Главная База знаний "Allbest" Транспорт Совершенствование системы управления движением железнодорожных составов

Совершенствование системы управления движением железнодорожных составов

Разработка комплекса мероприятий, направленных на оснащение железнодорожной станции современной системой микропроцессорной централизации. Совершенствование работы дежурного по станции. Расчет экономической эффективности автоматизированного рабочего места.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.05.2015
Размер файла 3,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Наиболее простым способом с этой проблемой на станции может справиться централизация компьютерного типа, которая, кроме обозначенных функций, может, так же как и централизации релейного типа, управлять стрелками и сигналами. При этом в сравнении с централизацией релейного типа, она более надежна, функциональна, информативна, проста в эксплуатации и рентабельнее.

Этими и многими другими преимуществами обладает централизация компьютерного типа "Ebilock-950", адаптированная к техническим и технологическим требованиям СНГовских железных дорог совместным российско-шведским предприятием "Бомбардье Транспортейшн", созданным по инициативе МПС России. В адаптации централизации принимали участие ПГУПС, ГТСС, ВНИИУП.

3.2 Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов системы "Ebilock-950"

По результатам анализа технических решений зарубежных компаний, оценки затрат на адаптацию и приобретение оборудования, условий сотрудничества и сроков достижения практических результатов электрическая централизация стрелок и сигналов компьютерного типа с центральным процессором "Ebilock-950" (МПЦ "Ebilock-950"), разработанная фирмой "Бомбардье Транспортейшн" (Сигнал), является наиболее подходящей к использованию системой микропроцессорной централизации для управления стрелками, сигналами и другими объектами на станции.

"Ebilock-950" ("Бомбардье Транспортейшн ("Сигнал")") предназначена для автоматизации задания маршрутов, управления и контроля объектами на станции. Данная система обладает рядом преимуществ по сравнению с централизацией релейного типа. Она более надежна, функциональна, информативна, проста в эксплуатации и более рентабельна [9]

Система "Еbilock 950" пригодна для применения на железных дорогах России, стран СНГ и Балтии, так как все эксплуатируемые на них средства СЦБ соответствуют утвержденным (еще МПС СССР) техническим требованиям или отличаются от них лишь незначительно.

Сертификацию системы МПЦ "Ebilock-950" на безопасность выполнил Петербургский Государственный Университет путей сообщения. На подтверждение безопасной работы микропроцессорной централизации потребовалось продолжительное время. Более года МПЦ находилась на станции Калашникова (РФ) в опытной эксплуатации, где проверялись ее функциональные возможности, запас прочности и выполнение требований по обеспечению безопасности движения поездов. Одновременно ПГУПС проводил сертификацию системы на соответствие требованиям обеспечения безопасности движения.

Электрическая централизация стрелок и сигналов компьютерного типа "Ebilock-950" предусматривает использование напольного оборудования электрической централизации (электроприводы, светофоры, устройства ограждения переездов, контроля состояния подвижного состава, кабелей, шкафов для размещения процессорного оборудования и объектных контролеров), программного обеспечения для автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП) российского производства. Аппаратные средства МПЦ "Ebilock-950" (центральный процессор, объектные контроллеры, концентраторы информации, персональные компьютеры для автоматизированных рабочих мест дежурного по станции и электромеханика, модемы, аппаратура для оптоволоконных линий) применяются импортного производства.

3.3 Преимущества микропроцессорной централизации по сравнению с релейной

Переход от релейной централизации к микропроцессорной не является данью моде. Это - объективная необходимость обновления всего технологического процесса управления перевозками и работой структурных подразделений железнодорожного транспорта на основе применения информационных технологий. Здесь сразу проявляются преимущества МПЦ, которая служит удобным связующим звеном между источниками получения первичной информации (подвижной состав, объекты СЦБ и др.) и системами управления перевозочным процессом более высокого уровня, позволяя обойтись без дополнительных надстроек, которые были бы нужны при использовании электрической централизации на базе реле.

Эти системы способны к самодиагностике, стыкуются с любыми аппаратно-программными комплексами, для них подходят существующие помещения. При децентрализованном размещении такой аппаратуры экономятся немалые средства за счет использования волоконно-оптического кабеля (одновременно решаются вопросы помехозащищенности от источников перенапряжения). Снимаются проблемы бесконтактного управления стрелками и сигналами.

В централизации релейного типа всегда присутствует опасность неприятных последствий, связанных с возможностью перепутывания проводов или контактов блоков и реле при проведении работ с отключением монтажа. Результаты для безопасности движения поездов в таких ситуациях могут быть самыми плачевными. Существует и опасность сознательной подпитки отдельных приборов, установки перемычек на контактах реле и блоков, дачи ложного контроля положения объектов СЦБ. Как правило, это делается в ситуациях, связанных с возможными задержками поездов или по причине халатности, когда отыскание истинной причины отказа откладывается "на потом", а путем установки перемычек производится временная "настройка" системы с нарушением алгоритмов проверки безопасности движения.

В централизации компьютерного типа описанные действия обслуживающего персонала практически невозможны, т.к. количество релейных элементов в ней в десятки раз меньше и, кроме того, осуществляется логический контроль их работы. Действия дежурного по станции и обслуживающего персонала протоколируются и хранятся в памяти в течение заданного периода времени.

В централизации релейного типа имеется значительное количество элементов, отказ которых приводит к выходу из строя практически всей системы. Попытки осуществить дублирование или резервирование таких элементов существенных положительных результатов не дали. Из-за периодически возникающих перенапряжений нередко происходят пожары в релейных помещениях. Повреждения кабельных магистралей, в том числе и по причинам попадания в них токов тяговой электросети, приводят к длительным срокам восстановления действия централизации.

Централизация компьютерного типа в этом отношении обладает более высокими показателями надежности. Главным образом - за счет использования возможностей электронных технологий и устройства 100% горячего резерва практически всех составных элементов. Кабельное соединение центрального процессора и объектных контроллеров может быть выполнено по кольцевой схеме. При такой схеме соединения обрыв кабеля в одном месте не приводит к отказу централизации.

Кроме того, для устройства кольцевой схемы соединения может быть использован волоконно-оптический кабель, применение которого исключит все электромагнитные влияния от контактной сети и линий электропередач. Использование волоконно-оптического кабеля без металлических элементов обезопасит централизацию от возгорания кабельной магистрали в случае соединения ее с тяговой электросетью. Наличие мощной системы самодиагностики позволяет выявлять предотказное состояние элементов централизации, контролировать все отказы с выводом их на экран рабочего места электромеханика.

К преимуществам МПЦ по сравнению с релейными системами централизации, в частности, относятся:

более высокий уровень надежности за счет дублирования многих узлов, включая центральный процессор - ядро МПЦ, и непрерывного обмена информацией между этим процессором и объектами управления и контроля (что также способствует повышению уровня безопасности);

возможность управления объектами многих станций и перегонов с одного рабочего места;

возможность интеграции управления перегонными устройствами СЦБ и приборами контроля состояния подвижного состава в одном станционном процессорном устройстве;

расширенный набор технологических функций, включая замыкание маршрута без открытия светофора, блокировку стрелок в требуемом положении, запрещающих показаний светофоров, изолированных секций для исключения задания маршрута и др.;

предоставление эксплуатационному и техническому персоналу расширенной информации о состоянии устройств СЦБ на станции с возможностью передачи этой и другой информации в региональный центр управления перевозками;

возможность централизованного и децентрализованного размещения объектных контроллеров для управления станционными и перегонными объектами. Децентрализованное размещение объектных контроллеров позволяет значительно снизить удельный расход кабеля на одну централизуемую стрелку;

сравнительно простая стыковка с системами более высокого уровня управления;

возможность непрерывного протоколирования действий эксплуатационного персонала по управлению объектами и всей поездной ситуации на станциях и перегонах;

наличие встроенного диагностического контроля состояния аппаратных средств централизации и объектов управления и контроля;

возможность регистрации номеров поездов, следующих по станциям и перегонам, а также всех отказов объектов управления;

значительно меньшие габариты оборудования и, как следствие, в 3 - 4 раза меньший объем помещений для его размещения, что позволяет заменять устаревшие системы централизации без строительства новых постов;

значительно меньший объем строительно-монтажных работ;

удобная технология проверки зависимостей без монтажа макета за счет использования специализированных отладочных средств;

сокращение срока исключения из работы станционных и перегонных устройств в случаях изменения путевого развития станции и связанных с этим зависимостей между стрелками и сигналами;

использование в качестве среды передачи информации между устройствами управления и управляемыми объектами не только кабелей с медными жилами, но и волоконно-оптических кабелей;

возможность получения из архива параметров работы напольных устройств СЦБ для последующего прогнозирования их состояния или планирования проведения ремонта и регулировки, не допуская полных отказов этих устройств;

снижение эксплуатационных затрат за счет уменьшения энергоемкости системы, сокращения примерно на порядок количества электромагнитных реле и длины внутрипостовых кабелей, применения современных необслуживаемых источников питания, исключения из эксплуатации громоздких пультов управления и манипуляторов с большим числом рукояток и кнопок механического действия.

Повышение надежности гарантируется целым рядом достоинств микропроцессорных систем. Они берут на себя функции проверки взаимозависимостей стрелок и сигналов, логического контроля правильности действий оперативного персонала.

Новые системы позволят проводить диагностику не только применительно к самим себе, но и к элементам напольного оборудования, осуществляя контроль их состояния, регистрацию неисправностей и отказов.

Для увязки с другими системами станет возможно проводить сопряжение и обмен данными с системами такого же или более высокого уровня - например, с системами диспетчерского контроля, диспетчерской централизации, слежения за номерами поездов, информирования пассажиров, оповещения работающих на пути и т.д., и т.п.

Социальный эффект данного внедрения также ощутим. Он измеряется значительным улучшением условий труда, повышением его культуры, снижением нагрузки, выпадающей на оперативный и эксплуатационный персонал.

3.4 Структура МПЦ "Ebilock 950"

компонентами МПЦ "Ebilock 950" являются:

управляющая и контролирующая система - автоматизированные рабочие места дежурного по станции, электромеханика, пункта технического обслуживания вагонов, оператора местного управления стрелками;

система обработки зависимостей централизации (центральное процессорное устройство);

система объектных контроллеров;

управляемые и контролируемые объекты СЦБ (стрелочные электроприводы, светофоры, переезды, рельсовые цепи и др.);

штативы с релейным оборудованием, генераторами и приемниками рельсовых цепей, трансформаторами и т.п.;

петли связи (включая концентраторы) между центральным процессором и объектными контроллерами;

устройства электроснабжения (первичные и вторичные источники);

устройства защиты (заземления, разрядники, предохранители, устройства контроля сопротивления изоляции монтажа, встроенные в объектные контроллеры и индивидуальные);

кабельные сети, состоящие из кабелей от объектных контроллеров к напольным устройствам СЦБ;

устройства диагностики, позволяющие локализовать отказы устройств вплоть до отдельной печатной платы (см. рисунок 3.1).

Ядром системы является центральный компьютер, который безопасным способом осуществляет все взаимозависимости, принятые для электрических централизаций стрелок и сигналов. Он также взаимодействует с автоматизированными рабочими местами операторов, а также с системой объектных контроллеров, непосредственно управляющих электроприводами стрелок, светофорами, контактами реле, посредством которых считывается информация о состоянии рельсовых цепей и всех релейных систем, увязанных с компьютерной централизацией. Длительность цикла опроса всех объектов составляет согласно техническому заданию не более 600 мс.

Рисунок 3.1 Структура системы микропроцессорной централизации Ebilock 950

Безопасность в системе обеспечивается за счет перевода объектов в защитное состояние при выявлении отказов, а также благодаря выполнению норм Европейского комитета по стандартизации в области электротехники (CENELEC), использованию системных принципов создания программного обеспечения и разработки аппаратных средств.

Системный принцип подразумевает заданный уровень безопасности и способ его обеспечения, защиту от систематических и случайных ошибок, диверсификацию программ.

Принципы безопасного построения аппаратных средств заключаются в использовании двух процессоров, работающих с диверсифицированными программами, двойного таймера управления памятью, контрольных запусков и перезапусков, а также других мероприятий.

Принципы программирования подразумевают использование защищенных программ, проверку времени, контроль версий программ, безопасную передачу информации, синхронизацию и сравнение данных, а также использование логики типовых технических решений для ЭЦ Российских железных дорог.

Связь центрального компьютера с объектными контроллерами осуществляется по симметричному медному четырехпроводному или волоконно-оптическому кабелю (петля связи) через модемы и концентраторы с использованием цифровой системы передачи. Это позволяет разместить объектные контроллеры в непосредственной близости от объектов управления. В результате значительно (примерно в 3 раза) снижается расход кабеля по сравнению с размещением объектных контроллеров на центральном посту. Управляемый объект (рельсовая цепь, электропривод, светофор) находится в непосредственной близости от системы управления и контроля, что способствует облегчению поиска повреждений и регламентного обслуживания. Окончательное решение об использовании на станции централизованного или децентрализованного размещения объектных контроллеров принимает заказчик.

Объектные контроллеры МПЦ "Ebilock 950" способны взаимодействовать с отечественными рельсовыми цепями, сигналами, электроприводами, реле и выполнять увязки со всеми существующими системами автоблокировки, переездной сигнализации и другими устройствами. Поэтому к числу важных задач при проектировании относятся определение границ зоны действия МПЦ и построение интерфейсов для увязки с оставшимися устройствами в релейном исполнении. Система МПЦ может взять на себя непосредственное управление прилегающими перегонами, переездами и другими объектами, что сводит к минимуму использование реле.

Для станций разработаны интерфейсы увязки с автоблокировкой, переездом, а также со схемами кодирования рельсовых цепей, очистки стрелок, АЛСН и системой автоматического управления тормозами, устройствами контроля состояния подвижного состава.

С помощью одного центрального процессорного устройства можно управлять 150 логическими объектами и 100 объектными контроллерами, т.е. станцией с числом стрелок до 50 или станцией с числом стрелок до 30 и устройствами автоблокировки на прилегающих перегонах с централизованным (на посту МПЦ) размещением аппаратуры. При необходимости включения в централизацию большего числа управляемых объектов центральная система обработки может быть расширена за счет подключения дополнительных компьютеров и соединения их между собой с помощью локальной сети.

В МПЦ "Ebilock 950" используется мощный источник бесперебойного питания с необслуживаемой аккумуляторной батареей, от которого запитываются как электронные устройства, так и рельсовые цепи, электроприводы, светофоры, реле, что позволяет исключить отказы при грозовых разрядах, коротких замыканиях в контактной сети и других помехах.

3.5 Интеграция с перегонными устройствами

Интеграция в МПЦ "Ebilock 950" автоблокировки позволяет дополнить ее рядом функций, которыми не обладает автоблокировка, построенная на релейной элементной базе: блокирование и деблокирование схемы смены направления движения поездов, рельсовой цепи, запрещающего показания проходного и выходного светофоров станции.

Рельсовая цепь блокируется автоматически при вступлении на нее поезда и деблокируется только при выполнении заданной последовательности ее освобождения, блокирования и деблокирования соседних рельсовых цепей при прохождении поезда. При прекращении шунтирования рельсовой цепи под поездом она остается в заблокированном состоянии.

Под блокированием запрещающего показания светофора понимается исключение возможности включения на проходном и выходном светофорах станции отправления разрешающего сигнального показания в следующих случаях:

при нахождении поезда на одной или нескольких рельсовых цепях блок-участка или защитного участка вне зависимости от состояния путевых приемников (под током или без тока) этих рельсовых цепей;

при освобождении поездом блок-участка и защитного участка и наличии в пределах этого блокучастка и/или защитного участка хотя бы одной рельсовой цепи, на которой в процессе движения поезда имело место нарушение условий ее последовательного занятия и освобождения.

Под блокированием схемы смены направления движения поездов понимается исключение возможности смены направления движения поездов в нормальном и вспомогательном режимах при наличии на перегоне хотя бы одной рельсовой цепи в заблокированном состоянии. Для ее разблокирования в МПЦ существует специальная ответственная команда, которая дается дежурным по станции с соблюдением определенных условий.

Произвести смену направления движения дежурный по станции может в нормальном режиме при отсутствии на перегоне рельсовых цепей, находящихся в занятом и/или заблокированном состоянии, или во вспомогательном режиме при наличии на перегоне рельсовых цепей, находящихся в занятом состоянии, и отсутствии заблокированных рельсовых цепей.

Наиболее эффективным решением является использование на станции МПЦ "Ebilock 950" с интеграцией в нее функций управления перегонными системами регулирования движения поездов и выносом интерфейса увязки с релейными устройствами на соседние станции. По мере оборудования станций участка системами МПЦ центральные процессоры соседних станций напрямую соединяются между собой, чем исключается использование релейных интерфейсов для увязки станций с перегонами. Связь между станциями осуществляется по цифровому каналу, а все взаимозависимости реализуются логическим путем в компьютерах МПЦ.

Таким образом, если все станции диспетчерского круга оборудовать МПЦ, то при наложении системы диспетчерской централизации любого типа аппаратура МПЦ "Еbilock 950" на станциях будет, в частности, выполнять функции линейных пунктов. Автоматизированные рабочие места дежурных по станциям (АРМ ДСП) будут играть роль пультов резервного управления. На посту диспетчерской централизации остается установить только АРМ поездного диспетчера и связать его с АРМ ДСП на станциях каналом связи.

3.6 Основные функции автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП)

АРМ ДСП предназначен для решения задач, связанных с технологическим процессом проводимых оперативным персоналом работ, для приема, отображения и хранения информации о поездном положении на контролируемых станциях, идентификации и отслеживания подвижных единиц, оповещения людей, работающих на путях. АРМ ДСП устанавливается непосредственно на рабочем месте дежурного по станции (или оператора) на посту ЭЦ. Привязка АРМа к конкретным условиям работы производится внешней настройкой с помощью текстовых файлов конфигурации и подключения данных по контролируемым станциям.

В частности, автоматизированное рабочее место ДСП выполняет следующие функции:

воспроизведение на экране дисплея компьютера схемы станционных путей с символами обслуживаемых поездов (поездной обстановки) в динамике с привязкой к реальному времени;

просмотр на экране дисплея компьютера в динамике поездной обстановки с заданного момента времени;

воспроизведение на экране дисплея компьютера расписания прибытия и отправления поездов на текущие сутки;

выдача с компьютера команд и приказов в виде речевого сообщения машинисту поездного локомотива по КВ радиосвязи, с регистрацией в журнале движения поездов. При необходимости, прямое подключение микрофона к входу радиостанции в обход компьютерной системы. Ответ машиниста о правильности получения приказа контролируется ДСП на слух;

выдача звуковых подсказок для дежурного по станции в ходе его работы;

передача карты путей с символами обслуживаемых поездов с привязкой к реальному времени;

автоматическое ведение архива работы ДСП;

компьютерное ведение журнала движения поездов (формы ДУ-2) с элементами анализа работы по приему и отправлению поездов;

документирование на принтере журнала движения поездов;

автоматическое ведение архива работы оператора.

Автоматизированное рабочее место дежурного по станции предназначено для организации пользовательского интерфейса по управлению и контролю объектами электрической централизации на станции. АРМ ДСП в минимальной конфигурации выполнено на основе двух ПЭВМ с 21" мониторами (комплекты А и Б), объединенных локальной сетью. В эту сеть также включено АРМ электромеханика, а также, при необходимости, могут быть включены другие пользователи информации о передвижении поездов на станции (АРМ оператора, маневрового, станционного диспетчеров и т.п.). Для реализации ответственных команд АРМ ДСП комплектуется кнопкой ответственных команд, устанавливаемой в щитке под столом ДСП, или применяется программный счетчик (определяется проектом). Для постановки стрелки на макет, отключения ЩВПУ, отправления хозяйственного поезда на перегон в аппаратной ДСП устанавливается щиток ключей-жезлов. Дополнительно АРМ ДСП может комплектоваться выносными плазменными панелями.

АРМы ДСП и электромеханика реализуются на основе ПЭВМ типа Pentium-4 2400 MHz и включают: мониторы 17-21"; манипуляторы типа "оптическая мышь"; клавиатуры; сетевые и звуковые карты; акустические колонки кнопка ответственных команд.

Общие для всех АРМ ДСП параметры и характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Параметры и характеристики АРМ ДСП

№ п. п.

Наименование показателя

Номинальное значение

Примечание

1

Напряжение питания АРМ ДСП

~ 198-242 В

2

Максимальная потребляемая мощность

2 кВА

Основные части АРМ ДСП указаны в таблице 3.2

Таблица 3.2

Основные части АРМ ДСП

№ п. п.

Наименование составной части

Количество

Примечание

1

Системный блок

2 шт.

Для крупных станций может комплектоваться дополнительным системным блоком сервера

2

Монитор

2 шт.

Жидкокристаллический или электронно-лучевой

3

Клавиатура

2 шт.

4

Манипулятор типа "мышь" оптический

2 шт.

5

Звуковые колонки

2 комплекта

6

Сетевой фильтр

2 шт.

7

Источник бесперебойного питания (ИБП)

2 шт.

8

Щиток ответственных приказов

1 шт.

Устанавливается в столе АРМ ДСП

9

Плазменная панель

1 шт.

Общий вид автоматизированного рабочего места дежурного по станции показан на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 АРМ ДСП

Электрическая схема АРМ ДСП, АРМ ШН обеспечивается от источника гарантированного напряжения ~220 Вт от питающей установки поста ЭЦ. Для исключения выключения АРМ ДСП и АРМ ШН при переключении фидеров установлены источники бесперебойного питания (ИБП), обеспечивающее электропитание устройств АРМ ДСП в течение 5 минут.

На станциях, оборудованных питающей установкой на базе источника бесперебойного питания питание АРМ осуществляется от шины гарантированного питания без установки ИБП комплектов.

Основные составные части АРМ ШН указаны в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Составные части АРМ электромеханика

№ п. п.

Наименование составной части

Количество

1

Системный блок

1 шт.

2

Монитор

1 шт.

3

Клавиатура

1 шт.

4

Манипулятор типа "мышь" оптический

1 шт.

5

Звуковые колонки

1 комплект

6

Сетевой фильтр

1 шт.

7

Источник бесперебойного питания (ИБП)

1 шт.

8

Принтер

1 шт.

9

Специализированная мебель (стол)

1 комплект

3.6.1 Принципы функционирования АРМ ДСП

Оборудование АРМ ДСП имеет 100% резерв и состоит из двух параллельно и независимо функционирующих комплектов - "А" и "Б", включенных в локальную вычислительную сеть. Один из комплектов является активным и осуществляет реализацию управляющего воздействия на объекты и прием информации о состоянии контролируемых объектов по каналу связи от КТС УК. Второй комплект АРМ ДСП является пассивным, применяется только для отображения текущей информации и находится в "горячем" резерве. Оба комплекта в процессе работы обмениваются информацией между собой по ЛВС.

Для реализации ответственных команд АРМ ДСП комплектуется кнопкой ответственных команд, устанавливаемой в щитке под столом ДСП. Для постановки стрелки на макет, отключения ЩВПУ, отправления хозяйственного поезда на перегон в аппаратной дежурного по станции устанавливается щиток ключей-жезлов.

3.6.2 Размещение оборудования АРМ ДСП

Аппаратура ЭЦ-МПК выполнена на основе серийно-выпускаемых блоков и узлов и размещается на рабочем месте дежурного, а именно: системные блоки обоих комплектов размещаются на нижней полке дополнительного стола; источники бесперебойного питания размещаются на нижней полке дополнительного стола, мониторы установлены на верхней столешнице дополнительного стола, плазменные панели устанавливаются на стене напротив рабочего места ДСП на расстоянии 2,5-3 метра.

Органы управления размещаются следующим образом.

Клавиатура и манипулятор "мышь" основного комплекта располагается на рабочем столе ДСП; клавиатура и манипулятор "мышь" резервного комплекта располагается соответственно на выдвижной полке рабочего стола.

Кнопка ответственных приказов со счетчиком устанавливается под столом ДСП, щиток ключей-жезлов устанавливается на стене в помещении аппаратной.

АРМ ШН размещен в комнате ШН или релейной поста ЭЦ. АРМ ШН обеспечивает контроль состояния объектов станции, просмотр протоколов функционирования ЭЦ, диагностику устройств ЭЦ.

3.6.3 Эксплуатационные ограничения

Установка, монтаж, эксплуатация и обслуживание АРМ должны производиться в соответствии с "Правилами устройства электроустановок" и "Правилами техники безопасности и производственной санитарии в хозяйстве сигнализации, связи и вычислительной техники на железнодорожном транспорте ЦШВ/4695". Оборудование АРМ ДСП необходимо подключать к одной фазе источника электроснабжения, корпуса заземлять.

3.7 Анализ подсистемы протоколирования в микропроцессорной централизации "EBILOCK-950"

Микропроцессорная централизация МПЦ "Ebilock-950" строится по трехуровневой структуре, где верхний уровень - это управляющая и контролирующая система, которая состоит из автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП), электромеханика (АРМ ШН), пункта технического обслуживания вагонов (АРМ ПТО), оператора местного управления стрелками. Ко второму уровню относятся: центральная система обработки зависимостей централизации (центральное процессорное устройство) и система объектных контроллеров. Третий уровень включает управляемые и контролируемые объекты СЦБ (стрелочные электроприводы, светофоры, переезды, рельсовые цепи и др.).

Центральный компьютер, безопасным способом осуществляет все взаимозависимости, принятые для электрических централизации стрелок и сигналов. Он также поддерживает связь с системами управления и наблюдения (АРМ ДСП и АРМ ШН) и системой объектных контроллеров, которые позволяют взаимодействовать с отечественными рельсовыми цепями, сигналами, электроприводами, реле и выполнять "увязку" со всеми существующими системами автоблокировки, переездной сигнализацией и другими системами. Связь центрального компьютера с объектными контроллерами осуществляется по четырехпроводному кабелю через модемы и концентраторы.

Для всех операторов системы (ДСП, ШН и т.д.) создается универсальное программное обеспечение (ПО), в котором имеется возможность включения и выключения необходимых и дополнительных функций управления и контроля для конкретного рабочего места.

Использование новой элементной базы и современных принципов построения позволило реализовать некоторые дополнительные функции, в число которых входит возможность фиксации и длительного хранения информации о любых изменениях, происходивших с системой, и воздействиях оперативного персонала. Другими словами, МПЦ "Ebilock-950" позволяет протоколировать действия персонала, работу системы управления и исполнительных устройств (функция черного ящика).

В настоящее время возможность протоколирования информации - это обязательное требование ко всем новым системам управления и контроля, в том числе отвечающим за безопасность перевозочного процесса. Необходимость эта обусловлена тем, что использование результатов анализа протоколов микропроцессорных и релейно-процессорных централизации существенно упрощает расследование причин крушении, аварий и случаев брака, в том числе брака особого учета.

Как показывает практика, в этих случаях существует необходимость в информации о: поездной ситуации, которая предшествовала аварии; состоянии объектов управления и контроля (стрелки, участки путевого развития, другие напольные объекты); действиях оператора; приказах на управление объектами, формируемых системой.

Эта информация содержится в протоколах МПЦ "Ebilock-950". Кроме того, имеется информация о состоянии самой МПЦ и АРМов, включая данные о выполняемых в данный момент действиях, режимах работы АРМов и их работоспособности, действиях операторов АРМов в соответствии со сложившейся обстановкой. Протоколы в МПЦ "Ebilock-950" представляют собой базу данных, в которой содержится последовательность записей об изменении состояний объектов контроля и управления. Протоколы хранятся в двух файлах, имеющие разные форматы.

Первый файл - это информация о командах, поступающих от АРМа (перевод стрелок, установка маршрута, включение АРМа в работу и т.д.) в центральный компьютер от АРМа, а также обработанная информация о состоянии контролируемых объектов, напольных устройств, которая передается от центрального компьютера в АРМ. В протокол заносятся данные, фиксирующие начало и конец фаз выполнения частей алгоритмов ПО АРМа, а также ошибки, возникшие при их выполнении. Протокол ведется и хранится на резервируемой ("холодный резерв") персональной ЭВМ АРМа дежурного по станции.

Во втором файле содержится информация о командах, которыми обмениваются АРМ и центральный процессор, служебная информация, а также информация о состоянии контролируемых объектов, напольных устройств. В протоколах также имеется информация о состоянии системы управления, диагностическая информация о состоянии локальной вычислительной сети. Протокол ведется и хранится на резервируемом центральном компьютере системы. (Рисунок 3.3)

Рисунок 3.3 Фрагмент файла протокола АРМа ДСП

Каждая строка обоих протоколов МПЦ "Ebilock-950" состоит из нескольких полей: время, объект, текст события. Некоторые строки протоколов имеют отличающуюся цветовую окраску. При помощи цвета указывается источник информации и уровень ответственности команды. Существует несколько базовых цветов, и каждый цвет имеет оттенки по степени затемнения: чем темнее оттенок базового цвета, тем команда считается более ответственной. Такой способ представления информации удобен для восприятия. (Рисунок 3.4)

Как видно из рисунков 3.3 и 3.4, в файлах информация сохраняется в хронологическом порядке с отметкой времени с точностью до секунды, с указанием года, месяца и дня. Кроме того, каждые пятнадцать минут происходит сбор информации о состоянии всех объектов контроля. Это дает возможность проводить анализ данных как в машинном (при помощи специализированного программного обеспечения анализа протоколов), так и ручном (без помощи специализированного программного обеспечения анализа протоколов) режимах с относительно произвольного момента времени.

Рисунок 3.4 Фрагмент файла протокола центрального компьютера

Отдельный случай - протоколирование данных о результатах самодиагностики АРМа. Из-за особенности временной диаграммы рабочего цикла АРМа, информация о работе подсистемы самодиагностики должна заноситься в протокол не в текущем, а в следующем рабочем цикле. Однако такой режим работы не приводит к потере информации, т.к. в случае, когда какие-либо тесты не проходят в процессе тестирования подсистем компьютера АРМа, то происходит выключение данного компьютера. При отключении компьютера одним из этапов является вызов процедуры протоколирования с целью сохранения всех возможных данных о работе компьютера, его "посмертного" дампа (слепок, отпечаток) информации.

Протоколирование результатов работы системы и действий оператора осуществляется в течение смены непрерывно и архивируется на жестких дисках АРМ ДСП (сохраняется не менее одного года). Протоколирование результатов работы центрального компьютера также осуществляется за всю смену и архивируется на жестких дисках центрального компьютера. Объем сохраняемой информации зависит от системных настроек и от свободного пространства на жестком диске.

Имеется возможность хранения протоколов на гибких магнитных дисках или других носителях. Существует возможность просмотра протокола на мониторе и его распечатка. Специализированная программа просмотра протоколов входит в пакет ПО, поставляемое вместе с системой. Экранная форма программы просмотра протоколов представлена на рисунке 3.5.

В настоящее время анализ протоколов в МПЦ "Ebilock-950" осуществляется человеком без помощи специальных программных средств. Для просмотра и анализа протокола работы МПЦ необходимо использовать отдельный комплекс технических средств или АРМ, свободный в данный момент от выполнения своих основных функций.

Для работы с протоколом системы требуется следующий обязательный набор технических средств: а) отдельное рабочее место на базе персонального компьютера или АРМ; б) программное обеспечение для восстановления первоначального вида протокола работы АРМа и системы МПЦ из архива, хранящегося на гибких дисках; в) ПО для просмотра текстовых файлов.

Кроме этого может использоваться программа-имитатор напольных устройств станции и системы МПЦ, которая при вводе в АРМ файла протокола дает наглядное представление о поездном положении, состоянии объектов контроля и управления на станции и состоянии системы МПЦ на момент ведения данного протокола работы комплекса.

Для более эффективного просмотра и анализа протоков в пакет ПО, поставляемого вместе с системой, входит программа фильтрации протоколов. Экранная форма программы фильтрации представлена на рисунке 3.5.

Программа фильтрации протоколов позволяет осуществлять выборку данных за определенный период, (по одному или нескольким параметрам, названию объекта и его состоянию, авариям и отказам и по другим параметрам). Интерфейс программы фильтрации эргономичен при работе с ним.

По сравнению с аналогичными системами других разработчиков система "Ebilock-950" имеет возможность идентификации пользователей. Каждый пользователь системы имеет индивидуальный пароль, поэтому не составляет труда определить, кто из оперативного персонала работал с системой или протоколами. Другими словами файлы, содержащие протоколы, защищены от удаления и корректировки ограничением количества пользователей системы, кроме случаев удаления информации с истекшим сроком хранения.

На основе информации протоколов МПЦ "Ebilock-950" можно проанализировать корректность выполнения системой алгоритмов работы электрической централизации. Данные, сохраняемые в протоколе работы АРМа, обеспечивают возможность последующего анализа и разбора поездной обстановки, работы устройств контроля и управления на станции, работы системы МПЦ и самого АРМа, а также действий оператора в сложившихся условиях.

По архиву можно определить ряд важных параметров работы напольных устройств сигнализации, централизации и блокировки, например, время перевода стрелки из одного положения в другое, замедления перекрытия светофора с разрешающего показания на запрещающее, размыкания секций после проследования поезда и другое.

Кроме того, имея такого рода информацию, можно осуществлять сбор статистики, связанной с: надежностью, как самой системы, так и отдельных узлов и компонентов (число отказов, наработка на отказ, интенсивность опасных отказов и т.д.); поездной ситуацией (количество пар поездов в сутки, информация о маневровой работе, простоях и задержках поездов и т.д.).

После анализа протоколов можно сделать вывод об эффективности действий оператора в различных ситуациях и дать рекомендации, направленные на увеличение эффективности его деятельности. Кроме того, наличие протоколов позволяет использовать их при проведении сертификационных работ по оценке корректности прикладных алгоритмов систем и проверке безопасности их работы на этапах опытной и постоянной эксплуатации.

К недостаткам организации протоколирования в микропроцессорной централизации "Ebilock-950" можно отнести следующее.

Ведение и хранение протокола (нерезервируемого и основного) на персональной ЭВМ АРМа МПЦ может привести к потере информации в случае выхода из строя жесткого диска машины. При этом восстанавливать данные придется из протокола центрального компьютера, который для этого не предназначен.

Наличие двух файлов протоколов (к тому же разного вида) осложняет процедуру обработки их программными средствами.

Необходимость использования отдельного комплекса технических средств или АРМ-МПЦ, свободного в данный момент от выполнения своих основных функций, также осложняет процесс просмотра и анализа протокола работы МПЦ.

В целом, подсистема протоколирования в системе МПЦ "Ebilock-950" имеет как положительные, так и отрицательные стороны и не лишена недостатков. Некоторые особенности подсистемы протоколирования в системе "Ebilock-950" можно использовать при разработке требований к подсистемам протоколирования в компьютерных системах железнодорожной автоматики и телемеханики.

Рисунок 3.5 Экранная форма программы фильтрации протоколов

3.8 Положительный эффект внедрения системы МПЦ "Ebilock-950"

Оборудование станции современной компьютеризированной системой микропроцессорной централизации "Ebilock-950" положительным образом скажется не только на работе оперативного персонала, но также позволит ощутимо усовершенствовать технологический процесс работы станции в целом.

Благодаря автоматизированной прокладке маршрутов и компьютерному ведению журнала движения поездов (формы ДУ - 2) будет ускорен процесс обработки составов и, соответственно, сократится время простоев подвижного состава (а с ним и штрафы за простои), пропускная способность станции увеличится.

Замена устаревшего пульта-табло ДСП эргономичным автоматизированным рабочим местом позволит улучшить условия труда дежурного по станции.

Безопасность движения также заметно возрастет посредством того, что данная система способна принимать логически верные решения. Исключается влияние так называемого человеческого фактора, как исключается и сама возможность принятия к исполнению неправильно отданных человеком команд. Расширенные функциональные и информационные возможности позволяют эксплуатационному штату станции значительно быстрее и, что важно, с более высоким уровнем обеспечения безопасности движения как управлять процессом перевозок, так и обслуживать устройства СЦБ [10].

3.9 Общие понятия пропускной и провозной способностей железнодорожных линий. Усиление пропускной и провозной способности линий

Пропускной способностью железнодорожной линии называется максимальное число поездов или пар поездов установленной массы и длины, которое может быть пропущено по данной линии в единицу времени (сутки, час) при имеющейся технической оснащенности, принятом типе графика и заданном числе пассажирских поездов.

Пропускная способность линий, специализированных для пассажирского движения, рассчитывается в пассажирских поездах в сутки, на пригородных участках - в поездах в 1 час.

Провозной способностью линии называется максимальный объем перевозок, который может быть освоен при данной пропускной способности, имеющемся числе локомотивов, вагонов, обеспеченности электроэнергией, топливом, кадрами и другими ресурсами.

Для проверки соответствия пропускной и провозной способностей необходимо для размеров движения, определяющих пропускную способность, рассчитать потребные вагоны в пропускной способности элементов быть не должно. При выявлении ограничивающего элемента решается вопрос усиления его за счет технического переоснащения или проведения организационных мер (изменение типа графика, внедрение передовых приемов труда и т.д.).

Различают понятия наличной, проектной и потребной пропускной способности.

Наличная - это пропускная способность, которая может быть реализована при существующей технической оснащенности линии.

Потребной называется пропускная способность, которая должна быть обеспечена при заданных размерах пассажирского и грузового движения с резервом, определенным на направлении.

Проектная - это та пропускная способность, которая может быть достигнута при осуществлении реконструктивных мер по условиям технической оснащенности.

Пропускная способность линии определяется по ее элементам: перегонам, станциям, устройствам электроснабжения, средствам связи по движению поездов, устройствам локомотивного и вагонного хозяйства и т.д.

Поскольку указанные технические устройства работают в едином комплексе, необходимо рассчитать пропускную способность каждого из них. Результативной пропускной способностью для всей линии будет та, которая окажется наименьшей.

Диспропорции в пропускной способности элементов быть не должно. При выявлении ограничивающего элемента решается вопрос усиления его за счет технического переоснащения или проведения организационных мер (изменение типа графика, внедрение передовых приемов труда и т.д.).

Пропускную способность по основным элементам изображают в виде диаграммы, на которой по горизонтали отображают элементы (перегоны, станции, депо, устройства электроснабжения), по вертикали - пропускную способность каждого из них.

Диаграмма пропускной способности разрабатывается для расчета числа поездов, которое может быть пропущено по направлению, и для выявления "узких" мест в пропускной способности.

Суточную наличную пропускную способность определяют с учетом технологических перерывов в движении для работ по текущему содержанию и ремонту технических средств и коэффициента их надежности.

Для обеспечения устойчивой работы на линии при расчетах обязательно проектируется резерв в размере 10-20 %.

Пропускную способность определяют на всем протяжении участков с одинаковым техническим оснащением.

Перегоны участка могут иметь различную пропускную способность из-за схемы прокладки, перегонных времен хода поездов, величин станционных и межпоездных интервалов.

Для определения пропускной способности участка (линии) по перегонам берется в расчет перегон с наименьшей пропускной способностью. Такой перегон называется ограничивающим. На нем период графика является максимальным.

Ограничивающий перегон, как правило, совпадает с труднейшим, на котором сумма перегонных времен хода в четном и нечетном направлениях наибольшая.

Необходимость в усилении пропускной и провозной способности возникает тогда, когда потребная приближается к наличной. При решении этого вопроса необходимо проанализировать, все ли технические средства используются рационально и нельзя ли сократить потребную пропускную способность за счет устранения нерациональных перевозок и повышения транспортабельности грузов (сушка, прессование, окуривание, обогащение и т.д.).

Способы усиления пропускной и провозной способности делятся на две группы:

организационно-технические мероприятия, не требующие значительных денежных затрат, но позволяющие поднять пропускную способность за счет лучшего использования техники и совершенствования технологии;

реконструктивные, связанные с техническим переоснащением линии и большими капиталовложениями.

К группе организационно - технических мероприятий относятся:

применение более эффективных графиков движения поездов;

организация обращения соединенных поездов;

ускорение пропуска поездов по ограничивающему перегону за счет организации подталкивания и двойной тяги;

сокращение станционных интервалов на раздельных пунктах, прилегающих к ограничивающему перегону;

сокращение коэффициента съёма грузовых поездов пассажирскими, путем прокладки последних в пачках;

применение схемы организации местной работы на участках с остановками сборных поездов только на опорных промежуточных станциях;

совершенствование технологии работы технических станций и ликвидация враждебных пересечений маршрутов в горловинах;

сокращение размеров движения увеличением массы поездов;

проведение мероприятий временного характера (одностороннее движение по двум параллельным путям, колебательное движение на однопутном участке - одностороннее движение то в одном, то другом направлении, караванное движение - движение поездов один за другим на расстоянии видимости и т.д.).

К группе реконструктивных мероприятий по усилению пропускной способности относятся:

реконструкция и усиление путевого развития станции и перегонов;

электрификация железнодорожных линий и переход с тепловозной тяги на электрическую;

уменьшение межпоездных интервалов;

пополнение вагонного парка большегрузными вагонами;

Главным условием проведения всех мероприятий по усилению пропускной и провозной способности линий является соблюдение принципов комплектности и этапности работ. Принцип этапности предусматривает осуществление первоочередных работ на наиболее загруженных элементах направления при наращивании мощностей без бросовых капиталовложений.

Мероприятия по усилению наличной пропускной способности в итоге должны обеспечивать:

безопасность движения поездов;

заданные размеры движения;

надежность в эксплуатации;

улучшение качественных показателей эксплуатационной работы и уменьшение расходов на перевозки.

3.9.1 Расчет пропускной способности станции

Используя реальный график исполненного движения, определим схему пропуска поездов через ограничивающий перегон и рассчитаем пропускную способность станции. (Рисунок 4.6)

Рисунок 3.6 - Существующая схема пропуска поездов через ограничивающий перегон на станции

В общем виде формула для расчета пропускной способности перегона имеет вид:

, (3.1)

где tтех - продолжительность технологического "окна", мин, которая принимается на однопутных участках с годовой грузонапряженностью в одном направлении до 30 млн т км брутто на 1 км - 60 мин, более 30 млн т км брутто - 90 мин; на двух-путных с грузонапряженностью до 130 млн т км брутто на 1 км - 120 мин, более 130 млн т км - 180 мин;

бн - нормативный коэффициент надежности с учетом отказов в работе постоянных устройств (пути, СЦБ и связи, электроснабжения) принимается равным на двухпутных линиях - 0,97; на однопутных - 0,98;

Т - период графика, мин;

К - число поездов (или пар поездов) в периоде

По формуле 3.1 определим наличную пропускную способность станции Караганды-Сортировочная:

пар поездов/сутки,

где tтех = 90 мин - продолжительность технологического "окна", мин;

бн = 0,97 - нормативный коэффициент надежности с учетом отказов в работе постоянных устройств (пути, СЦБ и связи, электроснабжения) на двухпутных линиях;

Т =55 мин - период графика;

К= 4 - число поездов (или пар поездов) в периоде.

Используя предлагаемый график движения поездов, рассчитаем проектную пропускную способность станции после внедрения системы микропроцессорной централизации "Ebilock-950". (Рисунок 3.7)

Рисунок 3.7 - Предлагаемая схема пропуска поездов через ограничивающий перегон на станции Караганды-Сортировочная

По формуле 3.1 определим проектную пропускную способность станции Караганды-Сортировочная:

пара поездов/сутки,

где tтех = 90 мин - продолжительность технологического "окна", мин;

бн = 0,97 - нормативный коэффициент надежности с учетом отказов в работе постоянных устройств (пути, СЦБ и связи, электроснабжения) на двухпутных линиях;

Т =40 мин - период графика;

К= 4 - число поездов (или пар поездов) в периоде.

Прирост пропускной способности станции определяется по следующей формуле:

, (3.2)

где NН = 95 пар поездов/сут - наличная пропускная способность станции;

NП = 131 пар поездов/сут - проектная пропускная способность станции.

По формуле 3.2 определим прирост пропускной способности станции Караганды-Сортировочная при внедрении системы микропроцессорной централизации "Ebilock-950":

4.9.2 Провозная способность станции

Провозная способность железнодорожной линии в каждом направлении движения, млн. т нетто в год, определяется в зависимости от максимальной пропускной способности для грузового движения (без ускоренных и сборных поездов) и массы поезда:

, (3.2)

где Nгр - пропускная способность для грузового движения;

Qбр - средняя масса поезда брутто, зависящая от установленной нормы массы поезда и структуры грузопотока, т;

- отношение массы поезда нетто к массе брутто, зависит от рода вагонов и структуры грузопотока. Величина для тяжеловесных грузов (руда, уголь, стройматериалы, металл) составляет 0,73.0,76; для легковесных = 0,6….0,70. В среднем по сети дорог = 0,66….0,70;

kH - коэффициент месячной неравномерности перевозок (принимается 1,05.1,15).

Провозная способность зависит от пропускной способности станции, средней массы поезда на участке, соотношения массы нетто и брутто, числа сборных и ускоренных поездов. Важнейшим условием увеличения провозной способности являются повышение грузоподъемности вагонов и улучшении ее использования, увеличение силы тяги локомотива и массы поезда.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены