2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обоснование выбора системы ДЦ «Тракт»

Одной из основных тенденций развития отечественных и зарубежных систем ДЦ является создание отделенческих, региональных и дорожных автоматизированных центров диспетчерского управления (АЦДУ), которые, в общем случае, включают в себя:

- автоматизированные рабочие места (АРМ) поездного диспетчера (АРМ ДНЦ);

- АРМы энергодиспетчера (АРМ ЭНЦ), дежурного инженера (АРМ ШНД), руководителя (АРМ ДНЦО), графиста, анализатора, диспетчера связи (АРМ ШЧД) и т.д.;

- регистраторы информации;

- табло коллективного пользования и индивидуальные средства контроля (мониторы);

- физические и высокочастотные каналы связи с ЛП;

- локальные сети.

Работа всех АРМов должна регулироваться единым протоколом сети, а, следовательно, базироваться на выбранной системе ДЦ.

Для выбора системы ДЦ необходимо рассмотреть состояние и тенденции развития систем ДЦ на зарубежных и отечественных железных дорогах.

Компания Union Pacific (США) ввела в эксплуатацию в Портленде автоматизированный центр управления движением поездов CAD на базе ЭВМ. Главная задача, стоящая перед разработчиками проекта, состояла в освобождении поездных диспетчеров от выполнения рутинных операций. Система CAD выполняет операции, связанные с разрешением занятия пути, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности; обеспечивает автоматическое задание маршрутов в соответствии с плановым графиком; выдает диспетчеру рекомендации по оптимальной скорости движения поездов в зоне ограничения скорости для осуществления безостановочного скрещения и обгона и ряд других функций. В результате ввода в эксплуатацию нового диспетчерского центра число диспетчеров сокращено на 44%.

Сравнительные характеристики ДЦ «Тракт», «Диалог» и «Сетунь» приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Сравнительные характеристики ДЦ «Тракт», «Диалог» и «Сетунь»

№ п/п	Наименование показателей и характеристик	«Сетунь»	«Диалог»	«Тракт»
1	2	3	4	5
1	Полнота возможностей по созданию и развитию системы	нет	да	да
2	Полнота комплекта документации на систему	да	да	да
3	Полнота функциональной реализации:
	Телесигнализация	да	да	да
	Телеуправление	да	да	да
	Представление нормативного ГДП	да	да	да
	Ведение ГИД	да	да	да
	Возможность доступа к данным других	да	да	да
	Ведение архивов	да	да	да
4	Информационные возможности ЛП:
	Количество контролируемых объектов	1024	12288	14912
	Количество управляемых объектов	4096	12100	14912
	Количество контролируемых аналоговых сигналов	нет	156	нет
Продолжение таблицы 2.1
1	2	3	4	5
5	Наличие полного комплекса компонентов системы Центральный пост:
	АРМ ДНЦ	да	да	да
	АРМ ШНД	да	да	да
	АРМ ШЧД	нет	да	да
	АРМ ЭЧЦ	да	да	да
	АРМ ДНЦО	нет	да	нет
	АРМ инженера-графиста	нет	да	нет
	АРМ инженера-анализатора	нет	да	нет
	АРМ руководителя	нет	да	нет
	Сопряжение с каналами существующих ДЦ	да	да	да
	Сопряжение с существующим табло	-	да	да
	Сопряжение с информационным табло	нет	да	да
	Взаимодействие с:
	Другими АСУ	да	да	да
	Другими АРМ ЕДЦУ	да	да	да
	Линейный пункт:
	Работа в протоколе существующей системы	да	да	да
	Безопасные модули выхода	нет	да	да
	Средства обслуживания:
	АРМ ШНД	да	да	да
	Удаленный АРМ ШНД	нет	да	да
	Мобильный комплекс проверки ЛП	нет	да	да
	Комплекс проверки КТС системы	нет	да	да
Продолжение таблицы 2.1
1	2	3	4	5
6	Условия эксплуатации ЦП:
	Устойчивость к климатическим воздействиям	-10..+40С	-10..+40С	-10..+40С
	Устойчивость к механическим воздействиям	Группа МС1	Группа МС1	Группа МС1
	Условия эксплуатации ЛП:
	Устойчивость к климатическим воздействиям	-10..+40С	-40..+70С	-40..+70С
	Устойчивость к механическим воздействиям	Группа МС1	Группа МС1	Группа МС1
7	Наличие сервисных средств:
	Вывод ГДП на плоттер	да	да	да
	Вывод ГДП на принтер	да	да	да
	Формирование нормативных и вариантных ГДП	да	да	да
	Работа с архивами	да	да	да
	Контроль параметров каналов связи	нет	да	Да
8	Испытанность системы:
	С ДЦ «Нева»	да	да	да
	С ДЦ «Луч»	нет	да	да
9	Обеспечение надежности:
	Горячее резервирование ЦП	нет	да	да
	Безударное переключение резерва	нет	да	да
	Возможность изменения кратности резерва	нет	да	да
	Возможность резервирования АРМ в ЕДЦУ	нет	да	да
Продолжение таблицы 2.1
1	2	3	4	5
	Встроенное диагностирование	да	да	да
	Наработка на отказ, ч	43000	50000	100000
10	Реализация ответственных команд:
	По алгоритму ДЦ «Нева»	нет	да	да
	По собственному алгоритму	нет	да	да

На основе анализа характеристик систем ДЦ, приведенных в табл.2.1 можно сделать вывод о том, что ДЦ «Тракт» по основным параметрам не уступает аналогичным системам диспетчерской централизации. По сравнительным характеристикам система «Тракт» обеспечивает большое количество контролируемых пунктов круга ДУ и объектов управления, объектов контроля на КП. Реализует высокую скорость передачи сигналов ТУ, ТС при наибольшей достоверности данных, наименее чувствительна (из микропроцессорных систем) к температуре окружающего воздуха, имеет сравнительно невысокую стоимость.

2.2 Элементная база ту – тс.

Перевод станции ДУ в режим станционного управления осуществляетса реализацией сигнала ТУ «СУ», в результате чего сробатывает и блокируется реле СУ, а также мигает лампочка СУ. После нажатия ДСП кнопки СУ сробатывает и блокируется реле ВСУ, лампочка СУ загорается ровным светом. Контактом реле ВСУ производится включение всех реле РУ, обеспечивая подключение цепей управления ЭЦ к кнопкам пульта-табло, а также снятие с блокировки реле СУ с отключением питания ДЦМ.

Отмена команды «СУ» до перехода на режим станционного управления осуществляется по команде ТУ «ОСУ».

Выключение режима станционного управления осуществляется ДСП нажатием дополнительной кнопки ОСУ, тыловой контакт которой включается в цепь блокировки реле ВСУ.

Для возможности перевода станции на резервное управление при не исправности ДЦ используется ключ «РУз», контактами которого производится включение реле РУ.

Возврат станции на ДУ, то есть обесточивание реле РУ возможно только при завершении ранее начатых действии ДСП, которые диспетчер не может завершить, или при которых передача станции на ДУ не разрешается. К таким действиям относятся: изъятье ключа жезла, начало искусственной разделки, использование макета стрелки, искусственное замыкание стрелок или отключение стрелки от управления, аварийное закрытие переезда и другие.

Для реализации команд установки и отмены поездных и маневровых маршрутов через УСО вывода КП, при нахождении станции на диспетчерском управлении ( тыловой контакт РУ) организуются сигналы ТУ, воздействующие на реле выбора категории маршрута, кнопочные реле, реле отмены маршрутов и искусственного размыкания.

Для выполнения команды на отмену маршрута для данной системы, реализуется соответствующиё алгоритм. Сначала от восприятия сигнала ТУ «ДОГ» кратковременного срабатывания реле ДОГ, фронтовым контактом которого включается реле ОГ. После обесточивания реле ДОГ срабатывает реле ВГ. Затем от реализации соответствующего сигнала ТУ срабатывает кнопочные реле начала отменяемого маршрута и одного из реле направлений, контактами которого включается реле ВОГ.

Длительность нахождения под током кнопочного реле должна обеспечивать обесточивание сигнального реле с учетом его максимального замедления и срабатывания реле ОТ, а также запуск комплектов выдержки времени.

Порядок реализации сигналов ТУ и ОТУ для искусственной разделки маршрутных секций аналогичен разделке горловин станций. В качестве обратных проводов сигналов ТУ используется минусовая шина МИВ.

2.3 Структурная схема дц«Тракт»

Микропроцессорная система ДЦ «Тракт» разработана ЗАО «Техтранс» совместно (в части АРМов пункта управления) с Государственным институтом по проектированию сигнализации, централизации, связи и радио на железнодорожном транспорте (ГТСС) на современной микропроцессорной элементной базе.

Система выполняет следующие функции:

- сбор информации о поездном положении с контролируемых пунктов (КП);

- передача информации с КП о поездном положении на пункт управления (ПУ); - прием на ПУ информации о поездном положении, поступающей с КП и выдачу ее на экраны мониторов АРМ поездного диспетчера, энергодиспетчера (ЭЧЦ) и дежурного инженера ШЧ;

- передача команд ТУ с ПУ на КП;

- прием команд ТУ с ПУ на КП;

- принятие решений о выполнении команды ТУ, поступившей из ПУ на КП в зависимости от поездной ситуации;

- выполнение команд ТУ на КП;

- тестирование всей системы (задание технологических команд управления) и выдачу сигналов неисправности его функционирования с точностью определения до сменной единицы (модуль) на монитор АРМ дежурного СЦБ и связи;

- архивирование результатов работы всех узлов системы; выдача команд ТУ непосредственно на КП (местное управление);

- автоматическое ведение графика исполненного движения;

- связь со смежными автоматизированными системами управления и контроля Кроме этого, система «Тракт» выполняет дополнительные функции:

- сбор и предварительная обработка диагностической информации о техническом состоянии средств системы, каналов передачи информации, устройств автоматики на перегонах и станциях. Эта информация выдается на автоматизированное рабочее место дежурного инженера службы СЦБ и связи (АРМ ШН ДЦ), диспетчера дистанции СЦБ и связи (АРМ ШЧД), на резервные пульты КП, на автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (с различной степенью детализации);

- перевод устройств КП в режим автодействия (по команде с ЦП или при отказе канала связи), на режимы резервного управления, на управление маневровой работой с местного пульта (маневровой колонки) ;

- сбор и предварительная обработка информации от путевых устройств контроля состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК и др.);

- сбор и обработка информации о состоянии устройств контактной сети и энергоснабжения, отображение этой информации на АРМ энерго-диспетчера, управление с него устройствами энергосети на участке;

- обработка информации о передвижениях локомотивов и пригородных поездов на участке, рефрижераторного и другого специализированного подвижного состава с выдачей этой информации на специальное автоматизированное рабочее место локомотивного (вагонного) диспетчера и в АСОУП, а также организация автоматизированного рабочего места грузового диспетчера;

- выдача необходимой информации старшему диспетчеру (диспетчеру по отделению) о поездной ситуации в регионе и о выполнении графика движения поездов, отображение этой информации на автоматизированном рабочем месте старшего диспетчера;

- выдача номеров пассажирских поездов и времени их прибытия (отправления) в информационные системы обслуживания пассажиров;

- выдача необходимой информации инженеру-анализатору о выполнении графика движения поездов, отображение этой информации на специальном автоматизированном рабочем месте и документирование результатов работы;

- автоматизированный ввод необходимой информации об изменениях в графике движения поездов от специального автоматизированного рабочего места инженера-графиста и документирование результатов работы в виде установленных документов.

В системе «Тракт» реализованы следующие эксплуатационные требования:

* Единый диспетчерский центр управления (ЕДЦУ) имеет возможность расширения и изменения его конфигурации и функций, увеличения количества объектов управления и контроля при реконструкции путевого развития, а также при изменении положений руководящих указаний.

* ЕДЦУ обеспечивает автоматическое, автоматизированное (в режиме «советчика») управление движением поездов, имеет возможность индивидуального управления отдельными объектами на станциях по информации о текущем состоянии объектов контроля на участке. При использовании каналов передачи и аппаратуры КП существующих ДЦ функции и возможности ЕДЦУ ограничиваются параметрами этих систем.

* Раздельные пункты, находящиеся на диспетчерском управлении, имеют возможность переключения на автономное управление, а на ЕДЦУ сохраняется индикация их состояния.

* ЕДЦУ обеспечивает управление движением поездов с учётом перспективы со скоростью до 250 ^км/_ч.

* ЕДЦУ осуществляет управление движением с минимальным межпоездным интервалом в перспективе до 3 мин.

* Для обеспечения обмена информацией между подсистемами ЕДЦУ применяется локальная сеть, а между ЕДЦУ и КП – оптоволоконные или кабельные линии связи. Могут использоваться существующие системы уплотнения каналов. Автоматизированные рабочие места обеспечиваются средствами технологической проводной и радиосвязи.

* АРМЫ ЕДЦУ подключаются к подсистеме передачи и обработки телемеханической информации. Устройства подсистемы передачи телемеханической информации на ЕДЦУ содержат встраиваемые в ПЭВМ модемы, соединённые с линией связи.

* Автоматизированные рабочие места персонала ЕДЦУ объединены общей базой данных и информационным обеспечением с помощью ЛВС.

* Автоматизированные рабочие места поездных диспетчеров участков, не оборудованных ДЦ, обеспечивают возможность ручного ввода диспетчером необходимой информации о движении поездов.

* Для обеспечения безотказного режима работы аппаратуры системы предусмотрено резервирование основных узлов системы.

* Аппаратура ЕДЦУ и её программное обеспечение защищены от несанкционированного доступа. Данные защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях устройств электропитания.

* ЕДЦУ осуществляет управление и контроль движения поездов на участках путем выдачи управляющих команд на КП, а также сбор, обработку и отображение информации о местонахождении поездов, состоянии объектов контроля в реальном времени.

* ЕДЦУ информативно связан с системой АСОУП по объему, виду и способу представления информации, а также обеспечивает передачу необходимой информации в соответствующие службы дороги.

* По условиям эксплуатации аппаратура ЕДЦУ выпускается в стационарном исполнении и обеспечивает непрерывную круглосуточную работу.

Система «Тракт» обладает следующими техническими характеристиками:

• количество КП на участках диспетчерского управления - определяется только допустимой загрузкой поездного диспетчера;

• возможное количество выдаваемых сигналов управления одним КП;

• возможное количество выдаваемых сигналов ответственного управления одним КП- 96;

• возможное количество подключаемых сигналов контроля к одному КП -1920;

• максимальное время цикла ТС - не более 1,0 с;

• максимальное время сигнала ТУ - не более 1,0 с;

• скорость передачи информации по каналам ТУ-ТС - до 57 600 Бод;

• поддерживаемые коммуникационной подсистемой протоколы обмена данными для аналоговых каналов связи - Х.25,IРХ, ТСР/IР, QNX Net, ДЦ "Нева", "Луч" и др.;

• поддерживаемые коммуникационной подсистемой протоколы обмена данными для цифровых каналов связи - семейства ТСР/IР, QNX Net(FLЕЕТ);

• потребляемая мощность аппаратуры КТС «Тракт-ЦП» - не более 500Вт;

• потребляемая мощность аппаратуры КП «Тракт-ЛП» - не более 150Вт;

• вероятность трансформации сообщения в каналах ТУ - не более 10^-14;

• вероятность трансформации сообщения в каналах ТС - не более 10^-8;

• вероятность потери информации в канале ТУ - не более 10^-10;

• вероятность потери информации в канале ТС - не более 10^-8;

• вероятностью появления опасного отказа (ложное срабатывание) модуля вывода ответственных команд при отказах в схемах - не более 10^-16;

• режимом эксплуатации – непрерывный;

• коэффициент готовности системы - 99,9995;

• среднее время восстановления работоспособности системы ДЦ без учета времени на прибытие ремонтного персонала не более 15 мин;

• гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев;

• установленный срок хранения до ввода в эксплуатацию 12 месяцев;

• средний срок службы не менее 15 лет;

• средняя наработка на отказ системы не менее 100 000 час.

Рисунок 2.1 – Структурная схема системы ДЦ «Тракт»