Автоматическое управление поездами

Автоматическое управление поездами — предназначено для повышения точности выполнения графика движения поездов и использования пропускной способности железнодорожной линий и участков, снижения расхода электроэнергии (топлива) на тягу поездов, увеличения производительности труда локомотивных бригад, облегчения труда машиниста. Автоматическое управление поездами осуществляется системами автоведения поездов (САВП), являющимися составной частью автоматизированных систем управления движением поездов. Внедрение САВП повышает безопасность движения поездов. Машинист, освобождаясь от мн. функций непосредственная управления ведением поезда, может уделить больше внимания обеспечению безопасности движения. Кроме того, САВП, выдерживая точно график движения поездов, уменьшает вероятность сближения их на расстояние, меньшее принятого интервала движения.
В нашей стране и за рубежом имеется большое число систем автоведения различных типов; ведутся разработки САВП нового поколения на базе микропроцессорных технических средств. САВП классифицируют (см. рис.) по признакам, отражающим структуру, алгоритмы управления движением, функциональные возможности, аппаратурную реализацию.
По уровню централизации САВП делят на централизов. и автономные. Централизованная система автоведения поездов обладает большими возможностями по сравнению с автономной системой автоведения поезда, т. к. наличие информации о положении всех поездов, находящихся на линии, позволяет более гибко компенсировать различных возмущения. В то же время при централизованной системе необходимы капаны связи между всеми поездами, находящимися на линии, и центральным постом управления, т. е. усложняется её технических реализация. Выбор типа системы определяется условиями эксплуатации.
По типу поездов различают системы автоведения поездов метрополитенов (САВПМ), пригородных электропоездов (САВЭП), пассажирских (САВПП) и грузовых (САВГП) поездов. Тип поезда определяет принципы построения САВП, требования к тормозным устройствам, управлению временем хода. Пригородные электропоезда и поезда метрополитена имеют большое число остановок, к точности которых предъявляются высокие требования. В частности, для поездов метрополитена погрешность остановки не должна превышать ±0,45 м на станциях закрытого типа и ± 1 м на станциях с платформами открытого типа. Для пригородных поездов требуемая погрешность остановки поезда у платформы /&5 м. Поэтому для пригородных поездов И поездов метрополитена разрабатывают САВП с устройствами автоматического прицельного торможения. Пассажирские поезда, особенно скорые, идут без остановок в течение неск. часов, погрешность их остановки ±10 м. На скорых пасс, поездах реализуется автоматического снижение скорости до заданного уровня с последующим переходом на ручное управление. В современных САВПП также предусматриваются устройства автоматического прицельного торможения. САВГП не получили широкого распространения, т. к. грузовые локомотивы не имеют устройств автоматического пуска из-за значительных колебаний массы поезда (от порожних составов до тяжеловесных поездов), а вагоны оснащены только пневматич. тормозами, для автоматического управления которыми необходимы сложные регуляторы. С 1990 в нашей стране разрабатываются САВГП нового поколения.
По способу расчёта программ САВП делят на собственно программные и с расчётом программ в процессе движения поезда. САВП осуществляют управление по рассогласованию параметров заданного и фактической графиков движения. При этом используются программы — зависимости программного времени хода tn, программной скорости v„, позиции контроллера N„, режимов управления R„ от пути sK. Основной является зависимость t„ (sK), которая для САВП всех типов рассчитывается предварительно. Дополнит, программы используются для повышения качества управления. Число и вид дополнит, программ определяются принципом построения системы автоведения. При собственно программных САВП осн. и дополнит, программы движения рассчитываются предварительно как оптимальные по расходу электроэнергии (топлива) для заданного графикового времени хода и среднестатистической параметров поезда в стационарных условиях и записываются в память бортового устройства. Путь, по которому движется поезд, делится на контрольные участки, и параметры программ определяются для каждого участка. В САВП, рассчитывающей программы с помощью бортового устройства в процессе движения поезда, используется информация об отклонении действительного времени хода от программного. По числу программ, используемых для управления движением поезда, различают САВП одно-, двух- и трёхпрограммные, а в зависимости от места расположения программ — САВП с бортовыми программами (напр., программа прицельного торможения для магистральных дорог записывается в бортовых устройствах) и с напольными (информация об управлении частично или полностью может быть расположена на пути; передача сигналов на борт осуществляется с помощью индуктивных датчиков, рельсовых пепей и др.).
По аипаравурной реализации САВП делятся на два класса: САВП, выполненные на специализированного устройствах (такие системы строились в начале автоматизации управления движением поездов), и перспективные САВП, построенные на базе мини- и микроЭВМ.
По числу контуров управления различают одно- и двухконтурные САВП. В одноконтурных САВП регулятор времени хода выбирает позицию контроллерамашиниста (на локомотивах) или режим ведения (для электропоездов метрополитенов) в зависимости от рассогласования между фактической временем хода и программным. В двухконтурных системах дополнительно применяется регулятор скорости, уставку которого задаёт регулятор времени хода. Двухконтурные САВП более перспективны, т. к. позволяют унифицировать регулятор времени хода относительно типа локомотива, компенсировать возмущения на уровне регулятора скорости.

По степени автоматизации, зависящей от типа подвижного состава, степени оснащения его устройствами внутреннего автоматики (устройства автоматического пуска, исполнит, устройства, регуляторы скорости, противогазные и противобоксовочные устройства и др.), применяемых средств торможения, требований к качеству управления, САВП также могут быть различными. Существуют системы, в которых весь процесс управления поездом от пуска до полной остановки выполняется автоматически. Такие САВП имеются на метрополитене г. Лилля (Франция), где эксплуатируются поезда из двух вагонов, На ж. д., где поезда движутся с высокими скоростями и редкими остановками, не всегда автоматизируется процесс торможения до полной остановки, реализуются автоматического подтормаживание и выполнение допустимых скоростей. Т. е., степень автоматизации САВП определяется типом поезда и характером перевозок.