БР 13.03.02 ПЗ-12ЭЭ(БТ)ЭА-456 (1223305), страница 3
Текст из файла (страница 3)
- программа, используемая для передачи данных соседним системам Ebilock-950;
- программа, используемая для управления командами оператора;
- тестовая программа.
Информация в компьютере о состоянии объектов обновляется каждый программный цикл. Если данные для одного или более объектов теряются в течение двух последовательных циклов, состояние объекта устанавливается в соответствии с заранее определённым безопасным значением. Обработка данных в компьютере – циклическая. Время цикла составляет, примерно, от 0,6 до 0,96 сек.
За время каждого цикла:
- собирается вся информация о состоянии управляемых и контролируемых объектов;
- сравниваются все входные данные; обрабатываются данные о зависимостях в двух различных программах;
- сравниваются на соответствие выходные данные;
- составляются и передаются к объектам приказы.
Программа логики централизации представляет собой комплекс правил управления различными устройствами на основании полученной с поля информации и действий дежурного по станции.
Эти правила включают в себя также функции передачи информации для отображения состояний напольных объектов на АРМ дежурного по станции.
Они выполняются безопасным образом в центральном компьютере Ebilock 950 с помощью двух процессоров, работающих параллельно, с последующей безопасной проверкой результатов расчётов.
Вследствие того, что данные правила являются неотъемлемой частью обеспечения безопасности, особое внимание уделяется их разработке и тестированию.
Рассмотрим некоторые аспекты обеспечения безопасности при разработке логики централизации.
2.2.1 Структура процесса создания логики
Анализ включает в себя обзор всех функций и требований на то, что и каким образом будет влиять на систему централизации в целом. Здесь рассматриваются все потоки информации, поступающие с напольных объектов и АРМ дежурного по станции, а также реакция системы на внешние воздействия. На данном этапе важное значение имеет создание корректных и полных требований на систему, так как это является одним из главных факторов обеспечения безопасности, функциональности и сокращения времени разработки. На этом этапе, также решается, в какой подсистеме, и каким образом, может быть реализована та или иная функция. В качестве пояснения можно привести такой пример. Функция снижения сигнальных показаний может быть реализована как в центральном компьютере, так и в системе объектных контроллеров (ОК), управляющих огнями светофоров. Если на стадии анализа решено эту функцию реализовать в ОК, это должно быть отражено в требованиях на эту подсистему.
Приведённая на рисунке 2.3 схема относится как к процессу создания системы в целом, так и к любой из подсистем. В начале стадии разработки должны быть решены вопросы взаимодействия отдельных частей системы. Правильное и своевременное решение этих проблем ускоряет время разработки. Тестирование включает в себя проверку каждой из подсистем, как в отдельности, так и окончательную проверку в составе всего комплекса.
Рисунок 2.3 - Процесс создания логики централизации
2.2.2 Структура создания централизации
Как известно, существует два основных принципа построения электрической централизации. Это – свободный монтаж, когда все зависимости устанавливаются индивидуально для каждой станции путём набора электрической схемы из отдельных реле; географический – ЭЦ представляет собой набор готовых блоков, соединённых по плану станции.
В создании централизации, построенной на основе компьютера, можно также выделить эти направления. У каждого из них свои достоинства и недостатки. Основное преимущество технологии свободного монтажа – сокращение сроков разработки первой станции. При этом данный метод применим только для небольших станций с ограниченным числом напольных объектов. Кроме этого, недостаток метода заключается в том, что он не позволяет сократить время разработки и тестирования для последующих станций.
Географический метод требует больших затрат при создании стандартных блоков, из которых может быть собрана программа логики для конкретной станции. После того, как все зависимости будут описаны и вложены в блоки, применение их не вызывает больших трудностей и требует значительно меньше времени в сравнении с методом свободного монтажа.
В качестве средства разрешения проблемы было предложено использовать принципы построения релейных схем какой-либо существующей ЭЦ как прототип для создания программы логики. Необходимо выбрать ЭЦ, построенную по географическому принципу и максимально отражающую новые тенденции в развитии железнодорожной автоматики. Такой подход позволяет получить программу, построенную по географическому методу за максимально сжатые сроки.
Рассмотрим процесс создания логики централизации более подробно. Исходными данными для создания логики централизации являются требования на систему, полученные от заказчика, и альбом принципиальных схем ЭЦ, наиболее полно отражающий эти требования, что показано на структурной схеме создания логики рисунок 2.4.
На первом этапе необходимо выявить различия между релейной схемой и требованиями заказчика. Данные отличия могут быть либо устранены непосредственно в релейной схеме, либо описаны в письменной форме со ссылками на типовой альбом.
Эта работа не требует знаний компьютера вообще и компьютерной централизации в частности, и может быть выполнена опытным проектировщиком релейной электрической централизации. Заказчик или его представитель могут контролировать процесс внесения изменений на данном этапе.
Рисунок 2.4 - Структура процесса создания логики централизации
Можно провести эти работы непосредственно для одной станции. Для этого необходимо провести для неё проектирование ЭЦ по типовому альбому и затем внести новые функции. Этот путь более быстрый, так как позволяет учесть специфику требований только для одной станции. Для других же станций он приведёт к необходимости внесения изменений в программу логики. Несмотря на это, такой путь более приемлем, так как он сокращает время первой разработки и в то же время позволяет использовать сделанные наработки с минимальными изменениями.
Следующим шагом является изменение релейных схем в части увязки с объектными контроллерами. Одна часть функций схемы переходит к ОК (например, схема управления стрелкой), другая остаётся в программе логики центрального компьютера (схемы установки и размыкания маршрутов, выбор сигнальных показаний и другое) и третья остаётся в виде релейной схемы и управляется через релейные ОК (различного рода увязки – с переездом, автоблокировкой и другое). Эта часть работ также не требует глубоких знаний компьютера и может быть выполнена проектировщиком, хорошо знающим релейные схемы выбранной централизации и функции ОК. На этом этапе результат работ может также проверяться заказчиком или его представителем.
На данном этапе происходит также разделение функций централизации на различные подсистемы. Для программы логики основной является функциональная часть релейной схемы. Она описывает логику работы централизации и не включена в релейные интерфейсы объектных контроллеров и в сами ОК. На схеме эта часть показана серым прямоугольником «Функции ЭЦ + новые функции» (БР 13.03.02 025 003).
На основании анализа системы в целом и при тесном сотрудничестве с разработчиками других подсистем составляется описание их взаимодействия. На этом этапе определяются все входные и выходные параметры, протоколы обмена между подсистемами в рамках, определяемых разработчиками Ebilock 950 и при непосредственном их участии.
Следующий этап включает разработку программы логики и её ввод на специализированном языке Sternol. Этот язык является внутренней разработкой фирмы и максимально приспособлен для описания различного рода зависимостей и функций централизации. Основу языка составляют переменные. Они имеют некоторое число внутренних состояний и набора правил. По ним каждая из переменных принимает то или иное состояние. Всё взаимодействие с внешними объектами происходит также посредством переменных. Их состояние представляет собой состояние внешних устройств (управление и контроль напольных объектов, приём команд с АРМ дежурного по станции, индикация состояний объектов на экране компьютера). Такая специфика языка Sternol очень хорошо подходит для описания логики релейных схем и ввода их в виде программы, пригодной к выполнению на центральном компьютере. Кроме этого, графический редактор языка Sternol позволяет вводить и редактировать программу в удобном для восприятия виде. Это сокращает число возможных ошибок.
Для тестирования и отладки необходимо создать тестовое описание станции. Это может быть как реальная, так и вымышленная, но обладающая все набором возможностей по управлению и контролю. Так как первая версия программы логики пишется для конкретной станции, следовательно, в качестве тестового описания можно использовать реальную станцию. При переходе к проектированию следующей станции и расширении функциональности программного пакета описание станции придётся расширить, чтобы охватить весь набор функций, реализованных в программе логики. При этом описание станции уже не будет соответствовать реальной станции. Такой подход позволяет использовать без изменений тестовые инструкции, созданные для предыдущей версии программного пакета и добавить новые, охватывающие его новые возможности.
Основой для создания тестовых инструкций служит документ. Он называется Описание тестов (Test specification) и содержит полный набор случаев, которые должны быть протестированы с целью проверки функциональности и безопасности программы логики, и составляется с использованием специальной методики. На основе этого документа, а также Sternol-кода и описания тестовой станции создаются тестовые инструкции – специального рода директивы, воспринимаемые и обрабатываемые компьютером в автоматическом режиме. Программа автотеста проверяет корректность выполнения тестовых инструкций и выдаёт протокол проверки. Следует обратить внимание, что на данном этапе проверяется только программа логики. Все внешние воздействия, как корректные, так и не корректные, могут быть только смоделированы. Это означает, что существует возможность проверить, например, формируется ли приказ на перевод стрелки при выполнении необходимых условий, но нет возможности проверить пойдёт ли этот приказ в петлю связи, и, тем более, переведёт ли стрелку объектный контроллер. Всё это должно быть протестировано непосредственно на станции перед сдачей системы в эксплуатацию.
После ввода, отладки и тестирования программа на языке Sternol компилируется и на выходе получаются два файла на стандартном языке программирования С (программа А и программа В). Компиляция происходит безопасным образом, так как сам компилятор состоит из двух программ, написанных двумя независимыми группами программистов. Каждый из файлов защищён контрольной суммой, от попыток внести изменения непосредственно в С-файл. Полученная программа логики может быть применена к любой станции, не выходящей за пределы функциональности, вложенной в программный пакет.
На следующем этапе программный пакет набором других файлов (описания станции, привязки к ОК и другие) обрабатывается программой PSI 950. Таким образом, получается выполняемый машинно-зависимый код для Ebilock 950.
2.3 Компьютер централизации
Главной целью системы централизации является установка безопасных маршрутов для поездного движения. Компания BOMBARDIER TRANSPORTATION выделяет следующие основные системы централизации: свободного соединения (free wired) и географическая (geographic). Первая предполагает адаптацию непосредственно для конкретной станции, вторая – создание общих правил работы каждого объекта станции (стрелки, секции, поездного и маневрового сигналов и так далее). Рисунок 2.5 показана структурная работы компьютерной централизации.
Компанией BOMBARDIER TRANSPORTATION разработана компьютеризированная система централизации Ebilock 950 адаптируемая под обе централизации и использующая электронные объектные контроллеры, которая и устанавливается на железных дорогах России.
Автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП) служит для контроля и управления поездным движением. Это интерфейс между системой централизации и человеком. От диспетчера в систему поступают команды (например, отмена или установка маршрута), из системы на АРМ идёт индикация – визуальное представление событий на станции. Работа со станционными объектами ведётся через систему объектных контроллеров, скомпонованных в концентраторы. Концентраторы и компьютер централизации связаны между собой петлёй связи.
Рисунок 2.5 - Структурная работы компьютерной централизации
На терминал электромеханика поступает информация о различных неисправностях в системе, например, обрыве в петле связи или перегорании лампы в светофоре. Электромеханик даёт чисто технические команды, связанные с функционированием системы.
Для непосредственного управления станционными объектами (стрелками, светофорами, сигналами и так далее) служит система объектных контроллеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
