Структурный синтез и анализ устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: теория, применение и перспективы развития

Железнодорожный транспорт — это кровеносная система любой экономики, и его эффективность и, что самое главное, безопасность напрямую зависят от безупречной работы систем автоматики и телемеханики (ЖАТ). Согласно последним данным, внедрение микропроцессорных систем централизации может сократить требуемую площадь релейного помещения на 40% по сравнению с безмонтажными релейными централизациями (БМРЦ), что не только оптимизирует инфраструктуру, но и знаменует собой переход к качественно новому уровню управления. Однако за этой оптимизацией стоят сложнейшие задачи структурного синтеза, анализа надежности и безопасности, а также экономического обоснования. И что из этого следует? Подобная оптимизация не только сокращает расходы на строительство и обслуживание, но и повышает гибкость системы, позволяя быстрее адаптироваться к изменяющимся потребностям перевозок.

Настоящая работа посвящена глубокому академическому исследованию этих аспектов. Мы погрузимся в мир фундаментальных принципов структурного синтеза, рассмотрим эволюцию телемеханических каналов связи, детально изучим проектирование и настройку систем автоматического регулирования, а также проанализируем преимущества и вызовы, связанные с внедрением микропроцессорных систем в ЖАТ. Особое внимание будет уделено вопросам надежности, безопасности и экономическому обоснованию, которые являются краеугольными камнями в развитии любой критически важной инфраструктуры. Основная цель исследования — предоставить комплексный, детализированный и всесторонний анализ, который послужит надежной базой для студентов и специалистов в области железнодорожной автоматики, телемеханики и систем управления.

Теоретические основы структурного синтеза систем автоматического регулирования в ЖАТ

Отправной точкой для понимания любой системы, особенно такой сложной, как железнодорожная автоматика, является ее фундамент — принципы структурного синтеза. Это не просто сборка отдельных элементов, а целенаправленное конструирование, где каждый компонент и каждая связь имеют свое логическое и функциональное обоснование. В контексте ЖАТ такой подход становится критически важным, поскольку здесь речь идет о безопасности движения поездов и жизни людей, а значит, любая ошибка в структуре может иметь необратимые последствия.

Принципы действия и классификация систем автоматического регулирования

Чтобы понять, как строится система, необходимо сначала разобраться, как она функционирует. Любая система автоматического регулирования (САР) — это, по сути, интеллектуальный механизм, который постоянно следит за состоянием какого-либо параметра (например, скорости поезда, положения стрелки, состояния рельсовой цепи) и при необходимости вносит коррективы. Её принцип действия гениален в своей простоте: обнаружить отклонение от нормы и устранить его.

Представьте себе машиниста, который вручную управляет скоростью поезда, постоянно сверяясь с расписанием и показаниями приборов. САР выполняет эту же задачу, но делает это автоматически, непрерывно и с гораздо большей точностью. Она состоит из нескольких ключевых элементов:

• Измерительный элемент (датчик): Фиксирует текущее значение регулируемой величины (например, датчик скорости, датчик положения стрелки).
• Сравнивающее устройство: Сопоставляет измеренное значение с заданным (желаемым) значением. Разница между ними — это отклонение.
• Регулятор: На основе отклонения вырабатывает управляющее воздействие.
• Исполнительный механизм: Приводит в действие регулирующий орган (например, тормозную систему, перевод стрелки).
• Объект управления: Процесс или устройство, чья величина регулируется (например, сам поезд, участок пути).

Особое место в ЖАТ занимают замкнутые системы автоматического регулирования (САР по отклонению). Их называют замкнутыми, потому что выходная величина объекта управления (например, фактическое положение стрелки) через измерительный элемент постоянно возвращается в систему, чтобы быть сравненной с заданным значением. Если стрелка не дошла до требуемого положения, система это «увидит» и продолжит воздействие. Это создает петлю обратной связи, которая является основой для самокоррекции и поддержания стабильности. В ЖАТ такие системы применяются повсеместно — от управления светофорами до обеспечения безопасности рельсовых цепей, где малейшая неисправность должна привести к немедленной фиксации занятости участка пути, гарантируя безопасность, и тем самым предотвращая потенциально опасные столкновения.

Методы структурного синтеза и повышения надежности

Структурный синтез САР — это искусство и наука одновременно. Это не просто выбор готовых блоков, а формирование архитектуры, которая будет эффективно работать, быть устойчивой к внешним воздействиям и, что критически важно для железной дороги, абсолютно надежной и безопасной. Процесс включает:

1. Выбор структуры: Определение, какие элементы будут входить в систему и как они будут взаимосвязаны. Это может быть последовательная, параллельная, смешанная структура.
2. Выбор параметров управляющего устройства: Определение характеристик каждого элемента, чтобы система в целом соответствовала заданным требованиям (например, скорость реакции, точность, устойчивость).

Для повышения отказоустойчивости и безопасности в ЖАТ используются следующие подходы:

• Структурное резервирование: Дублирование целых блоков или каналов системы. Если один канал выходит из строя, его функции берет на себя другой. Это может быть горячий резерв (оба работают одновременно), холодный резерв (один ждет активации), или частично нагруженный резерв.
• Элементное резервирование: Дублирование отдельных компонентов внутри блока. Например, вместо одного реле используются два, работающие по принципу «2 из 2» или «2 из 3», когда выходной сигнал формируется только при совпадении сигналов от большинства элементов.
• Параметрическая избыточность: Создание условий, при которых даже при изменении параметров одного элемента система сохраняет работоспособность. Например, использование элементов с запасом по мощности или характеристикам.
• Информационная избыточность: Введение дополнительных данных в передаваемое сообщение (например, контрольных сумм, корректирующих кодов), которые позволяют обнаружить и даже исправить ошибки.

Ярким примером применения этих принципов является подход к построению отказоустойчивых систем автоматики со встроенными средствами функционального контроля, использующих коды с суммированием единичных информационных разрядов. Суть метода заключается в добавлении к полезной информации контрольных битов, которые являются суммой (по модулю 2) определенных информационных битов. При приеме такого сообщения, получатель может пересчитать контрольную сумму и сравнить ее с полученной. Несовпадение укажет на ошибку. Это позволяет обнаруживать ошибки на выходах арифметико-логических устройств, что критически важно для обеспечения целостности данных в управляющих системах.

Таблица 1: Сравнение методов повышения надежности в ЖАТ

Метод повышения надежности	Описание	Пример применения в ЖАТ
Структурное резервирование	Дублирование целых функциональных блоков или каналов системы. При отказе основного элемента автоматически включается резервный, обеспечивая непрерывность работы.	Резервные каналы связи в телемеханике, дублирование процессорных модулей в микропроцессорных централизациях (МПЦ).
Элементное резервирование	Дублирование отдельных ключевых компонентов внутри блоков. Часто применяется в системах с мажоритарной логикой, например, «2 из 3» или «2 из 2», где выходной сигнал формируется только при согласии большинства элементов.	Использование нескольких реле в цепях безопасности светофоров, дублирование датчиков положения стрелок.
Параметрическая избыточность	Использование элементов с характеристиками, превышающими минимально необходимые для нормального функционирования. Позволяет системе продолжать работу даже при деградации некоторых параметров.	Использование силовых элементов с запасом по току или напряжению, применение кабелей с большей пропускной способностью, чем требуется в штатном режиме.
Информационная избыточность	Введение дополнительных контрольных битов или символов в передаваемые данные, позволяющих обнаруживать и/или корректировать ошибки, возникающие в процессе передачи или обработки информации.	Применение корректирующих кодов (например, кодов Хэмминга, циклических кодов) в телемеханических каналах связи, контрольные суммы для проверки целостности данных.

Внедрение микропроцессорных систем в ЖАТ привело к появлению нового поколения средств автоматики, основанных на микроэлектронной элементной базе и вычислительной технике. Это повлекло за собой новые требования к надежности и безопасности, в частности, необходимость определения надежностных характеристик с учетом цифровых сетей передачи информации. Современные системы, такие как система контроля участков пути методом счета осей ЭССО-М, демонстрируют высочайший уровень полноты безопасности — SIL4 (Safety Integrity Level 4) согласно стандарту CENELEC, что подчеркивает строгость подходов к структурному синтезу и обеспечению безопасности. Операционная система микропроцессорных комплексов ЖАТ (ОС-МПК-ЖАТ) играет здесь ключевую роль, обеспечивая корректное выполнение программ, управление памятью и ввод/вывод данных, гарантируя тем самым надежность всей системы. Какой важный нюанс здесь упускается? Несмотря на все преимущества, такая сложность требует постоянного повышения квалификации обслуживающего персонала и создания новых методик диагностики, учитывающих не только аппаратные, но и программные ошибки.

Телемеханические каналы связи: кодирование, декодирование и помехоустойчивость в ЖАТ

Если структурный синтез — это скелет системы, то телемеханические каналы связи — это ее нервная система, по которой передаются все жизненно важные команды и сигналы. В железнодорожной автоматике, где каждое решение может стоить жизни или привести к многомиллионным убыткам, достоверность и скорость передачи информации становятся абсолютным приоритетом.

Архитектура и функционирование телемеханических систем

Телемеханика (от греч. τῆλε — далеко и μηχανική — механика) — это область техники, занимающаяся дистанционным контролем и управлением объектами. В железнодорожной отрасли телемеханические системы образуют сложную распределенную архитектуру, которая позволяет диспетчеру управлять движением поездов на значительном расстоянии. Типовая телемеханическая система включает в себя:

1. Пункт управления (ПУ): Центральный узел, где диспетчеры принимают решения, отдают команды и контролируют состояние железнодорожной инфраструктуры. Здесь происходит сбор и обработка всей поступающей информации.
2. Контролируемые пункты (КП): Удаленные объекты, расположенные на станциях, перегонах, переездах, где установлены датчики и исполнительные устройства. КП собирают информацию о состоянии объектов (телесигнализация — ТС), передают команды управления (телеуправление — ТУ) и измеряют параметры (телеизмерение — ТИ). Примерами КП могут служить стрелочные переводы, светофоры, путевые датчики, устройства блокировки.
3. Линии связи: Физические или беспроводные каналы, по которым происходит обмен информацией между ПУ и КП. Это могут быть медные кабели, оптические волокна, радиорелейные линии, а также современные беспроводные сети.

Функционирование такой системы можно описать следующими процессами:

• Телесигнализация (ТС): Передача информации о состоянии объектов от КП к ПУ. Например, «стрелка №5 установлена в прямое положение», «участок пути занят», «светофор открыт».
• Телеуправление (ТУ): Передача команд управления от ПУ к КП. Например, «перевести стрелку №5 в боковое положение», «открыть светофор», «закрыть переезд».
• Телеизмерение (ТИ): Передача значений аналоговых параметров от КП к ПУ. Например, «температура рельса 25°C», «напряжение в контактной сети 27 кВ».

Современные микропроцессорные системы телемеханики позволяют программным путем реализовать различные адаптивные алгоритмы передачи информации. Это означает, что система может динамически изменять параметры передачи данных (например, скорость, вид кодирования, частоту повторений) в зависимости от состояния канала связи, загруженности сети или приоритета сообщений. Такой подход повышает эффективность использования каналов связи и обеспечивает гибкие приоритеты передачи, что особенно важно для критически важных сигналов безопасности.

Методы кодирования и декодирования информации

Представьте, что вы отправляете важное сообщение по радиосвязи во время грозы. Помехи могут исказить слова, и ваше сообщение будет непонятно. В телемеханике, особенно на железной дороге, «гроза» — это постоянное явление в виде электромагнитных помех, шумов в линиях связи, отказов оборудования. Чтобы сообщение дошло в целости и сохранности, используется кодирование.

Код в телемеханике — это не просто способ представления информации (например, бинарный код), а система правил преобразования исходного сообщения в последовательность сигналов, предназначенную для передачи по каналу связи. Цель кодирования — не только сделать информацию понятной для машины, но и защитить ее от искажений.

Различают:

• Обыкновенные (некорректирующие) коды: Предназначены для представления информации. Если в них возникает ошибка, она не обнаруживается и не исправляется. Примером может служить простой двоичный код.
• Корректирующие коды: Обладают свойством избыточности, то есть к полезной информации добавляются специальные контрольные символы. Эти символы позволяют не только обнаружить ошибки, но и, в некоторых случаях, автоматически их исправить без повторной передачи.

Корректирующая способность кода — это его свойство обнаруживать и/или исправлять определенное количество ошибок в передаваемом блоке данных. Чем выше корректирующая способность, тем более помехоустойчивым является канал связи. Примеры корректирующих кодов включают коды Хэмминга, циклические коды (CRC), коды БЧХ (Боуза-Чоудхури-Хоквингема).

В микропроцессорных системах ЖАТ часто применяются системы функционального контроля на базе кодов с суммированием единичных информационных разрядов. Это простой, но эффективный метод обнаружения ошибок. Например, если у нас есть информационный блок из n бит, мы можем добавить (n+1)-й бит, который будет равен 1, если сумма единиц в информационных битах нечетная, и 0, если четная (контроль по четности). При приеме, если сумма единиц в полученном сообщении не совпадает с контрольным битом, это сигнализирует об ошибке. Более сложные варианты этого метода позволяют обнаруживать более одной ошибки.

Таблица 2: Сравнение типов кодов в телемеханике

Тип кода	Описание	Преимущества	Недостатки	Применение в ЖАТ
Обыкновенные (некорректирующие) коды	Коды, предназначенные исключительно для представления информации. Не содержат избыточных символов для обнаружения или исправления ошибок.	Простота реализации, высокая эффективность использования канала связи (нет избыточности).	Отсутствие возможности обнаружения и исправления ошибок. Любая ошибка в канале связи приводит к искажению информации, которая может быть воспринята как верная, что недопустимо для систем безопасности.	Внутриблочные обмены данными, где вероятность ошибок крайне мала, или в некритичных системах, где допустима повторная передача при подтверждении ошибки на более высоком уровне.
Корректирующие коды	Коды, которые вводят избыточность (дополнительные контрольные символы) в исходное сообщение, что позволяет обнаруживать и/или исправлять ошибки, возникающие при передаче по зашумленным каналам.	Способность обнаруживать и/или исправлять ошибки без повторной передачи, что повышает достоверность информации и эффективность канала связи в условиях помех. Критически важны для систем безопасности.	Увеличивают объем передаваемой информации (избыточность), что снижает пропускную способность канала связи. Требуют более сложных алгоритмов кодирования и декодирования.	Широко используются в телемеханических каналах связи для передачи сигналов управления, телесигнализации и телеизмерения, где ошибки могут привести к опасным ситуациям. Примеры: коды Хэмминга, CRC, коды с суммированием единичных разрядов.

Требования к интерфейсам и протоколам обмена информацией

Гармонизация и стандартизация — это ключ к созданию совместимых и безопасных систем в любой крупной отрасли. В ЖАТ э��о особенно актуально, поскольку различные подсистемы (централизация, блокировка, сигнализация) должны бесперебойно взаимодействовать между собой. ГОСТ Р 59263-2020 является основополагающим документом, который устанавливает строгие требования к интерфейсам и протоколам обмена информацией для микропроцессорных систем, подсистем и устройств ЖАТ в составе системы управления движением поездов.

Этот стандарт регламентирует:

• Типы интерфейсов: Определяет, какие физические и логические интерфейсы должны использоваться для связи между устройствами (например, Ethernet, RS-485, оптоволокно).
• Протоколы обмена: Устанавливает правила, по которым данные форматируются, передаются, принимаются и обрабатываются. Это включает в себя структуру пакетов данных, механизмы обнаружения и коррекции ошибок, процедуры подтверждения и квитирования.
• Требования к безопасности: Определяет меры, которые должны быть реализованы на уровне протоколов для предотвращения несанкционированного доступа, подделки данных и других угроз безопасности.

Соблюдение таких стандартов не только обеспечивает совместимость оборудования от разных производителей, но и значительно повышает общий уровень безопасности и надежности всей железнодорожной инфраструктуры, создавая единую, предсказуемую и защищенную среду для обмена данными.

Проектирование и настройка систем автоматического регулирования замкнутого типа

После того как мы заложили теоретический фундамент структурного синтеза и поняли принципы работы телемеханических каналов, настало время перейти к самому сердцу автоматики — к проектированию и настройке систем автоматического регулирования. Это процесс, который требует не только глубоких теоретических знаний, но и практического мастерства, ведь от правильности настройки САР зависит не только эффективность, но и безопасность функционирования железнодорожных объектов.

Этапы проектирования локальных замкнутых САР

Проектирование локальной замкнутой системы автоматического регулирования (САР) — это сложный, многоэтапный процесс, который можно сравнить с созданием высокоточного механизма. Каждый шаг должен быть тщательно продуман и обоснован. Вот основные этапы:

1. Выбор принципа регулирования: Это отправная точка. Инженер должен проанализировать свойства объекта управления (например, инерционность стрелочного привода, динамика изменения температуры в тепловозе), характер внешних возмущений (например, изменения нагрузки, погодные условия) и, конечно, требования к точности и быстродействию. Например, для поддержания постоянной скорости движения поезда может быть выбран принцип регулирования по отклонению, когда система постоянно сравнивает текущую скорость с заданной и корректирует тягу.
2. Определение математической модели элементов САР: Прежде чем что-либо строить, необходимо создать «цифровой двойник». Каждый элемент системы — от датчика до исполнительного механизма — должен быть описан математическими уравнениями (передаточными функциями, дифференциальными уравнениями). Это позволяет предсказать поведение системы в различных режимах, провести имитационное моделирование и выявить потенциальные проблемы еще до физической реализации.
3. Выбор стандартного регулятора: На основе анализа объекта и требований выбирается тип регулятора. На рынке существует множество стандартных типов (П-, И-, ПИ-, ПД-, ПИД-), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор зависит от того, какие качества регулирования являются приоритетными (например, скорость реакции, точность поддержания уставки, устойчивость к помехам).
4. Расчет параметров настройки регулятора: После выбора типа регулятора необходимо определить оптимальные значения его коэффициентов. Это ключевой этап, поскольку неправильная настройка может привести к нестабильности, колебаниям или медленной реакции системы. Используются различные методы расчета: аналитические (например, по критериям устойчивости), частотные (с помощью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и фазово-частотной характеристики (ФЧХ)), а также эмпирические методы, такие как методы Циглера-Никольса.
5. Проверка показателей качества: После теоретического расчета параметров необходимо убедиться, что система будет работать так, как задумано. Для этого анализируются показатели качества переходного процесса:
   • Время регулирования: Время, за которое система возвращается в заданное состояние после возмущения.
   • Перерегулирование: Максимальное отклонение регулируемой величины за пределы заданного значения во время переходного процесса.
   • Статическая ошибка: Установившееся отклонение регулируемой величины от заданного значения после завершения переходного процесса.
   • Колебательность: Характер затухания колебаний.
6. Обоснованный выбор технической реализации: На этом этапе принимаются решения о конкретных аппаратных и программных средствах, которые будут использоваться. Это включает выбор микроконтроллеров, датчиков, исполнительных механизмов, а также разработку программного обеспечения для регулятора.

Анализ и выбор типов регуляторов

Автоматические регуляторы — это мозг САР, и их разнообразие обусловлено широким спектром задач и объектов управления. Выбор конкретного типа регулятора зависит от множества факторов:

• Характеристики объекта управления: Инерционные, емкостные, запаздывающие свойства объекта.
• Свойства окружающей среды: Температура, влажность, вибрации, электромагнитные помехи.
• Необходимость дистанционной передачи информации: Влияет на выбор элементной базы и протоколов.
• Требования к точности, качеству переходного процесса и надежности работы: Эти параметры определяют уровень сложности регулятора.

Рассмотрим основные типы регуляторов:

• Пропорциональный (П-регулятор): Управляющее воздействие пропорционально отклонению. Быстро реагирует, но может иметь статическую ошибку.
• Интегральный (И-регулятор): Управляющее воздействие пропорционально интегралу отклонения. Устраняет статическую ошибку, но медленно реагирует и может вызывать колебания.
• Пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор): Комбинация П- и И-регуляторов. Сочетает быстродействие П-регулятора с устранением статической ошибки И-регулятора.
• Пропорционально-дифференциальный (ПД-регулятор): Комбинация П- и Д-регуляторов. Использует производную отклонения, чтобы предсказывать его изменение и ускорять реакцию. Улучшает быстродействие и устойчивость, но чувствителен к шумам.
• Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД-регулятор): Самый универсальный и распространенный тип, сочетающий все три составляющие.

Таблица 3: Сравнение основных типов регуляторов

Тип регулятора	Описание	Преимущества	Недостатки
Пропорциональный (П)	Управляющее воздействие u(t) пропорционально отклонению e(t): u(t) = Kp ⋅ e(t)	Прост в реализации, быстро реагирует на изменения.	Наличие статической ошибки, не может полностью устранить отклонение.
Интегральный (И)	Управляющее воздействие u(t) пропорционально интегралу отклонения: u(t) = Ki ∫ e(t) dt	Устраняет статическую ошибку.	Медленно реагирует, может вызывать колебания и перерегулирование.
Дифференциальный (Д)	Управляющее воздействие u(t) пропорционально скорости изменения отклонения: u(t) = Kd ⋅ d e(t) / dt	Улучшает быстродействие, снижает перерегулирование, повышает устойчивость.	Не используется отдельно (чувствителен к шумам), не устраняет статическую ошибку.
Пропорционально-интегральный (ПИ)	Комбинация П- и И-регуляторов: u(t) = Kp ⋅ e(t) + Ki ∫ e(t) dt	Сочетает быстродействие с устранением статической ошибки, широко применяется.	Может иметь некоторое перерегулирование, не всегда оптимален для объектов с большим запаздыванием.
Пропорционально-дифференциальный (ПД)	Комбинация П- и Д-регуляторов: u(t) = Kp ⋅ e(t) + Kd ⋅ d e(t) / dt	Улучшает быстродействие и устойчивость, снижает перерегулирование.	Не устраняет статическую ошибку, чувствителен к шумам, не подходит для объектов, где нужна высокая точность удержания уставки.
Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД)	Комбинация всех трех компонентов: u(t) = Kp ⋅ e(t) + Ki ∫ e(t) dt + Kd ⋅ d e(t) / dt	Универсален, обеспечивает высокую точность, быстродействие и устойчивость.	Сложность настройки трех коэффициентов, может быть избыточен для простых систем.

Особенности ПИ- и ПИД-регуляторов заключаются в их способности обеспечивать баланс между скоростью реакции, точностью поддержания заданного значения и устойчивостью системы. Например, ПИ-регулятор идеально подходит для объектов, где необходимо быстро устранять отклонение и исключать статическую ошибку, как в системах регулирования температуры или давления. ПИД-регулятор, благодаря дифференциальной составляющей, способен предвидеть изменение ошибки и реагировать на неё превентивно, что крайне важно для высокодинамичных объектов, таких как системы управления движением высокоскоростных поездов. Но не стоит ли задуматься, всегда ли более сложный регулятор является лучшим выбором?

Микропроцессорные системы в ЖАТ: преимущества, вызовы и вопросы безопасности

Внедрение микропроцессорных систем в железнодорожную автоматику и телемеханику (ЖАТ) стало одной из самых значительных технологических революций последних десятилетий, сравнимой по масштабу с переходом от паровых двигателей к дизельным и электрическим локомотивам. Этот переход не только изменил облик станционных и перегонных устройств, но и предъявил качественно новые требования к безопасности, надежности и эффективности.

Эволюция и преимущества микропроцессорных систем

На протяжении десятилетий основой систем ЖАТ были релейные схемы – надежные, проверенные временем, но громоздкие и материалоемкие. Однако с развитием микроэлектроники и вычислительной техники стало очевидно, что релейные системы достигли предела своего развития. Появление микропроцессорных систем централизации (МПЦ) открыло новую эру, предлагая целый ряд фундаментальных преимуществ:

1. Преодоление материалоемкости и снижение габаритов: Традиционные релейные системы требовали огромного количества реле. Например, на одну стрелку могло приходиться до 30 реле. Это приводило к необходимости строительства обширных релейных помещений, что увеличивало капитальные затраты и занимало ценные площади. Микропроцессорные системы значительно снижают эту потребность, заменяя тысячи реле на несколько компактных электронных блоков. Как следствие, площадь, требуемая для размещения оборудования, может сократиться на 40% по сравнению с безмонтажными релейными централизациями (БМРЦ).
2. Повышение быстродействия: Электронные компоненты работают на порядки быстрее механических реле. Это позволяет обрабатывать огромные объемы информации в реальном времени, что критически важно для систем интервального регулирования движением поездов. Повышенное быстродействие проявляется, например, в возможности десятикратного сокращения объемов передаваемой информации по каналам связи и объемов памяти, необходимой для ее хранения.
3. Снижение дороговизны обслуживания и трудозатрат: Релейные системы требовали регулярного и трудоемкого обслуживания, связанного с проверкой контактов, заменой изношенных деталей, отладкой сложных электрических цепей. Микропроцессорные системы, благодаря высокой надежности компонентов и встроенным средствам диагностики, значительно сокращают трудозатраты на всех этапах жизненного цикла. Например, сокращение эксплуатационных расходов при внедрении диспетчерских централизаций может составлять от 30 до 50 человек на каждые 100 км пути за счет высвобождения станционного персонала.
4. Модульный принцип построения: Современные МПЦ, такие как «МПЦ-АСК», строятся по модульному принципу. Это означает, что система состоит из отдельных функциональных блоков, которые могут быть легко заменены, модернизированы или масштабированы. Модульность обеспечивает:
   • Гибкость проектирования: Возможность выбора требуемой конфигурации в зависимости от конкретных потребностей станции или участка.
   • Повышение надежности: Отказ одного модуля не приводит к отказу всей системы, поскольку он может быть быстро заменен или его функции могут быть временно переданы резервному модулю.
   • Упрощение модернизации: Вместо полной замены всей системы достаточно обновить или добавить отдельные модули.
   • Снижение стоимости: За счет стандартизации и массового производства модулей.

Новые требования к надежности и безопасности

Переход на микроэлектронную элементную базу и вычислительную технику не только принес преимущества, но и породил новые, более строгие требования к надежности и безопасности. Если в релейных системах безопасность часто обеспечивалась за счет физических свойств реле (например, невозможности ложного притяжения якоря), то в микропроцессорных системах эти гарантии должны быть реализованы на логическом и программном уровнях.

1. Надежностные характеристики и показатели безопасности: Эти параметры теперь должны определяться с учетом специфики цифровых сетей передачи информации. Вводится понятие уровней полноты безопасности (Safety Integrity Level – SIL), разработанное в рамках стандарта CENELEC EN 50126. SIL4 — это высший уровень безопасности, который предполагает чрезвычайно низкую вероятность опасного отказа (менее 10^-9 отказов в час).
2. Примеры реализации высоких уровней безопасности: Современные системы, такие как система контроля участков пути методом счета осей ЭССО-М, являются ярким примером достижения уровня SIL4. Это означает, что вероятность ложной индикации свободности пути при его фактической занятости практически исключена. Для МПЦ, например, коэффициент готовности составляет не менее 99,9998%, средняя наработка на отказ (с учетом восстановления) превышает 1300 тыс. часов, а интенсивность опасных отказов составляет менее 10^-14 1/ч. Эти цифры демонстрируют беспрецедентный уровень надежности и безопасности, достигнутый благодаря микропроцессорным технологиям.

Функционал и особенности операционных систем МПК-ЖАТ

Сердцем любого микропроцессорного комплекса является его операционная система. Операционная система микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики (ОС-МПК-ЖАТ) — это специализированное программное обеспечение, разработанное для обеспечения надежной, безопасной и эффективной работы устройств ЖАТ. Ее ключевые функции включают:

• Выполнение запросов программ: ОС-МПК-ЖАТ управляет жизненным циклом прикладных программ, обеспечивая их запуск, остановку, выделение и освобождение памяти.
• Ввод/вывод данных: Операционная система контролирует обмен данными между аппаратными компонентами (датчиками, исполнительными устройствами) и прикладными программами, а также между различными модулями системы.
• Управление ресурсами: Эффективно распределяет вычислительные ресурсы (процессорное время, память) между задачами, обеспечивая приоритетное выполнение критически важных операций.
• Загрузка и исполнение программ: Отвечает за безопасную загрузку программного обеспечения в оперативную память и его последующее исполнение.
• Взаимодействие и защищенность: ОС-МПК-ЖАТ должна обеспечивать не только взаимодействие между различными компонентами системы, но и их защиту от внешних угроз и внутренних сбоев. Это включает механизмы изоляции задач, проверки целостности кода и данных, а также обнаружения аномального поведения.

Таким образом, микропроцессорные системы в ЖАТ не просто заменили старые технологии, а кардинально изменили подходы к управлению движением поездов, открыв путь к значительному повышению безопасности, пропускной способности и эффективности транспортного производства.

Надежность, технические характеристики и стандарты систем ЖАТ

В мире железнодорожного транспорта, где любая ошибка может обернуться катастрофой, понятие надежности приобретает первостепенное значение. Системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (ЖАТС) — это не просто набор устройств, а комплекс, призванный в первую очередь обеспечивать безопасность движения поездов. Именно поэтому к ним предъявляются высочайшие требования, которые выходят за рамки обычных инженерных задач.

Концепция RAMS и показатели надежности

Исторически, понятие надежности часто сводилось к «безотказности». Однако современные реалии, особенно в таких критически важных отраслях, как железнодорожная, требуют гораздо более широкого и комплексного подхода. Концепция RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety), предусмотренная железнодорожным стандартом EN 50126, стала основой для всесторонней оценки и обеспечения работы систем ЖАТ.

Давайте разберем каждый компонент RAMS:

1. Надежность (Reliability): Это комплексное свойство объекта сохранять во времени �� установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных условиях. Проще говоря, это вероятность того, что система будет работать без сбоев в течение определенного периода.
   • Единичные показатели надежности:
     • Интенсивность отказов (λ): Среднее число отказов в единицу времени. Чем ниже этот показатель, тем надежнее система.
     • Вероятность безотказной работы (P(t)): Вероятность того, что система не откажет в течение заданного интервала времени t.
     • Средняя наработка на отказ (MTBF – Mean Time Between Failures): Среднее время работы системы между последовательными отказами.

   Важно отметить, что Д. В. Шалягин и И. Б. Шубинский критикуют чрезмерное расширение понятия надежности до включения ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости, утверждая, что это размывает сущность надежности и усложняет ее практическое применение. В их трактовке надежность должна концентрироваться именно на безотказности.

2. Готовность (Availability): Свойство объекта находиться в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых объект находится в неработоспособном состоянии. Высокая готовность означает, что система всегда доступна для выполнения своих функций.
3. Ремонтопригодность (Maintainability): Свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Хорошая ремонтопригодность означает, что система легко диагностируется и быстро восстанавливается после отказа.
   • Среднее время восстановления (MTTR – Mean Time To Repair): Среднее время, затраченное на устранение отказа и восстановление работоспособности системы.
4. Безопасность (Safety): Совокупность функций системы, обеспечивающих защиту от опасных последствий технических отказов или непреднамеренных ошибок человека. Безопасность — это не просто отсутствие отказов, а гарантия того, что даже при отказе система не создаст опасной ситуации.
   • Уровни полноты безопасности (Safety Integrity Level – SIL): Определяются в стандарте EN 50126 и характеризуют требуемый уровень снижения риска. От SIL1 (наименьший) до SIL4 (наивысший, требующий крайне малой вероятности опасного отказа, например, менее 10^-9 на час).

Повышение надежности систем ЖАТ достигается за счет:

• Более надежной элементной базы (использование высококачественных компонентов).
• Структурного и элементного резервирования (дублирование ключевых узлов).
• Введения параметрической и информационной избыточности (например, корректирующие коды).
• Применения средств диагностики (постоянный мониторинг состояния устройств).

Требования безопасности и стандартизация

Безопасность систем ЖАТ обеспечивается не только на стадии проектирования, но и на протяжении всего жизненного цикла оборудования. Это достигается следующими методами:

• Непрерывный мониторинг состояния устройств методами диагностики: Постоянный анализ параметров работы оборудования позволяет выявлять предотказные состояния и предотвращать аварии.
• Переход системы в защитное состояние при потенциально опасной ситуации: При обнаружении критической неисправности или угрозы система автоматически переключается в безопасное состояние (например, закрывает светофор, переводит стрелку в безопасное положение), даже если это приводит к временной остановке движения.
• Минимизация ущерба при аварии: Даже в случае маловероятной аварии, система должна быть спроектирована так, чтобы минимизировать ее последствия.

Эти принципы закреплены в ряде основополагающих нормативно-технических документов и стандартов:

• ГОСТ 33477-2015: Регламентирует порядок разработки, постановки на производство и допуска к применению технических средств железнодорожной инфраструктуры, устанавливая строгие требования к процессу создания нового оборудования.
• ГОСТ 33432-2015: Определяет политику, программу обеспечения безопасности и доказательство безопасности объектов железнодорожного транспорта, включая методологию оценки и подтверждения безопасности.
• ГОСТ 33894-2016: Устанавливает требования к системам железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожных станциях.
• СП 239.1326000.2015 «Железнодорожная автоматика и телемеханика. Правила проектирования»: Этот свод правил регламентирует все аспекты проектирования систем ЖАТ, связанные с управлением и обеспечением безопасности движения поездов. Он включает:
  • Учет нормативов допустимой антропогенной нагрузки.
  • Мероприятия по предупреждению загрязнения окружающей среды.
  • Непрерывный контроль предотказного состояния устройств ЖАТ и контроль их температурного режима.

Технические решения, такие как схемы управления светофорами и рельсовые цепи, строятся на базе безопасных принципов работы, обеспечивающих фиксацию занятости пути при неисправностях. Например, при неисправности элементов системы счета осей (например, датчиков счета осей) система автоматически фиксирует занятость блок-участка, предотвращая отправление поезда на занятый участок.

Системы электроснабжения и заземления

Энергия — это кровь любой системы, и ЖАТ не исключение. От стабильности электроснабжения и надежности заземления напрямую зависит работоспособность и безопасность устройств. СТО РЖД 08.025-2015 устанавливает технические требования к устройствам электропитания железнодорожной автоматики и телемеханики.

При выборе системы электроснабжения и заземления учитываются тип оборудования, техническая возможность и экономическая целесообразность:

• Изолированная от земли система «IT»: Предпочтительна для электропитания только устройств ЖАТ. В такой системе фазные проводники не имеют прямого контакта с землей, что повышает безопасность при одиночных повреждениях изоляции и обеспечивает более высокую помехоустойчивость.
• Глухозаземленная система TN-S по ГОСТ Р 50571.2: Предпочтительна для устройств ЖАТ, совместно питающихся со сторонними потребителями. В этой системе нейтраль источника питания глухо заземлена, а защитный проводник отделен от рабочего нейтрального по всей длине, что обеспечивает высокую степень защиты от поражения электрическим током.

Для критически важных устройств ЖАТ (сигналы, переезды, заградительные светофоры, мостовая и тоннельная сигнализация) обязательно предусматривается полный или частичный аккумуляторный резерв. Это гарантирует бесперебойность функционирования даже при сбоях в основной электросети, обеспечивая непрерывность контроля и управления движением поездов.

Экономическое обоснование и жизненный цикл систем ЖАТ

Любое техническое решение, сколь бы совершенным оно ни было, должно иметь под собой крепкий экономический фундамент. Внедрение новых систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) — это масштабные инвестиции, требующие тщательного экономического обоснования. Речь идет не только о начальных капитальных затратах, но и о долгосрочной эффективности, которая охватывает весь жизненный цикл оборудования.

Методы экономического обоснования

Экономическое обоснование внедрения новых систем ЖАТ — это комплексный анализ, который выходит за рамки простого сопоставления цен. Его главная цель — доказать, что инвестиции в новую технологию принесут ощутимую экономическую выгоду в долгосрочной перспективе. Основные аспекты, которые учитываются:

1. Снижение себестоимости продукции при росте объемов производства: В контексте железнодорожного транспорта «продукцией» является перевозочный процесс. Внедрение более эффективных систем ЖАТ, например, микропроцессорных централизаций или адаптивных систем управления движением, позволяет увеличить пропускную способность железнодорожных линий. Это, в свою очередь, дает возможность перевозить больше грузов и пассажиров без пропорционального увеличения операционных расходов. Увеличение объемов перевозок при оптимизированных затратах ведет к снижению удельной себестоимости одной тонно-километровой или пассажиро-километровой работы.
2. Сокращение отпускной цены и сроков окупаемости проекта: Снижение себестоимости в конечном итоге позволяет железным дорогам предлагать более конкурентоспособные тарифы, что привлекает больше клиентов и увеличивает доходы. Совокупный экономический эффект от снижения затрат, увеличения доходов и повышения эффективности использования активов приводит к сокращению сроков окупаемости инвестиционных проектов. Это делает новые технологии более привлекательными для внедрения.

Методы экономического обоснования могут включать:

• Расчет чистого дисконтированного дохода (NPV): Оценка будущих денежных потоков с учетом временной стоимости денег.
• Расчет внутренней нормы доходности (IRR): Процентная ставка, при которой NPV проекта равен нулю.
• Расчет срока окупаемости (PP): Время, за которое первоначальные инвестиции окупятся за счет генерируемых доходов.
• Анализ чувствительности: Оценка того, как изменение ключевых параметров (например, объема перевозок, стоимости электроэнергии) повлияет на экономические показатели проекта.

Стоимость жизненного цикла (LCC) и темпы обновления оборудования

Концепция стоимости жизненного цикла (LCC – Life Cycle Cost) является ключевой для оценки долгосрочной экономической эффективности систем ЖАТ. LCC включает в себя не только первоначальные капитальные затраты на приобретение и установку оборудования, но и все расходы, понесенные на протяжении всего срока службы системы:

• Затраты на проектирование и разработку.
• Затраты на закупку и монтаж.
• Эксплуатационные расходы: Энергопотребление, заработная плата персонала, текущий ремонт, техническое обслуживание.
• Затраты на модернизацию.
• Затраты на утилизацию по окончании срока службы.

Сравнительный анализ LCC микропроцессорных и традиционных релейных систем демонстрирует явные преимущества первых:

• Удельная стоимость жизненного цикла на одну стрелку: При массовом и комплексном внедрении микропроцессорных систем удельная стоимость их жизненного цикла в пересчете на одну стрелку будет ниже, чем у традиционных релейных систем. Это обусловлено снижением затрат на обслуживание, меньшим энергопотреблением, более длительным сроком службы и меньшими требованиями к площади размещения.
• Влияние на RAMS: Расширение функционала аппаратно-программных комплексов ЖАТ позволяет улучшить соотношение показателей RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety). Улучшение этих показателей напрямую влияет на LCC: более надежные системы требуют меньше ремонтов, более доступные системы сокращают потери от простоев, ремонтопригодные системы быстрее восстанавливаются, а безопасные системы предотвращают дорогостоящие аварии. Таким образом, улучшение RAMS ведет к снижению LCC.

Однако, несмотря на очевидные преимущества новых технологий, существует серьезная проблема, связанная с темпами обновления оборудования. Сохраняется устойчивая тенденция увеличения объемов эксплуатируемых средств ЖАТ со сроком службы более 20 лет. Это означает, что темпы старения устройств опережают темпы их замены. Невыполнение требуемых темпов вывода из эксплуатации устройств, выработавших свой ресурс, приводит к следующим негативным последствиям:

• Рост эксплуатационных расходов: Старое оборудование более часто выходит из строя, требует большего объема ремонтов и запчастей, имеет более низкую энергоэффективность.
• Снижение надежности и безопасности: Изношенное оборудование повышает риск отказов и аварий.
• Технологическое отставание: Железнодорожная инфраструктура теряет конкурентоспособность по сравнению с более современными решениями.

Экономическое обоснование должно не только доказывать выгоду от внедрения новых систем, но и аргументировать необходимость ускорения темпов модернизации, чтобы избежать накопления морально и физически устаревшего оборудования. Это позволит не только получить сиюминутный экономический эффект, но и обеспечить устойчивое развитие железнодорожного транспорта на долгосрочную перспективу.

Заключение

Наше путешествие по миру структурного синтеза и анализа устройств железнодорожной автоматики и телемеханики подошло к концу. За это время мы прошли путь от фундаментальных принципов построения систем до тонкостей их экономического обоснования, осознав масштаб и сложность задач, стоящих перед инженерами железнодорожной отрасли.

Мы убедились, что структурный синтез — это не просто механическая сборка, а глубоко продуманный процесс создания отказоустойчивых и безопасных систем, где каждый элемент и каждая связь имеют критическое значение. Внедрение структурного и элементного резервирования, а также информационной избыточности, подкрепленное такими методами, как кодирование с суммированием единичных информационных разрядов, является краеугольным камнем безопасности.

Телемеханические каналы связи предстали перед нами как сложнейшие нервные системы, по которым движется жизненно важная информация. Применение адаптивных алгоритмов передачи данных и строгие требования к протоколам обмена, закрепленные в ГОСТ Р 59263-2020, обеспечивают беспрецедентную достоверность и помехоустойчивость в условиях постоянно меняющейся среды.

Проектирование и настройка систем автоматического регулирования, особенно ПИ- и ПИД-регуляторов, оказались искусством баланса между скоростью реакции, точностью и устойчивостью. Мы детально рассмотрели поэтапный подход к их созданию, от выбора принципа регулирования до оптимизации параметров, подчеркнув важность математического моделирования и проверки показателей качества.

Особое внимание было уделено микропроцессорным системам в ЖАТ, которые привели к революционным изменениям. Их преимущества в части материалоемкости, быстродействия, снижения эксплуатационных затрат и модульности неоспоримы. Однако с ними пришли и новые вызовы, требующие высочайших уровней полноты безопасности (таких как SIL4 для ЭССО-М) и обеспечения функциональности операционных систем МПК-ЖАТ.

Мы глубоко проанализировали концепцию RAMS, выделив ее ключевые компоненты — надежность, готовность, ремонтопригодность и безопасность. Стандарты и нормативно-технические документы, такие как ГОСТы и СТО РЖД, формируют каркас, обеспечивающий унификацию и гарантирующий качество на всех этапах жизненного цикла оборудования, включая требования к системам электроснабжения и заземления.

Наконец, экономическое обоснование и анализ стоимости жизненного цикла показали, что внедрение новых систем ЖАТ не только технически целесообразно, но и экономически выгодно, несмотря на проблему устаревания оборудования.

Таким образом, все поставленные цели исследования достигнуты. Мы представили исчерпывающий, детализированный и всесторонний анализ, который систематизирует разрозненные знания и раскрывает ключевые аспекты структурного синтеза и анализа устройств ЖАТ.

Перспективные направления дальнейших исследований включают:

• Разработка новых адаптивных алгоритмов управления для высокоскоростных железнодорожных линий.
• Интеграция систем ЖАТ с элементами искусственного интеллекта для предиктивной диагностики и оптимизации процессов.
• Исследование новых методов обеспечения кибербезопасности для распределенных микропроцессорных систем ЖАТ.
• Оценка эффективности внедрения технологий блокчейн для повышения прозрачности и неизменности данных в системах управления железнодорожным транспортом.

Комплексный подход к структурному синтезу и анализу устройств ЖАТ, основанный на глубоких теоретических знаниях и практическом опыте, является ключом к обеспечению безопасности, эффективности и устойчивого развития железнодорожного транспорта в будущем.

Список использованной литературы

1. Шалягин, Д. В., Цыбуля, Н. А., Косенко, С. С. и др. Устройства автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. В 2 ч. Москва : Маршрут, 2006.
2. Шалягин, Д. В., Цыбуля, Н. А., Боровков, Ю. Г. Автоматика, телемеханика и связь: Учебное пособие. Ч. 1: Автоматика и телемеханика. Москва : РГОТУПС, 2003.
3. Сапожников, В. В., Кравцов, Ю. А., Сапожников, Вл. В. Теория дискретных устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. Москва : Транспорт, 2001.
4. Сапожников, В. В., Кравцов, Ю. А., Сапожников, Вл. В. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник для вузов ж.-д. трансп. Москва : Транспорт, 1995.
5. Инструкция: Типы регуляторов. Методика настройки регуляторов. Ивано-Франковск : КП Микрол, 2011.
6. Операционная система микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики (ОС-МПК-ЖАТ) // Петербургский государственный университет путей сообщения. URL: https://pgups.ru/nauka/innovatsionnaya_deyatelnost/kommeritsializatsiya_nauchnykh_razrabotok/os_mpk_zhat/ (дата обращения: 30.10.2025).
7. Коврига, А. Н. Системы микропроцессорных централизаций: учеб.-метод. пособие / А. Н. Коврига; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. Гомель : БелГУТ, 2024. URL: https://ir.beltuit.by/bitstream/handle/123456789/23871/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B9.pdf (дата обращения: 30.10.2025).
8. Сапожников, В. В., Сапожников, Вл. В., Шаманов, В. И. Диагностика в микропроцессорных системах железнодорожной автоматики и телемеханики // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2011. № 2. С. 28-36. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/diagnostika-v-mikroprotsessornyh-sistemah-zheleznodorozhnoy-avtomatiki-i-telemekhaniki (дата обращения: 30.10.2025).
9. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. Приложение 1. Системы и устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. URL: https://docs.cntd.ru/document/902302380 (дата обращения: 30.10.2025).
10. ГОСТ 33477-2015. Система разработки и постановки продукции на производство. Технические средства железнодорожной инфраструктуры. Порядок разработки, постановки на производство и допуска к применению. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200124618 (дата обращения: 30.10.2025).
11. ГОСТ 33432-2015. Безопасность функциональная. Политика, программа обеспечения безопасности. Доказательство безопасности объектов железнодорожного транспорта. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200124617 (дата обращения: 30.10.2025).
12. ГОСТ 33894-2016. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожных станциях. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200132338 (дата обращения: 30.10.2025).
13. Шалягин, Д. В., Шубинский, И. Б. Надежность и безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики // Железнодорожный транспорт. 2010. № 1. С. 58-61. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nadezhnost-i-bezopasnost-zheleznodorozhnoy-avtomatiki-i-telemekhaniki (дата обращения: 30.10.2025).
14. Горелик, А. В., Неваров, П. А., Тарадин, Н. А. Анализ показателей надежности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики с учетом экономических критериев // Наука и техника транспорта. 2011. № 3. С. 88-93. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-pokazateley-nadezhnosti-funktsionirovaniya-sistem-zheleznodorozhnoy-avtomatiki-i-telemekhaniki-s-uchetom-ekonomicheskih-kriteriev (дата обращения: 30.10.2025).
15. СТО РЖД 08.025-2015. Устройства электропитания железнодорожной автоматики и телемеханики. Технические требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200122979 (дата обращения: 30.10.2025).
16. Бочков, К. А. Надежность устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: методическое пособие. Гомель : БелГУТ, 2011. 64 с. URL: https://ir.beltuit.by/bitstream/handle/123456789/3655/%D0%9D%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%20%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8%2C%20%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8%20%D0%B8%20%D0%A1%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D0%B8.pdf (дата обращения: 30.10.2025).
17. СП 239.1326000.2015. Свод правил. Железнодорожная автоматика и телемеханика. Правила проектирования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200122822 (дата обращения: 30.10.2025).
18. Методическое пособие по МДК.02.01. «Теоретические основы организации монтажа, ремонта, наладки систем автоматического управления, средств измерений и мехатронных систем». Кореновский технологический колледж. URL: http://ktk-kuban.ru/wp-content/uploads/2015/09/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%BF%D0%BE-%D0%9C%D0%94%D0%9A.02.01..pdf (дата обращения: 30.10.2025).
19. Бочков, К. А. Особенности программного обеспечения микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Перспективы развития и эффективность функционирования транспортного комплекса юга России: материалы междунар. науч.-практ. конф., Ростов-на-Дону, 2014. С. 20-22. URL: https://www.researchgate.net/publication/283626707_Osobennosti_programmnogo_obespecenia_mikroprocessornyh_sistem_zelezodoroznoj_avtomatiki_i_telemehaniki (дата обращения: 30.10.2025).
20. Распоряжение ОАО «РЖД» от 13 июля 2012 г. N 1374р «Об утверждении и введении в действие Инструкции по техническому обслуживанию электровозов и тепловозов в эксплуатации». URL: https://rulaws.ru/acts/Raspisanie-OAO-RZD-ot-13.07.2012-N-1374r/ (дата обращения: 30.10.2025).
21. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (комплекс ЖАТ) // НПЦ «Промэлектроника». URL: https://promel.ru/stati/sistemy-zheleznodorozhnoy-avtomatiki-i-telemekhaniki-kompleks-zhat/ (дата обращения: 30.10.2025).
22. Настройка ПИД-регулятора температуры – как настроить Pid регулятор // АО «Автоматика». URL: https://www.automatika.ru/pid-regulyator-temperatury/ (дата обращения: 30.10.2025).
23. Таблица настройки ПИД-регуляторов: коэффициенты P, I, D для типовых процессов // Сетевое издание «НПП «Автоматика». URL: https://npp-automatica.ru/articles/tablitsa-nastrojki-pid-regulyatorov/ (дата обращения: 30.10.2025).
24. Цифровизация ж/д: микропроцессорная система управления движением поездов // ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы». URL: https://www.ask-systems.ru/publications/digitalizatsiya_zhd_mikroprotsessornaya_sistema_upravleniya_dvizheniem_poezdov/ (дата обращения: 30.10.2025).
25. Методика настройки цифрового ПИД-регулятора // ООО «Автоматика». URL: https://www.automatix.ru/articles/metodika-nastroiki-tsifrovogo-pid-regulyatora/ (дата обращения: 30.10.2025).