Совершенствование сортировочной работы станции Караганда-Сортировочная путем внедрения новой горочной автоматизированной централизации

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

2.Анализ работы станции Караганда-Сортировочная

2.1 Технико-эксплуатационные показатели станции

3. Совершенствование эксплуатационной работы за счет внедрения системы ГАЦ МН

3.1 Горочная автоматизированная централизация

3.2 Система микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН)

3.3 Контроллер вершины горки КВГ

3.4 Комплексирование защиты стрелок от несанкционированного перевода

3.5 Фотоэлектрические датчики

3.6 Показатели работы горки

3.6.1 Технология работы сортировочной станции

3.6.2 Показатели работы сортировочной горки

4. Расчет экономической эффективности

4.1 Показатели экономической эффективности внедрения новой техники

4.2 Расчет экономической эффективности внедряемой системы ГАЦ-МН

5. Охрана труда

5.1 Анализ условий труда на станций

5.2 Мероприятие на улучшение условий труда

5.3 Требования к освещению помещений и рабочих мест

5.4 Требования к помещениям для эксплуатации ПЭВМ

5.5 Расчет освещения рабочего места

5.6 Меры пожарной безопасности

6. Промышленная экология

Заключение

Список использованных источников

Введение

Железнодорожный транспорт обеспечивает перемещение народнохозяйственных грузов и перевозки многомиллионного населения страны. В отличии от других видов транспорта перевозки пассажиров и грузов на железных дорогах совершаются в любое время года и суток независимо от климатических и погодных условий. Обладая наибольшей провозной способностью он оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и обеспечивает экономические связи областей и районов Республики Казахстан. Для своевременного качественного и полного удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышения экономической эффективности его работы необходимо обеспечить согласованное развитие единой транспортной системы страны, ее взаимодействие с другими отраслями народного хозяйства, совершенствовать координацию работы всех видов транспорта, устранять не рациональные перевозки, сокращать сроки доставки грузов и обеспечивать их сохранность.

Сортировочные станции предназначены для массового расформирования и формирования поездов.

К их функциям относятся:

·   пропуск транзитного вагонопотока, поступающего в поездах без переработки;

·   пропуск транзитного поездопотока с частичной переработкой (изменением массы, длины поездов, заменой групп вагонов групповых поездов);

·   пропуск транзитного перерабатываемого вагонопотока;

·   переработка местного вагонопотока, поступающего после расформирования поездов на специальные пути для местных вагонов.

Для всех четырех видов пропускаемого через сортировочные станции поездопотока по прибытию поездов осуществляется контроль технического и коммерческого состояния прибывающих вагонов, их ремонт и далее повторный контроль этого состояния накануне отправления в рейс с гарантией того, что вагоны пройдут вагонное плечо без отцепки. Поэтому на сортировочных станциях сосредоточены крупная ремонтная база вагонов - вагонное депо, а также пункты их технического обслуживания в парках станции. Здесь сосредотачивается также крупная ремонтная база локомотивов - основные и оборотные депо, ПТО локомотивов и устройства экипировки.

Задача техника - эксплуатационника - выявление и использование в своей практической деятельности резервов железнодорожного транспорта, дальнейшее совершенствование технологий эксплуатационной работы, изучение и распространение на всех участках передовых методов труда. Работа техника - эксплуатационника почетна и ответственна, она требует глубокого знания всех отраслей железнодорожного хозяйства, инициативы и высокого сознания долга перед Республикой Казахстан и его народом. В этой связи и в соответствии с выданным кафедрой заданием выполнена дипломная работа на вопросы разработки технологического процесса станции Караганда, которая является наиболее актуальна на современном этапе, позволяющей повысить эффективность перевозок в центральных, и наиболее грузонапряженных участках железных дорог республики.

Цель данной дипломной работы - совершенствование сортировочной работы станции Караганда путем внедрения новой горочной автоматизированной централизации.

Объект работы - станция Караганда

Задачи, необходимые для достижения поставленной цели:

·   проанализировать технико-эксплуатационную характеристику работы станции;

·   рассчитать технологию и оптимальную мощность устройств элементов станции по заданным размерам работы;

станция сортировочная централизация горочная

рассчитать экономическую эффективность внедряемой системы ГАЦ-МН

1. Теоретическая часть

Для централизованного управления стрелками распределительной зоны подгорочного парка при роспуске составов с горки пользуются горочной электрической централизацией (ГАЦ). Распределение вагонов по путям подгорочного парка, сопровождаемое переводом стрелок, происходит во время движения отцепов по спускной части горки.

В горочной централизации стрелки в маршрутах не запираются, чем обеспечивается быстрое управление стрелками, необходимое при сортировке вагонов. Автоматическая горочная централизация позволяет переводить стрелки самими устройствами в соответствии с заранее заданным маршрутом следования отцепа. Маршруты задаются оператором поочередным в порядке следования отцепов нажатием соответствующих маршрутных кнопок или считыванием с перфоленты или карты и фиксируются устройствами, которые могут работать при автоматическом переводе стрелок в маршрутном или программном режиме. При работе в маршрутном режиме оператор задает маршрут каждому отцепу нажатием соответствующей его маршруту кнопки в момент прохода им головы горки. При программном режиме оператор нажатием маршрутных кнопок предварительно набирает определенное число маршрутов, которые затем автоматически исполняются переводом стрелок впереди каждого отцепа по мере его движения при скатывании. На крупных станциях поезда расформировывают и формируют на сортировочных горках. Состав надвигают на горку, откуда отдельные вагоны или группы вагонов (отцепы) скатываются на подгорочные пути, специализированные по назначениям вагонов. Управление централизованными стрелками, сигналами и замедлителями для торможения вагонов ведуг с одного горочного поста

Для расформирования составов и повышения перерабатывающей способности сортировочные горки оснащены комплексом автоматически устройств, в состав которых входит горочная автоматическая централизация (ГАЦ), обеспечивающая автоматический перевод стрелок для каждого отцепа, скатывающегося с горки по заданному маршруту на подгорочный путь. Устройства ГАЦ состоят из стрелочных электроприводов, электрических рельсовых цепей и другого оборудования.

Система ГАЦ может работать в двух режимах:

программном автоматическом, при котором до роспуска состава с горки с помощью накопителя производится предварительный набор маршрутов на все отцепы состава поезда. Корректировка или добор маршрутов возможны в процессе роспуска состава. Маршруты набирает оператор нажатием соответствующих кнопок на горочном пульте или они передаются из вычислительного центра. Эти приказы воспринимает наборная группа блоков и накопитель, откуда передаются в стрелочные блоки для исполнения. Стрелки, входящие в данный маршрут, переводятся последовательно по мере воздействия скатывающихся отцепов на рельсовые цепи, педали и другую аппаратуру На ряде сортировочных горок набор программы роспуска составов, в которой устанавливается на какой подгорочный путь должен следовать каждый очередной отцеп, производится по натурному листу поезда с помощью дисплея. Набранная программа высвечивается на экране, что лозволя-ет оператору контролировать правильность набора и при необходимости корректировать программу. В процессе роспуска команды на установку стрелочного маршрута для каждого отцепа с дисплея вводятся в ГДЦ для исполнения,

маршрутном, при котором маршруты задают для каждого очередного отцепа непосредственно перед его скатыванием с горки нажатием кнопки, соответствующей номеру подгорочного пути. Выполняется маршрут автоматически от воздействия вагона. В случае неисправности ГАЦ каждую стрелку по пути следования отцепа оператор горки устанавливает в нужное положение индивидуально путем поворота рукоятки стрелочного коммутатора.

Следует отметить, что комплексная система автоматизации процесса расформирования составов на сортировочных горках включает в себя, кроме ГАЦ, также устройства автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС), горочных программно-задающих устройств (ГПЗУ), оперативно-запоминающих устройств (ГОЗУ) для ввода информации в ГАЦ, телеуправления горочным локомотивом (ТТЛ), автоматического задания скорости роспуска составов (АЗСР), автоматического контроля заполнения путей подгорочного парка (КЗП) Ведутся разработки по совершенствованию

систем автоматизации сортировочных процессов с использованием ЭВМ, микропроцессоров и других новейших средств.

Устройства горочной автоматической централизации ГАЦ предназначены для автоматического перевода стрелок по маршрутам скатывания отцепов на сортировочных горках. Особенностью устройств ГАЦ является то, что в них при открытии горочных светофоров не проверяются положение и свободность стрелок, а показания сигналов несут информацию о скорости роспуска состава. Показание горочного светофора выбирает дежурный по горке, а при системе АЗСР - автоматически.

Нормально разомкнутые рельсовые цепи исключают перевод стрелок под отцепом в устройствах ГАЦ. Основным требованием, которому отвечают рельсовые цепи этого типа, является надежная и быстрая фиксация их занятости, так как время свободного состояния стрелки при роспуске состава ограничено. Небольшая длина и питание горочных рельсовых цепей переменным током частотой 250 Гц гарантируют их устойчивую работу при сопротивлении изоляции рельсов не менее Ом и нормативном сопротивлении поездного шунта, Ом. При импульсном путевом реле время фиксации занятости стрелки не более, с, а время фиксации ее свободности не более, с. Для контроля питающего напряжения в аппаратуре рельсовых цепей предусматривают реле контроля напряжения для каждой группы из - стрелок.

Стрелочные рельсовые цепи сортировочных горок дополнительно оборудуют путевыми педалями типа ПБМ - или фотоэлектронными датчиками свободности стрелки. которые исключают последствия потери поездного шунта. Датчики содержат осветитель и фотоприемник, расположенные таким образом, чтобы луч осветителя по пути к фотоприемнику пересекал всю зону стрелочного перевода. Выход фотоприемника подключают к фотоконтрольному реле.

2.Анализ работы станции Караганда-Сортировочная

За прошедшие пять лет работа станции Караганда - Сортировочная отличалась нестабильностью. Объем погрузки снизился в 8 раз, а выгрузки в 2,5 раз. Это прямое следствие спада экономики Карагандинского региона, а так же республики в целом, значительного снижения в экспорте продукции.

Значительно снизился рабочий парк вагонов с 2004 по 2009 года, но в 2010 году содержание рабочего парка увеличилось на 315 вагонов по сравнению с 2009 годом.

Годовой грузооборот незначительно стал увеличиваться, это произошло из-за транзитного грузопотока, а собственная погрузка и выгрузка на станции составляет от 1 до 3 вагонов в сутки.

Из-за незначительного подъема грузопотока, а так же нестабильной ритмичности и увеличения процента порожнего пробега вагонов к груженному, привели к небольшому увеличению веса поездов.

Значительно уменьшился простой транзитных вагонов с переработкой и простой местных вагонов, а простой транзитных вагонов без переработки за последний 2005 год увеличился.

Увеличились участковые скорости, это обусловлено проведением ремонта пути, укладки бесстыковых участков, компьютеризация процесса управления перевозками, внедрение новых устройств СЦБ и связи,

улучшенных изолирующих секций и светофоров и многие другие усовершенствования.

Стабилизируется объем погрузки и имеется устойчивый рост, наращивают выпуск продукции такие предприятия, как ОАО "Миттал Стал", ОА "Корпорация Казахмыс", так же с 2000 года начинается перевозка через станцию Жана-Арка в направлении Китая ЗАО "НКТН КазТрансОйл" с ежегодной погрузкой 3 млн. тонн сырой нефти. В связи с наращиванием выпуска продукции в Карагандинской области возрастает и прибытие грузов.

2.1 Технико-эксплуатационные показатели станции

К показателям работы станции относятся: вагонооборот, прием поездов, отправление поездов, статическую нагрузку на вагон, переработку вагонов на горке, рабочий парк вагонов (количество порожних и груженых вагонов, находящихся в рабочем состоянии), простои составов и другое. Основные показатели работы станции приведены в таблице 2. Здесь рассматриваются плановые и фактические показатели работы станции за 2008, 2009 и 2010 года.

Таблица 2

Показатели работы станции Караганда-Сортировочная за 2008, 2009 и 2010 года

Показатели	2008 год		2009 год		2010 год
	План	Факт	План	Факт	План	Факт
1. Вагонооборот, ваг.	4924	5068	5191	5439	5584	5795
2. Отправление вагонов, ваг.	2337	2534	2453	2720	2683	2898
3. Погрузка, ваг.	0	1,2	1,0	1,7	3	3
4. Выгрузка, ваг	80	119	79	82	78	83
5. Простой транзита с переработкой, ч	11,66	10,32	10,87	9,7	10,54	10,41
6. Простой транзита без переработки, ч	1,49	1,44	1,54	1,38	1,68	1,65
7. Простой местных вагонов, ч	24,79	25,44	23,34	19,9	22,33	20,31
8. Простой под одной грузовой операцией, ч	24,79	25,35	23,34	19,78	22,11	19,92
9. Рабочий парк, ваг.	842	861	796	841	939	865
Показатели	2008 год		2009 год		2010 год
	план	факт	план	факт	план	факт
10. Четная горка, ваг.: - роспуск - формирование
	952	1004	972	1046	1149	1201
	771	803	752	800	858	923
11. Нечетная горка, ваг: - роспуск - формирование
	1306	1045	1904	1435	1487	1592
	1224	1301	1306	1335	1456	1497

Из таблицы 2 видно, что вагонооборот с каждым годом увеличивается. К уровню 2008 года, вагонооборот увеличивается на 727 вагонов, это составляет 14,3%. Вагонооборот грузов по станции растет за счет увеличения движения поездов, а также увеличения предъявления грузов к перевозке грузоотправителями.

С каждым годом объем общей погрузки грузов по станции увеличен за счёт увеличения предъявления грузов (металлолома, щебня и др.) к перевозке грузоотправителями.

За последние три года технический план выгрузки грузов выполняется. Часто фактическое выполнение превышает план выгрузки грузов.

К уровню 2009 года, объем выгрузки уменьшился на 36 вагонов, это составляет 30,3 %. Объем выгрузки уменьшен за счет меньшего поступления на станцию грузов.

Фактический простой под одной грузовой операцией в 2008 году превышает плановый, как правило, это связано с невыполнением простоя на подъездных путях, но в 2009-2010 годах идет перевыполнение плана.

Уменьшился простой транзитных вагонов с переработкой и без переработки транзитных, а так же простой местных вагонов.

Если анализировать данных показатели, то в период с 2008 по 2009 года явно прослеживается стабилизация и последующий рост количественных показателей.

За последний отчетный период заметна стабилизация по основным видам перевозки, она закрепилась где-то на среднем уровне. Увеличивать перевозку экспортных товаров, повысить объем погрузки и выгрузки на станции путем восстановления производственных мощностей прилегающих предприятий. И одно из самых важных направлений развития станции - это уменьшение человеческих трудовых затрат и перевод всех систем на автоматизированное управление и контроль.

На основании анализа деятельности и существующего положения относительно будущей принадлежности станционных помещений показал, что часть зданий находится в удовлетворенном состоянии, устройства СЦБ, пути платформы, погрузочно-разгрузочные механизмы нуждаются в обновлении или полной замене, в связи с полным физическим износом и истекшим сроком эксплуатации. Одним из способов решения данных проблем является совершенствование расчетов провозной платы.

3. Совершенствование эксплуатационной работы за счет внедрения системы ГАЦ МН

3.1 Горочная автоматизированная централизация

Горочная автоматизированная централизация ГАЦ является важнейшим звеном в комплексных системах автоматизации сортировочных горок. С помощью ГАЦ осуществляется автоматический перевод стрелок распределительной зоны для образования маршрутов следования каждому отцепу. На многих сортировочных горках централизуют все стрелки распределительной зоны, сигналы и замедлители, организуя управление ими из одного горочного поста. Для управления процессом роспуска состава перед горбом горки устанавливают горочный светофор с маршрутным указателем. Все стрелки оборудуют быстродействующими электроприводами СПГ-3, СПГБ-4, СПГБ-4М. На всех стрелках предусмотрена пневматическая обдувка, а в электроприводах - электрообогрев. В пределах распорядительной зоны с централизованными стрелками пути оборудуют стрелочными и межстрелочными рельсовыми цепями длиной средней 12,5 м каждая.

С помощью рельсовой цепи оборудуют зону слежения за движением отцепов на подборочном пути, и реализует трансляцию маршрутных заданий для этих отцепов. В современных разработках рельсовые цепи спускной части горки, а также рельсовые цепи на стрелочных участках заменяются различным точечными путевыми датчиками.

Применяют нормально разомкнутые рельсовые цепи питанием переменным током часовой 25 и 50 Гц и во многих случаях дополняют устройствами контроля потери шунта в виде индуктивных датчиков, включая магнитные педали (ПБМ-56, ДМ 88) с боками 3С-75, фотоэлектрическими устройствами, а также радиотехническими датчиками РТД-С.

Особенностью ГАЦ является то, что стрелки не замыкаются в маршрутах; открытый горочный светофор разрешает роспуск, но указывает на положение, свободность и замыкание стрелок в маршруте, так как не возможно одновременно перевести все стрелки в маршруте скатывания одного отцепа из-за занятности последующих секции предыдущими отцепами. В схеме управлении централизованной стрелкой предусмотрено автоматический возврат стрелки в исходное положение, если за установленное время она не перевелась в другое положение.

Управление стрелками, светофорами, горочными замедлителями ведется из одного горочного поста, где установлены горочный путь и аппаратура управления. Пост размещается, как правило, второй тормозной позиции на расстоянии 40-50 м от крайнего сортировочного пути.

В настоящее время на ряду горок еще эксплуатируется блочная горочная автоматическая централизация (БГАЦ) и системы ГАЦ с контролем роспуска - ГАЦ - КР. Однако эти системы сняты с производства как морально и физически устаревшие. На смену им приходят микропроцессорные системы ГАЦ МН.

3.2 Система микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН)

Появление нового класса систем горочной автоматической централизации связано, прежде всего, с широким внедрением микропроцессорной техники управления и необходимостью решения задач комплексной автоматизации сортировочных станций. Главная задача любой из известных систем ГАЦ, независимо от их модификаций, состоит в обеспечении заданных маршрутов следования отцепов по спускной части сортировочной горки в сортировочный парк посредством управления стрелками по маршрутам движения отцепов.

Современные задачи управления технологическими процессами сортировочных станций реализуют не только задачи непосредственного управления транспортным объектом (отцепом), но и непрерывного мониторинга транспортных средств, т.е. отслеживание и регистрацию их в зоне перемещения в реальном масштабе времени. Поэтому задачи систем ГАЦ существенно усложняются добавлением функциональных решений по автоматизации формирования маршрутов движения отцепов. Среди них корректировка программы роспуска по результатам расцепа, формирование информации о фактическом накоплении вагонов на путях сортировочного парка, данных о чужаках и др. Более того на системном уровне возникает необходимость обеспечения информационного обмена со смежными системами управления и информационно-планирующего уровня. Все перечисленное потребовало широкого использования средств вычислительной техники, поскольку использование релейных схем для решения многих логических задач стало неоправданным в силу своей громоздкости и низкой надежности.

Использование микропроцессорной техники позволяет повысить уровень безопасности, существенно уменьшить площадь для размещения оборудования, потреблять меньше электроэнергии, уменьшить объемы строительно-монтажных работ и снизить эксплуатационные расходы. Наряду с существенным уменьшением потребностей в количестве релейных элементов микропроцессорные системы легко реализуют такие функции, как протоколирование и документирование технологических процессов и действий эксплуатационников в течение заданного времени. Немаловажными следует считать и такие достоинства микропроцессорных систем, как возможности реализации комплексной диагностики с контролем всех отказов устройств, прогнозированием предотказных состояний и выводом этой информации на дисплей автоматизированного рабочего места электромеханика.

Рисунок 3.1 - Структурная схема ГАЦ МН

Микропроцессорные системы горочной централизации имеют неоспоримые достоинства при создании комплексных систем автоматизации сортировочных станций, поскольку позволяют достаточно просто сопрягать напольные источники первичной информации с системами высокого информационно-планирующего уровня.

Состав оборудования ГАЦ МН включает постовые и напольные устройства.

Ниже указан состав постового оборудования.

.        Управляющий вычислительный комплекс (УВК ГАЦ) в составе: промышленный компьютер, устанавливаемый в отдельном помещении или на релейных штативах в непосредственной близости от контрольных и исполнительных реле; сервер-шлюз, микропроцессорное устройство, сопрягающее внутреннюю сеть системы и внешнюю сеть передачи данных; УВК ГАЦ по существу представляет собой "мозг" системы ГАЦ и выполнен на стандартных функциональных модулях комплекта микропроцессорных средств для индустриальных, бортовых и встроенных систем управления, контроля и сбора данных.

2.      Автоматизированное рабочее место дежурного по горке - АРМ дежурного по горке (АРМ ДСПГ); рабочие места горочных операторов тормозных позиций. АРМы горочных операторов устанавливаются на пультах из расчета по одному АРМы на пучок путей для отображения информации о маршруте, параметрах от цепов, режиме управления стрелками, диагностической информации об опасных отказах напольных и постовых устройств, появлении негабарита на стрелках, а также информации о текущем размещении отцепов на соответствующем пучке.

.        Контрольно-диагностический комплекс КДК ГАЦ МН, предназначенный для контроля и диагностики функционирования напольных и постовых устройств.

Контроллер вершины горки (КВГ) предназначен для приема программы роспуска из ГАЦ МН, контроля расцепа вагонов на вершине горки, управления горочным светофором, скоростью роспуска и указателем количества вагонов в отцепах, а также исправного состояния устройств зоны вершины горки. КВГ размещается в специальном помещении в зоне вершины горки и включает в себя промышленный компьютер, монитор с клавиатурой, терминальные платы с модулями дискретного ввода и вывода сигналов, модем связи с УВК ГАЦ МН, размещаемым на горочном посту.

В состав напольного оборудования ГАЦ МН входят устройства, размещаемые непосредственно вдоль маршрута движения вагонов. К ним относятся: горочные и маневровые светофоры, стрелочные приводы, датчики обнаружения вагонов на контролируемых участках: рельсовые цепи, устройства счета осей вагонов, радиотехнические датчики, датчики измерения скорости движения вагонов и др.

Напольными устройствами оборудована вершина горки, измерительный участок и стрелочные участки сортировочной горки.

В составе оборудования системы ГАЦ МН нет горочного программно-задающего устройства, как отдельного функционального устройства, входящего в состав релейных систем, а также устройства контроля головной зоны (УКГЗ). В микропроцессорной системе ГАЦ функции названных устройств сохранены, дополнены и возложены на контроллер вершины горки и управляющий вычислительный комплекс УВК, т.е. перераспределены.

ГАЦ МН обеспечивает управление процессом роспуска составов на горках с дистанционным управлением стрелками в следующих режимах:

ручной режим - команды на перевод стрелок передаются с пультов операторов;

автоматический режим - команды на перевод стрелок передаются от УВК ГАЦ МН, при этом возможны два режима роспуска:

· маршрутный - при наборе маршрутных заданий с кнопок пульта дежурного по горке;

· программный - при автоматическом вводе данных сортировочного листка из АСУ СС в электронном виде в УВК ГАЦ МН.

После загрузки компьютера УВК ГАЦ программы ГАЦ по специальной инструкции пользователя производится автоматический запуск и проверка (тестирование) всех процессов и состояния технических средств, а на экранах всех мониторов системы отображаются основное состояние и сообщение о готовности системы к функционированию. Следует отметить, что в процессе функционирования системы автоматически проверяется работоспособность аппаратных и программных средств, а результаты диагностики можно видеть в окне сообщений всех мониторов системы.

В режиме автоматического роспуска состава ГАЦ МН выполняет ниже перечисленные операции.

Перед началом роспуска состава по инициативе АСУ СС в УВК ГАЦ через специальное устройство, сопрягающее внутреннюю сеть системы и внешнюю сеть передачи цифровой информации, названное сервером-шлюзом, поступают данные готового сортировочного листа. Помимо данных об отцепах в этих сведениях содержится информация о состоянии путей парка приема. На основании этих данных УВК ГАЦ формирует программу роспуска всего состава. Программа предусматривает маршруты движения последовательно каждого отцепа в данном составе на заданный сортировочный путь. Программные и технические возможности УВК допускают формирование до 128 маршрутов следования отцепов для одного распускаемого состава, т.е. практически для любого расформируемого состава в системе составляется программа всех маршрутов следования отцепов. При необходимости в УВК может осуществляться предварительная корректировка программы роспуска, например, при изменении ситуации с занятием сортировочных путей, состоянии технических средств и др. В этом случае УВК ГАЦ формирует и передает сообщение в АСУ СС о введенных изменениях по тому же маршруту: сервер - АСУ СС. После формирования программа роспуска состава транслируется в контроллер вершины горки КВГ. Более подробно работа КВГ описана ниже.

Начало роспуска инициирует дежурный по горке (нажатие кнопки "Р" АРМ ДСПГ) на пульте. В это время контроллер КВГ подает управляющие сигналы на горочный светофор ГС и указатель количества вагонов в отцепе УКВ. УВК ГАЦ выдает управляющие команды на переводы стрелок по маршруту движения отцепов через блок СГ-76У.

Отцеп, скатывающийся с горки, регистрируется и идентифицируется в КВГ на базе информации, поступающей от напольных устройств контроля расцепа. Эта информация, содержащая описание текущего отцепа, транслируется в УВК ГАЦ. При достижении скатывающимся отцепом первой стрелки по маршруту его движения он регистрируется напольными датчиками стрелочных зон, т.е. обнаруживается. Датчиками счета осей распознается тип отцепа по количеству в нем осей и данные сопоставляются с описанием отцепа, скатившегося с вершины горки. Далее осуществляется идентификация отцепов по критерию количества в нем осей. При совпадении этих сведений подтверждается факт достижения скатившимся отцепом заданной стрелки по маршруту и то, что до этого момента не произошло ни деления отцепа, ни нагона его другим.

При выезде отцепа за пределы стрелочной зоны данной стрелки, УВК ГАЦ транслирует очередную команду в блок управления этой стрелкой для реализации маршрута движения очередного отцепа. Программно обеспечивается упреждающий перевод стрелок по маршруту следования отцепов с реализацией контроля положения стрелки, положения стрелочной рукоятки на АРМ ДСПГ и регистрацией времени перевода стрелки. При превышении допустимого времени перевода осуществляется программный автовозврат стрелки.

Напольными устройствами стрелочной зоны проверяется его свободность и завершенность перевода стрелки в заданное положение, а также производится обнуление показаний счетчиков датчиков счета осей этой стрелки. Все устройства подготовлены для регистрации очередного отцепа.

По мере скатывания отцепа, по стрелочным участкам установленного программой маршрута движения информация об отцепе в УВК ГАЦ о нем документируется и обнуляется в оперативной памяти. При достижении отцепом заданного пути сортировочного парка, что регистрируется его проездом последней стрелки по маршруту движения, УВК ГАЦ передает в АСУ СС информацию о поступившем на заданный путь отцепе.

Напольными устройствами стрелочных участков производится обнаружение отцепов с момента их въезда на предстрелочный участок и до момента проезда последней колесной парой остряков. Для этого используется комплексирование технических средств в различных сочетаниях - РТД-С, ИПД; УСО, РЦ, РТД-С - в зависимости от интенсивности работы стрелочного участка. Информация от напольных датчиков обеспечивает защиту стрелок от несанкционированного их перевода под любыми вагонами, включая длиннобазные.

При управлении роспуском ГАЦ МН обеспечивает защиту от удара в бок при обнаружении впереди идущего отцепа, не успевающего освободить габарит соответствующей стрелки, с учетом скоростей движения обоих отцепов путем неперевода стрелки по маршруту текущему отцепу.

При обнаружении опасных отказов напольного и постового оборудования из УВК ГАЦ на АРМы операторов выдается звуковой и визуальный сигнал опасности.

В процессе роспуска в системе непрерывно обновляется в реальном масштабе времени пространственно-временная модель состояния спускной части горки с выдачей на табло коллективного пользования информации о текущем расположении отцепов.

С целью обеспечения надежности работы системы, используя фактор функциональной избыточности информации от напольного оборудования, выбираются наиболее достоверные показания, полученные путем сопоставления от нескольких устройств. Например, при обнаружении наличия отцепа на стрелочном участке может использоваться информация либо от счетчиков осей, либо от РТД-С, либо от ИПД.

В маршрутном режиме при вытяжке маневровой группы вагонов из сортировочного парка на вершину горки и повторном ее роспуске ГАЦ МН обеспечивает выполнение следующих операций:

формирование и передачу в АСУ СС запроса состояния пути сортировочного парка и прием от АСУ СС ответа на запрос;

формирование и передачу в АСУ СС сообщения о перемещении группы вагонов с пути сортировочного парка;

защиту стрелок от взреза при маневровых передвижениях между роспусками.

В режиме отслеживания маневровых перестановок со стороны сортировочной горки без перемещения вагонов на вершину ГАЦ МН выполняет те же операции информационного обмена с АСУ СС, что и в маневровом режиме.

Система обеспечивает индикацией следующие виды информации:

на пультах рабочих мест дежурного и оператора: показание горочных и маневровых светофоров; состояние рельсовых цепей спуск ной части горки; положение и состояние стрелок; маршруты, количество вагонов для трех последующих отцепов (на пульте дежурного); на терминале АРМ ДСПГ: программу роспуска расформировываемого состава; информацию о готовности составов к роспуску; информацию о текущем режиме работы комплекса; рекомендуемую и фактическую скорость роспуска; информацию о запусках отцепов (ушедших не по своему маршруту); звуковую и визуальную информацию об опасных отказах УВК, напольного и постового оборудования;

на горочном табло коллективного пользования: положение и состояние стрелок; состояние рельсовых цепей спускной части горки; текущее время; аварийную диагностику УВК; при наличии аппаратуры КЗП - ее показания и текущее расположение отцепов на путях подгорочного парка;

на терминале АРМ ДСЦ: информацию о готовности сортировочных листков в АСУ СС, текст программы роспуска, запрос и просмотр доступных сообщений АСУ СС; запрос, просмотр и распечатку протоколов роспусков;

на терминале АРМ горочных операторов: параметры очередного отцепа - количество вагонов, особый признак; маршрут очередного отцепа; при наличии аппаратуры КЗП - ее показания; информацию о работоспособности УВК, информацию о режиме работы стрелок; информацию о текущем размещении отцепов на соответствующем пучке; информацию об автовозврате, потере контроля стрелок, отказе стрелочных РТД-С, появлении негабарита на стрелках; диагностику и индицикацию состояния напольного оборудования:

устройств измерительного участка (четыре реверсивных датчика счета осей, РТД-С или ФЭУ); устройств контроля заполнения путей подгорочного парка при наличии на путях сортировочного парка аппаратуры КЗП; рельсовых цепей с фиксацией ложных занятий и освобождений в процессе роспуска;

всех изостыков; измерение и запись в протокол времени каждого перевода каждой стрелки, фиксация момента потери контроля стрелки и автовозврата стрелки; состояние стрелочных фотоустройств (РТД-С), датчиков счета осей, магнитных педалей с выдачей статистической информации о работе каждого устройства за требуемый период времени.

3.3 Контроллер вершины горки КВГ

Контроллер вершины горки перед роспуском состава по специальному каналу передачи информации через модем 8 получает из УВК ГАЦ МН в электронном виде сведения сортировочного листка с указанием пути надвига и участка контроля расцепа. По получении этой информации КВГ транслирует информацию о количестве вагонов в первых трех отцепах расформируемого состава на указатель количества вагонов (УКВ). Одновременно контроллер рассчитывает скорость надвига и управляет в соответствии с этим показаниями горочного светофора. При расчете скорости роспуска производится предварительное моделирование скатывания отцепов на программном уровне, с учетом параметров отцепов, характеристик маршрутов движения и заполнения соответствующих путей сортировочного парка, а также прогнозируемых скоростных режимов движения отцепов и динамических возможностей локомотива при реальном весе состава.

В процессе роспуска КВГ контролирует процесс надвига, расцепа и скатывания отцепов на начальном этапе их автономного движения на верхнем участке сортировочной горки. Для этого используются напольные устройства: радиолокационные датчики скорости РИС ВЗМ, точечные индуктивные датчики счета осей (УСО) и радиотехнические датчики РТД-С.

Скоростемеры устанавливаются на путях надвига и спускной части горки вблизи вершины. Их пространственная ориентация такова, что диаграммы направленности антенн скоростемеров на путях надвига ориентированы в направлении движения надвигаемого состава, а скоростемеры спускной части горки - навстречу движению расцепляемых отцепов. Вся поступающая информация от напольных устройств направляется в терминальные платы контроллера 1-4 и по согласующему стыку (К.8-232-К.8-485) 5 подается в промышленный компьютер 6, оборудованный монитором и клавиатурой 7.

Контроль расцепа вагонов производится по критерию различия скоростей надвигаемого состава и скатывающегося отцепа, отделившегося от состава. Отцеп, начавший автономное скатывание с вершины горки, вследствие уклона начинает увеличивать скорость движения. Он как бы "убегает" от надвигаемого состава. При фиксации определенного различия скоростей двух скоростемеров контроллером это регистрируется как момент расцепа вагона!

Далее факт правильности произведенного расцепа подтверждается, чтобы в дальнейшем реализовать адресный маршрут движения именно этого отцепа. Критерием правильности служит ответствие количественного показателя числа вагонов в отцеп данным на него в сортировочном листке. С этой целью устанавливают два комплекта датчиков счета осей Д1 и Д2 которые позволяют идентифицировать скатываемый отцеп по количеству в нем осей, вагонов и радиотехнический датчик регистрирующий отцеп как одну цельную транспортную единицу. Зафиксированные данные по количеству осей в отцепе (описатель отцепа) в дальнейшем используются в УВК ГАЦ для контроля и отслеживания перемещения отцепа по заданному маршруту вплоть до сортировочного пути, после чего эта информация стирается оперативной памяти данного роспуска.

Идентификация отцепа начинается с момента регистрации радиотехническим датчиком появления в контролируемой зоне вершины очередного отцепа. Регистрация датчиком расцепа ведется по тому же критерию, что и при контроле занятости стрелочного участка Существенным различием является пространственная настройка (юстировка) антенн модулей передатчика и приемников, ориентированная на различение отцепов, если между ними есть разрыв более 0,6м.

С момента как бы вторичной регистрации расцепа датчиками счета осей Д1 и Д2 поочередно, по мере передвижения вагона, считываются оси вагонов. Причем конструктивно каждый из датчиков выполняет те же функциональные задачи, что и пара педальных датчиков, рассмотренных ранее, при описании их работы УКГЗ, т.е. каждый из датчиков последовательно считывает количество въехавших на него осей тележки и выехавших. Эта информация о количестве осей передается в контроллер КВГ, где вычисляется количество вагонов в проезжающем отцепе.

После проезда расцепленным отцепом зоны контроля, что регистрируется радиотехническим датчиком, в контроллере вершины идентифицируются полученные данные об отцепе и зафиксированные по данным сортировочного листка. При их полной идентификации КВГ подает команду на указатель количества вагонов о замене информации о количестве вагонов в очередном отцепе. Одновременно при проходе каждого вагона по участку контроля расцепа в УВК ГАЦ МП передается информация о количестве осей в отцепе. Создается банк данных, описывающий каждый отцеп для дальнейшего контроля за его перемещением по маршруту.

По окончании роспуска КВГ гасит показания указателя вагонов и перекрывает горочный светофор.

При выявлении нештатных ситуаций, связанных с нерасцепом или неправильным расцепом вагонов контроллер КВГ передает информацию в УВК ГАЦ и роспуск останавливается. Программа роспуска приостанавливается, показания горочных светофоров меняются. Состав осаживается назад. Восстановление программы роспуска производится средствами АРМа ДСПГ, затем роспуск продолжается.

При регистрации интервала между отцепами, менее допустимого или при появлении нештатного расцепа, система управления автоматически вносит коррективы в скорость роспуска, создавая условия для предотвращения повторной сцепки или остановки роспуска. В случае регистрации штатного расцепа происходит автоматическое считывание информации о количестве вагонов в трех очередных отцепах на указателях, установленных в зоне вершины горки. При неправильном расцепе на указателе отцепов информация отображается мигающей индикацией и одновременно транслируется на АРМ ДСПГ.

Система допускает оперативную коррекцию программы роспуска с АРМа ДСПГ или перевод стрелки с горочного пульта управления, обеспечивая при этом регистрацию и документирование проведенной операции.

3.4 Комплексирование защиты стрелок от несанкционированного перевода

Широко употребляемые термины "дублирование" и "резервирование" технических средств несут совершенно иную смысловую нагрузку, в отличие от термина "комплексирование". Дублирование предполагает использование двух или нескольких технических средств, решающих одну функциональную задачу и работающих параллельно, т.е. одновременно. Резервирование предполагает решение той же задачи, но в отличие от дублирования в функциональную работу включаются не все технические средства. Часть из них находятся в режиме ожидания и подключаются при выходе из строя работающего устройства. При этом методы дублирования и резервирования не накладывают ограничений на подбор используемых технических средств по принципам их реализации.

Метод комплексирования технических средств основывается на определенных предпосылках (критериях).

В качестве комплексируемых устройств (датчиков) могут использоваться одновременно два и более технических средства, работающих параллельно (дублирование) и решающих одну и ту же задачу обнаружения либо измерения, но подбор датчиков должен опираться на ниженазванные критерии.

1.Изменение окружающих внешних условий оказывает на характеристики комплексируемых устройств различное (в идеале противоположное) воздействие.

2.Один датчик имеет большой диапазон измерения зоны обнаружения, но обладает невысокой достоверностью или точностью, а второй (или другие) - меньший диапазон и более высокую точность.

3. Один датчик осуществляет непрерывное измерение или обнаружение, а другие (другой) производят точные измерения, либо обнаруживают объект с высокой достоверностью в дискретных точках или в дискретные моменты времени.

. Один датчик обладает высокой точностью обнаружения (измерения объектов), находящихся в статическом состоянии при плохих динамических характеристиках, а другой (другие), наоборот, имеет хорошие динамические характеристики при низких характеристиках для статических либо малоподвижных объектов.

Структурные связи между датчиками устанавливаются так, чтобы положительные качества датчиков дополняли друг друга, а отрицательные компенсировались.

Таким образом, комплексирование предполагает структурную избыточность устройства, решающего заданную задачу. В частности, в целях защиты от перевода стрелок под вагонами комплексирование предполагает использование двух или большего числа датчиков, в совокупности удовлетворяющих вышеназванным критериям.

Эффективность комплексирования защиты стрелок от несанкционированного перевода состоит в оптимизации следующих решений:

минимизация количества используемых информационно-измерительных датчиков;

максимизация вероятности правильного обнаружения и минимизация вероятности пропуска и ложной тревоги;

максимизация используемых функциональных возможностей комплексируемых датчиков для автоматизации управления роспуском вагонов (повышение безопасности роспуска, использование избыточной информации для реализации резервных алгоритмов управления роспуском в нештатных ситуациях и т.п.).

Рисунок 3.2 - Структурная схема комплексирования

В общем случае, как было отмечено выше, комплексирование защиты от перевода стрелок под вагонами может быть показано схемой, представляющей n-канальный обнаружитель (рисунке 3.2). Здесь, к примеру, отображен набор датчиков обнаружения, включая рельсовую цепь (РЦ), радиотехнический датчик (РТД-С), индуктивный датчик (ПБМ), нагруженные на исполнительные реле (ИР). Следует отметить, что наращиванием числа каналов обнаружения можно добиться сколь угодно высокой достоверности обнаружения, сведя к минимуму вероятность пропуска Р_пр. Однако при этом неизбежно увеличение вероятности ложной тревоги Р_лт. Тем не менее, имея в виду важность решаемой задачи, по предотвращению перевода стрелок под вагонами, риск ошибки, связанной с пропуском, должен быть, минимизирован, как приводящий к снижению безопасности движения.

В настоящее время на сети железных дорог для защиты от перевода стрелок под вагонами в разных сочетаниях эксплуатируется достаточно большое число устройств. Среди них: рельсовая цепь, как правило, нормально разомкнутая, путевые бесконтактные датчики двух типов - педаль магнитная типа ПБМ-56 (ДМ 88) без источника питания и датчик путевой типа ДП-50-80 с преобразователем сигнала ПСДП-50-81, а также радиотехнический датчик РТД-С, используемый взамен фотоэлектрического датчика ФЭУ.

Создан новый тип датчика - индуктивно-проводной (ИПД). На разных стадиях разработки в различных организациях создаются датчики, использующие акустические принципы обнаружения и принципы рельсовой локализации. Однако последние типы датчиков в настоящее время в виду незавершенности разработок не следует относить к числу альтернативных, прошедших этап опытной эксплуатации либо находящихся в постоянной эксплуатации.

Таким образом, сегодня и на ближайшие годы в качестве реальных технических средств, обеспечивающих защиту от перевода стрелок под вагонами, рассматриваются: рельсовая цепь (РЦ), датчики педального типа, радиотехнический датчик (РТД-С), фотоэлектрический датчик (ФЭУ) и индуктивно-проводной датчик (ИПД), датчики счета осей (индуктивные).

Из этого перечня датчиков ФЭУ снят с производства и повсеместно заменяется на РТД-С. Наиболее распространенными, традиционными устройствами защиты стрелок до настоящего времени еще остаются РЦ, хотя они обладают существенными недостатками, к тому же функционально не обеспечивают контроль прохода длиннобазных вагонов. Более того, применение нормально разомкнутых РЦ не обеспечивает контроль работоспособности, что не отвечает требованиям обеспечения безопасности.

Лишь дополнение РЦ радиотехническими датчиками РТД-С или другими (например, ИПД) обеспечивает полный контроль занятости стрелочных участков при проходе вагонов любого типа. Кроме того, РТД-С позволяет производить непрерывный контроль его работоспособности даже в случае отсутствия вагонов на стрелочном участке. Дополнительно к РЦ и РТД-С горочные стрелки могут оборудоваться педальными датчиками индуктивного типа.

Каждый из датчиков работает на свое исполнительное реле (ИР), а контакты исполнительных реле, включенных в одну цепь по схеме "И", управляют подачей напряжения управления для включения электродвигателя стрелочного привода. Ряд горочных стрелок оснащается комплектом из двух педальных датчиков.

Анализ функционирования действующей схемы комплексирования защиты стрелок от перевода показывает:

РТД-С обеспечивает защиту от перевода стрелок при проходе любого типа вагонов, а также обеспечивает контроль функционирования при отсутствии вагонов на стрелочном участке;

РЦ даже в случае надежного обнаружения шунта колесных пар не обеспечивает обнаружения длиннобазных вагонов, нормально разомкнутая РЦ не гарантирует контроль работоспособности при отсутствии вагона на стрелочном участке;

точечные датчики педального типа обеспечивают контроль заколесными парами в зоне, не превышающей 0,5-0,7 м. Использование медленнодействующих исполнительных реле искусственно увеличивает зону контроля. Наряду с этим, датчики педального типа негарантируют непрерывного контроля работоспособности.

Таким образом, с позиции комплексирования использование двух типов датчиков - РЦ и педального малоэффективно, поскольку ни один из них не обеспечивает контроль работоспособности и прохода длиннобазных вагонов.

Из перечисленных типов датчиков, рекомендованных для эксплуатации в качестве комплесируемых при защите стрелок от несанкционированного перевода, приняты РТД-С и ИПД. В ряде случаев в вариации этих датчиков включают индуктивные датчики счета осей, используемые для идентификации отцепов.

Рисунок 3.3 - Комплексирование горочных обнаружителей вагонов

Наибольший эффект по достоверности обнаружения и живучести достигается путем оптимального комплексирования датчиков, базирующихся на разных физических принципах действия.

В качестве примера комплексирования на рисунке 4.5 показано использование РТД-С и ИПД, рекомендованных к эксплуатации в соответствии с эксплуатационно-техническими требованиями к горочным устройствам автоматизации.

3.5 Фотоэлектрические датчики

Для фиксации нахождения подвижного состава на изолированной секции и исключения перевода стрелок под вагонами (в том числе и длиннобазными) и при потере шунта долгое время эксплуатируется фотоэлектрическое устройство (ФЭУ). Его устанавливают на головных и пучковых стрелках. Остальные стрелки оборудуются исходя из условий габарита.

Обнаружение отцепов в контролируемой зоне основано на экранирования ТС светового потока, поступающего в приемник.

Основными узлами ФЭУ являются осветитель; фотодатчик; релейная ячейка типа РЯ-ФУ-72.

Осветитель имеет светофорную лампу типа ЖС-12-25, плосковыпуклую линзу диаметром 53мм с фокусным расстоянием 80мм, питающий трансформатор типа СТ-6 или СОБС-2. Такая же линза вместе с фоторезистором типа ФСК-1 составляет узел фотодатчика.

Луч света пересекает ось пути на уровне автосцепки, чтобы не фиксировать просветы между вагонами в отцепе. Точка пересечения луча света с осью пути должна отстоять от остряков на расстоянии 1,2 - 2,5м. Это расстояние выбирают из условия, чтобы луч света пересекался любым вагоном, в том числе и длиннобазным, до тех пор, пока первая ось второй тележки не вступит на остряке стрелки.

Для защиты фоторезистора от солнечных лучей, отраженных от баковых поверхностей, фотодатчик располагается с теневой стороны вагона.

Последовательно с фоторезистором включена обмотка реле Ф типа РП - 7, расположенного релейной ячейке РЯ - ФУ - 72, собранной в корпусе типового штепсельного реле.

Схема релейной ячейки имеет резисторы типа МЛТ - 1 (R1 = 5,1кОм; R2 = 1,5кОм; R3 = 12 кОм; R4 = 51 кОм; R5 = 3,9 кОм; R6 = 12 кОм) и транзистор типа МП - 25Б, нагрузкой которого является фотоконтрольное реле ФК типа НМШ - 2 - 2000. При освящении фоторезистора через него протекает ток 1,1 - 2мА, достаточный для того, чтобы реле Ф удерживало якорь у левого контакта Л. За счет отрицательного смещения на базе транзистор Т открыт, а реле ФК находится под током. Если луч света перекрывается вагоном, то ток фоторезистора не превышает 0,5мА. Реле Ф перебрасывает якорь к правому контакту П, выключает транзистор и обесточивает ФК.

Контакты реле ФК включены в цеп питания повторителя путевого реле СП и в схему управления стрелкой последовательно с контактом путевого реле.

При отказе ФЭУ из - за неблагоприятных метеорологических условий или выхода из строя элементов схемы нажатием специальной кнопки ВФК на горочном пульте можно возбудить реле ФК по его второй обмотке.

Достоинствами ФЭУ являются:

Работа в режиме пространственного контакта с обнаруживаемым объектом; простата реализации и эксплуатации; относительно низкая стоимость.

В то же время волны в оптическом видимом диапазоне подвергается сильному затуханию в зависимости от состояния атмосферы (дождь, туман, снег, пыль). Запыленность и загрязненность оптических линз горюче - смазочными материалами сильно отражается на нормальном функционировании ФЭУ.

Однако солнечную погоду при проезде в контролируемой зоне вагонов с хорошо отражающими боковыми поверхностями в приемник ФЭУ уступает отражение в виде солнечных зайчиков, в результате чего вырабатывается команда ложной свободности. Следует также отметить, что длиннобазные восьмиостные цистерны с высоко поднятым основанием (1300мм) и вагоны - транспортеры с низко опущенным (до 560мм) основания не обслуживаются ФЭУ в виду узконаправленности изучения.

На основании выше изложенного можно сделать вывод: используемые в устройствах горочной автоматики датчики, основаны на оптическом принципе, не удовлетворяет предъявляемым к ним требованиям из - за низкой помехозащищенности.

Радиотехнические датчики (РТД) обеспечивают пространственный контакт с обнаруживаемыми транспортными средствами и могут работать в двух режимах обнаружения:

прием отраженного сигнала (канал отраженного сигнала КОС);

экранирование ТС, излучаемого передатчиком сигнала (канал прямого сигнала КПС).

Основным отличием РТД является их работа в сантиметровом (СВЧ) диапазоне электромагнитных волн. Используется свойство этого диапазона волн - отражаться от обнаруживаемых подвижных объектов. Применение волн диапазона СВЧ вызвано главным образом малой зависимостью их от погодных, климатических факторов и загрязнений.

Видимый диапазон волн (длина волны 0,4 - 0,75мкм), используемый в ФЭУ, наиболее сильно подвержен влиянию метеоосадков, запыленности загрязненности. Чем больше длина волны излучаемого сигнала, тем меньше влияют на нее названные факторы.

Радиотехнический датчик изготавливается в четырех вариантах комплектаций, позволяющих в виду их модульной конструкции строить различные алгоритмы обнаружения ТС.

На рисунках 3.3, 3.4 показаны структурные схемы нескольких вариантов построения РТД. В схеме РТД (на рисунке 3.3) передающий: генератор СВЧ - колебаний (ГСВЧ); генератор модулирующего сигнала (ГМС); передающую антенну А1 - устанавливается по одну сторону контролируемого участка железнодорожного пути, а приемный модуль, состоящий из приемной антенны А2; усилителя - ограничителя (УО); устройства фиксации (УФ) - по другую сторону участка.

Обнаружение ТС в такой схеме РТД осуществляется аналогично ФЭУ. При отсутствии на контролируемом участке (КУ) ТС, излучаемой антенной А1 передатчика сигнал попадает в приемную антенну А2 и в УФ приемника, реализующего пороговый алгоритм распознавания сигнала; вырабатывается сигнал логической единицы Х₁, свидетельствующий о том, что участок пути свободен.

При появлении ТС в зоне действия РТД излучаемый передатчиком сигнал экранируется, и в приемную антенну А2 сигнал не попадает, что воспринимается устройством фиксации (УФ); вырабатывается сигнал логического нуля Х₁, свидетельствующий о занятности участка пути. Достоинством такой системы построения РТД является очевидная простота и возможность осуществления непрерывного контроля работоспособности датчика.

На рисунке 3.4 представлена схема построения РТД, реализующая алгоритм обнаружения ТС по приему отраженного от него сигнала. При этом передающий и приемный модули располагаются по одну сторону контролируемого участка. При наличии ТС в зоне действия датчика излучаемый передающей антенной сигнал, отражаясь от боковой стенки, попадает в приемную антенну А2. в результате в УФ при превышении уровня отраженного сигнала его порогового значения формируется сигнал Х₂, характеризирующий занятость зоны контроля.

Рисунок 3.4 - Структурная схема двухканального РТД - С

При отсутствии ТС на входе приемной антенны А2 отсутствует отраженный сигнал, и на выходе формируется сигнал Х₂, свидетельствующий о том, что участок пути свободен.

Схема, представленная на рисунке 3.4 представляет одноканальный вариант построения РТД - С каналом отраженного сигнала (РТД - КОС).

На рисунке 3.4 показан двухканальный вариант построения РТД на базе двух КПС.

Здесь передающий модуль с антенной А1 установлен по одну сторону контролируемого участка, а по другую, в зоне действия диаграммы передающей антенны, помещены два приемных модуля с антеннами А2 и А3.

Свободность регистрируется в том случае, если на входах РУ присутствуют напряжения Х₁ и Х₂, характеризирующие наличие сигналов в антеннах А2 и А3 соответственно. Отсутствие обоих сигналов в антеннах А2 и А3 при появлении ТС и полное экранирование им излучаемого сигнала, как и частичное экранирование сигнала, поступающего в любую из приемных антенн, приведет к формированию на выходе РУ сигнала занятости участка - инверсные значения Х₁ и Х₂.

Рисунок 3.5 - Структурная схема радиотехнического датчика с каналом отраженного сигнала

Как видно, добавление к одноканальному варианту РТД лишь одного приемника позволяет сформировать двухканальный датчик, что существенно повышает достоверность определения фактической свободности контролируемого участка.

3.6 Показатели работы горки

Учитывая, что

F_p=ma и Q=mg

где

m - масса вагона; а - его ускорение; g - ускорение силы тяжести с учетом уменьшения его благодаря преодолению инерции вращения колес вагона, получим

.

Эту формулу используют для определения w по измеренному ускорению вагона а в системе АРС. В соответствии с теоремой об изменении кинетической энергии

 

 (3.1)

где правая часть - работа равнодействующей силы на участке пути длиной l; v₀ и v_в - начальная и конечная скорости вагона.

Учитывая, что Q=m, получим

Поскольку li10^-3=h, можно считать h_в=lw10^-3 высотой, "теряемой” на преодоление сил сопротивления скатывания вагона.

Поэтому

Кинетическая энергия в точке В (см. рис.3.9), приходящую на единицу массы вагона:

Рисунок 3.9 - Схема движения вагона по наклонной плоскости

Первое слагаемое правое части представляет собой увеличение высоты горки из-за начальной скорости отцепа v₀, что дает расчетную формулу:

 или

Формула для расчета высоты горки h=h_в+h_w-h₀ вычисляется по заданным значениям h_в, h_w и h₀ [11]

3.6.1 Технология работы сортировочной станции

Процесс расформирования поезда на горке по времени складывается из ряда операций: заезда горочного локомотива в парке приема за очередным составом t₃, надвига состава до вершины горки t_над, роспуска состава с горки t_рос, осаживания вагонов на путях СП для ликвидации "окон" между вагонами, образовавшие вследствие различия в ходовых свойствах отцепов t_ос. [4] При работе на горке одного локомотива общее время расформирования состава

 (3.2)

Время заезда локомотива в хвост состава

 (3.3)

где

 длина 1-го полурейса, соответственно от вершины горки за горловину предгорочного парка l^’=129+1104+384=1617м. При длине заезда 1617 м, 3,24 мин, длина 2-го полурейса (при возвратном движении локомотива к хвостовой части состава) 129, а время полурейса 0,81мин.

v_{з -} средняя скорость заезда, км/ч;

t_пд - время на перемену движения маневрового локомотива:

t_пд=0,15мин - для маневровых тепловозов;

t_пд = 1,5 для локомотивов с двумя кабинами.

мин.

Время надвига состава до вершины горки, мин, определяется в зависимости от расстояния надвига l_над по формуле:

 (3.4)

мин

средняя скорость надвига v_над =, км/ч.

 (3.5)

где m_c - число вагонов в расформированном составе;

l_{c -} средняя длина вагона, м;

g - число отцепов в составе;

v_{рос -} средняя скорость роспуска, км/ч.

 мин

Скорость роспуска определяется в зависимости от числа вагонов в отцепе  - для горок различного уровня технической оснащенности (таблица 3.2).

Время осаживания вагонов на путях сортировочного парка

 

t_ос=0.06m_c (3.6), t_ос=0.06*65=3,9 мин.

Таким образом, технологическое время на расформирование и формирование состава на горке:

 

Т_р-ф=4,05+3,62+7,31+3,9=18,88=19 мин.

Среднее время, приходящееся на расформирование одного состава, называется горочный интервалом

 

, (3.7)

где N_ц - число составов, распускаемых с горки за цикл.

Горочный интервал находиться графическим путем построения технологического графика.

 

мин.

3.6.2 Показатели работы сортировочной горки

1. Горочный технологический интервал определяется по формуле (3.7). Однако с учетом технологических перерывов и времени, выделяемого на окончание формирование составов, горочный интервал

 (3.8)

где Т_mn - время технологических перерывов в течений суток для выполнения операций, не связанных с расформированием поездов (роспусков вагонов с путей ремонта, смена бригад, текущее обслуживание горочных устройств и др.);

Т - время занятия горки операциями по окончанию формирования составов в течение суток.

. Темп работы горки (максимальное число поездов, которое может быть расформировано горкой в течение часа)

 поезд

. Перерабатывающая способность горки, вагонов: часовая  суточная при работе горки только по роспуску прибывающих в расформирование составов

. Коэффициент загрузки горки

 

 (3.9)

где N_p - число прибывающих в переработку поездов в сутки;

N_c - возможная перерабатывающая способность горки в поездах.

. Коэффициент использования горочных локомотивов

 

 (3.10)

где время полезной работы локомотивов на горке по расформированию и окончанию формирования составов, мин;

Таблица 3.2

Скорость составов с сортировочной горки

Среднее число вагонов в отцепе, mc/g	Скорость роспуска состава с сортировочной горки, км/ч
	механизированный		Не механизиро-ванной	Малой мощности без тормозных позиций на спусковой части
	сортировочные пути оборудованы вагонами замедлителями	Сортировочные пути не оборудованы вагонными замедлителями
5,0 4,2 3,6 3,2 2,8 2,5 2,3 2,1 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0	9, 20 8,91 8,65 8,39 8,2 7,9 7,7 7,5 7,2 7,0 6,7 6,6 6,5	7,08 6,85 6,65 6,45 6,3 6,1 5,0 5,8 5,6 5,4 5,2 2,1 5,0	5,58 5,24 4,95 4,73 4,5 4,3 4,2 4,0 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4	3,35 3,14 2,97 2,84 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,2 2,1 2,0

 общее время, в течение которого локомотивы находятся в распоряжении горки, мин.

Необходимо определить на сколько должна возрасти скорость роспуска состава с горки, чтобы перерабатывающая способность горки увеличилась на 20%.

По таблице 3.1 для  находим допустимую скорость роспуска v_рос=8 км/ч.

Суточная перерабатывающая способность горки

 вагонов.

Необходимая перерабатывающая способность

N_c = 4047* (1+0.2) = 4856 вагонов.

Такая перерабатывающая способность возможна при горочном интервале:

.

Следовательно, время роспуска - t_рос=15,8- (4,05+3,62+3,9) =4,23 мин, следовательно скорость роспуска должна быть не менее

 км/ч.

Отсюда скорость роспуска должна возрасти на

Внедрение системы ГАЦ-МН на сортировочной горке позволит освободить горочные локомотивы от осаживания, которые работают под горкой, тем самым сокращая время на расформирования-формирования на 4 - 5 минут.

За счет внедрения системы ГАЦ МН прогнозируется уменьшение простоя вагонов, что улучшит эксплуатационную работу сортировочной станции Караганда-Сортировочная. На исполненном графике движения поездов показано пунктирными линиями сокращение времени поездов своего формирования на 4 минуты.

4. Расчет экономической эффективности

4.1 Показатели экономической эффективности внедрения новой техники

На внедрение новой техники на станциях выделяются значительные средства. Эти средства направляются на механизацию и автоматизацию сортировочной работы, централизацию управления стрелками и сигнальными устройствами и т.д.

При определении экономической эффективности осуществляемых мероприятий пользуются системой натуральных и денежных показателей, отражающих:

улучшение качества перевозок;

повышение производительности труда при улучшении условий труда;

улучшение использования основных средств транспорта;

снижение себестоимости перевозок;

экономию топлива, материалов, электроэнергию;

размеры капиталовложений, условия и сроки строительства.

Качество перевозок характеризуется скоростью доставки перевозимых грузов, безопасностью движения проездов [14].

Капитальные вложения это единовременные затраты на создание новых основных фондов, расширение и реконструкцию действующих, представляют собой важнейшую форму расширенного воспроизводства.

Однако принципиально новая техника и технология на первых порах могут иногда оказаться малорентабельными. Это должно быть учтено и отражено при разработке методики эффективности мероприятий данного типа. Особенности методики для оценки эффективности техники и технологии новых перспективных поколений заключается в том, что надо учитывать в значительной степени неопределенность, а также сбалансированность всех элементов технического оснащения.

Без расчета экономической эффективности немыслимо планирование капитальных вложений, внедрение новой техники, передовой технологии и организационно-технических мероприятий.

При расчетах экономической эффективности всех групп плановых мероприятий должна быть определена база сравнений, т.е. выбран исходный, базовый вариант техники, технологии и организации производства.

Определение и расчеты эффективности основаны на соизмерении затрат с результатами, с эффектом от реализации продукции. Эффектом называется непосредственный производственный полезный и конечный результат, полученный от внедрения того или иного мероприятия (увеличение массы поезда, сокращение оборота вагона, рост производительности труда или производительность снижение себестоимости перевозок). Достижение эффекта требует определенных затрат и средств усиление мощности, на прирост производственных основных и оборотных средств. Затратами могут быть годовые эксплуатационные расходы, капитальные единовременные вложения на создание или увеличение основных фондов и первоначальных оборотных средств. Затратами могут быть материалы, топливо, мощности и т.д.

Эффективностью называются отношение эффекта технического, эксплуатационного или экономического к затратам, обуславливающим получение этого эффекта [15].

4.2 Расчет экономической эффективности внедряемой системы ГАЦ-МН

В данном дипломном проекте разработано мероприятия по совершенствованию эксплуатационной работы на станции Караганда-Сортировочная, за счет внедрения системы микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН) на сортировочной горке

Автоматизация горочных операций повышает эффективность работы сортировочной станции. с завершением модернизации сортировочной системы. Экономический эффект от внедрения достигается за счет:

сокращения трудозатрат на техническое обслуживание;

сокращения расходов благодаря снижению простоев поездов и использованию безотказных технологий;

улучшения показателей безотказной работы устройств ЖАТ;

совершенствования информационного обеспечения автоматизации рутинных операций и оптимизации работы оперативного персонала.

энергосбережение;

сохранность вагонов и грузов;

снижение износа тормозных шин замедлителей.

Компонентами системы являются сетевые рабочие станции; управляющий вычислительный комплекс; подсистема ГАЦ-МН, состоящая из локальных контроллеров, реализующих процесс вытормаживания отцепов на инвертальной и парковой тормозных позициях; терминал УВК для оперативно-диспетчерских функций (ОДО-УВК); автоматизированные рабочие места дежурного по горке (АРМ ДСПГ), горочного оператора (АРМ ГО), оператора резервного поста управления (АРМ ПРУ проектируется только по согласованию с заказчиком), электромеханика (АРМ СП).

Кроме указанных сетевых компонент, частями системы являются: подсистема ввода/вывода данных, реализующая связь и сопряжение системы с объектом посредством УВК; сетевое коммуникационное оборудование; шкаф управления замедлителями.

Ввод и обработка информации, слежение за движением отцепа и выработка управляющих воздействий на стрелочный блок (для перевода стрелки по маршруту движения отцепа) осуществляется с помощью шкафа управляющего вычислительного комплекса ШУВК-764 (ТПКЦ.421452.002), имеющего модули гальванической развязки ICP/765. Для автоматического регулирования скорости скатывания отцепов в зонах интервальных и парковых замедлителей использует шкаф (ТПКЦ.421452.001) с модулями локальных контроллеров МК-РАС (ТПКЦ.426469.001). С помощью шкафа управляют замедлителями ШС40-774 (ТПКЦ 421457.003) с силовыми модулями управления МУС (ICP/774 426436/003), реализуют ручное управления замедлителями с пультов основного и резервного постов, автоматическое управление от подсистемы ГАЦ МН и индикацию работы замедлителей в структуре КТС.

Зона контроля заполнения путей подгорочного парка оборудуется системой КЗП-ИЗ [7].

Экономичность горочной автоматической централизации определяется от экономии от сокращения времени на переработку вагонов и экономией по фонду заработной платы [14].

Экономия вагоно-часов от ускорения роспуска вагонов на станции переработкой 3800 вагонов в сутки и сокращение времени на 4 минуты или на 0,066 ч составит:

, вагоно-ч (4.1)

где

Мс - количество перерабатываемых вагонов в сутки;

t - сокращение времени, час;

- количество дней в году;

Э_{в. ч} = 3600*0,066*365=86724 вагоно-ч.

Экономия в эксплуатационных расходах за счет сбережения вагоно-часов при средней стоимости груженного вагона-часа 70 тенге и порожнего - 42 тенге и при условии, что 85 % перерабатываемых на горке вагонов составляют груженые, а 15 % - порожные, составит:

, тг (4.2)

где Э_{в. ч. -} экономия вагоно-часов;

Г - количество груженных вагонов, в процентах;

П - количество порожных вагонов, в процентах;

С_гр, С_пр - стоимость вагоно-часа;

Э_{э. расх} =  тг.

Экономия от сокращения маневровой работы. Для снижения себестоимости перевозок большое значение имеет сокращение затрат времени на переработку вагонов на станциях. Совершенствование методов маневровой работы позволяет экономить расходы по оплате счетов локомотивных депо за использование маневровых локомотивов, другие расходы, связанные с маневровыми локомотиво-часами. Экономия эксплуатационных расходов от сокращения объема маневровой работы может быть определена произведением сэкономленных вагонов-часов на расходную ставку на 1 маневровый локомотиво-час. В результате внедрения прогрессивного метода организации маневровой работы на обработке каждого состава экономится 0,1 локомотиво-час. Расходная ставка на 1 маневровый тепловозо-час составляет 5055,83 тенге, в том числе плата локомотивному депо за каждый локомотиво-час маневровой работы 3846 тенге. При 58 обрабатываемых составах в сутки экономия эксплуатационных расходов по маневровой работе за год составит:

 

Э_{лок-час}=Р*Т*С*365, тг (4.3)

где

Р - расходная ставка на 1 маневровый тепловозо-ч, тенге;

Т - экономия локомотиво-ч;

С - количество обрабатываемых составов в сутки, поезд; [17]

Э_{лок-час}=5055,83*0,066*58*365 =7064106 тг.

Капиталовложение, т.е. единовременные затраты на приобретение и проектирования системы ГАЦ-МН с ее компонентами составляет

К = 24725000 тг.

Общие эксплуатационные расходы до и после внедрения системы ГАЦ-МН определяем по формуле:

Э_общ1 =З_{р. э.1} + З_{р. ваг1} + З_{диз. топ1}+ З_{з. п1}, тг (4.4)

Э_общ2 =З_{р. э.2}+ З_{р. ваг2}+ З_{диз. топ2} + З_а2 +З_{расх. мат}+ З_{з. п2}, тг (4.5)

где З_{р. э. -} затраты на расход энергии;

З_{р. ваг -} затраты на ремонт вагонов;

З_{диз. топ} - затраты на дизельное топливо;

З_{расх. мат} - расходы на материалы для текущего содержании ГАЦ-АРС;

З_{з. п} - заработная плата;

З_а - амортизация.

Затраты на энергию находим по формуле

З_эн= N_эн*С_эн*365, тг (4.6)

где

N_эн - количество энергии потребляемой за сутки;

С_эн - стоимость одного кВт;

Тариф - 5 тг;

- количество дней.

Общее количество энергии

N_эн = N_компр. + N_ГАЦ + N_АРМ, кВт, (4.7)

где

N_{компр. -} количество энергии потребляемой за сутки компрессором вагонозамедлителя;

N_ГАЦ - количество энергии потребляемой за сутки горочной автоматизированной централизации;

N_АРМ - количество энергии потребляемой АРМ.

Подставляем значения соответственно

N_эн1 = 4496+57+25 = 4578 кВт.

N_эн2 = 4024+69+55 = 4148 кВт.

Подставляя значения получаем

З_эн1=3578*5*365 = 6529850 тг.

Во втором случае энергия уменьшается

З_эн2=3148*5*365 = 5745100 тг.

Расходы на ремонт вагона можно решить только сравнительным образом с предыдущими годами, получив при этом среднее значение. За прошлый год было 23 вагонов нуждающихся в ремонте из них 11 сходов, общий ущерб составил 5235020 тенге из них 5166783 из-за сильных столкновений вагонов на подгорочных путях.

Расходы на топливо для маневровых тепловозов ЧМЭ-3т определяют по видам работ, исходя из установленного объема работ на осаживания, норм топлива на измеритель и действующей цены на дизельное топливо.

, тг (4.8)

где

Р - расход топлива;

n - 3 - число маневровых локомотивов;

С_Т - 48 тг/л - стоимость топлива.

 тг.

За счет внедрения ГАЦ-МН прогнозируется отмена осаживания, экономия дизельного топлива составит

 тг.

Затраты на содержание маневровых локомотивов ЧМЭ-3т

, тг (4.9)

 

З_{мат -} затраты на материалы в месяц 4500 тг;

Э - экипировка, 136080 тг;

А - амортизация, 49500 тг;

Р - ремонт, тех обслуживание 480580 тг;

А_адм - административные расходы 108080;

О - общехозяйственные 176080 тг;

- месяцев в году;

N - количество маневровых локомотивов;

Подставляем значение

 тг.

тг.

Амортизационные отчисления по устройствам ГАЦ - МН из расчета 5% их стоимости в год составит [14]:

З_а2= К*0,05, тг (4.10)

где К - стоимость системы, тг.

З_а2=24725000*0.05=1236250 тг.

Расходы на материалы для текущего содержания ГАЦ-МН принимаются в размере 2% их стоимости:

З_{расх. мат2}= К*0,02, тг (4.11)

З_{расх. мат2} = 24725000*0,02=1236250 тг.

Заработная плата определяется по формуле

З_{з. п}=N_р*З_ср*12, тг (4.12)

З_ср - средняя заработная плата;

N_n - количество работников на горочном посту;

Расчет экономии фонда заработной за счет сокращения штата регулировщиков скоростью движения вагонов, с учетом дополнительных расходов на содержание штата электромехаников приведен в таблице 4.1 [14]

В первом случае З_{з. п1}=17851056 тг.

Таблица 4.1

Расчет экономии фонда заработной платы

Должность	Контингент, чел. Nn	Месячная тарифная заработная плата, Зср			Годовой фонд заработной платы, тг. Nр*Зср*12
		ФЗП тг.	Начисление %
До внедрения
Дежурный по горке	4	51000		18360	3329280
Операторы горки	8	46350		12051	5606496
Старшие регулировщики скорости движения вагонов (РСДВ)	4	33250		8642	2010960
Регулировщики скорости движения вагонов	12	29000		7540	5261760
Электромеханники	4	27200		7020	1642560
Итого	17851056
После внедрения
Дежурный по горке	4	51000		18360	3329280
Операторы горки	8	46350		12051	5606496
Старшие регулировщики скорости движения вагонов (РСДВ)	4	33250		8642	2010960
Регулировщики скорости движения вагонов	9	29200		7540	3967920
Электромеханики	4	27200		7020	1642560
Программист	2	35000		3400	921600
Итого	17478816

Во втором случае заработная плата сократится за счет сокращения штата работников, но они будут распределены на другие должности З_{з. п2}=17478816 тг.

Отсюда общие эксплуатационные затраты составят

Э_общ1 = 5129878 + 1268300 + 17851056 = 24249234 тг.

Э_общ2 = 4648041 + 17478816 + 933750 + 373500 = 23434107 тг.

Общие приведенные затраты определяем по формуле

П_пр=Э_общ+Е*К₂, тг (4.13)

В первом случае она равняется

П_пр1=24249234 тг.

П_пр2=23434107 + 0,1*19625000 = 25396607 тг.

Общий экономически эффект определяется по формуле

∆П_пр=П_пр1-П_пр2, тг (4.14)

∆П_пр=6023464 + 24249234 - 25396607 = 7170837 тг.

, тг (4.15)

 24249234 - 23434107 = 815127 тг.

Общая годовая экономия расходов

, тг (4.16)

815127+6023464 = 6838591 тг.

Срок окупаемости находим по формуле

Т= (4.17)

 год.

Далее результаты сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Расчет экономической эффективности

ПОКАЗАТЕЛИ	Единицы Измерения	Варианты
		Исходный вариант	Базовый вариант
Капиталовложения, тыс. тенге	Кi		24725
Эксплуатационные затраты, тыс. тенге		24249	23434
Расход энергии, тыс. тенге	Зэн=Nэн*Сэн*365	6529,8	5745,1
Затраты на ремонт вагонов и порчу грузов, тыс. тенге		1268
Заработная плата, тыс. тенге	Зз. п=Nр*Зср*12	17851	17478,8

Затраты по элементу "Амортизация", тыс. тенге     З_а2= К*0,05

1236,25

Затраты на материалы для содержания системы ГАЦ-МН тыс. тенге            З = К*0,02

373,5
Роспуск вагонов, ваг		4047	4856

Сокращения времени на переработку вагонов, ваг. ч           

91542

Экономия за счет сбережения вагоно-часов, тыс. тенге       

6023,460
Экономия от сокращения маневровой работы, тыс. тенге	Элок-час=Р*Т*С*365	7064,110

Годовой экономический эффект от внедрения, тыс. тенге    ∆П_пр=П_пр1-П_пр2

7170,837
Общая годовая экономия, тыс. тенге	6838,6

Срок окупаемости, лет      Т=

3,2

5. Охрана труда

5.1 Анализ условий труда на станций

В настоящее время в Республике Казахстан отмечается тенденция нарастания негативного влияния на здоровья населения таких вредных физических факторов, как шум, вибрация и электромагнитные излучения. Комплексное влияние факторов окружающей природной и производственной среды формирует до 75% всех случаев заболеваний, более 50% случаев смерти, около 60% случаев неправильного физического развития.

Государственные органы и организации, юридические и физические лица, хозяйствующие субъекты не в полной мере обеспечивают соблюдение требований санитарно-эпидемиологических правил и норм в части предотвращения вредного воздействия физических факторов на здоровье людей и среду их обитания. Стало повседневной практикой производство и импорт оборудования, машин, механизмов без указания виброакустических и электромагнитных параметров.

Расчет количества и мощность источников электромагнитных излучений высокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов, как в условиях производства, так и в быту. Основной контингент населения находится в зонах вынужденного обучения электромагнитными полями сложного спектра, источниками которых являются базовые станции радиотехнических объектов, высоковольтные линии электропередач, бытовые электроприборы.

Безопасность движения поездов - один из важнейших эксплуатационно-технических показателей железнодорожного транспорта. С ростом грузооборота железных дорог, увеличением массы поездов и интенсивности их движения, сокращением интервалов между поездами требования к безопасности движения повышаются.

Нарушение безопасности может привести к внезапному перерыву в движении поездов, аварий и даже крушению, что влечет за собой большие материальные потери, а подчас и человеческие жертвы.

Специфические особенности железнодорожного транспорта значительно усложняют условия безопасного движения. Поезд, двигаясь по рельсам, не может маневрировать, а тормозные пути даже при экстренном торможении составляют сотни метров. Движения поездов осуществляется круглосуточно и практически при любых условиях. При интенсивном движении, как правило, на перегоне находятся несколько поездов. На двух и многопутных участках при сочетании ряда неблагоприятных условии полностью не исключаются столкновение поездов, следующих друг за другом, на однопутных участках возможны столкновения со встречными поездами, на станциях - с поездами или группами вагонов на приемоотправочных путях. Возможны также столкновения транспортных средств при пересечении железных и автомобильных дорог в одном уровне.

Безопасность движения поездов может быть нарушена при сходах подвижного состава с рельсов из-за уширения колеи, размыва насыпей и засыпки выемок, при стихийных бедствиях, при изломах бандажей, осей колесных пар, разрушениях искусственных сооружений, падениях опор контактной сети и мачт светофора на рельсы, нарушения габарита подвижного состава, развалах груза в пути следования, при переводе стрелок под составом.

5.2 Мероприятие на улучшение условий труда

Для обеспечения безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте применяют технические и организационные меры.

С целью обеспечения безопасности движения специальные требования предъявляются к колесным парам. На колесные пары локомотивов заводят паспорта, в которых регистрируют результата их периодических освидетельствований. Бандажи колес и оси колесных пар имеют маркировку, позволяющую установить, где и когда была произведена плавка металла, когда сформирована колесная пара.

Установлены основные размеры наиболее ответственных узлов экипажной части подвижного состава - колесных пар, автосцепки и др. При отношении этих размеров от предельно допустимых подвижной состав не допускают к эксплуатации.

Все работники железнодорожного транспорта обязаны внимательно следить за состоянием технических устройств подвижного состава, в пути искусственных сооружений и принимать меры к предупреждению нарушении безопасности движения поездов.

Особую роль в обеспечении безопасности движения играют устройства сигнализация, централизации и блокировки (СЦБ). Опыт эксплуатации устройств СЦБ показал их высокую надежность. При использовании железнодорожной автоматики безошибочно исполняются сложные сочетание многочисленных последовательных и быстро протекающих операции.

5.3 Требования к освещению помещений и рабочих мест

Различают электрическое освещение - рабочее и аварийное. Рабочим называют освещение, применяемое для создания необходимой освещенности рабочих поверхностей и вспомогательных площадей. В производственных помещениях станции оно может быть двух систем: общее с равномерным или локальным размещением светильников и комбинированное, когда к общему добавляется местное освещение. Общее с равномерным размещением светильников освещение обеспечивает минимальную освещенность во всех точках рабочего помещения. Когда требуется создать высокую освещенность отдельных рабочих мест, применяют общую систему с локальным размещением светильников. Комбинированное освещение целесообразно предусматривать, если необходимо создать на всех рабочих местах высокий уровень освещенности.

Светильники местного освещения расположенные в близи рабочей поверхности, посылают световой поток в нужном направлении и тем самым обеспечивают лучшее условие видения: сравнительно небольшие мощности ламп таких светильников дают высокий уровень освещенности не только горизонтальных, но и вертикальных, и наклонных поверхностей, при этом более экономно расходуется электроэнергия (если на данном объекте не работают, местное освещение отключается). Комбинированное освещение следует широко применять в производственных помещениях станции, соблюдая соотношение освещенности рабочих поверхностей светильниками местного и общего освещения не более чем 10:

. Использовать одно местное освещение запрещается.

Аварийное освещение предназначено для временного обеспечения минимальной видимости при неожиданном отключении рабочего освещения с целью продолжения работы или для обеспечения безопасного выхода рабочих из помещения. Сети аварийного и рабочего освещения питаются раздельно. Аварийное освещение и рабочего освещения питаются раздельно, чтобы можно было продолжать работу в помещении дежурного или диспетчерского персонала станции, руководящего движением поездов и манёврами. При аварийном освещении применяют лампы накаливания.

Источники света при искусственном электрическом освещении помещении станции: лампы накаливания (тепловые) и люминесцентные газоразрядные лампы низкого давления трубчатого типа. Лампы накаливания следует использовать преимущественно для местного освещения, для аварийного освещения, во взрывоопасных и пожароопасных помещениях и помещениях с тяжёлыми условиями труда.

Производственные, административно-конторские и диспетчерские помещения необходимо освещать светильниками с люминесцентными лампами (в том числе в системе комбинированного освещения).

Источники электрического света обязательно заключают в специальную осветительную арматуру, которая предназначена для защиты глаз от действия ярких частей ламп, придания нужного направления световому потоку, защиты ламп от воздействия среды. Защита глаз от ярких частей ламп достигается обеспечением минимальной высоты подвеса светильников (от уровня пола) и созданием определенного защитного угла.

В помещениях маневрового и поездного диспетчера, технической конторы, дежурных по крупным станциям целесообразно применять люминесцентные лампы общего освещения ЛБ. Наименьшая освещенность поверхности рабочих столов: маневровых диспетчеров и дежурных по станциям, ведущих график, - 400 лк, в технических конторах - 200 лк. На горочных постах, чтобы дежурный по горке и операторы могли отчетливо видеть с горки отцепы или маневровые передвижения, необходима также система комбинированного освещения, в которой общее освещение светильниками отраженного света выключается во время роспуска состава. Светильники местного освещения выполняют из непрозрачного или светорассеивающего материала с защитным углом на менее 300 и направленным параллельно панели пульта пучком света.

5.4 Требования к помещениям для эксплуатации ПЭВМ

Оконные проемы в помещениях с использованием ВДТ и ПЭВМ должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа жалюзи, занавесей для исключения попадании прямых солнечных лучей и регулировки уровней освещенности на рабочих местах. При размещении рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитываться следующие расстояния между рабочими столами с видеомониторами:

при рядном расположении расстояние между тыльной поверхности от одного видеомонитора до экрана другого расстояние должно быть не менее 2-4 метров;

при любом расположении расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов должно быть не менее 1,0 метра;

расстояние между стеной с оконными проемами и столами должно быть от 2,5 метров до 0,5 метров.

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и особенностей (размер монитора, процессорного блока, клавиатуры), характера выполняемой работы, соответствовать эргономическим требованиям.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 70-80 см, но не ближе 50 см с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов. В этих помещениях ежедневно должна проводиться влажная уборка. Помещения должны быть оснащены аптечкой первой помощи и огнетушителями.

При проектировании ПЭВМ, ПК и ЭС необходимо учитывать требования:

визуальных эргономических параметров в соответствии с требованиями действующих стандартов (требования к четкости и стабильности изображения), которые вносятся в техническую документацию;

электрической безопасности и надежности заземления;

экологические требования;

дизайн должен предусматривать окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света, одноцветность окраски всех блоков, матовую поверхность с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь бликующих деталей;

в конструкции должны использоваться материалы, разрешенные к применению Госнадзором РК.

Эти помещения должны оборудоваться системами отопления и кондиционирования воздуха. При отсутствии кондиционирования в помещениях должно обеспечиваться естественное проветривание помещении. Для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ и ПЭВМ должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0,7-0,8; 0,3-0,5.

Требования к организации рабочего места профессионального пользователя:

рабочие места с ВДТ, ПЭВМ, ПК в залах электронно-вычислительных центров и в помещениях с источниками производственных факторов должны размещаться в изолированных кабинах с организованным воздухообменом. Рабочие места при выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, рекомендуется изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5-2,0 метра;

высота рабочего стола должна регулироваться в пределах 68-80 см; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять не менее 72,5 см;

рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 60 см, шириной - не менее 50 см, глубиной на уровне колеи - не менее 45 см и на уровне вытянутых ног - не менее 65 см;

рабочее место рекомендуется оборудовать подставкой для ног, имеющий ширину не менее 30 см, глубину не менее 40 см, регулировку по высоте в пределах 15 см и по углам наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 1 см.

Таблица 5.1

Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ

Период года	Категория работ	Температура воздуха, Со	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Легкая 1 а Легкая 1 б	22-24 23-21	40-60 40-60	0,1 0,1
Теплый	Легкая 1 а Легкая 1 б	23-25 22-24	40-60 40-60	0,1 0,2

Требования к микроклимату в помещениях с ВДТ и ПЭВМ:

в производственных помещениях, где работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, температура, относительная влажность и скорость движения воздуха на рабочих местах должны соответствовать действующим допустимым нормам микроклимата производственных помещений;

для повышения влажности воздуха в помещениях с ВДТ и ПЭВМ рекомендуется применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной водой. Оптимальные нормы микроклимата для помещений приведены в таблице 5.1.

Требования к организации медицинского обслуживания:

профессиональные пользователи ВДТ, ПЭВМ, ПК и ЭС на их основе должны проходить предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры в соответствии с требованиями, установленные Агентством по делам здравоохранения Республики Казахстан;

к непосредственной работе на ВДТ, ПЭВМ допускаются лица, не имеющие противопоказаний, изложенных в приказе по проведению медицинского осмотров Агентства РК по делам здравоохранения.

Требования к уровням ионизирующих и неионизирующих излучений:

на рабочих местах у ВДТ и ПЭВМ регламентируются уровни электрических и магнитных полей в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц, напряженность электростатического поля на уровне клавиатуры, а также поверхностный электростатический потенциал от монитора на расстоянии 30 см;

конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рейтинговых излучений в любой точке на расстоянии 0,15 от экрана и корпуса ВДТ не менее 2,5 мкЗвч.

В производственных помещениях, где работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, уровни шума на рабочих местах не должны превышать допустимых для данного вида работ, регламентированных в ГОС. В помещениях, где работа на ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, посты управления), при выполнения инженерно-технических работ, при осуществлении лабораторного, аналитического и измерительного контроля уровень шума в помещении с ВДТ и ПЭВМ не должен превышать 60 дБА. В помещениях операторов ЭВМ уровень шума не должен превышать 65 дБА. На рабочих местах в помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин, уровень шума не должен превышать 75 дБА. Шумящие оборудования (АЦПУ, принтеры), уровни шума которого превышают допустимые для данного вида работ, должно находиться вне помещения с ВДТ и ПЭВМ.

Уровни ионизации воздуха при работе на ВДТ и ПЭВМ приведены в таблице 5.2

Таблица 5.2

Уровни ионизации воздуха при работе на ВДТ и ПЭВМ

Уровни	Число ионов в 1 куб. м воздуха
	n-	n-
Минимально необходимые	400	600
Оптимальные	1500-3000	3000-5000
Максимально допустимые	50000	50000

5.5 Расчет освещения рабочего места

В помещении, где находится рабочее место оператора, используется смешенное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

В качестве естественного - боковое освещение через окно

Искусственное освещение используется при недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общее искусственное освещение. Расчет его осуществляется по методу светового потока с учетом потока, отраженного от стен и потолка. Нормами для данных работ установлена необходимая освещенность рабочего места Ен=300лк (средняя точность работы по различению деталей размером от 1 до 10мм).

Общий световой поток определяется по формуле:

,

где Ен - нормированная освещенность (Ен=300лк);

S - площадь помещения;

Z1 - коэффициент, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников (z1=1,5);

Z2 - коэффициент учитывающий неравномерность освещение помещения (z2=1.1);

V - коэффициент использования светового потока; определяется в зависимости от коэффициентов отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей, типов светильников и геометрия помещения.

Площадь помещения 2

Выберем из таблицы коэффициент использования светового потока по следующим данным;

коэффициент отражения побеленного потолка Rп=70%;

коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску Rст=50%;

коэффициент отражения от пола, покрытого линолеумом темного света Rр=10%

индекс помешения

, .

Найденный коэффициент V=0.34.

По формуле (5.1) определяем общий световой поток

F_общ =  лм.

Для организации общего искусственного освещения выбираем лампы типа ЛБ40. Люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания их спектр ближе к естественному; они имеют большую экономичность (больше светоотдача) и срок службы (в 10-12 раз). Наряду с этим имеются и недостатки: их работа сопровождается иногда шумом; хуже работают при низких температурах; их нельзя применить во взрывоопасных помещениях; имеют малую инерционность.

Для нашего помещения люминесцентные лампы проходят.

Световой поток одной лампы ЛБ40 составляет не менее Fл=2810 лм.

Число ламп, необходимых для организации общего освещения определяется по формуле

N=

 шт.

В качестве светильников выбираем ПВЛ-1,2х40 Вт.

Таким образом, чтобы обеспечить световой поток F_общ=139764лм надо использовать 25 светильников по 2 лампы ЛБ40 в каждом. Электрическая мощность одной лампы ЛБ40 Wл=40 Вт. [16]

W_общ=Wл*N=40*50=2000Вт

5.6 Меры пожарной безопасности

Осуществление мер по борьбе с пожарами на железнодорожном транспорте возложено на управление военизированной охраны МПС, руководителей предприятий и организаций, а также на добровольные пожарные дружины, пожарно-технические комиссии, работников, ответственных за пожарную безопасность.

Работу по пожарной охране в пределах дороги организуют начальник отдела военизированной охраны и его заместитель, старшие инструкторы по пожарно-технической части отдела.

Непосредственную работу по пожарной охране на отделениях дорог проводят отряды военизированной охраны и подчиненные им команды на крупных станциях и заводах (посты на небольших заводах), пожарные поезда, а также инструкторы по пожарной профилактике.

К противопожарным мероприятиям на станции Караганда-Сортировочная относят:

рабочий должен уметь пользоваться огнетушителями и другими подручными средствами пожаротушения;

запрещается использовать противопожарные средства не по назначению, загромождать подходы к противопожарному инвентарю;

при обнаружении пожара на рабочем месте или по пути следования, рабочий обязан сообщить об этом через дежурного по железнодорожной станции, лицу технического надзора и принять меры по тушению пожара всеми доступными средствами: водой, песком, землей, огнетушителями и тому подобным.

В качестве средств тушения пожаров на железнодорожном транспорте используют воду, химическую и воздушно-механическую пену, инертные газы и пары, песок или землю, различные плотные и пожаростойкие ткани и пр.

Огнегасительные свойства воды. Вода - наиболее распространенное огнегасительное средство. Она имеет сравнительно малую вязкость. Легко проникает в щели и поры горящего вещества, что способствует быстрому охлаждению и тушению охваченной огнем поверхности. Попадая на поверхность горящего вещества, вода поглощает большое количество тепла благодаря испарению и образует паровое облако, препятствующее доступу кислорода к горящему веществу. Для испарения 1 кг воды расходуется 2258,5 кДж тепла. Превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1750 раз. Смешиваясь с горючими газами и парами, выделяющимися при горении, пар разбавляет их, образуя смесь, не способную гореть. При помощи мощных струй воды можно механически сбить пламя.

Водой можно тушить твердые, жидкие и газообразные горючие вещества. При этом ее используют как в компактном, так 'и в распыленном состоянии. Компактные струи воды обычно применяют в случаях, когда невозможно близко подойти к очагу горения, например, при пожаре на большой высоте, на складах лесных материалов и т.д. Дальность, на которую бьет компактная струя, достигает 70 - 80 м. Для получения компактной струи используют ручные и лафетные стволы.

Запас воды для тушения пожаров определяют из условия максимальной продолжительности подачи воды в течение 3 ч.

Воду нельзя применять при тушении горючих веществ, которые, вступая в реакцию с водой, могут способствовать развитию пожара. Не рекомендуется тушить водой ценные вещи и оборудование, приходящие от воздействия воды в негодное состояние. Вода проводит электрический ток, поэтому тушение водой электроустановок, находящихся под напряжением, опасно. Однако тонкораспыленную воду можно применять для тушения, как электроустановок, так и легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, поскольку электропроводность распыленной струи значительно ниже, чем компактной.

Наиболее эффективно применение распыленной воды при тушении горящих жидкостей. Мельчайшие частицы воды размером менее 200 мк, соприкасаясь с горящей жидкостью, интенсивно образуют на ее поверхности паровое облако, которое одновременно охлаждает и изолирует горящую жидкость от кислорода воздуха.

Для образования распыленной воды применяют различные распылители пневматического и механического действий. Наиболее удачен винтовой распылитель. При работе этого распылителя компактная струя воды попадает в канал, образованный конической спиралью, имеющей форму винта. При движении по плоскости винта спираль срезает с водяной струи пленку, которая затем разрывается на капли размером 100 - 200 мк, на некотором расстоянии от распылителя. Винтовые распылители очень мощны и компактны. Один такой распылитель с диаметром входного отверстия, 30 мм при давлении 0,8 МПа и расходе воды 25 л/с может обеспечить тушение пламени бензина в резервуаре площадью около 60 м².

Тушение паром. Сущность тушения пожара паром состоит в понижении содержания кислорода в воздухе. Концентрация пара в воздухе 30 - 35% по объему помещения вызывает прекращение горения. Кроме того, пар частично охлаждает горящие предметы. Наибольший эффект тушение паром дает в закрытых плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м³.

Средства химического пожаротушения. При тушении пожаров химическими средствами образуются тяжелые газы и пары, которые предотвращают доступ кислорода к горящим веществам, понижают температуру горения и глушат пламя. В качестве химического пожаротушения применяют пенообразные (жидкопенные, густопенные), паро - и газообразные (углекислота, четыреххлористый углерод и др.) и твердые (сухие порошки) вещества.

В настоящее время используют два вида огнегасительной пены: химическую и воздушно-механическую.

Для тушения пожаров углекислоту применяют в двух состояниях: в газообразном и в виде снега. Снежинки углекислоты имеют температуру - 79° С. При подаче в зону горения углекислота испаряется, сильно охлаждает зону горения и горящий предмет и уменьшает процентное содержание кислорода, в результате чего горение прекращается.

Углекислота неэлектропроводная. Применяют ее для тушения электроустановок, находящихся под напряжением, а также для тушения ценных вещей и различного оборудования.

Инертные газы (азот, аргон, гелий) и дымовые газы обладают способностью понижать концентрацию кислорода в очаге горения Огнегасительная концентрация этих газов при тушении пожаров в закрытых помещениях составляет 30 - 36% по объему.

Галоидные углеводороды (четыреххлористый углерод, бромистый метил и др.) являются высокоэффективными огнегасительными средствами. Их огнегасительное действие основано на торможении химических реакций горения. Галоидные углеводороды применяют для тушения твердых и жидких горючих материалов в основном при пожарах в закрытых объемах. Огнегасительная концентрация этих веществ значительно ниже огнегасительной концентрации инертных газов, например, для бромистого метила она составляет 4,5%, четыреххлористого углерода 10,5% по объему помещения.

Сухие химические порошки используют для тушения начинающихся пожаров при горении металлов и других твердых и жидких горючих веществ, которые нельзя тушить водой и водяными растворами (калия, натрия, магния, титана и др.). Порошки состоят из двууглекислой соды, талька, инфузорной земли или песка. Порошок засыпают в зону горения, при этом двууглекислая сода разлагается, выделяя углекислый газ, который препятствует доступу кислорода воздуха к горящим предметам.

Тушение сжатым воздухом. Этот метод используют для тушения горючих жидкостей, с температурой вспышки паров выше 60°С. Он основан на принципе перемешивания горящей жидкости, когда сжатый воздух, подаваемый снизу, перемещает нижние более холодные слои жидкости вверх, понижая температуру верхнего слоя. Когда температура верхнего слоя становится ниже температуры воспламенения, горение прекращается. На железнодорожном транспорте сжатый воздух применяют при тушении пожаров в резервуарах нефтепродуктов большой вместимости.

Тушение песком или покрывалом. Для этой цели, кроме мелкого песка, используют покрывала из войлока, асбеста, брезента и других материалов.

Метод заключается в изолировании зоны горения воздуха и применяется для тушения небольших очагов пожара.

6. Промышленная экология

Железнодорожный транспорт постоянно воздействует на природную среду. Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия на элементы природы.

Воздействие объектов железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством дорог, производственно-хозяйственной деятельностью предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, снижением большого количества топлива, применением пестицидов на лесных полосах и др.

Загрязнения от объектов железнодорожного транспорта накладываются на фоновые загрязнения от хозяйственно-бытовой, культурной, производственной деятельности общества, от объектов теплоэнергетики, промышленности, сельскохозяйственной и других видов деятельности. Часто в районах станций и узлов железнодорожных дорог фоновые загрязнения равны или превышают допустимые нормы.

Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов, альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические кислоты и соединения, антисептики для шпал и т.д.), которые подразделяются на чрезвычайно опасные, высокоопасные, опасные и малоопасные; биологические (макро - и микроорганизмы, бактерии, вирусы, простейшие и их производные). Эти факторы могут действовать на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно. Время действия факторов не всегда определяет размер вреда, наносимого природе. Например взрывы, транспортные катастрофы происходят быстро, но ущерб от них может исчисляться миллиардами тенге и гибелью сотен людей.

Химические вещества и соединения могут мигрировать и рассеивать в воздухе, в воде, почвах, нанося обратимый, частично обратимый и необратимый ущерб природе. В миграции химических веществ и заразных микроорганизмов важное место занимает и транспорт.

Основными направлениями снижения величины загрязнений окружающей среды являются: рациональный выбор технологических процессов для производства готовой продукции и ее транспортирования; применение экологически чистого производственного оборудования и подвижного состава, своевременное их обслуживание и ремонт; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состояния [3].

Транспортное средство является источником повышенной опасности для здоровья и жизни людей из-за возможности вовлечения в дорожно-транспортные происшествия, загрязнения ОС вредными выбросами, транспортного дискомфорта, потребления природных ресурсов, но вместе с тем несет положительные социально-экономические и морально-психологические эффекты.

Промышленность и железнодорожный транспорт оказывают на окружающую среду, отдельные экосистемы как положительное, так и отрицательное влияние. С одной стороны, нарушаются принципы функционирования экосистем, они могут деградировать и потерять устойчивость, но с другой - железнодорожный транспорт обеспечивает движение материальных потоков, обеспечивает комфортабельные условия жизнедеятельности людей.

В процессе реализации его жизненного цикла, начиная от производства черных и цветных металлов, топлив, масел и заканчивая его разрушением. Положительные и негативные аспекты функционирования транспортных средств формализуются в виде вектора требований и их конструкции, направленность которого меняется во времени под действием различных факторов, что приводит к усложнению технологий изготовления и использования, увеличению, финансовых затрат.

Основными видами воздействия транспортного комплекса на окружающую среду являются:

отчуждение площадей территорий под железнодорожные пути и объекты транспортной инфраструктуры, эрозионные процессы, осушение, рубки лесов, карьерная разработка строительных материалов;

изъятие природных минеральных, водных, энергетических ресурсов.

Подвижной состав и разветвленная инфраструктура транспорта распространяют свое действие на большие территории, пересекая многообразные рельефы и ландшафты, расположенные в различных климатических зонах. В связи с этим животный и растительный мир экосистем подвергается усиленному негативному воздействию. Это выражается в следующем:

загрязнение среды обитания живых существ выбросами от транспортных средств;

сокращение плодородных площадей и ухудшение условий произрастания растений из-за отчуждения земель под пути сообщения;

разрушения привычных мест расселение животных, птиц, обитателей водоемов и вытеснение их из занятой экологической ниши;

сокращение численности популяций из-за снижения продуктивности экосистем, отрицательного влияния факторов шума, вибрации, загазованности, беспокойства и непосредственных столкновений с транспортом, приводящих к гибели особей;

пересечение автомагистрали, трубопроводами, судоходными фарватерами, трассами пролета самолетов, железными дорогами сезонных и суточных путей миграции животных.

Мероприятия, позволяющие снизить воздействие транспорта на ОС:

совершенствование нормативно-правовой базы для обеспечения экологической безопасности (устойчивого развития) промышленности и транспорта;

создание экологически безопасных конструкций объектов транспорта, эксплуатационных, конструкционных, строительных материалов, технологий и их производства;

разработка ресурсосберегающих технологий защиты ОС от транспортных загрязнений;

разработка алгоритмов и технических средств мониторинга ОС на транспортных объектах и прилегающих к ним территориях, методов управления транспортными потоками для увеличения пропускной способности дорожной и улично-дорожной сети в крупных городах;

совершенствование системы управления природоохранной деятельностью на транспорте.

Круг проблем и пути их решения лежат в области рационального потребления природных ресурсов, защиты атмосферы, водоемов и водотоков, почвы, селитебных зон и местообитаний, животных от негативного воздействия автотранспортного комплекса, создания замкнутых промышленно-утилизационных технологий транспортной деятельности.

Основная масса (80%) вредных веществ выбрасывается автотранспортом на территориях населенных пунктов. Он по-прежнему сохраняет лидерство в загрязнении атмосферы городов.

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

в высоких темпах роста численности автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;

в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

в непосредственной близости к жилым районам (автомобили заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки);

в более высокой токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;

в сложности технической реализации средств защиты от загрязнений на подвижных источниках;

в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по равнению промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников транспорта, которые, как правило, имеют дымовые вентиляционные трубы значительной высоты. [4]

Особую экологическую проблему представляет вибрация, возникающая при движении тяжелых грузовых автомобилей. Вибрационное воздействие транспорта к настоящему времени изучено недостаточно, но известно, что оно негативно сказывается на целостности инженерных сооружений (мостов, тоннелей, дамб), может провоцировать такие природные явления как оползни, сходы лавин, приводит к быстрому износу зданий и сооружений, исторических памятников и культурных ценностей.

На долю железнодорожного транспорта приходится 75% грузооборота и 40% пассажирооборота транспорта общего пользования.

По абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше, чем от автомобильного.

Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствует);

меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогам

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1,65 миллионов тонн в год. Основное загрязнение происходит в районах, где в качестве локомотивов используют тепловозы с дизельными силовыми установками.

При работе магистральных тепловозов в атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичные выхлопам автомобильных дизелей. Одна секция тепловоза выбрасывает в атмосферу за час работы 28 кг оксида углерода, 17,5 кг оксидов азота, до 2 кг сажи.

Маневровые тепловозы работают в переменных режимах с частыми троганиями, ускорениями и торможениями. В этом случае выброс отработавших газов значительно возрастает. Аналогичный характер загрязнений наблюдается у тепловозов отделений временной эксплуатации, обеспечивающих перевозки строительных и других грузов к участкам и объектам проведения строительных работ.

Притрассовый автотранспорт, строительные, путевые и ремонтные машины обеспечивают проведение строительных и ремонтных работ на железнодорожных путях и полосе отвода, что также приводит к загрязнению окружающей среды отработавшими газами, пылью, нефтепродуктами.

Помимо выбросов продуктов сгорания топлива, ежегодно при перевозке и перегрузке грузов из вагонов в окружающую среду поступает около 3,3 миллионов тонн руды, 0,15 миллионов тонн солей и 0,36 миллионов тонн минеральных удобрений. Более 17% развернутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими грузами.

Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180-200 м³ водных стоков, причем 60% загрязнений приходится на перегоны, остальные - на территории станций.

Наиболее часто встречающимся видом опасности является пожарная, которая приводит к возгораниям, взрывам и выделениям токсичных веществ, заражению местности высокотоксичными продуктами.

На железнодорожном транспорте имеется 35 970 стационарных источников выбросов в атмосферу. От них поступает в атмосферу около 200 тысяч тонн загрязняющих веществ ежегодно, в том числе свыше 50 тысяч твердых веществ, 140 тысяч тонн - газообразных. Более 90% выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства).

Ежегодно на предприятиях железнодорожного транспорта в ряде технологических процессов, а также при очистке производственных сточных вод образуется свыше 200 тысяч тонн нефтесодержащих отходов, тяжелых нефтешламов, относящихся к одной из основных и наиболее опасных групп токсичных отходов.

Рассмотренные экологические последствия влияния железнодорожного транспорта не являются исчерпывающими и могут иметь другие проявления в конкретных ситуациях [2].

Одной из важнейших задач железнодорожного транспорта является обеспечение безопасности перевозок, которая в значительной степени зависит от качества работы хозяйства сигнализации, связи и вычислительной техники. На современном этапе - в условиях спада объемов перевозок, снижения доходов дорог, другой важнейшей задачей стало снижение эксплуатационных расходов. Важнейший фактор повышения эффективности эксплуатационной работы - это широкое применение новых методов управления перевозками на базе информационно-управляющих и аналитических технологий.

На рабочих местах дежурных по станции необходимо установить персональные компьютеры, являющие средством, позволяющие заменить громоздкие пульт-манипулятор и табло.

Уменьшение размеров устройств отображения информации целесообразно только до определенного пределов, ограниченных психофизиологическими возможностями человека.

Увеличение плотности информации во времени зависит от скорости ее машинной обработки, которую нельзя сравнить со скоростью обработки человеком. Хотя, пользуясь этой информацией, человек должен принимать определенные решения.

Автоматизированная переработка данных основана на использовании традиционных технических установок (табло, мнемосхема) и электронных вычислительных машин (ПЭВМ). Однако независимо от того, идет речь об использовании традиционных установок или ПЭВМ, важность сообщений, получаемых оператором в случае отклонения сигналов от заданных величин, постоянно возрастает.

С помощью ПЭВМ операторы осуществляют многие операции, но в то же время нельзя забывать об отрицательных факторах воздействия компьютера на человека.

Классификация вредных и опасных факторов при работе с компьютером:

электромагнитное излучение монитора;

статический электрический разряд на экране;

ультрафиолетовое излучение;

инфракрасное излучение;

рентгеновское излучение;

яркость светового изображения;

уровень пульсации светового потока;

неравномерное распределение яркости в поле зрения;

повышенный уровень прямой блескости;

повышенный или пониженный уровень освещенности;

запыленность воздуха

изменение уровня ионизации воздуха;

изменение влажности воздуха

изменение подвижности воздуха в рабочей зоне.

Электромагнитное излучение, создаваемое персональным компьютером, имеет сложный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное излучение имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющие, и их оценка производится раздельно. Пример спектральной характеристики излучений ПК в диапазоне 10 Гц - 400 кГц.

Поэтому в настоящее время потребителю приходится изыскивать пути, с помощью которых он мог бы получить сведения о реальных значениях излучательных характеристик оборудования. Ситуация осложняется тем, что большинство помещений, особенно в домах старой постройки, спроектировано без учета требований по разводке электрических проводов. В связи с этим необходимо проводить замеры и фоновых электромагнитных излучений. В таблице 6.1 показаны излучательные характеристики некоторых моделей мониторов.

Таблица 6.1

Излучательные характеристики некоторых моделей мониторов

Модель, год изготовления, изготовитель	Н1, нТл	Н2, нТл	Е1, (В/м)	Е2, (В/м)		Электростатический потенциал, кВ
1	2	3	4	5		6
Funai ECM 1448 GAS	100	10,6	18	1,68		1,5
Samsung SENS 700	70	1,2	--	1,7		0
Samsung CFG 9637L	176	17,5	1,2	0,54		1,0
Casper DS-1480	175	21	11,2	2,4		5,0
Power Lasing CAD-451 (Тайвань)	186	18,2	6,1	2,22		0,6
Apple Multiple M-2612 (Корея)			95	76	13,8	1,74	2,5
Apple Multiple M-1198			102	14,4	19,1	0,95	2,8
Apple Multiple M-2611			98	13,8	24,5	1,26	1,0
Apple Multiple M-3379			90	15	18,2	1,59	4,0
Macintosh M-3935			104	5,6	19,6	2,08	1,0
Hewlett Packard D2802A (Корея 1994)			595	41,5	70	3,68	10
17" Samsung 740N			46	12,1	0,3	0,06	0,55

Н1, Н2 - переменное магнитное поле в полосах частот 5.2000 Гц и 2.400 кГц соответственно;

Е1, Е2 - переменное электрическое поле в полосах частот 5.2000 Гц и 2.400 кГц соответственно.

Как видно из таблицы, ряд представленных в ней мониторов не удовлетворяет требованиям международных стандартов (MPR 1990: 08), что еще раз указывает на необходимость повсеместного контроля за излучательными характеристиками оборудования, которым укомплектованы рабочие места операторов.

Своеобразные "рекорды" - максимальные значения излучений, зафиксированные на рабочих местах пользователей ПК, приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Максимальные значения ЭМП [i], зафиксированные на рабочем месте

Вид поля, диапазон частот, единица измерения напряженности поля	Значение напряженности поля
	По оси экрана	Вокруг монитора
1	2	3
Электрическое поле, 100 кГц - 300 МГц, В/м	17,0	24,0
Электрическое поле, 0,02 - 2 кГц, В/м	150,0	155,0
Электрическое поле, 2 - 400 кГц В/м	14,0	16,0
Магнитное поле,100кГц-300МГц, мА/м		нчп	Нчп
Магнитное поле, 0,02 - 2 кГц, мА/м		550,0	600,0
Магнитное поле, 2 - 400 кГц, мА/м		35,0	35,0
Электростатическое поле, кВ/м		22,0	-

Примечание. Нчп - ниже чувствительности прибора.

Данные о зафиксированных значениях излучений при обследовании более 120 рабочих мест пользователей ПК приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3

Диапазон значений электромагнитных излучений, измеренных на рабочих местах пользователей ПК

Наименование измеряемых параметров	Диапазон частот 5 Гц - 2 кГц	Диапазон частот 2 - 400 кГц
Напряженность переменного электрического поля, (В/м)	1,0 - 35,0	0,1 - 1,1
Индукция переменного магнитного поля, (нТл)	6,0 - 770,0	1,0 - 32,0

Нормы излучения на ПЭВМ:

Конструкции ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) должны обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса - 0,1 мБэр/час (100 мкр/час).

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений:

а) напряженность электромагнитного поля по электрической составляющей на r=50 см от экрана - 10 B/м

б) напряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей r=50 см от экрана - 0,3 А/м.

Примечание: Рентген - доза гамма-излучения под действием которого в 1 м³ сухого воздуха при t=0⁰ С и давлении 760 мм рт. ст. создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу электричества. Мощность экспозиционной дозы измеряется: Р/час (1P = 2,58 10-4 Кл/Кг). БЭР - биологический эквивалент рентгена, т.е. такая доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и один рентген гамма-излучения (нормальный фон 15 - 30 мкР/час).

В зависимости от частоты источника (излучателя) ЭМП, его мощности и режима работы выбираются те или иные средства защиты от воздействия электромагнитных колебаний на человеческий организм.

Пространство вокруг источника (излучателя) ЭМП условно делятся на ближнюю и дальнюю зоны воздействия.

Ближняя зона. Под ближней зоны воздействия понимается зона, в которой электромагнитное поле еще не сформировано на расстоянии от излучателя. В ближайшей зоне одна из составляющих () поля слабо выражены. Ближняя зона (зона индукции) ограничена сферой с радиусом , в которой излучатель находиться в центре. В ближней зоне ЭМП характеризуется электрической составляющей поля  (В/м).

В таблице 6.4 приведены ограничения от различных электростатических полей.

Таблица 6.4

Ограничения на излучение от электростатических, электрических и магнитных полей по стандарту MPR II

Наименование измеряемых параметров	Диапазон частот 5 Гц - 2 кГц	Диапазон частот 2 - 400 кГц
Напряженность переменного электрического поля, (В/м)	до 25 В/м	до 2,5 В/м
Индукция переменного магнитного поля, (нТл)	до 200 нТл	до 25 нТл

В случае одновременной работы нескольких источников в данной зоне применяется суммарное значение квадратов напряженности поля:

 (6.1)

где Е_i - напряженность электрического поля i-го источника в точке измерения.

Для расчета выбираем из таблицы 6.3 монитор, который имеет наименьшее фоновое излучение - 17" Samsung 740N. Данный монитор является последней моделью жидкокристаллического монитора (TFT). В связи с тем, что в его устройстве не используется электронно-лучевая трубка, у него практически отсутствует электрическое поле.

Необходимое расстояние от монитора r = 50см, число компьютеров - 3

Рассчитаем (формула 6.1) влияние от одного компьютера, находящегося в помещении:

 В/м.

Дальняя зона (зона излучения). В дальнейшей зоне на расстояниях  существует и распространяется электромагнитное поле. ЭМП характеризуется интенсивностью излучения  (поверхностная плотность потока энергии или вектор Умова-Пойтинга), выражаемой в ваттах на квадратный метр - Вт/м² (Вт/см²). В случае одновременной работы нескольких источников берется суммарная интенсивность излучения N-источников:

, (6.2)

где

 - интенсивность излучения i-го источника в точке измерения дальней зоны.

Для выбранного монитора 17" Samsung 740N интенсивность магнитного излучения составит (формула 6.2):

 нТл.

При работе нескольких источников ЭМП различных диапазонов суммарное действие излучателей должно удовлетворять следующему требованию:

, (6.3)

 - предельно допустимый уровень интенсивного излучения для i-го источника на границе санитарно-защитной зоны;

, - фактическое значение параметров;

i=1,2,…,k; l=1,2,…,m. [2]

Рассчитаем суммарное воздействие электромагнитного поля на организм оператора, находящегося в помещении с тремя работающими компьютерами, используя формулу 6.3:

,134 + 0,558 = 0,792 < 1

По этим расчетам влияние компьютера на организм человека соответствует всем санитарным нормам [2].

Заключение

В дипломной работе рассматривается уменьшение простоев вагонов на станции Караганда-Сортировочная на чётной горке за счет внедрения горочной автоматической централизации микропроцессорного накопления.

Современные задачи управления технологическими процессами сортировочных станций реализуют не только задачи непосредственного управления транспортным объектом (отцепом), но и непрерывного мониторинга транспортных средств, т.е. отслеживания и регистрацию их в зоне перемещения в реальном масштабе времени. Поэтому задачи системы ГАЦ-МН существенно усложняются добавлением функциональных решений по автоматизации формирования маршрутов движения отцепов.

Использование микропроцессорной техники позволяет повысить уровень безопасности, существенно уменьшить площадь для размещения оборудования, потреблять меньше электроэнергии, уменьшить объемы строительно-монтажных работ и снизить эксплуатационные расходы. На ряду с существенным уменьшением потребностей в количестве релейных элементов микропроцессорные системы легко реализуют такие функции, как протоколирование и документирования технологических процессов и действий эксплуатационников в течение заданного времени. Немаловажными следует считать и такие достоинства микропроцессорных систем, как возможности реализации комплексной диагностики с контролем всех отказов устройств, прогнозированием предотказных состояний и выводом этой информации на дисплей автоматизированного рабочего места электромеханика.

Микропроцессорные системы горочной централизации имеют неоспоримые достоинства при создании комплексных систем автоматизации сортировочных станций, поскольку позволяют достаточно просто сопрягать напольные источники первичной информации с системами высокого информационно-планирующего уровня.

Автоматизация горочных операций повышает эффективность работы сортировочной станции с завершением модернизации сортировочной системы. Экономический эффект достигается за счет: сокращения трудозатрат на техническое; сокращение расходов благодаря снижению простоев поездов; улучшения показателей безотказной работы устройств; энергоснабжения; сохранность вагонов и грузов; снижение износа тормозных шин замедлителей.

Капитальные вложения составляют - 24725000 тенге, годовой экономический эффект - 7178372 тенге; общая годовая экономия - 6838000,6; срок окупаемости - 3,2 года.

Список использованных источников

1. Балгабеков Т.К. Управление эксплуатационной работой и организация перевозок на транспорте: Учебное пособие. Караганда: КарГТУ, 2005.

. Яловой Ю.Г., Катляров А.М. Организация перевозок на промышленном транспорте: Учебное пособие. Минск, Высш. школа, 1982.

. Балгабеков Т.К. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Управление эксплуатационной работой и организация перевозок на ПТ". Караганда, 2002.

. Техническо - распорядительный акт станции Караганда-Сортировочняя.

. Акулиничев В.М. Организация перевозок на промышленном транспорте: Учебник. - М.: Высш. шк., 2003.

. Сотников И.Б. Управление эксплуатационной работой железных дорог: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Транспорт, 2000.

. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт. 1985,8. Пижельгузов Н.А. и др. Автоматика, телемеханика и связь на промышленном железнодорожном транспорте. - К.: Высш. шк. Головное издательство, 1986.

. Журнал Магистраль, №7’ 2008,10. Системы автоматизации и информационные технологии управления перевозками на железных дорогах. Учебник для вузов ж-д транспорта / Под ред.В.И. Ковалева, А.Т. Осьминина,. - М.: Маршрут, 2009.

. Техническая документация по ДЦ "Неман" КТЦ БелЖД.

. Д.В. Гавзов, О.К. Дрейман, В.А. Кононов, А.Б. Никитин "Системы диспетчерской централизации"

. М.И. Богданович, И.Н. Грель, В.А. Прохоренко, В.В. Шатило "Цифровые интегральные микросхемы"

. Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. для вузов жд тр-та / Н.П. Терешина, В.Г. Галабурда и др под ред. Н.П. Терешиной. - М.: УМЦ ЖДТ, 2006.

. Волков О.И. Экономика предприятия: Учебник. - М.: ИНФРА, 1999.

. Сибаров Ю.Г. Охрана труда на железнодорожном транспорте, М.: Транспорт, 1981.

. Куклев Л.И. Физическая экология. М.: Высшая школа, 2009.

. Оралова А.Т., Цой Н.К. Сборник методик расчета выбросов вредных веществ в окружающую среду: Учебное пособие. - Караганда, 2002.

. Конституция Республики Казахстан. - Алматы: Казахстан, 2007.

. И.Р. Голубев, Ю.В. Новиков. Транспорт и охрана окружающей среды.

. Павлова Е.И. Экология транспорта.

. Куклев, Ю.И. Физическая экология: Учебное пособие/Ю.И. Куклев.2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2003