Толян

ДЦ «ЮГ» на базе КП «КРУГ»

Авторы - В.В.АРАКЕЛЬЯН, генеральный директор; Е.В. ШМЕЛЕВ, заведующий отделом; Ю.Н.БАЗГАНОВ, заведующий сектором

НПЦ «Промавтоматика» организован в 1991 г. в Ессентуках при активном содействии руководства Северо-Кавказской дороги на базе структурного подразделения ВНИПИ «Промавтоматика». Первый вариант системы диспетчерской централизации ДЦ «Круг» был успешно внедрен на участках Минеральные Воды - Прохладная - Ищерская. В 1999 г. на основе интеграции ДЦ «Круг» и ДЦМ «Дон» (РГУПС) была создана диспетчерская централизация ДЦ «Юг» в модификациях НПЦ «Промавтоматика» и РГУПС. В них максимально были учтены все системные, технические и технологические требования.
Диспетчерская централизация ДЦ «Юг» в модификации НПЦ «Промавтоматика» принята в постоянную эксплуатацию и рекомендована к тиражированию на сети дорог. Департамент автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» утвердил программу организации серийного производства КП «Круг».
Лицензии Госстроя РФ Д-392015 и Д-392016 от 01 декабря 2003 г. Разрешают ООО НПЦ «Промавтоматика» проектирование и строительство зданий и сооружений I и II уровней ответственности для диспетчеризации, автоматизации и управления инженерными системами, технологических решений в области автоматизированных систем управления и информатизации, монтажа технологического оборудования и пусконаладочных работ приборов, средств автоматизации и АСУ.

Большинство из аттестованных к тиражированию микропроцессорных систем ДЦ имеют высокий уровень функциональности, соответствующий отраслевым нормативным документам, достаточно обширный полигон внедрения и продолжительный опыт эксплуатации. Благодаря этому накоплены статистические данные их функционирования и проведен детальный анализ. Результаты такого анализа показывают, что микропроцессорные ДЦ должны обладать определенными свойствами, непосредственно влияющими на процессы обслуживания и сопровождения систем:
технологичность, качество и сжатые сроки выполнения адаптации программного обеспечения;
открытость для интеграции с другими системами ЖАТ и информационно-управляющими системами верхних уровней при сохранении необходимой информационной безопасности;
простота монтажных и пусконаладочных работ;
легкость обучения и использования;
технологичность обслуживания и организация сопровождения систем.
Часть из перечисленных свойств может дорабатываться в процессе эксплуатации, но во многом они изначально заложены в принципы функционирования системы и ее характеристики.
Рассмотрим диспетчерскую централизацию ДЦ «Юг» на базе КП «Круг», разработанную специалистами Северо-Кавказской дороги и Научно-производственного центра «Промавтоматика». Лосиноостровский ЭТЗ выполнил конструкторскую документацию и изготовил модули КП «Круг». Проектные работы по увязке ДЦ «Юг» с ЭЦ станций соответствуют Методическим указаниям И-570-01, разработанным НПЦ «Промавтоматика» совместно с ГУП «Гипротранссигналсвязь» и утвержденным Департаментом сигнализации, централизации и блокировки МПС России.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ДЦ «ЮГ» является двухуровневой распределенной микропроцессорной системой диспетчерской централизации. К верхнему уровню относится диспетчерский пункт управления (ПУ), к нижнему - контролируемые пункты (КП) «Круг». Они размещены на промежуточных станциях и разъездах диспетчерского участка. Пункт управления имеет программно-аппаратный комплекс центрального поста ДЦ с автоматизированными рабочими местами дежурного электромеханика (АРМ ШН) и поездного диспетчера (АРМ ДНЦ). Устройство КП «Круг» (ТУ 32 ЦШ 3298-2001) выполнено на базе 19-дюймовых крейтов, устанавливаемых в приборный корпус на железнодорожные стативы СУР-2 или СРКМ-75. В состав КП входит один крейт с двумя микропроцессорными комплектами (основным и резервным) и несколько (в зависимости от информационной мощности объекта) крейтов с модулями ТУЯС.
ДЦ «Юг» имеет линейную и разветвленную топологию, двухканапьную связь с автоматической рекон-фигурацией маршрутизации информационных потоков при отказах. Это обеспечивает высокий уровень ее живучести.
Аппаратура центрального поста построена на базе вычислительной техники промышленного исполнения. Она имеет резерв и монтируется в отдельные для каждого диспетчерского участка 19-дюймовые запираемые напольные стойки. Стойка включает в себя источники бесперебойного питания, рабочие станции связи, канальное оборудование, оборудование ЛВС, сервер, шлюз для сопряжения с СПД общего пользования, коммутируемую периферию. На этом оборудовании функционируют жизнеобеспечивающие программные комплексы станции связи, протоколы работы системы, АРМ электромеханика и шлюзовые программы, обеспечивающие безопасное сопряжение с другими системами посредством СПД.
Аппаратура АРМ поездного диспетчера также монтируется в запираемые напольные стойки, размещаемые в помещениях ДНЦ соответствующих кругов. В нее входят резервируемые промышленные компьютеры (ПК). К каждому ПК можно подключить до четырех видеомониторов. При этом поездной диспетчер управляет системой с единого комплекта периферийного оборудования. Для реализации ответственных команд система состыкована на уровне ПУ и КП с подсистемой СПОК (разработчики ВНИИАС, ООО «СБ-ТРАНС-АЛС»). Информационно-управляющие системы ГИД-УРАЛ и ОСКАР доступны диспетчеру на отдельном промышленном компьютере.
Функции автоматизированного рабочего места электромеханика (АРМ ШН) доступны как на посту ДЦ, так и на удаленных рабочих местах, например в дистанциях.

ТЕХНОЛОГИЯ АДАПТАЦИИ
Технология создания программного обеспечения (ПО) определяет качество и сроки его адаптации к конкретному диспетчерскому участку. В этом случае необходимо четко выделять неизменяемую исполнительную часть ПО - типовое (базовое) программное обеспечение (ТПО), адаптируемую часть ПО и процедуры адаптации. ТПО реализует всю функциональность системы и не изменяется при адаптации системы к конкретному диспетчерскому участку. ТПО ДЦ «Юг» сертифицировано Регистром сертификации PC ФЖТ и включено в отраслевой фонд алгоритмов и программ (ОФАП).
Объектом адаптации для ДЦ «Юг» является информационное обеспечение, включающее единую базу данных нормативно-справочной информации (НСИ) для всего диспетчерского участка, настроечные файлы программных модулей, а также графические схемы отдельных станций и всего участка в целом. Процесс адаптации регламентируется утвержденной Программой и методикой адаптации и поддерживается соответствующими инструментальными средствами (САПР). Нормативно-справочная информация базируется на реляционной модели баз данных с четким выделением базовых классификаторов и основанных на них таблиц: станций, перегонов, сигналов ТС, команд ТУ, ответственных команд ТУ, маршрутов и взаимозависимостей, контролируемых логических зависимостей и др. Эта часть НСИ создается с помощью специализированного модуля ПО (САПР) и контролируется с помощью многочисленных перекрестных проверок на непротиворечивость. Проектирование ведется в объектных терминах. Логические зависимости описываются в объектных терминах в виде логических выражений с использованием булевых операций. Нормативно-справочная информация создается для всего участка в целом.
Топология взаимного расположения станций, перегонов, путей, стрелочных и бесстрелочных блок-участков с учетом положения стрелок также описывается с помощью специализированного модуля САПР, автоматизирующего этот процесс и выполняющего различные проверки соответствия с целью минимизации ошибок.
Графические схемы создаются в специализированном графическом редакторе с привязкой всех графических примитивов к элементам контроля и управления на основе информации, содержащейся в базе данных НСИ. Привязка к элементам контроля и управления выполняется на объектном уровне с помощью стандартных символических имен и при необходимости языка описания логических выражений.
Для каждого программного модуля настроечные файлы содержат ряд опций. Такие файлы создаются на основе базовых шаблонов и описывают особенности привязки программных модулей к конкретному аппаратному обеспечению, а также особенности межмодульного взаимодействия. Как правило, шаблоны настроечных файлов в процессе адаптации подлежат минимальной корректировке.
После создания НСИ и графических схем многократно и тщательно проверяется адаптированное ПО с помощью отладочных прогонов. При этом используется имитационное моделирование объекта управления. При выявлении ошибок их локализуют и осуществляют исправление и итеративный цикл проверок.
Весь процесс адаптации, поддерживаемый мощными инструментальными средствами САПР, жестко регламентирован и хорошо документирован. Это позволяет выполнять адаптацию быстро и качественно с минимальным количеством ошибок. Возможные остаточные ошибки выявляются на этапе пусконаладочных работ. Адаптированное ПО для каждого участка подвергается обязательной экспертизе в специализированном испытательном центре ПСЖТ.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПО
В процессе сопровождения систем диспетчерской централизации периодически необходимо изменять и развивать адаптированное программное обеспечение (АПО) в результате изменения путевого развития, консервации / расконсервации стрелок, сигналов, путей, добавления новых сигналов контроля напольного оборудования и др. Объемы и сроки внесения изменений в АПО зависят от организации программного и информационного обеспечений системы, используемой технологии внесения изменений и развитости средств автоматизации проектирования.
Адаптированное ПО традиционно привязывают к топологии станции (описывают сигналы ТУ/ТС, маршруты, взаимозависимости, графические схемы и др.) на уровнях информационного обеспечения контролируемых пунктов (КП) и центрального поста (ЦП). Таким образом, АПО КП уникально для каждой конкретной станции. При этом необходимо вести учет и хранение отдельных версий АПО по каждой станции каждого диспетчерского участка. Возникает ситуация, когда процессорные модули КП с «прошитым» АПО являются невзаимозаменяемыми. Для организации комплекта ЗИП надо иметь отдельные «прошивки» перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ) для каждой станции или программировать ЗИП соответствующим АПО по мере надобности. В такой ситуации учет и контроль многочисленных версий АПО становится очень объемной задачей.
В ДЦ «Юг» функции перераспределены между уровнями системы таким образом, что все информационное обеспечение и логика обработки, в том числе логика маршрутного набора,остаются только на верхнем уровне системы. На уровне КП реализуется исполнительное ядро, осуществляющее «элементарные» типовые функции, не зависящие от информационных особенностей конкретной станции: опрос входных сигналов, трансляция сигналов в линии связи, отработка набора управляющих команд верхнего уровня (элементарных команд ТУ и «макрокоманд»). Информационное обеспечение ПО КП исключает описание каких-либо особенностей конкретной станции и становится полностью инвариантным по отношению к ее топологии. Необходимый минимум параметров, определяющий конфигурацию КП, задается аппаратными перемычками (переключателями). Параметры команд ТУ (адреса выходов, время запитки исполнительных реле) задаются при передаче с центрального поста. Логическая обработка сигналов выполняется на центральном посту. При этом динамические характеристики в системе ДЦ остаются на требуемом уровне, повышается ее гибкость и упрощается обслуживание. ПО КП вообще не меняется не только при переходе от станции к станции, но и от участка к участку. ПО КП и модули центральных процессоров КП полностью взаимозаменяемы на всей области внедрения. ЗИП становится универсальным. Изменения по любой станции вносят в информационное обеспечение только на центральном посту, где ведется учет и контроль версий адаптации ПО. В системе могут быть версии ПО КП только в результате устранения выявленных ошибок в базовом ПО (что для работающих систем случается крайне редко) или появления нового поколения аппаратной части КП. Но даже в последнем случае возможна поддержка старых версий в новой сборке ПО КП. Описанный подход в сочетании с развитыми средствами САПР обеспечивает простоту, удобство и, соответственно, удешевление эксплуатации и сопровождения ПО.

ИНТЕГРАЦИЯ
Диспетчерские централизации являются базовым элементом интегрированной информационной модели процесса управления перевозками. Возможность взаимодействия систем ДЦ с существующими и вновь проектируемыми устройствами и системами является важнейшим критерием их оценки. ДЦ «Юг» обеспечивает стыковку с другими системами на уровне КП и центрального поста. Взаимодействие с системами технической диагностики и удаленного администрирования осуществляется на уровне КП в соответствии с утвержденными Техническими решениями по интеграции ДЦ «Юг» на базе КП «Круг» с АДК СЦБ. Сигналы ТС и диагностическая информация о состоянии КП передаются в устройства АДК СЦБ с периодичностью 50 мс. Благодаря этому можно отказаться от дублирования съема информации в двух системах и существенно сократить расходы при внедрении систем диагностики и мониторинга средств СЦБ. В свою очередь, в КП «Круг» передается информация о состоянии перегонных точек и светофоров. Информационное взаимодействие с системами РПЦ и МПЦ осуществляется посредством стандартных интерфейсов RS-485/422 и RS-232, по специализированным протоколам этих систем.
ДЦ «Юг» обеспечивает в реальном времени информационную подпитку информационно-управляющих систем ГИД «УРАЛ», ОСКАР, АС ЦУМР, АСОУП и др. При этом она эффективно использует информацию этих систем для построения целостного представления поездной информационной модели. Для взаимодействия с каждой из этих систем в составе шлюзового программного обеспечения или ПО КП реализован соответствующий набор протоколов, предусматривающих двухсторонний обмен информационными сообщениями.

ЗАЩИТА
Информационная безопасность систем ДЦ актуальна в условиях интенсивного взаимодействия с другими системами. Каждый диспетчерский участок ДЦ «Юг» объединяется отдельной, физически изолированной от других сегментов, локальной вычислительной сетью (ЛВС ДЦ). Для сопряжения с корпоративной СПД выделяются шлюзовые компьютеры для каждого диспетчерского круга. Шлюзовые компьютеры имеют отдельные сетевые адаптеры для сопряжения с ЛВС ДЦ и СПД. При этом мостовое соединение между адаптерами не устанавливается. Безопасность сегмента СПД, в котором работают шлюзовые машины, обеспечивает экранирующий маршрутизатор-аппаратный межсетевой экран, устанавливаемый между шлюзовыми компьютерами систем ДЦ и СПД общего пользования. Каждый шлюзовой компьютер, в свою очередь, защищен программным межсетевым экраном (брандмауэром). На шлюзовой машине отключаются все службы, связанные с телекоммуникациями и распределенными вычислениями, в работе которых нет необходимости, и закрываются все порты TCP/IP. Порты, необходимые для функционирования прикладных приложений (как правило, это 2-3 порта), открываются отдельно.
При обмене по ЛВС информационные блоки кодируются избыточными кодами обнаружения ошибок с контролем на принимающей стороне. Общие ресурсы на шлюзовой машине не создаются. Прикладное программное обеспечение работает под учетными записями с ограниченными правами и содержит конфигурацию допустимых к обслуживанию IP-адресов клиентов. Доступ к паролям администратора и непосредственно к оборудованию центрального поста регламентируется соответствующими организационно-техническими мерами.

ОБУЧЕНИЕ
Внедрение современных микропроцессорных систем диспетчерского управления на железнодорожном транспорте требует соответствующей квалификации и навыков оперативного персонала. При переходе с релейных ДЦ на микропроцессорные меняются не только инструменты отображения и управления маршрутами, стрелками и сигналами, но и на порядки вырастает объем информации, доступной поездному диспетчеру при принятии решения. В соответствии с этим вырастают и требования к персоналу. Совершенно очевидно, что чем более подготовленным будет поездной диспетчер, тем более оперативными, качественными и безопасными будут его управляющие решения. Причем подготовка персонала должна идти в двух направлениях. С одной стороны, это введение специализированных курсов обучения в средних и высших отраслевых учебных заведениях при подготовке новых кадров, с другой - обучение действующего штата поездных диспетчеров и электромехаников центрального поста при внедрении новых систем на сети дорог. Причем, как показывает практика, скорость освоения новой техники, к сожалению, зачастую зависит от возраста диспетчера. Опытным квалифицированным, но уже немолодым диспетчерам необходимо существенно больше времени на приобретение устойчивых новых «моторных» навыков работы.

Для этих целей разработчики диспетчерской централизации ДЦ «Юг» на базе КП «Круг» создали тренажер АРМ поездного диспетчера, являющийся практически полномасштабной и полнофункциональной моделью реального АРМа. Аппаратура тренажера включает в себя промышленный компьютер, укомплектованный видеокартой для подключения четырех видеомониторов, мышь, клавиатуру, четыре 18-19-дюймовых TFT видеомонитора и цветной принтер формата A3. Программное обеспечение тренажера представляет собой полномасштабный программный комплекс АРМ ДНЦ ДЦ «Юг» на базе КП «Круг».
ПО включает программные компоненты «Управление», «Табло» и «График» и дополнено развитой имитационной моделью. Эта модель обеспечивает моделирование работы напольного оборудования и основных зависимостей ЭЦ в соответствии с управляющими приказами поездного диспетчера и имитацию перемещения подвижных единиц в пределах диспетчерского участка в соответствии с состоянием модели напольного оборудования.

Исходное количество и размещение подвижных единиц, а также темп работы поездной модели задаются в виде нескольких тестовых заданий разной сложности. Пользователи могут самостоятельно изменять и формировать эти задания. Тестовые задания рассчитаны на многократный прогон с последующим сравнением результатов. Для оценки хода и качества управления используется график исполненного движения и архив состояния поездного положения с возможностью его воспроизведения. Результаты управления можно впоследствии сравнивать. Это вносит в процесс тренировки увлекательный соревновательный аспект.
Как показывает практика, при использовании тренажера можно выделить два этапа. На первом этапе преодолевается «фактор страха» новой техники, нарабатываются устойчивые навыки оперативного восприятия информации, развиваются моторные навыки работы с органами управления компьютера для выполнения основных команд по управлению маршрутами, стрелками и сигналами. На втором этапе пользователь осваивает более тонкие и глубокие функции АРМа поездного диспетчера: работу с министерским, прогнозным, плановым графиками, с АСОУП, анализ качества управления, действия во внештатных ситуациях и др.
Тренажеры АРМа поездного диспетчера установлены и успешно используют в отделе обучения центра управления перевозками Северо-Кавказской дороги, Минераловодском и Краснодарском отделениях, РГУПСе, Минераловодском филиале РГУПСа, Владикавказском, Тихорецком и Батайском железнодорожных техникумах.

__________________

Зарегистрируйтесь, чтобы скачивать файлы.
Внимание! Перед скачиванием книг и документов установите программу для просмотра книг отсюда. Примите участие в развитии ж/д вики-словаря / Журнал "АСИ" онлайн

Книги по СЦБ | Книги путейцам | Книги машинистам | Книги движенцам | Книги вагонникам | Книги связистам | Книги по метрополитенам | Указания ГТСС

Если не можете скачать файл... / Наше приложение ВКонтакте / Покупаем электронные версии ж.д. документов