Вы никогда не задумывались над вопросом, как организуется движение поездов на железнодорожном транспорте? Почему поезда вовремя отправляются со станции и вовремя прибывают?
  Вы же сами говорили, что существует график движения поездов, по которому движутся поезда.
  Это так. Но за графиком движения поездов нужно следить, исправлять и изменять его. Чтобы поезда двигались согласно графику в пределах отдельных участков железных дорог, за ними следят поездные диспетчеры. В каждом отделении дороги имеется рабочий кабинет поездного диспетчера, в котором установлена аппаратура диспетчерской поездной телефонной связи и организовано рабочее место диспетчера. По телефонной связи диспетчер получает сведения о прохождении поездов по станциям своего участка от дежурных этих станций. Пользуясь полученной информацией, диспетчер вынужден мысленно воссоздавать всю сложную обстановку на участке и принимать меры по регулировке движения: уменьшать время стоянки поездов на раздельных пунктах, изменять порядок и пункты скрещения и обгона поездов, создавать условия для безостановочного скрещения поездов.
  Что и говорить, руководить подобным образом нелегко. Чтобы диспетчер мог правильно и оперативно регулировать движение поездов, он должен получать непрерывную точную информацию о движении поездов по станциям участка.
  Диспетчер получает всю информацию по телефонной связи от дежурных по станциям и по радиосвязи от машинистов локомотивов движущихся поездов. По полученным сообщениям он вычерчивает график исполненного движения поездов и по нему корректирует плановый график. Работа диспетчера в подобных условиях очень сложная и утомительная. Он вынужден непрерывно вести переговоры с дежурными по станциям, оценивать поездную ситуацию по вычерченному им графику и передавать распоряжения дежурным по станциям своего участка. Все это приводит к тому, что диспетчер не может обеспечить высокое качество руководства движением поездов, а это приводит, в свою очередь, к нарушениям графика движения и задержкам поездов. Особенно сложно управлять движением поездов на однопутных участках, где встречные поезда часто останавливаются и долго стоят на промежуточных станциях.
  Вы понимаете, что диспетчер должен так организовать движение, чтобы поезда больше находились в движении и меньше стояли. К сожалению, при большой своей загрузке диспетчер не всегда может это сделать.
  Учитывая, что потребности в перевозках непрерывно возрастают, а это значит, что за единицу времени нужно пропускать все большее число поездов по участку, появилась необходимость изменить и усовершенствовать систему диспетчерского руководства.
  Как же ее изменить, ведь человек остается человеком?
  И тем не менее это сделали путем применения телемеханической системы, называемой диспетчерской централизацией. Такая централизация позволяет одному человеку не только руководить, но и управлять движением поездов на всем участке. С помощью устройств диспетчерской централизации диспетчер сам управляет движением поездов на участке. Ему не нужно вести переговоры с дежурными по станциям и вычерчивать график исполненного движения поездов. В кабинете диспетчера установлен пульт управления. На табло воспроизводится поездная ситуация: контроль готовности маршрутов, открытие сигналов, занятость станционных путей, участков приближения и удаления. На рабочем месте диспетчера установлен автомат "поездограф", который вычерчивает график исполненного движения поездов.
  Диспетчер, нажимая кнопки на пульте управления, посылает команды на установку маршрутов приема и отправления на промежуточных станциях и пропускает по ним поезда без участия дежурных этих станций.
  Все станции диспетчерского участка оборудуют устройствами электрической централизации, а на примыкающих к ним перегонах применяют автоблокировку. Сама диспетчерская централизация представляет собой телемеханическую систему, с помощью которой на больших расстояниях ведется управление и контроль стрелками и сигналами промежуточных станций. За счет диспетчерской централизации достигается большая четкость и оперативность регулирования движения поездов, что позволяет повысить пропускную способность однопутных участков на 50-60%, а двухпутных линий в 2-3 раза; повысить участковую скорость на 40-60% и улучшить использование локомотивов и вагонов.
  Для обслуживания каждой промежуточной станции требуется 2-3 человека вместо 11 (на станциях участков, не оборудованных диспетчерской централизацией). В связи с этим штат работников движения на участке протяженностью 100 км уменьшается при применении диспетчерской централизации в среднем на 63 человека. В настоящее время общая длина линий, оборудованных диспетчерской централизацией, достигает 20% общей протяженности сети железных дорог.
  Одним из важных мероприятий по повышению пропускной способности участков, оборудованных диспетчерской централизацией, является организация безостановочных скрещений поездов. На табло диспетчера отображается движение всех поездов на участке. Поэтому диспетчер, принимая меры по регулировке движения, может ускорить или замедлить движение каждого поезда.

Рис. 11. Безостановочное скрещение поездов на промежуточной станции при диспетчерской централизации

  Если нужно осуществить безостановочное скрещение двух встречных поездов на промежуточной станции (рис.11), то за счет действий диспетчера поезда подходят к станции одновременно или с допустимым расхождением по времени. Диспетчер устанавливает маршруты приема каждому поезду и открывает входные светофоры. Поезда входят на станцию и с уменьшенной скоростью движутся по путям станции. За время движения поезда П1 до выходного светофора HI поезд П2 полностью освобождает входную стрелку. Точно так же при движении поезда П2 до выходного светофора Ч2 поезд П1 освобождает входную стрелку. Диспетчер заблаговременно устанавливает маршруты отправления и открывает выходные светофоры HI и Ч2. Встречные поезда безостановочно следуют на перегоны.
  Кроме безостановочных скрещений, при диспетчерской централизации организуют еще безостановочные обгоны поездов. Такие обгоны необходимы в тех случаях, когда за грузовым поездом следует пассажирский. В соответствующих местах перегонов делают двухпутные вставки в виде дополнительного второго пути и оборудуют их светофорной сигнализацией. При подходе грузового поезда к двухпутной вставке он снижает скорость и движется с уменьшенной скоростью по вставке, а пассажирский поезд движется с большой скоростью по основному пути и обгоняет грузовой.
  С увеличением скоростей движения диспетчер, чтобы заблаговременно приготавливать маршруты, должен получать информацию о подходах поездов и локомотивов к станциям. Как говорят диспетчеры, "знать нужно больше, а видеть дальше".

16. Диспетчерская централизация передает команды управления и контрольную информацию

  После того как вы познакомились с эксплуатационными принципами диспетчерской централизации, я думаю, вам, будет интересно узнать техническое построение телемеханических систем. В самом деле, как вести управление объектами и контролировать их состояние на больших расстояниях? Каким образом диспетчер, находясь у аппарата в своем кабинете, может переводить стрелки и открывать сигналы на любой станции своего участка на расстоянии 100 и более километров? Как на табло появляется информация о движении поездов?
  Наверное, к каждой стрелке и светофору прокладывают многожильные кабели и по ним ведется управление и контроль?
  Нет, многожильный кабель не укладывают, так как для телемеханического управления и контроля нужно только два провода.
  Как же по двум проводам управлять всеми стрелками и светофорами?
  Диспетчерская централизация относится к телемеханическим системам управления (ТУ) и сигнализации (ТС). Далее будем называть такие системы сокращенно - ТУ-ТС. Как правило, системы ТУ-ТС строят на кодовом принципе управления и контроля. Слово "код" обозначает шифр. Это слово очень распространено, и, наверное, Вы не раз слышали такие выражения: "закодированное сообщение" или "нужно знать код, чтобы открыть сейф" и др. Характерным примером кода является азбука Морзе, в которой каждая буква алфавита зашифрована кодовой комбинацией в виде точек и тире. В современных системах ТУ-ТС вместо точек и тире используют различные импульсные признаки тока, как, например, полярность, время, частота. Полярных признаков тока может быть два - плюсовой или минусовой импульс тока; временных тоже два - длинный или короткий импульс тока; частотных признаков может быть столько, сколько используется частот. Из импульсов тока (символов) путем их комбинаций строят коды, имеющие управляющий и контрольный характер.
  Передачу на расстояние различных данных, имеющих управляющий или контрольный характер, называют сообщением (сигналом). Процесс преобразования сообщения в определенную последовательность символов называют кодированием. В современной технике наиболее распространено двоичное кодирование. Это кодирование позволяет выразить любое сообщение с использованием только двух символов - "единица" и "ноль" (1 и 0). Символ 1 отражает следующие признаки импульса: плюсовой, длинный, низкая частота. Из сочетаний этих символов строятся кодовые комбинации, которые быстро передают по каналу связи. Поступившее в пункт приема кодовое сообщение расшифровывается специальным устройством, чем восстанавливается первоначальное значение команды или контроля.
  Поясню на очень наглядном примере принцип кодирования. Представьте себе такую картину. По узкой тропинке цепочкой бегут спортсмены, одетые в спортивные костюмы двух цветов - красный и белый. Порядок расположения спортсменов в цепочке по цветам их костюмов может меняться. В первой цепочке три первых спортсмена в красных костюмах, а за ними три в белых. Будем считать, что эти спортсмены бегут на длинную дистанцию. Во второй цепочке два первых спортсмена в красных костюмах, следующие два в белых, следующие два в красных, а два последних в белых. Они бегут на среднюю дистанцию. В третьей цепочке спортсмены в красных и белых костюмах чередуются через одного - они бегут на ближнюю дистанцию. Если теперь перейти на язык двоичного кодирования, то в первом случае в кодовой комбинации в порядке последовательности передаются три единицы и три нуля. Эта кодовая комбинация предназначена для передачи телемеханического сигнала управления (ТУ) самой удаленной от диспетчерского поста станции участка. Во втором случае в кодовой комбинации в порядке последовательности передаются две единицы, два нуля, две единицы, два нуля. Эта кодовая комбинация сигнала ТУ предназначена для передачи на станцию, расположенную в середине диспетчерского участка. В третьем случае в кодовой комбинации в порядке последовательности чередуются единицы и нули, и эта комбинация предназначена для передачи сигнала ТУ на ближайшую станцию диспетчерского участка. Я показал, как можно построить только несколько кодовых сообщений или с участием спортсменов, или путем двоичного кодирования кодами с различными импульсными признаками.
  Сколько же всего можно получить комбинаций, если каждая цепочка будет состоять из шести спортсменов и, например, три из них будут одеты в красные костюмы, а три - в белые. На языке двоичного кодирования в каждой кодовой комбинации из шести элементов должно быть три единицы и три нуля. Вы должны знать, как по сочетательному закону математики определить число комбинаций три из шести. Если произвести расчет, то получим 20 комбинаций и в каждой комбинация будут три единицы и три нуля. Если вы играете в спортлото 6 из 49, то должны знать, что по сочетательному закону получается 318 824 комбинации.
  Располагая большим числом кодовых комбинаций, можно по кодовой линии передавать большое число команд, т. е. большой объем информации.
  Как же при одной общей кодовой линии определяется станция, на которую посылается кодовое сообщение?
  Действительно, если команды передаются по общей кодовой линии, то нужно выбрать именно ту станцию, для которой предназначена команда. Для этого нужно удлинить кодовую комбинацию.
  В двоичном кодовом сообщении первая часть кода определяет адрес станции, вторая - команду управления, предназначенную для данной станции. На каждой станции специальные устройства проверяют совпадение адреса данной станции с адресной частью кода. В случае совпадения адресов код принимается и команда реализуется. При несовпадении адресов кодовое сообщение на данной станции не принимается. Теперь вы знаете, как осуществляется кодирование сообщений, выбираются станции и как на них передаются команды управления. Остается рассмотреть, как организуют рабочее место диспетчера и как он средствами диспетчерской централизации управляет движением поездов на своем участке.

Рис. 12. Структурная схема диспетчерской централизации

  На посту ДЦ установлено выносное табло ВТ (рис. 12), по которому диспетчер следит за установкой маршрутов, открытием светофоров на каждой станции и движением поездов по станциям и перегонам. Для выбора станции и набора команд управления на рабочем месте диспетчера установлен манипулятор М с кнопками. Рядом с манипулятором размещены поездограф П, который автоматически записывает исполненный график движения поездов, и панель связи для вызова абонентов. Формируют, передают и принимают кодовые сигналы на диспетчерском посту кодовые устройства КУ, включенные в кодовую линию. На каждой станции диспетчерского участка также установлены кодовые устройства КУ, включенные в кодовую линию. Устройства КУ на каждой, станции настроены на адрес данной станции и принимают из кодовой линии только те сигналы ТУ, адресная часть которых совпадает с адресом станции. С помощью устройств КУ при приеме из кодовой линий команды управления приводятся в действие устройства электрической централизации, которые переводят стрелки, открывают светофоры и устанавливают маршруты приема и отправления. Через устройства КУ на промежуточной станции передаются сигналы ТС на диспетчерский пост. При приеме и расшифровке сигналов ТС на диспетчерском посту через устройства КУ на выносном табло диспетчера включаются лампочки, контролирующие готовность маршрутов приема и отправления, открытие светофоров, а также проследование поездов по готовым маршрутам станций и по перегонам.
  Как работает диспетчер?
  Вы видите на рисунке несколько поездов, некоторые из них движутся по перегонам, некоторые стоят на станциях. Один из поездов приближается к станции А, и его нужно принять на эту станцию. Диспетчер нажимает на манипуляторе М кнопку станции А. Затем, для установки маршрута приема, он нажимает на манипуляторе две кнопки: "Откуда - Куда", определяющие начало и конец маршрута приема. После этого устройства КУ формируют кодовый сигнал ТУ, состоящий из адресной (выбор станции А) и оперативной (передача команды на установку маршрута приема на данной станции) частей. Кодовый сигнал ТУ подается в кодовую линию и принимается на станции А. Путём расшифровки этого сигнала устройства электрической централизации станции А для установки маршрута приема переводят стрелки и открывают входной светофор. После готовности маршрута приема устройства КУ формируют кодовый сигнал ТС и передают его в кодовую линию. На диспетчерском посту устройства КУ принимают и расшифровывают сигнал ТС, включают на табло контрольные лампочки готовности маршрута приема и открытия светофора.
  Сколько же времени диспетчер ждет контроль готовности маршрута?
  Это зависит от системы диспетчерской централизации. Первая ДЦ, которая появилась на дорогах нашей страны (1937 г.), являлась системой временного кода ДВК. Система ДВК была медленнодействующей. Она позволяла передавать сигналы ТУ-ТС за время 4-5 с, а для получения контроля готовности маршрута затрачивалось 12-15 с. В 1953 г. появилась полярно-частотная диспетчерская централизация (ПЧДЦ). В этой системе передача сигнала ТУ длится 2,7 с, а сигнала ТС - 1,2 с. Контроль готовности маршрута диспетчер получает через 5-6 с.
  Однако при возросших скоростях движения требовалась более быстродействующая система ДЦ. Чтобы повысить быстродействие, нужно было вместо релейно-контактной аппаратуры применить бесконтактные элементы. Взамен систем ДЦ, построенных на релейно-контактной аппаратуре, ученые разработали диспетчерскую централизацию (ЧДЦ), построенную на диодно-транзисторной логике. Передача сигнала ТУ в этой системе длится 1,2 с, а сигнала ТС - 0,25 с. Контроль о готовности маршрута диспетчер получает через 2-3 с.
  За счет применения ЧДЦ пропускная способность участка резко повысилась и поезда уже не простаивали на разъездах в ожидании встречных поездов. Стоянки поездов сократились до нескольких минут, а на некоторых разъездах диспетчер осуществлял безостановочное скрещение поездов.
  Устройства диспетчерской централизации непрерывно совершенствуются. Используется новая современная элементная база. Вместо диодно-транзисторной логики стали применять интегральные микросхемы. Совершенствуются способы передачи информации. Вместо спорадического способа, когда информация передается от случая к случаю, стали применять циклический (постоянный) контроль. Информация о состоянии объектов контроля при циклическом контроле передается непрерывно через 5-7 с повторяющимися циклами. За счет этого повышается достоверность и оперативность информации. Диспетчеру практически не приходится ждать поступления необходимой для него информации. На табло он видит все передвижения поездов на участке.
  В 1969 г. была построена новая частотная циклическая диспетчерская централизация системы "Нева", а в конце 70-х годов - еще более быстродействующая частотная циклическая диспетчерская централизация системы "Луч".

17. "Автодиспетчер" заменяет диспетчера

  Вам теперь должно быть ясно, какой высокой эффективностью обладают устройства диспетчерской централизации. Однако не забывайте, что железнодорожный транспорт непрерывно развивается, увеличивается число поездов, повышаются интенсивность и скорость движения. Это приводит к увеличению потока информации, поступающей к диспетчеру. Ему начинает не хватать времени на манипуляции с кнопками, для передачи команд управления.
  Диспетчер для принятия правильных мер по управлению движением должен непрерывно следить за движением поездов на табло, оценивать поездные ситуации и почти непрерывно производить манипуляции на пульте и передавать команды управления. При возросшем уровне движения только слежение за движением поездов по табло занимает у него не менее половины рабочего времени. За счет увеличения загрузки снижается оперативность, повышается утомляемость и это приводит к задержкам поездов и нарушению графика движения.
  Что же нужно сделать, чтобы облегчить работу диспетчера?
  Чтобы разгрузить диспетчера от однообразных действий, на ряде участков применяют устройства автоматической установки маршрутов самими движущимися поездами (АУМ). С помощью АУМ при приближении поезда к станции происходит автоматическая установка маршрута следования поезда по станции, и диспетчер освобождается от необходимости нажимать кнопки на манипуляторе и посылать сигналы ТУ.
  Однако АУМ работают без диспетчера ограниченное время и поэтому не решают всех задач по усовершенствованию управления движением поездов.
  Как же поступить, чтобы повысить качество регулирования при диспетчерской централизации?
  Для этого нужно применить автоматическую систему "человек - машина". Управляющая вычислительная машина позволяет осуществить систему, которую называют "автодиспетчер". Система "автодиспетчер" позволяет полностью или частично освободить диспетчера от манипуляций на пульте для посылки сигналов ТУ и от утомительного слежения за движением поездов по контрольной сигнализации на табло. "Автодиспетчер", работая в режиме советчика, наблюдает за поступающей информацией, накапливает эту информацию, составляет план-график движения на много часов вперед и периодически корректирует его в зависимости от поступающей информации о действительном движении поездов. Обеспечивая более высокое качество регулирования, "автодиспетчер" повышает участковые скорости грузовых поездов, осуществляет целесообразный выбор пунктов скрещения и обгона поездов. Обладая высоким быстродействием вычислений и большим объемом памяти, "автодиспетчер" позволяет регулировать движение поездов на участках протяженностью 600-1000 км.
  При "автодиспетчере" особое значение приобретает система информационного обеспечения диспетчера. Кроме светового табло, информация отображается на экранах видеотерминалов (дисплеев). Кроме поездного положения, на экране видеотерминала контролируются номера движущихся поездов, и эти номера перемещаются по мере движения поезда по участку.
  Устройства диспетчерской централизации и "автодиспетчер" относятся к категории самых современных систем телемеханики. Эти устройства строят на новейшей интегральной элементной базе с использованием электронно-вычислительных машин, микропроцессорных автоматов и видеотерминальных средств отображения информации.

  См. также:
→Г л а в а 1. От оптического телеграфа до микропроцессора.
→Г л а в а 2. От стрелочника до компьютера.
...
→Г л а в а 4. Фабрика сортировки и формирования поездов.
→Г л а в а 5. Техническое обслуживание автоматики.

  Источник: А.А.Казаков, Автоматика регулирует движение поездов. - М.: Транспорт, 1986. (Кем быть?)