Оборудование участка железной дороги микропроцессорной диспетчерской централизацией "Диалог"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

диспетчерский эксплуатационный централизация устройство

Введение

1. Аналитический обзор существующих систем диспетчерской централизации

2. Сравнительная характеристика эксплуатационных показателей отечественных систем диспетчерской централизации

3. Обоснование разработки системы диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

4. Расчет загрузки поездного диспетчера

5. Основные функции системы диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

6. Технико-эксплуатационные требования к системе диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

7. Разработка структуры каналов связи

7.1 Структура каналов связи

7.2 Протокол обмена информацией между ЦП и ЛП

8. Разработка структурных схем ЦП и ЛП

8.1 Аппаратура ЦП и её функции

8.2 Отображение информации

8.3 Порядок работы АРМ ДНЦ

9. Аппаратура линейного пункта. Специализированная безопасная микроЭВМ БМ-1602

10. Разработка таблиц кодов ТУ и ТС

10.1 Таблица кодов ТУ

10.2 Увязка БМ- 1602 с объектами управления

10.3 Таблица кодов ТС

10.4 Увязка БМ -1602 с объектами контроля

11. Обслуживание устройства Безопасная микро ЭВМ БМ-1602

11.1 Внешний осмотр и наружная чистка БМ - 1602

11.2 Порядок включения и отключения аппаратуры АРМ ДНЦ

11.3 Изъятие модулей и осмотр на наличие повреждений

11.4 Проверка работоспособности модулей различных типов

11.5 Проверка разъемов с частичной разборкой

11.6 Инструкция по техническому обслуживанию

11.7 Перечень возможных неисправностей и порядок действий ШН при неисправности БМ-1602

12. Безопасность движение поездов

12.1 Процедуры менеджмента риска и выполнения мер по управлению риском

13. Охрана труда, пожарная безопасность, экология

13.1 Организация безопасной работы по обслуживанию электроустановок и электрооборудования устройств сигнализации, централизации и блокировки

13.2 Требования к системам противопожарной защиты. Системы пожаротушения

13.3 Стратегические цели и задачи ОАО "РЖД" в сфере охраны окружающей среды

14. Экономическое обоснование

14.1 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения штата

14.2 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения затрат на форменную одежду

14.3 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления электрической энергии

14.4 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления питьевой воды и уменьшения сброса сточных вод

14.5 Экономия годовых эксплуатационных расходов

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Диспетчерская централизация (ДЦ) - это комплекс устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, предназначенные для централизованного диспетчерского управления стрелками, сигналами и другими объектами станций диспетчерского участка (круга), протяженность которого составляет до 200-300 км, из одного центрального поста (ЦП).

В этой системе на ЦП и каждом линейном пункте (ЛП) участка установлена кодовая аппаратура, преобразующая управляющие приказы в коды, посылаемые в линию связи с ЛП. На выбранном ЛП эти коды воспринимаются избирательными устройствами, расшифровываются и через местные цепи оказывают воздействие на управляемые объекты. После выполнения управляющего приказа избирательные устройства линейного пункта посылают в линейную цепь код, извещая центральный пост о состоянии объектов контроля.

Преимуществом железнодорожного транспорта является независимость от природных условий (строительство железных дорог практически на любой территории, возможность ритмично осуществлять перевозки во все времена года, в отличие от речного транспорта). Эффективность железнодорожного транспорта становится ещё более очевидной, если учесть такие его преимущества, как высокие скорости подвижного вагонопотока, универсальность, способность осваивать грузопотоки практически любой мощности, во много раз больше чем у других видов транспорта.

Устройства ДЦ должны обеспечивать: управление стрелками и сигналами ряда раздельных пунктов; контроль на аппарате управления положения и занятости стрелок, занятости перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок - участков, а также повторение показаний входных, маршрутных и выходных светофоров; возможность передачи станции на резервное управление стрелками и сигналами по приему и отправлению поездов, маневровой работе или передачи стрелок на местное управление для маневров; автоматическую запись графика исполненного движения поездов; выполнение требований, предъявляемых к ЭЦ и автоблокировке.

Диспетчерскую централизацию применяют на одно- и многопутных участках, включая пригородные линии дорог с интенсивным движением поездов. Наибольший эффект от применения ДЦ достигается на однопутных участках, особенно если перегоны имеют двухпутные вставки, а раздельные пункты построены по продольной схеме, позволяющей осуществлять безостановочное скрещение и обгон поездов. В этом случае при диспетчерской централизации участковая скорость движения поездов повышается на 15-20%, а пропускная способность - на 25-40%. Штат эксплуатационного персонала при этом на 100 км железнодорожных линий сокращается на 50-60 человек. Срок окупаемости капиталовложений, затраченных на оборудование однопутного участка устройствами диспетчерской централизации, как правило, не превышает 3 лет. При внедрении диспетчерской централизации снимается или существенно отодвигается необходимость осуществления дорогостоящих мероприятий по повышению пропускной способности железных дорог.

В настоящее время системами диспетчерской централизации оборудовано, в России, примерно 70% эксплуатационной длины железных дорог. Однако большая часть применяемых типовых систем (таких как «Нева», «Луч») построены на устаревшей элементной базе и как морально, так и физически и не могут отвечать всем современным требованиям, предъявляемым к системам диспетчерской централизации. Поэтому в научных организациях ведутся интенсивные разработки и внедрение современных микропроцессорных систем ДЦ, обладающих практически неограниченным набором функций, и надежно защищенными каналами связи при высокой скорости передачи информации. Это способствует наилучшему использованию пропускной способности участка.

Данный дипломный проект посвящен разработке современной системы ДЦ «Диалог» для участка железной дороги.



1. Аналитический обзор существующих систем диспетчерской централизации

В настоящее время на сети железных дорог России внедряются новые системы диспетчерской централизации, такие как: ДЦ «Диалог», ДЦ « ЮГ », ДЦ «Тракт », ДЦ « Сетунь », ДЦ « Диалог - Ц », ДЦ - МПК.

Одной из основных тенденций развития отечественных и зарубежных систем ДЦ является создание отделенческих, региональных и дорожных автоматизированных центров диспетчерского управления (ЕДЦУ), которые, в общем случае, включают в себя:

- автоматизированные рабочие места (АРМ) поездного диспетчера (АРМ ДНЦ);

- АРМы энергодиспетчера (АРМ ЭЧЦ), дежурного инженера (АРМ ШНД), руководителя (АРМ ДНЦО), графиста, анализатора, диспетчера связи (АРМ ШЧД) и т.д.;

- регистраторы информации;

- табло коллективного пользования и индивидуальные средства контроля (мониторы);

- физические и высокочастотные каналы связи с ЛП;

- локальные сети.

Работа всех АРМов должна регулироваться единым протоколом сети, а, следовательно, базироваться на выбранной системе ДЦ.

Для выбора системы ДЦ необходимо рассмотреть состояние и тенденции развития систем ДЦ на зарубежных и отечественных железных дорогах.

Компания Union Pacific (США) ввела в эксплуатацию в Портленде автоматизированный центр управления движением поездов CAD на базе ЭВМ. Главная задача, стоящая перед разработчиками проекта, состояла в освобождении поездных диспетчеров от выполнения рутинных операций. Система CAD выполняет операции, связанные с разрешением занятия пути, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности; обеспечивает автоматическое задание маршрутов в соответствии с плановым графиком; выдает диспетчеру рекомендации по оптимальной скорости движения поездов в зоне ограничения скорости для осуществления безостановочного скрещения и обгона и ряд других функций. В результате ввода в эксплуатацию нового диспетчерского центра число диспетчеров сокращено на 44%.

В настоящее время применяются автономные децентрализованные и централизованные системы, что позволяет учесть особенности различных железнодорожных линий.

Фирмой SEL(ФРГ) разработана система диспетчерской централизации SAFE L90. Основными особенностями этой системы является модульный принцип построения и децентрализация функций управления.

Система SAFE L90 оснащена микропроцессорами; требования безопасности выполняются в ней не диспетчером, а техническими средствами. Предусмотрено унифицированное устройство сопряжения, позволяющее подключить к аппаратуре телеуправляемого поста централизации, помимо системы SAFE L90, системы автоматического управления установкой маршрутов и непрерывной автоматической локомотивной сигнализации. Система SAFE L90 разделена на компоненты с защитой от опасных отказов и без нее, что позволяет упростить проверку безопасности функционирования и создать максимально комфортные условия для обслуживающего персонала.

Типовые системы ДЦ, применяемые на отечественных железных дорогах, такие как: ДЦ "ЛУЧ" и ДЦ "Нева" по сравнению с зарубежными системами обладают рядом существенных недостатков: ограниченный объем передаваемой информации по каналам ТУ и ТС; низкая скорость передачи информации - до 20 Бод; использование устаревшей элементной базы, что не позволяет наращивать функции, реализуемые системой.

В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию и внедрению систем ДЦ на базе микропроцессорной техники. К наиболее конкурентно способным системам можно отнести ДЦ "Сетунь", ДЦ "Такт", а также ДЦ “Диалог”. Эти системы, за счет расширения функций, таких как автоматизация слежения, за номерами поездов, автоматизация ведения исполненного графика и т.п., приближаются к аналогичным зарубежным системам управления движением поездов. Одной из главных задач современных систем ДЦ является разработка систем, отслеживающих в реальном масштабе времени координаты движущихся поездов.

Перспективным направлением в развитии систем передачи и обработки информации для слежения за продвижением поездов является применение искусственных спутников Земли. Основными элементами новой системы слежения являются считывающие устройства, устанавливаемые на спутниках, и активные бортовые датчики, устанавливаемые на крышах локомотивов. Эти датчики с помощью широкополосных антенн улавливают сигналы, поступающие одновременно с четырех спутников. В кодовых комбинациях, излучаемых каждым из спутников, содержится информация о координатах местонахождения спутника, что дает возможность бортовому датчику определить собственное местонахождение в относительных координатах. Информационное описание железнодорожной сети, хранящееся в памяти бортового датчика, дает возможность микропроцессору датчика рассчитать положение локомотива с высокой точностью. Далее эта информация с локомотива передается в систему автоматизированного управления движением поездов.

Результаты испытаний показали, что точность идентификации местоположения локомотива составляет в абсолютном выражении (+1,5м).

В отечественных системах ДЦ использование спутниковой связи является реальной перспективой, так как ОАО «РЖД» ведутся активные работы по организации глобальной сети на территории России и стран СНГ с целью организации движения поездов



2. Сравнительная характеристика эксплуатационных показателей отечественных систем диспетчерской централизации

В настоящее время разработаны и применяются современные микропроцессорные системы ДЦ: «Сетунь» (разработка ВНИИАС), «Диалог» (РГОТУПС), «Тракт» («ТехТранс») и система ДЦ «Юг».

Все эти системы решают задачи централизации управления в единых дорожных и региональных центрах, повышения уровня автоматизации перевозочного процесса; обладают элементами самодиагностики; позволяют отслеживать логику действий обслуживающего персонала и контролировать работу технических средств ЖАТ, а также состояние пути, подвижного состава, устройств электроснабжения.

В таблице А.1 приложения А дипломного проекта приведены основные характеристики существующих и действующих отечественных микропроцессорных систем ДЦ.

На основе анализа технико-эксплуатационных характеристик представленных систем ДЦ можно сделать вывод, что для заданного участка управления наиболее подходит система «Диалог».



3. Обоснование разработки системы диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

Традиционно системы ДЦ выполнялись как телемеханические устройства, не выполняющие практически никаких логических функции, а лишь связывающие пульт и табло диспетчера с устройствами ЭЦ на станциях. Кажущаяся простота реализации системы ДЦ, отсутствие каких либо повышенных требований по безопасному функционированию аппаратуры, отсутствие единого подхода к процессу диспетчерского управления, общих для всех дорог норм, привели к созданию ряда систем ДЦ не отвечающих современным техническим требованиям; не совместимых как между собой, так и с той информационной средой, которая сложилась на железнодорожном транспорте (это относится, например, к системе ДЦ «Минск»).

Современная система ДЦ должна обладать высокой информативностью, защищенностью сообщений, живучестью. При этом должен быть введен протокол обмена информацией между устройствами ЦП и ЛП, стандартизированный, по крайней мере, в рамках отрасли. Представление информации должно быть основано требованиями к высокой достоверности, безопасности ее с точки зрения движения поездов и других технологических процессов, своевременности поступления сообщений. Эти требования могут быть реализованы путем обоснованного выбора методов модуляции и кодирования информации, скорости ее передачи по существующим каналам связи, способов обработки, а также организации самих каналов связи.

Устройства ЛП современной системы ДЦ должны быть построены на основе специализированных (по показателям надежности и безопасности) программируемых микропроцессорных контроллеров универсального применения, выполняющих все логические, а в ряде случаев и математические функции, не только традиционно выполняемых устройствами ДЦ, но и устройствами ЭЦ. Такой подход дает возможность решения ряда оперативных задач на месте их возникновения, использования более эффективных алгоритмов управления, уменьшения загрузки каналов связи. Для этого устройства ЛП должны иметь достаточное количество управляющих выходов и входов контроля состояния дискретных сигналов, возможность измерения аналоговых сигналов, а также достаточный объем памяти и высокое быстродействие.

Устройства ЦП современной системы ДЦ, основанные на профессиональных ПЭВМ, должны иметь мощные специализированные программные средства, объединяющие в единую структуру как функции обработки и формирования сигналов телемеханики, ввода и вывода информации, так и экспертной системы, работающей в реальном масштабе времени с базой данных, получаемой по каналам телемеханики. При этом программное обеспечение должно быть независимым от конфигурации и размеров управляемого участка и организации движения на нем, легко адаптироваться к конкретным условиям применения и отличаться только назначением АРМ для диспетчерского персонала соответствующей службы.

Устройства каналов связи систем ДЦ должны быть составной частью аппаратуры АРМ, но в тоже время эти устройства должны допускать использование каналов передачи информации существующих на участке систем ДЦ, что дает возможность поэтапного внедрения новых систем ДЦ с последующим оборудованием участка новыми устройствами ЛП.

АРМ диспетчерского персонала должны быть информационно связанны с системами более высокого уровня.

Представленные подходы были положены в основу разработки и внедрения системы ДЦ «Диалог».



4. Расчет загрузки поездного диспетчера

Основной целью работы поездного диспетчера является беспрепятственный и своевременный пропуск всех поездов, поступающих на участок. В связи с этим первостепенное значение приобретают планирование, организация и контроль пропуска каждого поезда. К другим его задачам относятся: сбор и сдача порожних вагонов по регулировочному заданию, развоз местного груза и порожних вагонов к местам выгрузки и погрузки и т. д. При этом должны быть обеспечены выполнение графика и безопасность движения поездов.

Затраты труда поездных диспетчеров на решение задач по управлению движением поездов зависит от количества главных путей на участке, наличия или отсутствия диспетчерской централизации, числа поездо-станций пассажирского и грузового движения и местной работы.

Коэффициент загрузки поездного диспетчера определяется по формуле:

К_З = Т_У / Т_С · 100 % (4.1)

где Т_У - затраты времени на решение задач по управлению движением поездов и организации местной работы;

Т_С - продолжительность смены, Т_С = 720 мин.

Общие затраты времени поездного диспетчера определяется по формуле:

Т_У = Т_ОП + Т_ПП + Т_ОПР + Т_ПМР + Т_ОМР + Т_Д + 72 (мин.) (4.2)

где Т_ОП - затраты времени на оценку и прогноз положения на станции;

Т_ПП - затраты времени на планирование пропуска по станции поездов;

Т_ОПР - затраты времени на организацию пропуска поездов;

Т_ПМР- затраты времени на планирование местной работы;

Т_ОМР - затраты времени на организацию местной работы;

Т_Д - затраты времени на дополнительные операции;

72мин. - затраты времени на отдых и личные надобности.

Загрузка ДНЦ не должна превышать 95% с учетом 10% времени на отдых и личные надобности.

Загрузка поездного диспетчера рассчитывается для дневной смены с наибольшим объёмом работы.

Для участка в целом представлены данные в таблице 1 приложения Б дипломного проекта.

Для выбранной смены по нормативному графику и служебному расписанию движения поездов по каждой станции определяем количество поездов и заносим в таблицу. Таблица по количеству поездов на участке представлена в приложении Б.

Затраты времени на оценку и прогноз положения на участке:

Т_ОП = 18,9 + 1,04 К_УЧ + 1,98 К_Л (4. 3)

где К_УЧ - число граничащих участков;

К_Л - число локомотивов, обслуживающих сборные, вывозные поезда.

Т_ОП = 18,9 + 1,04 · 2 + 1,98 · 8 = 36,82 мин.

Затраты времени на планирование пропуска поездов по участку:

Пассажирские поезда:

Т(П)_ПП = 0,197 · (N_ПДМ + N_ПП) + 0,031 · (Nн_ПДМ + Nн_ПП) (4. 4)

где N_ПДМ - количество поездо-станций для дальних и местных пассажирских поездов, обслуживаемых ДСП за смену;

N_ПП - количество поездо-станций для пригородных поездов.

Значения Nн_ПДМ, Nн_ПП определяются сложением по всем станциям диспетчерского участка строк 2 соответствующих столбцов таблицы Б.2 приложения Б, а Nн_ПДМ + Nн_ПП - первых строк этих столбцов.

Т(П) _ПП = 0,197 · (0 + 0) + 0,031 · (64+ 48) = 3,472 мин.

Грузовые поезда:

Т(Г) _ПП = 0,912(N_ГС + N_ГМ) + 0,178(Nн_ГС + Nн_ГМ) (4.5)

где Nн_ГС и Nн_ГМ - соответствующие количества поездо-станций.

Nн_ГС- количество поездо-станций для сквозных и участковых грузовых поездов;

Nн_ГМ- количество поездо-станций для сборных и вывозных поездов.

(Г)_ПП = 0,912 · (0 + 0) + 0,178 · (72 + 16) = 15,664 мин.

Затраты времени дежурного на планирование пропуска поездов по участку составят:

Т_ПП = Т(П)_ПП + Т(Г)_ПП (4.6)

Т_ПП = 3,472+15,664 = 19,136 мин.

Затраты времени на организацию пропуска поездов:

По данному участку:

ТДД_ОПР = 0,14N_ГП + 0,193Nн_ГП + 0,1N_АУ + 0,034М_О (4. 7)

где N_{Г П} - количество грузовых и пассажирских поездов всех категорий, N_ГП = N_ПДМ + N_ПП + N_ГС + N_ГМ ;

Nн_ГП - соответствующее число поездо-станций;

N_АУ - количество поездов, отправляемых со станций с автономным управлением.

Затраты времени на организацию пропуска поездов по станциям составят:

Т_ОПР = ТДД_ОПР,

Т_ОПР = 0,14 · 0 + 0,193 · 200 + 0,1 · 0 + 0,034 · 118 = 43,19 мин.

Затраты времени на планирование местной работы:

Т_ПМР = 19,8 + 0,42Nн_СБ + 0,21Nн_ВПД (4.8)

где Nн_СБ - число поездо-станций работы сборных поездов;

Nн_ВПД - число поездо-станций работы вывозных, передаточных поездов.

Т_ПМР = 19,8 + 0,42 · 32 + 0,21 · 32 = 39,96 мин

Затраты времени на организацию местной работы:

ТД_ОМР = 2,11Nн_Р + 0,16Nн_ГМ + 0,09N_ГМ + 0,84Nн_РМУ (4.9)

где Nн_Р - число поездо-станций работы сборных, вывозных и передаточных поездов Nн_Р = Nн_СБ + Nн_ВПД

NН_РМУ - число поездо-станций работы сборных, вывозных для станций на которых используется местное или сезонное управление.

ТД_ОМР = 2,11· 64 + 0,16 · 32 + 0,09 · 0 + 0,84·9= 147,72 мин.

Затраты времени на организацию местной работы на станциях:

Т_ОМР = ТД_ОМР,

Т_ОМР = 147,8 мин

Затраты времени на дополнительные операции:

- на получение и запись информации со станций о наличии поездов, исправности устройств, производстве ремонтных работ и работе выполненной на станции за отчётные периоды:

Т₁ = 1,95Н = 1,95 · 9 = 17,6 мин. (4.10)

где Н- число станций на участке

- на запись местной работы, выполняемой на станциях

Т₂ = 0,1Nн_Р = 0,1 · 64 = 6,4 мин. (4.11)

- на составление и передачу приказов, регистрируемых в журналах:

Т₃ = 2,6К_ПР = 2,6 · 12 = 31,2 мин. (4.12)

где К_ПР - количество регистрируемых приказов и распоряжений за смену.

- на обмен информации о подходе поездов с соседними отделениями, сортировочными и грузовыми станциями:

Т₄ = 2К_ПП = 2 · 30 = 60 мин, (4.13)

К_ПП - число переговоров за смену о подходе поездов с соседних станций, переговоры с ДНЦ.

- на подвязку локомотивов к передаточным и вывозным поездам:

Т₅ = 0,97N_ПВ = 0,97 · 10 = 9,7 мин (4.14)

N_ПВ - количество поездов требующих подвязки локомотива.

- на переговоры с машинистами по радиосвязи:

Т₆ = 0,21(N_ГС + N_ГМ) + 0,033(N_ПДМ + N_ПП) (4.15)

Т₆ = 0,21 · 88 + 0,033 · 112 = 22,176 мин.

- на прием дежурства, согласование работы с причастными лицами:

Т₇ = 30 мин.

Общие затраты времени на дополнительные операции Т_Д определяются суммированием соответствующих составляющих:

Т_Д = Т₁ + Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₅ + Т₆ + Т₇ (4.16)

Т_Д = 17,6 + 6,4 + 31,2 + 60 + 9,7 + 22,176 + 30 = 177,076 мин.

Общие затраты времени поездного диспетчера составят:

Т_У = 36,82 + 19,136 + 43,19 + 39,96 + 147,8 + 177,076 + 72 = 535,982 мин.

Коэффициент загрузки поездного диспетчера:

К_З = 535,982 / 720 · 100 % = 74 %

Вывод: загрузка поездного диспетчера не превышает 95 % с учетом 10 % оперативного времени на отдых и личные надобности, и равна 74 %, что является оптимальным для управления движением поездов по участку железной дороги (станция А - станция И) с помощью системы ДЦ «Диалог», данную работу может осуществлять один ДНЦ.



5. Основные функции системы диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

Система "Диалог" рассчитана на использование любых устройств автоматики на станциях и перегонах. Длина управляемого и контролируемого участка железной дороги может достигать 200... 300 км и более в зависимости от интенсивности движения поездов. Количество управляемых и контролируемых системой "Диалог" объектов на ЛП практически не ограничено.

Система ДЦ «Диалог» выполняет следующие функции:

- непрерывный контроль поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров, индексов поездов, их ходовых качеств и других данных в реальном масштабе времени;

- автоматическое управление движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графика (задание маршрутов на станциях, управление стрелками, светофорами, объектами энергоснабжения и др.);

- прогнозирование возможного отклонения от заданного графика движения поездов и выдача рекомендаций диспетчеру (в режиме "советчика") о необходимых мерах по предотвращению этого отклонения от заданного графика с выходом на регулярный график;

- отображение прогнозируемого или регулярного графика движения поездов на задаваемый период времени;

- отображение и документирование исполненного графика движения поездов, действий диспетчера по управлению движением поездов и информации, вырабатываемой в автоматическом режиме;

- контроль и отображение (при необходимости и регистрация) состояния путевых объектов, энергообъектов и подвижных единиц в объеме, обеспечиваемом средствами автоматики на участке;

- управление скоростью движения поездов на участке в зависимости от поездной ситуации, наличия постоянных и временных локальных ограничений скорости, установленного маршрута следования на станции (при наличии путевых и локомотивных устройств локомотивной сигнализации современного типа);

- передача ответственных команд на ЛП;

- возможность работы в автоматическом, полуавтоматическом (система вырабатывает "совет" диспетчеру о каждой операции, решение принимает диспетчер) и в ручном режиме, в последнем случае все действия по формированию команд выполняет диспетчер, система только выполняет приказы и осуществляет отбор информации, ее обработку, отображение и регистрацию;

- увязка с системами диспетчерского контроля (АПК ДК, АСДК)

- обмен необходимой информацией с устройствами системы "Диалог" соседних участков и с информационно-управляющими системами верхнего уровня (АСОУП), а также с другими информационными системами транспорта.

Кроме этого, система "Диалог" выполняет функции, не связанные непосредственно с процессом движения поездов:

- сбор и предварительная обработка диагностической информации о техническом состоянии средств системы, каналов передачи информации, устройств автоматики на перегонах и станциях. Эта информация выдается на автоматизированное рабочее место дежурного электромеханика поста ДЦ, а также дежурного инженера (диспетчера) дистанции сигнализации и связи, на резервные пульты ЛП, на автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (с различной степенью детализации);

- перевод устройств ЛП в режим автодействия (по команде с ЦП или при отказе канала связи), на режимы резервного управления, на управление маневровой работой с местного пульта (маневровой колонки);

- сбор и предварительная обработка информации от путевых устройств контроля состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК, КТСМ и др.);

- сбор и обработка информации о состоянии устройств контактной сети и энергоснабжения, отображение этой информации на автоматизированном рабочем месте энергодиспетчера, управление с него устройствами энергосети на участке;

- обработка информации о передвижениях локомотивов и пригородных поездов на участке, рефрижераторного и другого специализированного подвижного состава с выдачей этой информации на специальное автоматизированное рабочее место локомотивного (вагонного) диспетчера и в АСОУП, а также организация автоматизированного рабочего места грузового диспетчера;

- выдача необходимой информации старшему диспетчеру (диспетчеру по отделению) о поездной ситуации в регионе и о выполнении графика движения поездов, отображение этой информации на автоматизированном рабочем месте старшего диспетчера;

- выдача номеров пассажирских поездов и времени их прибытия (отправления) в информационные системы обслуживания пассажиров;

- выдача необходимой информации инженеру-анализатору о выполнении графика движения поездов, отображение этой информации на специальном автоматизированном рабочем месте и документирование результатов работы в виде установленных документов;

- автоматизированный ввод необходимой информации об изменениях в графике движения поездов от специального автоматизированного рабочего места инженера - графиста и документирование результатов работы в виде установленных документов.

Система является открытой, при необходимости перечень ее функций и автоматизированных рабочих мест диспетчерского или оперативного персонала может быть расширен без значительных затрат на технические средства.



6. Технико-эксплуатационные требования к системе диспетчерской централизации «ДИАЛОГ»

Общие требования к системе «Диалог»:

1. Система диспетчерской централизации “ДИАЛОГ” строится по иерархической структуре, включающей:

- первый уровень - автоматизированный диспетчерский центр управления (ЕДЦУ);

- второй уровень - подсистему передачи и обработки телемеханической информации (ПТИ);

- третий уровень - устройства линейных или контролируемых пунктов на станциях участков (ЛП, КП).

2. ЕДЦУ должен иметь возможность расширения и изменения его конфигурации и функций, увеличения количества объектов управления и контроля при реконструкции путевого развития, а также при изменении положений руководящих указаний.

3. ЕДЦУ должен обеспечивать автоматическое, автоматизированное (в режиме "советчика") управление движением поездов, а также иметь возможность индивидуального управления отдельными объектами на станциях по информации о текущем состоянии объектов контроля на участке. При использовании каналов передачи информации и аппаратуры ЛП существующих систем ДЦ функции и возможности ЕДЦУ ограничиваются параметрами этих систем.

4. Раздельные пункты, находящиеся на диспетчерском управлении, должны иметь возможность переключения на автономное (резервное) управление. При этом на ЕДЦУ должна сохраняться индикация состояний объектов контроля данного раздельного пункта.

5. ЕДЦУ должен обеспечивать управление движением поездов с учетом перспективы.

6. ЕДЦУ должен осуществлять управление движением поездов с минимальным межпоездным интервалом с учетом перспективы.

7. Управление движением поездов должно осуществляться из единого пункта управления.

8. ЕДЦУ должен сохранять работоспособность при частичных отказах технических средств с сохранением ряда основных функций и обеспечением безопасности движения поездов. Любой одиночный отказ не должен приводить к отказу ЕДЦУ и снижению его функциональных возможностей.

9. Для обеспечения обмена информацией между подсистемами ЕДЦУ должна применяться локальная информационная сеть, а между ЕДЦУ и ЛП - оптоволоконные или кабельные линии связи. Могут использоваться существующие системы уплотнения каналов. Автоматизированные рабочие места должны обеспечиваться средствами технологической проводной и радиосвязи.

10. ЕДЦУ должен обеспечивать следующие технические показатели:

- максимальная длина участка диспетчерского управления (диспетчерского круга) определяется загрузкой поездного диспетчера в зависимости от интенсивности движения поездов на участке и подходах к нему;

- количество ЛП на участке диспетчерского управления до 127;

- количество двухпроводных выделенных каналов связи на один диспетчерский круг (основной и резервный) - 2;

- количество объектов управления на одном ЛП не ограничено;

- количество двухпозиционных объектов контроля на одном раздельном пункте не ограничено;

- максимальное время цикла опроса раздельных пунктов (сигналов телесигнализации - ТС) не более 5 сек;

- передача одной команды телеуправления (ТУ) до 0.05 с;

- время реакции системы на запрос диспетчера до 1 с;

- время обновления отображаемой поездной ситуации до 5 с;

- время решения оптимизационной задачи по разработке измененного план-графика движения до 5 мин.;

- скорость передачи сигналов ТУ и ТС по каналам связи между устройствами ЕДЦУ и ЛП системы "Диалог" не менее 2400 бит/с (допускается 1200 бит/с), при применении каналов связи и ЛП существующих систем ДЦ - в соответствии с их параметрами;

- вероятность искажения элемента сообщения в каналах ТУ и ТС системы "Диалог" не более 10-14;

- вероятность трансформации сообщения в каналах ТУ и ТС системы "Диалог" в другое разрешенное не более 10-15;

- вероятность не обнаруживаемой потери сообщения в каналах ТУ и ТС системы "Диалог" не более 10-16;

- способ передачи сигналов ТУ и ТС системы "Диалог" - циклический.

11. ЕДЦУ при минимальной конфигурации должен содержать:

- автоматизированные рабочие места поездных диспетчеров (АРМ ДНЦ);

- автоматизированные рабочие места энергодиспетчеров (АРМ ЭЧЦ);

- автоматизированные рабочие места службы СЦБ и связи.

12. Автоматизированные рабочие места должны содержать:

- индустриальные микроЭВМ (ПЭВМ) класса IBM с алфавитно-цифровой клавиатурой;

- устройство оперативного ввода команд (типа "мышь");

- цветные графические дисплеи;

- устройство коммутации и управления дисплеями;

- устройство регистрации информации на магнитных дисках;

- устройство вывода информации на печать (принтер или графопостроитель).

13. Состав аппаратных средств автоматизированных рабочих мест диспетчерского персонала определяется на стадии проектирования.

14. Автоматизированные рабочие места ЕДЦУ должны подключаться к подсистеме передачи и обработки телемеханической информации.

15. Устройства подсистемы передачи и обработки телемеханической информации на ЕДЦУ должны содержать встраиваемые в ПЭВМ модемы, соединенные с линией связи.

16. Средства для информационного обмена между ЕДЦУ и ЛП (КП) системы "Диалог" по возможности должны быть организованы на основе каналов передачи информации типа "двойное циклическое кольцо" с использованием стандартных каналов тональной частоты.

17. Требуемая помехозащищенность сообщений (согласно ГОСТ 26.205-88[20]) для устройств категории I должена обеспечиваться кодированием информации и квитированием сообщений.

18. При автономном режиме работы раздельного пункта на ЕДЦУ должен сохраняться контроль за передвижением подвижных единиц и состояния объектов контроля.

19. При режиме индивидуального управления должна обеспечиваться возможность изменения состояния отдельных объектов на раздельном пункте по командам поездного диспетчера.

20. В состав всех технических средств системы ЕДЦУ должны входить специальные аппаратные и программные средства диагностирования их технического состояния. Информация о техническом состоянии средств ЕДЦУ должна выдаваться на автоматизированные рабочие места ЕДЦУ в различной степени детализации и на устройства отображения на ЛП.

21. Средства диагностирования в соответствии с ГОСТ 26656-85 должны сочетать локальный и общий охват диагностируемой аппаратуры, функциональный и тестовый характер взаимодействия между объектом и средствами диагностики. Диагностирование не должно влиять на правильность работы устройств.

22. Диагностирование должно обеспечивать в автоматическом или ручном режиме проверку исправности работы аппаратуры системы и отдельных узлов и ее функционирования в соответствии с заданными требованиями.

23. Техническое обслуживание устройств ЕДЦУ должно осуществляться персоналом дистанции сигнализации и связи, прошедшим специальную подготовку. Численность обслуживающего персонала и режим его работы определяются на стадии рабочего проектирования.

24. Диспетчерский персонал должен пройти специальное обучение на ПЭВМ. Численность диспетчерского персонала и режим его работы определяются на стадии рабочего проектирования.

25. Аппаратура ЕДЦУ должна относиться к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния. Для обеспечения безотказного режима работы должно предусматриваться резервирование основных узлов системы.

26. Изделия системы должны относиться к группе П вид 1 по ГОСТ 27.003-83, работать в циклическом режиме с назначенной длительностью использования.

Устройства ЛП системы «ДИАЛОГ» должны подключаться к ПТИ, которые содержат встраиваемые в БМ-1602 модемы, соединенные с линией связи.

Аппаратура системы "Диалог" должна относиться к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния. Для обеспечения заданного уровня надежности должно предусматриваться резервирование основных узлов системы.

Данные в устройствах ЦП и ЛП должны быть защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях устройств электропитания. При длительном отключении электропитания данные в устройствах ЦП и ЛП должны восстанавливаться после его включения.

Примечание: электроснабжение устройств ЦП и ЛП должно осуществляться с резервированием и обеспечением бесперебойного питания.



7. Разработка структуры каналов связи

7.1 Структура каналов связи

На рисунке В.1 приложения В приведена схема участка ДЦ и показана структурная схема каналов связи между устройствами ЦП и ЛП.

Из рисунка видно, что ЦП управляет 9-ю ЛП по каналам связи, организованным по линейно-кольцевой структуре. ЛП и ЦП подключены волоконно - оптическому каналу связи с модемом М1 основного (резервного) комплекта ПЭВМ АРМ ДНЦ. (как правило половина) Остальные ЛП связаны модемом М2 по волоконно - оптическому каналу связи, выполненным по типовой четырех проводной схеме.

На рисунке приняты следующие обозначения:

ЛАЗ - линейно-аппаратный зал ЦП;

М1, М2- соответственно модемы 1 и 2 типа Зелакс М2Б, G703, скорость передачи данных 2048 кб/с;

ВОЛС - волоконно-оптические линии связи

ЛП - линейный пункт ДЦ «ДИАЛОГ»

ЦП - Центральный пост ДЦ «ДИАЛОГ» с установленной станцией связи, ПЭВМ.

7.2 Протокол обмена информацией между ЦП и ЛП

Протокол предусматривает переприем команд ТУ, передаваемых аппаратурой ЦП на конкретный ЛП модемами М1 и М2 промежуточных ЛП и переприем сигналов ТС, передаваемых с ЛП участка ДЦ на ЦП, как по физической линии связи, так и по каналам ВЧ.

Передача сигналов ТС с ЛП синхронизирована и осуществляется по командам ТУ (команд управления или вызова сигнала ТС в формате кода ТУ).

В случае нарушения связи между ЦП и ЛП (обрыв линии между ЛП, отказ модема промежуточного ЛП, отказ аппаратуры уплотнения) протокол автоматически переключает исправные ЛП участка ДЦ на связь с ЦП по исправным линиям связи. Например, если откажет один из модемов ЛП2, то ЛП1 будет связан с ЦП по физической линии связи, а остальные ЛП - по каналам уплотнения. Если отказала аппаратура уплотнения, то все ЛП связываются с ЦП по физической линии связи.

Таким образом, передача сигналов ТС осуществляется циклически по командам ТУ (или вызовам).

Управляющие команды также передаются в определенные моменты времени по окончании передачи сигналов ТС от всех ЛП, либо вне очереди, если команда вызова ТС по времени совпала с подготовленной к передаче командой ТУ.

Последовательность обмена информацией между ЦП и ЛП определяется устройством ЦП.

В некоторых случаях устройство ЦП может отходить от установленной процедуры, передать сообщение ТУ определенному ЛП вне очереди, передать ТУ всем ЛП одновременно.

Жесткая связь между сигналами ТУ и ТС, относящимся к одному ЛП, позволяет избежать столкновений и потерь информации в канале ТС. Если в ответ на сообщение ТУ из канала не поступает сообщение ТС, передача повторяется.



8. Разработка структурных схем ЦП и ЛП

8.1 Аппаратура ЦП и её функции

Аппаратура ЦП включает в себя персональные микроЭВМ класса IBM PC/AT, устройства ввода и отображения информации, устройства, обеспечивающие согласование и защиту аппаратуры, модемы каналов связи.

Перечисленные устройства образуют автоматизированные рабочие места поездного диспетчера (АРМ ДНЦ), энергодиспетчера, дежурного инженера СЦБ и связи (АРМ ШНД), и диспетчеров других служб. Все АРМы подключаются к локальной сети.

АРМ ДНЦ является объектно-ориентированным программно-аппаратным комплексом, предназначенным для контроля поездного положения на участке диспетчерского управления и выдачи команд телеуправления на контролируемые пункты посредством пользовательского интерфейса.

АРМ ШН ДЦ является объектно-ориентированным комплексом, предназначенным для контроля поездного положения на участке диспетчерского управления и контроля работоспособности каналообразующей аппаратуры ПУ, каналов ТС. Информационный обмен осуществляется с использованием резервированной локальной вычислительной сети ПУ.

АРМ ГИД (является подсистемой АРМ ДНЦ) выполняет функции автоматического ведения графика исполненного движения, автоматического слежения за подвижными единицами, подготовки план-графика, получения справочной информации, расчета показателей работы.

Устройства ЦП системы "Диалог" адаптированы к совместной работе с каналами связи и аппаратурой линейных пунктов системы "Диалог" и типовых систем ДЦ, применяемых на железных дорогах РФ и СНГ, и обеспечивают скорость передачи информации в обоих направлениях, принятую в данной системе ДЦ.

При оборудовании ЛП аппаратурой системы "Диалог" устройства ЦП связываются с ЛП с помощью стандартных модемов G 703, обеспечивающих скорость передачи информации в обоих направлениях до 2028 Кбит/с в зависимости от физических свойств кабельных или воздушных линий.

Устройства ЦП позволяют в процессе эксплуатации изменять конфигурацию диспетчерских участков и состав АРМов.

Передача информации от ЦП до управляемого участка может осуществляться по цепям уплотнения, на управляемом участке - по физическим двухпроводным цепям (кабельным или воздушным).

АРМ диспетчерского персонала других служб, расположенных в том же помещении, что и АРМ ДНЦ, могут включаться в общий канал связи непосредственно.

Удаленные АРМ, расположенные в других местах (например, АРМ ШЧД, установленный в помещении ШЧ управляемого участка), включаются в общий канал связи аналогично устройствам ЛП. Общее количество АРМ различных служб и их функциональное назначение не ограничивается. Протокол обмена информацией между АРМ различных служб и устройствами ЛП, очередность использования ими общего канала связи задаются устройствами АРМ ДНЦ с учетом приоритетности службы, а также ситуации на участке. Имеется также возможность общего вызова, то есть передачи информации на все ЛП или на все АРМ служб. Возможна также установка контрольных терминалов для руководителей служб, отделения дороги или дороги.

Аппаратура АРМ ДНЦ состоит (включая резерв) из:

- системных блоков промышленных ПЭВМ;

- мониторов;

- клавиатур;

- манипуляторов типа «мышь»;

- агрегатов бесперебойного питания;

- сетевых розеток с заземляющими контактами.

8.2 Отображение информации

Основной комплект АРМ ДНЦ содержит пять мониторов, три из которых выводят на экран план участка управления в укрупненном изображении; один позволяет вызвать на экран конкретную станцию в детализированном виде, и один монитор предназначен для вывода на экран исполненного графика движения поездов.

Отображение информации на мониторах осуществляется посредством закраски путевого плана (путей, стрелок, светофоров и т.д.) соответствующим цветом. Путевой план участка отображается черным цветом на светло - сером фоне.

При занятии подвижной единицей пути, участка пути, стрелочной секции, блок - участка, или перегона, его изображение закрашивается красным цветом. При действии на перегоне предупреждения об ограничении скорости, его изображение закрашивается голубым цветом, при закрытии автоблокировки на перегоне - синим цветом, при действии на перегоне технологического окна в движении поездов - желтым цветом, при закрытии перегона - малиновым цветом. При закрытии пути на станции, его изображение закрашивается, синим цветом. При закрытии стрелки (стрелочного съезда) закрашивание происходит, синим цветом фона в месте примыкания расположения стрелки.

На мониторе с отображением станции светофор отображается в установленном виде, а на мониторах с отображением участка - в виде треугольника, причем, станционные светофоры размещаются в линии пути, а проходные светофоры на перегонах над или под путем. Закрытый поездной светофор закрашивается красным, открытый - зеленым цветами, горение пригласительного огня контролируется белым цветом. Закрытый маневровый светофор отображается, синим (красным) цветом, открытый - белым цветом.

Стрелочные переводы на станциях отображаются в соответствии с их фактическим положением. На мониторе с отображением станции, при плюсовом положении стрелки, ее номер горит зеленым цветом, при минусовом - желтым, при отсутствии контроля - красным, а при закрытии стрелки или съезда фон соответствующей стрелки горит синим цветом. На мониторах с отображением участка положение стрелок отображается в виде ромбика соответственно зеленого, желтого или красного цвета.

Информация о состоянии отдельных объектов контроля выводится на экран монитора путем закраски нормально видимых или невидимых символов красным, желтым, белым или зеленым цветом, горящих непрерывно или в мигающем режиме.

Движение поезда по участку сопровождается присвоенным ему четырехзначным номером. Стрелка показывает направление движения (место нахождения головы поезда). ДНЦ может изменить номер при нахождении поезда в любом месте участка.

График движения поездов выводится на монитор в координатах расстояния (вертикальная ось) и времени (горизонтальная ось). В верхней части экрана отображается наименование типа графика движения поездов (исполненный, нормативный или плановый) и наименование участка. На основном поле экрана отображаются часовые, получасовые и десятиминутные линии. Над часовыми линиями проставляются значения часов. Слева вертикально расположены наименования станций участка (все), а внизу логотип "Диалог" в цветах (красный, зеленый, голубой). На графике движения поездов при выводе всех станций отображаются линии хода поездов и их номера, а при выводе четырех станций дополнительно отображается время проследования, прибытия или отправления поездов.

Цвета ниток поездов выбираются автоматически, в зависимости от присвоенного поезду номера (красным - пассажирский, синим - грузовой, малиновым - пригородный и т.д., а присвоенные автоматически - черным цветом).

8.3 Порядок работы АРМ ДНЦ

АРМ ДНЦ обладает системой выпадающих меню, подменю и окон. На экране активного монитора отображаются:

- основное меню;

- дополнительное меню;

- строка контекстной помощи.

Основное меню расположено в верхней строке экрана активного монитора и предназначено для ввода управляющих команд и переключения режимов работы системы "Диалог". Основное меню имеет систему подменю и дополнительных окон для ввода необходимой информации.

Дополнительное меню расположено в нижней строке экранов мониторов и предназначено для выполнения вспомогательных операций, выбора активного монитора, вызова меню работы с графиками движения поездов и вывода информации о текущем времени и дате.

Строка контекстной помощи, расположенная над дополнительным меню, предназначено для вывода названия выбранной для управления станции, информации о режиме работы программного обеспечения и служебной информации, а также логотипа "Диалог" в трехцветном изображении.

Ввод команд ДНЦ осуществляет с помощью клавиатуры или манипулятора типа "мышь". Для этого возможно использование одного из следующих способов ввода команды:

- по системе меню с помощью клавиш клавиатуры;

- по системе меню с помощью манипулятора типа "мышь";

- с помощью функциональных клавиш клавиатуры;

- при помощи манипулятора типа "мышь".

Ввод команд управления при помощи манипулятора типа "мышь" позволяет осуществить выбор необходимой команды, непосредственно минуя основное меню. Данный способ ввода команд управления применяется при задании и отмене поездных маршрутов (даче и отмене разрешения на отправление поездов) на мониторах с отображением участка и станции, а также задании и отмене маневровых маршрутов на мониторе с отображением станции.

Задание маршрутов осуществляется путем наведения курсора манипулятора типа «мышь» на начало маршрута и нажатия ее левой клавиши, а затем наведения курсора манипулятора типа «мышь» на конец маршрута и нажатия ее левой клавиши.

Отмена маршрутов осуществляется путем наведения курсора манипулятора типа «мышь» на начало маршрута и нажатия ее правой клавиши, а затем наведения курсора манипулятора типа «мышь» на конец маршрута и нажатия ее правой клавиши.

Началом поездного маршрута приема является первый участок приближения, а концом станционный путь. Началом поездного маршрута отправления является станционный путь, а концом - первый участок удаления. Началом маневрового маршрута является путь, участок или стрелочная секция перед маневровым светофором, а концом - путь, участок или стрелочная секция до или за следующим маневровым светофором.

Выбранный пункт меню или подменю отображается на черном фоне. Кроме того, справа от наименования пункта подменю приводится наименование функциональной клавиши (при ее наличии), нажатие которой приведет к быстрому выбору данного пункта подменю без промежуточного выбора пунктов меню.



9. Аппаратура линейного пункта. Специализированная безопасная микроЭВМ БМ-1602

Специализированная управляющая безопасная микроЭВМ типа БМ-1602 устанавливается в релейном помещении управляемой станции и предназначена для сбора информации о состоянии объектов контроля на ЛП, ее обработки и формирования сигналов ТС и передачи на ЦП, а также для приема, декодирования команд ТУ и формирования управляющих сигналов на выходах управляющих модулей, воздействующих на устройства ЭЦ непосредственно или через управляющие реле.

Реализация ответственных команд ТУ осуществляется с соблюдением требований безопасности движения поездов, т.е. с исключением воздействия на объекты управляющих сигналов в случае отказов в БМ. Это обеспечивается наличием двух идентичных комплектов, работающих синхронно от одного генератора тактовых импульсов с общими цепями синхронизации, первоначального запуска и повторного перезапуска. В каждом комплекте микроЭВМ сигналы со всех выходов и шины данных поступают на схему встроенного контроля, которая формирует общий контрольный сигнал.

МикроЭВМ выполнена в крейте 6U/3U “Евромеханика” и соответствует стандартам МЭК. Она рассчитана для работы при температуре окружающей среды от -10 до +60 градусов С.

МикроЭВМ типа БМ-1602 состоит:

1 - корпус БМ;

2 - два блока питания;

3 - блок вентиляторов;

4 - модули центрального процессора;

5 - модуль запуска и контроля;

6 - модуль модема;

7…17 - места для установки интерфейсных модулей ;

18 - заглушка;

19 - два кабеля подключения питания 24 В постоянного тока (СПБ-БМ) к блокам питания;