Проблемы модернизации систем автоматики и телемеханики в метрополитене
ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»
В наш век стремительно развивающихся технологий объекты инфраструктуры все еще пока не удается оградить от физического и морального устаревания. Исключением не являются и системы автоматики телемеханики движения поездов (АТДП) на метрополитене.
Первые станции метро
Даже при рассмотрении Петербургского метрополитена, а он, по сравнению с Московским, является более современным, мы видим, что станции первой очереди строительства от станции «Площадь Восстания» до станции «Автово» были открыты в 1955 году, а это — ни много ни мало — 61 год назад.
Отличительной особенностью построения первых станций и линий метрополитена в части устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) было децентрализованное размещение оборудования, то есть основная часть управляющего и контролирующего оборудования находится в шкафах по перегонному тоннелю, а в релейном помещении размещаются лишь устройства, обеспечивающие работу автоматики в пределах станции.
Средства сигнализации движения поездов
По сей день основным средством сигнализации движения поездов на линиях 1, 2, 3 для перегонов и проходных станций является путевая автоблокировка (АБ) с автостопами и защитными участками, а на станциях с путевым развитием — маршрутно-релейная централизация (МРЦ).
Позднее в качестве дублирующего средства сигнализации на первых линиях метрополитена была внедрена автоматическая локомотивная сигнализация с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС), передающая разрешающие движение сигналы на локомотивный светофор, и был осуществлен переход на четырехзначную путевую автоблокировку, и в качестве основного на линии 4 и 5.
Глобальные изменения претерпела только диспетчерская централизация (ДЦ), к началу второго десятилетия двухтысячных годов релейная система СКЦ-67 по всему метрополитену была полностью заменена на микропроцессорную диспетчерскую централизацию ДЦМ, входящую в состав комплексной автоматизированной системы диспетчерского управления (КАС ДУ).
Модернизация систем сигнализации
Несмотря на всю свою надежность и безопасность, а по-другому нельзя охарактеризовать системы АБ и МРЦ, прослужившие более полувека, есть ряд факторов и причин, которые с каждым днем делают данные системы все более сложным для эксплуатации:
- • моральное устаревание;
- • коррозия металла, в условиях повышенной влажности в тоннеле, шкафы АБ разрушаются, а замена их на типовые заводские изделия, отвечающие условиям безопасности, уже не представляется возможной, по причине снятия их с производства;
- обслуживание перегонных устройств весьма неудобно (осуществляется в ночное четырехчасовое окно) и экономически невыгодно;
- • износ кабеля, приводящий к пониженному сопротивлению изоляции жил и высыханию монтажных проводов;
- • закупка современных подвижных единиц, к примеру, составов с асинхронным тяговым электродвигателем, имеющих улучшенные тяговые характеристики, требующих полной модернизации обратной тяговой сети и дающих наводку на тоннельные устройства автоматики;
- • невозможность выполнения большего количества функциональных требований, например:
- 1) необходимость увеличения интенсивности движения поездов, движение по АБ дает меньшую пропускную способность не только по техническим особенностям, но и вследствие влияния человеческого фактора при ведении составов машинистами;
- 2) отсутствие средств диагностики предотказного состояния устройств;
- • несоответствие нынешним нормам применяемых при строительстве первых линий материалов.
Однако не стоит забывать про относительно короткий срок службы данного вида централизации порядка 15 лет, особые требования к электропитанию и большое тепловыделение.
- — отсутствие экспертной оценки текущего состояния устройств СЦБ и методики определения оставшегося времени эксплуатации;
- — необходимость стратегического планирования, позволяющего рационально, с учетом вышеуказанного пункта и существующих программ модернизации по другим направлениям (например, систем энергоснабжения), выполнять реконструкцию устройств автоматики с минимальными финансовыми потерями;
- — недостаточность технических условий метрополитена на структуру и комплектующие МПЦ, которые должны унифицировать внедряемые системы (на сегодняшний день каждая система уникальна, что затрудняет ее обслуживание и быстрое устранение отказов);
- — отсутствие актуальных и утвержденных типовых материалов для проектирования (ТМП) и технических решений (ТР), в связи с развитием технологий и отсутствием технических условий, устройства МПЦ постоянно обновляются;
- — хрупкость старых коммуникаций;
- — невозможность укладки нового кабеля для переключения систем на станциях первой очереди по причине непроходимости коллекторов, занятых неиспользуемыми кабелями;
- — наличие станций с децентрализованным размещением оборудования АТДП;
- — отсутствие свободного места в помещениях АТДП;
- — отсутствие свободных помещений по станции;
- — устаревшая система электроснабжения, не позволяющая запитать две системы одновременно для возможности переключения или параллельной работы во время пусконаладки, кроме того микропроцессорные устройства требуют наличия глухозаземленной нейтрали;
- — финансирование.
В связи с закупкой новых составов с асинхронным тяговым электродвигателями, для возможности запуска их с заводскими характеристиками без уменьшения мощности, приходится полностью перерабатывать тяговые подстанции, а так же прямую и обратную тяговую сеть. При этом производится закупка более мощных и весьма дорогостоящих дроссель-трансформаторов (ДТ), необходимых для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков.
В данных условиях целесообразнее с АБ с защитными участками и автостопами и МРЦ переходить на МПЦ, с основным средством сигнализации АЛС-АРС. Уход от автоблокировки, как от основной системы, позволит демонтировать основную часть ДТ, светофоров и автостопов, а следовательно, избежать значительных трат на закупку морально устаревшего оборудования и дальнейшее обслуживание.
Не останавливать метро!
Не остаются без внимания и все вышеперечисленные вопросы, по основной их части «Ленметрогипротранс» ведет обсуждения и проработку по использованию новейших технологий и оборудования в этой области и может предложить свои решения для предотвращения негативных ситуаций. Для осуществления поставленных задач необходимы действия со стороны Петербургского метрополитена, подкрепленные поддержкой городских властей в виде целевых программ по реконструкции морально устаревших систем обеспечения безопасности движения поездов.
Важно понимать, что каждый день промедления в решении проблем модернизации систем автоматики и телемеханики движения поездов может привести к серьезным последствиям, таким, как остановка целых линий.
Авторы статьи:
И. В. Культин – заместитель главного инженера ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»
Е. В. Симаков – начальник отдела ПАТС ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»
С. А. Жуков – главный специалист отдела ПАТС ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»
Д. А. Пентегов – руководитель группы отдела ПАТС ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»
По материалам статьи из журнала «Метро и тоннели» № 6, 2016
Источник: «Подземный эксперт»
