Микропроцессорные системы ЭЦ

Существующие релейные системы ЭЦ имеют существенные недостатки: значительный объем релейной аппаратуры, требующий больших помещений и различных работ при обслуживании; низкая информативность пультов-табло; использование только ручной установки маршрутов; отсутствие средств диагностики работы системы и ее технического обслуживания.

Кроме функций, выполняемых релейными системами ЭЦ, в микропроцессорных системах обеспечивается выполнение ряда новых функций, получаемых благодаря использованию микропроцессорной программируемой элементной базы: накопление задаваемых маршрутов и автоматический выбор трассы маршрута; автоматическая установка маршрутов в соответствии с текущим временем и графиком движения поездов; автоматическое протоколирование действий персонала, работы системы и устройств (функции «черного ящика); оперативное предоставление нормативно-справочной информации и данных технико-распорядительного акта (ТРА) станции; реализации функций линейного пункта ДЦ для кодового уп-равления станцией без дополнительных капитальных затрат; автоматическая регистрация действий оператора и хранение их в памяти ЭВМ; хранение, просмотр и статистическая обработка отказов в ЭЦ; поддержка оперативного персонала в нештатных ситуациях (исключение неправильных действий пользователя, режим подсказки); использование в режиме советника для дежурного по станции;

совместимость с информационными системами автоматического управления перевозками (АСОУП, АСУ СС и др.).

В настоящее время разработан и внедряется на станциях ряд микропроцессорных систем централизации стрелок и сигналов.

Релейно-процессорная централизация ЭЦ МПК. В ней функции, обеспечивающие безопасность движения (работа путевого реле, управление светофором, перевод стрелки и т.п.) выполняются реле I класса надежности, а функции ЭЦ по автоматизации маршрутов

и другие, не связанные с обеспечением безопасности движения, регулируются средствами вычислительной техники. Таким образом, ЭЦ МПК интегрируется с исполнительными схемами традиционных релейных систем ЭЦ. Кроме того, технические средства ЭЦ МПК реализуют функции линейного пункта ДЦ без дополнительных затрат. В ЭЦ МПК используются центральные зависимости и центральное питание.

Система ЭЦ МПК строится по трехуровневой структуре, представленной на рис 6.16. Верхним уровнем являются автоматизированные рабочие места ДСП (АРМ ДСП) на базе резервированных ЭВМ и АРМ дежурного электромеханика. Ко второму уровню относится комплекс технических средств управления и контроля (КТС УК). Комплекс состоит из источников питания 1, контроллеров 2, плат контроля 3 и управления 4. Третий уровень включает исполнительные схемы релейной централизации.

Основой комплекса КТС УК являются два промышленных контроллера. Каждый из них включает в себя компьютер и различные платы для ввода-вывода информации. КТС обеспечивает следующие функции: сбор, обработку и хранение информации о состоянии объектов ЭЦ (положение стрелок, сигналов и других путевых объектов); передачу этой информации на АРМа ДСП и другие АРМы по локальной вычислительной сети (ЛВС); прием от АРМа ДСП и последующая реализация команд по установке, отмене и искусственной разделке маршрутов, переводу стрелок и др.; сопряжение с системами ДЦ.

Аппаратура КТС УК имеет два комплекта: основной и резервный. Дублирующий комплект (основной или резервный) работает в режиме «горячего резерва». Комплект, который в данный момент осуществляет обмен данными с АРМом ДСП и реализует команды управления, считается «активным». Второй комплект — («пассивный») включен, собирает и обрабатывает информацию. Он готов в любой момент перейти в активное состояние. АРМ ДСП выполнен на основе двух ПЭВМ с мониторами, объединенных локальной сетью, в которую включены АРМы электромеханика и при необходимости — другие пользователи информации о передвижении поездов на станции. За счет использования локальной сети АРМы (в том числе АРМ ДСП) могут быть территориально рассредоточены на станции в местах размещения оперативного и обслуживающего персонала.

Рис. 6.16Структурная схема ЭЦ МПК

В качестве аппарата управления используются стандартная клавиатура ПЭВМ и манипулятор типа «мышь». Информация отображается на мониторах, плазменном табло или видеопроекционном табло на просвет или отражение.

На средства вычислительной техники возлагается обеспечение решения следующих задач: маршрутного набора; реализация режима автоматического действия светофоров; двукратный перевод стрелки; последовательный пуск стрелок; фиксация неисправностей; оповещение монтеров пути; обдувка стрелок. Благодаря использованию программируемой элементной базы выполняются следующие дополнительные функции: автоматическое протоколирование действий персонала, работы системы и устройства (функция «черного ящика»); оперативное предоставление нормативно-справочной информации и данных ТРА станции; реализация функций линейного пункта ДЦ для кодового управления станцией без

дополнительных капитальных затрат; автоматизация управления посредством формирования маршрутных заданий на предстоящий период (без ограничения емкости); накопление маршрутов как по принципу очереди, так и по времени исполнения (без ограничения емкости); хранение, просмотр и статистическая обработка отказов в ЭЦ; поддержка оперативного персонала в нештатных ситуациях (исключение некорректных действий пользователя, режим подсказки); сопряжение с информационными системами вышестоящего

уровня (АСОУП, АСУСС и др.).

Система ЭЦ МПК реализует программное, маршрутное и индивидуальное управление стрелками, обеспечивает возможность автоматической установки маршрутов на предстоящий период с выдачей речевых сообщений в случаях недопустимых отклонений и

нарушений работы устройств.

Для работы ДСП с ЭЦ МПК есть два режима: основной и вспомогательный. В основном режиме реализуются функции контроля состояния станционных устройств и управления объектами (стрелками, светофорами и др.) с обеспечением всех условий безопасности движения поездов схемными решениями традиционных релейных систем ЭЦ. Во вспомогательном режиме можно управлять устройствами СЦБ при нарушениях их нормального функционирования. Это относится к использованию пригласительных сигналов, вспомогательному переводу стрелок, аварийной смене направления на однопутном перегоне, искусственному размыканию секций маршрута, вспомогательному режиму открытия переезда.

Микропроцессорная система централизации ЭЦ-ЕМ. Она является системой нового поколения, использующей передовые компьютерные технологии, и предназначена для управления технологическим процессом на станции средствами вычислительной техники, а также обеспечивает сочетание высокой пропускной способности с требуемой степенью безопасности движения поездов.

В системе ЭЦ-ЕМ используются центральные зависимости, маршрутный набор, микропроцессорная и релейная аппаратура. Система является единой для применения на малых, средних и крупных станциях магистрального железнодорожного транспорта России.

Структурная схема построения системы ЭЦ-ЕМ показана на рис. 6.17. Основой вычислительного центра системы является управляющий вычислительный комплекс УВК РА-01. Он обеспечивает контроль и управление стрелками и сигналами, взаимодействие с ДСП, а также связь ЭЦ-ЕМ с вышестоящими системами железнодорожной автоматики и диагностику исправного состояния собственных блоков, выявление отказов и отключение неисправной аппаратуры.

Управление объектами централизации осуществляется с рабочего места дежурного по станции (РМ ДСП), оборудованного тремя ПЭВМ и упрощенным пультом-табло для контроля и управления. В процессе функционирования системы две ПЭВМ находятся в рабочем режиме, одна — в холодном резерве. Каждая ПЭВМ физически связана с двумя различными вычислительными каналами УВК. Пульт-табло контроля и управления используется в системе для выполнения некоторых специальных функций управления (режим горения сигналов «день/ночь», рукоятка для установки макета стрелки, ключ-жезл и др.), а также для аварийного управления стрелками и пригласительными сигналами.

Использование средств вычислительной техники позволило дополнить систему ЭЦ-ЕМ рядом новых функций как технологического, так и информационно-сервисного характера. К дополнительным технологическим функциям относятся: контроль логической занятости путей и участков пути при занятии их поездом в заданном маршруте (с контролем их последующего освобождения по маршруту для защиты от потери шунта); проверка условий безопасности при задании маршрута, открытии и горении пригласительного

сигнала (кроме условий, взятых ДСП под свою ответственность); прекращение кодирования маршрутов до головы поезда при несанкционированном выезде подвижной единицы на маршрут; проверка свободности всех секций в маневровом маршруте при движении вагонами вперед после вступления подвижной единицы на маршрут (кроме первой секции, прилегающей к занятой секции); исключение посекционного размыкания маршрута в случае проезда подвижной единицей перекрытого светофора; возможность задания автоматического действия в любом поездном маршруте; индивидуальная выдержка времени для каждого отменяемого маршрута, размыкаемой секции и др.

Рис. 6.17 Структурная схема системы ЭЦ-ЕМ

К информационно-сервисным функциям относятся: возможность накопления маршрутов как по времени, так и по очереди, формирование на экране РМ ДСП различных сообщений о ходе технологического процесса, удобство ввода управляющих команд и др. Важной новой функцией является протоколирование хода технологического процесса (управляющих действий ДСП, реакции на них системы, состояния постового и напольного оборудования). Перечисленные сведения фиксируются и хранятся в архиве РМ ДСП,

защищенном от несанкционированного доступа. Эти сведения могут быть в любой момент извлечены и проанализированы. На основании анализа записей архива о работе напольного оборудования (рельсовых цепей, светофоров, стрелок и др.) могут выявляться перемежающиеся неисправности напольных устройств, что дает возможность использования этой информации в АРМе электромеханика. Внедрение ЭЦ-ЕМ ведет к сокращению производственных площадей, снижению затрат на проектирование, оснащение станции техническими средствами сопряжения с вышестоящими системами, на эксплуатацию системы при безусловном обеспечении требуемого уровня безопасности движения поездов.

Микропроцессорная система централизации МПЦ Ebilock-950 (Швеция). Эта система относится ко второму поколению компьютерныхЭЦ стрелок и сигналов и может применяться на малых, средних икрупных станциях. Система является комбинированной, в ней микропроцессорные устройства обеспечивают выполнение и контроль взаимозависимостей стрелок и сигналов на станции, тестированиеустройств и обеспечение безопасности движения поездов, а релейная аппаратура осуществляет непосредственное управление напольными устройствами. Система имеет центральные зависимости и

маршрутное управление стрелками. На рис. 6.18 приведена структурная схема такой системы МПЦ. МПЦ Ebilock-950 состоит из центрального компьютера, который имеет два процессора А и Б. Один из этих процессоров работает в реальном времени, другой находится в рабочем состоянии и является горячим резервом, готовым заменить первый при возникновении в нем неисправности. Центральный компьютер Ebilock-950 обеспечивает безопасность движения поездов на станции и выполняет команды ДСП. К центральному компьютеру подключены АРМ ДСП и АРМ ШН электромеханика. От ДСП в систему посредством клавиатуры или «мыши» поступают команды, связанные с поездной работой, а из системы на АРМ поступает информация о происходящих событиях на станции. Для этого используется монитор, где отображен план станции.

Рис. 6.18 Структурная схема системы МПЦ

Системный блок и монитор АРМ ДСП резервируются на случай неисправности основного. Все действия ДСП фиксируются и запоминаются компьютером. Спустя достаточно большое время можно воссоздать любую поездную ситуацию.

С АРМа ШН можно контролировать состояния напольных объектов, подключенных систем (АРМ ДСП, объектных контроллеров и др.), просмотреть электронную версию журналов событий, а также вывести на печать информацию о сбоях и неисправностях.

Для непосредственного управления станционными объектами служат объектные контроллеры ОК, которые подключаются к центральному компьютеру через петли связи и концентраторы К. Объектный контроллер принимает приказ от центрального компьютера, преобразует его в электрические сигналы для управления напольными устройствами. Сигналы, принятые от напольного оборудования, также преобразуются в сигналы контроля его состояния и через концентраторы передаются в центральный компьютер. Объектные контроллеры бывают различного назначения. Например, сигнальный контроллер управляет сигнальными показаниями и контролирует состояние светофорных ламп, стрелочный определяет состояние стрелки и управляет электродвигателем и т.д. Такая компьютерная централизация МПЦ выполняет все требования ПТЭ по обеспечению взаимозависимостей стрелок и сигналов и осуществляет обработку данных не допуская выполнения опасных команд, поступающих от системы управления и отображения. Только корректные команды от системы управления и отображения преобразуются в приказы и передаются на объекты управления (стрелки, сигналы, переездное оборудование, перегонные устройства и др.).

Автоматизированное рабочее место дежурного по станции. АРМ

ДСП представляет собой промышленный компьютер с клавиатурой, манипулятором типа «мышь», двумя цветными мониторами и печатающим устройством. С АРМа непосредственно ДСП управляет стрелками, светофорами и другими устройствами на станции. Установка маршрутов, положение стрелок, показания светофоров, состояние изолированных участков пути, стрелочных секций, приемо-отправочных путей, участков приближения и удаления, а также других объектов контролируются на экране монитора АРМа ДСП. Здесь же изображен схематический план станции со всеми объектами управления и контроля (рис. 6.19). Состояние объекта изменяется подачей соответствующей команды при помощи «мыши» или клавиатуры с учетом поездной обстановки и состояния контролируемых объектов.

Рис. 6.19. Схема станции АРМа ДСП

Маршрут приема может быть установлен с помощью команды УПМ («установка поездного маршрута») или манипулятора «мышь». Последовательность действий ДСП при установке маршрута приема с помощью «мыши» следующая:

• подвести курсор «мышь» на точку начала маршрута (светофор) и нажать левую кнопку «мыши». Если ДСП попал в объект, то вокруг объекта отобразится зеленый прямоугольник. Курсор изменяется на значок, показывающий, что программа сейчас находится в режиме установки маршрута; мыши». Если ДСП правильно выбрал конец маршрута, то на всех выбранных объектах отобразятся зеленые прямоугольники. При выборе конца маршрута появится меню, отображающее только возможные маршрутные команды.

Например, при установке маршрута приема от сигнала ЧД до сигнала Н2 ДСП левой кнопкой мыши «щелкает» на стык у светофора ЧД и затем правой кнопкой «мыши» «щелкает» на стыке у светофора Н2. После появления в командном поле команды УПМ активизируется кнопка «Выполнить» (с желтой стрелкой) на командной панели. У изолирующего стыка появляется зеленый кружок, отображающий обозначение начала маршрута. Происходит автомfтический перевод стрелок. После перевода стрелок по маршруту происходит замыкание поездного маршрута. Секции, замкнутые в маршруте, изображаются зеленым цветом. Происходит открытие светофора и на символе светофора высвечивается соответствующее сигнальное показание.

При вступлении поезда на участок приближения символ этого участка изменяется на красный цвет, а при занятии поездом участка приближения к станции будет дополнительно кратковременно подан звуковой сигнал. При выезде поезда за светофор зеленая полоса этого

участка сменится на красную, разрешающее показание на светофоре, ограждающем этот маршрут, сменится на запрещающее. По мере дальнейшего следования поезда по маршруту и занятия им изолированных секций зеленая полоса каждой занятой поездом секции будет меняться на красную, а по мере освобождения поездом секций красная полоса каждой такой секции будет гаснуть, т.к. происходит размыкание маршрута (посекционное).

Порядок приготовления маршрута отправления и индикация на экране монитора аналогичны порядку установки маршрута приема и его индикации.

При установке маневрового маршрута, например, от М8 до М12, ДСП «щелкает» левой кнопкой «мыши» по изображению светофора М8, а затем правой кнопкой «мыши» — по изображению светофора М12.В командном поле командной панели появляется команда УММ («Установка маневрового маршрута»). После этого нажимается кнопка «Выполнить» на командной панели (желтая стрелка) и у изолирующего стыка появляется желтый кружок, отображающий обозначение начала маршрута. Происходит автоматический перевод стрелок и после этого замыкание маршрута. Секции, замкнутые в маршруте, отображаются желтым цветом и происходит открытие светофора. На символе светофора появляется разрешающее сигнальное показание.

При освобождении подвижным составом изолированного участка перед светофором и перекрытии лунно-белого огня на запрещающее показание гаснет повторитель светофора на экране монитора. По мере следования состава по маршруту и занятии им изолированных участков желтая полоса каждой занятой составом секции будет меняться на красную, а по мере освобождения составом изолированных участков красная полоса каждой такой секции будет гаснуть, т.е. происходит посекционное размыкание использованного маршрута.

Отмена установленного маршрута выполняется только ДСП по команде ОМ «наименование <сигнал>». При поступлении данной команды перекрывается светофор, ограждающий маршрут. Отмена установленного маршрута производится при выполнении следующих условий: замкнутое состояние маршрута; свободность всех стрелочных и путевых участков по маршруту.

Отмена маршрута осуществляется с выдержкой времени:

• поездного и маневрового маршрута при свободном участке приближения — не менее 5 с;

• поездного маршрута при занятом участке приближения и в случае, когда маршрут был замкнут командой УПБ, — не менее 3 мин;

• маневрового маршрута при занятом участке приближения и в случае, когда маршрут был замкнут командой УМБ, — не менее 1 мин;

• если до поездного светофора был установлен маневровый маршрут, а далее поездной, то отмена поездного маршрута при занятом участке приближения происходит с выдержкой времени не менее 3 мин.

Последовательность действий ДСП при отмене поездного маршрута, например, поездного маршрута Ч2 НД, следующая: ДСП правой кнопкой «мыши» «щелкает» по изображению светофора Ч2 и в появившемся меню команд выбирает команду ОМ (отмена маршрута). В командном поле появляется соответствующая отмене маршрута запись. ДСП нажимает кнопку «Выполнить» (желтая стрелка). В результате выполнения команды светофор Ч2 перекрывается, стык у светофора Ч2 мигает красным цветом (красный прямоугольник), пока идет выдержка отмены маршрута (3 мин при занятом участке приближения и 5 с при свободном). После этого происходит размыкание маршрута и секции, которые были задействованы в маршруте и изображались зеленым цветом, отображаются белым цветом. При отмене установленного маневрового маршрута, например, УММ М8

М12, действия ДСП аналогичны. Выдержка отмены маршрута составляет 1 мин при занятом участке приближения. После этого происходит размыкание маршрута и секции, которые были задействованы в маршруте и были показаны желтым цветом, изображаются белым цветом. При отмене установленного маршрута ДСП может «щелкнуть» левой кнопкой «мыши» на экране монитора на кнопку «Очистить». Такие действия выполняются, когда ДСП случайно задал неточный маршрут или есть необходимость его изменить. В этом случае ДСП установил маршрут на экране АРМа ДСП, но при этом еще не успел «щелкнуть» кнопку «Выполнить». В результате таких действий ДСП установленный, но не использованный маршрут будет отменен.

21Безопасность движения поездов