Кодовые устройства диспетчерской централизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ташкентский Государственный транспортный университет

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

Курсовая Работа

По дисциплине «Телемеханические системы управления на железнодорожном транспорте»

На тему: Кодовые устройства диспетчерской централизации

Выполнил: ст. группы АВ-217

Бурхонов Фуруз

Принял: Абдуллаев Р.Б.

Ташкент 2021 г.



Содержание

сигнал телемеханический информация код

Введение

1. Краткая характеристика источников команд управления и контроля

1.1 Команды управления

1.2 Команды контроля

2. Разработка аппарата управления

3. Определение структуры и расчет базы телемеханических сигналов

3.1 Виды двоичных кодов

3.2 Определение n_C

3.3 Определение n_Г и n_o

4. Расчет помехоустойчивости передачи и приема многотактных сигналов

4.1 Расчет помехоустойчивости передачи и приема простых кодовых комбинаций

4.2 Расчет помехоустойчивости передачи и приема сложных кодовых комбинаций

4.3 Порядок расчета помехоустойчивости передаваемой информации

5. Разработка функциональной схемы системы

6. ШС кода адреса станции

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Успешная работа железнодорожного транспорта в условиях рыночной экономики зависит, прежде всего, от повышения экономической эффективности его деятельности и безопасности перевозок. Практическая реализация этих требований достигается, в частности, внедрением новых систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ), поскольку эксплуатируемые системы физически выработали свой ресурс, обладают малой информативностью и гибкостью и требуют больших эксплуатационных расходов и штата обслуживающего персонала.

Диспетчерской централизацией называется комплекс программно-аппаратных устройств, посредством которых управление и контроль за движением поездов на целом участке железной дороги осуществляются из одного пункта одним лицом - поездным диспетчером. В соответствии с ПТЭ, диспетчерская централизация есть комплекс устройств, состоящий из автоблокировки на перегонах, электрических централизации на станциях и кодовых устройств.

Известно, что управление движением поездов осуществляется путем подачи команд на перевод стрелок, открытие и закрытие станционных светофоров и т.д. в устройствах электрической централизации (ЭЦ). Основными особенностями ЭЦ, как системы передачи команд от источника (например, кнопки управления стрелкой, автопереключателя стрелочного приводозамыкателя и.т.д) к приёмнику (соответственно двигателю стрелочного приводозамыкателя, лампочкам контроля положения стрелки и.т.д) являются:

многопроводность, так как каждый источник команды соединяется со своим приёмником одним физическим каналом связи, т.е. количество физических каналов связи пропорционально числу объектов управления и контроля;

ограничение радиуса действия техническими характеристиками или экономическими соображениями.

Например, контроль целостности нити светофорной лампы достигается последовательным включением огневого реле (приёмник команды) и нити лампы (источник команды). Если физический канал между источником и приёмником команды будет иметь большую длину, то проводимость изоляции между проводами канала может быть настолько большой, что при перегорании лампы огневое реле не отпустит свой якорь даже при высоком коэффициенте возврата реле. Это техническое соображение. Что касается экономического соображения, то при увеличении расстояния между источником и приёмником команд необходимо уменьшать потери энергии физическом канале, что требует снижения продольного сопротивления проводов - последнее достигается дублированием жил кабеля.

Организатором движения поездов на участке является поездной диспетчер (ДНЦ). Целесообразно, чтобы именно ДНЦ управлял движением поездов путем подачи команд в устройства ЭЦ. Но в этом случае расстояние между источниками команд и приёмниками увеличивается до нескольких сот километров и вышеперечисленные особеннocти ЭЦ приводят к её неработоспособности.

Для того чтобы решить проблему передачи команд от источника к объекту применяются кодовые устройства (КУ). Структура управления объектами ЭЦ, при наличии кодовых устройств, представлена на рис. 1. На нем обозначены:

1 ИК, 2 ИК... n ИК - источники команд (например, кнопки управления стрелкой);

1 РИК, 2 РИК,...,n РИК -- резервные источники команд;

1 К, 2 К,., n К - команды управления;

У1, У2...,Уn - логическо-преобразовательные устройства релейной централизации (например, устройство, собранное по схемам пусковых и рабочих цепей стрелочного приводозамыкателя), гарантирующие безопасность движения поездов;

1ОУ,2ОУ,…,nОУ - объекты управления (например, стрелочный приводозамыкатель);

КУ- кодовые устройства;

П1 - кодовые устройства пункта передачи команд;

П2 - кодовые устройства пункта приёма команд.

Рис 1 Структура управления обьектами

Приведенная на рис. 1 структурная схема предполагает передачу команд от ДНЦ в ЭЦ, т.е. передачу команд управления. Указанная структура с незначительными изменениями применяется и для передачи команд от ЭЦ к ДНЦ, т.е. для передачи команд контроля.

В этом случае 1 РИК- n РИК отсутствуют, а:

1 ИК - n ИК- реле ЭЦ (например, путевые, контроля положения стрелки и т.д.);

У1 - Уn - контрольные реле, включающие лампочки на табло диспетчера.

1ОУ - nОУ - лампочки на табло диспетчера.

Принцип работы КУ состоит в следующем. Команды 1 К- n К устройствам П1 в соответствии с определенными законами (правилами) преобразуется в двоичное число. Затем значения цифр двоичного числа передаются поочередно по линии связи, причем каждая цифра передаётся одним импульсом, который может иметь одно из двух возможных значений (например, цифра 1 может быть обозначена радиоимпульсом частотой f₁, а цифра 0 - f₂).

Устройство П_2, принимая из линии связи последовательность импульсов, преобразует их сначала в двоичное число, которое затем преобразуется в команды 1 К- n К. Таким образом П2 выполняет операции, обратные операциям, выполняемым П1 и в обратном порядке.

Применение ДЦ повышает безопасность движения поездов, обеспечивает оперативность диспетчерского регулирования движения поездов, повышает пропускную способность участка на 25...30%, сокращает штат линейных работников, повышает производительность труда за счет сокращения эксплуатационного штата и увеличения размеров движения.

Повышение безопасности движения поездов достигается применением автоблокировки на перегонах и электрической централизации на станциях. Сосредоточение управления и контроля объектами участка в руках одного лица (диспетчера) способствует повышению пропускной способности участка, так как диспетчер непрерывно наблюдает за движением поездов и организует их продвижение с наименьшими потерями времени на скрещения и обгоны.

Повышение участковой скорости движения поездов при диспетчерской централизации достигается сокращением станционных интервалов, организацией безостановочных скрещений и уменьшением числа остановок по техническим надобностям.

Особенно эффективным является внедрение диспетчерской централизации на однопутных участках железных дорог. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы благодаря лучшему использованию локомотивов и вагонов, увеличению участковой скорости и уменьшению штата линейных работников. Срок окупаемости устройств диспетчерской централизации составляет 4--5 лет.

1. Краткая характеристика источников команд управления и контроля

1.1 Команды управления

Основными командами управления и контроля являются команды позволяющие осуществлять управление движением, т.е. выполнять поездную и маневровую работы. Перечень команд составлены с разработки однониточного плана станции с указанием обозначения и исходного положения стрелок, мест установки и обозначения светофоров.

При разработке перечня основных команд телеуправления (ТУ) использован один из трех алфавитов управления. Рассмотрим составление основных команд ТУ для раздельного алфавита. При этом организация маневровых передвижений производится путем передачи стрелок на местное управление (§91 ПТЭ ж.д. РУ).

Маршрутно-сигнальный (М) алфавит является модификацией раздельного алфавита и отличается тем, что в ЭЦ взамен раздельных команд на управление стрелками подаются команды на управление группой стрелок. Здесь комплект органов управления может состоять либо из одной многопозиционной рукоятки, устанавливаемой для группы взаимовраждебных маршрутов, либо из двухпозиционных нефиксированных кнопок, устанавливаемых по числу путей для группы взаимовраждебных маршрутов.

Для заданных станций (рис. 2) с применением многопозиционных переключателей для нечетной горловины можно предусмотреть установку двух (по числу подходов) переключателей. Первый переключатель - пятипозиционный с положениями:

«1ПН» - команды на перевод стрелок 1, 1/3, 3, 5, 5/7, 11 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Н» на первый путь, либо маршрут отправления с 1^го пути за светофор Н

«2ПН» - команды на перевод стрелок 1, 1/3, 3, 5, 5/7, 9 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Н» на второй путь, либо маршрут отправления со 2^го пути за светофор Н

«3ПН» - команды на перевод стрелок 1, 1/3, 3, 5, 5/7, 7/9, 11, 11/13, 13 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Н» на третий путь, либо маршрут отправления со 3^го пути за светофор Н

«4ПН» - команды на перевод стрелок 1, 1/3, 3, 5/7, 9 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Н» на четвертый путь, либо маршрут отправления с 4^го пути за светофор Н

«5ПН» - команды на перевод стрелок 1, 1/3, 5, 5/7, 7/9, 11, 13 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Н» на пятый путь, либо маршрут отправления со 5^го пути за светофор Н

Второй переключатель - пятипозиционный с положениями:

«1ПНД» - команда на перевод стрелок 1/3, 5/7, 11 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на первый путь по сигналу «НД» или маршрут отправления с первого пути за сигнал «НД»

«2ПНД» - команда на перевод стрелок 1/3, 5/7, 9 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на второй путь по сигналу «НД» или маршрут отправления со второго пути за сигнал «НД»

«3ПНД» - команда на перевод стрелок 1/3, 5/7, 11, 13 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на третий путь по сигналу «НД» или маршрут отправления с третьего пути за сигнал «НД»

«4ПНД» - команда на перевод стрелок 1/3, 5/7, 9 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на четвертый путь по сигналу «НД» или маршрут отправления с четвертого пути за сигнал «НД»

«5ПНД» - команда на перевод стрелок 1/3, 5/7, 11, 13 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на пятый путь по сигналу «НД» или маршрут отправления с пятого пути за сигнал «НД»

В рассматриваемом примере имеется недостаток, состоящий в том, что первый и второй переключатели одновременно не должны находиться в таких положениях, при которых возможна подача враждебных команд в устройство управления стрелкой. Так как такой случай не исключен, то между переключателями необходимо выполнить блокировку электрическим путем. Для устранения недостатка взамен двух переключателей можно установить один десятипозиционный с положениями «1ПН», «2ПН», «3ПН», «4ПН», «5ПН», «1ПНД», «2ПНД», «3ПНД», «4ПНД», «5ПНД».

Следующим вариантом источника команд могут служить двухпозиционные нефиксированные кнопки. Для нечетных горловин заданных станций (рис. 1) их требуется 10 шт. и они также могут быть обозначены «1ПН», «2ПН», «3ПН», «4ПН», «5ПН», «1ПНД», «2ПНД», «3ПНД», «4ПНД», «5ПНД».

Кроме этих команд, перечень команд управления для маршрутно-сигнального алфавита следующий:

«1ПЧ» - команды на перевод стрелок 2, 2/4, 6/8, 8, 12 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Ч» на первый путь, либо маршрут отправления с 1^го пути за светофор Ч

«2ПЧ» - команды на перевод стрелок 2, 2/4, 6/8, 8, 10 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Ч» на второй путь, либо маршрут отправления со 2^го пути за светофор Ч

«3ПЧ» - команды на перевод стрелок 2, 2/4, 4, 6/8, 8, 12, 14 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Ч» на третий путь, либо маршрут отправления со 3^го пути за светофор Ч

«4ПЧ» - команды на перевод стрелок 2, 2/4, 6/8, 8, 10 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Ч» на четвертый путь, либо маршрут отправления с 4^го пути за светофор Ч

«5ПЧ» - команды на перевод стрелок 2, 2/4, 4, 6, 6/8, 12, 14, 16 в такое положение, чтобы можно было осуществить либо маршрут приёма по сигналу «Ч» на пятый путь, либо маршрут отправления со 5^го пути за светофор Ч

«1ПЧД» - команда на перевод стрелок 2/4, 6/8, 12 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на первый путь по сигналу «ЧД» или маршрут отправления с первого пути за сигнал «ЧД»

«2ПЧД» - команда на перевод стрелок 2/4, 6/8, 10 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на второй путь по сигналу «ЧД» или маршрут отправления со второго пути за сигнал «ЧД»

«3ПЧД» - команда на перевод стрелок 2/4, 6/8, 12, 14 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на третий путь по сигналу «НД» или маршрут отправления с третьего пути за сигнал «ЧД»

«4ПЧД» - команда на перевод стрелок 2/4, 6/8, 10 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на четвертый путь по сигналу «ЧД» или маршрут отправления с четвертого пути за сигнал «ЧД»

«5ПЧД» - команда на перевод стрелок 2/4, 6/8, 12, 14, 16 в такое положение, чтобы можно было осуществить маршрут приёма на пятый путь по сигналу «ЧД» или маршрут отправления с пятого пути за сигнал «ЧД»

НПС - открыть светофор Н (для нечетного приема);

ЧПС - открыть светофор Ч (для четного приема);

ЧОС - открыть один из светофоров Ч1, Ч2, Ч3;

НОС - открыть один из светофоров Н1, Н2, Н3, Н4;

ЗНПС - закрыть светофор Н;

ЗЧПС - закрыть светофор Ч;

ЗЧОС - закрыть один из светофоров Ч1, Ч2, Ч3;

ЗНОС - закрыть один из светофоров Н1, Н2, Н3, Н4;

МУН - передать все стрелки нечетной горловины на местное управление;

МУЧ - передать все стрелки четной горловины на местное управление.

МУЦ - передать все стрелки центральной горловины на местное управление.

При управлении движением необходимо передавать ряд вспомогательных команд позволяющих поездному диспетчеру связываться с персоналом, работающим на станции. К этим командам относятся:

ВАН - кратковременно включить источник громкого звукового сигнала расположенного в нечетной горловине. Звук сигнала требует работника в горловине станции позвонить поездному диспетчеру.

ВАЧ - кратковременно включить источник громкого звукового сигнала расположенного в четной горловине.

ВАЦ - кратковременно включить источник громкого звукового сигнала расположенного в центре станции.

ВТ - используется при выходе из строя телефонного вызова технологической связи, требует от дежурного помощника начальника станции (ДСП) связаться с поездным диспетчером;

АМ - контролирует включенное состояние устройств в автоматической установки маршрутов;

СУ - контролирует, что станция работает в режиме сезонного управления;

Тел. ДСП - вызов ДСП к телефону;

Мех-к - вызов механика;

РО - разрешение отправления;

РС - радиосвязь;

Разъед. - включение разъединителей высоковольтных линий АБ

Кроме вышеперечисленных команд на станцию могут передаваться команды на управление другими объектами (устройства автоматической очистки стрелок др.).

При любом алфавите команды управления можно разделить на 2 категории.

К первой категории относятся команды, при помощи которых осуществляется управление стрелками и сигналами. Эта категория характеризуется тем, что в составе одного телемеханического сигнала передается несколько команд.

Ко второй категории относятся команды, при помощи которых осуществляется управление двухпозиционными объектами. Эти объекты можно разделить на два класса.

К одному классу относятся объекты, для управления которыми необходимо иметь возможность подавать одну из двух команд - «включить» или «отключить». К этому классу объектов относятся устройства управления разъединителями высоковольтных линий АБ и ПЭ, устройства автоматической установки маршрутов, устройства очистки стрелок, устройства перевода ЭЦ в режим сезонного управления и т.д. В качестве источника команд для устройства этого класса могут быть использованы кнопки, фиксируемые и не фиксируемые, а так же рукоятки.

К другому классу относятся объекты, для управления которыми необходимо иметь возможность подавать только одну команду - «включить». Команда «отключить» подается в устройство управления объектом либо автоматически, либо её подает работник, находящийся вблизи объекта. К этому классу объектов относятся звонки и ревуны вызова к телефону, устройства передачи стрелок на местное управление. В качестве источника команд этого класса объектов используются нефиксируемые двухпозиционные кнопки.

Независимо от класса, команды второй категории характеризуются тем, что в составе одного телемеханического сигнала будет передаваться только одна команда.

В разработке данного раздела учитаны следующие особенности:

1. При исправных П1 и ОП1 все промежуточные станции участка должны иметь три режима управления:

а) режим центрального управления - когда управление всеми объектами на станциях происходит от ДНЦ при помощи кодовых устройств;

б) режим сезонного управления - когда управление всеми объектами на станциях осуществляется от резервных источников команд дежурным по станции (ДСП), однако ДСП имеет возможность открыть выходной сигнал только при наличии разрешения ДНЦ, которое передаётся при помощи кодовых устройств (команда разрешение отправления ? РО). Закрытие выходного светофора может быть осуществлено ДНЦ бeз ведома ДСП путем передачи по кодовым устройствам команды «отмена разрешения отправления (ОРО)». Переход в режим сезонного управления осуществляется при помощи кодовых устройств путем передачи от ДНЦ команды «включить устройства сезонного управления» (СУ). Переход от режима сезонного управления к режиму центрального управления осуществляется также при помощи кодовых устройств путем передачи от ДНЦ команды «выключить устройства сезонного управления» (ОСУ). Режим применяется в определенные месяцы года и определенные часы суток (например, в период массивной вывозки сельхозпродукции);

в) режим резервного управления - когда управление всеми объектами на станции осуществляется от резервных источников команд ДСП. Этот режим применяется при повреждении кодовых устройств. Перевод в режим резервного управления осуществляется при помощи нормально опломбированного ключа резервного управления.

2. Участковые станции находятся в режиме автономного управления. Режим автономного управления идентичен режиму сезонного управления, но устройства переключения отсутствуют, т.е. команды СУ и ОСУ не передаются. Для режима автономного управления с помощью кодовых устройств передаются только команда ГО и ОРО.

3. Производство маневровой работы на промежуточных станциях может быть предусмотрено одним из следующих двух способов;

а) включением маневровых маршрутов в централизацию. При этом способе необходимо предусматривать источник команд для управления маневровыми маршрутами;

б) путем передачи стрелок на местное управление. Здесь также необходимо предусматривать источник команд по числу групп местного управления.

При разработке данного раздела учитан указанный в задании алфавит ЭЦ, который определяет конструкцию аппарата управления. Выбран тип органов управления (источников команд) и дана им краткая характеристика.

1.2 Команды контроля

Источниками команд контроля является реле устройств станционной автоматики.

При разработке команд контроля учитаны следующие особенности:

1. Контроль стрелочных и бесстрелочных секций выполняется групповым. Так для станции (рис. 2) при условии выполнения маневровых передвижении путем передачи стрелок на местное управление можно указать три группы. В первую группу войдут участки НАП, 1СП, 3СП, 3-5СП, 5СП, 7/9СП, 11 СП, 11/13СП, 13СП, во вторую группу участки - НДП, 1СП, 7CП, 9СП, а в третью группу все стрелочные и бесстрелочны е участки четной горловины. При групповом контроле источником команды будут служить последовательно включенные фронтовые контакты путевых реле стрелочных и бесстрелочных участков.

2. Контроль разрешающих показаний светофоров выполняется также групповым, т.е. предусматривается один источник команды для светофоров группы несовместимых маршрутов. Так, для выходных светофоров четного направления Ч1Ч2,Ч4,Ч5 предусматривается один источник команды - реле ЧОРУ (четного отправления разрешающее указательное реле),а для выходных светофоров нечетного направления Н1,Н2,Н3,Н5 предусматривается один источник команды - реле НОРУ (четного отправления разрешающее указательное реле)

3. Может быть предусмотрен маршрутный способ контроля положения стрелок. В этом случае на линейной станции через контакты реле контроля положения стрелок (ПК, МК) включается контрольно-маршрутные реле, контакты которых являются источником команд о положении стрелок в горловине станции.

4. Для обеспечения работы автоматов определяющих направления движения поездов, должны передаваться команды о замыкании групп маршрутов.

5. Предусматривается замена нескольких команд одной. Так, вместо посылки поочередно трех команд на установку маршрутов соответственно приема, передачи и отправления предусматривается передача только одной команды сквозного прохода.

6. Для информации поездного диспетчера о запасание команд на установку маршрутов контролируются состояния управляющих реле.

С учетом указанных замечаний перечень основных команд контроля для станциЙ рис.2 представлен ниже:

К1П, К2П, К3П, К4П, К5П - контроль состояния (свободен или занят) пути 1П 2П, 3П, 4П, 5П;

КСПЧ - контроль состояния стрелочных секций четной горловины;

КСП1-13 - контроль состояния секций НАП, 1СП, 3СП, 3-5СП, 5СП, 7/9СП, 11 СП, 11/13СП, 13СП;

КСП1-9 - контроль состояния секций НДП, 1СП, 7CП, 9СП;

КПУЧ1, КПУЧ2 - контроль состояния (приближения или удаления) перегонных участков прилегающих к четной горловине;

К1НП, К2НП - контроль состояния перегонных участков приближения к светофору Н;

К1ЧО, К2ЧО - контроль состояния перегонных участков удаления прилегающих к светофору НД;

КЗПН, КЗПЧ - контроль занятия в нечетном или четном направлении перегона прилегающему к светофору Ч;

КНН, КНЧ - контроль настройки устройств автоблокировки перегона, прилегающего к четной горловине станции, на нечетное или четное направление движения;

КЗМЧП - контроль замыкания маршрутов четного приема;

КЗМНО - контроль замыкания маршрутов нечетного отправления;

КЗМНП - контроль замыкания маршрутов нечетного приема;

КЗМЧО - контроль замыкания маршрутов четного отправления;

МНП1, МНП2, МНП3, МНП5 - контроль возбужденного состояния управляющих реле перевода стрелок для установки маршрутов нечетного приема соответственно на 1, 2, 3, 5 пути;

КМНП1, КМНП2, КМНП3, КМНП5 - контроль положения стрелок для маршрутов нечетного приема соответственно на 1, 2, 3, 5 пути;

МЧО1, МЧО2, МЧО3, МЧО4, МЧО5 - контроль возбужденного состояния управляющих реле перевода стрелок для установки маршрутов четного отправления соответственно с 1, 2, 3, 4, 5 пути;

КМЧО1, КМЧО2, КМЧО3, КМЧО4, КМЧО5 - контроль положения стрелок для маршрутов четного отправления соответственно с 1, 2, 3, 4, 5 пути;

МЧ1, МЧ2, МЧ3, МЧ4, МЧ5 - контроль возбужденного состояния управляющих реле перевода стрелок для установки маршрутов четного приема или нечетного отправления соответственно на или с 1, 2, 3, 4, 5 пути;

КМЧ1, КМЧ2, КМЧ3, КМЧ4, КМЧ5 - контроль положения стрелок для маршрутов четного приема или нечетного отправления соответственно на или с 1, 2, 3, 4, 5 пути;

КСНП - контроль открытого состояния нечетного входного светофора;

КСЧП - контроль открытого состояния четного входного светофора;

КСНО - контроль открытого состояния нечетного выходного светофора;

КСЧО - контроль открытого состояния четного выходного светофора;

КМУН - стрелки нечетной горловины переданы на местное управление;

КМУЧ - стрелки четной горловины переданы на местное управление;

КА - контроль состояния устройств станционной автоматики (взрез стрелок, перегорание светофорной лампы, отсутствие основного электроснабжения, отсутствие резервного электроснабжения и т.д.).

При реальном проектировании указанный список может быть продолжен. Так, если для станции предусматривается режим сезонного управления, то предусматриваются и соответствующие команды контроля.

Команды

1 категории:

“+1стр” - перевести стрелку 1 в положение “+”

“-1стр” - перевести стрелку 1 в положение “-”

“+3стр” - перевести стрелку 3 в положение “+”

“-3стр” - перевести стрелку 3 в положение “-”

“+1/3стр” - перевести стрелку 1/3 в положение “+”

“-1/3стр” - перевести стрелку 1/3 в положение “-”

“+5стр” - перевести стрелку 5 в положение “+”

“-5стр” - перевести стрелку 5 в положение “-”

“+7стр” - перевести стрелку 7 в положение “+”

“-7стр” - перевести стрелку 7 в положение “-”

“+5/7стр” - перевести стрелку 5/7 в положение “+”

“-5/7стр” - перевести стрелку 5/7 в положение “-”

“+9стр” - перевести стрелку 9 в положение “+”

“-9стр” - перевести стрелку 9 в положение “-”

“+7/9стр” - перевести стрелку 7/9 в положение “+”

“-7/9стр” - перевести стрелку 7/9 в положение “-”

“+11стр” - перевести стрелку 11 в положение “+”

“-11стр” - перевести стрелку 11 в положение “-”

“+9/11стр” - перевести стрелку 9/11 в положение “+”

“-9/11стр” - перевести стрелку 9/11 в положение “-”

“+13стр” - перевести стрелку 13 в положение “+”

“-13стр” - перевести стрелку 13 в положение “-”

“+11/13стр” - перевести стрелку 11/13 в положение “+”

“-11/13стр” - перевести стрелку 11/13 в положение “-”

“+2стр” - перевести стрелку 2 в положение “+”

“-2стр” - перевести стрелку 2 в положение “-”

“+4стр” - перевести стрелку 4 в положение “+”

“-4стр” - перевести стрелку 4 в положение “-”

“+6стр” - перевести стрелку 6 в положение “+”

“-6стр” - перевести стрелку 6 в положение “-”

“+8стр” - перевести стрелку 8 в положение “+”

“-8стр” - перевести стрелку 8 в положение “-”

“+2/4стр” - перевести стрелку 2/4 в положение “+”

“-2/4стр” - перевести стрелку 2/4 в положение “-”

“+6/8стр” - перевести стрелку 6/8 в положение “+”

“-6/8стр” - перевести стрелку 6/8 в положение “-”

“+10стр” - перевести стрелку 10 в положение “+”

“-10стр” - перевести стрелку 10 в положение “-”

“+12стр” - перевести стрелку 12 в положение “+”

“-12стр” - перевести стрелку 12 в положение “-”

“+8/10стр” - перевести стрелку 8/10 в положение “+”

“-8/10стр” - перевести стрелку 8/10 в положение “-”

“+14стр” - перевести стрелку 14 в положение “+”

“-14стр” - перевести стрелку 14 в положение “-”

“+16стр” - перевести стрелку 16 в положение “+”

“-16стр” - перевести стрелку 16 в положение “-”

“НДП” - открыть входной дополнительный светофор “НД”

“НП” - открыть входной светофор “Н”

“ЧДП” - открыть входной дополнительный светофор “ЧД”

“ЧП” - открыть входной светофор “Ч”

“ЧО1 ” - открыть выходной светофор “Ч1”

“ЧО2” - открыть выходной светофор “ЧО2”

“ЧО4” - открыть выходной светофор “ЧО4”

“ЧО6” - открыть выходной светофор “ЧО6”

“НО1” - открыть выходной светофор “НО1”

“НО3” - открыть выходной светофор “НО3”

“НО5” - открыть выходной светофор “НО5”

“НО2” - открыть выходной светофор “НО2”

“НО4” - открыть выходной светофор “НО4”

“НО6” - открыть выходной светофор “НО6”

2 категории:

“МУ1” - перевод стрелки 1 на местное управление

“МУ3” - перевод стрелки 3 на местное управление

“МУ1/3” - перевод стрелки 1/3 на местное управление

“МУ5” - перевод стрелки 5 на местное управление

“МУ5/7” - перевод стрелки 5/7 на местное управление

“МУ7” - перевод стрелки 7 на местное управление

“МУ9” - перевод стрелки 9 на местное управление

“МУ11” - перевод стрелки 11 на местное управление

“МУ9/11” - перевод стрелки 9/11 на местное управление

“МУ13” - перевод стрелки 13 на местное управление

“МУ11/13” - перевод стрелки 11/13 на местное управление

“МУ2” - перевод стрелки 2 на местное управление

“МУ2/4” - перевод стрелки 2/4 на местное управление

“МУ4” - перевод стрелки 4 на местное управление

“МУ6” - перевод стрелки 6 на местное управление

“МУ8” - перевод стрелки 8 на местное управление

“МУ6/8” - перевод стрелки 6/8 на местное управление

“МУ8/10” - перевод стрелки 8/10 на местное управление

“МУ10” - перевод стрелки 10 на местное управление

“МУ12” - перевод стрелки 12 на местное управление

“МУ14” - перевод стрелки 14 на местное управление

“МУ16” - перевод стрелки 16 на местное управление

“ВАН” - вызов акустики в нечетной горловине

“ВАЧ” - вызов акустики в четной горловине

“АМ” - контроль включенного состояния устройств в автоматической установке маршрутов

“ОАМ” - отмена контроля включенного состояния устройств в автоматической установке маршрутов

“РО” - разрешение отправления

“РОА” - отмена разрешения отправления

“ВАЦ” - кратковременное включение источника громкого звукового сигнала расположенного в центре станции

“Разъед.” - включение разъединителей высоковольтных линий АБ

“Отмена” - задание отмена

“Приказ” - задание приказа

“СУ” - перевести станцию в режим сезонного управления

“РС” - радиосвязь

“Тел. ДСП” - вызов ДСП по телефону

“Механик” - вызов механика

“Без сигнала” - управление без использования сигналов светофоров

“Подсветка” - подсветка табло

2. Разработка аппарата управления

В настоящее время в качестве аппарата ДНЦ применяют выносные табло и пульт-манипулятор. На пульт-манипуляторе должны быть установлены источники команд управления всех объектов, расположенных на диспетчерском участке. Так как источников команд очень много, то пульт-манипулятор может оказаться громоздким и неудобным в работе. Поэтому, при разработке конструкции манипулятора целесообразно применить принцип группового выбора. Этот принцип позволяет один источник команды использовать для управления несколькими объектами, но при этом необходима установка органов группового выбора. Внешний вид части манипулятора для алфавита Р показан на рис.3.

Органами группового выбора являются кнопки выбора станции, которые расположены двумя горизонтальными рядами в нижней части панели. В средней части и по краям панели расположены источники команд. Для управления объектами, расположенными на станции «3» ДНЦ нажимает станционную кнопку, расположенную под надписью «Станция3». После этого все кнопки, расположенные по краям панели и в средней части будут выполнять функции источников команд объектов, расположенных на станции «3».

В рассмотренном примере в качестве источников команд использованы малогабаритные двухпозиционные кнопки без фиксации. На типовой панели эти кнопки группируются в 8 вертикальных рядов по 7 кнопок в одном ряду. Максимально возможное число источников команд 78 = 56. Этого вполне достаточно практически для любой линейной станции.

На рис. 3 показаны:

а) осями разметки (+) - резервные места для установки источников команд в случаях дальнейшего путевого развития станций участка;

б) сплошными линиям - установленные источники команд, используемые для управления объектами станции (рис. 2);

в) пунктирными линиями - установленные источники команд, не используемые для управления объектами станции (рис. 2) но необходимые для управления объектами других станций участка. Например, пунктиром показаны кнопки АМ и ОАМ - кнопки соответственно включения и выключения устройств автоматической установки маршрутов (АУМ), но эти команды предусматриваются только для постов примыкания, а для станции (рис. 2) не предусмотрены, так как устройства АУМ на ней не установлены.

Для удобства в ориентировании кнопки пульта-манипулятора могут иметь различную расцветку головки. Так все кнопки местного управления имеют синюю (с) головку, маршрутные кнопки маршрутов главного пути - желтую (ж), кнопка приведения схемы в исходное состояние (если первое действие было ошибочным) красную (к).

При раздельном алфавите, (рис. 3) поле стрелочных рукояток разделено на 3 части;

НГ - источники команд стрелок нечетной горловины;

ЧГ - источники команд стрелок четной горловины;

ЦГ - источники команд стрелок центральной горловины.

В качестве стрелочных рукояток предполагается использование трехпозиционных рукояток без фиксации крайних положений.

Источники команд для управления светофорами установлены под стрелочными рукоятками и обозначены по направлениям движения и характеру поездных маршрутов (ЧО- четное направление; НП- нечетный прием; и.т д



3. Определение структуры и расчет базы телемеханических сигналов

Базой (длиной) сигнала называется количество импульсов в сигнале. Поскольку каждый импульс в сигнале имеет одно из двух значений - ноль или единица, то базой сигнала можно назвать количество цифр двоичного числа, передаваемого по каналу связи. База сигнала системы определяется исходя из следующих требований:

потребной ёмкости;

требуемого быстродействия;

простоты технической реализации системы;

составом служебных сигналов;

требуемой достоверности передачи и приёма сигналов.

Для удовлетворения вышеперечисленных требований база сигнала делится на несколько частей:

а) служебная часть - необходима для решения некоторых проблем (технических) функционирования системы. Например, в системе АСДЦ служебная часть каждой байтовой группы состоит из двух импульсов - первого и последнего. Первый импульс осуществляет запуск генератора тактовых импульсов в пункте приёма, а второй - остановку (импульсы «старт» и «стоп»). Таким образом, в системе АСДЦ при помощи служебных частей решается проблема стартстопной синхронизации движения распределителей. Другим примером являются системы «Нева» и «Луч», в которых канал ТУ используется не только для передачи команд ТУ, но и для передачи команд цикловой синхронизации, причем на линейном пункте (ЛП) узел выделения сигнала цикловой синхронизации постоянно подключён к каналу ТУ. Поэтому, перед посылкой в канал ТУ команд телеуправления на ЛП необходимо отключать узел выделения сигнала цикловой синхронизации. В системах «Нева» и «Луч» для этого предусмотрена служебная часть сигнала ТУ, состоящая из одного импульса, который передаётся первым в составе сигнала ТУ и иногда имеет условный номер «ноль» (нулевой импульс в системе «Нева» передаётся частотой f₂, и имеет утроенную длительность). В литературе иногда эта часть называется определяющей. Следует отметить, что служебные части имеются в составе сигналов ТУ и ТС всех кодовых систем железнодорожного транспорта;

б) информационная часть - фактически представляет собой команды для конкретных объектов и, в свою очередь, делится на следующие более мелкие части; а именно:

- избирательная часть адреса станции;

- избирательная часть адреса группы;

- оперативная часть.

Введение избирательных частей обосновано применением принципа группового выбора, который позволяет резко сократить время телепередачи за счет применения в избирательных частях кодового метода селекции.

Заметим, что в системах с циклическим контролем в составе сигнала ТС одна или обе избирательных частей могут отсутствовать.

Для рассмотрения возможных структур сигнала ТУ введем следующие обозначения;

n_СЛ - длина служебной части;

n_С - длина избирательной части адреса станции;

n_Г - длина избирательной части адреса группы;

n₀ - длина оперативной части;

С - структура базы сигнала.

Запись С n_СЛ + n_С + n_Г+ n₀ означает, что в линию связи поочередно передаются импульсы служебной части, избирательного адреса станции, избирательного адреса группы и оперативной частей. Необходимо отметить, что в реальных системах может иметь место разделение любой составляющей структуры.

С учетом принятых обозначений можно указать 6 различных структур сигнала ТУ;

C₁>n_СЛ+ n_С+ n_Г+ n_О

C₂> n_СЛ+ n_С+ n_О+ n_Г

C₃> n_СЛ+ n_Г+ n_С+ n_О

C₄> n_СЛ+ n_Г+ n_О+ n_С

C₅> n_СЛ+ n_О+ n_Г+ n_С

C₆> n_СЛ+ n_О+ n_С+ n_Г

При первоначальном выборе структуры необходимо учесть, что аппаратура ЛП должна принимать любой сигнал ТУ до тех пор, пока не принят последний импульс избирательной части адреса станции. При приёме последнего импульса избирательной части адреса станции на всех ЛП определяется; относится ли принимаемый сигнал к объекту, расположенному на данной станции? Если «да», то аппаратура ЛП продолжит приём сигнала, а если «нет», то аппаратура ЛП может быть выключена. Анализируя структуры, нетрудно видеть, что более раннее выключение аппаратуры обеспечиваются в системах, использующих структуры «С₁» и «С₂». Более раннее выключение в системах, выполненных на контактной аппаратуре, резко снижает её износ. В системах, выполненных на бесконтактной аппаратуре более раннее выключение позволяет перевести её из динамического режима в статический - последнее резко снижает возможность ложной работы системы при воздействиях помех.

Заданием не предусматривается разработка служебных функциональных узлов и поэтому, вне зависимости от заданий, следует принять

n_СЛ = 1

Определение составляющих базы сигнала (n_С, n_Г, n_О) осуществляется на основании указанных в задании алфавита централизации, количества станций на участке и вида кода адреса станции.

Расчет:

N_ст=13 n_г=3 n_сл=1

n_c=4+k_защ=4+3=7

с= n_сл+ n_c+ n_г+n_o=1+7+3+22=33бит

3.1 Виды двоичных кодов

Код с суммированием (Код Бергера) образуется из двоичного кода на все сочетания путем дописывания к каждой кодовой комбинации контрольных символов, представляющих собой двоичное число, десятичный эквивалент которого равен числу нулей в образующей кодовой комбинации. Длина образующей кодовой комбинации называется информационной (n_И), а длина дописываемой части- защитной (n_З). Длина кода Бергера

n=n_И+n_З (9)

Матричная запись кода Бергера при n_И=3 имеет следующий вид:

В коде Бергера:

n_И=] log₂N [ (10)

n_З=] log₂(n_И+1) [ (11)

Код Бергера обнаруживает любые однонаправленные ошибки.

3.2 Определение n_C

Величина n_C определяется по приведенным в предыдущем разделе формулам. Исходными данными для определения n_C являются, указанные в задании:

количество станций на участке (N_C);

вид кода адреса станции;

значений Р₀₁ и Р₁₀.

Дано N_C = 20; код адреса станции - код Бергера; Р₀₁ = 10^-4; Р₁₀ =10-³. Используя выражение для определения длины кода N_C=2^n\2, имеем

n_C=2lnN_C\ln2=2ln20\ln2=7.64

В заданном примере вероятность трансформации «1» в «0» равно вероятности трансформации «0» в «1», т.е. и единицы и нули одинаково подвергаются искажениям. Тогда значение n_C=7.64 не удовлетворяет заданному условию Р₀₁ = Р₁₀.

Получается, что для данного задания n_C=8 вполне удовлетворяет для выбора 20 станций с резервом для выбора ещё одной станции, тем более на достоверность передачи и приёма сообщений вес кода при Р₁₀ = Р₀₁ не влияет.

Примечание: так как количество импульсов всегда целое число, то значение « n_c « округляется до ближайшего большего целого чётного числа.

Код для n_C=8 можно записать в виде таблицы кодов адресов станций. Таблицу можно составлять, если записать в двоичной системе счисления натуральный ряд чисел до 2^n\2= 2⁴=16. Из определенных n_С = 8 первые шесть разряда есть натуральный ряд двоичных чисел. Построение кода показано в таблице 1.

В данном пункте работы найдено значение «n_c»и составлена таблица кодов адресов станций.

3.3 Определение n_Г и n_o

Величины n_Г и n_Oопределяются в основном также, как и величина n_C, и исходные данные для их определения являются:

количество команд, вырабатываемых источниками, устанавливаемыми на аппарате управления (N_АУ). Значение N_АУ определяется, исходя из внешнего вида аппарата управления (см. рис.3);

вид кода адреса группы;

вид кода оперативной части;

алфавит релейной централизации;

значения Р₀₁ и Р₁₀

Обозначим:

N_Г- ёмкость избирательной части адреса группы;

N_O- ёмкость оперативной части сигнала.

Тогда

N_Г=f₁(n_Г); N_O=f₂(n₀)

Так как команды должны подаваться от любого источника, ёмкость двух рассматриваемых частей кода (избирательной) должна быть равной или больше количеству команд, которые вырабатываются источниками команд, установленными на аппарате управления

N_АУ< N_Г N_C

Так как в это выражение входят два неизвестных, то основная трудность в определении n_Г и n₀ состоит в разделения станционных объектов управления на группы, т.е. в определении N_Г и N₀. Станционные объекты управления определены видом алфавита релейной централизации и поэтому вид алфавита входит в исходные данные.

Прежде чем определим структуры оперативной и избирательной частей адреса группы сигнала, необходимо учесть, что каждой категории команд ТУ будет соответствовать категория сигналов ТУ.

Уточнение структуры и базы сигнала при алфавите М.

При рассматриваемом алфавите общие соображения относительно источников команд и, как следствие, телемеханических сигналов первой и второй категорий не меняется. Непринципиальное отличие сигналов первой категории состоит в том, что в оперативной части будут передаваться команды на управление группой стрелок (например, установить стрелки в положение, при котором возможна установка маршрута на 1-й путь или с 1-го пути) и команда на управление светофорами (например, открыть чётный или нечётный или закрыть открытый светофор). Поэтому N₀₂N₀₁. Кроме того, в связи с тем, что стрелки в каждом маршруте ограждается сигналами чётного или нечётного направлений и, в соответствии с ПТЭ осуществляется зависимость между стрелками и сигналами, команды на управление сигналами могут не содержать информации по выбору конкретного светофора, но должны осуществлять выбор направления. Поэтому на аппарате управления (рис. 4) установлены только кнопки НС, ЧС, БС. Из этого следует очень важный вывод о том, что источники команд БС, НС, ЧС (рис. 4) могут не иметь адресной части.

С учетом вышеизложенного здесь также можно предложить два варианта.

Вариант 1 - предполагает использование одной структуры сигнала при передаче команд, как первой, так и второй категорий. Тогда структура сигнала

C₂ n_СЛ+n_C + n_Г+ n₀₁+ n_02, (23)

где n₀₁ - длина оперативной части сигнала для команд второй категории или команд на управление группой стрелок;

n₀₂- дополнительная составляющая оперативной части, используемая для передачи команд на управление светофорами.

Величина n₀₂ не будет зависеть от способов группировки органов управления, так как содержащаяся в ней информация адресной части не имеет. Значение n₀₂ определяется из N₀₂ по принятому виду кода. Величина N₀₂ определяется из следующих соображений. На основании рис. 4 количество команд для управления светофорами - 3 (НС, ЧС, БС). Указанные команды должны посылаться только в составе телемеханических сигналов первой категории. В составы телемеханических сигналов второй категории дополнительная составляющая оперативной части может быть послана либо холостой командой (ХК) и тогда N₀₂=4 (НС, ЧС, БС, ХК), либо командой БС и тогда N₀₂=3 (НС, ЧС, БС). Целесообразность использования БС при отсутствии ХК обосновывается тем, что в случае трансформации адреса группы команд второй категории в адрес группы команд первой категории на линейных станциях будет выполняться перевод стрелок, но замыкания маршрутов и открытие светофоров происходить не будет. Практически вышеописанные соображения применены в системе «Луч», где холостые команды названы признаками приказа.

Определение величины n₀₁ зависит от способов группировки органов управления. Здесь можно применить одно из следующих решений.

Решение 1а - в группу включаются все кнопки одного вертикального ряда (за исключением НС, ЧС, БС - рис. 4). Тогда

N_Г=8, N₀₁=7.

Решение 1б - в группу включаются кнопки двух вертикальных рядов. Тогда:

при группировке 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 вертикальных рядов N_Г= 4, N₀₁ = 14;

при группировке 1-3, 2-4, 5-7, 6-8 вертикальных рядов N_Г=4, N₀₁ =12.

Решение 1в - в группу включаются кнопки четырех вертикальных рядов. Тогда;

при группировке 1-2-3-4, 5-6-7-8 вертикальных рядов N_Г =2, N₀₁ = 24;

при группировке 1-2-7-8, 3-4-5-6 вертикальных рядов N_Г =2, N₀₁ = 28

Количество решений рассмотренного варианта не ограничено вышеперечисленными и студент вправе, принять любое другое.

Вариант 2 - предполагает использование различных структур сигналов для передачи команд 1-й и 2-й категорий. Изображены на рис. 7. Порядок определения базы сигнала следующий:

а) определяется значение n₀₂ из условия N₀₂=3 (команды
НС, ЧС, БС - рис. 4);

б) по значению N₀₁ определяется n₀₁

в) по значению n₀ = n₀₁ + n₀₂ определяется величина N_02K

г) определяется число групп сигналов второй категории

N_Г2K=26/N_02K,

где 26- количество источников команд второй категории;

д) по значению N_Г=N_Г1K+N_Г2K определяется величина n_Г

е) по формулам (20), (21) определяется база сигналов.
Исходными данными для расчёта являются, значения N_Г1K и N₀₁ и здесь может быть предложено несколько решений.

Решение 2а - в группу включаются кнопки одного вертикального ряда. Тогда N_Г1K=4 N₀₁⁼ 5 (см. рис. 4).

Решение 2б - в группу включаются кнопки двух вертикальных рядов, тогда N_Г1K=2 N₀₁⁼ 10 (см. рис. 4).

Решение 2в - в группу включаются кнопки четырех вертикальных радов, тогда N_Г1K=1 N₀₁⁼ 20 (см. рис. 4)

В данном варианте не рассматриваются включение в одну группу источников команд различных категории, как не имеющие смысла. Следует также отметить, что принцип варианта 2 применен в системах ЧДЦ, ЧДЦ-66, «Нева».

4. Расчет помехоустойчивости передачи и приема многотактных сигналов

Сложными кодовыми комбинациями, будем называть такие, которые состоят из нескольких простых. Таким образом, каждую из рассмотренных в разделе 3, структур после определения n_Г, n_C, n₀ следует рассматривать как сложную кодовую комбинацию, а ее составляющие n_Г, n_C, n₀ - простыми кодовыми комбинациями.

4.1 Расчет помехоустойчивости передачи и приема простых кодовых комбинаций

Расчет помехоустойчивости простых кодовых комбинаций проводится, исходя из следующих положений.

I. При приёме одного элементарного сигнала (импульса) линейный приёмник (демодулятор) может выделить либо значение логического нуля (цифры «0»), либо значение логической единицы (цифры «1»). Поскольку этот импульс передавался одним логическим значением, то два возможных события его приёма составляют полную группу событий. Это позволяет на основании теоремы о полной группе событий написать

Р₁₁+Р₁₀=1 и Р₀₁+Р₀₀=1

где: Р₁₁- вероятность достоверного приёма элементарного сигнала логическим значением единица;

Р₀₀ - вероятность достоверности приёма элементарного сигнала логическим значением ноль;

Р₁₀-вероятность трансформации под воздействием помех элементарного сигнала логическим значением единица в элементарный сигнал с логическим значением ноль;

Р₀₁-вероятность трансформации под воздействием помех элементарного сигнала с логическим значением ноль в элементарный сигнал с логическим значением единица.

Таким образом, на основании этой формулы и имеющихся в задании значений Р₁₀ и Р₀₁ можно определить остальные характеристики элементарного сигнала.

2. Поскольку сигналы многотактные и приём каждого такта (импульса) не зависит от результата приёма предыдущего импульса, помехоустойчивость передачи и приема многотактного сигнала рассчитывается на основании теорем об умножении и сложении вероятности для независимых событий

? Р(А₁)= Р(?А₁),

?Р(А₁)= Р(?А₁),

где Р(А₁) вероятность i-ого события.

На основании этих формул:

а) вероятность достоверного (правильного) приёма простой кодовой комбинации (Р_пр) равна произведению вероятностей достоверного приёма ее отдельных символов;

б) вероятность перехода одной кодовой комбинации равна произведению вероятностей перехода каждого символа первой комбинации в соответствующий символ второй комбинации;

в) вероятность необнаружения ошибки (Р_нош) равна сумме вероятностей переходов разрешенной кодовой комбинации в остальные разрешенные кодовые комбинации;

г) вероятность обнаружения ошибки (Р_оош) равна сумме вероятностей переходов разрешенной кодовой комбинации в неразрешенные кодовые комбинации;

д) на основании теоремы о полной группе событий

Р_пр+Р_нош+Р_оош=1

4.2 Расчет помехоустойчивости передачи и приема сложных кодовых комбинаций

P_пр1+ P_нош1+P_оош1=0.9798+0.00000039+0.001185=0.9809

б) вероятность необнаружения ошибки (Р_нош) равна сумме вероятностей переходов разрешенной кодовой комбинации в остальные разрешенные кодовые комбинации;