Проблемы модернизации систем автоматики и телемеханики в метрополитене

Июль, 2017

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.

Содержание статьи 

Первые станции метро
Отличительной особенностью построения первых станций и линий метрополитена в части устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) было децентрализованное размещение оборудования...
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...
Модернизация систем сигнализации
На смену устаревшим системам пришли микропроцессорные централизации (МПЦ)...
Не останавливать метро!
Каждый день промедления в решении проблем модернизации систем автоматики и телемеханики движения поездов, может привести к серьезным последствиям...

Метро Автово в Спб

Станция метро «Автово» в Санкт-Петербурге

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.

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.

Тоннель метро в Москве

Тоннель московскогго метро
Источник: pp.manul.website

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).

Инженерный корпус киевского метро

Инженерный корпус киевского метро
Источник: interesniy-kiev.livejournal.com

Модернизация систем сигнализации

Не смотря 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 старение;
  • 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 четырех часовое окно) и экономически невыгодно;
  • износ кабеля, приводящий к пониженному сопротивлению изоляции жил
  • высыхание монтажных проводов;
  • закупка современных подвижных единиц, к примеру, составов с асинхронным тяговым электродвигателем, имеющих улучшенные тяговые характеристики и требующих полной модернизации обратной тяговой сети и дающих наводку на тоннельные устройства автоматики;
  • невозможность выполнения большего количества функциональных требований, например:

- 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;

- отсутствие средств диагностики предотказного состояния устройств;

  •  несоответствие нынешним нормам применяемых при строительстве первых линий  материалов.

Релейно-щитовая АТДП

Фото 1. Оборудования в релейно-щитовой АТДП на станции «Приморская»

На смену устаревшим системам пришли микропроцессорные централизации (МПЦ), объединяющие в себе сразу несколько направлений: МРЦ, АРС-АЛС, АБ, ДЦ. Помимо расширенного функционала и повышенной информативности, МПЦ имеет централизованное размещение оборудование и занимает в разы меньшую площадь по сравнению с релейными системами, что особенно актуально в стесненных условиях метрополитена (на фото 1 приведено размещение оборудования в релейно-щитовой АТДП на станции «Приморская», на фото 2 – в аппаратной АТДП, оборудованной системой «Движение» разработки НИИ «Точной механики», на станции «Международная»).

Однако не стоит забывать про относительно короткий срок службы данного вида централизации порядка 15 лет, особые требования к электропитанию и большое тепловыделение.

Очевидно, что вопрос модернизации систем АТДП, рано или поздно, остро встанет перед метрополитеном, при этом придется столкнуться со следующими проблемами:

  • 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 пуско-наладки, кроме того микропроцессорные устройства требуют наличия глухозаземленной нейтрали;
  • финансирование.

Аппаратная на станции метро Международная

Фото 2. Аппаратная АТДП, оборудованная системой «Движение» разработки НИИ «Точной механики», на станции «Международная»

На сегодняшний день «Ленметрогипротранс» уже имеет опыт в создании проектов по реконструкции устройств АТДП. Это переход на МПЦ-МПК разработки ЦКЖТ ПГУПС с централизованным размещением оборудования с сохранением автоблокировки, автостопов и изолирующих стыков на станциях «Гражданский проспект», «Академическая», «Политехническая» (проект был выпущен в 2012 году).

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.

Станция метро Академическая

Станция метро «Академическая»

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

Отправить комментарий

Защитный код
Обновить