Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Умное метро: автоматизация и диспетчеризация современного метрополитена

В рубрику "Интеллектуальное здание" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Умное метро: автоматизация и диспетчеризация современного метрополитена

Невозможно представить себе современный умный город без умного транспорта, и в особенности это относится к метрополитенам. Высочайшие требования к безопасности перевозочного процесса, большое количество объектов контроля и управления, потребность в быстром, оперативном реагировании в ответ на непрерывно меняющиеся условия в огромной, территориально распределенной системе делают этот вид транспорта по-настоящему интеллектуальным. Особенно если речь идет о Московском метрополитене
Дмитрий Вардаков
Главный инженер проекта АО "Мосинжпроект"

Московский метрополитен относится к особо опасным и технически сложным объектам. Это крупное отраслевое предприятие с территориально распределенными материальными активами, сложными технологическими комплексами, подвижным составом, инженерными сооружениями, в котором трудятся свыше 45 тыс. человек. Он является пятым в мире (и первым в Европе) из наиболее загруженных по годовому пассажиропотоку после токийского, пекинского, сеульского и шанхайского метрополитенов, а также шестым метрополитеном в мире по протяженности линий (свыше 338,9 км по состоянию на начало 2017 г.), при этом динамично развивающимся за счет как нового строительства, так и реконструкции и модернизации действующей сети. Однако Московский метрополитен до сих пор переполнен устаревшими, неэффективными техническими средствами и решениями. Это особенно заметно в части технического обеспечения связи и автоматизированных систем.

Направления модернизации

Работы по замене морально и физически устаревшего оборудования ведутся на постоянной основе. Они направлены на решение важных задач:

  • снижение текущих затрат;
  • повышение безопасности движения поездов;
  • обеспечение защиты пассажиров от происшествий техногенного и противоправного характера.

Особое место занимает цель снижения капитальных затрат бюджетных средств в новом строительстве за счет применения современных унифицированных технических решений.

Помимо технических факторов, осложняющих оперативное управление инфраструктурой метро, нельзя не упомянуть об организационных. Десятилетиями развитие метрополитена в целом шло бок о бок с развитием железнодорожного транспорта. Это объясняется и непрерывным обменом кадрами, и изначально общей нормативной базой, и административным подчинением Министерству путей сообщения СССР в разные периоды. Исторически сложилась иерархическая структура, состоящая из большого количества служб (на текущий момент их 12, не считая ревизорского аппарата и административно-хозяйственных подразделений), выполняющих специализированные задачи, имеющих собственные зоны ответственности, объекты контроля и управления, внутренние и внешние информационные процессы, регламенты взаимодействия. Из наиболее "информатизированных" и "автоматизированных" можно выделить следующие:

  • Служба движения;
  • Служба сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ);
  • Электромеханическая служба (ЭМС);
  • Эскалаторная служба;
  • Служба электроснабжения;
  • Служба связи;
  • Служба сбора доходов.

Служба движения

Служба движения выполняет задачи по организации перевозок пассажиров, работы станций, а также является координационным центром в работе всех служб метрополитена. Работой и жизнедеятельностью каждой станции управляет дежурный по станции – главный человек в смене. В центральном диспетчерском пункте каждой линии за движением поездов и обеспечением безопасности движения следит поездной диспетчер. Для обеспечения диспетчеров и дежурных актуальной информацией применяется ряд систем, имеющих функции дистанционного контроля и телеуправления:

  • автоматизированная система диспетчерского управления движением поездов метрополитена (АСДУ-ДПМ);
  • система диспетчерской централизации ДЦ-ММ;
  • система управления работой станции (СУРСТ);
  • телеметрическая система измерения параметров воздуха и контроля микроклимата на станции (ТЛМ-ИПВ);
  • телемеханическая система управления дополнительными устройствами и др.

Информация о состоянии подсистем и поездной обстановке, как правило, выводится на пульты-табло. При новом строительстве пульты-табло уже не включаются в проекты, вместо них предусматриваются автоматизированные рабочие места (АРМ) дежурных по постам централизации (ДСЦП) и электромехаников СЦБ.

Служба сигнализации, централизации и блокировки

Устройства сигнализации, централизации и блокировки – важное звено в комплексе технических средств метрополитена, обеспечивающих перевозочный процесс. Их характеристики определяют безопасность движения поездов, пропускную способность линий и комфортность перевозки пассажиров. В составе технических средств службы применяются современные системы электрической централизации и интервального регулирования, позволяющие пропускать до 40 пар поездов в час. Управление движением поездов основано на релейных схемах электрической сигнализации и централизации стрелок и сигналов. Сегодня, как и десятилетия назад, релейные комнаты, занятые рядами релейных стативов, отнимают сотни квадратных метров полезной площади станций. В перспективе все программно-аппаратные средства сигнализации и централизации будут выполнены в виде системы микропроцессорной централизации (МПЦ), испытания которой на надежность и безопасность продолжаются в Московском метрополитене уже несколько лет. Эта система позволит на порядок сократить занимаемые площади, снизить энергопотребление, перевести электрические блокировки и зависимости в программный вид, повысив тем самым гибкость и надежность работы оборудования. Подобные микропроцессорные системы уже успешно функционируют в других метрополитенах РФ, например, петербургском и казанском.

Еще одним перспективным направлением развития микропроцессорных систем в будущем станет система автоведения поездов, позволяющая вести составы с минимальными попутными интервалами и энергозатратами. Такая система состоит из бортового вычислителя и стационарного вычислительного оборудования линии, установленного на станциях и оценивающего поездную обстановку. При этом в кабине управления по-прежнему будут находиться машинисты, контролирующие обстановку и переходящие на ручной режим управления поездом лишь в нештатных ситуациях.

Электромеханическая служба

Служба ЭМС обеспечивает работу систем жизнеобеспечения метрополитена, состояние которых непосредственно влияет на безопасность и бесперебойность перевозочного процесса.

На каждой станции и на перегонах имеются инженерно-технические устройства (ИТУ) ЭМС:

  • установки тоннельной и местной вентиляции, вентиляционные шахты;
  • системы тепло- и водоснабжения;
  • линии водопровода с задвижками;
  • канализационные насосные станции;
  • водоотливные установки;
  • пожарно-повысительные насосы;
  • воздушно-тепловые завесы в вестибюлях;
  • устройства связи с ИТУ;
  • кондиционеры и охладительные установки.

Многие из перечисленных электромеханических устройств имеются в наземных производственных зданиях и сооружениях и в электродепо.

Для управления таким огромным парком ИТУ необходима распределенная, отказоустойчивая АСУТП промышленного масштаба. Верхним уровнем такой АСУТП является автоматизированная система диспетчерского управления Электромеханической службы (АСДУ-ЭМС), средним и нижним (полевым) уровнем – система автоматики электромеханических устройств (АЭМУ), включающая в себя локальные шкафы автоматизации на базе программируемых логических контроллеров. Тем не менее на существующих и давно эксплуатируемых станциях используются разнородные, в большинстве своем устаревшие типы аппаратуры телемеханики (ЭСТ-62, ЛИСНА, МРК-85, ЭЛОТ, УВТК-УН, ПТК-ТЛС, ТКМ-М1, ТКМ-М2), поддержание работоспособности которых требует существенных затрат.

При строительстве новых станций активно применяются АРМ дежурных по станции, на которых функции контроля и управления осуществляются при помощи SCADA-системы. Однако полностью отказаться от оборудования блокпоста станции различными пультами и табло пока не представляется возможным.

Эскалаторная служба

В ведении службы ЭС находятся эскалаторы, лифты, подъемники и соответствующая инфраструктура. Для обеспечения безопасной бесперебойной работы, быстрой и точной диагностики оборудования, планирования обслуживания применяется автоматизированная система диспетчерского управления Эскалаторной службы (АСДУ-ЭС). Как и в случае с АСДУ-ЭМС, технические средства представлены как устаревшими и разнородными телемеханическими комплексами, так и современными многоуровневыми автоматизированными системами, включающими сетевое и серверное оборудование, устройства локальной автоматики, АРМы и пульты управления, построенные по общим принципам Объединенных систем технологического управления.

Служба электроснабжения

В зоне ответственности одной из важнейших служб, снабжающей энергией весь огромный подземный механизм, находятся тяговые (ТП), понизительные (ПП) и совмещенные тягово-понизительные (СТП, ТПП) подстанции и размещенное на них оборудование:

  • распределительные секции 6/10/20 кВ;
  • трансформаторы;
  • распределительные секции 380 В (силовые, освещения, аварийного освещения, АТДП и связи и т.п.);
  • аккумуляторные помещения;
  • тяговые выпрямители;
  • распределительные устройства тяговой сети 825 В;
  • устройства телемеханики и релейной защиты;
  • приборы технического и коммерческого учета электроэнергии и др.

Как и в других службах, ситуация с оснащением современными телемеханическими средствами оставляет желать лучшего. В эксплуатации находятся системы ТЭМ-74, ПТК-ТЛС и современная АСДУ-Э, включающая в себя локальные средства автоматики, коммуникационные модули, серверы линии и АРМ энергодиспетчера.

Объединенные системы технологического управления

Для обеспечения непрерывного и безопасного функционирования метрополитена применяются территориально распределенные информационные системы технологического управления, работающие в режиме реального времени. Накопившиеся с годами противоречия в моделях информационного взаимодействия служб метрополитена и применяемых ими технических средствах, разрастание кабельной инфраструктуры, потребность в большом штате квалифицированных специалистов для поддержки разнородного оборудования привели Московский метрополитен к необходимости разработки Концепции объединенных систем технологического управления (ОСТУ) метрополитена, реализующейся с 2012 г.

Концепция ОСТУ является поворотной точкой в проектировании единой информационно-технологической инфраструктуры, включающей в себя модульное унифицированное оборудование, регламентированные протоколы и интерфейсы, общие принципы построения сетей передачи данных, и состоит из следующих компонентов:

  • АСДУ-ДПМ;
  • МПЦ;
  • АСДУ-ЭМС;
  • СУРСТ;
  • АСДУ-ЭС;
  • АСДУ-Э;
  • Система пожарной сигнализации;
  • Система транспортной безопасности и антитеррористической защиты.

Средства связи

Для объединения систем АСДУ, входящих в комплекс ОСТУ, в масштабах метрополитена, а также для передачи информации на уровень диспетчерского управления и в Ситуационный центр необходимы быстрые и надежные каналы связи. Для решения этой задачи применяются одномодовые волоконно-оптические линии связи топологии "кольцо" в пределах каждой линии, причем трассы прохождения оптического кабеля для повышения надежности проходят в разных тоннелях. На станциях устанавливаются оптические кроссы и активное оборудование SDH/PDH, обеспечивающее скорость передачи пакетов данных от STM-16 до STM-64. Отдельные линии подключаются к центральному серверному оборудованию независимо, образуя в масштабах метрополитена сеть типа "звезда". На станциях и в пристанционных сооружениях применяются сети 100/1000Base-T, Industrial Ethernet, Modbus, Е1 и другие распространенные телекоммуникационные интерфейсы и протоколы передачи данных.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2017
Посещений: 11061

  Автор

Дмитрий Вардаков

Дмитрий Вардаков

Главный инженер проекта АО "Мосинжпроект"

Всего статей:  1

В рубрику "Интеллектуальное здание" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций