Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

Кафедра основана в 1963 г. в результате разделения кафедры "Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте" на две кафедры — "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" и "Радиотехника и электросвязь".

Первым заведующим кафедрой был выдающийся ученый в области систем железнодорожной автоматики (СЦБ), заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат государственных премий, доктор технических наук, профессор Брылеев Аркадий Михайлович. Становление кафедры, как одного из значительных педагогических и научных коллективов, происходило под его непосредственным руководством. Профессор Брылеев A.M. руководил кафедрой с 1963 по 1985 гг. Начиная с 1986г., кафедрой заведует заслуженный деятель науки и техники РСФСР, академик Академии транспорта, доктор технических наук, профессор Лисенков Виктор Михайлович.

Кафедра является выпускающей по специальности "Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте", в том числе по специализациям "Автоматика и телемеханика", "Микропроцессорные системы обеспечения безопасности движения поездов", «Безопасность технологических процессов и производств». В соответствие с решением коллегии МПС РФ разработаны учебные планы и методическое обеспечение для подготовки специалистов по специализации «Управление технологическими процессами на сортировочных станциях». Кроме того, кафедра участвует в подготовке инженеров по специальностям "Системы передачи информации", "Системы спутниковой связи", а также в подготовке специалистов, обучающихся на факультетах "Управление процессами перевозок", "Экономика транспорта", "Повышение квалификации".

Подготовка инженеров по специальности "Микроэлектронные системы обеспечения безопасности движения поездов" производится с 1983 г. Эта специализация была открыта по предложению проф. Лисенкова В.М., который разработал первый учебный план и под чьим руководством были разработаны рабочие планы по профилирующим дисциплинам этой специализации.

В состав кафедры входят учебные лаборатории "Автоматика и телемеханика на перегонах", "Станционные системы автоматики и телемеханики", "Линейные электрические цепи", "Основы автоматики и телемеханики", "Специальные измерения в системах автоматики и телемеханики", "Вычислительная техника"; научно-исследовательская лаборатория "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте"; научно-исследовательская группа "Испытательная лаборатория технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики по требованиям электромагнитной совместимости" (руководитель канд. техн. наук, доц. Щербина Е.Г.).

Профессорско-преподавательский и учебно-вспомогательный штат кафедры включает 31 чел., в том числе 5 профессоров, д-ров техн. наук, 15 доцентов, канд. техн. наук, одного старшего преподавателя, двух ассистентов и трех человек учебно-вспомогательного штата.

Сотрудниками кафедры издано 25 учебников, 5 учебных пособий и более 200 методических указаний. Профессора и доценты кафедры разработали десятки оригинальных циклов лекций по общепрофессиональным и специальным дисциплинам. Большая методическая работа выполнялась под руководством профессора Брылеева А.М. Будучи известным теоретиком в области рельсовых цепей, он насыщает свои лекции новейшими результатами, полученными в этой области науки. Доцент Казаков А.А. является автором многочисленных учебников по станционным и перегонным устройствам автоматики и телемеханики, которыми пользуются студенты на протяжении десятилетий. Им лично и в соавторстве написано 10 учебников, многие из которых претерпели многократные переиздания. Профессор Лисенков В.М. разработал курс лекций по дисциплине "Безопасность технологических процессов и технических средств на железнодорожном транспорте", где впервые изложены основы количественной теории безопасности движения поездов, профессор Шелухин В.И. является одним из авторов первого учебника "Каналообразующие устройства железнодорожной телемеханики и связи" (1994 г.). Преподаватели кафедры создали и ряд других оригинальных учебных и методических материалов.

За весь период своей деятельности кафедра подготовила около 5000 специалистов в области СЦБ. Выпускники кафедры работают на железных дорогах и в центральном аппарате ОАО РЖД, в научно-исследовательских организациях и на заводах, в проектных организациях и в высших учебных заведениях. Хорошая базовая подготовка в области автоматики, телемеханики, связи и вычислительной техники позволяет выпускникам кафедры успешно работать не только на железнодорожном транспорте, но и в других отраслях народного хозяйства — в радиотехнической и электротехнической промышленности, в промышленности средств связи, оборонной и др. Большую помощь оказала кафедра в подготовке специалистов для других стран — Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Германии, Китая, Кореи, Кубы, Монголии, Польши, Румынии, Чехии, Словакии и др.

Высокий уровень профессиональной подготовки выпускников кафедры в значительной степени обусловливается тем, что фундаментом учебного процесса всегда были научные исследования, активно проводимые профессорско-преподавательским составом кафедры, сотрудниками научно-исследовательской и испытательной лабораторий.

Научные исследования, выполняемые сотрудниками кафедры, направлены на создание более совершенных технических средств систем управления движением поездов на магистральном железнодорожном транспорте, на железных дорогах промышленных предприятий, на метрополитенах, а также систем управления движением скоростных трамваев и экипажей на магнитной подвеске.

Профессором Брылеевым A.M. создана школа в области теории рельсовых цепей, являющаяся базой комплексной автоматизации интервального регулирования движения поездов. К представителям этой школы относятся преподаватели кафедры: д-р. техн. наук, проф. Кравцов Ю.А., кандидаты технических наук, доценты Степенский Б.М., Зенкович Ю.И., Брылеева Е.А., Кузнецов B.C., Акопов Г.А., Мухин Л.В. Этой группой ученых получен ряд важных научных результатов, которые использованы при совершенствовании систем интервального регулирования.

Фундаментальное значение имеют, в частности, уравнения распространения тока в рельсовой линии в контрольном режиме, выведенные с учетом проводимости верхнего слоя балласта и шпал. Результаты измерений первичных параметров рельсовых линий в соответствии с разработанными методиками позволяют адекватно отражать условия работы рельсовых цепей в контрольном режиме в зависимости от типа шпал и балласта. Важное практическое значение для повышения безопасности движения поездов имеют результаты теоретических исследований контрольного режима с учетом взаимного влияния рельсовых цепей, в том числе через третьи цепи. Существенный вклад внесен в развитие теории шунтового режима: разработаны методы анализа фазочувствительных рельсовых цепей, в том числе и при комплексном сопротивлении поездного шунта, методы расчета места минимальной шунтовой чувствительности и влияния подключений к рельсам внешних заземлений. Разработаны теоретические основы анализа и синтеза рельсовых цепей без изолирующих стыков. Рассмотрены все аспекты работы бесстыковых рельсовых цепей с токовым и потенциальным приемниками с учетом зон дополнительного шунтирования. Разработаны вопросы теории анализа и синтеза рельсовых цепей с учетом разброса параметров аппаратуры, влияния на работу рельсовых цепей гармонических составляющих тягового тока при электрической тяге и тока электрохимического эффекта на участках с автономной тягой. Разработан ряд новых технических решений в области координатных систем интервального регулирования, автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры, рельсовых цепей с пассивным элементом контроля ответвления, рельсовых цепей для станций с ненадежным энергоснабжением, автоблокировки для участков с повышенным влиянием электрохимического эффекта, рельсовых цепей с малогабаритными фазочувствительными реле типа Ф-2, технических средств управления огнями светофора с двухнитевыми лампами и др. Результаты ряда теоретических и прикладных исследований являются общепризнанными и используются проектными и конструкторскими организациями, дистанциями сигнализации и связи железных дорог.

Другое важное направление научных исследований кафедры включает работы по созданию систем интервального регулирования нового поколения, а именно, систем автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) и автоматической блокировки (АБ). Это направление исследований инициировалось работами проф. Лисенкова В.М. по разработке методов обеспечения безопасности микроэлектронных аппаратных средств систем АЛС и АБ. Им были разработаны методы парирования опасных отказов аппаратных средств микроэлектронной системы АЛС, которые показали возможность и целесообразность перевода систем этого класса на современную технологическую базу — микроэлектронную. Кроме того, им доказана необходимость использования в системах АЛС каналов с многократной фазоразностной модуляцией вместо многоканальных частотных систем. Его предложения послужили основой для получения "прорывного" достижения в области АЛС. Долгие годы специалистами многих организаций безуспешно решалась задача увеличения значности системы с трех до шестнадцати при приемлемо малых габаритах и низкой энергоемкости. Предложенные проф. Лисенковым В.М. решения позволили увеличить объем передаваемых сообщений по непрерывному каналу с шириной полосы рабочих частот 16 Гц с трех до 256 при значительном сокращении габаритов аппаратуры и ее материало- и энергоемкости.

МИИТ в лице кафедры "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" являлся головной организацией по созданию первых в стране микроэлектронных систем АЛС, а именно, систем АЛС-ЕН и АЛСЕ-САУТ. В создание этих систем большой вклад внесли сотрудники кафедры и НИЛ д-р техн. наук, проф. Лисенков В.М. (руководитель разработок), канд. техн наук Казимов Г.А., канд. техн. наук Шалягин Д.В., Петрухин B.C., Бестемьянов П.Ф., Вековищев А.В., Бесков А.Б., Врубель Д.В. При реализации системы АЛС-ЕН П.Ф. Бестемьянов предложил техническую реализацию устройства обнаружения опасных отказов и перевода системы в защитное состояние; А.В. Вековищев разработал новый тип кода — модифицированный код Бауэра; Д.В. Шалягин разработал алгоритм обработки сигналов в локомотивных приемниках; Г.А. Казимов внес существенный вклад в разработку алгоритма и программного обеспечения системы АЛСЕ-САУТ, которая прошла успешные испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа.

Сотрудники кафедры работали в тесном сотрудничестве со специалистами ВНИИЖА, которые оказали решающее влияние на успешность испытаний головных образцов и на организацию серийного производства системы АЛС-ЕН. В результате разработана система АЛС-ЕН, существенно превосходящая по своим параметрам все известные системы АЛС данного класса, в том числе и зарубежных фирм. Система АЛС-ЕН принята в качестве типовой для всей сети российских железных дорог.

Создание системы АЛС-ЕН не было бы возможным без решительной поддержки предложений проф. Лисенкова В.М. и его сотрудников со стороны руководства ЦШ МПС и, прежде всего, его руководителя, а впоследствии зам. министра, канд. техн. наук Аркатова B.C.

В результате работ по созданию систем АЛС-ЕН и АЛСЕ-САУТ были отработаны методы технической реализации микроэлектронной, в том числе микропроцессорной аппаратуры, удовлетворяющие требованиям обеспечения безопасности движения поездов, рациональные методы модуляции сигналов и кодирования информации, а также, что более важно, подготовлены кадры работников, способные создавать системы обеспечения безопасности движения поездов нового поколения. Все это послужило базой для создания систем другого функционального назначения, а именно, систем АБ, систем диспетчерского управления (ДЦ) и систем автоматической регулировки скорости поездов метрополитена (АРС). В настоящее время на кафедре ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по этим трем направлениям.

Доцент Лодыгин Г.С. и профессор Бестемьянов П.Ф. разработали принципы построения и методы технической реализации микроэлектронной системы АРС-Е для регулирования скоростей электропоездов метрополитенов с двумя трактами передачи информации. В одном из трактов использована несущая 2800 Гц, двукратная фазоразностная модуляция и модифицированные коды Бауэра. Во втором тракте, резервном, использовано частотное кодирование информации с несущими на частотах 75; 25; 175; 225; 275 Гц. В системе впервые реализовано автоматическое прицельное снижение скорости поезда с учетом реальных динамических характеристик подвижного состава и параметров пути.

Под руководством д-ра техн. наук, проф. Шалягина Д.В. при активном участии канд. техн. наук, доцента Камнева В.А. на кафедре была начата разработка системы диспетчерского управления нового поколения ДЦ "Диалог". Система построена на базе микропроцессорной техники и функционально включает в себя современную систему телемеханики с дуплексным и полудуплексным каналами высокоскоростного обмена информацией между центральным постом и линейными пунктами.

Существенный вклад в развитие средств горочной автоматизации внесли д-р. техн. наук, проф. Шелухин В.И. и возглавляемая им группа преподавателей и аспирантов кафедры, а также специалистов других организаций в составе д-ра. техн. наук, проф. Шелухина В.И., канд. техн. наук Кернова Ю.П., канд. техн. наук Парилова В.А., канд. техн. наук, доцента Малышева И.Н., аспирантов Смычка М.А. и Симонян К.Р. Совместно с коллективами разработчиков ВНИИЖА, ГТСС, Лосиноостровского ЭТЗ им. Дзержинского, НПО "Исток" разработаны и внедрены на сети железных дорог России и стран СНГ радиотехнические датчики РТД-С, которые исключают перевод стрелок под движущимися вагонами, а также многофункциональный радиолокационный измеритель РИС-ВЗ-МФД. Разработана система динамического контроля заполнения сортировочных путей и адаптивная система управления прицельным торможением отцепов на горке. Создан тренажер для обучения горочных операторов. Разработана теория информационно-измерительных датчиков и систем, в которых использован принцип ближней и сверхближней радиолокации большеразмерных объектов, адаптивного управления в условиях априорной неопределенности параметров контролируемых объектов.

Под руководством доц. Лодыгина Г.С. разработана система интервального регулирования движения скоростных трамваев, отличающаяся использованием нового способа формирования и передачи информации от напольных устройств к подвижному составу посредством неравновесных частотных кодовых комбинаций. Комплекс автоматических устройств интервального регулирования, включающий подсистемы АЛС-АРС и автоблокировки с рельсовыми цепями без изолирующих стыков, внедрен на линии скоростного трамвая в г. Волгоград. За оригинальность технических решений и высокий экономический эффект доц. Лодыгину Г.С. в 1986 г. присвоено звание лауреата премии Совета министров СССР.

Под руководством канд. техн. наук, доц. Цыбули Н.А. и при активном участии канд. техн. наук, доц. Барышева Ю.А., канд. техн. наук, доц. Табунщикова А.К. разработан и внедрен на подъездных железнодорожных путях ряда промышленных предприятий технический комплекс автоматизации маневровых операций. Применение этого комплекса позволило усовершенствовать технологию производства маневров на внутрипроизводственных железнодорожных линиях. Под руководством доц. Табунщикова А.К. и при активном участии канд. техн. наук Барышева Ю.А. с 1977 г. ведутся работы по созданию системы интервального регулирования движения поездов на магнитной подвеске. Сотрудниками кафедры разработаны принципы построения и методы технической реализации этой системы.

Канд. техн. наук Лызловым М.С. и асс. Лызловым И.С. разработаны и исследованы аппаратные средства защитных участков с использованием параметрических генераторов и мостовых схем.

В конце 60-х и начале 70-х годов в научно-исследовательской лаборатории кафедры проводились широкие теоретические и экспериментальные исследования характеристик линий индуктивной связи (ЛИС) и систем интервального регулирования с ЛИС. Работы проводились под руководством проф. Лисенкова В.М. Большой вклад в разработку теоретических вопросов ЛИС и систем интервального регулирования с М-линиями внесли канд. техн. наук Сахнин А.А. и инженер Гордон Б.М. Этой группой сотрудников НИЛ были разработаны принципы построения и методы технической реализации систем передачи информации с М-линиями для систем интервального регулирования движения поездов на метрополитенах и систем управления движением поездов на промышленных предприятиях.

Исследования по созданию системы телеуправления горочными локомотивами при реализации режима попутного надвига и разработку технических средств на элементах со средней степенью интеграции и ЛИС проводились группой преподавателей кафедры в составе Казакова А.А., Кравцова Ю.А., Лисенкова В.М., СахнинаА.А., Гордона Б.М., Бо-ровковаЮ.Г., Табунщикова А.К., Архипова Е.В., Барышева Ю.А., аспирантов Микули-каФ.П., Васина В.К.

Большие опытно-конструкторские разработки проводились также по созданию системы установки маневровых маршрутов с локомотивов, оборудованных ЛИС, на крупных станциях промышленного железнодорожного транспорта. Разработки осуществлялись под руководством канд. техн. наук Косенкова Н.С. группой сотрудников кафедры в составе канд. техн. наук Казакова А.А., канд. техн. наук Шалягина Д.В., канд. техн наук Архипова Е.В., канд. техн. наук Табунщикова А.К., инженера Любимова А.В., Барышева Ю.А., Казакова Е.А.

В эти же годы большие работы по созданию систем интервального регулирования движения поездов с использованием радиоканалов велись под руководством Дмитренко И.Е. Профессор, д-р. техн. наук Дмитренко И.Е. внес существенный вклад в развитие теории и техники систем диагностики железнодорожных устройств автоматики и телемеханики.

В последние годы сформированы новые направления научной деятельности сотрудников кафедры. Так, научная работа докторанта Бочкова К.А. в области электромагнитной совместимости (ЭМС) систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) инициировала создание при кафедре в 1994 г. испытательной лаборатории, первым руководителем которой назначен доцент Щербина Е.Г. В 1994 г. под руководством профессора Лисенкова В.М. разработана отраслевая программа по решению проблемы ЭМС систем железнодорожной автоматики и телемеханики, создан комплекс технических средств для испытания систем ЖАТ. В этих работах активное участие принимали доценты Щербина Е.Г. и Бестемьянов П.Ф. Данное направление работ имеет исключительно важное значение для успешного внедрения микроэлектронной аппаратуры нового поколения систем ЖАТ в практику железных дорог.

Другим новым направлением научных исследований кафедры является разработка количественных основ теории безопасности перевозочного процесса. Основные положения этой теории были впервые сформулированы проф. Лисенковым В.М. Им, одним из первых, сформулирована точка зрения на безопасность, как на самостоятельное свойство, для отображения которого должен быть введен отдельный количественный показатель. Им предложены количественные показатели безопасности движения и рисков потерь. Впервые показана аналитическая взаимосвязь между показателями надежности и безопасности технических средств транспортных систем. Дана классификация методов обеспечения безопасности технических средств, а, именно, выделены три группы методов: прочностные, структурные и парирования опасных отказов.