Система безопасности движения поездов

Обеспечение безопасности является ключевым условием организации железнодорожных перевозок. Все технические аспекты движения транспорта должны быть подчинены нормативным требованиям, направленным на снижение вероятности аварийной ситуации. Поскольку существует множество факторов, влияющих на безопасность движения поездов, поставленную задачу минимизации рисков аварий следует рассматривать в комплексной системе.

Понятие перевозочных процессов

Для понимания принципов организации и функционирования системы обеспечения безопасности в инфраструктуре железнодорожного транспорта, необходимо определить особенности процесса движения поезда. Данная транспортная система отличается от других тем, что ее участники даже в рамках одного процесса разделены на огромном расстоянии – это касается и технологических пунктов обслуживания, и персонала, и непосредственно объекта эксплуатации. То есть ключевой фактор обслуживания перевозочных мероприятий предусматривает выполнение множества технических действий, что повышает сложность координации и управления.

Этой спецификой объясняется введение понятий неоднородной работоспособности системы. Оно характеризует функционирование инфраструктуры в целом при том, что один из элементов может пребывать в нерабочем состоянии. Поэтому при обеспечении безопасности движения поездов важную роль играет коммуникация между отдельными элементами общей системы обслуживания. Своевременное оповещение позволяет также предотвратить аварии и оперативно принять меры по ликвидации обнаруженной неисправности.

Еще одна характеристика перевозочного процесса на железной дороге связана с текущим состоянием движения поезда, которое может квалифицироваться как опасное или неопасное. В определении этого состояния также используется понятие работоспособности и соответствие объекта установленным требованиям нормативно-технической документации. Причем в качестве объекта может рассматриваться не только состав, но и железнодорожная транспортная система в целом как влияющая на все объекты, функционирующие в рамках ее базы.

Анализ безопасности движения поездов

Данный анализ проводится с целью определения массива данных о фактическом уровне безопасности на конкретном объекте транспортной железнодорожной инфраструктуры. При этом масштабность объекта может варьироваться от одной единицы состава до железнодорожной системы в целом. Собираемые сведения требуются для разработки системы обеспечения и поддержания безопасности движения поездов, что достигается посредством оценки достаточности мероприятий, которые на текущий момент выполняются для предотвращения угроз аварийных ситуаций. На основе анализа ставятся приоритетные задачи с обоснованным распределением ресурсов для их реализации.

В качестве основных параметров, которые оцениваются в ходе обследования объекта, можно выделить следующие:

• Статистические данные, полученные в процессе определительных эксплуатационных испытаний.
• Показатели рисков потерь.
• Показатели рисков экономического ущерба.
• Показатели безопасности движения.
• Время безопасной работы.
• Параметры выполнения разных видов ремонтных операций.
• Параметры выполнения техобслуживания – планового и капитального.
• Виды опасного движения.
• Характеристики внешней среды в зоне эксплуатации объекта.

На основе полученных данных разрабатывается план обработки анализа и готовится отчет. Сама процедура анализа, который проводится с целью создания системы безопасности движения поездов, предполагает выполнение несколько этапов:

• Установка сферы анализа и границ исследования.
• Организация надзора за ходом анализа.
• Определение дестабилизирующих условий.
• Проведение точечного анализа дестабилизирующих условий.
• Фиксация опасных состояний при движении составов.
• Точечный анализ опасных состояний движения.
• Составление перечня с поражающими факторами, возникающими в моменты опасных состояний.
• Установка видов и характеристик потерь, которые несет объект из-за влияния факторов поражения.
• Анализ потерь от факторов поражения.
• Производство расчета по рискам конкретных потерь.
• Документирование обработанных данных.
• Проверка результатов.

Методы повышения безопасности перевозочного процесса

Технологические подходы к повышению безопасности эксплуатации ж/д транспорта основываются на трех принципах:

• Снижение вероятности возникновения опасных отказов техники или ошибок персонала.
• Сокращение количества видов технических отказов или ошибок, вызванных человеческим фактором.
• Снижение коэффициента парирования технических отказов или ошибок персонала.

Для соответствия каждому из названных принципов используются определенные методы. В частности, для обеспечения безопасности движения поездов при работе регулярно производится контроль технической инфраструктуры с проверкой запасов прочности элементной базы. Для увеличения прочностного потенциала используются как средства наращивания механической стойкости, так и способы повышения электрической защищенности устройств. Причем надо отметить, что на эксплуатационную долговечность конструкций и элементов значительное влияние оказывает проектировочный и производственный процессы на заводах-изготовителях, где осуществляется подбор материалов.

Принципы повышения безопасности путем увеличения коэффициентов парирования отказов в основном сводятся к двум методам:

• Выявление опасного отказа.
• Вывод устройства из рабочего состояния под защиту.

Технологические подходы в мероприятиях по безопасности движения поездов с выводом неисправных средств различаются по степени автоматизации. Примером неавтоматизированного метода можно назвать случай, когда в ходе профилактического осмотра работник обнаруживает излом рельсы, после чего вводит запрет на движение по конкретному участку. И напротив, возможна блокировка этой же рельсы автоматикой, если в местной инфраструктуре предусмотрена рельсовая цепь с блоком контроллера.

Деятельность персонала как элемент системы безопасности

Снижение интенсивности возникновения ошибок по причине человеческого фактора является не менее важной задачей, чем минимизация технических отказов. В большинстве случаев нарушения безопасности движения поездов возникают в силу взаимосвязанных факторов влияния, когда персонал допускает ошибку, влекущую технические повреждения. Также и отказы техники происходят в силу недосмотра обслуживающих работников.

Работа в направлении снижения ошибок персонала ведется по критериям физиологического, психологического и медицинского характера. Еще на этапах обучения персонала, кроме закладки необходимой базы знаний, организуются процессы выработки практических навыков и умений, повышающих эффективность трудовой деятельности. Особое внимание уделяется и психофизиологическим качествам работников. Например, для машиниста на первый план ставят такие личностные свойства, как концентрация внимания, экстравертность психики, способность к сенсорной координации и эмоциональная устойчивость. Для ревизора по безопасности движения поездов большее значение имеет теоретическая подготовка. В перечень его обязанностей входит контроль за выполнением технических правил и соблюдением организационных инструкций. Поэтому для ревизора важно знание нормативных правовых актов и понимание общих процессов движения поездов и системы производства маневровых рабочих мероприятий.

Ограждение перегона для производства работ

Рабочие мероприятия на перегоне – штатное путевое действие, которое требует системной организации специального режима эксплуатации площадки. В моменты проведения работ и перегоны, и станции должны обеспечиваться средствами технической остановки поездов, а также сигнальными устройствами, оповещающими о необходимости снижения скорости. Ограждения должны быть установлены независимо от того, ожидается ли плановый приход поезда или нет.

Параметры установки ограждений и, в частности, дистанция от непосредственного места проведения работ определяется руководящим спуском и скоростным режимом, действующим на конкретном перегоне. Например, требования безопасности движения поездов на участках с режимом скорости до 80 км/ч предписывают устанавливать ограды с сигнальными устройствами на расстоянии порядка 800-1000 м. Если же допустимый скоростной режим достигает 160 км/ч, то дистанция размещения ограждений увеличивается до 2150 м.

Немалое значение в определении методов организации ограждений имеют и параметры самой рабочей площадки. Формат ее обустройства может отличаться размерами и охватом путей. Требования к безопасности движения поездов при производстве путевых работ на площадках протяженностью 200 м и более предписывают устанавливать красные сигналы на расстоянии 50 м от границ проведения мероприятий с обеих сторон перегона. Причем в процессе осуществления рабочих действий за сигналами должен вести контроль руководитель участка.

Обеспечение безопасности при производстве работ на станции

Разрешение на осуществление рабочих мероприятий на местах расположения станционных путей выдает дежурный станции или сотрудник, выполняющий функции отправления и приема поездов на конкретном участке.

Главная задача работников, выполняющих инструкции по безопасности движения поездов, в данном случае будет заключаться в устранении препятствий на путях, которые могут угрожать процессам движения или производства работ. Если на станции обнаруживается препятствие, то бригадир пути или дорожный мастер обязан будет немедленно оградить участок предупредительными сигналами. После этого в журнале осмотра должна быть сделана запись о закрытии движения на месте обнаружения препятствия или же о скоростном ограничении.

В условиях ограждения станционных путей из-за препятствия, движение на конкретном участке прекращается. С этого момента в целях поддержания безопасности движения поездов предпринимаются меры по недопущению въезда состава в зону препятствия или осуществления путевых работ. Время проведения работ по закрытию участка и параметры установки сигналов назначает руководитель станции. При этом в зависимости от обстоятельств он может согласовывать свои действия с бригадиром путей, электромонтажником или же старшим механиком, отвечающим за сигнализацию, централизацию и блокировку путей. В любом случае по результатам выполненных действий в журнале осмотра оставляется запись, в которой указывается вид, время и место работ по закрытию участка.

Микропроцессорные системы обеспечения безопасности

Это современный подход к организации управления железнодорожным транспортом, при котором используются многоканальные методы снижения опасных отказов. Принцип действия микропроцессорного контроля заключается в обнаружении опасных элементов инфраструктуры в процессе комплексного сравнения сигналов от широкого массива наблюдаемых контрольных точек. Входная информация о рабочих параметрах функциональных узлов обрабатывается не по отдельности в рамках конкретной функции, а с учетом смежных элементов системы. Например, состояние сигнального устройства или средства оповещения оценивается вместе с учетом рабочих параметров от аппаратуры связи и механического узла, который активируется параллельно с подачей той или иной команды и на сигнальное оборудование.

Кроме того, микропроцессорная аппаратура для обеспечения безопасности движения поездов при работе сравнивает и массивы промежуточных данных, собирая статистику по различным показателям. Таким образом реализуются элементы машинного обучения, за счет которых повышается эффективность преждевременного обнаружения технико-эксплуатационных узлов, которые могут выйти из строя в ближайшее время. К недостаткам микропроцессорных многоканальных систем безопасности относят высокую стоимость технической реализации и требовательность к квалификации операторского состава.

Внедрение систем интеллектуального видеонаблюдения

В железнодорожной инфраструктуре сегодня активно внедряются системы видеонаблюдения, которые становятся одним из базовых элементов комплексного обеспечения безопасности. Среди основных задач систем интеллектуального видеонаблюдения стоит отметить осуществление визуального контроля целевой площадки или объекта, при котором выделяются так называемые «охранные события». В процессе наблюдения происходит фиксация изменений рабочей обстановки, по которым можно установить предпосылки для опасного отказа. Причем в современных системах обеспечения безопасности движения поездов применяется высокотехнологичная видеоаппаратура, заметно опережающая традиционные системы такого типа как по функциональности, так и по конструкционной реализации. Во-первых, вся инфраструктура с камерами, мониторами, базами хранения и преобразования данных строится на цифровой коммуникационной основе. Во-вторых, аспект интеллектуальности оборудования обуславливается наличием средств так называемой видеоаналитики, которая с помощью специализированного программного обеспечения и графических систем обработки видеоданных позволяет без участия оператора регистрировать нештатные ситуации.

Возможности видеоаналитики сегодня органично встраиваются в общий комплекс мероприятий по обеспечению безопасности движения поездов, реализуя следующие задачи:

• Обнаружение сторонних объектов посредством датчиков движения.
• Слежение за целевыми объектами с позиций нескольких камер, обеспеченных специальными алгоритмами обработки видеопотока.
• Маркировка объектов по заранее установленным признакам размеров и формы.
• Идентификация и распознавание объектов.
• Прогнозирование поведения наблюдаемого объекта.

Методы снижения потерь при аварии

Минимизация ущерба при авариях и крушениях поездов достигается за счет снижения степени воздействия поражающих факторов. В отличие от способов сокращения опасных состояний эксплуатируемой техники, методы снижения потерь действуют уже в условиях реализовавшейся угрозы. К универсальным методам такого рода можно отнести меры, направленные на компенсацию инерционных сил грузов и пассажиров при столкновениях. Технически в данном случае должны задействоваться средства искусственного гашения инерции, что обеспечивается конструкционными элементами в устройстве вагонов. К примеру, высокоскоростные поезда снабжаются упругими элементами в торцевых частях. В этих же целях тамбур выполняется в форме гармошки.

В инструкциях по безопасности движения поездов много внимания уделяется регуляции скоростных режимов, а также способам предотвращения заездов состава в определенные зоны при потере контроля. Но если прекратить движение не удалось, то последствия неминуемой аварии будут полностью зависеть от силы соударения, что особенно критично для грузовых вагонов и цистерн. Какие методы снижения потерь применяются в данном аспекте эксплуатации поездов? Опять же, на конструкционном уровне используются специальные межвагонные связки, выполняющие роль демпферных и поглощающих элементов. Это могут быть эластомерные, гидрорезиновые и пружинно-фрикционные установки, плавно снижающие скорость потерявшего управление состава. Также в инфраструктуре путей предполагается использование тупиков, которые выполняют функции барьеров или тех же компенсаторов скорости.

Заключение

Технологии и организационные концепции обеспечения безопасности на железной дороге постоянно совершенствуются наряду с повышением динамических качеств транспортных средств. В России к наиболее острым проблемам этой сферы относится обслуживание переездов как элементов общей железнодорожной инфраструктуры. Как отмечают специалисты крупнейшего российского перевозчика «РЖД», безопасность движения поездов в значительной степени зависит и от дисциплины автомобилистов. Для предотвращения угроз столкновения на переездах, компания ежегодно проводит комплексные мероприятия по улучшению предупредительных и заградительных систем. Помимо традиционных железобетонных настилов и резинотехнических изделий, в последнее время все чаще используются автоматические сигнализационные комплексы, позволяющие ограничивать движение на основе показаний сенсорного контроля.