Устройства КТСМ на железной дороге выявляют перегретые буксовые узлы в более 90 % случаев при температуре шеек оси свыше 70 °С, и в более 95 % случаев – свыше 40 °С. Функции КТСМ: помощь в обнаружении заклиненных колес; определение числа вагонов и осей в них; вычисление уровня квантования теплового сигнала; возможность дополнительного подключения до 12 подсистем.

Модуль КТСМ-01 имеет 12, КТСМ-02 – 15 подсистем. КТСМ-02 обеспечивает осмотр как нижней, так и задней (частично) стенки корпуса буксового узла. Актуальность использования подобного рода систем обусловлена наличием движения поездов, отличающихся пониженным уровнем пола.

1.7 Вывода по разделу 1

В результате рассмотрения устройств СЦБ, находящихся в эксплуатации на перегоне Анисимовка – Тигровый, а также проведения и анализа статистических данных об отказах на данном участке за последние 4 года доказана актуальность оснащения перегона системой технической диагностики и мониторинга СДТС-АПС, которая позволит перейти на новый уровень обслуживания устройств по состоянию, сократить время расследования причин отказов, поиска места неисправности и устранения причины отказа, осуществлять непрерывный контроль параметров устройств СЦБ, обеспечивающих высокий уровень безопасности движения поездов.

Главными факторами внедрения являются:

– интенсивное движение поездов по перегону;

– возможность работы электромеханика на предотказ;

– возможность прогнозирования отказов;

– протяжённость перегона;

– удалённость сигнальных установок от постов ЭЦ;

– увеличение количества отказов за последние три года.

В результате внедрения СДТС-АПС на перегоне Анисимовка – Тигровый повысится надёжность функционирования систем автоблокировки; появится возможность выявления предотказных состояний и их своевременного устранения и применения малолюдных технологий, благодаря автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ и организации обслуживания «по состоянию»; сократится длительность отказов, так как электромеханик будучи на станции заранее узнает обо всех параметрах на сигнальной установке, подготовит необходимый инструмент и приборы для проведения работ по выявлению и устранению причины неисправности.

2 Техническая часть

2.1 Система диагностики технических средств автоблокировки и переездной сигнализации (СДТС-АПС)

СДТС-АПС построена по иерархическому принципу и содержит линейный пункт диагностирования ЛПД и центральный пост диагностирования и мониторинга (ЦПДМ). Структурная схема СДТС-АПС на перегоне Анисимовка – Тигровый приведена на листе графического приложения 3. ЛПД системы диагностики технических средств автоблокировки и переездной сигнализации имеет двухуровневую структуру, построенную на базе КДСТ.

Перегонный уровень включает в себя линейное перегонное оборудование, выполненное в виде функциональных контроллеров. Сбор дискретной информации о состоянии приборов сигнальной установки переездной сигнализации), измерение временных характеристик работы кодовой аппаратуры выполняет контроллер КДСТ-ДС. Напряжение в контрольных точках сигнальной установки измеряется контроллер КДСТ-АС. Качество электроэнергии на основном и резервном фидерах питания отслеживает контроллер КДСТ-ФД. Контроллеры КДСТ-ДС, КДСТ-ФД обнаруживают предотказные состояния аппаратуры и отключения измеряемых параметров от установленных норм, формируют диагностическую информацию о неисправностях. Полученная диагностическая о состоянии устройств сигнальной установки и результаты измерений передаются на станцию концентратором связи КДСТ-СВ [2].

Информация о состоянии и параметрах устройств ЖАТ, контролируемых СДТС-АПС, полностью соответствует данным перечня, приведённым в эксплуатационно-технических требованиях РД 1115842.07-2004 [3].

КДСТ перегонного уровня системы устанавливаются в релейных шкафах сигнальных точек РМ СТ и релейных шкафах автоматической переездной сигнализации РШ АПС. Структурная схема подключения КДСТ перегонного и станционного уровней приведена на листе 4 графического приложения.

Перегонное оборудование собирает информацию следующим

образом. Все контролируемые сигналы поступают к функциональным контроллерам в релейном шкафу сигнальной точки или переезда. Контроллеры подключены к концентратору КДСТ-СВ и между собой так, что образуют в релейном шкафу локальную сеть с интерфейсом RS-485. Ведущий концентратор КДСТ-СВ поддерживает шинную (групповую) организацию связи в локальной сети и поочерёдно опрашивает функциональные контроллеры с целью получения от них информации о состоянии объектов.

Опрос производится циклическим периодом, пропорциональным числу подключенных контроллеров. При максимальном числе подключенных контроллеров 14 период опроса равен 800 мс. Собранная информация накапливается в памяти КДСТ-СВ в виде информационного блока, готового для передачи на станционный уровень.

Локальные сети в релейных шкафах сигнальных точек и переездов объединяются в перегонную сеть передачи данных на базе концентраторов КДСТ-СВ, каждому из которых присваивается уникальный адрес от 0 до 31. Адрес и режим работы КДСТ-СВ задаются с технологического пульта ПТ-03. Устанавливаемый на станции концентратор КДСТ-СВ циклически опрашивает перегонные. Таким образом, в одну линию связи может быть включено до 32 перегонных концентраторов КДСТ-СВ.

Информация передаётся на станционный уровень по линии ДСН или по выделенной физической симметричной линии связи со скоростью до 9600 бит/с. Информация защищена от искажения с помощью помехозащитного кодирования, которое гарантирует вероятность необнаруженной ошибки не более 4,7∙10-15.

Полученная со всех сигнальных точек информация с помощью станционного концентратора КДСТ-СВ передаётся по запросу через интерфейс RS-485 в линейный концентратор информации ЛКИ.

Станционный уровень включает в себя следующее оборудование: концентратор связи с сигнальными точками КДСТ-СВ, концентратор ЛКИ, контроллер КДСТ-РЛ, управляющий лампами пульт-табло дежурного по станции и рабочее место электромеханика АРМ ШН.

На станции между ведущим линейным концентратором КДСТ-СВ и контроллерами КДСТ-РЛ организуется локальная сеть с интерфейсом RS-485. ЛКИ поочерёдно опрашивает контроллеры и передаёт им необходимые команды. Концентратор КДСТ-СВ при этом настраивается на станционный режим работы. Адрес и режим работы КДСТ-СВ задаются с технологического пульта ПТ-03.

На станционном уровне принимается диагностическая информация о состоянии устройств сигнальных установок и результаты измерений от перегонного оборудования. На пульте-табло дежурного по станции отображается информация о занятости блок-участков и состояния переездов. Для обработки результатов измерений выполняются диагностические алгоритмы.

Информация сохраняется и отрабатывается на АРМе электромеханика в виде мнемосхемы, таблиц, графиков. Далее диагностическая информация о состоянии устройств сигнальных установок и результаты измерений передаются на вышестоящие уровни. Время доставки информации от перегонного оборудования до АРМ ШН не более 5 с.

Если на пульте-табло ДСП смежной станции, необходимо отображать занятость блок-участков перегона между станциями, то на этой станции дополнительно устанавливается комплект оборудования для управления лампами пульт-табло. Такой комплект состоит из концентраторов связи с сигнальными точками КДСТ-СВ и контроллеров КДСТ-РЛ.

Основным потребителем информации на уровне линейного пункта диагностирования является электромеханик. На АРМе электромеханика в реальном режиме времени отображается состояние устройств.

Для анализа возникших предотказных состояний и отказов предусмотрено ПО «Блок безопасности» и ПО «Журнал отказов устройств СЦБ». ПО «Блок безопасности» предназначено для оперативного оповещения персонала о предотказных состояниях и отказах, выявленных системой СДТС-АПС, а также, нарушениях, алгоритмов логического обнаружения несоответствия зависимостей устройств СЦБ.

ПО «Журнал отказов устройств СЦБ» предусмотрено для анализа отказов. С помощью этого программного обеспечения возможно выбрать информацию о предотказных состояниях и отказах в соответствии с требуемыми параметрами. Это программное обеспечение группирует отказы по типу, местоположению устройств СЦБ, упорядочивает по времени и степени тревожности отказа. Таким образом, электромеханику предоставляется инструмент для контроля состояния устройств СЦБ на перегоне и анализа их работы.

Данные с линейного пункта диагностирования передаются на вышестоящий уровень центрального поста диагностики и мониторинга ЦПДМ, который содержит серверы баз данных и приложений. Сервер приложений собирает данные с нижестоящих уровней и логически обрабатывает информацию. Полученная информация размещается на сервере баз данных.

Основными пользователями системы на уровне ЦПДМ являются диспетчеры дистанций. Им предоставляется оперативная информация о поездной обстановке, а также о состоянии устройств автоблокировки и переездной сигнализации [4].

2.2 Структура

Состав технических средств системы:

– АРМ-ШНС – автоматизированного рабочего места электромеханика СЦБ;

– ЛКИ – линейный концентратор информации;

– ИБП – источник бесперебойного питания;

– ПТ-03 – пульт технологический;

– КДСТ – контроллеры диагностики сигнальной точки и концентраторы связи.

Сама система и ее составные части не оказывают непосредственного влияния на безопасность движения.

2.3 АРМ-ШНС

Программное обеспечение (ПО) АРМ-ШНС предназначено для оперативного предоставления персоналу, обслуживающему устройства железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), своевременных и достоверных данных о текущем состоянии объектов ЖАТ на станциях, перегонах и переездах, а также диагностической информации для удаленного мониторинга технического состояния этих устройств. Данное ПО может устанавливаться также на автоматизированные рабочие места поездных диспетчеров (ДНЦ) для отображения поездного положения на станциях и перегонах, и для предоставления информации другим приложениям и системам, установленным на рабочем месте ДНЦ.

Основные функции программного обеспечения АРМ-ШН:

– на перегонах и станциях отображение текущей информации о состоянии и параметрах аппаратуры ЖАТ, принимаемой в регламенте с низовых устройств систем диагностики и удаленного мониторинга;

– архив – просмотр и анализ сохраненной информации в интерактивном режиме;

– в случае обнаружения отказов устройств ЖАТ, а также их предотказного состояния возможность подключения визуальной и звуковой сигнализации;

– журнал отказов устройств ЖАТ его просмотр и анализ в интерактивном режиме, а также с возможностью предоставления изменений измеряемых параметров в графическом виде;

– формирование пользовательских запросов низовым устройствам системы диагностики и удаленного мониторинга в интерактивном режиме для получения текущей информации о состоянии и параметрах аппаратуры ЖАТ.

В зависимости от технологии обслуживания станционных устройств, применяемой в дистанции СЦБ, на территории которой внедряется система диагностики, определяется выбор аппаратного обеспечения АРМ-ШНС.

Стационарный АРМ-ШНС - устанавливается для станций со сменным дежурством и в местах базирования старших электромехаников.

Мобильный АРМ-ШНС - старший электромеханик оснащается при условиях отсутствия помещений для установки стационарного АРМ-ШНС, а также и при централизованном методе обслуживания станционных устройств, для централизованной бригады. Согласование о выполнение и комплектации компьютеров для оснащения АРМ-ШНС конкретных проектов производится с поставщиком ПО (разработчиком).

Для нормальной работы и функционирования программного обеспечения АРМ-ШНС необходимы персональные компьютеры типа:

– для стационарного АРМ-ШНС: IBM Pentium III (4) с мониторами 17’’; RAM-256 Mb; HDD 20Gb; Ethernet 10/100-Base-TX; клавиатура, манипулятор «Мышь»; операционная система Windows XP.

– для мобильного АРМ-ШНС: мобильные компьютеры (типа Notebook). Допускается использование любого Notebook, построенного на базе IBM Pentium III (4), имеющего сетевую карту Ethernet 10/100-Base-TX и с установленной операционной системы (ОС) Windows XP.

В нашем случае мы будем использовать АРМ-ШНС стационарного типа установленного на станции Анисимовка, так как на этой станции определенно основное место дислокации бригады СЦБ, которая обслуживает данный участок в закреплённых за собой границах.

2.4 ЛКИ

ЛКИ ИН7.240.000.000 предназначен для сбора, накопления и передачи информации от устройств КДСТ. ЛКИ осуществляет накопление базы данных событий и измерений и передает ее на АРМ ШНС, в вышестоящие системы диагностики и при необходимости отображает на пульт-табло ДСП, управляя лампами с помощью КДСТ-РЛ.

ЛКИ относится к станционному уровню системы диагностики сигнальных точек автоблокировки и переездной сигнализации.

ЛКИ обеспечивает решение следующих задач:

– прием диагностической информации о сигнальных точках и результатов измерений от перегонного оборудования;

– выдачу команд на отображение информации о занятости блок-участков и состоянии переездов на пульт-табло ДСП;

– выполнение диагностических алгоритмов по обработке результатов измерений;

– сохранение информации, и ее отображение на видеомониторе;

– передача диагностической информации о состоянии устройств сигнальных точек и результатов измерений на вышестоящие уровни.

ЛКИ размещается на постах ЭЦ станций, и, как правило, устанавливается на полке статива, предназначенного для реле типа НР. ПО ЛКИ функционирует на базе ОС реального времени QNX.

Диагональ видеомонитора VGA – не менее 15. Системный блок ЛКИ ТУ 3185-008-59282442-2005 предоставляется в следующей комплектации: корпус Advantech IPC-6806S – 1шт.; дисковод FDD 3,5’’ 1.44 Mb – 1шт.; кросс-плата PCA-6106 – 1шт.; процессорная плата Advantech PCА-6751 – 1шт.; модуль памяти SODIMM S-DRAM PC100 не менее 256Mb 1шт.; мультипортовая плата RS-422/485 (PCL-745S) – 2шт.; HDD не менее 40Gb – 1шт.

Тип интерфейса обмена данными между СПД ЛП и ЛКИ: RS-422, скорость передачи от 1200 до 9600 бит/с. Количество портов RS-422 – не менее 1. Тип интерфейса для обмена данными между ЛКИ и КДСТ станционного уровня (КДСТ-СВ (мастер), КДСТ-РЛ) – RS-485, скорость передачи от 1200 до 9600 бит/с. Максимальное число подключаемых к ЛКИ линий концентраторов КДСТ-СВ (мастер) – 3. Внешний вид ЛКИ показан на рисунке 2.1

Расположение плат внутри корпуса ЛКИ осуществляется следующим образом:

– дисковод установлен в корпус и соединен с процессорной платой с помощью шлейфа FDD;

– жесткий диск установлен в корпус и соединен с процессорной платой с помощью шлейфа HDD IDE;