63437 (Микропроцессорные системы: система ДЦ-МПК, система "Юг")

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ:

СИСТЕМА ДЦ-МПК, СИСТЕМА «ЮГ»

1. Система «Юг» с распределенными контролируемыми пунктами

Первый вариант системы «Юг» принят в постоянную эксплуатацию на участках Батайск — Староминская — Тимашевская Северо-Кавказской железной дороги. В РГУ ПС разработаны программно-аппаратные решения на основе современной технической базы. Полностью выполнены требования ОСТ 32.111-98 и ОСТ 32.112—98, нормирующих параметры современных систем ДЦ.

Комплекс ДЦ-Юг с распределенными контролируемыми пунктами (РКП) введен в эксплуатацию на участке Краснодар — Тихорецкая Северо-Кавказской железной дороги.

Использован практический опыт внедрения линейных пунктов управления (ЛПУ) на 60 станциях в увязке с ЭЦ-4, ЭЦ-9, МРЦ-12, МРЦ-13. Выполнен переход на новые технические средства центрального поста управления (ЦПУ) на базе IBM PC индустриального исполнения и жидкокристаллических мониторов, расширен состав отображаемых данных (результаты диагностирования технических средств, сигналы от перегретых букс — аппаратура ПОНАБ, состояние переездов и др.), сформирована база приказов ДНЦ и ТРА станций, инструкций ДНЦ, подготовлены программные средства взаимодействия с АСОУП. Центральный пункт управления функционирует в операционной системе реального времени QNX с использованием технологии INTRANET, файлов HTML, реляционных баз данных формата SQL.

Информационные функции системы:

телемеханический контроль состояния технологических объектов (рельсовых цепей, стрелок, сигналов, переездов, устройств обнаружения перегретых букс и т.д.);

контроль состояния устанавливаемых и установленных маршрутов;

диагностирование собственных средств ДЦ;

контроль исправности устройств СЦБ;

ведение динамической поездной модели, контроль поездного положения на участке, подвижных единиц на участке с учетом номеров и индексов поездов;

регистрация, отображение, при необходимости, печать графика исполненного движения с приложениями;

ведение баз данных по поездам и обеспечение простого доступа к ним;

регистрация «окон», предупреждений и приказов диспетчера;

связь с АСОУП и информационными системами верхнего уровня ДАДЦУ (Дорожный автоматизированный диспетчерский центр управления);

протоколирование работы системы.

Управляющие функции системы:

установка, отмена поездных и маневровых маршрутов;

индивидуальное управление стрелками и сигналами;

перевод станций на резервное, сезонное, диспетчерское управление, групп стрелок на местное управление;

исключение (отмена исключения) перевода стрелок;

искусственная разделка стрелочных секций после полного замыкания маршрута;

управление средствами акустической и радиосвязи (включение/ выключение радио- и громкоговорящей связи, вызов к телефону, акустический вызов и т.д.);

управление режимами работы сигналов «День»/ «Ночь»;

накопление команд по заданию маршрутов в основном режиме функционирования с реализацией логики маршрутного набора и блокированием некорректных команд.

В состав аппаратуры центрального пункта управления (ПУ) входят IBM-совместные промышленные компьютеры, имеющие следующие технические характеристики:

Процессор …………..Pentium II

Тактовая частота, МГц, не менее……………..………..233

Объем оперативной памяти, Мбайт, не менее………..32

Емкость жесткого диска, G байт, не менее……..……..1

Видеоадаптер……………………………………….…..S3

Сетевой адаптер……………………...Ethernet-10 Base T

В состав аппаратных средств ПУ входят также 21- и 14-дюймовые мониторы, модемы, лазерные и цветные струйные принтеры, сервер.

Круглосуточный режим работы аппаратных средств ПУ обеспечивается источниками бесперебойного питания, а также системой резервирования энергоснабжения, используемой на железнодорожном транспорте.

Состав и структура технических средств ДЦ-ЮГ приведены на рис. 1.

Условные обозначения элементов структурной схемы следующие:

АРМ ДНЦ — автоматизированное рабочее место поездного диспетчера; ФК — функциональная клавиатура, обеспечивающая ввод и формирование команд телеуправления при взаимодействии центрального пункта управления с контролируемыми пунктами (КП); РЛС — расширитель локальной сети, позволяющий подключить к локальной сети несколько пользователей; М-М — модем — устройство приема передачи данных по линиям связи (О — основной, Р — резервный); АРМ ШН — автоматизированное рабочее место электромеханика ДЦ, выполняющее функции организации связи ПУ с КП по основному и резервному каналам, контроль и диагностирование аппаратуры ДЦ; РКП-ТУ, РКП-ТС — блоки телеуправления и телесигнализации, обеспечивающие сопряжение аппаратуры ДЦ на КП с устройствами ЭЦ; РКП-Ц — центральный блок управления контролируемыми пунктами, обеспечивающий взаимодействие КП с ПУ, с соседними КП, а так же блоками РКП-ТУ и РКП-ТС; ЛС — локальная сеть.

Агрегатный принцип построения системы на базе РКП обеспечивает высокую унификацию, технологичность в серийном производстве, простоту изменения объема выполняемых функций и конфигураций.

Функциональная и структурная децентрализация системы на основе локальной сетевой архитектуры РКП обеспечивает ее высокую надежность.

Применение блоков РКП-ТУ и РКП-ТС, которые монтируются на базе реле НМШ и устанавливаются на релейном стативе в розетке реле НМШ, способствует сокращению релейного оборудования (стативов, реле, релейных блоков и т.д.), а также объема монтажных работ и внутрипостового кабеля.

Блоки РКП-ТУ предназначены для включения управляющих реле по командам телеуправления поездного диспетчера. Один блок РКП-ТУ позволяет включать до восьми управляющих реле.

Блоки РКП-ТС служат для ввода контролируемых сигналов.
Один блок позволяет обработать до 20 сигналов ТС. Число блоков определяется количеством сигналов.

Резервированные блоки РКП-Центр предназначены для ввода, обработки всех сигналов, поступивших с блоков РКП-ТУ, РКП-ТС и передачи данных на ПУ. Блок РКП-Центр разработан в виде настенного шкафа с набором электронных плат, устанавливается в релейном помещении, один на промежуточной станции.

Система характеризуется следующими общими техническими показателями:

Способ функционирования программный

Тип используемых в РПК микропроцессоров - 80С196, PIC6C63

Хранение рабочих программ - ПЗУ

Операционная система реального времени - QNX

Структура линий связи - радиальная, многоточечная, кольцевая

Число РКП на кольцо связи, не более 15

Число двухпозиционных объектов на РКП:

управления, не более 1008

контроля, не более 2520

Способы опроса объектов контроля - циклический, спорадический, смешанный

Время, с:

цикла опроса объектов контроля, не более 5

передачи одной команды, не более 0.5

отображения поездной ситуации, не более 5

ответа на запрос диспетчера, не более 5

Модуляция каналов ТУ, ТС - частотная

Скорость передачи по каналам ТУ, ТС, Бод, не менее 1200

Характеристика частоты каналов ТУ, ТС, Гц, для сигнала:

логическая 1….1300 ± 10

логический 0….2100 ± 10

Номинальное значение входного и выходного сопротивлений

модема, Ом… 600

Уровень мощности сигнала, дБ:

на выходе передатчика….-28...0

на входе приемника -40…0

Напряжение, обеспечиваемое выходными элементами телеуправления РПК, В, при сопротивлении нагрузки:

1400 Ом, не менее…2

20 Ом….10

Коммутируемый объектами контроля постоянный ток, мА, при напряжении не более 20 В…20...50

Конструкция РКП-ТУ, РКП-ТС - корпус реле НМШ

Напряжение питания источника постоянного тока, В, РКП…24

Вид межблочной связи - локальная сеть

Станция А Станция Б Станция N

Рис. 1. Структурная схема системы «Юг» с распределительными

контролируемыми пунктами

Помимо известных технико-экономических преимуществ систем диспетчерской централизации применение РКП обеспечивает:

использование на станциях изделий отечественного производства:

упрощение и сокращение продолжительности цикла подготовки устройств к сдаче в эксплуатацию:

повышение качества обслуживания системы благодаря автоматическому и автоматизированному многоуровневому тестированию и непрерывному диагностированию устройств РКП и ЭЦ;

сокращение объемов проектных (на 30 %) и строительно-монтажных (на 70 %) работ;

уменьшение расхода монтажного провода на 20—30 % и кабеля межстативных соединений на 90 %;

подключение к лампам табло или «сухим» контактам, что исключает установку дополнительных реле;

снижение энергопотребления в 8—15 раз.

2. Система ДЦ-МПК

Структура системы. Сотрудниками Центра компьютерных железнодорожных технологий (ЦКЖТ) ПГУ ПС разработана и в конце 1995 г. принята в постоянную эксплуатацию система диспетчерской централизации на основе микроЭВМ и программируемых контроллеров ДЦ-МПК. В 1996 г. ДЦ-МПК была адаптирована к условиям метрополитенов и принята в постоянную эксплуатацию на Петербургском метрополитене. Аппаратные средства центрального пункта управления и линейных контролируемых пунктов построены на основе серийно изготавливаемого промышленного оборудования, что обеспечивает низкую себестоимость системы, а значит, и ее высокую конкурентоспособность.

Система ДЦ-МПК обеспечивает реализацию функций управления и контроля рассредоточенных объектов и применяется при диспетчеризации, автоматизации и концентрации управления. Система современная, открытая и наращиваемая, легко адаптируется к условиям конкретного полигона управления при проектировании и их изменении во время эксплуатации.

Кроме того, аппаратура системы может быть использована в целях:

обеспечения поэтапной замены аппаратуры других систем телемеханики, при переносе или модернизации рабочих мест диспетчеров;

управления соседними станциями с опорной (мини ДЦ);

организации центров диспетчерского управления с возможностью объединения АРМов оперативного диспетчерского персонала в локальную сеть;

передачи информации о состоянии полигона управления в вышестоящие иерархические уровни управления.

Центральный пункт управления обеспечивает взаимодействие с линейными контролируемыми пунктами ДЦ-МПК и эксплуатируемыми на железных дорогах линейными КП систем ДЦ «Луч» ЧДЦ, СКЦ и «Нева».

Система ДЦ-МПК состоит из:

устройств центрального пункта управления (ПУ), которые устанавливаются у поездного диспетчера (в отделении, региональном или дорожном центре и т.п.) и могут быть объединены локальной сетью;

аппаратуры линейных контролируемых пунктов (КП) на базе программируемых контроллеров или КП систем «Луч», «Нева», СКЦ и ЧДЦ;

каналов связи между КП и ПУ;

каналов связи и локальной сети для объединения ПУ с другими системами и уровнями управления.

Автоматизированные рабочие места диспетчеров других хозяйств (СЦБ. локомотивного, вагонного, электроснабжения) могут быть подключены к локальной сети АРМов поездных диспетчеров и содержат аппаратуру, необходимую для реализации этих функций.

Информационный обмен между компонентами системы базируется на стандартных протоколах вычислительных систем и локальных сетей.

Аппаратура ДЦ-МПК совместима с информационными системами автоматизированной выдачи предупреждений; вышестоящими системами долговременного планирования дорожного уровня (АРМами дорожных диспетчеров ДГП).

Для обмена информацией с указанными системами используется спорадический способ с квитированием сообщений.

Управление перевозочным процессом осуществляется поездным диспетчером. Для обеспечения его непрерывности при неисправности устройств СЦБ предусматриваются снятие блокировочных зависимостей и передача ответственных команд. В этом случае вся ответственность возлагается на двух человек: поездного диспетчера и дежурного по отделению.

В аварийном режиме (при выходе из строя оборудования ДЦ) управление осуществляется с пульта ЭЦ на станции (резервное управление), при этом возможен централизованный контроль на ПУ.

Безопасность при формировании ответственных команд обеспечивается участием двух агентов движения для формирования двух последовательных кодовых посылок в ограниченном временном Интервале.