СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и может быть использована в аппаратно-программных комплексах диспетчерского управления движением для минимизации эксплуатационных расходов, связанных с пропуском потоков поездов с изменяющимися условиями движения.
В практике пропуска поездов по участку железной дороги, применяемой в настоящее время, данные об участке представляют в виде множества массивов данных, соответствующих блок-участку. В программный комплекс вводят логические связи, соответствующие массивам данных, устанавливают соответствие между последовательностью массивов данных от блок-участков и данными о скоростях поездов по графикам, ограничениях скорости и скорости, предписываемой показаниями светофоров. На каждом шаге моделирования имитируют отправление поездов по расписанию, а также продвижение уже находящихся на участке поездов, меняя состояние массивов данных, обозначающих занятость и свободность блок-участка, соответствующих запрещающему и разрешающему показаниям светофора. (RU 2207279 A1, B61L 27/00, 27.06.2003).
Недостатком известного технического решения является то, что в нем не анализируются пропускные способности участков пути в зависимости от типов применяемых графиков движения и не прогнозируются длительности ограничения пропускной способности, связанные с отказами подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры, что не позволяет определить оптимальное значение и резервы пропускной способности.
Из известных систем наиболее близкой по своей технической сущности к заявляемой полезной модели является принятая в качестве прототипа (RU 86926 U1, B61L 27/04, 20.09.2009) система для определения пропускной способности участка железной дороги, содержащая сервер с блоком памяти, соединенный каналом связи с автоматизированным рабочим местом работника службы движения, включающим процессор работника службы движения с блоком памяти, монитором и блоком ввода информации, блоками задания условий движения поездов, ввода параметров нормативного графика движения поездов, вычисления параметров инфраструктуры, блоки вычисления наличной и потребной пропускной способности, сравнения вычислений между собой и с установленным значением, при этом первый вход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с выходом блока задания условий движения поездов, второй вход соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, выход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с входом блока сравнения вычислений, первый вход блока вычисления потребной пропускной способности соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, второй вход соединен с выходом блока ввода параметров нормативного графика движения поездов, выход блока вычисления потребной пропускной способности соединен с входом блока сравнения вычислений, выход которого связан с входом блока сравнения с установленным значением, первый выход которого соединен с процессором работника службы движения, а второй вход соединен каналом связи с сервером.
Данная система применима, как на однопутных, так и на двухпутных участках железных дорог и использует имитационное моделирование поездопотоков.
Недостатком известной системы является ограниченность функциональных возможностей из-за отсутствия поддержки оптимизированного оперативного управления пропуском поездов по участку железной дороги данными реального времени о текущих ограничениях пропускной способности, возникающих из-за отказов элементов подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры.
Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей, за счет оперативного изменения графика движения поездов при отказах элементов подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры.
Технический результат достигается тем, что в систему для определения пропускной способности участка железной дороги, содержащей сервер дороги с блоком памяти, соединенный с процессором автоматизированного рабочего места работника службы движения, к которому подключены блок памяти, монитор и блок ввода информации, блок задания условий движения поездов, блок ввода параметров нормативного графика движения поездов и блок вычисления параметров инфраструктуры, блок вычисления наличной пропускной способности, блок вычисления потребной пропускной способности, блок сравнения и блок сравнения с установленным значением, при этом первый вход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с выходом блока задания условий движения поездов, второй вход соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, выход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с первым входом блока сравнения, первый вход блока вычисления потребной пропускной способности соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, второй вход соединен с выходом блока ввода параметров нормативного графика движения поездов, выход блока вычисления потребной пропускной способности соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока сравнения с установленным значением, первый выход которого соединен с процессором автоматизированного рабочего места работника службы движения, а второй выход соединен с сервером дороги, согласно предложению введены сервер дорожного уровня автоматизированной системы обработки данных об отказах элементов подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры и сервер автоматизированных систем служб управления подвижным составом и инфраструктурой, вход/выход которого через канал связи соединен с одним входом/выходом сервера дорожного уровня автоматизированной системы обработки данных об отказах элементов подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры, другой вход/выход которого соединен с третьим входом/выходом сервера дороги.
На чертеже приведена структурная схема системы для определения пропускной способности участка железной дороги.
Система для определения пропускной способности участка железной дороги содержит сервер 1 автоматизированных систем служб управления подвижным составом и инфраструктурой, сервер 2 дорожного уровня автоматизированной системы обработки данных об отказах элементов подвижного состава и элементов железнодорожной инфраструктуры и сервер 3 дороги с блоком 4 памяти, автоматизированное рабочие место 16 работника службы движения, включающие процессор 5 работника службы движения с блоком 6 памяти, монитором 7 и блоком 8 ввода информации, блоки 9 задания условий движения поездов, ввода параметров нормативного графика движения поездов 10, вычисления параметров инфраструктуры 11, блоки вычисления наличной 12 и потребной 13 пропускной способности, блок 14 сравнения и блок 15 сравнения с установленным значением.
Система для определения пропускной способности участка железной дороги функционирует следующим образом.
На сервер 1 автоматизированных систем служб управления подвижным составом и инфраструктурой поступают данные об отказах элементов подвижного состава и железнодорожной инфраструктуры. Эта информация по каналу связи передается на сервер 2 дорожного уровня автоматизированной системы обработки данных об отказах элементов подвижного состава, который концентрирует эти данные и передает на сервер 3 дороги для обеспечения возможности создания прогнозов длительности интервалов времени, необходимых для устранения отказов и восстановления пропускной способности с использованием программного приложения прогнозирования интервалов времени устранения неисправностей. Обновление информации может осуществляться постоянно, периодически или по запросам процессора 5 работника службы движения.
Из сервера 3 дороги информация об исходных значениях провозной и пропускной способностей и инфраструктуре участка железной дороги поступает в процессор 5, который визуализирует ее на мониторе 7 для анализа работником службы движения управления дороги.
Работник службы движения управления дороги получает с сервера 3 информацию об исходных значениях провозной и пропускной способностей и инфраструктуре участка железной дороги, направляет ее в блок памяти 6 и вводит с помощью блока 8 ввода информации первичные исходные данные в блок 11 вычисления параметров инфраструктуры. Первичные исходные данные из блоков 9 задания условий движения поездов и 11 вычисления параметров инфраструктуры поступают в блок 12 вычисления наличной пропускной способности, а из блоков 10 ввода параметров нормативного графика движения поездов и 11 вычисления параметров инфраструктуры в блок 13 для вычисления потребной пропускной способности. Из блоков вычисления наличной 12 и потребной 13 пропускной способности результаты вычислений поступают для сравнения на входы блока 14 сравнения вычислений между собой. Наличная пропускная способность должна быть больше потребной на определенную установленную величину, заданную в блоке 15 сравнения с установленным значением. Если разница между наличной и потребной пропускными способностями меньше установленного значения, сигнал поступает в процессор 5, который формирует команду на задание новых параметров в блоке 10 ввода параметров нормативного графика движения поездов и в блоке 9 задания условий движения поездов. При недостаточной разнице между потребной и наличной пропускными способностями при всех вариантах задания параметров блока 9 задания условий движения поездов и блока 10 ввода параметров нормативного графика движения поездов или, если потребная пропускная способность остается больше наличной пропускной способности, вводятся новые технические параметры участка в блок 11 вычисления параметров инфраструктуры, где вычисляются его новые параметры, которые вводятся в блоки вычисления наличной 12 и потребной 13 пропускной способности. По достижении приемлемого значения потребной пропускной способности участка железной дороги, что контролирует на мониторе 7 работник службы движения, вся результирующая информация по каналу связи поступает на сервер 3 дороги и запоминается в блоке 4 памяти для принятия управляющих решений.
Наличие информации об отказах элементов подвижного состава и железнодорожной инфраструктуры, поступающей с сервера 1 автоматизированных систем служб управления подвижным составом и инфраструктурой и с сервера 2 дорожного уровня автоматизированной системы обработки данных об отказах элементов подвижного состава и железнодорожной инфраструктуры, позволяет при плановых ремонтах оперативно вводить новый график, который учитывает продолжительность и оптимальное время выделения окон в движении поездов.
При возникновении внезапных отказов оперативное управление изменением графика определяется прогнозируемой длительностью нахождения элементов в состоянии отказа, которое вычисляется процессором 5 динамическим моделированием в реальном, или почти реальном времени, основанном на статистических данных. При некоторой, определенной и достаточно малой длительности, корректировка графика вообще не требуется из-за имеющихся в нем резервов пропускной способности, определяемым установленным значением блока 15 сравнения вычислений с установленным значением. При длительности отказа, имеющей известный вероятностный характер, с точки зрения минимизации экономического риска введение нового графика задерживается на статистически обоснованный интервал времени, в течение которого с высокой вероятностью может вернуться нормальная ситуация, а новый график не принесет необходимый эффект. Сами варианты нового графика зависят от того, на какой промежуток времени он вводится и когда. Описанные возможности заявляемой системы позволяют эффективно применять ее для предотвращения и устранения заторов в движении поездов, вызываемых отказами подвижного состава и элементов инфраструктуры.