Глава 3 Техническая структура кгм-пк и функциональная компоновка подсистем контроля и управления
По состоянию на 2012 год описываемый ниже КГМ-ПК является последней версией мультипроцессорной системы автоматизации СГ. В его основу положен весь положительный опыт разработки и эксплуатации КГМ предыдущих версий, действующих на реальных объектах.
Использование ПК с мощными информационно-вычислительными возможностями сняли целый ряд ограничений и проблем при программной реализации технологических алгоритмов, создаваемых на современном уровне с учетом вышеизложенных ЭТТ [21, 7, 8].
3.1 Техническая структура кгм-пк
Основными требованиями к технической структуре КГМ-ПК являются:
100% резервирование подсистем ГАЦ, АРС и комплексной системы автоматического управления компрессорной станцией КСАУ КС;
возможность взаимодействия со смежными системами автоматизации сортировочной станции за счет использования ЛВС «Ethernet»;
наличие мощных измерительно-вычислительных средств контроля, диагностирования и мониторинга напольных и постовых устройств;
обеспечение информационной безопасности от несанкционированного доступа;
непрерывный мониторинг состояния внешней среды;
наличие сервера (серверов) БД и БЗ;
наличие интеллектуальных АРМов и табло коллективного пользования;
открытая архитектура для интеграции с внешними системами АДК-СЦБ, СТДМ, дорожным центром мониторинга, АРМ ШЧД и др.
На рис. 3.1 представлена техническая структура КГМ-ПК, удовлетворяющая вышеперечисленным требованиям.
Как следует из рис. 3.1, в технической структуре КГМ-ПК интегрированы несколько отдельных подсистем и блоков. К ним относятся: КСАУ КС; основные и резервные подсистемы ГАЦ и АРС; АРМ ДСПГ, АРМы горочных операторов и АРМ ШНГ.
Шкафы основных и резервных подсистем в последней версии дополнились двумя шкафами с контроллерами ввода дискретной информации (КВДС). На рис. 3.1 шкафы, соединенные с клеммным полем, не показаны.
Рис. 3.1 Техническая структура КГМ-ПК
Особое внимание в технической структуре уделено обеспечению информационной безопасности в плане исключения возможности несанкционированного доступа в КГМ-ПК.
Для этих целей используется сервер-шлюз, представленный на рис. 3.2.
Технические средства Шлюза ЛВС представляют собой специализированный сервер Aquarius T147: микропроцессор Pentium IV 2,4 ГГц, ОЗУ-102-1024 Мб, сетевая карточка 2x1000 Мбит/сек.
Службой информационной безопасности дороги выделяются IP-адрес и псевдоним сервера. На Шлюзе ЛВС открываются разрешенные на конкретной железной дороге информационные порты, включаются соответствующие серверные службы. Некоторые из них: сервер удаленного защищенного администрирования SSH, WWW-сервер для организации информационного сайта, FTP-сервер для обмена документами и передачи обновлений программного обеспечения УВК подсистем в соответствии с договором о сопровождении КГМ-ПК.
На рис. 3.2 показаны место и роль коммутаторов х48 3С и Х24 3С. Два порта Cigabit eth 1000 предусмотрены для взаимодействия с Server IBM базы данных и Server IBM сервера доступа.
Остальные порты коммутатора Х48 3С используются для связи с серверами хранилища данных, сервером приложений, основными и резервными комплектами ГАЦ МН и АРС, КДК, АРМми и комплектами «модем-клиент» АРМа 3ТП.
Сетевой коммутатор 1 предназначен для обеспечения связи по ЛВС всех перечисленных источников и получателей информации.
Сетевой коммутатор 2 позволяет производить переход с основных подсистем ГАЦ и АРС на резервные в любом сочетании.
Имея возможность выхода в СПД, достигнуто взаимодействие КГМ-ПК с АРМ ШЧД, который является АРМом удаленного пользователя.
Технологическая консоль представляет собой монитор компьютера, на который выводится технологическая информация о процессе функционирования ПК ГАЦ и ПК АРС.
Рис. 3.2. Структурная схема увязки сервера шлюза с коммутатором Х48 2С 16476А
Сетевой принтер, представленный на структурной схеме, предназначен для вывода на печать отчетной информации о ходе прошедшего роспуска, действиях ДСПГ и операторов, статистики работы устройств СЦБ и подсистем КГМ-ПК, графиков, построенных на основе анализа показателей работы устройств СЦБ и сортировочной горки в целом. Информация может быть предоставлена в текстовом и графическом виде и поступает из подсистемы КДК.
Сетевой принтер может быть лазерным цветным или черно-белым, оборудуется устройством, обеспечивающим доступ к ресурсам печати по IP-адресу в локальной сети КГМ-ПК. Возможна работа с матричным принтером, но в этом случае резко снижается качество печати графической информации.
Обязательным в технической структуре является наличие в сети КДК, выполняющего контроль и диагностику всех напольных и постовых устройств. ПК КДК через сетевой коммутатор 1 обеспечивает передачу по ЛВС на АРМ ШНГ состояния УВК и устройств СЦБ, текстовые и графические протоколы роспуска, а также факты ручных вмешательств ДСПГ и горочных операторов. АСУ СС при завершении подготовки к роспуску состава, находящегося в парке прибытия, формирует в соответствии с действующим протоколом обмена сортировочный лист (СЛ), который автоматически поступает через шлюз ЛВС в накопитель подсистемы ГАЦ МН. СЛ запрашивается по инициативе ДСПГ. Запрос поступает в подсистему ГАЦ МН, где соответствующий СЛ обрабатывается и в виде программы роспуска выводится на терминале АРМа ДСПГ. Программа роспуска доступна для различных корректировок как в предварительном, так и в оперативном режимах. По завершении роспуска исполненная программа автоматически передается в АСУ СС для подготовки поездных документов на сформированный состав.
Метеостанция с выносной аппаратурой в технической структуре является обязательной. Она в непрерывном режиме формирует в цифровом виде параметры состояния внешней среды (температура, влажность, сила и направление ветра). Такие данные поступают в ПК АРС и используются для автоматической корректировки режимов торможения отцепов.
Структура взаимодействия всех подсистем и АРМов с сетевым коммутатором 1 приведена на рис. 3.3.
В последней версии КГМ-ПК дополнен информационно-аналитической подсистемой поддержки принятия решений (СППР). СППР – это подсистема, обеспечивающая обработку первичной информации, поступающей из подсистем КГМ-ПК, статистический и интеллектуальный анализ данных по функционированию устройств и систем автоматизации СГ и формирование предложений и рекомендаций для оптимизации проведения технического обслуживания и ремонта контролируемых устройств и возможностью передачи данных в корпоративную сеть ОАО «РЖД».
На основе статистического анализа показателей работы подсистем КГМ-ПК СППР обеспечивает:
формирование предложений и рекомендаций для оптимизации проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту контролируемых горочных устройств;
формирование и ведение базы знаний – интерактивной системы помощи по выполнению работ и устранению неисправностей;
формирование и предоставление оперативных информационно-аналитических материалов для руководителей разного уровня;
минимизацию количества ошибок при принятии решений за счет значительного увеличения оперативности и достоверности предоставления необходимой статистической и аналитической информации;
предоставление удобных средств для проведения интерактивного, многомерного (многофакторного) анализа функционирования контролируемых горочных устройств и формирования отчетов произвольной формы (в табличном и графическом виде);
Рис. 3.3. Структурная схема увязки сетевого коммутатора Х48 3С с подсистемами и АРМми
обработку и очистку первичных данных, поступающих из подсистем КГМ-ПК;
сравнительный анализ сбоев и отказов оборудования по различным критериям;
анализ работы эксплуатационного персонала с целью оптимизации технологического процесса;
прогнозирование технического состояния контролируемых горочных устройств;
формирование предложений и рекомендаций на основе анализа функционирования контролируемых горочных устройств;
надежную систему авторизации и защиты информации;
информационное взаимодействие с существующими информационно-управляющими системами железнодорожного транспорта, например, АСУ-Ш-2.
Более подробно подсистема СППР описана в издании [21].
Как следует из рис. 3.1 АРМы ДСПГ и горочных операторов дополнены горочным табло коллективного пользования, отображающим весь технологический процесс скатывания отцепов по спускной части СГ, состояние накопления вагонов по путям ПФ и контроль маневровых работ.