СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАРИАНТНЫХ ГРАФИКОВ
METHOD FOR TRAIN TRAFFIC CONTROL USING ALTERNATIVE SCHEDULES

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для управления перевозочным процессом.
Известен способ диспетчеризации заторов в системе железной дороги, содержащей сеть рельсовых путей и множество поездов, предусмотренных графиком для движения по сети рельсовых путей, содержащий следующие шаги:
(а) определяют наличие затора вдоль рельсовой сети и идентифицируют первый поезд, включенный в этот затор, (b) определяют область для движения задним ходом, окружающую затор, (с) выбирают безопасное место вне области движения задним ходом для второго поезда, который предварительно планировался для вхождения в область движения задним ходом, (Д) планируют движение второго поезда в безопасное место, (е) идентифицируют альтернативные ресурсы, доступные для облегчения затора, и (Г) планируют движение первого поезда с использованием идентифицированных альтернативных ресурсов (RU 431581, В61L 27/00, 20.10.2011).
Недостаток способа заключается в его невысокой эффективности из-за значительных затрат времени, необходимого для того, чтобы перенаправить поезда, попавшие в затор, так как не всегда имеются свободные железнодорожные пути, по которым можно перенаправить поезда.
Наиболее близкой по технической сущности является система для планирования пропуска поездов при ремонте участка пути, реализующая способ, согласно которому производят расчеты различных вариантных графиков на период ремонта железнодорожного пути, формируют их в массив данных с последующей передачей и хранением их на сервере дороге. Рассчитанный системой оптимальный вариантный график не менее чем за трое суток поступает в дорожный центр управления перевозками для ознакомления с ним диспетчерского персонала, который при наступлении ремонтных работ руководствуется полученным графиком для организации движения на железнодорожном участке (RU 86927, В61L. 27/04, 20.09.2009).
Известная система не предусматривает оперативной передачи рассчитанного вариантного графика на поезда в случае конфликта (внезапная поломка локомотива, неисправность пути и т.д.), когда необходимо обеспечить движение поездов на железнодорожном участке с учетом сложившейся обстановки. Эта система предназначена только для расчета вариантного графика движения поездов, обеспечивающего пропуск поездов в период запланированного ремонта участка железнодорожного пути.
Технический результат изобретения заключается в создании пространственно-временного способа перехода на вариантный график движения поездов при нарушении нормативного графика и повышении пропускной способности железнодорожных линий.
Технический результат достигается тем, что в способе управления движением поездов с использованием вариантных графиков, заключающимся в информационном взаимодействии между дорожным сервером, персональным компьютером автоматизированного рабочего места диспетчера и бортовой аппаратурой локомотивов поездов, при котором в случае нарушения нормативного графика движения поездом, по первому каналу связи с автоматизированного рабочего места диспетчера передают запрос на бортовую аппаратуру локомотива поезда, следующего с задержкой, далее с бортовой аппаратуры локомотива передают на автоматизированное рабочее место диспетчера информацию о причинах задержки, согласно изобретению полученную на запрос информацию вводят в вычислительный блок автоматизированного рабочего места диспетчера, в котором производят расчет различных вариантных графиков движения, результаты расчета передают по второму каналу связи в дорожный сервер для формирования массива данных о пропуске поездов, выбирают оптимальный график для всех поездов, находящихся на железнодорожном участке, на котором произошла задержка, выбранный оптимальный график формируют в пакет данных, который передают через дорожный сервер по третьему каналу связи на бортовую аппаратуру локомотивов поездов, находящихся на железнодорожном участке, после приема информации об оптимальном вариантном графике с бортовой аппаратуры каждого локомотива поезда через дорожный сервер на автоматизированное рабочее место диспетчера отправляют подтверждение о приеме пакета информации, содержащего вариантный график, после чего поезда продолжают движение согласно переданному им графику, при этом границы железнодорожного участка фиксируют на электронной карте реперными точками, которые соответствуют координатам выходных светофоров, проследование поездами реперных точек фиксируют блоком мониторинга движения поездов, который записывает и отображает записанную информацию на мониторе автоматизированного рабочего места диспетчера для визуального контроля в режиме реального времени выполнения графика движения на железнодорожном участке диспетчерского управления.
Способ управления движением поездов с использованием вариантных графиков осуществляется следующим образом.
В дорожный сервер введены блоки мониторинга движения поездов отдельного железнодорожного участка, в памяти которого содержится информация о раздельных пунктах, перегонах, специализации и количестве поездов, принятых к работе на участке, расписании поездов, данные о межпоездных и станционных интервалах, применяемых для данного участка. Через дорожный сервер на монитор автоматизированного рабочего места диспетчера передается информация о проследовании поездами станций и раздельных пунктов. В блок мониторинга инфраструктуры дорожного сервера записаны раздельные пункты железнодорожного участка, с их путевым развитием и инфраструктурой и информация о путевом развитии всех перегонов на железнодорожном участке. Взаимодействие с устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) осуществляется на уровне получения сигналов с напольных устройств. При этом в качестве источника данных о сигналах СЦБ используется система диспетчерской централизации (ДЦ/ДК/СПД). На основе информации с устройств СЦБ формируются сообщения об операциях с поездами (движение поезда, стоянки и т.д.) и передаются по каналу связи в базу данных АСОУП, расположенной на сервере дороги. Сигналы с устройств СЦБ используются для автоматической генерации графика исполненного движения поездов.
Полученные данные о движении поездов и работе объектов инфраструктуры по каналам связи передают в блок приема данных, установленный на сервере дороги, через который вся полученная информация по каналу связи поступает на
автоматизированное рабочее место диспетчера, с которого диспетчер осуществляет оперативное управление движением поездов на железнодорожном участке.
На основе нормативно-справочной информации, хранящейся в базе данных сервера дороги, весь железнодорожный участок, сформированный в геоинформационной системе, нанесен на электронную карту с указанием координат и разбит реперными точками. Реперные точки соответствуют координатам выходных светофоров раздельных пунктов. При проследовании поездом выходного сигнала диспетчер контролирует выполнение графика движения путем сопоставления времени проследования выходного светофора, установленного на раздельном пункте, со временем проследования согласно нормативному графику.
На сервере дороги и на бортовом оборудовании локомотива устанавливается мобильный модуль для определения местоположения поезда, состоящий из приемника спутниковых сигналов и модуля хранения и передачи координатных данных. Модуль передачи данных позволяет диспетчеру видеть местоположение поезда на железнодорожном участке. При следовании поезда по железнодорожному участку происходит обмен данными о местоположении поезда. Полученные данные анализируются и выдаются диспетчеру в текстовом виде или с использованием картографической информации. Мобильный модуль построен на основе приемников спутникового сигнала, работающего в стандартах GРS и ГЛОНАСС. Также на сервере дороги и на бортовом оборудовании локомотивов установлены модули интегрированной системы связи с обменом данными между локомотивом и диспетчером, работающей в стандартах 08М-К+160 МГц.
На автоматизированном рабочем месте диспетчера установлен блок распознания и решения конфликтов, в память которого внесен перечень конфликтов (конфликты квалифицируются как: "медленный поезд", задержки поезда, предупреждения на перегоне, "окно", "окно" на пути раздельного пункта), которые тем или иным образом влияют на выполнение нормативного графика движения поездов.
При наступлении конфликта диспетчер на своем автоматизированном рабочем месте по каналу связи запрашивает у машиниста причину задержки или отставания от нормативного графика движения, определяет поезда, на движение которых оказывает влияние действующий конфликт, а также время отклонения от действующего графика первого поезда (за исключением поезда, спровоцировавшего изменение графика движения поездов).
В течение времени Тр все остальные поезда, кроме поездов, участвующих в конфликте и остановленных предварительным расчетом, двигаются по ранее утвержденному (нормативному) графику.
После определения причин конфликта его параметры вводятся в процессор автоматизированного рабочего места диспетчера, на котором установлен блок распознания и решения конфликтов, соединенный каналом связи с блоком расчета вариантных графиков, производящим расчет вариантных графиков движения поездов.
После проведенного автоматизированной системой расчета вариантных графиков, на мониторе автоматизированного рабочего места диспетчера отображается следующая информация: находящиеся на участке поезда с возможным отклонением от графика; поезда которые будут следовать до следующего раздельного пункта с остановкой и рассчитанные вариантные графики движения поездов. Полученные путем расчета вариантные графики формируется в пакет данных.
После расчета вариантных графиков производится их сравнение с существующим нормативным графиком, по результатам которого выбирается оптимальный вариантный график движения. Затем по каналам системы связи 08М-К- через сервер передачи данных в модем 08М-К, расположенный в кабине локомотива и имеющий канал обратной связи с диспетчером, передается пакет данных (вариантный график, рассчитанный для этого поезда, в котором будет информация, со временем прибытия и отправления на раздельные пункты по всему маршруту следования поезда).
Одновременно с передачей вариантного графика на конфликтный поезд всем поездам, на движение которых повлиял конфликт, в результате которого произошло нарушение графика движения, на бортовое оборудование данных поездов поступит рассчитанный для них вариантный график.
Машинисты поездов после получения графика через канал связи GSМ-К передают подтверждение о приеме графика. Получение графика поездами происходит автоматически, поезда могут находиться как в движении, двигаясь по разрешающим показаниям сигналов светофоров, так и во время стоянки на раздельном пункте, при этом поездам, на которые не повлиял конфликт, график передаваться не будет, и такие поезда будут продолжать движение по имеющемуся у них нормативному графику движения.
Переход поездов на вариантный график движения осуществляют по реперным точкам, которые соответствуют координатам выходных светофоров раздельных пунктов, до прибытия в которые поезда будут продолжать движение по нормативному графику. В полученном вариантном графике содержится информация: о времени проследования поездом того или иного раздельного пункта, необходимая стоянка на раздельном пункте, которая по графику ранее не была предусмотрена, время стоянки на раздельном пункте.
После расчета и выбора оптимального вариантного графика этот график берется как основной и переходит в нормативный график. Контроль выполнения переданного графика движения поездов осуществляется блоком мониторинга движения поездов, который фиксирует проследование поездами реперных точек (выходных светофоров), сверяя их со временем в нормативном графике.
Данный способ позволит в кратчайшие сроки ввести все поезда на железнодорожном участке в нормативный график, являющийся основополагающим технологическим документом длительного действия, который регламентирует организацию эксплуатационной работы во всех звеньях и уровнях управления на железнодорожном транспорте, обеспечивает согласованное отправление, проследование и прибытие поездов всех категорий на раздельные пункты в безопасные интервалы времени и с наименьшими задержками в пути следования, увязку оборота локомотивов, локомотивных бригад, бригад проводников пассажирских поездов и беспересадочных вагонов, кольцевых маршрутов и других специализированных поездов.
При этом общие затраты времени на устранение задержки поезда составляют (табл.1):
1
2
3
4
5
6
7
8
Т=t+t+t+t+t+t+t+t, мин
где:
1
t - информации о задержке, мин;
2
t - время определения местоположения поездов на участке, мин:
3
t - время расчета различных вариантных графиков, мин;
4
t - время передачи вариантных графиков в дорожный сервер, мин;
5
t - время выбора оптимального вариантного графика, мин;
6
t - время передачи вариантного графика на бортовую аппаратуру поезда, мин;
7
t - время передачи подтверждения машинистом поезда о приеме вариантного графика, мин;
8
t - время ввода всех поездов на железнодорожном участке в нормативный график, мин.
Границы железнодорожного участка фиксируют на электронной карте в бортовой аппаратуре локомотива поезда и процессоре автоматизированной системы диспетчера реперными точками, которые соответствуют координатам установленных на железнодорожном пути выходных светофоров. До подхода поезда к реперной точке в бортовую аппаратуру локомотива поезда поступает пакет данных о переходе поезда на вариантный график движения, машинист передает подтверждение о получении графика и далее следует по расписанию, указанному в полученном графике, а при проследовании реперной точки диспетчер контролирует выполнение переданного вариантного графика. Тем поездам, на которые не повлияла задержка, график передаваться не будет, такие поезда буду продолжать движение по имеющимся у них нормативному графику.
Эффективностью способа управления движением поездов с использованием вариантных графиков является сокращение затрат времени на обмен служебной информацией между машинистом и диспетчером при возникновении конфликтных ситуаций, связанных с графиком движения поездов, и повышение пропускной способности на железнодорожном участке.
Таблица 1
№п/п
Время на операцию в мин
Операции
прототип
способ
1
Информация о задержке поезда
1
1
2
Определение местоположения поезда
5
5
3
Расчет различных вариантных графиков
0,5
0,5
4
Передача вариантных графиков в дорожный сервер
0,5
0,5
5
Выбор оптимального вариантного
2
2
графика
6
Передача вариантного графика на
2
0,3
бортовую аппаратуру поезда
7
Подтверждение машиниста о приеме
2
0,3
графика
8
Ввод всех поездов на железнодорожном
10
0,5
участке в нормативный график
9
ИТОГО
23
10,1