Железнодорожный переездный комплекс (ЖДПК) – это технологический комплекс, включающий железнодорожный переезд (место пересечения в одном уровне железной и автомобильной дорог), технические средства ограждения и сигнализации (как для автомобильного, так и железнодорожного транспорта), системы контроля и диагностики, существующую инфраструктуру железнодорожной линии (контактную сеть, рельсовые цепи и рельсовый путь) и автомобильной дороги (дорожное и резинокордовое покрытия, дорожные знаки, разметка). ЖДПК служит для обеспечения безопасного движения железнодорожного подвижного состава и автомобильного транспорта, сохранности перевозимых грузов, пассажиров и здоровья людей в зоне железнодорожного переезда.
Несмотря на общее снижение количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в Российской Федерации (с 2009 по 2020 г. снижение на 28,8 %) количество ДТП на переездах остается на одном уровне (с 2009 по 2020 рост на 1 %) [1]. Поэтому задача повышения эффективности и безопасности эксплуатации ЖДПК требует новых подходов. Также следует отметить, что большая часть ДТП (58,8 % на 2020 г.) приходится на неохраняемые нерегулируемые железнодорожные переезды (четвертая категория).
Материалы и методы исследования
В работе использован метод описания информационного взаимодействия элементов инфраструктуры железнодорожного переездного комплекса и участников движения. Материалом работы послужили данные о ДТП на железнодорожных переездах Западно-Сибирской железной дороги с 2015 по 2020 г.
Результаты исследования и их обсуждение
На первом этапе для определения причин ДТП на ЖДПК необходимо построить схему ЖДПК и рассмотреть имеющиеся подсистемы и их связи. ЖДПК включает множество различных технических средств, обеспечивающих безопасное движение по переезду. Рассмотрим ЖДПК с максимальным техническим оснащением. Он будет включать следующие элементы: автоматическую переездную сигнализацию с автошлагбаумом (АПС АШ), устройство заграждения переезда (УЗП) с датчиками контроля занятости (КЗ), переездный светофор, устройства звукового оповещения, противотаранные устройства, дорожные знаки, дорожную разметку, систему видеонаблюдения, релейный шкаф, батарейный шкаф, рельсовую цепь, рельсовый путь, автомобильную дорогу, резинокордовое покрытие, заградительный светофор, автоматическую локомотивную сигнализацию, аппаратуру диспетчерского контроля (ДК), переездный пост, контактную сеть [2]. На рис. 1 представлены связи между отдельными элементами ЖДПК. Выделены информационные и механические связи, передача команд управления и линии электропитания.
Рис. 1. Модель связи устройств на ЖДПК
Рис. 2. Модель связи устройств на неохраняемом нерегулируемом ЖДПК
Из модели связи устройств на ЖДПК видно, что основная информация о большинстве устройств может быть получена через систему видеонаблюдения. Имеющиеся на сегодняшний день системы видеонаблюдения позволяют контролировать небольшое число объектов ЖДПК. Так система «Кордон» позволяет контролировать зону конфликта и показание переездного светофора [3]. Расширение области обзора видеокамер позволит контролировать состояние всех объектов ЖДПК и повысит эффективность его работы.
Основным местом концентрации ДТП являются железнодорожные переезды четвертой категории, поэтому рассмотрим отдельно модель связи устройств для неохраняемого нерегулируемого переезда (рис. 2).
Количество элементов ЖДПК для неохраняемых нерегулируемых переездов сокращается. Водитель автотранспорта получает информацию о приближении зоны переезда только с помощью разметки и дорожных знаков, а машинист остается без информации о текущей ситуации на переезде и может рассчитывать только на свое зрение. В случае неблагоприятных атмосферных явлений видимость для машиниста и водителя автомобиля резко ухудшается. Поэтому для повышения эффективности работы неохраняемых нерегулируемых переездных комплексов необходимо дополнить такие ЖДПК дополнительными средствами сигнализации для водителя автотранспорта и информирования для машиниста поезда. Для автомобильной дороги можно использовать автономный желтый мигающий сигнал, хорошо себя зарекомендовавший для повышения безопасности на пешеходных переходах [4]. Машинист может получать информацию о нештатной ситуации на переезде с помощью линии автоматической локомотивной сигнализации [5].
Важной проблемой эксплуатации ЖДПК являются неудовлетворительный уровень контроля технического состояния отдельных устройств и систем комплекса. Отсутствие полного обмена информацией не позволяет участникам движения формировать точную оценку ситуации на переезде. Существует концепция полносвязного непрерывного мониторинга объектов инфраструктуры, объединенных в одну сеть [6]. Данный способ может представляться в виде развернутого графа информационных связей элементов инфраструктуры переезда и участников движения (рис. 3).
Рис. 3. Развернутый информационный граф ЖДПК
На рисунке показаны следующие вершины: V1 – железнодорожный транспорт; V2 – автоматическая переездная сигнализация; V3 – рельсовая цепь; V4 – рельсовый путь; V5 – электрическая контактная сеть; V6 – резинокордовое покрытие; V7 – автодорога; V8 – автомобильный транспорт. Реализация данного способа с использованием информационных технологий позволит интегрировать ЖДПК в «цифровую железную дорогу» [7].
Недостатком представленного графа является отсутствие некоторых объектов ЖДПК (УЗП, противотаран, видеонаблюдение и т.д.). Также на графе представлены избыточные информационные связи, например связь между резинокордовым покрытием и остальными вершинами (тот факт, что резинокордовое покрытие будет получать информацию о состоянии контактной сети, никак не повлияет на работу ЖДПК). Кроме этого, представленная модель не учитывает роль дежурного по переезду и поездного диспетчера. Изменим граф информационных связей ЖДПК, дополнив его новыми элементами и оставив только актуальные информационные связи (рис. 4).
Представленная модель позволяет осуществлять мониторинг устройств ЖДПК с резервированием основных информационных каналов, отслеживать нештатные ситуации на переезде и передавать эту информацию машинисту, водителю автотранспорта и поездному диспетчеру. Использование видеонаблюдения для комплексного определения параметров инфраструктуры позволяет значительно уменьшить количество информационных связей между вершинами графа и сократить финансовые затраты на реализацию этих связей.
Рис. 4. Информационный граф ЖДПК с видеонаблюдением
Информационный граф дополнен следующими вершинами: V9 – устройство заграждения переезда; V10 – противотаранное устройство; V11 – дежурный по станции (поездной диспетчер); V12 – видеонаблюдение. Если рассматривать информационный граф неохраняемого нерегулируемого ЖДПК (рис. 5), то на нем будет отсутствовать автоматическая переездная сигнализация (V2) ключевая вершина, реализующая функцию информирования водителя автотранспорта о занятости переезда. Также вместо резинокордового покрытия (V6) будет обычное асфальтовое покрытие.
Для повышения эффективности эксплуатации неохраняемого нерегулируемого ЖДПК предлагается оснастить его системой контроля нештатных ситуаций на основе АЛСН (V13) и устройствами дополнительной сигнализации (V14). В качестве устройств дополнительной сигнализации могут использоваться лазерная стена [8] или желтый мигающий светофор, питающийся от аккумулятора и солнечной батареи [4]. Внедрение таких простых и экономичных технических решений позволит организовать дополнительные информационные связи для автоводителя и машиниста локомотива.
Рис. 5. Информационный граф для неохраняемого нерегулируемого ЖДПК
Заключение
Использование видеонаблюдения, системы контроля нештатных ситуаций и устройств дополнительной сигнализации позволит при небольших финансовых затратах значительно усовершенствовать учет параметров объектов железнодорожной инфраструктуры и повысить эффективности эксплуатации ЖДПК.
Библиографическая ссылка
Ахмедзянов Г.Г., Дремин В.В., Литвинов А.В. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПЕРЕЕЗДНОГО КОМПЛЕКСА // Современные наукоемкие технологии. – 2022. – № 1. – С. 9-13;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=39002 (дата обращения: 19.04.2024).