Развитие систем автоблокировки и автоведения поездов
Леонид Аврамович Баранов
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Интеллектуальное управление и информационная безопасность в высокоавтоматизированных транспортных системах» в Российском университете транспорта.
Родился 11 октября 1936 года в Киеве в семье железнодорожников. В 1954 году с золотой медалью окончил среднюю школу и поступил в Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (МИИТ) на факультет «Электрификация железных дорог». В 1956 году был командиром первого студенческого отряда МИИТовцев, выезжавшего на освоение целины. В 1959 году с отличием окончил МИИТ.
Работал в ремонтно-ревизионном цехе 7-го участка энергоснабжения Московской железной дороги, участвовал в электрификации участка Москва — Волоколамск и пуске первой бесконтактной системы телемеханического управления.
Вернулся в МИИТ на кафедру «Автоматика и телемеханика». Прошёл путь от заведующего лабораторией и ассистента до профессора и заведующего кафедрой. В 1966 году защитил кандидатскую диссертацию, в 1974 году — докторскую. С 1985 года избран заведующим кафедрой.
Под его руководством были разработаны системы телемеханического управления для соединённых грузовых поездов (системы «Братск 1» и «Братск 1 М»), а также централизованные и автономные системы автоведения для метрополитенов и магистральных железных дорог. Разработаны методы оптимального управления движением поезда по критерию минимума расхода энергии.
Система автоведения поездов «МИИТ-Метро»
Под руководством Л.А. Баранова была разработана централизованная система автоведения поездов «МИИТ-Метро», которая была успешно внедрена в Московском и других метрополитенах. Она представляет собой один из первых и ключевых этапов в развитии автоматизированного управления поездами метрополитена.
В отличие от автономных систем, которые управляют только одним поездом в соответствии с расписанием, централизованная система получает информацию о местоположении и времени прибытия всех поездов на линии.
На основе этих данных она вырабатывает команды управления для каждого состава, что позволяет:
На основе этих данных она вырабатывает команды управления для каждого состава, что позволяет:
- Гибко компенсировать отклонения от графика движения.
- Повышать безопасность за счет предотвращения опасного сближения поездов.
- Экономить электроэнергию путем выбора оптимальных режимов движения.
- Верхний уровень: определяет рассогласование между плановым и фактическим графиком. При незначительных сбоях он корректирует время стоянок или хода, а при серьезных — рассчитывает новый график движения.
- Нижний уровень: реализует команды верхнего уровня напрямую через поездные устройства автоведения.
Разработка велась в стенах МИИТ (ныне Российский университет транспорта). В 1960-е-1970-е годы система автоведения, созданная совместно МИИТ и Московским метрополитеном, была внедрена на линиях столичного метро. Позже, на основе этих исследований, централизованные системы автоведения были внедрены также на Харьковском и Ташкентском метрополитенах.
Внедрение разработок школы МИИТ дало измеримый экономический эффект. В частности, на Московском и Харьковском метрополитенах удалось достичь экономии электроэнергии на тягу поездов до 10%. Это подтверждает практическую ценность энергооптимальных алгоритмов, заложенных в систему.
Концепция автоматизированного метрополитена, разработанная в МИИТ, не потеряла актуальности. Уже в 2000 году на Московском метрополитене был внедрен уникальный для СНГ программно-аппаратный комплекс «Тренажер поездного диспетчера».
В настоящее время ученые университета продолжают развивать это направление, создавая интеллектуальные алгоритмы централизованного управления с использованием прогнозирования возмущений и цифровых двойников линий метрополитена.
В настоящее время ученые университета продолжают развивать это направление, создавая интеллектуальные алгоритмы централизованного управления с использованием прогнозирования возмущений и цифровых двойников линий метрополитена.
Аркадий Михайлович Брылеев
(1909-1999)
Советский учёный в области железнодорожной автоматики и телемеханики, дважды лауреат Сталинской премии, доктор технических наук, профессор. Он считается основоположником теории рельсовых цепей и автором многих систем, повысивших безопасность и пропускную способность железных дорог СССР.
Родился 4 февраля 1909 года. С 1926 по 1927 год был рабочим службы пути на железной дороге, после чего поступил в Московский электротехникум НКПС, который окончил в 1931 году.
В 1931 году начал работать во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), параллельно учась на вечернем отделении Московского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта (МЭМИИТ), который окончил в 1935 году. Во ВНИИЖТ прошёл путь от техника до заведующего лабораторией автоблокировки и автостопов.
В 1943 году защитил кандидатскую диссертацию. В 1954 году получил степень доктора технических наук, а в 1957 году — звание профессора.
Брылеев руководил разработкой и внедрением ряда ключевых систем железнодорожной автоматики, которые использовались для повышения пропускной способности дорог и безопасности движения:
- Двухсторонняя, кодово-проводная, полярно-кодовая и числовая кодовая автоблокировка переменного тока.
- Автоматическая локомотивная сигнализация с непрерывным автостопом (АЛС).
- Горочная автоматическая централизация (ГАЦ).
- Он является автором и соавтором более 200 научных статей и 28 книг, а также получил 102 авторских свидетельства на изобретения. Его фундаментальная монография «Рельсовые цепи» (1939) заложила основы научной теории рельсовых цепей.
- Сталинская премия третьей степени (1950) — за создание горочной автоматической централизации.
- Сталинская премия третьей степени (1952) — за разработку и внедрение локомотивной автоматической сигнализации с непрерывным автостопом.
- Заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1971).
- Орден «Знак Почёта» (1945).
С 1961 по 1985 год заведовал кафедрой «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» в Московском институте инженеров железнодорожного транспорта (МИИТ). Подготовил 32 кандидата и двух докторов технических наук.
Умер в 1999 году.
Умер в 1999 году.
Система АЛСН
АЛСН (автоматическая локомотивная сигнализация с непрерывным автостопом) — это система безопасности, которая непрерывно передает показания путевого светофора прямо в кабину машиниста и автоматически останавливает поезд, если машинист не реагирует на запрещающий сигнал.
Система решает главную проблему: машинист может не увидеть путевой светофор из-за тумана, снегопада или рельефа. АЛСН дублирует его показания на локомотивный светофор в кабине.
Принцип работы основан на передаче сигналов по рельсовым цепям:
Принцип работы основан на передаче сигналов по рельсовым цепям:
- Путевые устройства (трансмиттер и линейное реле) подают в рельсы кодированные импульсы переменного тока. Частота этих импульсов меняется в зависимости от показания впереди стоящего светофора.
- Локомотивные устройства (приемные катушки) улавливают эти импульсы из рельсов. Затем дешифратор расшифровывает код и зажигает на локомотивном светофоре соответствующий огонь (зеленый, желтый, красно-желтый или красный).
Название системы включает «непрерывный автостоп». Это ключевая защита от проезда запрещающего сигнала.
Если на локомотивном светофоре загорается красный (или желтый с красным) огонь, система требует от машиниста подтвердить бдительность нажатием специальной рукоятки (РБ). Если машинист этого не делает в течение определенного времени (обычно 15−20 секунд) или превышает допустимую скорость, электропневматический клапан (ЭПК) срабатывает и включает экстренное торможение до полной остановки поезда.
Если на локомотивном светофоре загорается красный (или желтый с красным) огонь, система требует от машиниста подтвердить бдительность нажатием специальной рукоятки (РБ). Если машинист этого не делает в течение определенного времени (обычно 15−20 секунд) или превышает допустимую скорость, электропневматический клапан (ЭПК) срабатывает и включает экстренное торможение до полной остановки поезда.
Типовая АЛСН включает следующие устройства:
- Приемные катушки — устанавливаются под локомотивом для улавливания сигналов из рельсов.
- Усилитель и дешифратор — обрабатывают сигнал и определяют, какой огонь зажечь.
- Локомотивный светофор — дублирует показания путевого светофора в кабине.
- Электропневматический клапан (ЭПК) — исполнительный механизм автостопа, который сбрасывает давление в тормозной магистрали.
- Рукоятка бдительности (РБ) — используется машинистом для подтверждения, что он видит сигнал и контролирует ситуацию.
- Скоростемер (ЗСЛ-2М) — контролирует скорость и регистрирует показания на ленте.
АЛСН — основной вид локомотивной сигнализации на участках с автоблокировкой (как на железных дорогах, так и в метрополитене). Её основное ограничение в том, что она не контролирует скорость постоянно, а лишь требует подтверждения бдительности при запрещающих сигналах. Более совершенная система АЛС-АРС (в метро) уже автоматически регулирует скорость, не позволяя превысить допустимую.