-
Компьютер централизации
На железных дорогах России устанавливается система EBILOCK 950 (рис.3).
Автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП) служит для контроля и управления поездным движением. Это интерфейс между системой централизации и человеком. От диспетчера в систему поступают команды (например, отмена или установка маршрута), из системы на АРМ идёт индикация - визуальное представление событий на станции. Работа со станционными объектами ведется через систему объектных контроллеров, скомпонованных в концентраторы. Концентраторы и компьютер централизации связаны между собой петлей связи.
Рисунок 3
На терминал электромеханика поступает информация о различных неисправностях в системе, например, обрыв петли связи или перегорание лампы в светофоре. Электромеханик дает чисто технические команды, связанные с функционированием системы.
Для непосредственного управления станционными объектами (стрелками, светофорами, сигналами и т.д.) служит система объектных контроллеров. Объектные контроллеры монтируются в специальных шкафах, размещаемых на территории станции.
Ядром системы является компьютер централизации (КЦ), который проверяет все условия для безопасного движения поездов и с помощью системы объектных контроллеров управляет станционными объектами. Как в любой вычислительной системе в этом компьютере выделяется аппаратная часть (hardware) и программное обеспечение (software).
Структура компьютера централизации приведена на рис.4. Процессорный блок централизации Interlocking Processing Unit (IPU) - содержит два синхронно работающих процессорных блока централизации: один функционирует в рабочем режиме (on-line), а другой - в резервном (standby). Резервный процессор не влияет на функционирование рабочего, но к нему непрерывно поступает информация со стороны системного программного обеспечения о состоянии рабочего процессора. В случае сбоя рабочего процессора резервный берет на себя всю обработку информации.
Сервисное процессорное устройство- Service Processing Unit (SPU) - выполняет все асинхронные функции, например, операции по вводу/выводу данных и команд). Работа устройства происходит под управлением UNIX- совместимой операционной системы реального времени DNIX. С помощью синхроимпульсов устройство организует работу с резервном процессорным блоком и с блоками защиты от сбоя.
Коммуникационный блок- Communication Unit (COU) - организует соединение процессорного блока с АРМ ДСП и с концентраторными петлями. В качестве коммуникационного используется широко распространённый протокол HDLC, на физическом уровне - протокол V.24.
Внутри каждого IPU-блока находятся по два обособленных друг от друга безопасных процессорных модуля- Fail-Safe Processing Unit FSPU (FSPA, FSPB).
Рисунок 4
Каждый из них выполняет собственную программу (А и В соответственно) по проверке всех зависимостей централизации параллельно с другим. Каждый блок имеет собственный микропроцессор, память и высокоскоростной двухнаправленный канал, что позволяет отсылать обработанные данные своему «двойнику» в резервной системе. Разные версии алгоритма работы (А и В программы) обеспечивают корректность выполнения зависимостей в системе централизации.
В случае обнаружении неисправности в работе модуля IPU по каналу Fail-over происходит переключение на резервный процессорный блок.
Каждый блок IPU использует собственную коммуникационную подсистему (COU), подсоединенную к общему интерфейсному адаптеру- Common Interface Adapter (CIA) и служащую для связи с концентраторами и с автоматизированным рабочим местом дежурного по станции.
Автоматизированное рабочее место электромеханика- Field Engineering Unit (FEU) стыкуется с компьютером централизации по протоколу Ethernet.
Адаптация системы под определенные требования железнодорожной администрации с точки зрения корректной работы централизации состоит в правильном описании логики работы компьютера централизации. Для описания условий работы системы централизации шведской компанией Adtranz Signal создан специальный язык программирования STERNOL, совместимый со всеми версиями системы EBILOCK. Являясь декларативным, он описывает логику централизации. Значения переменных определяют состояние системы. Правила изменения значений переменных описываются по законам булевой алгебры (И, ИЛИ, НЕ). Рассмотрим простейший пример: требуется описать состояния реле R1 (рис. 5). Примем, что у переменной R1 значение 1 аналогично состоянию «реле под током», а значение 0 эквивалентно состоянию «реле без тока»:
R1=1, если (R2=1) OR ((R1=1) AND (R3=1)).
Рисунок 5.
Рисунок 6
Рисунок
7
Состояние переменной R1 на языке STERNOL показано на рис.6
Файл, созданный на языке STERNOL, транслируется в машинный код для последующего ввода его в компьютер централизации. Системные программы в целях безопасности работы диверсифицируются, т.е. существуют в двух версиях. Каждый вариант написан отдельной группой программистов. Пакет, описывающий логику централизации, существует в одном варианте, но в процессе компиляции создается дополнительная версия (рис. 7).
Каждая программа включает в себя логику централизации, описывающую все зависимости между станционными объектами, и установочные данные, настраивающие логику под определенную станцию. Для каждого объекта в составе логики описываются возможные вариации (например, стрелка может быть одиночной или спаренной, с автовозвратом или без и т.д.).
Рисунок 8.
Рассматривать работу компьютера централизации лучше всего на взаимодействии трех основных составляющих блока IPU: SPU, FSPA, FSPB (рис.8). Обработка логики централизации в FSPU происходит циклически. На каждый цикл отводится примерно 0.3 секунды. В течение цикла происходят следующие события:
собирается информация, касающаяся состояния всех станционных объектов;
происходит обработка информации;
формируются приказы на объектные контроллеры;
информация о станции передается для индикации на дисплей дежурного.
Результаты обработки из FSPA и FSPB сравниваются. Процесс сравнения происходит следующим образом:
блок FSPA считывает результаты работы программы В из блока FSPB;
блок FSPB считывает результаты работы программы А из блока FSPА;
если результаты различны, действие системы прекращается до устранения неисправности;
если один из модулей FSPU закончит обработку раньше другого, то на время ожидания он перейдет в состояние отсечки.
Система EBILOCK 950 может контролировать до 100 логических объектов и до 1000 объектов IPU. Максимальное время срабатывания системы 1 с. Это время между изменением состояния какого-нибудь из станционных объектов и выдачей приказа на объектный контроллер.
Аппаратные характеристики компьютера централизации следующие: 3 процессора Motorola MC68030 с тактовой частотой 32 МГ, под FSPA и FSPB отводится по 4 МВ памяти, а под SPU - 8 MB. Компьютер централизации представляет собой 19-ти дюймовую стойку с вертикальным расположением печатных плах, габариты - 483 х 299 х 405 мм, вес - 16 кг.