Автоматизированные системы диспетчерского контроля

Устройства диспетчерского контроля (ДК) применяются на железных дорогах России с середины ХХ века. В соответствии с нормативными документами железнодорожного транспорта устройства ДК должны предоставлять поездному диспетчеру информацию о свободности или занятости блок -участков на перегонах, главных и приемоотправочных путей на промежуточных станциях, а также о показаниях проходных, входных и выходных светофоров. Кроме того, устройства ДК выполняют функции контроля технического состояния устройств автоматики на перегонах и станциях.

Системы ДК представляют собой средства контроля, в них не реализуются функции управления. Поэтому на станциях участка сохраняется автономное управление, а диспетчерское руководство реализуется путем передачи команд от поездного диспетчера дежурным по станциям по телефонному каналу связи. Это дает некоторое повышение эффективности работы участка, но не приводит к сокращению эксплуатационного персонала.

На железных дорогах применялись устройства ДК типа ДК-ЦНИИ (1949 г.), БДК-ЦНИИ (1957 г.), с 1966 года практически на всех участках, оборудованных автоблокировкой, применялась система частотного диспетчерского контроля ЧДК. В настоящее время для применения рекомендованы компьютерные системы АПК-ДК и АСДК.

В последние годы на сети железных дорог России проводится внедрение автоматизированных дорожных центров диспетчерского управления (АДЦУ), основанных на системах диспетчерской централизации (ДЦ). При этом определилась новая область применения систем ДК: сбор информации, отсутствующей в ДЦ и необходимой, в первую очередь, для правильной организации процесса технического обслуживания средств автоматики, а также для оперативного восстановления их работоспособности при появлении отказов или принятия других экстренных мер для предотвращения опасных ситуаций или сбоя в движении поездов.

Таким образом, в настоящее время основными задачами систем ДК являются:

- сбор и передача информации о поездном положении на перегоне и о техническом состоянии устройств автоблокировки;

- сбор информации о техническом состоянии станционных устройств автоматики (ЭЦ, устройства энергоснабжения, пассажирская автоматика и др.).

- сбор и передача в АДЦУ информации от устройств контроля состояния подвижного состава (ДИСК и др.).

При совместном использовании систем ДЦ и ДК необходимо оптимально сочетать линейные устройства ДЦ и ДК: в ДЦ необходимы дискретные сигналы от устройств ЭЦ, в ДК кроме этих сигналов нужны аналоговые значения конкретных параметров устройств. Поэтому между устройствами ДЦ и ДК на станционном уровне должна быть увязка для передачи дискретных сигналов от устройств ДЦ к устройствам ДК и в обратном направлении для ввода в ДЦ информации о состоянии перегонов. Контрольная и диагностическая информация, полученная устройствами ДК на станциях и перегонах, должна выдаваться на АРМ дежурных электромехаников станций, а также диспетчеру дистанции сигнализации и связи для оперативного принятия им соответствующих мер по восстановлению работоспособности устройств. Применение в устройствах ДК современных вычислительных средств позволяет реализовать не только контроль и диагностику фактического состояния технических средств автоматики и подвижного состава, но и прогнозировать его изменение и, тем самым, оперативно принимать меры и вносить необходимые коррективы в графики процесса технического обслуживания.

В аппаратно-программном комплексе диспетчерского контроля (АПК-ДК) реализованы функции диспетчерского контроля на современном техническом уровне. Построение систем ДК на основе средств вычислительной техники позволило решить не только традиционные задачи этих систем, но и получить новые функциональные возможности: диагностирование устройств автоматики на перегонах и станциях диспетчерского участка с передачей диагностической информации в дистанцию сигнализации. Таким образом, система АПК-ДК решает все задачи, которые ставятся перед системами данного класса. Структура системы АПК-ДК показана на рис. 3.9.

Рис. 3.9 Структура системы АПК-ДК

Устройства АПК-ДК на станциях выполняют сбор, преобразование и концентрацию информации о состоянии перегонных и станционных устройств автоматики. Эта информация отображается на мониторах АРМ дежурного по станции и электромеханика, а также передается в устройства поездного диспетчера и диспетчера дистанции сигнализации.

Для контроля технического состояния перегонных устройств автоблокировки в релейных шкафах устанавливаются автоматы контроля сигнальных точек, построенные на специализированных контроллерах (АКСТ-СЧМ). Этот блок представляет собой генератор частоты, формирующий циклические частотные посылки по восемь импульсов каждая, в соответствии с состоянием контролируемых объектов. АКСТ-СЧМ позволяет контролировать состояние семи дискретных датчиков (реле) и двух пороговых датчиков. Информация передается путем манипуляции длительности импульсов и пауз в посылке: длительность импульса в один такт соответствует замкнутому состоянию контакта реле, а в два такта – его разомкнутому состоянию, длительность паузы (разделительного интервала между частотными импульсами) в один такт соответствует разомкнутому состоянию контакта реле, а в два такта – его замкнутому состоянию. Состояние пороговых датчиков передается импульсами, причем их длительность в один такт соответствует значению «параметр в норме», а в два такта – «параметр не в норме». Длительность каждого такта передачи информации равна 0,468±0,007 с.

При проектировании АПК-ДК определяется перечень параметров, контролируемых на сигнальной точке. Для устройств автоблокировки это могут быть основное и резервное питание, основная и резервная нить лампы красного огня светофора, лампы разрешающих показаний светофора, установленное направление движения поездов, замыкание изолирующих стыков, наличие постоянного напряжения блока БС-ДА, занятость блок - участка, неисправность блока АКСТ-СЧМ или линии ДСН, аварийный отказ.

На одной физической цепи может работать до 30 АКСТ-СЧМ с частотным разделением в диапазоне 300 – 4300 Гц.

На станциях устанавливаются концентраторы информации, выполненные на основе компьютеров промышленного применения. Для согласования физической линии ДСН перегона с портом компьютера устанавливаются блоки СЧД-10, каждый из которых обрабатывает до 10 частотных каналов. Устройство согласования с линией ДСН предназначено для гальванической развязки от линии, защиты от импульсных перенапряжений, предварительного усиления и нормирования входного сигнала. Выделенные детектором сигналы поступают через устройство усиления, гальванической развязки и индикации в концентратор информации.

Съем сигналов со станционных устройств автоматики обеспечивают программируемые индустриальные контроллеры ПИК-10 и ПИК-120, имеющие соответственно 10 и 120 дискретных входов. ПИК-10 кроме того имеет 10 аналоговых входов и предназначен для измерения средних значений напряжений на обмотках путевых реле, измерения сопротивления изоляции внешних цепей, преобразования напряжения на дискретных входах в цифровые сигналы, соответствующие логическим 1 и 0, преобразования в цифровую форму измеренных значений напряжения и передачи их во внешние устройства. Структурная схема ПИК-10 показана на рис. 3.10.

Рис. 3.10 Структурная схема ПИК-10

При необходимости контроля состояния большого количества дискретных датчиков – реле ЭЦ, используется контроллер ПИК-120. Связь контроллера с ведущим процессором реализуется по двум последовательным каналам типа «токовая петля» или по стандартному интерфейсу типа RS-485. Одновременно по одной линии связи могут работать до 16 контроллеров ПИК-120.

Автоматизированная система диспетчерского контроля (АСДК) представляет собой аппаратно-программный комплекс контроля состояния устройств автоматики, телемеханики и связи на перегонах и станциях. Условно АСДК можно разделить на две подсистемы по уровням управления.

Подсистема нижнего уровня состоит из датчиков состояния контролируемых объектов – контактов соответствующих реле постовых и перегонных устройств, измерительных панелей рельсовых цепей и др., а также контроллеров диспетчерского контроля (КДК), осуществляющих сбор и обработку дискретной и аналоговой информации и ее передачу в сеть АСДК. КДК представляет собой многопроцессорную систему, построенную по магистрально-модульной структуре с модулями, обеспечивающими контроль дискретных и аналоговых сигналов. К последним относятся напряжения питающих установок, напряжения на обмотках путевых реле рельсовых цепей различного типа, включая тональные, длительности и частоты различных сигналов и др.

Магистралью КДК служит асинхронная последовательная линия, позволяющая при децентрализованном размещении отдельных модулей сократить монтаж устройств системы. Аппаратура нижнего уровня обеспечивает съем и передачу на станцию дискретных и аналоговых сигналов от устройств сигнальных точек автоблокировки и переездных установок. Для этого она содержит линейный аналоговый модуль (МАЛ) и генератор линейных сигналов ГЛС, обеспечивающие сбор дискретных сигналов от 15 контролируемых устройств – контактов реле, и измеренных аналоговых сигналов. Линейные выходы всех генераторов (до 24) подключаются параллельно к общей двухпроводной линии связи (например, ДСН), что возможно благодаря частотному разделению сигналов с разных сигнальных установок.

Информация от каждой сигнальной установки по линии связи поступает на станционную приемную аппаратуру, в которой частотные сигналы выделяются полосовыми фильтрами модулей приемных каналов ПК. После дешифрации принятых сигналов информация поступает через интерфейс типа RS-232 в аппаратуру верхнего уровня АСДК (рис. 3.11) и в модули индикации.

Рис. 3.11 Структурная схема АСДК

Подсистема верхнего уровня выполняет обработку и маршрутизацию информации от КДК, ее отображение на АРМ оперативного персонала, включенных в сеть АСДК. На этом уровне осуществляется связь с внешними информационно-управляющими системами, такими как АСОУП, АСУ-Ш и другими. В состав устройств подсистемы верхнего уровня входят технологические АРМ пользователей, к которым относятся поездные и узловые диспетчеры, сменные инженеры дистанций сигнализации, дежурные по станциям, электромеханики постов ЭЦ и ГАЦ, диспетчеры локомотивного депо, дежурные по пассажирским и грузовым паркам и др. Сеть АСДК может выполнять функции электронной почты и открыта для подключения устройств других информационных или управляющих систем.

Каждый АРМ, включенный в сеть АСДК, реализует общесистемные функции: графическое отображение на экране монитора информации о реальном состоянии контролируемых устройств, о поездном положении на контролируемом участке, логический контроль работы устройств СЦБ, ведение протоколов работы устройств и действия персонала. Обеспечивается также принудительное обращение внимания оператора на возникшие нештатные ситуации с помощью «всплывающих окон» и звуковых сигналов.

Специализированные функции АРМ определяют решение технологических задач соответствующим оперативным персоналом. В них автоматически определяются времена прибытия и отправления поездов, идентификация подвижных объектов в зоне контроля, ведется учет действующих предупреждений и их исполнения, а также ведение необходимых документов о движении поездов и другой работы.