Деловая слава России

Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Экономика » Высокоскоростное движение поездов

Экономика: Высокоскоростное движение поездов - 15-01-2011, 05:34

Высокоскоростное движение поездов
Борис Данилович НИКИФОРОВ

академик-секретарь секции «Железнодорожный транспорт» РИА.

 

БЕЗОПАСНОСТЬ В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ

 

Особое внимание при перевозке пассажиров и грузов на высокоскоростных поездах уделяется безопасности движения. Приоритетным направлением здесь является, безусловно, безопасное вождение поездов в режиме торможения. Это обусловлено тем, что при торможении необходимо в течение заданного времени на определенном отрезке пути погасить весьма значительную по величине кинетическую энергию поезда, которая существенно выше таковой для воздушного гражданского транспорта при приземлении на аэродроме.

 

 

Широкомасштабное использование высокоскоростных пассажирских поездов со скоростями 250 км/ч и более, ускоренных грузовых поездов со скоростями до 140 км/ч, тяжеловесных грузовых поездов массой 9000 тонн и более потребовало решения большого числа задач в области тяги и торможения подвижного состава, а также совершенствования инфраструктуры — железнодорожного пути, энергопитания, систем сигнализации, централизации блокировки, СЦБ и так далее.

Снижение риска возможного нарушения требований безопасного ведения поезда в течение всего жизненного цикла работы указанных поездов в режиме торможения до приемлемых значений — это весьма ответственная и сложная задача.

Зачастую нарушения требований безопасного вождения поездов относят к неисправностям того или иного оборудования, которые принято называть отказами. Существует большой выбор мер, которые сводят интенсивность отказов оборудования в течение всего жизненного цикла до одного случая на сотни миллионов часов его работы при условии, что весь комплекс отработанных мер предупреждения опасных отказов выполняется без малейших отступлений. Однако в ряде случаев проявляется негативная сторона деятельности человека, так называемый «человеческий фактор», когда ошибки или бездействие человека приводят к опасным событиям с тяжелыми последствиями. В национальном стандарте 5801Р-МЖ такие явления отнесены к числу систематических отказов в отличие от широко используемых в технике случайных или постепенных отказов.

Режиму торможения, как самому ответственному при ведении поезда, уделяется исключительно большое внимание, хотя следует назвать некоторые процессы, где багажа проверенных технических решений, отработанных нормативов крайне недостаточно. Сложилась ситуация, при которой у машиниста приборов точной и достоверной оценки эффективности тормозов нет. Объясняется это тем, что у пневматических тормозов наполнение тормозных цилиндров воздухом из специальных запасных резервуаров на каждом вагоне происходит за счет снижения давления в тормозной магистрали. Благодаря этому свойству тормоза называют автоматическими, так как, например, при разъединении рукавов тормозной магистрали между вагонами давление в ней снижается до 0 и автоматически происходит экстренное торможение.

 

******

 

Однако с увеличением длины, особенно грузового поезда, из-за сопротивления движению воздуха и утечек в тормозной магистрали давление в ней на локомотиве и головном вагоне по сравнению с хвостовым вагоном может отличаться на 1 кГ/см2. В связи с тем, что из тормозной магистрали производится зарядка запасных резервуаров, в последних также давление воздуха меньше на эту же величину. Поэтому при торможении давление в тормозных цилиндрах у головных вагонов также отличается по сравнению с хвостовым вагоном на 25-30% при полном служебном торможении.

Это приводит к тому, что, во-первых, снижается суммарная тормозная сила поезда, во-вторых, тормозная сила на вагонах не одинакова, и при движении по гористому (переломному) профилю на спуске головная часть затормаживается сильнее, а хвостовая слабее и набегает на головную часть поезда, вызывая повышенные продольные усилия в составе поезда. Машинист локомотива должен на основе накопленного опыта, как бы чутьем, почувствовать, насколько тормозные характеристики данного поезда отличаются от нормативных значений, указанных в инструкции по управлению тормозами. Учитывая, что при торможении скорость распространения тормозной (воздушной) волны, а затем и скорость прижатия колодок вдоль поезда требует достаточно большого отрезка времени — порядка 7-10 секунд, — то эффект торможения машинист ощущает только после завершения этого переходного процесса. Отклонение суммарной тормозной силы от расчетных значений во многом зависит от плотности тормозной магистрали и при наличии концентрированных утечек воздуха вносит еще большую неопределенность при оценке тормозной эффективности поезда.

В последние годы на хвостовом вагоне поезда устанавливается радиоуправляемое устройство, которое позволяет выровнять темп снижения давления воздуха в тормозной магистрали в голове и хвосте поезда, что в значительной мере снижает продольные силы в нем и улучшает управляемость тормозами при ступенчатом служебном и экстренном торможении. Вместе с тем при отпуске тормозов длинносоставных поездов указанная выше неравномерность снижения тормозной силы сохраняется.

Из-за этого процесс управления тормозами поезда машинистом по существу является своего рода искусством, которое обеспечивает плавность ведения поезда, предупреждая разрывы поезда или даже выдавливание вагонов.  Например, машинист, следуя по переломному профилю при длине состава около полутора километров, должен так выбрать моменты начала торможения и отпуска, а также включения тяги при вступлении головы поезда на подъем, чтобы переходной процесс от «сжатого» поезда к «растянутому» происходил на однородном профиле.

 

*******

 

Не менее сложны и ответственны задачи, которые точно по пути и по времени должен решать машинист при приеме на станцию, управляя тормозами с таким расчетом, чтобы остановиться перед запрещающим сигналом с точностью 5-10 метров, так как длина длинносоставных поездов на такую величину отличается от длины пути приема поезда. При этом надо иметь в виду, что при управлении тормозами не допускается частичный их отпуск для более точного регулирования скорости движения поезда. По существу это тоже своего рода искусство, которым должен владеть машинист. Радикальное решение проблемы — оснащение грузовых вагонов электропневматическими тормозами, которые позволяют практически одновременно включать и отпускать тормоза всего состава, не говоря уже о том, что выравнивание давления в тормозной магистрали для зарядки запасных резервуаров может быть достигнуто прокладкой напорной магистрали по всему составу.

Оправдано, например, управление по радиоканалу тормозами каждого вагона. Хотя эти решения используются на некоторых железных дорогах, они связаны с весьма крупными капиталовложениями.

Другой путь снижения риска опасных событий базируется на детальном анализе этих событий. К ним относятся столкновения поездов, сходы с рельсов и тому подобное, а к числу нарушений можно отнести проезды запрещающих сигналов, предельных столбиков, выезды на маршруты приема и отправления поездов, взрезы стрелок и другое. Определение величины интегрального риска и его составляющих по каждому виду нарушений безопасности движения даст возможность заказчикам систем безопасности, разработчикам и эксплуатационникам ранжировать по значимости статистику случаев нарушения безопасности и определить целенаправленные меры для их предупреждения.

Необходимо предусмотреть функции безопасности, которые позволят точно и достоверно количественно оценить эффективность тормозов при каждом торможении с учетом метеоусловий, от которых также зависит замедление поезда при торможении. Этой информацией надо вооружить машиниста. Однако этого недостаточно. Машинист нуждается в информационной поддержке в установлении точной координаты местоположения головы поезда, точного измерения пройденного пути, скорости и замедления поезда, а также момента начала торможения, величины ступени торможения с прогнозом кривой движения поезда. В конечном счете набор этих функций позволит снижать кинетическую энергию поезда плавно с выполнением требований по допустимой скорости на тормозном пути и прицельную остановку в заданной координате.

В зависимости от значимости функции безопасности стандартом 5801Р-МЖ предусматривается также выработать требования по полноте или целостности безопасности. Стандарт описывает 4 уровня полноты безопасности: 1-й уровень соответствует интенсивности от 10-5 до 10-6 1/ч., а 4-й уровень — от 10-8 до 10-9 1/ч. Другими словами, это означает, что один отказ, например для 4-го уровня, должен быть обеспечен на миллиард часов непрерывной работы. Это весьма дорогое решение и используется в исключительных случаях, когда вероятность перехода опасного отказа в опасное событие близка к 1. Поэтому выбор уровня надежности и полноты безопасности является необходимой составляющей технических расчетов и экономических обоснований выбранных технических решений. Итак, решение проблемы безопасного вождения высокоскоростных пассажирских и тяжеловесных грузовых поездов в режиме торможения требует:

 

• проведения детального анализа каждого вида опасного события и риска, им вызываемого;

• определения допускаемой или, по крайней мере, приемлемой величины риска;

• выбора одной или нескольких функций, предупреждающих конкретный вид опасного события;

• технических решений в локомотивных устройствах безопасности, которые разработчики всех уровней должны доказательно обосновывать при проектировании, изготовлении и в эксплуатации.

 

По нашему убеждению, это прежде всего относится к предупреждению ошибок, связанных с «человеческим фактором», на всех уровнях создания локомотивных систем безопасности с тем, чтобы определить степень допустимого или приемлемого риска. Представляется, что такой подход к предупреждению опасных событий и рисков может использоваться во всех видах техники, связанной с безопасностью.

 

B. D. Nikiforov.

Particular attention during the transportation of passengers and cargo high-speed trains pays to safety issues. The most important here is the mode of braking. This is due to the fact that during the braking it is necessary within a specified time to amortize a very high-largest kinetic energy of the train



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО:

Календарь событий:

«    Август 2019    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив новостей:

Август 2019 (1)
Июль 2019 (1)
Май 2019 (4)
Апрель 2019 (2)
Март 2019 (2)
Февраль 2019 (5)