УДК 628.9

Замена штатного освещения железнодорожной станции на устройства автоматического освещения

Озеров Андрей Сергеевич – студент Красноярского института железнодорожного транспорта – филиала Иркутского государственного университета путей сообщения.

Фисенко Даниил Сергеевич – студент Красноярского института железнодорожного транспорта – филиала Иркутского государственного университета путей сообщения.

Научный руководитель Новиков Павел Вадимович – кандидат физико-математических наук, доцент Красноярского института железнодорожного транспорта – филиала Иркутского государственного университета путей сообщения.

Аннотация: В данной работе рассматривается оценка экономического ущерба от использования осветительных приборов без автоматического отключения ночью для дистанций железнодорожной инфраструктуры, включающей в себя полный экономический ущерб от одного осветительного прибора. Примером расчета будет служить замена одного осветительного прибора на железнодорожной станции на устройство автоматического освещения на железнодорожной станции (УАОЖС).

Ключевые слова: энергоэффективность, затраты, потери, железная дорога, оценка, освещение.

На большинстве станций ОАО «РЖД» применяются стандартные системы освещения из простых ламп, которые работают непрерывно в темное время суток, создавая благоприятную атмосферу для всех пассажиров. Эта технология основана на использовании низкоэффективных ламп, которые не только не обеспечивают яркое и равномерное освещение, но и значительно потребляют электрическую энергию. Благодаря этому подходу, станции постоянно тратят бюджет на эксплуатационные расходы и вносят вред в сохранение природных ресурсов.

Также эта система освещения не отличается высокой надежностью и долговечностью. Компоненты, используемые в ней, имеют относительно низкий срок службы, что значительно создает необходимость регулярного обслуживания и замены лампочек. Тем самым, станции постоянно тратят время и ресурсы на задачи, связанные с обслуживанием и поддержанием освещения в рабочем состоянии.

Также стоит учесть, что в ряде случаев требуется использование специализированных светильников, например, для освещения покрытых переходов и подземных переходов. В таких случаях часто применяются светодиодные светильники, которые обеспечивают хорошую видимость и долгий срок службы.

Проектирование систем освещения на железнодорожных объектах должно учитывать такие факторы, как требования безопасности, энергоэффективность, экономическая эффективность и удобство обслуживания. Также важно учесть специфику каждого объекта, так как требования к освещению на железнодорожных станциях могут отличаться от требований на пассажирских платформах.

Освещение на железнодорожных объектах играет важную роль в обеспечении безопасности и комфорта пассажиров и персонала, а также в обеспечении нормального функционирования железнодорожных услуг в любое время суток и при любых погодных условиях. Поэтому верное выбор и эксплуатация осветительных приборов на железнодорожных объектах является важной задачей для обеспечения безопасности и эффективности работы на железнодорожных перегонах.

РЖД постоянно ищет новые инновационные решения, чтобы улучшить опыт пассажиров и создать более устойчивую и эффективную среду на железнодорожных станциях. Они стремятся к сокращению негативного влияния на окружающую среду и созданию удобных условий для всех пассажиров. Поэтому мы на основании запросов РЖД предлагаем замену штатного освещения на устройства автоматического освещения.

Рисунок 1. Схемы осветительных установок, применяемых на железнодорожных станциях.

На основании анализа технологических характеристик выбирается вид конструкции для размещения осветительных приборов. Это может быть, например, установка светильников на опорах, подвесные системы, потолочные светильники и т.д.

Выбор конструкции определяет способ освещения и все его основные показатели, включая светотехнические (уровень освещенности, равномерность освещения, цветовая температура света) и эксплуатационные (потребляемая мощность, срок службы, удобство обслуживания).

Таким образом, при выборе способа освещения для станции или парка путей необходимо учитывать технологические характеристики, чтобы обеспечить оптимальные условия освещения в соответствии с требованиями безопасности и эффективности эксплуатации.

Для расчета общего потребления сначала было определено сколько потребляет один фонарь на станции. Среднее потребление энергии в год равно примерно 730 кВт·ч. Средняя стоимость киловатт-часа в России в 2023 году: 4 руб/кВт·ч. Определение затрат на 1 фонарь осуществляется по формуле:

З _фонарь = R_{фонарь.} · E_{фонарь.}      (1)

где: З_фонарь – затрат на фонарь; R_фонарь – средняя стоимость киловатт-часа в России в 2023 году; E_фонарь – потребление энергии в год.

Подставим значении и получим сколько потребляет один фонарь на станции.

З_фонарь = 4 · 730 = 2920 рублей.

На каждой станции стоят примерно по 100 осветительных приборов на путях и горловинах парков приема и отправления, сортировочных и вытяжных путях, тормозных позициях, хвостовых частей сортировочных парков, ремонтных путях, участках расцепки и т.д.

Определение затрат на освещение одной станцию осуществляется по формуле:

S_{станции} = K_{фонарей.} · З_{фонарь.}      (2)

где: S_{станции} – затраты на освещение одной станции; З_фонарь – затраты на 1 фонарь; K_фонарь – среднее количество осветительных приборов на станции;

Подставим значения и получим затраты на одну станцию в год.

S_{станции} = 100 · 2920 = 292000 рублей в год.

Решением этой проблемы будет внедрение программно-аппаратного комплекса. Датчики освещенности измеряют уровень освещенности вокруг станции. Когда уровень становится ниже заданного порога, датчики передают эту информацию контроллеру. Контроллер анализирует полученные данные и принимает решение о уменьшении яркости до минимально необходимого уровня. При использовании светодиодных светильников контроллер может также регулировать яркость освещения в зависимости от времени суток или других факторов. Помимо станций это устройство можно оснастить датчиком движения на железнодорожном переезде за несколько километров до самого переезда. Когда машина будет на участке приближения будет повышаться напряжение на осветительных приборах вблизи переезда, тем самым экономя ресурс приборов и энергию.

С помощью систем УАОЖС можно уменьшить затраты на электроэнергию в 3 раза, в рублях это примерно 194000 рублей экономии.

Срок окупаемости считается по формуле:

C_{окупаемости} = В_{вложение} / P_э.э.      (3)

где: C_{окупаемости} – срок окупаемости продукта; В_{вложение} – стоимость продукта; P_э.э. – экономический эффект.

Подставим значении и получим срок окупаемости продукта.

C_{окупаемости} = 194000 / 100000 = 1,9 года

Тем самым срок окупаемости данного устройства составит 2 года.

Список литературы

1. Устройство, предназначенное для автоматического управления наружным освещением на железнодорожных станциях: https://pt.2035.university/project/antivandalnaa-sistema-kontrola-urovna-topliva.
2. ГОСТ 34935-2023. Освещение наружное объектов железнодорожного транспорта. Нормы и методы контроля.
3. Дегтярев В. О, Корягин О.Г., Фирсанов Н.Н. Осветительные установки железнодорожных территорий. – С.223.
4. Радванский В. Д. Освещение железнодорожной станции и помещений. – С. 96.
5. Мишарин А.С. Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта. 1998. – 111.