Ленинградский метрополитен: автоматизация движения поездов (1965)
Статья инженера Н.Севастьянова "Автоматизация движения поездов" из журнала "Метрострой" №7 за 1965 год:
* Технический эффект автоматики - это плавные разгон и торможение, точная остановка в заданном месте и синхронность следования поездов на трассе
* Поездам можно задавать оптимальные экономически выгодные режимы движения
* Система автоведения предусматривает управление поездом одним лицом, а оборот по тупикам концевых станций - вообще без обслуживающего персонала
С 1960 г. институт Гипротранссигналсвязь и Ленметропроект совместно с Ленметрополитеном и Ленметростроем начали заниматься вопросами автоматизации движения поездов на метрополитене. Необходимая точность остановки на станциях без боковых посадочных платформ (±30 см) потребовала разработки автоматизации процессов торможения поезда, открытия и закрытия дверей станций и вагонов. В основу разработки были положены принципы программного моделирования с размещением программы вне подвижного состава: вдоль пути и на центральном пункте. При этом учитывалась необходимость увязки действия находящихся в статике устройств станции и движущихся поездов.
В начале 1964 г. на опытном участке Московско-Петроградской линии "Технологический институт" - "Парк Победы" были организованы монтаж программ в тоннелях и установка напольного оборудования. С сентября 1964 г. по апрель 1965 г. на опытном участке длиной 5.5 км в эксплуатационных условиях испытывалась аппаратура системы автоматического ведения поездов. Ею были оснащены два состава, работавшие с пассажирами по действующему графику. Исследовалась работа аппаратуры центрального поста, станционных и перегонных шкафов, путевых программ и поездного оборудования. Проверялось взаимодействие всех устройств системы при ведении поезда по заданному графику. Испытания проводились в трёх направлениях: определение эксплуатационной надёжности системы; проверка её эксплуатационных характеристик и её регулировочной способности; измерение электрических параметров устройств в условиях постоянной работы.
В короткий срок на действующей трассе в тоннеле было установлено 2300 м путевых программ и 12 шкафов автоведения, проложено 15 км кабеля, смонтирован центральный пост управления со стативом реле и двумя программными машинками, на двух составах установлена поездная аппаратура. За период наладки и эксплуатационных испытаний два автоматизированных поезда осуществили 24 тыс. торможений, 19 тыс. открытий дверей и 24 тыс. включений двигателей. Поезда прошли с работающей аппаратурой автоведения по опытному участку более 25 тыс. км.
В результате испытаний получены следующий показатели:
* точность остановки поездов на четырёх открытых станциях составляла не более ±1.5 м;
* точность остановки на закрытой станции "Парк Победы" была 94.25% в пределах нормы, т.е. ±0.3 м, остальные 5.75% укладывались в пределах от +0.6 до -0.5 м. Проезд поездами места остановки на 0.3 м и недоезд на 0.2 м вызваны отсутствием возможности изменять тормозное усилие вентиля замещения №1 в зависимости от загрузки поезда;
* время занятия поездом станционного участка на станции "Парк Победы" в среднем на 4 с больше, чем на открытых станциях; увеличение времени торможения на станциях закрытого типа вызвано конструктивным исполнением тормозной программы, обеспечивающей большую точность остановки поезда;
* разброс в точности хода поездов по одному и тому же перегону не превышает ±5 с, что соответствует заданным условиям.
На двух перегонах программой был предусмотрен нагон опоздания. Здесь разброс в точности хода поездов уменьшился по сравнению с нерегулируемыми перегонами и составляет в среднем ±1 с. Опытные программы нагона опоздания не дали возможности полностью выявить регулировочную способность системы. Однако анализ общего времени хода поездов от станции "Технологический институт" до станции "Парк Победы" показывает, что система в целом регулирует скорость движения поездов, стараясь выправить график. Подтверждением этому служает данные, полученные в контрольный период испытаний. Если общее время опозданий по отправлению со станции "Технологический институт" составляло 536 с, то по прибытию на станцию "Парк Победы" оно было сокращено до 181 с. Со станции "Технологический институт" отправилось с опозданием 83 поезда, а на станцию "Парк Победы" пришло с опозданием 36.
Надёжность электронно-релейных устройств поездного оборудования, центрального поста и напольных шкафов автоведения, а также путевых программ достаточно высока и удовлетворяет требованиям эксплуатации.
Программно-моделирующая система автоматического ведения поездов обеспечивает пропускную способность, когда незначительно недоиспользована пропускная способность линии по автоблокировке. Безопасность движения обеспечивается тем, что поезд не может отправиться со станции или из тупика при запрещающих показаниях сигналов автоблокировки. За показаниями промежуточных сигналов следит машинист.
Аппаратура автоведения пока не обеспечивает ряд эксплуатационных требований. Точность остановки на станциях закрытого типа недостаточна для условий нормальной эксплуатации. Не обеспечивается полная безопасность пассажиров на станциях закрытого типа, так как при проезде места остановки головного вагона открываются станционные двери. Схема включения дверных блокировок вагона и их конструктивное исполнение не гарантируют от возможного отправления поезда со станции при открытых дверях. Недостаточна надёжность приёмных рамок, их кронштейнов, коаксильных кабелей в поездных аппаратах, тиратронных реле времени в станционных шкафах автоведения, двигателей программных машинок и их выходных реле. После внесения в схему и конструкцию аппаратуры ряда изменений, увеличивающих надёжность и безопасность движения поездов, система автоматического ведения будет внедрена на Московско-Петроградской линии.
Для точности выполнения графика движения и соблюдения экономически выгодных режимов ведения поездов в различные часы работы метрополитена ходовая программа будет обеспечивать три возможных режма нахождения тяговых двигателей под током (в часы пик, спада пассажиропотока и нагона опозданий). Время стоянки поездов на станциях по часам суток также будет различным. Продолжительность стоянки для каждого направления станции определяется опытным путём.
При остановке и отправлении поезда со станции машинист будет находиться в левой части кабины. Стекло двери кабины будет опускаться. Это даст возможность машинисту видеть весь состав в момент его отправления со станции. В левой части кабины устанавливаются три кнопки, которые позволят машинисту включить тяговые двигатели и остановить поезд ручным или автоматическим торможением, не пользуясь контроллером. Такой режим возможен при управлении поездом на перегоне и при отправлении его со станции в случае отказа в работе устройств автоведения.
Предусматривается также кнопка задержки отправления поезда. При нажатии этой кнопки машинист может задержать отправление поезда со станции и продолжить посадку и высадку пассажиров по своему усмотрению. Так как в перспективе система предполагает управление поездом одним лицом, в схему движения поезда заведены контакты реверсивного вала контроллера машиниста. Это исключит возможность отправления поезда со станции без машиниста, если он по каким-либо причинам покинет кабину вагона.
Уже найдено решение для увеличения точности остановки поездов на станциях закрытого типа. В дальнейшем точность остановки будет ещё больше увеличена в результате учёта в схеме торможения веса поезда. В целях повышения надёжности приёмных устройств вагона повышена механическая прочность кронштейнов и крепительных деталей. В настоящее время уже заменён кабель на двух действующих составах, связывающий приёмные устройства и поездную аппаратуру. В конструкции серийной аппаратуры будут учтены дополнительные замечания эксплуатационников, выявившиеся в период опытной эксплуатации.
Определён дальнейший план автоматизации движения поездов на Московско-Петроградской линии. В первую очередь намечаются строительно-монтажные работы по установке программ на участке "Технологический институт" - "Петроградская" по II пути, а затем продолжение строительства по I пути. Оснащение участка программными устройствами и монтаж аппаратуры автоведения на 22 поездах и центральном посту должны быть закончены в текущем году. Внедрение системы автоматического ведения поездов на всей линии позволит снизить эксплуатационные расходы и повысить производительность труда в результате сокращения численности состава локомотивной бригады и снижения расхода электроэнергии, так как система позволяет реализовать более оптимальные режимы движения поездов. Затраты на капитальные вложения по автоматизации движения поездов на всей Московско-Петроградской линии окупятся ориентировочно за 3-3.5 года.
* Технический эффект автоматики - это плавные разгон и торможение, точная остановка в заданном месте и синхронность следования поездов на трассе
* Поездам можно задавать оптимальные экономически выгодные режимы движения
* Система автоведения предусматривает управление поездом одним лицом, а оборот по тупикам концевых станций - вообще без обслуживающего персонала
С 1960 г. институт Гипротранссигналсвязь и Ленметропроект совместно с Ленметрополитеном и Ленметростроем начали заниматься вопросами автоматизации движения поездов на метрополитене. Необходимая точность остановки на станциях без боковых посадочных платформ (±30 см) потребовала разработки автоматизации процессов торможения поезда, открытия и закрытия дверей станций и вагонов. В основу разработки были положены принципы программного моделирования с размещением программы вне подвижного состава: вдоль пути и на центральном пункте. При этом учитывалась необходимость увязки действия находящихся в статике устройств станции и движущихся поездов.
В начале 1964 г. на опытном участке Московско-Петроградской линии "Технологический институт" - "Парк Победы" были организованы монтаж программ в тоннелях и установка напольного оборудования. С сентября 1964 г. по апрель 1965 г. на опытном участке длиной 5.5 км в эксплуатационных условиях испытывалась аппаратура системы автоматического ведения поездов. Ею были оснащены два состава, работавшие с пассажирами по действующему графику. Исследовалась работа аппаратуры центрального поста, станционных и перегонных шкафов, путевых программ и поездного оборудования. Проверялось взаимодействие всех устройств системы при ведении поезда по заданному графику. Испытания проводились в трёх направлениях: определение эксплуатационной надёжности системы; проверка её эксплуатационных характеристик и её регулировочной способности; измерение электрических параметров устройств в условиях постоянной работы.
В короткий срок на действующей трассе в тоннеле было установлено 2300 м путевых программ и 12 шкафов автоведения, проложено 15 км кабеля, смонтирован центральный пост управления со стативом реле и двумя программными машинками, на двух составах установлена поездная аппаратура. За период наладки и эксплуатационных испытаний два автоматизированных поезда осуществили 24 тыс. торможений, 19 тыс. открытий дверей и 24 тыс. включений двигателей. Поезда прошли с работающей аппаратурой автоведения по опытному участку более 25 тыс. км.
В результате испытаний получены следующий показатели:
* точность остановки поездов на четырёх открытых станциях составляла не более ±1.5 м;
* точность остановки на закрытой станции "Парк Победы" была 94.25% в пределах нормы, т.е. ±0.3 м, остальные 5.75% укладывались в пределах от +0.6 до -0.5 м. Проезд поездами места остановки на 0.3 м и недоезд на 0.2 м вызваны отсутствием возможности изменять тормозное усилие вентиля замещения №1 в зависимости от загрузки поезда;
* время занятия поездом станционного участка на станции "Парк Победы" в среднем на 4 с больше, чем на открытых станциях; увеличение времени торможения на станциях закрытого типа вызвано конструктивным исполнением тормозной программы, обеспечивающей большую точность остановки поезда;
* разброс в точности хода поездов по одному и тому же перегону не превышает ±5 с, что соответствует заданным условиям.
На двух перегонах программой был предусмотрен нагон опоздания. Здесь разброс в точности хода поездов уменьшился по сравнению с нерегулируемыми перегонами и составляет в среднем ±1 с. Опытные программы нагона опоздания не дали возможности полностью выявить регулировочную способность системы. Однако анализ общего времени хода поездов от станции "Технологический институт" до станции "Парк Победы" показывает, что система в целом регулирует скорость движения поездов, стараясь выправить график. Подтверждением этому служает данные, полученные в контрольный период испытаний. Если общее время опозданий по отправлению со станции "Технологический институт" составляло 536 с, то по прибытию на станцию "Парк Победы" оно было сокращено до 181 с. Со станции "Технологический институт" отправилось с опозданием 83 поезда, а на станцию "Парк Победы" пришло с опозданием 36.
Надёжность электронно-релейных устройств поездного оборудования, центрального поста и напольных шкафов автоведения, а также путевых программ достаточно высока и удовлетворяет требованиям эксплуатации.
Программно-моделирующая система автоматического ведения поездов обеспечивает пропускную способность, когда незначительно недоиспользована пропускная способность линии по автоблокировке. Безопасность движения обеспечивается тем, что поезд не может отправиться со станции или из тупика при запрещающих показаниях сигналов автоблокировки. За показаниями промежуточных сигналов следит машинист.
Аппаратура автоведения пока не обеспечивает ряд эксплуатационных требований. Точность остановки на станциях закрытого типа недостаточна для условий нормальной эксплуатации. Не обеспечивается полная безопасность пассажиров на станциях закрытого типа, так как при проезде места остановки головного вагона открываются станционные двери. Схема включения дверных блокировок вагона и их конструктивное исполнение не гарантируют от возможного отправления поезда со станции при открытых дверях. Недостаточна надёжность приёмных рамок, их кронштейнов, коаксильных кабелей в поездных аппаратах, тиратронных реле времени в станционных шкафах автоведения, двигателей программных машинок и их выходных реле. После внесения в схему и конструкцию аппаратуры ряда изменений, увеличивающих надёжность и безопасность движения поездов, система автоматического ведения будет внедрена на Московско-Петроградской линии.
Для точности выполнения графика движения и соблюдения экономически выгодных режимов ведения поездов в различные часы работы метрополитена ходовая программа будет обеспечивать три возможных режма нахождения тяговых двигателей под током (в часы пик, спада пассажиропотока и нагона опозданий). Время стоянки поездов на станциях по часам суток также будет различным. Продолжительность стоянки для каждого направления станции определяется опытным путём.
При остановке и отправлении поезда со станции машинист будет находиться в левой части кабины. Стекло двери кабины будет опускаться. Это даст возможность машинисту видеть весь состав в момент его отправления со станции. В левой части кабины устанавливаются три кнопки, которые позволят машинисту включить тяговые двигатели и остановить поезд ручным или автоматическим торможением, не пользуясь контроллером. Такой режим возможен при управлении поездом на перегоне и при отправлении его со станции в случае отказа в работе устройств автоведения.
Предусматривается также кнопка задержки отправления поезда. При нажатии этой кнопки машинист может задержать отправление поезда со станции и продолжить посадку и высадку пассажиров по своему усмотрению. Так как в перспективе система предполагает управление поездом одним лицом, в схему движения поезда заведены контакты реверсивного вала контроллера машиниста. Это исключит возможность отправления поезда со станции без машиниста, если он по каким-либо причинам покинет кабину вагона.
Уже найдено решение для увеличения точности остановки поездов на станциях закрытого типа. В дальнейшем точность остановки будет ещё больше увеличена в результате учёта в схеме торможения веса поезда. В целях повышения надёжности приёмных устройств вагона повышена механическая прочность кронштейнов и крепительных деталей. В настоящее время уже заменён кабель на двух действующих составах, связывающий приёмные устройства и поездную аппаратуру. В конструкции серийной аппаратуры будут учтены дополнительные замечания эксплуатационников, выявившиеся в период опытной эксплуатации.
Определён дальнейший план автоматизации движения поездов на Московско-Петроградской линии. В первую очередь намечаются строительно-монтажные работы по установке программ на участке "Технологический институт" - "Петроградская" по II пути, а затем продолжение строительства по I пути. Оснащение участка программными устройствами и монтаж аппаратуры автоведения на 22 поездах и центральном посту должны быть закончены в текущем году. Внедрение системы автоматического ведения поездов на всей линии позволит снизить эксплуатационные расходы и повысить производительность труда в результате сокращения численности состава локомотивной бригады и снижения расхода электроэнергии, так как система позволяет реализовать более оптимальные режимы движения поездов. Затраты на капитальные вложения по автоматизации движения поездов на всей Московско-Петроградской линии окупятся ориентировочно за 3-3.5 года.