Горочные системы автоматики и телемеханики

Горочные системы автоматики и телемеханики

Горочная автоматическая централизация

Объектами управления и контроля в горочной автоматической централизации являются стрелки. Управление стрелочными электроприводами осуществляется с пульта-табло ГАЦ. В этой системе нельзя осуществить одновременный перевод всех стрелок, входящих в маршрут, и их замыкание, как это имеет место в релейных централизациях. Реализация этих принципов резко сократила перерабатывающую способность горки. Поэтому здесь каждый отцеп, скатываясь, сам «продвигает» свое маршрутное замыкание от стрелки к стрелке, воздействуя на схемы трансляции задания. Связывающим звеном между отцепами и схемными зависимости являются укороченные нормативно разомкнутые рельсовые цепи.

В настоящее время на сортировочных горках находиться в эксплуатации релейная система автоматической горочной централизации в блочном оформлении, получившая название БГАЦ-ЦНИИ. Ее схемное обеспечение позволяет реализовать 64 маршрута в расчете на полную горку (8 пучков по 8 путей в каждом пучке). Различают ручной (Р), маршрутный (М), программный (П) и автоматический (А) режимы работы устройств БГАЦ. Перевод стрелок вручную является резервным, производиться с помощью стрелочных рукояток. В режиме М набор маршрута осуществляется с помощью восьми маршрутных кнопок в момент подхода очередного отцепа к головной стрелке. При этом первое нажатие определенной из них воспринимается устройствами как номер пучка, а второе как номер пути в пучке. В целом номер маршрута зашифровывается в блоках формирования задания (ФЗ) и передается далее на стартовую позицию в блоки регистрации задания (РЗ). При условии свободности блоков трансляции (ТЗ) номер маршрута продвигается до блока первой стрелки, где дешифруется (ДШ). Если в результате требуется перевод стрелки, то он осуществляется с помощью блока СГ (рис. 1.1). Продвижение маршрутного задания до следующей стрелки произойдет при вступлении отцепа на путевой участок первой стрелки, а маршрутное задание в блоках ТЗ до нее гасится.

В режиме П с помощью маршрутных кнопок осуществляется заблаговременное формирование маршрутных заданий в соответствии с расположением номеров отцепов в сортировочном листе. В зашифрованном виде они располагаются в блоках накопителя БН. В режиме А маршрутные задания поступают из горочного программно-задающего устройства ГПЗУ, в котором содержаться необходимая информация о составе, подлежащем роспуску.

Рис. 1.1.Структурная схема БГАЦ

Свое развитие горочная централизация получила в системе ГАЦ-КР, разработанной УО ВНИИЖТа и ГТСС. Главное ее отличие в том, что она осуществляет комплексный контроль за роспуском составов, включающий фиксацию проходов длинобазных вагонов, выявления нагонов и дробления отцепов, запоминание номеров отцепов, фактического количества вагонов в нем и маршрута следования, и выдачу результатов контроля оператору.

Система АРС

Скорость скатывания отцепов с горки и остановка их в нужном месте подгоночных путей регулируется вагонными замедлителями. Автоматическое управление ими осуществляется с помощью системы АРС. По способу создания тормозного эффекта вагонные замедлители делятся на зажимающие колесные пары вагонов и не зажимающие (электромагнитные, плунжерные гидравлические, башмачные и др.). Зажимающие вагонные замедлители доминируют на сортировочных горках российских железных дорог. Они содержат механизм, действие которого основано на захвате бандажей колес шинами (балками), выступающими над головкой рельсов с обеих его сторон. Примерная кинематическая схема такого замедлителя показана на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Кинематическая схема зажимающего

вагонного замедлителя

Замедлитель работает по принципу клещей, которые образуются из двух рычагов: одноплечего 1 и двуплечего 2, насаженных на общую ось 3, укрепленную на опоре 4. Концы рычагов соединены шарнирно с корпусом 5 и штоком 6 тормозного цилиндра. На площадке рычагов уложены тормозные балки 7 с прикрепленными к ним тормозными шинами 8. Положение тормозной системы по отношению к поверхности рельса регулируется пружинами 9. Замедлитель имеет два положения – расторможенное, когда в тормозном цилиндре сжатый воздух отсутствует, и тормозные балки разведены, и заторможенное, при котором тормозные балки под воздействием сжатого воздуха сближаются и захватывают колесо с двух сторон. Сила торможения зависит от давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре, что определяется состоянием электропневматических клапанов системы АРС.

В настоящее время эксплуатируются две разновидности системы: АРС-ЦНИИ и АРС-ГТСС. В системе АРС-ЦНИИ верхняя тормозная позиция (1ТП) обеспечивает необходимые интервалы между отцепами; средняя (2ТП) – как интервалы, так и необходимую дальность пробега отцепов при безопасной скорости соударения их с вагонами, находящимися на подгорочных путях; нижняя (3ТП) является прицельной. В системе АРС-ГТСС позиции 1ТП и 2ТП являются интервальными.

В общем случае скорость выхода отцепа из тормозной позиции описывается уравнением

(1.1)

где – расчетная скорость соударения отцепов (5км/ч);

– ускорение движения отцепа в пределах зоны регулирования;

– расстояние от тормозной позиции до стоящих на пути вагонов;

– дополнительная скорость, которую должен иметь отцеп для преодоления сопротивлений от кривых и стрелок по маршруту своего следования.

Так как скорость и для каждой тормозной позиции известны, то, обозначив , окончательно имеем

. (1.2)

Таким образом, в качестве исходных данных в системе должны быть обозначены ускорение и длинна пробега , а соответствующие технические средства моделировать уравнение 1.2 (рис. 1.3). Ускорение определяется блоком ИЗУ по временным засечкам и прохождения отцепом двух звеньев головного измерительного участка, ограниченных педалями П1, П2, П3.

Рис. 1.3. Структурная схема АРС

где – расстояние от позиции ЗТП до вагонов, стоящих на маршрутном пути;

– длина стрелочной зоны, начинается от позиции 2ТП;

– длина i-го отцепа;

– число движущихся на путь отцепов с учетом распускаемого.

Отметим, что при интервальном торможении ускорение в значительной степени зависит от основного удельного сопротивления в буксовых узлах отцепа, а последнее на ускоряющем уклоне прямо пропорционально силе тяжести отцепа. Следовательно, для такого случая скорость выхода можно рассчитать по весовой категории отцепа . Она определяется как среднее арифметическое весовых характеристик вагонов, входящих в отцеп (легкой, легко-средней, средней, средне-тяжелой, тяжелой и особо тяжелой). С этой целью головной участок горки оборудуется весомером ВМ, представляющий собой пружинную балку с контактной коробкой. В последней находится шесть пар вертикально расположенных контактных групп. Чем сильнее прогибается балка при накате на нее колеса, тем большее количество контактных пружин воспринимает ее прогиб. Число прогибов фиксируется блоком вычисления весовой категории и длинны отцепов ВВКД. Вычисленные значения , , поступают в блок накопителя Н1 и с помощью устройств ГАЦ транслируются к вычислительным средствам второй тормозной позиции. С выхода блока ВВКД рассчитанное значение скорости поступает на устройства управления верхней тормозной позицией УТП1, где сравнивается с фактической скоростью скатывания отцепа , измеренной радиолокационным измерителем РИС1. По результатам сравнения выбирается степень торможения отцепа.

При определении скоростней выхода для позиций 2ТП и 3ТП требуется в качестве исходного значение дальности пробега отцепа . Она определяется по формулам

; (1.3)

; (1.4)

Для определения расстояния в системе предусматриваются устройства контроля заполнения путей подгорочного парка КЗП. С этой целью каждый путь разбивается на участки по 30м каждый, оборудованные бесстыковыми тональными цепями и измерительными трансформаторами. Первичные обмотки трансформаторов включаются в цепь 220В, а вторичные – через контакты путевых реле – последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора. Напряжение, снимаемое с его вторичной обмотки, находиться в пропорциональной зависимости от числа свободных участков подгорочного пути.

Длина стрелочной зоны имеет известное значение, а длина каждого отцепа измеряется подсчетом осей, прошедших через весометр.

Вычислитель скоростей выхода ВСВ для позиций 2ТП и 3ТП является по конструкции общим, поэтому значение скорости поступает в накопитель Н2 и транслируется устройством УТП3. Управление вагонными замедлителями 2ТП и 3ТП осуществляется по результатам сравнения подсчитанных и фактических скоростей скатывания отцепов. На каждой тормозной позиции, кроме автоматического управления, предусматривается ручное управление замедлителями с пульта (ПУ).

В качестве элементной базы в системах АРС-ЦНИИ, АРС-ГТСС широко используются реле, вычислительные трансформаторы, полупроводниковые преобразователи аналоговых величин в дискретные и наоборот.

Система АЗСР

Перерабатывающую способность горки можно существенно увеличить, если роспуск составов вести с переменной скоростью. Рекомендуемая скорость 3,6-5,4 км/ч определяется неблагоприятными состояниями отцепов по их ходовым свойствам, что в практике встречается не так часто. При благоприятных условиях скорость надвига можно повышать до 9-10км/ч. Автоматизация процессов, связанных с заданием переменной скорости роспуска составов, управления огнями горочного светофора и маршрутных указателей, осуществляется системой АЗСР.

В основу ее построения положена зависимость максимально допустимой скорости надвига составов от условий расхождения двух смежных отцепов на разделительной стрелке. Она описывается уравнением:

, (1.5)

где , – длины соответственно 1 и 2 отцепов;

и – их колесные базы;

– длина рельсовой цепи на разделительной стрелке;

– минимальная скорость движения плохого бегуна;

– разность времени хода плохого и хорошего бегуна до разделительной стрелки.

Вычисление техническими средствами осуществляется всякий раз, когда происходит отделение от состава очередного отцепа. Таким образом, система АЗСР должна содержать источник информации о маршрутах следования двух смежных отцепов, чтобы определить разделительную стрелку, и количество вагонов в них; устройства вычисления скорости и ее преобразования в удобный для пользователя вид. Рассмотрим взаимодействие соответствующих узлов системы на примере АЗСР-ЦНИИ (рис. 1.4).

Программа роспуска состава формируется в технической конторе станции с помощью видео терминального устройства ВТ-340. Она содержит номер состава, число вагонов в нем, время его прибытия, сведения о каждом отцепе: порядковый номер, номер пути, число вагонов, особый признак или отметку длиннобазного вагона. По запросу оператора горки программа через формирователь вызова УВИВ и устройство сопряжения УС передается на горочный пост и высвечивается на экране ВТ-340. Оператор горки при необходимости может скорректировать программу. После нажатия клавиши «Пуск» устройства АЗСР и ГАЦ подключаются к ее реализации.

Информация о смежных отцепах считывается в двухступенчатый накопитель НИ. Управление накопителем осуществляется блоком УУ, поставленным в зависимость от контрольного блока К0. В последнем сравнивается, скорость надвига и свободного скатывания, измеренные радиолокационными скоростемерами РИС1 и РИС2, и улавливается их разница в момент отрыва. Схема блока К0 приводиться в исходное состояние для работы в очередном цикле после полного проследования отцепом места установки фотоэлектрического устройства ФЭУ.

После определения блоком РС разделительной стрелки информация поступает в блок вычисления скорости роспуска ВСР. Последний содержит трансформаторную схему, моделирующую управление. Ее выходное напряжение подается в блок ПСР, где происходит преобразование аналогового значения скорости роспуска в дискретную величину. Здесь же происходит ее усреднение, чтобы исключить резкие перепады в ее значениях, и корректировка, если требуется учесть особый признак отцепа. Блок ПСР содержит 15 выходов, соответствующих градациям скорости от 3 до 9 через каждые 0,5 км/ч. Вычисленные значения скорости фиксируются блоком ФВС, который включает соответствующие реле управления световой индикацией УИ, коммутирующие цепи ламп горочного светофора и маршрутного указателя скорости роспуска. На отдельных маршрутных участках высвечивается информация о количестве вагонов в соседних отцепах, поступающая от блоков ВКВ1 и ВКВ2.

Рис. 1.4. Структурная схема АЗСР

Система АЗСР может быть дополнена устройствами телеуправления горочным локомотивом (ТГЛ). В этом случае блок ФВС дополнительно увязывается с шифратором ТГЛ.

Система КГМ

Система КГМ разработана коллективом ученых конструкторов РИИЖТа и Ростовского филиала ВНИИЖТа. Она решает в комплексе задачи, свойственные системам ГАЦ-КР, АРС, АЗСР, ГПЗУ, и отличается от них расширенными функциональными возможностями, программно-аппаратной гибкостью, относительно высокой скорости информации, наличием сервисного оборудования, простотой и удобством обслуживания.

Элементной базой системы являются микропроцессорные средства диспетчеризации, автоматики и телемеханики – микроДАТ. Конструктивно функциональные элементы выполнены в виде отдельных печатных плат с микросхемами. Их компоновка осуществлена по типу модулей (до 20 разновидностей), размещенных в 11 блоках. Последние установлены в 3 компоновочных шкафах, соответствующих подсистемам «Маршрут», «Скорость», «Диспетчер». Каждый компоновочный шкаф имеет кроссовое поле для подключения внешних кабелей. На кроссовых стативах размещены устройства согласования сигналов, обеспечивающих взаимодействие локальных подсистем с технологическим оборудованием. Сопряжение с релейными устройствами сортировочной горки осуществляется через оптронную развязку.

Вся спускная часть горки разбивается на ряд зон автоматизации, в пределах которых решается законченная задача по управлению и контролю за технологическим процессом в соответствии с требованиями алгоритмов подсистем (рис. 1.5). Каждая зона оборудуется определенным комплексом датчиков и исполнительных устройств.

Подсистема «Маршрут» содержит 4 микропроцессорных блока Б1-Б4. Первый из них обрабатывает сигналы, поступающие от путевого оборудования головной зоны, пучковых стрелок и 1 тормозной позиции; обеспечивает слежение за правильностью скатывания отцепов, управление головной и двумя пучковыми стрелками и 1 тормозной позицией. Блоки Б2 и Б3 осуществляет слежение за правильностью скатывания отцепов соответственно в пределах 1-2-го и 3-4-го пучков и управление входящими в эти зоны стрелками и замедлителями 2 тормозные позиции. Блок Б4 связан с контрольным участком перед головной стрелкой и формирует информацию, необходимую для управления всеми стрелками и замедлителями: классифицирует отцепы по ходовым свойствам, рассчитывает переменную скорость роспуска и управляет горочным светофором и маршрутными указателями; прослеживает отрыв вагонов и формирование и формирование отцепов согласно программе, фиксирует на телетайпе ТЛТ2 сбои, отказы системы и ручные вмешательства дежурного по горке П1 и горочного оператора П2.

Рис. 1.5. Техническая структура КГМ

Подсистема «Скорость» содержит три микропроцессорных блока Б5-Б7, обеспечивающих прицельное регулирование скорости скатывания отцепов в зоне 3 тормозной позиции с учетом данных КЗП. Блок Б5 обеспечивает сбор всей информации о ходе роспуска, расчетных и фактических скоростях, состоянии участков, стрелок и замедлителей и передачу ее в подсистему «Диспетчер» для отображения на дисплеях и протоколирования на телетайпе. Блоки Б6 и Б7 осуществляют расчет скоростей выхода отцепов и управление замедлителями 3 тормозной позиции соответственно в пределах 1 – 2-го и 3 – 4-го пучков.

Подсистема «Диспетчер» содержит 4 микропроцессорных блока Б8-Б11. Блок Б8 служит для обеспечения оперативного диалога с ЭВМ дежурного по горке (через клавиатуру КЛ1 и дисплей ТВ1) и маневрового диспетчера (через клавиатуру КЛ2 и дисплей ТВ2), а также распечатки на телетайпе ТЛТ1 заданной и исполненной программ роспуска. Блок Б9 используется для организации индикации на цветном графическом терминале (ЦГТ) состояние накопительных устройств и исполнительных механизмов и формирования сообщений о сбоях системы или подсистем и переходе на резервное управление. Блок Б10 осуществляет выдачу индикации на черно-белые дисплеи ТВ3-ТВ6. Блок Б11 служит для организации двухсторонней связи с автоматизированной системой управления сортировочной станции АСУ СС, хранение подготовленных программ роспуска с инвентарными номерами вагонов (до 4 составов) и данных о накоплении вагонов на путях сортировочного парка.

ДИСПЕТЧЕРСКИЙ КОНТРОЛЬ (ДК)

ЗА ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ

Контроль объектов в ЧДК

На каждой сигнальной точке устанавливается генератор ГК6 (ГК6-1, …, ГК6-16). Генератор ГК6 имеет задающий каскад на тран­­зисторе Т1 по схеме с общим эмиттером (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема генератора ГК

В цепь положи­тель­ной об­ратной связи включён камер­тон­ный стабилизатор часто­ты ГФ3. Задающий каскад через Тр1 свя­зан с усилительным кас­ка­дом­ на транзисторах Т2 и Т3, соеди­нённых по двухтактной схе­ме. Пи­­та­ние ГК осуществляется от выпря­ми­теля В, собранного по мос­то­­­вой схеме. Усилительный же каскад по­лу­чает питание от выпрямителя В через кон­­­такт сигнального реле С. На выходе ГК имеется транс­форматор Тр2, ко­то­рый подаёт в линию ДСН сигнал непрерывной час­тоты, если блок-участок сво­бо­ден или не подаёт, если блок-участок за­нят.

Применение частотного принципа контроля объектов позво­ли­ли расширить функции ДК, возложив на него ещё обязан­но­сти диагно­стической системы. Так, манипулируя работу зада­ющего кас­када ГК с помощью некоторых контрольных кон­тактов, мож­но пере­давать на станцию дополнительную инфор­ма­цию, на­пример, о пере­горании лампы красного огня, отсутствии ос­нов­­­ного и резерв­ного питания, неисправности ДЯ и др.

Если перегорела лампа красного огня (рис. 2.3), то , в ли­нию поступает код КЖ с частотой f. Если нет основного питания, то и в линию поступает код Ж с частотой f . Если нет резервного пи­та­ния, то , в линию поступает код З с частотой f . Если неисправна ДЯ, то , но счётчик 1 работает в коде КЖ, Ж или З по мере удаления поезда. По миганию лампочки у ДСП можно судить о характере неисправности на сигнальной точке. ГКШ отличается от ГК тем, что имеет мульти­вибратор, заменяющий КПТ.

Рис. 2.3. Схема контроля исправности лампы красного огня

Диспетчерская централизация

Принципы построения ТУ и ТС

Приказы ТУ, ТС представляют собой электрические сигналы, состоящие из определенного числа импульсов, отличающихся друг от друга своей значностью. Изменяя тот или иной параметр импульса (длительность (время В), полярность (П), частоту (Ч), фазу (Ф)), можно получить многозначность его смысловой нагрузки (табл. 3.1). Чтобы не усложнять построение устройств и повысить помехоустойчивость сигнала, практически используется два значения импульса, одно из которых называют активным (А, символ 1), другое – пассивным (П, символ 0). Комбинируя значения импульсов в пределах приказа, можно осуществить необходимый набор адресов и команд для системы в целом.

Т а б л и ц а 3.1

Использование импульсных признаков для построения

сигналов ТУ, ТС

В общем виде кодовая посылка ТУ или ТС может быть представлена в следующем виде:

Здесь П – подготовительный импульс, позволяющий привести приемные устройства в рабочее состояние; ИЗ – избирательная часть, в которой зашифровывается адрес станции и адрес группы устройств внутри станции; ОП – оперативная часть, или исполнительная: порядковый номер импульса в ней соответствует номеру объекта внутри группы, а его значение (1 или 0) – наличие или отсутствие команды на изменение состояния объекта.

Сигналы ТУ, ТС относятся к двоичным кодам, т.е. таким, которые основаны на двоичном счислении. Это объясняется тем, что схемная реализация операций с двоичными числами не вызывает затруднений, так как элементы систем ДЦ (реле, триггеры, транзисторы и т.д.) обладают двумя устойчивыми состояниями. Кодовые комбинации состоят из элементов (разрядов). Коды, у которых число элементов во всех комбинациях одинаково, называют равномерными, а у которых неодинаково – неравномерными.

В ДЦ необходимо считаться с возможностью искажения приказов, причиной которых являются повреждения аппаратуры монтажа, линейных проводов, наведенных ЭДС и т.д. Хотя эти искажения не вызывают опасных отказов (низовая аппаратура ЭЦ сработает только при выполнении необходимых зависимостей), они приводят к затруднениям в работе ДНЦ и задержание поездов. Различают количественные и качественные искажения. В первом случае изменяется число импульсов в приказе, во втором – их качество. Задача защиты от количественных искажений решается путем применения стандартного счетчика приказов. Если оно отличается от предусмотренного в системе, то приказ считается ложным и не выполняется. Для защиты от качественных искажений применяются так называемые избыточные коды, т.е. такие, которые отличаются друг от друга в двух и более разрядах из их общего числа. Например, трехразрядный код (n=3) на все сочетания при основании m=2 позволяют получить 8 комбинаций ( ). Однако в них имеются пары (000 и 001, 010 и 011, 100 и 101), в которых в результате искажения одна комбинация легко превращается в другую. Поэтому следует применять для образования приказов пары 000 и 110, 000 и 111 и другие, отличающиеся в двух и трех разрядах.

Существует много способов образования избыточных кодов. В частности, к ним относится код с постоянным числом единиц (код с постоянным весом). Для примера возьмем код содержащий 6 импульсов, из которых три должны быть обязательно активными. Тогда общее число комбинаций , из которых используются .

Избыточные коды применяются в построении избирательной части приказа. Для построения исполнительной части используется распределительная селекция.

ДАННЫХ СПД-ЛП

В решении проблем информатизации железнодорожного транспорта России одной из важнейшей является задача авто­матизации сбора (съёма) первичной оперативной информации в мес­тах её зарождения, обеспечения при этом максимальной досто­вер­ности и минимального времени её доставки потребителям в соот­вет­ствии с установленными нормативами.

Актом приёмочной комиссии, назначенной Указанием МПС №С-1092у от 10.12.96г., система и аппаратно-программный комплекс СПД-ЛП приняты и рекомендованы для тиражирования и применения на сети железных дорог России в качестве базовой системы автоматизированного сбора, обработки и передачи инфор­мации, получаемой от следующих прикладных систем:

– Контроля технического состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК, РИСК);

– Контроля функционального и технического состояния устройств СЦБ на станциях и перегонах;

– САИД – системы автоматической идентификации подвижных объектов ж.д. транспорта;

– Контроля функционального и технического состояния средств связи, энергетического хозяйства, охранной и пожарной сигнализации и, при необходимости, других объектов ж.д.транспорта.

Практическое использование комплекса СПД-ЛП позволяет решить ряд задач, а именно:

– Повышение оперативности и качества воздействия на перевозочный процесс и. как результат, экономия всех видов ресурсов (подвижного состава, электроэнергии, топлива и др.), мобильное реагирование на потребности пользователей транспортных услуг;

– Своевременное полное и качественное удовлетворение заявок на транспортные услуги;

– Сокращение продолжительности каждого этапа управления (сбор, обработка, передача пользователю информации и др.);

– Повышение достоверности и полноты информации, используемой для планирования эксплуатационной работы, а также ускорение самого процесса планирования;

– Сокращение контингента за счёт укрупнения объектов управления и устранения промежуточных звеньев;

– Улучшение условий труда оперативно-диспетчерского персонала.

Решение указанных задач является необходимым условием обес­печения высокой эффективности применения вновь создава­е­мых автоматизированных систем управления технологическими про­цессами работы ж.д. транспорта.

Основным принципом информационного обеспечения СПД-ЛП является создание комплексной единой базы данных, ото­бра­жа­ющей поездную, вагонную, локомотивную бригадную модели, а также информацию о состоянии технических средств.

На базе комплекса СПД-ЛП строится единый диспетчерский центр управления (ЕДЦУ), включающий в себя автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчерского аппарата:

– дежурного по станции (ДНЦ);

– поездного диспетчера (ДПС);

– диспетчера сигнализации и связи (ШЧД);

– дорожного диспетчера (ДГП);

– оператора станционного технологического центра (СТЦ);

– товарного кассира (ТВК);

– дежурного по локомотивному депо (ТЧД);

– энергодиспетчера (ЭЧД);

– дежурного по вагонному депо и оператора пункта тех­ни­чес­кого осмотра вагонов (ВЧД, ПТО), а также ПЭВМ для подключения к другим АРМ системы (АРМ «Анализатор», телеконференция, АРМ механика ЕДЦУ и др.).

Для реализации задачи создания автоматизированного рабочего места ДНЦ необходима оперативная информация о сос­тоянии устройств СЦБ на станциях участка (сигналы светофора, по­ло­жение стрелок, занятость путей, секций и блок-участков). АРМ ДПС обес­печивает съём информации с устройств СЦБ и датчиков низо­вых устройств для отображения поездной ситуации на диспетчерском участке в целом, за исключением перегонов и каждой станции с возможностью визуального контроля:

– занятости всех рельсовых цепей;

– показаний поездных и маневровых сигналов;

– приготовленных маршрутов;

– положения стрелок;

– работы устройств СЦБ и т.д.

ЕДЦУ решает задачи автоматизации управления движением поездов, обеспечивает автоматизированное ведение графика исполненного движения, поставляет сведения о поездном положении по заданным диспетчером параметрам.

Информация о состоянии объектов управления нижнего уровня снимается через систему передачи данных (СПД). Она создаётся на базе специализированных устройств (концентраторов информации и периферийных контроллеров), обеспечивающих сбор и передачу информации по типовым каналам связи на сервер СПД. Он же является одновременно рабочей станцией локальной вычис­ли­тельной сети – ЛВС. Если информация со станций достаточно пол­но имеется в системе диспетчерской централизации «Нева», то целесообразно вводить эту информацию в ПЭВМ с устройств цент­рального поста ДЦ «Нева» посредством специального адаптера.

Организация СПД

Система передачи данных организуется с использованием имеющихся каналов ТЧ и включает в себя головную ПЭВМ (сервер сигналов), концентраторы (КИ) и контроллеры (К) СЦБ.

В качестве сервера используется та же самая ПЭВМ, которая снимает информацию с ДЦ «Нева», но для работы с СПД пред­наз­на­чаются её последовательные порты (СОМ1 и СОМ2). Кроме того, мо­дуль УПСТ (RS-232) для связи с ПЭВМ, которая входит в сос­тав локальной сети.

Концентраторы (КИ) представляют собой микро­процес­сорные устройства, в которые входят:

– модуль центрального процессора (МЦП);

– модуль УПСТ (RS-232) для связи с ПЭВМ;

– модемы (по количеству подключаемых каналов связи, но не более 5;

– блок питания.

Концентратор, подключаемый к серверу, должен распола­гаться от него на расстоянии, не превышающем максимально допустимого для СОМ-порта ПЭВМ, т.е. 15-20 метров. Возможно и более удалённое его расположение (например в ЛАЗе), однако это потребует применения дополнительных устройств (и затрат) для свя­зи концентратора и ПЭВМ, а кроме того, весьма затрудняет на­лад­­ку и обслуживание СПД, поэтому такой вариант менее предпочтителен.

Остальные концентраторы могут устанавливаться на станциях в ЛАЗах, комнатах связи или других помещениях, где имеется питание 220 В, подведены 4-х проводные окончания под­клю­чаемых каналов и имеется возможность их обслуживания.

Контроллер СЦБ представляет собой также микро­про­цес­сорное устройство­, предназначенное для съёма и передачи инфор­мации от устройств СЦБ. В его состав входят:

– модуль центрального процессора (МЦП);

– модем (для связи с концентратором);

– модули МДВ (общим количеством до 7);

– блок питания.

Каждому контроллеру и каждому концентратору присваи­ваются собственные адреса. Контроллер устанавливается на стан­ции вблизи пульта ДСП или в релейной и подключается к 4-х про­вод­­ному выделению группового канала. Контроллер снимает ин­фор­ма­цию с лампочек пульта или контактов реле о занятости пу­тей, секций, положении стрелок, сигналах светофоров. Для снятия этой информации в контроллер устанавливаются модули типа МДВ-3 или МДВ-4 в необходимом количестве, но не более 7 штук. Каж­дый модуль МДВ-3 имеет 29 входов для подключения объек­тов, а МДВ-4 – 58 входов. Таким образом, к одному контроллеру мож­но подключить 406 точек (при установке 7 модулей МДВ-4). Если этого количества недостаточно, то устанавливается 2 и более контрол­леров, причём в этом случае к каналу связи подключается толь­ко первый из них, а каждый последующий включается в пред­ы­дущий «по цепочке» через модули УПСТ или модем. В каждый из контроллеров, соединённых «цепочкой» (кроме последнего), мож­но установить не более 6 модулей. Как показала практика, не реко­мендуется включать «цепочкой» более 2-х контроллеров. При на­личии на станции большого количества конт­роллеров их следует под­ключить к каналу связи через концентратор.

Специальная модификация модуля МДВ-3С позволяет сни­мать информацию с лампочек стрелочного коммутатора, имею­ще­го нейтральное положение рукоятки, при котором лампочки не го­ря­т.

После включения питания контроллер в первую очередь определяет количество установленных в нём модулей МДВ. Далее через каждые 2 секунды контроллер считывает информацию со всех входов всех модулей и побитно сравнивает её с информацией, счи­­танной в предыдущем цикле. При обнаружении хотя бы одного из­ме­нения формируется информационный блок. В этот блок вклю­ча­­ется информация только с тех модулей, в которых было обна­ру­жено изменение хотя бы одного бита информации, а также ука­зы­вается по­ряд­ковый номер модуля. Если состояние входов каких-либо моду­лей не изменялось, то информация с них в этот блок не включается.

Каждые 30 секунд независимо от наличия изменений в ин­фор­мации формируется и передаётся полный блок, в который вклю­­чается информация от всех установленных в контроллере модулей. Для доставки этой информации от контроллеров к серве­ру сиг­­налов разработаны два варианта систем передачи данных, пред­­назначенных для работы с каналообразующей аппаратурой раз­­лич­ных типов.

Первый вариант реализуется на любой аппаратуре связи, обеспечивающей двухточечные каналы ТЧ (П-309, П-330 и пр.), и имеет древовидную структуру. Процесс обмена информацией проис­хо­дит по следующему алгоритму:

Каждый из концентраторов периодически посылает кадр ти­па ЗАПРОС нижестоящим устройствам по всем имеющимся у него ка­на­лам, кроме канала 0 и ожидает ответа на него. Нижестоящий кон­центратор или контроллер, получив запрос и проверив его на соот­ветствие формату, отвечает на него либо кадром ПУСТОЙ ОТ­ВЕТ (при отсутствии информации для передачи), либо ИН­ФОРМАЦИОННЫМ КАДРОМ (при наличии информации). Если запрос принят с ошибками (обнаружено несоответствие формату), нижестоящее устройство на такой запрос не отвечает вообще. При отсутствии связи с вышестоящим устройством концентратор сохраняет принятую информацию в своей памяти. Когда она будет полностью заполнена, концентратор перестаёт посылать запросы по низовым каналам до тех пор, пока вся хранящаяся информация не бу­дет передана или уничтожена (например, переключением питания концентратора).

ПЭВМ может передавать любые сообщения или команды лю­бо­му устройству СПД. Они имеют структуру ИНФОР­МА­ЦИОН­НО­ГО КАДРА и рассылаются концентраторами всем устройствам СПД, но исполняются лишь тем, кому адресованы, а остальными игнори­руются.

Второй вариант СПД реализуется с использованием груп­по­вых каналов ТЧ (К-24, «АСТРА», К-3Т). В этом случае СПД имеет линейную структуру и не требует применения концентрато­ров, за исклю­чением одного, являющегося согласующим устройством меж­