Существуют две главные причины необходимости внедрения в настоящее время микропроцессорных и релейно-процессорных централизаций на станциях Российских железных дорог. Первая причина заключается в том, что большое число релейных систем ЭЦ, построенных в прошлом веке, работают очень долго. Из 128 тысяч стрелок ЭЦ, эксплуатируемых на сети, ежегодно переходят в разряд «с истекшим сроком амортизации» свыше 6 тысяч стрелок. В результате на начало 2004 г. на сети дорог около 40 тысяч стрелок имеют срок службы 25 лет и более, что составляет 31% от общего числа. В эксплуатации находится 202 системы ЭЦ (5800 стрелок) со сроком службы более 40 лет [B.4]. Необходимо добиться того, чтобы темпы внедрения новых систем опережали темпы старения аппаратуры.

Наряду с физическим старением имеет место и моральное старение релейных систем ЭЦ. При широком внедрении в настоящее время информационных технологий в перевозочный процесс и управление железнодорожным транспортом релейные системы трудно интегрируются в соответствующие информационные и вычислительные структуры. Для этой интеграции оказываются недостаточными функциональные и информационные возможности релейных систем, их быстродействие, а также требуются дополнительные переходные устройства и преобразователи электрических сигналов. В этом отношении микропроцессорные и релейно-процессорные централизации полностью удовлетворяют современным требованиям. Какие же преимущества дает применение микропроцессорной и компьютерной техники при построении ЭЦ?

Расширение функциональных возможностей ЭЦ. К новым функциям могут относиться накопление маршрутов, автоматизация установки маршрутов, усиление замыкания секций, интеграция с системами автоблокировки и диспетчерской централизации и другие. Например, аппаратура ЭЦ промежуточной станции может быть совмещена с аппаратурой линейного пункта диспетчерской централизации.

Протоколирование и хранение действий оперативного персонала и поездных ситуаций. Таким образом, микропроцессорные и компьютерные системы ЭЦ содержат «черный ящик». Это качество невозможно получить в релейных системах.

Простота адаптации системы при реконфигурации путевого развития станции. Принципиальное отличие микропроцессорных ЭЦ от релейных в том, что алгоритмы ЭЦ реализуются в них программным путем. Поэтому при изменении путевого развития требуются минимальные изменения в аппаратной части и программном обеспечении.

Повышение надежности и безопасности систем в результате использования принципов отказоустойчивости, самоконтроля и безопасного поведения при отказах. Для этого необходимо вводить избыточность. Микроэлектронная техника позволяет осуществлять двукратное и трехкратное резервирование аппаратных и программных средств. При этом удорожание системы является экономически оправданным.

Введение избыточности дает также возможность создания мощных средств самодиагностики, прогнозирования отказов и самовосстановления, что позволяет сделать систему малообслуживаемой или полностью необслуживаемой. Внедрение микропроцессорных систем открывает пути для использования новых методов технического обслуживания аппаратуры – сервисного и фирменного. В этом случае обслуживанием МПЦ занимается либо фирма-поставщик, либо высококвалифицированные специалисты сервисного центра, который организуется в масштабах одной дороги.

Легкость увязки с компьютерными информационными и управляющими системами более высокого уровня. В общей структуре многоуровневой системы управления перевозочным процессом МПЦ играют важную роль одного из низовых звеньев, передающих в реальном масштабе времени информацию о перемещении поездов. Эта информация формируется в МПЦ в удобном виде для компьютерной обработки, хранения и передачи.

Уменьшение габаритов аппаратуры, экономия дефицитных материалов, экономия помещений, удешевление строительства, высокая степень индустриализации производства. Эти качества систем особенно важны при их массовом внедрении. Большое значение имеет уменьшение числа электромагнитных реле, приходящееся на одну централизованную стрелку, в системах МПЦ и РПЦ по сравнению с релейными системами. Как известно, число реле на одну централизованную стрелку с развитием ЭЦ постоянно увеличивалось [3.1].

В первых системах ЭЦ с центральными зависимостями и местным питанием, которые строились в 30-х годах прошлого века, применялось 24 реле на одну стрелку. В дальнейшем расширение функциональных возможностей ЭЦ потребовало увеличения числа реле (см. табл. 3.1). В унифицированной системе ЭЦ (УЭЦ) с посекционным размыканием маршрутов, разработанной в конце 40-х годов, использовалось 36 реле на одну стрелку. Этот показатель для самой распространенной релейной системы БМРЦ (начало 60-х годов) равняется 48. В дальнейшем с начала 80-х годов разрабатывались системы на основе новых реле I класса надежности РЭЛ – системы УЭЦ–КБЦШ, ЭЦИ (с индустриальной системой монтажа), ЭЦ-12-90. При этом происходило существенное увеличение числа реле (см. табл. 3.1), т.к. системам ЭЦ придавались новые качества и новые функции.

Т а б л и ц а  3.1

Указанная тенденция развития ЭЦ приводит к тому, что массовое внедрение новых релейных систем становится невозможным. Для этого потребовалось бы значительное увеличение выпуска релейной аппаратуры на электротехнических заводах. Кроме того, дальнейшее функциональное развитие становится нецелесообразным из-за громоздкости, недостаточной надежности, трудностей в техническом обслуживании таких систем, увеличения стоимости и расхода дефицитных материалов (серебра и меди).

В микропроцессорных централизациях реле применяются, в основном, в схемах управления объектами ЭЦ (в схемах включения ламп светофоров и в схемах включения стрелочных электродвигателей). В этом случае требуется порядка 20-35 реле на стрелку. Если же используются бесконтактные схемы сопряжения с объектами, расход реле сводится к минимуму. В релейно-процессорных ЭЦ сохраняются реле исполнительной группы. Однако схемы исполнительной группы могут быть упрощены (без ущерба безопасности). При этом расход реле составляет 35-80 реле на централизованную стрелку.

Высокая степень индустриализации производства и удешевление строительства определяются тем, что МПЦ строится из типовых вычислительных блоков, которые имеют малые размеры. Для размещения аппаратуры не требуется строить дорогостоящие посты централизации. Исключается большой объем монтажных работ, характерный для релейных систем. Например, по данным фирмы Ericsson стоимость микропроцессорной системы IZN-850 на 20% меньше стоимости релейной системы, она требует на 30% меньше кабеля, а стоимость монтажных и пуско-наладочных работ снижается на 50%.

Улучшение условий и культуры труда, снижение загрузки дежурных по станции и электромехаников. Эти качества МПЦ и РПЦ возникают потому, что на службу оперативных работников отдаются все возможности компьютерной техники (удобные АРМы, оптимизация информационного обеспечения, автоматизация рутинных операций и др.).