лондонском узле одна из первых электронных систем централизации. Систе­ма получила название «комплексный электронный центр управления» (КЭЦУ). Здесь сведены воедино функции электронной централизации, автоматического маршрутного управления и учета исполненного движения. Уп­равление осуществляется с диспетчерских АРМ, где вместо традицион­ного настенного табло используются видеотерминальные устройства и шаровые манипуляторы.

Возможность управления системой электронной централизации с персональной ЭВМ позволяет в рамках КЭЦУ отказаться от системного табло. Такое решение, по мнению проектировщиков, экономичнее тради­ционного. Оно позволяет сократить издержки на техническое обслужи­вание аппаратуры и оборудования и практически избежать дополнитель­ных издержек при расширении района управления. Разработанные ир­ландской фирмой диспетчерские АРМ на базе персональной ЭВМ могут использоваться также для телеуправления электроснабжением тяги и тех­ническими средствами информационного обслуживания пассажиров.

Компания Railtrack намеревалась к 2013 г. консолидировать функ­ции управления инфраструктурой в сетевых центрах управления (СЦУ), предположительное число которых составит от 9 до 11.

В СЦУ будут совместно решаться задачи планирования, эксплуата­ции и контроля, при этом степень автоматизации рабочих функций в СЦУ будет заметно выше, чем в КЭЦУ, за счет использования достиже­ний технического прогресса не только на железнодорожном транспор­те, но и в авиации.

Рис. 33. Зоны действия семи региональных диспетчерских центров в Германии.

В Германии (DB) внедряется система центров управления движени­ем (ЦУП). В 1998 г. консорциуму BZ 2000 были заказаны информа­ционно-управляющие системы для семи центров управления движени­ем поездов (рис. 33).

Концепция ЦУП BZ предусматривает [1, 28]:

• внедрение автоматизированного диспетчер­ского руководства на сети региональных филиалов DB Netz (управляющей компании инфраструктуры железных дорог Германии);

• использование компьютерных систем для управления микропроцес­сорными централизациями (МПЦ);

• объединение систем диспетчерского регулирования на крупных по­лигонах сети.

В ЦУП BZ работают следующие подсистемы: контроль за движением поездов; централизованное хранение системных данных; хранение данных для составления расписаний движения поездов на уровне ЦУП BZ; контроль за состоянием инфраструктуры; обработка нарушений в оперативной работе; диспетчерское регулирование в масштабе сети желез­ных дорог; анализ эксплуатационной работы; распределение информации об оперативной работе для поль­зователей (грузовладельцев, пассажиров и др.).

Например, ЦУП BZ в Лейпциге (рис. 34), обслуживающий железные дороги федеральных земель Саксония, Саксония-Анхальт и Тюрингия, имеет два помещения площадью 2000 м² и 750 м². В одном зале размещены рабочие места диспетчеров, в другом - аппаратура и центральный пост управления тяговым электроснабжением.

ЦУП во Франкфурте-на-Майне с 50 рабочими местами диспетчеров контролирует до 8000 поездов в рабочие дни.

Следует отметить важную роль, которая отводится обучению дис­петчерского персонала с использованием специальных систем тести­рования.

В среднем каждый из семи региональных центров диспетчерского ре­гулирования компании DB Netz обслуживает 7000 - 8000 поездов в сут­ки на полигоне 3000 - 4000 км. Такой полигон имеет 6000 - 7000 сигналов и примерно столько же стрелочных переводов.

В Германии ЦУПы выполняют широкий спектр функций, начиная от автоматического установления поездных маршру­тов в системах МПЦ с учетом минимальных простоев поездов, интегра­ции систем составления расписаний и управления движением поездов до ориентированных на клиентов задач и международного обмена ин­формацией при следовании поездов в межгосударственном сообщении (например, в Австрию, Данию, Швейцарию). Постоянно наращивается взаимодействие с набирающими силу частными компаниями, специа­лизирующимися на региональных перевозках.

В диспетчерских центрах Северной Америки и европейских стран выполняются следующие основные функ­ции:

• оперативное управление локомотивными парками по критериям минимизации финансовых издержек и максимизации полезного времени
использования локомотивов;

• заблаговременное выявление и решение проблем, которые могут отрицательно повлиять на перевозочный процесс, например возможных
при выполнении путевых работ; при этом вырабатываемая системой ин­
формация используется при планировании работ по текущему содержа­нию и ремонту пути;

• организация диспетчерского управления движением поездов без тра­диционно использовавшихся прежде многочисленных форм на бумаж­ных носителях, что освобождает диспетчера от ряда рутинных функ­ций контроля и управления и помогает сосредоточиться на решении задач эффективного продвижения поездов в районе управления;

• оперативное планирование и регулирование перевозочного процесса
на основе комплексной информации о местоположении поездов в райо­не управления, состоянии и размещении поездных и локомотивных бри­гад, локомотивного парка и ряда других данных;

• оптимизация подачи порожних вагонов под погрузку по критерию
минимума вагоно-километров;

• оптимизация распределения вагонов, которым требуется ремонт, между пунктами ремонта вагонов по критерию минимизации расходов и ряд дру­гих функций.

Мировой опыт развития систем управления оперативной работой железнодорожного транспорта характеризуется высоким уровнем концентрации диспетчерского руководства и внедрением информационно-управляющего режима в ЦУП.