1.4. Виды станционных систем автоматики и телемеханики

1.4.1. Структура систем

Любую станционную систему автоматики и телемеханики составляет совокупность аппаратуры, оборудования, механизмов, источников энергии, линий связи и объектов, взаимодействующих между собой и обеспечивающих организацию и безопасность движения поездов в пределах станции. Общая структура такой системы представлена на рис.1.12.

Рис.1.12. Общая структура автоматической системы

Снимаемый с аппарата управления задающий сигнал Хз и поступающие от напольных объектов контрольные сигналы Хк подаются на вход устройства управления (УУ). В последнем по заданному алгоритму происходит их обработка и формирование управляющего воздействия U, которое обеспечивает требуемый режим работы объектов управления (ОУ). Как правило, на объекты влияют климатические условия, обслуживающий персонал и т.п., что учитывается возмущающим воздействием F. Таким образом, выходная координата системы описывается следующим выражением:

. (1.1)

В то же время она определяется выходными координатами Y1, Y2, Y3, ..., Yn соответствующих категорий объектов управления (сигналов, стрелок и т.д.) и является дискретной векторной величиной

. (1.2)

В свою очередь

, (1.3)

где  выходная координата n-го объекта в i-й категории.

В состав устройства управления входят контрольные элементы (КЭ), фиксирующие состояние напольных объектов; функциональная структура (ФС), реализующая алгоритм управления; исполнительные элементы (ИЭ), вырабатывающие управляющие воздействия, и индикаторные элементы (ИНЭ), отображающие состояние контролируемых объектов (рис.1.13).

Рис.1.13. Общая структура устройства управления

Задача функциональной структуры сводится к решению уравнения

, (1.4)

в котором задающие и контрольные воздействия являются дискретными векторными величинами и могут быть определены аналогично выходной координате на множестве элементов данной категории объектов. Решение этого уравнения осуществляется по алгоритму Аj = (U, Х, F) в соответствии с показателем качества I(Аj) = I(U, Х, F).

Станционные системы автоматики и телемеханики, у которых число входов и выходов может достигать тысячи и более, относятся к классу больших систем. При их построении наиболее трудной задачей является отыскание на множестве всех алгоритмов Аj  А, отвечающих решению поставленной задачи, такой оптимальной структуры Sк  S, которая обеспечивала бы максимум

(минимум) функционала цели управления

. (1.5)

В настоящее время не существует методов решения поставленной задачи в общем виде, а возможны только приближенные решения с определенными допущениями. Это связано с тем, что при синтезе систем необходимо учитывать условия по безопасности движения поездов, которые выдвигают требования, отличные от требований к системам промышленной автоматики, элементной базе, контрольным и исполнительным элементам.

В общем случае все многообразие станционных систем автоматики и телемеханики можно разделить на три большие группы: нецентрализованные системы управления стрелками и сигналами, системы централизации стрелок и сигналов, системы механизации и автоматизации сортировочных горок.