Расширение возможностей железнодорожной сигнализации посредством передовых систем счета осей

Поделись сейчас!

В железнодорожных системах используются разные технологии, обеспечивающие бесперебойную, безопасную и эффективную эксплуатацию железнодорожного транспорта. Важное место среди них занимают системы счета осей и системы с рельсовыми цепями. Хотя обе технологии имеют общее основное назначение — контроль и обнаружение перемещений железнодорожного подвижного состава, операторы по всему миру отдают предпочтение счетчикам осей. Это объясняется преимущественно рядом разных функций и преимуществ данной технологии, в частности высокой степенью надежности, эксплуатационной готовности и безопасности, что выгодно отличает ее от систем с рельсовыми цепями.

Рельсовые цепи: традиционный метод контроля свободности участков пути

Технология рельсовых цепей на протяжении десятилетий стояла во главе угла систем железнодорожной сигнализации благодаря принципу простоты эксплуатации. В основе этого принципа лежит использование железнодорожных линий для образования электрической цепи. В типичной установке ток низкого напряжения посылается по одному рельсу и принимается по другому, при этом изолирующий стык или стыковой зазор разделяет отдельные участки пути. Эти участки подключены к источнику питания на одном конце и к контрольному реле или приемнику на другом. Источник питания непрерывно посылает ток низкого напряжения по одному рельсу, этот ток возвращается по другому рельсу в приемник, тем самым замыкая цепь.

Если на конкретном участке пути отсутствуют средства подвижного состава, ток непрерывно течет по рельсам к приемнику, что, в свою очередь, сигнализирует о свободности данного участка пути. Однако если на участок заезжает средство подвижного состава, его оси, изготовленные из токопроводящего металла, замыкают стыковой зазор между двумя рельсами, что вызывает короткое замыкание, или шунтирование. В результате короткого замыкания ток течет по осям подвижного состава вместо того, чтобы течь по всей длине рельса обратно в приемник. Измененное направление тока вызывает обесточивание реле на конце цепи, что сигнализирует о занятости конкретного участка пути.

Системы счета осей и их внедрение по всему миру

Счетчики осей используются для самых разных задач железнодорожной сигнализации, особенно там, где требуются надежные системы контроля свободности участков пути с высокой эксплуатационной готовностью. Благодаря общей эффективности и высокой степени эксплуатационной готовности и надежности технология счета осей стала ключевым элементом современных систем железнодорожной сигнализации. В отличие от рельсовых цепей, в основе технологии счета осей лежит применение индуктивных датчиков, которые регистрируют прохождение колес подвижного состава через определенный пункт на пути. Каждый раз, когда колесо средства подвижного состава проследует через датчик, генерируется сигнал, который затем направляется на модуль обработки информации.

Как становится понятно из названия, система счета осей основана на принципе подсчета осей средства подвижного состава, въезжающего на участок пути. Если ось средства подвижного состава проследует через счетный пункт, система счета осей увеличивает показание счетчика соответствующего участка пути на одну ось. Если ось средства подвижного состава проследует через счетный пункт в направлении выезда с участка пути, система уменьшает показание счетчика соответствующего участка пути на одну ось — эта процедура выполняется в оба направления. Если число въехавших и выехавших осей совпало, участок пути свободен. Однако если число въехавших осей превышает число выехавших осей, участок пути обозначается как «занятый». Если в результате подсчета получилось отрицательное число осей или возникла ошибка, система распознает это как неисправное состояние. В таких случаях система по умолчанию переходит в безопасное состояние, обозначая соответствующий участок пути как «занятый», пока ошибка не будет устранена.

Одним из основных преимуществ счетчиков осей перед рельсовыми цепями являются их расширенные функциональные возможности, которые обеспечивают оператору данные в значительно большем объеме, нежели стандартный набор для контроля свободности участков пути. В эти данные входит информация, например, о направлении движения, количестве осей, скорости и диагностические данные. Благодаря общей эффективности и расширенному функционалу современные решения для счета осей являются важной частью систем сигнализации и железнодорожной инфраструктуры по всему миру.

Frauscher Advanced Counter FAdC® как ультрасовременная система счета осей

Варианты применения и интерфейсы FAdC®

Frauscher Advanced Counter FAdC® — это разработанная Frauscher Sensor Technology система счета осей, снискавшая широкую известность в железнодорожной отрасли. С самого своего создания FAdC® стала применяться в многочисленных проектах по всему миру благодаря огромным преимуществам, которые она предоставляет операторам. FAdC® служит прекрасным базовым решением для реагирования на потребности заказчиков и специфические требования рынка, при этом оно удовлетворяет самым строгим стандартам безопасности, предусмотренным уровнем полноты безопасности SIL 4. Это, в свою очередь, делает ее идеальной технологией для выполнения задач, связанных с обеспечением безопасности, в том числе для ограждения железнодорожных переездов и контроля свободности участков пути. Кроме того, тот факт, что электроника не используется в путевых распределительных коробках означает, что электронные компоненты не подвергаются прямому воздействию окружающей среды, а это снижает потребность в техобслуживании и сложность самой системы, обеспечивая экономию.

Интегрировать FAdC® в вышестоящие системы тоже не составит труда — все благодаря гибкой архитектуре с большим выбором вариантов интерфейсов, что гарантирует беспрепятственное внедрение решения в существующие системы. Что касается интерфейсов, то для FAdC® на выбор предлагаются три варианта: релейный интерфейс, интерфейс с оптронной развязкой и интерфейс Ethernet. Для FAdC® предлагается релейный интерфейс с модулем IO-EXB, благодаря которому информацию о двух участках пути можно безопасно выводить через IO-EXB и передавать в вышестоящую систему, например, в систему централизации на базе реле. Но что важнее, FAdC® имеет коммуникационный модуль, благодаря которому также доступен самый современный интерфейс Ethernet, поддерживающий множество безотказных протоколов, например, Frauscher Safe Ethernet, протоколы, разработанные по спецификации заказчиков, а также EULYNX. С внедрением EULYNX решение FAdC® обеспечивает беспрепятственное стандартизированное сопряжение с системами сигнализации.

Широкие возможности конфигурирования

Гибкость и масштабируемость FAdC® позволяют адаптировать систему с учетом специфических требований конкретного проекта для обеспечения его наиболее эффективной и экономичной реализации. Сюда также относится возможность создания полностью децентрализованной архитектуры. Особого внимания заслуживает масштабируемость FAdC®, которая обеспечивает ряд технических и экономических преимуществ в виде упрощения системы и снижения расходов на пусконаладочные работы и техобслуживание.

Децентрализованная архитектура в железнодорожной отрасли в значительной степени увеличивает надежность системы и степень ее масштабируемости. В отличие от централизованных систем, где отказ одного компонента дестабилизирует всю систему, децентрализованная архитектура обеспечивает распределение функций сигнализации по многим взаимосвязанным узлам. Такая модель позволяет железнодорожной сети обеспечивать функционирование системы, даже если в одной ее части возникают проблемы, что увеличивает ее общую надежность и сокращает время простоя. В любом месте, где используется FAdC®, можно добавлять столько счетных пунктов, сколько требуется. Децентрализованные места установки FAdC® можно впоследствии соединить между собой посредством телекоммуникационной сети, например, волоконно-оптической технологии, так же как и соединить их с централизованным местом установки. Такая конфигурация зачастую является весьма выгодной для оператора с точки зрения упрощенной архитектуры сети, уменьшенного количества кабелей и снижения расходов на проект.

Высокотехнологичные функции

Несмотря на факт, что система FAdC® обладает непревзойденными надежностью и эксплуатационной готовностью, она была дополнена несколькими инновационными функциями для обеспечения еще лучшей работы.

Одной из таких инновационных функций является управление счетным пунктом Counting Head Control CHC с гибко перестраиваемой конфигурацией для адаптирования под требования любого проекта. Основная задача CHC — это предотвращение ошибок счета и сообщений о сбоях, вызванных влиянием внешних факторов. В число таких факторов, среди прочего, входят дорожное движение, металлические объекты или мусор на поверхности пути — все это способно вызвать ошибку в подсчете.

Благодаря CHC счетные пункты можно переключить в режим ожидания в тех случаях, когда смежные участки пути свободны, чтобы избежать помех, которые могут привести к ошибкам. Более того, число подавляемых помех или ложных обнаружений в пределах системы можно свободно настраивать, а значит, участок пути будет переключен в состояние «занято» только по достижении заданного порога помех. Как только приближающееся средство подвижного состава въезжает на один из двух смежных участков пути, подавление мгновенно деактивируется и обеспечивается обычный отказоустойчивый контроль свободности участков пути в соответствии с требованиями SIL 4.

Система FAdC® может быть дополнена еще одной особой функцией, а именно функцией контролирующего участка пути Supervisor Track Section, или STS, которая предназначена для повышения эксплуатационной готовности железных дорог. STS представляет собой автоматизированный процесс устранения сбоев, то есть при возникновении ошибки на пути система способна автоматически вернуться в исходное состояние без времязатратного вмешательства со стороны операторов.

Принцип действия STS основан на перекрытии отдельных участков пути контролирующим участком. Если на конкретном участке пути имеет место ошибка, но соответствующий контролирующий участок свободен, система автоматически выполнит приведение в исходное состояние. Аналогичным образом приведение в исходное состояние для контролирующего участка с ошибкой выполняется, если соответствующие участки пути, перекрытые STS, свободны.

Схема, в которой счетные пункты на участках пути перекрываются контролирующими участками, имеет гибко перестраиваемую конфигурацию и зависит от специфических требований, налагаемых конкретным проектом. STS отвечает всем требованиям SIL 4 и может использоваться в железнодорожных системах для решения самых разных задач, в частности контроля свободности участков пути. Таким образом, STS обеспечивает дополнительную эксплуатационную готовность при обеспечении высочайшего уровня безопасности.

Эти два примера дают лишь общее представление о наборе инновационных и высокоэффективных функций, которые позволяют интеграторам и операторам упрощать свои системы и процессы эксплуатации.
Поскольку FAdC® является ключевым элементом систем счета осей Frauscher заказчики только выиграют от непрерывных усовершенствований и новых разработок при коротком цикле инновационного проекта.