2. Описание системы микропроцессорной централизации Ebilock 950 2.1 Терминология

 

2.2   Назначение системы

Система микропроцессорной централизации (МПЦ) Ebilock 950 фирмы Бомбардье Транспортейшн АБ, Швеция - полностью электронная компью­терная система для обеспечения функций ЭЦ при управлении движением по­ездов. Система Ebilock 950 сконструирована для работы при всех ситуациях движения поездов для станций различных размеров. Аппаратная платформа использует современные технологии, которые гарантируют надежную ра­боту модульного программного обеспечения.

Представленная система Ebilock эксплуатируется, начиная с 1978 г., бо­лее чем на пятистах станциях различных размеров от малых до крупных в различных странах мира.

Система централизации подразделяется на две основных подсистемы: центральное устройство централизации и систему объектных контроллеров. Благодаря этому включение системы и ее тестирование могут производить­ся на модульной основе. Это помогает сократить время и усилия, требуемые для выполнения данной части различных проектов с соответствующей эко­номией затрат как для исполнителя, так и для заказчика.

Системная платформа разработана с учетом различных типов функ­ций централизации, при которых используются одни и те же аппаратные и программные модули. Платформа выполняется с двойной избыточностью аппаратных средств (двойная системная конфигурация) и с избыточными внешними каналами связи.

Система представляет обслуживающему персоналу диагностическую ин­формацию.

Система Ebilock 950 может быть сконфигурирована для управления со­ответствующей одиночной станцией или для управления несколькими стан­циями и перегонами между ними, исключая необходимость в отдельном обо­рудовании перегонов устройствами автоблокировки.

Т.о. система Ebilock разработана с учетом потребностей различных заказ­чиков с возможностью расширения на основе модульности построения, имеет дружественный к пользователю инструментарий для адаптации к примене­нию, легко инсталлируется и тестируется, имеет высокую надежность и кон­курентоспособную цену, базирующуюся на длительном жизненном цикле.

2.3    Основные технические характеристики системы

Один комплект центрального устройства централизации, состоящий из основного и резервного компьютеров (процессоров) может управлять 150 логическими объектами (фактический объект станции в программе ком­пьютера), 1000 исполнительных объектов (стрелки, светофоры, обмотки реле, контакты реле и др.). Такое количество объектов соответствует, при­мерно, станции с 40 - 60 стрелками. При необходимости запроектировать станцию с большим количеством стрелок, система может быть расширена путём соединения нескольких центральных устройств централизации между собой с помощью петли связи. При этом каждое центральное устройство централизации управляет частью (районом) станции, закреплённой за ним.

Ёмкость системы при использовании одного центрального устройства централизации характеризуется следующими параметрами:

-максимальное количество петель связи - 12;

-максимальное количество концентраторов в каждой петле связи -15;

-максимальное количество объектных контроллеров на петлю связи - 32;

-максимальное количество объектных контроллеров, подключаемых к одному концентратору - 8.

В составе технических средств МПЦ предусмотрены аппаратные и про­граммные средства диагностирования их технического состояния и изме­рения отдельных параметров устройств СЦБ. Информация о техническом состоянии выдаётся на АРМ и регистрируется в системном протоколе.

Электронная аппаратура МПЦ относится к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния. Для обеспечения заданного уров­ня надёжности предусматривается резервирование основных узлов системы.

Программное обеспечение МПЦ защищено от несанкционированного доступа.

Данные в устройствах системы защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях электропитания. При длительном отключении электро­питания данные в устройствах системы сохраняются и после его включения восстанавливаются.

МПЦ функционально совместима с управляющими и информационными системами более высокого уровня.

2.4 Свойства системы

Безопасность                Безопасность имеет первостепенное значение для

систем подобного класса. Система удовлетворяет требованиям Уровня бе­зопасности 4 (SIL 4) по стандарту CENELEC. Система Ebilock обеспечивает безопасное функционирование, основанное на использовании диверсициро- ванного программирования, закрытых петлевых принципов и безопасных технологий разработки аппаратных средств.

•    Диверсицированное программирование - это техника разработки про­граммного обеспечения, при которой два функционально идентичных варианта программы независимо разрабатываются по одним и тем же спецификациям разными командами программистов с целью создания возможностей обнаружения ошибок и повышения надежности програм­много обеспечения. Оба пакета программного обеспечения выполняют­ся в реальном времени и результаты их сравниваются.

•   Принцип замкнутой петли предполагает такое построение системы, при котором системный ответ (т.е. обратная связь) постоянно сравнивается с управляющим сообщением.

•   Система имеет дублированную систему подсчета времени, гарантирую­щую обнаружение ошибки в подсчете времени.

•    Данные представляются в диверсицированной форме в двух пакетах про­граммного обеспечения и также в телеграммах объектных контроллеров.

•   Программное обеспечение имеет строгий контроль потока исполнения, гарантирующий выполнение программ в заданном порядке и в отведен­ное время.

•   Если выполнение программы превысит заданные оценочные параметры, то система будет остановлена.

•    Входные данные от объектных контроллеров действительны только в течение двух циклов. Если входная переменная отсутствует, значение будет заменено предварительно заданным ограничивающим значением.

•   Считается, что все входные данные, имеющие отношение к безопаснос­ти, должны обновляться в каждом цикле.

•   Разрешающий выходной приказ, например, такой как «Сигнал открыт», дол­жен повторяться в каждом цикле, (так называемая «Накачка приказа»).

•    Память компьютеров постоянно проверяется на паритет, контрольные суммы и на ошибки адресации.

•   Посылаемые и принимаемые сообщения проверяются на идентичность.

•   Во входные и выходные данные включаются последовательные номера, чтобы гарантировать временную корректность информации.

•   Используются методы анализа безопасности, такие как Анализ Дерева Ошибок (FTА) и Анализ Режима и Влияния Ошибок (FMEA).

•   Используются временные проверки, когда отслеживается действитель­ность данных по отношению ко времени.

•   Фирма придерживается правила, что высокая степень безопасности - это синоним высокой степени качества. Система качества, используемая фир­мой Бомбардье Транспортейшн АБ, Швеция, сертифицирована в соответс­твии с международным стандартом качества ISO 9001.

Избыточность              Система включает в себя полностью избыточный

компьютер централизации и дублированное передающее и коммутационное оборудование. Если произошла какая-либо ошибка в компонентах системы, то система продолжает безопасно функционировать, сформировав сообще­ние о неисправности и передав его оператору.

Географический и табличный способ логики централизации В сис­теме Ebilock могут использоваться как географический, так и табличный способы представления логики централизации. Эти способы могут исполь­зоваться и комбинированно. Логика централизации создается с использо­ванием специального языка программирования Стернол, который был раз­работан специалистами фирмы для облегчения проектирования и проверки зависимостей и для инженеров СЦБ, не достаточно квалифицированных в области программирования.

Инструментарий разработки                  Как часть системы Ebilock фирма

Бомбардье Транспортейшн АБ, Швеция создала инструментарий разработки, Ebitool, который посредством дружественного к пользователю интерфейса позволяет занести в систему путевой план района централизации. Действу­ющие правила зависимостей не должны вводиться, т.к. они уже отображены в логике языка Стернол. Инструментарий разработки генерирует объектные данные (site data) для компьютеров и кабельные планы для объектных конт­роллеров. Эти объектные данные (site data) обрабатываются как файлы, кото­рые загружаются в компьютеры. Если происходят изменения путевых планов, откорректированные файлы легко загружаются без перезагрузки системного программного обеспечения. Этот процесс может быть выполнен установкой компьютера, находящегося в горячем резерве, в автономный режим, пока ра­ботающая в режиме реального времени система продолжает обслуживать ра­боту станции. Затем компьютер с исправленной версией перезапускается как (новый) компьютер в режиме реального времени.

Автоматизация установки маршрутов                   Система Ebilock имеет

свойство автоматической установки маршрутов для поддержки работы по­ездного диспетчера путем управления наперед заданной последовательнос­тью маршрутов.

Высокая устойчивость к внешним воздействиям Вся связь между центральным процессором и объектными контроллерами осуществляется через высоконадежное избыточное последовательное соединение. Все аппа­ратные средства специально спроектированы для подавления шумов ЭМС.

Система объектных контроллеров отслеживает безопасную работу напольных объектов. Если (по каким-то причинам) обнаружена ошибка, то объектный контроллер вводит защитное состояние, например, переводит сигнал в закрытое состояние или состояние пути делает занятым.

Диагностика упрощается Любые сбои или ошибки во всей системе регистрируются и сохраняются в файле. Данные на этом файле позволят об­служивающему персоналу локализовать ошибку за очень короткий проме­жуток времени и, за счет этого, поддержать непрерывную работу системы.

Общие аппаратные средства Фирма Бомбардье Транспортейшн АБ, Швеция приложила большие усилия для минимизации количества типов аппаратных средств. Каждый из компьютеров централизации использует идентичные аппаратные средства, и каждый объектный контроллер, исполь­зующий общие функции, опять же базируется на идентичных аппаратных средствах. При инсталляции нескольких МПЦ аппаратные средства каждой из них будут идентичны, а отличаться будут только объектные данные (site data) в компьютерах централизаций.

Системное программное обеспечение                   Системное программное

обеспечение идентично для каждой инсталляции системы Ebilock в одной и той же ж.д. администрации.

Моделирование В системе имеется несколько инструментов мо­делирования, которые повышают тестовые возможности системы. Логика зависимостей может быть полностью протестирована перед инсталляцией и эксплуатацией.

Смешанное движение             Нет необходимости изменять или рекон-

фигурировать систему Ebilock при ее использован™ для управления сме­шанным движением. Особенно это справедливо, если вводится двусторонняя сигнализация.

Продвинутая AJIC Система Ebilock поддерживает современные фун­кции AJ1C посредством алгоритма Дистанция-Движения, запрограммиро­ванного в логике зависимостей. Система также может работать как интер­фейс к балисам, являющимся передатчиками в системах AJIC.