Блок внешних устройств бву

БВУ предназначен для приема сигналов АЛСН и АЛС-ЕН и состоит из ячеек ВУ1-У и ВУ2-У. На каждой из ячеек находятся элементы двух идентичных независимых каналов обработки сигналов. На рис. 2.5 приведена структурная схема одного из каналов ячейки ВУ-1. Функциональное назначение ячейки - прием сигналов АЛСН и АЛС-ЕН и передача их для дальнейшей обработки в ячейку ВУ2-У.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН воспринимаются приемными катушками КПУ и поступают на вход фильтра низких частот (ФНЧ) и далее - в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с частотой квантования 8 кГц, где преобразуются в цифровую форму. Полученная информация подвергается математической обработке-фильтрации и детектированию. Фильтрация сигналов осуществляется с помощью полосовых цифровых фильтров. Центральные частоты этих фильтров соответствуют одной из несущих частот сигналов АЛСН (25, 75 или 50 Гц). Коды этих частот хранятся в регистре памяти РП и поступают в ячейку ВУ-1 из ячейки ВУ-2. Значения несущих частот сигналов АЛСН задаются машинистом с помощью блока БВЛ-У (в случае отсутствия электронной карты КЛУБ-У), а при наличии электронной карты (ЭК) – извлекаются из нее. Детектирование сигналов АЛСН и сравнение их с пороговым уровнем повышает помехозащищенность и достоверность восстановления этих сигналов. Временная диаграмма преобразования и обработки сигналов в ячейке ВУ-1 приведена на рис.2.6. Восстановленные сигналы АЛСН поступают в ячейку ВУ-2 для последующей обработки.

В ячейке ВУ-1 производится сравнение сигналов, посту­паю­щих с выходов каждого из двух каналов обработки, и, в случае фиксации их отличия, формируется сообщение об ошибке или неисправности ячейки. Значения параметров ячейки ВУ-1 приведены в табл.2.2.

Структурная схема модуля ВУ-2 приведена на рис.2.7.

Наименование параметра	Значение параметра
1 Канал АЛСН 1.1 Пороговый уровень приемника сигналов на несущих частотах, мВ: 25 Гц 50 Гц (тяга автономная) 50 Гц (тяга электрическая постоянного тока) 75 Гц	55 - 70 90 - 110 130 - 170 150 – 200
1.2 Номинальный уровень входного сигнала, мВ: 25Гц 50 Гц (тяга автономная) 50 Гц (тяга электрическая постоянная тока) 75 Гц	90 150 250 280
1.3 Половина полосы пропускания, Гц, не менее (для канала 25 Гц измеряется только верхняя полоса пропускания)	7
1.4 Избирательность по соседнему каналу (кроме канала 25 Гц) и на гармониках сети переменного тока 50 Гц, дБ, не менее	40
2 Канал АЛС-ЕН 2.1 Несущая частота, Гц	174,38
2.2 Пороговая чувствительность сигнала, мВ	35 - 40
2.3 Номинальное значение входного сигнала, мВ	80
2.4 Половина полосы пропускания, Гц не менее	7
2.5 Избирательность на гармониках сети переменного тока 50 Гц, дБ, не менее	40

Таблица 2.2 Параметры ячейки ВУ-1

Рабочий динамический диапазон приемника для всех каналов - не менее 40 Дб.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН после обработки в ячейке ВУ-1 по отдельным цепям поступают в ячейку ВУ-2 и далее одновре­менно обрабатываются различными дешифраторами. Дешифра­ция сигналов АЛС-ЕН производится в соответствии с табл.2.3. В соответствии с требованиями безопасности ячейка ВУ-2 содер­жит два канала обработки. При одновременном приеме сигналов АЛСН и АЛС-ЕН из модуля ВУ-2 в системный интерфейс поступают после обработки только сигналы из канала АЛС-ЕН.

Процессор модуля ВУ-2 каждую миллисекунду проверяет уровень входного сигнала АЛСН и заполняет буфер приёма сигналов АЛCH соответственно значениями 1 или 0, и по числу этих значений определяется длительность импульса или паузы. Решение о принятом коде показания светофора принимается после приема большой паузы кодового цикла. При отсутствии приема импульсов в течение отрезка времени более 0,5с последняя принятая кодовая посылка считается правильно принятой, и обнуляется счётчик подсчета отрезка времени отсутствия информации из канала АЛСН. Окончательное форми­рование байта показания светофора происходит, если 2 из 3 последних принятых кодов совпадают. Такой алгоритм формирования решения приводит к задержке до 8с в смене показаний светофоров на индикаторах БИЛ-У и БИЛ-ПОМ.

Если не удаётся достаточно долго (более 8 с) сформировать решение о показании светофора (или его смене), то происходит формирование кодов показаний светофора «Б» или «К» в зависи­мости от предыдущего состояния светофора («К» – после «КЖ», «Б» – после «Ж» или «З»). В процессе дешифрации определяется также тип путевого трансмиттера – формирователя кодов АЛСН.

При поступлении сигналов из канала АЛС-ЕН процессор ячейки ВУ-2 также каждую миллисекунду опрашивает вход, на который поступает этот сигнал. Для дешифрирования кодов поступивших сигналов определяются моменты сдвига фазы несущей частоты. Для этого используется счетчик фазы, содер­жи­мое которого считывается специальной процедурой. При приходе переднего фронта каждого импульса АЛС-ЕН счетчик фазы открывается. Сдвиг фазы определяется по числу импульсов тактовой частоты 1,5 мГц, поступивших на вход счетчика фазы за период времени между моментами прихода заднего фронта опор­ного сигнала и переднего фронта импульса АЛСН-ЕН (рис.2.8). Опорный сигнал формируется генератором ячейки ВУ-2. Его частота в 2 раза ниже частоты несущего сигнала АЛСН-ЕН. Поступление этих сигналы в ячейку ВУ-2 не синхрони­зи­руется.

Затем из текущего зафиксированного значения счетчика фазы вычитается последнее значение, хранящееся в специально отведённой ячейке памяти. По полученной разности определяют­ся численные значения сдвига фазы. Расчетным путем получены диапазоны значений разностей чисел, соответствующие сдвигам фазы ( 0, 1/2 π, π, 3/2 π ). После вычисления разности фаз опреде­ляет­ся, в какой диапазон попала эта разность, и формируется код сдвига фазы в соответствии с табл.1.2. Каждый бит информации в канале АЛС-ЕН передаётся в течение 16 периодов несущей часто­ты, что соответствует восьми периодам опорной частоты, поэтому в предельном случае можно зафиксировать очередной сдвиг фазы 8 раз. Для принятия решения достаточно исполь­зовать 5 вычисленных значений сдвига фазы, принадлежащих одному диапазону. Имеются 4 счетчика по модулю 5, каждый из которых инкремен­тируется при приходе соответст­вую­щего ему кода сдвига фазы. Как только содержимое одного из счетчиков достигает 5, происходит обнуление всех счетчиков и принимает­ся решение о величине сдвига фазы, которая запоминается в виде 8-разрядного кода в счетчике фазы. Старший и младший биты кода сдвига фазы заносятся в соответствующие ячейки памяти, каждая из которых накапливает текущую логическую информа­цию с избыточностью, определяемой кодом Бауэра. Старшие тетрады ячеек содержат информационный код, а младшие - коды избыточности. После этого производится занесение информации в ячейки подканалов и формируется итоговая переменная, кото­рая помещается в две ячейки памяти. Первая из них содер­жит кодовую комбинацию (КК), а вторая – код синхро­группы (СГ).

Выполнение алгоритма декодирования информации, пере­дан­ной в КЛУБ-У по каналу АЛС-ЕН, заключается в анализе состояния итоговой переменной и сравнении полученных значений КК и СГ со значениями, приведенными в табл.1.3.

Кодовая комбинация (КК) - кодовое слово модифициро­ванного кода Бауэра, передаваемое по первому фазовому подка­налу канала АЛС-ЕН, формируется с учетом синхpогpуппы и содержит данные о сигналах локомотивного светофора, коли­честве свободных блок-участков и целевой скорости и др.

Код синхрогруппы (СГ) - кодовое слово модифициро­ван­ного кода Бауэра, передаваемое по второму фазовому подканалу канала АЛС-ЕН для обеспечения защиты передавае­мой информа­ции от влияния сигналов соседних путей и смежных блок-участков, содержит данные о движении по стрелочным перево­дам прямо либо с отклонением и определяется в соответст­вии с табл.1.3.

Для защиты от приёма ложной информации и определения границы блок-участка вводится понятие «настройки». Перемен­ная «настройки» содержит номер группы сопряжения и признак допустимости синхрогрупп, которые считываются из таблицы характеристик синхрогрупп. При приёме очередной синхро­группы анализируется ее соответствие группе сопряжения. Предыдущие значения этих параметров хранятся в байте «настройки». Значение целевой скорости определяется из специальных таблиц.

Значение допустимой скорости формируется следующим образом. Если новое значение целевой скорости меньше преды­ду­щего, то значение допустимой скорость равняется предыду­щему значению целевой. В случае увеличения значения целевой скорости значение допустимой скорости равно Vд = Vц + 5 км/ч. Под значением целевой скорости понимается значение допустимой скорости проследования впереди расположенной цели (например, светофора). Под допустимой скоростью пони­мает­ся максимальное значение скорости движения локомо­ти­ва на данном участке пути. При ее превышении в КЛУБ-У форми­рует­ся сигнал включения экстренного торможе­ния. Кроме значений целевой и допустимой скорости, в КЛУБ-У определяет­ся длина блок-участка, признак характера движения (прямо / с от­кло­не­ни­ем), количество свободных блок-участков, признак направ­ления движения.

Модуль ВУ-2 принимает из системного интерфейса следую­­щие сообщения от других модулей, содержащие информацию, необходимую для выполнения своих функций:

- данные о положении рукояток РБ, РБС, РБП;

- данные о наличии модуля маршрута и электронной карты;

- данные о нажатии кнопок F, ВК и РМП в БВЛ-У;

- признак необходимости формирования сообщений о состоянии огибающей АЛСН;

- категория поезда;

- локомотивные характеристики;

- значения допустимой скорости движения на «Ж» и «З»;

- вид тяги;

- длина блок-участка.

Для выдачи в CAN-интерфейс модуль ВУ-2 формирует следующие данные:

- показание светофора/количество свободных блок-участков;

- признак движения по прямому участку или по боковому пути;

- значение целевой скорости;

- значение допустимой скорости;

- код номера синхрогруппы и кодовой комбинации АЛС-ЕН;

- тип путевого трансмиттера;

- код несущей частоты АЛСН;

- код сигнала АЛСН;

• сигнал проследования границы блок-участка при поступлении сигналов из канала АЛС-ЕН;

- длина впередилежащего блок-участка;

- результат внутреннего теста.

Кроме информационных сообщений, модуль ВУ-2 выдаёт диагностические данные о нарушениях в своей работе, которые записываются на кассету регистрации. Эти данные содержат номер версии программы работы ВУ-2, контрольную сумму программного файла и признаки исправности работы отдельных узлов модуля. Сообщения о своём состоянии ВУ-2 передаёт в системный интерфейс периодически через время »500 мс.

Модуль ВУ-2 не входит в минимальную конфигурацию, и его выключение не приведёт к срабатыванию ЭПК. Сообщения о неисправности каналов модуля ВУ-2 поступают в модуль МЦО, который принимает решение о выключении модуля ВУ-2 из конфигурации. Получив сигнал о выключении из конфигурации, модуль ВУ-2 по заданной программе проводит анализ причин выключения, по результатам которого может произвести переза­пуск. При положительном результате перезапуска модуль начи­на­ет выдавать в системный интерфейс диагностические сообще­ния. Зафиксировав восстановление работоспособности ВУ-2, модуль МЦО включает его снова в конфигурацию КЛУБ-У.