Модуль центрального обработчика (мцо)

Этот модуль производит обработку всей информации, поступающей в КЛУБ-У, в соответствии с требованиями функ­циональной безопасности, и выработку выходных воздейст­вий.

В состав модуля входят:

- центральный обработчик ЦО:

- схема безопасного сравнения (СБ) сигналов на выходах двух одинаковых комплектов обработки информации;

- усилитель питания катушки электропневматического клапана (УК).

- полупроводниковые ключи (КП) для управления внешними блоками.

Модуль ЦО состоит из двух комплектов обработки информации. При этом один из комплектов формирует выходные воздействия, а второй обрабатывает входную информацию, но не выдает управляющие сигналы на выходы, т.е. находится в «горячем» резерве.

Для того чтобы использовать данные, формируемые различны­ми модулями КЛУБ-У, модуль МЦО проверяет досто­вер­ность принимаемой информации. С этой целью производится анализ результатов самотестирования модулей (отображенных в соответствующих полях CAN-сообщений) и контроль периодич­ности поступающих от модулей сообщений. Кроме того, для двухканальных модулей производится сравнение данных, содержащихся в сообщениях от двух каналов, причем принципы сравнения отличаются для разных модулей и описаны ниже.

В случае успешных результатов тестирования, а также срав­не­ния данных (если такое сравнение необходимо для данного модуля) модуль включается в конфигурацию системы (КС), и передаваемые им данные становятся доступны для дальнейшей обработки.

Данные модулей, не включенных в конфигурацию, не могут использоваться никакими другими модулями для форми­рования параметров, влияющих на безопасность движения.

После рестарта МЦО в течение интервала времени 2с при­нимаются сообщения от модулей, входящих в состав КЛУБ-У. По окончании данного периода времени осуществляется включение модуля в конфигурацию системы (КС), если результаты тестиро­вания положительны (для одноканальных модулей), а также, если совпали данные от двух каналов (для двухканальных модулей). После этого МЦО переходит в режим циклического конфигури­рования системы с периодом, равным периоду техно­ло­гического цикла (ТЦ). В течение ТЦ МЦО осуществляет прием сообщений от других модулей, анализ результатов тестирования, определяет КС и записывает полученные данные в выходной буфер. Если от модуля не было принято сообщений в течение 900 – 1100 мc, ли­бо результаты тестирования модуля оказались отрицатель­ны­ми, то этот модуль исключается из конфигурации в очередном ТЦ.

В случае приема сообщений от других модуля в течение ТЦ и положительных результатов тестирования МЦО выполняется следующие операции:

1. Для всех модулей КЛУБ-У, имеющих двухканальное исполнение, сравниваются выходные данные, влияющие на безопасность движения, поступающие из обоих каналов.

2. При совпадении данных двух каналов они записываются в выходной буфер МЦО. В противном случае, при N-кратном несовпадении данных, модуль исключается из конфигурации. При этом в выходном буфере МЦО сохраняются данные, полученные при последнем успешном сравнении.

Модуль БВУ. Модуль БВУ двухканальный, поэтому производится сравнение данных от двух каналов.

БВУ передает в CAN-интерфейс следующие параметры:

—показания локомотивного светофора;

—значение допустимой скорости движения локомотива;

—значение целевой скорости локомотива;

—длину впередилежащего блок-участка.

Все данные сравниваются пакетно, допуск на расхождение значений данных отсутствует. В случае расхождения значений данных для любого из параметров результат сравнения данных всего пакета принимается отрицательным.

Значения параметров для исключенного из конфигурации БВУ принимаются следующими:

—показание светофора — «Белый»;

—значения допустимой и целевой скорости принимаются, равными конструктивной скорости локомотива;

—длина впередилежащего блок-участка — 1000 метров.

Модуль ИПД (двухканальный). Передает в МЦО следующие параметры:

—значения фактической скорости движения локомотива;

—значения линейной координаты локомотива.

Значения каждого из параметров сравнивается отдельно. Допуск на расхождение значений фактической скорости — 2 км/ч, значений линейной координаты — 100 м. Если расхождение значений находится в пределах допуска, то в выходной буфер МЦО записываются данные канала А. В противном случае результат сравнения параметров считается отрицательным. Модуль исключается из конфигурации, и в выходном буфере МЦО остаются записанными последние успешно принятые значения параметров.

Модуль индикации БИЛ-У (двухканальный). Из двух каналов принимаются: данные о положении рукояток РБ, РБС и РБП. Только из канала А принимаются данные о положении кнопок ВК, РМП и рукоятки РБ. Эти данные принимаются только по каналу А МЦО и передаются в канал В этого модуля. Допуск на расхождение значений параметров, принимаемых из двух каналов, отсутствует. В случае отрицательного результата сравнения модуль исключается из конфигурации, а значения параметров обнуляются.

Модуль УФИР (одноканальный, входит в состав блока БКР-У). В МЦО анализируется только наличие сообщений из этого модуля и результат самотестирования. При установлении факта неработоспособности модуля он исключается из конфигурации; при этом нормальная работа КЛУБ-У не нарушается.

Модуль маршрута ММ (одноканальный). Данные от этого модуля поступают в канал А МЦО и передаются в канал В. Из этого модуля в МЦО поступают следующие параметры:

• вид цели;

• координата цели;

• длина цели;

• целевая скорость.

Если модуль не включен в конфигурацию КЛУБ-У, то его данные не учитываются, и движение поезда осуществляется без электронной карты.

Модуль электронной карты ЭК. Входит в модуль маршрута ММ. Модуль включается в конфигурацию при получении от MM положительного результата самотестирования, что означает обна­ру­жение себя (локомотива, оборудованного данным комплектом КЛУБ-У) на электронной карте участка.

Основные функции КЛУБ-У по обеспечению безопасности движения поезда, выполняемые МЦО:

1. Контроль превышения допустимой скорости.

Входными данными являются значения фактической и допустимой скорости движения поезда. В случае превышения значений фактической скорости над допустимыми МЦО выдает на усилитель УК1 (УК2) сигнал снятия напряжения с катушки ЭПК. При снижении значения фактической скорости до значения менее или равного допустимой скорости на усилитель УК1 (УК2) выдается сигнал о восстановлении питания катушки ЭПК.

2. Однократная проверка бдительности (ОПБ).

Входные данные:

- значение фактической скорости движения;

- значение целевой скорости;

- данные о состоянии РБ (нажата, не нажата);

- данные о состояние РБС (нажата, не нажата);

- данные о работоспособности САУТ (активна, не активна);

- признак режима работы - «маневровый».

Выходные данные – сигнал управления подачей/снятием напряжения с катушки ЭПК.

Условиями для реализации алгоритма ОПБ являются:

1) Снижение целевой скорости при ненулевой фактической скорости.

2) Появление сигналов «К» или «Б» на БИЛ-У при ненулевой фактической скорости поезда.

3) Начало движения при сигналах «К», «КЖ» или «Б» на БИЛ-У.

При возникновении одного из вышеуказанных условий на усилитель УК1 (УК2) выдается сигнал о снятии напряжения с катушки ЭПК. Сигнал снятия напряжения удерживается до тех пор, пока не будет зафиксировано нажатие одной из рукояток - РБ или РБС, после чего напряжение на катушке ЭПК восстанавливается. Кроме того, напряжение на катушке ЭПК восстанавливается, если значение фактической скорости стано­вит­ся равным 0.

Условие 1 отменяется при активности системы САУТ, но сохраняется при появлении сигнала «КЖ» на БИЛ-У.

Условие 3 отменяется при работе локомотива в режиме «маневровый».

3. Периодическая проверка бдительности (ППБ).

Входные данные:

- показания локомотивного светофора;

- значение фактической скорости движения;

- значение целевой скорости;

- признак работоспособного состояния ТСКБМ;

- признак работоспособного состояния САУТ;

- признак наличия электронной карты;

- состояние РБ и РБС (нажата/не нажата);

Выходные данные:

- сигнал управления подачей/снятием напряжения с катушки ЭПК;

- сигналы управление включением/выключением предвари­тельной световой сигнализации (ПСС).

Условиями для реализации алгоритма периодической проверки бдительности являются:

1) появление сигнала «Б» на БИЛ-У при ненулевой факти­чес­кой скорости; периодичность контроля 60 - 90 с;

2) превышение значения фактической скорости над целевой; периодичность контроля 30 - 40 с;

3) переход ТСКБМ в состояние «выключена»; периодич­ность контроля 30-40 с при показаниях «К», «КЖ», «Ж» на БИЛ-У и 60-90с - при остальных показаниях («З» и «Б»).

С целью исключения монотонности периоды подтвержде­ния бдительности не являются постоянными, а изменяются в заданных диапазонах случайным образом.

Условие 1 отменяется при выключении КЛУБ-У. Условие 2 отменяется при наличии электронной карты или выключенном состоянии САУТ.

Если ни одно из условий запуска алгоритма периодической проверки бдительности не выполняется (или перестает выпол­нять­ся в ходе реализации алгоритма), то период проверки бди­тель­ности устанавливается равным 90 с.

4. Контроль скатывания.

Входные данные:

- значение фактической скорости движения;

- положение контроллера машиниста («нулевое», «тяга»).

Выходные данные: сигнал управления подачей/снятием напряжения с катушки ЭПК.

В случаях, когда при нулевой скорости поезда машинист переводит контроллер из «нулевого» положения в положение «тяга», и скорость поезда не достигнет 2 км/ч за период времени 76 с, МЦО формирует команду снятия напряжения с катушки ЭПК.

В случаях самопроизвольного трогания поезда при нулевом положении котроллера машиниста (скатывании), когда его ско­рость превысит 2 км/ч, МЦО также формирует команду снятия напряжения с катушки ЭПК. Напряжение будет снова подано на катушку ЭПК после полной остановки поезда и появления на блоке БИЛ-У показания «0 км/ч».

5. Формирование допустимой и целевой скоростей.

При отсутствии в конфигурации КЛУБ-У модуля маршрута (ММ) вся исходная информация о значениях допустимой и целевой скоростей, а также о длине впередилежащего блок-участка берет­ся из сообщений модуля ВУ-2, формируемых по резуль­татам обработки данных. В сообщении передаются данные того канала, который является в данный момент активным. Если от путевых устройств в КЛУБ-У поступают данные одновремен­но от каналов АЛСН и АЛС-ЕН, то в МЦО прини­маются к обра­ботке данные только от канала АЛС-ЕН.

Если ММ входит в конфигурацию КЛУБ-У, то из данных, полученных от ММ, выделяются в отдельную группу препятст­вия типа «светофор», и для дальнейшего анализа из данных ММ выбирается координата ближайшего светофора по ходу движения и значение целевой скорости его проезда при сигнале «Ж» на БИЛ-У.

Все показания БИЛ-У можно условно разделить на четыре группы:

1. Сигнал «К» из каналов АЛСН и АЛСЕН.

2. Сигнал «Ж» из канала АЛСН и сигнал «1 свободный блок/участок» из канала АЛС-ЕН.

3. Остальные разрешающие сигналы - «Б», «З» обоих каналов; сигналы 2, 3, 4 или 5 свободных блок-участков из канала АЛС-ЕН.

4. Сигнал «КЖ» обоих каналов и сигнал «БМ» (белый мигающий) из канала АЛС-ЕН.

При приеме сигналов группы 1 устанавливается значение целевой скорости 0 км/ч, а допустимой скорости - 20 км/ч.

При приеме сигналов группы 2 и при наличии в конфигу­рации КЛУБ-У модуля ММ значение целевой скорости прини­мается равным скорости проезда желтого сигнала ближайшего по ходу движения светофора. Это же значение используется, если значение целевой скорости, определенное модулем ВУ-2, будет больше скорости проезда желтого сигнала ближайшего светофора.

Во всех остальных случаях значение целевой скорости берется из модуля ВУ-2, и производится сравнение значений целевой и допустимой скоростей. При превышении значения целевой скорости оно принимается в качестве значения допусти­мой скорости.

Формирование значений допустимой скорости

При первом приеме одного из сигналов группы 4 после приема сигналов из любой другой группы выбирается кривая торможения поезда. Выбор кривой торможения зависит от категории поезда, признак которой хранится в памяти модуля ВУ-2, а значения допустимой скорости определяются из выбран­ной кривой торможения.

Вычисление допустимой скорости

Вначале вычисляется расстояние до светофора (цели) по формуле:

S = Sс - Sт,

где Sс - координата светофора,

Sт – теку­щая координата локомотива.

Если значение S неотрицательно, а значение допустимой скорости не достигло минимального значения (20 км/ч), то значе­ние допустимой скорости, берется из соответствующей таблицы кривой торможения, выбранной при первом приеме сигналов 4 группы. Оно ограничивается сверху значением допустимой скорости, определенном в модуле ВУ-2 при первом приеме сигнала светофора группы 4. Значение расстояния S становится расстоянием до цели. При отрицательном S значение допустимой скорости принимает­ся равным 20 км/ч, а S- равным нулю.