АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ
AUTOMATED SYSTEM FOR MANAGING OPERATION OF LOCOMOTIVE CREW ON RAILROAD

Изобретение относится к управляющим системам и может быть использовано на железнодорожном транспорте для управления работой локомотивных бригад на железнодорожном направлении.
Известна система управления тяговыми ресурсами, включающая исполнительный блок из эксплуатационного и ремонтного локомотивного депо с локомотивными бригадами, пульты диспетчерского управления которых соединены между собой каналами передачи данных и подключены к сети локального ЭВМ-сервера, а информационно-технологические базы данных заведены в его память, блок контрольных операций содержит соединенные между собой и включенные в сеть центрального ЭВМ-сервера блоки контроля содержания локомотивного парка, планового ремонта, непланового ремонта, наряда и режима работы локомотивных бригад, информационно-технологические базы данных которых с функцией анализа и сравнения текущей информации по содержанию исполнительных средств, представляющих собой локомотивы и локомотивные бригады, в соответствии с суточным планом/графиком и выбора оптимального решения, заведены в базу данных центрального ЭВМ-сервера, с возможностью подключения каналами передачи данных соответствующих пультов диспетчерского управления блока оперативной работы и планирования к пульту диспетчерского управления эксплуатационного локомотивного депо через блок контроля содержания локомотивного парка, к пульту диспетчерского управления ремонтного локомотивного депо через блоки контроля планового и непланового ремонта и к пульту диспетчерского управления локомотивными бригадами через блоки контроля наряда и режима работы локомотивных бригад (RU 123990 С1, G05B 15/00, 10.01.2013).
Известная система предназначена для обеспечения готовности локомотивов и локомотивных бригад к выполнению перевозок в соответствии с суточным планом/графиком и не учитывает характер изменений в процессе перевозок на направлении движения.
Наиболее близким аналогом является система для сбора информации и планирования работ, содержащая установленный на автоматизированном рабочем месте локомотивного диспетчера участка управления персональный компьютер, блок центрального процессора которого посредством канала связи соединен с сервером, в блоке памяти которого содержится единая база данных с входящим в нее массивом оперативной информации, к блоку центрального процессора подключены блок моделирования и блок сравнения, выход которого соединен с блоком управления и ввода информации, подключенным к входу блока центрального процессора, выходы которого соединены с монитором соответственно через блок обработки и формирования сигналов для сигнальной панели и через блок формирования выходных форм, сервер посредством каналов связи соединен с процессорами персональных компьютеров, установленных на автоматизированных рабочих местах дежурного по станции и дежурного по депо, процессоры соединены с блоками ввода информации и блоками памяти, при этом автоматизированные рабочие места локомотивного диспетчера, дежурного по станции, дежурного по депо и машиниста локомотива снабжены приемопередающими устройствами, связанными между собой посредством радиоканала (RU 77240 U1, B61L 27/00, 20.10.2008).
Известная система обеспечивает локомотивного диспетчера оперативной информацией о режимах труда и отдыха локомотивных бригад, взаимодействует с процессорами персональных компьютеров, установленных на автоматизированных рабочих местах дежурного по станции и дежурного по депо.
Однако в известной системе не предусмотрена возможность своевременной коррекции нормативных показателей труда и отдыха локомотивных бригад в соответствии с изменением оперативной обстановки на направлении и прогнозом подхода поездов к станциям пункта оборота локомотивов и отдыха локомотивных бригад.
Задачей настоящего изобретения является создание системы, обеспечивающей управление работой локомотивных бригад во взаимодействии с работой направления железнодорожной сети на этапах сменно-суточного планирования и оперативного управления, проверку выполнения плана и оценку фактического обеспечения эксплуатируемых локомотивов локомотивными бригадами по депо, согласование показателей использования в границах направления и выработку оптимальных управляющих решений.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования локомотивных бригад за счет автоматизированного расчета плана обеспечения поездов локомотивными бригадами на сутки, автоматизированного оперативного отслеживания работы всего приписного штата депо, в том числе численного состава отвлеченных бригад, улучшения качества управления работой бригад с учетом соблюдения норм рабочего времени, сокращения часов следования «пассажиром» и часов «переотдыха» в пункте оборота локомотивных бригад.
Технический результат достигается тем, что автоматизированная система контроля работы локомотивных бригад на железнодорожном направлении содержит центральный процессор, первые входы/выходы которого через сервер связи по каналу передачи данных соединены с выходами/входами аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест дежурного по станции и дежурного локомотивного депо, блок моделирования, соединенный с центральным процессором, блок памяти, пользовательский интерфейс, посредством которого по сети IP вторые входы/выходы центрального процессора подключены к выходам/входам процессоров аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест работника дирекции управления движением и работника центра управления тяговыми ресурсами, причем блок моделирования включает последовательно соединенные формирователь данных о наличии локомотивных бригад на участках обращения, блок расчета использования локомотивных бригад с оборота, блок анализа обеспечения поездов локомотивными бригадами и блок поддержки принятия решений, выход которого соединен с входом центрального процессора, формирователь данных планов выдачи локомотивных бригад, входом/выходом подключенный к третьему выходу/входу центрального процессора, а также формирователи данных о явках локомотивных бригад, данных о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад и данных о подходе поездов к станции, вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу центрального процессора, блок анализа времени готовности локомотивных бригад, включенный между выходом формирователя данных о явках локомотивных бригад и вторым входом блока поддержки принятия решений, третий вход которого соединен с выходом формирователя данных планов выдачи локомотивных бригад, вторым выходом соединенного со вторым входом формирователя данных о явках локомотивных бригад, блок контроля соблюдения установленных норм, выходом подключенный к четвертому входу блока поддержки принятия решений, а входами - к соответствующему выходу центрального процессора и к первому выходу формирователя данных о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад, второй и третий выходы которого соединены со вторыми входами блока анализа времени готовности локомотивных бригад и блока анализа обеспечения поездов локомотивными бригадами, третьим входом подключенного к выходу формирователя данных о подходе поездов к станции, при этом четвертый вход/выход центрального процессора подключен к выходу/входу блока памяти, а первые входы/выходы через сервер связи по каналам передачи данных соединены с аппаратно-программными устройствами автоматизированных рабочих мест локомотивного диспетчера, поездного диспетчера и нарядчика.
Сущность заявленной автоматизированной системы контроля работы локомотивных бригад на железнодорожном направлении поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема автоматизированной системы для управления работой локомотивных бригад на железнодорожном направлении.
Автоматизированная система контроля работы локомотивных бригад на железнодорожном направлении содержит центральный процессор 1, первые входы/выходы которого через сервер 2 связи по каналу передачи данных соединены с выходами/входами аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест 3 и 4 дежурного по станции и дежурного локомотивного депо (АРМ 3 ДСП и АРМ 4 ТЧД), блок 5 моделирования, соединенный с центральным процессором 1, блок 6 памяти, пользовательский интерфейс 7, посредством которого по IP-сети второй вход/выход центрального процессора 1 подключен к выходам/входам процессоров 8 и 9 аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест 10 и 11 работника дирекции управления движением и работника центра управления тяговыми ресурсами (АРМ 10 ЦД и АРМ 11 ЦУТР).
Блок 5 моделирования включает последовательно соединенные формирователь 12 данных о наличии локомотивных бригад на участках обращения, блок 13 расчета использования локомотивных бригад с оборота, блок 14 анализа обеспечения поездов локомотивными бригадами и блок 15 поддержки принятия решений, выходом соединенный с входом центрального процессора 1, формирователь 16 данных планов выдачи локомотивных бригад, входом/выходом подключенный к третьему выходу/входу центрального процессора, а также формирователи 17-19 соответственно данных планов выдачи локомотивных бригад, данных о явках локомотивных бригад, данных о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад и данных о подходе поездов к станции, вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу центрального процессора 1, блок 20 анализа времени готовности локомотивных бригад, включенный между выходом формирователя 17 данных о явках локомотивных бригад и вторым входом блока 15 поддержки принятия решений, третий вход которого соединен выходом формирователя 16 данных планов выдачи локомотивных бригад, блок 21 контроля соблюдения установленных норм, выходом подключенный к четвертому входу блока 15 поддержки принятия решений, а входами - к соответствующим выходу центрального процессора 1 и к первому выходу формирователя 18 данных о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад, второй и третий выходы которого соединены со вторыми входами блока 20 анализа времени готовности локомотивных бригад и блока 14 анализа обеспечения поездов локомотивными бригадами, третий вход которого подключен к выходу формирователя 19 данных о подходе поездов к станции. Второй вход формирователя 16 подключен ко второму входу формирователя 17.
При этом четвертый вход/выход центрального процессора 1 соединен с выходом/входом блока 6 памяти, а первые входы/выходы через сервер 2 связи по каналам передачи данных соединены с аппаратно-программными устройствами автоматизированных рабочих мест 22, 23, 24 соответственно локомотивного диспетчера, поездного диспетчера и нарядчика локомотивного депо (АРМ 22 ТНЦ, АРМ 23 ДНЦ, АРМ 24 ТЧБ).
Программное обеспечение центрального процессора 1 выполнено с возможностью интеграции всех поступающих данных с последующим их преобразованием в табличный и графический вид для возможности отображения через интерфейс текущей дислокации и состояния всего списочного состава локомотивных бригад с разложением по депо приписки.
Аппаратно-программные устройства автоматизированных рабочих мест 3, 4, 10, 11, 22-24 включают соответствующий процессор с блоком ввода/вывода и блоком отображения. На чертеже представлен АРМ 10 ЦД, который включает процессор 8 с блоком 25 отображения и блоком 26 ввода/вывода, и АРМ 11 ЦУТР, включающий процессор 9 с блоком 27 отображения и блоком 28 ввода/вывода.
На дорожно-сетевом уровне в автоматизированном режиме предлагаемая система осуществляет моделирование плана обеспечения поездов локомотивными бригадами, контроль за локомотивными депо по выполнению плана выдачи локомотивных бригад на смену (в т.ч. по 3-часовым периодам), сутки, определение возможности локомотивных депо по максимальной выдаче локомотивных бригад в работу, а также обеспечивает графическое отображение текущей дислокации и состояния всего списочного состава локомотивных бригад основных депо приписки полигона, определение числа бригад в пунктах оборота с отображением особых отметок (наличие 2-х ночей, повторный отдых в пунктах оборота локомотивных бригад (ПОЛБ), возможность езды локомотивной бригады по обороту без отдыха и т.д.) и планирование их дальнейшей работы, определение соответствия числа готовых к отправлению поездов количеству и составу локомотивных бригад на выделенных станциях, определение времени подхода поездов к выделенным станциям, прогноз времени окончания отдыха локомотивных бригад, определение числа локомотивных бригад на участках обращения, следующих с грузовыми поездами, резервом и «пассажиром» по направлениям: четное и нечетное, выполнение норм пробега локомотивов на участках и норм времени подготовительно-заключительных работ локомотивных бригад на станциях прибытия и отправления, а также предоставлениние информации о необходимости принятия управляющего решения, например, отправление локомотивной бригады «пассажиром», передача приказа на увеличение непрерывной продолжительности работы, передача приказа на «позднее отправление от явки, отдых в пункте оборота более установленного норматива и его обоснование» и т.д.
Предлагаемая система осуществляет комплексный анализ текущей и предстоящей поездной обстановки; планирование на основе прогноза подхода поездов на учетный период; расчет доступного количества локомотивных бригад на учетный период; контроль обеспеченности поездов тяговыми ресурсами, с учетом которого корректирует модель работы локомотивных бригад, а именно принимает решения по дополнительному вызову локомотивных бригад или их подсылке «пассажиром» при нехватке на прогнозируемый период.
Управление работой локомотивных бригад предлагаемая система осуществляет в три этапа.
На первом этапе определяет потребное количество локомотивных бригад для обеспечения предполагаемых размеров движения на выбранном направлении. На втором этапе осуществляет контроль постановки локомотивных бригад в наряд согласно заданному плану и принимает меры для его выполнения. На третьем этапе (текущее состояние) контролирует фактическую выдачу локомотивных бригад согласно наряду, соблюдение норм подготовительно-заключительных операций и режима работы локомотивных бригад.
Предлагаемая система функционирует следующим образом.
Из дирекции управления движением с выхода процессора 8 АРМ 10 ДЦ по IP сети посредством пользовательского интерфейса 7 в центральный процессор 1 поступают данные плана эксплуатационной работы железнодорожного направления на предстоящие сутки, которые являются исходными данными для моделирования плана выдачи локомотивных бригад.
Из аппаратно-программного устройства АРМ 22 ТНЦ в зависимости от местных условий до заданного времени (до 15.00 часов московского времени) по каналу передачи данных через сервер 2 связи в центральный процессор 1 поступает информация о поездопотоке на предстоящие сутки и о текущей поездной ситуации на выбранном направлении.
Процессор 1 осуществляет обработку полученной информации путем интеграции данных с последующим формированием графических интерфейсов. Результаты обработки процессор 1 направляет в формирователь 16 данных планов выдачи локомотивных бригад.
Формирователь 16 для каждого депо направления осуществляет расчет плана выдачи локомотивных бригад на сутки с учетом предполагаемого размера движения на направлении. Рассчитанные данные плана выдачи локомотивных бригад для каждого депо направления формирователь 16 направляет в блок 15 поддержки принятия решений и в центральный процессор 1, который направляет их в блок 6 памяти, а также через интерфейс 7 по сети IP - в процессоры 8 и 9 соответственно АРМ 10 ЦД и АРМ 11 ЦУТР.
Рассчитанные данные плана выдачи локомотивных бригад для каждого депо визуально отображаются в блоке 25 и 27 соответственно АРМ 10 ЦЦ и АРМ 11 ЦУТР.
Работник центральной дирекции управления анализирует полученную информацию и в случае несоответствия расчетных данных плана с данными поездной обстановки сети на предстоящие сутки с помощью блока 26 может внести в соответствующие корректировки.
Аналогичным образом работник центра управления тяговыми ресурсами, ответственный за безопасное и эффективное функционирование тяговых ресурсов в регионе дорог данного направления, анализирует результаты расчета плана и в случае несоответствия расчетных данных плана с данными поездной обстановки выбранного направления на предстоящие сутки с помощью блока 28 может внести соответствующие корректировки.
В случае корректировки планов выдачи локомотивных бригад все внесенные изменения процессоры 8 и 9 направляют по сети IP через интерфейс 7 в центральный процессор 1, который передает их в формирователь 16. Формирователь 16 осуществляет перерасчет плана выдачи локомотивных бригад на предстоящие сутки, результаты перерасчета плана направляет в блок 15 поддержки принятия решений.
Таким образом, предлагаемая система определяет потребное количество локомотивных бригад для обеспечения предполагаемых размеров движения на направлении с учетом поездной обстановки.
Нарядчики локомотивных депо фиксируют время прихода на работу локомотивных бригад приписного депо и через аппаратно-программные устройства АРМ 24 ТЧБ идентификационную информацию о локомотивных бригадах и данные о времени их прихода на работу через сервер 2 связи передают в центральный процессор 1, который осуществляет соответствующую обработку полученных данных и направляет их в формирователь 17.
Формирователь 17 для каждого депо с учетом плана выдачи локомотивных бригад формирует банк данных о явках приписных локомотивных бригад. Таким образом, осуществляется контроль постановки локомотивных бригад в наряд согласно заданному плану.
Дежурный по пункту обмена локомотивов и подмены локомотивных бригад обеспечивает явку локомотивных бригад на работу согласно графику или вызову и предоставление им нормального отдыха; принимает меры к недопущению нахождения локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивов сверх времени, установленного нормой; заблаговременно уведомляет очередную локомотивную бригаду об изменении времени и места явки ее на работу, в случаях отмены или задержки поездов; обеспечивает по приказу поездного диспетчера выдачу локомотивов под пожарные и восстановительные поезда для их отправления в установленное время; проверяет содержание записей в книге замечаний машинистов и обо всех случаях, требующих принятия срочных мер, немедленно, в установленном порядке, ставит в известность руководство депо и ответственных работников отделения железной дороги.
Информацию о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота дежурный по пункту обмена локомотивов и подмены локомотивных бригад сообщает дежурному по депо, который посредством аппаратно-программного устройства АРМ 4 ТЧД по каналам передачи данных через сервер 2 направляет эти данные в процессор 1. Процессор 1 осуществляет соответствующую обработку полученных данных от дежурных всех депо выбранного направления и направляет их в формирователь 18 данных о наличии локомотивных бригад в пункте оборота локомотивных бригад. Формирователь 18 определяет число локомотивных бригад в пунктах оборота с отображением особых отметок, например, наличие 2-х ночей, повторный отдых в ПОЛБ и т.д.
На основании банков данных формирователей 17 и 18 блок 20 анализа времени готовности локомотивных бригад осуществляет проверку степени готовности локомотивных бригад к перевозочному процессу всех локомотивных депо и в пунктах оборота локомотивов выбранного направления.
С выхода формирователя 18 данные о наличии локомотивных бригад в пункте оборота локомотивных бригад поступают в блок 21 контроля соблюдения установленных норм. На основании полученных данных и установленных норм, информацию о которых в блок 21 передает процессор 1, блок 21 осуществляет контроль соблюдения локомотивными бригадами установленных норм и формирует списки локомотивных бригад с нарушением установленных норм с разложением по депо. Нормативно-справочная информация хранится в оперативной памяти процессора 1.
Результаты анализа готовности локомотивных бригад и контроля соблюдения установленных норм соответственно с выходов блоков 20 и 21 поступают в блок 15 поддержки принятия решения, который направляет их в процессор 1 для передачи в блок 4 памяти. При этом блок 15 сохраняет полученные данные в своей памяти.
Диспетчерский аппарат контролирует соответствие числа сформированных составов необходимому количеству локомотивных бригад согласно сформированному системой плану работ локомотивных бригад. Маневровый диспетчер совместно с локомотивным диспетчером обеспечивает составы локомотивными бригадами и прикрепляет их к сформированным составам согласно «ниткам» графика движения поездов. Поездной и старший диспетчер ЦУТР направления контролируют этот процесс, используя признаки сигнальных оповещений.
Дежурные по станциям и локомотивный диспетчер получают в автоматическом режиме с датчиков прибытия сигналы о поступающих на станцию поездах, которые через блок согласования по сети передачи данных (не показаны) поступают в процессоры АРМ 3 ДСП и АРМ 23 ДНЦ, откуда через сервер 2 - в центральный процессор 1. Процессор 1 осуществляет соответствующую обработку поступивших данных и направляет их в блок 6 для хранения.
При моделировании информация о поездах из центрального процессора 1 поступает в формирователь 19 данных о подходе поездов к станции, который на основании полученных данных формирует банк данных о времени подхода поездов к выделенным станциям.
При проследовании поездов по промежуточным станциям участка выбранного направления из АРМ 3 ДСП по сети передачи данных через сервер 2 связи в центральный процессор 1 поступает также информация о наличии локомотивных бригад на участках обращения. Информация о наличии локомотивных бригад на участках обращения аналогичным образом обрабатывается в процессоре 1 и поступает в блок 6 памяти, а также в формирователь 12, который формирует банк данных наличия локомотивных бригад на участках обращения выбранного направления.
С учетом банка данных наличия локомотивных бригад на участках обращения выбранного направления блок 13 осуществляет расчет возможности использования локомотивных бригад с оборота в перевозочном процессе. Результаты расчета блок 13 направляет в блок 14. В блок 14 также поступают данные о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад с выхода формирователя 18 и данные о подходе поездов к каждой станции выбранного направления с выхода формирователя 12. На основе поступивших данных блок 14 анализирует возможность обеспечения поездов на направлении локомотивными бригадами на основе данных о времени подхода поездов к выделенным станциям, времени окончания отдыха локомотивных бригад, числа локомотивных бригад на участках обращения, следующих с грузовыми поездами резервом и «пассажиром» по направлениям: четное и нечетное. Результаты анализа блок 14 направляет в блок 15.
Кроме того, в блок 15 поступают результаты анализа времени готовности локомотивных бригад и обеспечения поездов локомотивными бригадами, а также результаты контроля соблюдения установленных норм с выходов блоков соответственно 22, 24 и 23. На основе поступившей информации блок 15 в соответствии с планами выдачи локомотивных работ формирует оповещения, указывающие на необходимость принятия управляющих решений, направленные на повышение качества работы локомотивных бригад на контролируемом железнодорожном направлении, например отправление локомотивной бригады «пассажиром», передача приказа на «позднее отправление от явки, отдых в пункте оборота более установленного норматива и его обоснование» и т.д., которые направляет в процессор 1.
Полученные данные процессор 1 обрабатывает соответствующим образом для представления их в табличном виде и направляет в блок 6 для хранения, а также через интерфейс 7 по IP сети - в процессоры 8 и 9 АРМ 10 ЦД и АРМ 11 ЦУТР для контроля и оперативного реагирования, в аппаратно-программные устройства АРМ 22 ТНЦ и АРМ 23 ДНЦ - для оперативного контроля и выдачи управляющих решений, в аппаратно-программные устройства АРМ 3 ДСП, АРМ 4 ТЧД и АРМ 24 ТЧБ - для мониторинга работы локомотивных бригад. При этом на дисплее блоков отображения каждого пользователя данная информация представляется в режиме реального времени в табличной и графической форме.
Таким образом, предлагаемая система обеспечивает автоматизированный расчет плана обеспечения поездов локомотивными бригадами на сутки, автоматизированное оперативное отслеживание работы всего приписного штата депо, в том числе численного состава отвлеченных бригад, соблюдение норм рабочего времени, сокращение часов следования «пассажиром» и часов «переотдыха» в пункте оборота локомотивных бригад, что позволяет повысить эффективность использования локомотивных бригад на железнодорожном направлении.