Проблемы модернизации систем автоматики и телемеханики в метрополитене

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
Средства сигнализации движения поездов
Модернизация систем сигнализации
Не останавливать метро!


Гражданский проспект метро

Станция метро Гражданский проспект в Санкт-Петербурге. Автор: Grigvovan / Shutterstock.com

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 московского метро

Тоннель московского метро. Автор: Dmitry Rogachev / Shutterstock.com

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).

Тоннель метро Москвы

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

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.

Терминал машиниста

Терминал машиниста, АО«НИИ Точной механики». Источник: niitm.spb.ru

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 АТДП, оборудованная системой «Движение» разработки НИИ «Точной механики», на станции «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.

Метро Беговая

Автор: Lisa-Lisa / Shutterstock.com

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

Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен с политикой конфиденциальности
и согласен на обработку персональных данных. Подробнее

Наверх