[Статья] Краткое описание диспетчерской централизации ДЦ-МПК

[Толян]

Краткое описание диспетчерской централизации ДЦ-МПК

Учитывая широкое внедрение ДЦ-МПК и необходимость ее интеграции в систему АДК-СЦБ, ниже дано краткое описание технической структуры и аппаратных средств системы.
Сотрудниками Центра компьютерных железнодорожных технологий (ЦКЖТ) ПГУ ПС разработана и в конце 1995 г. принята комиссией МПС в постоянную эксплуатацию система ДЦ на основе микро-ЭВМ и программируемых контроллеров ДЦ-МПК. Отличие этой системы заключается в том, что аппаратные средства как центрального пункта управления (ПУ), так и линейных контролируемых пунктов (КП) построены на основе серийно изготавливаемого промышленного оборудования, что обеспечивает низкую стоимость оборудования, а значит, и высокую конкурентоспособность системы.
Система ДЦ-МПК обеспечивает реализацию функций управления и контроля рассредоточенными объектами и применяется при диспетчеризации, автоматизации и концентрации управления. ДЦ-МПК является современной, открытой и наращиваемой системой, легко адаптируется к условиям конкретного полигона при проектировании и при их изменениях во время эксплуатации.
Кроме того, аппаратура системы ДЦ-МПК может быть использована:
» для обеспечения поэтапной замены аппаратуры других систем телемеханики при их переносе или модернизации рабочих мест диспетчеров;
» для управления соседними станциями с опорной (мини-
ДЦ);
» для организации центров диспетчерского управления с возможностью объединения АРМов оперативного диспетчерского персонала в локальную сеть;
» для передачи информации о состоянии полигона управления в вышестоящие иерархические уровни управления.
Система ДЦ-МПК состоит из:
» устройств центрального ПУ, которые устанавливают ся у поездного диспетчера (в отделении, региональном или дорожном центре и т.п.) и могут быть объединены локальной сетью;
» аппаратуры линейных КП на базе программируемых контроллеров или КП систем «Луч», «Нева», СКЦ и ЧДЦ;
» каналов связи между КП и ПУ;
» каналов связи и локальной сети для объединения ПУ с другими системами и уровнями управления.
АРМы диспетчеров других хозяйств (СЦБ, локомотивного, вагонного, электроснабжения) могут быть подключены к локальной сети АРМов поездных диспетчеров и содержат аппаратуру, необходимую для реализации этих функций.
Информационный обмен между компонентами системы базируется на стандартных протоколах вычислительных систем и локальных сетей.
Аппаратура ДЦ-МПК совместима: с информационными системами дорожного вычислительного центра; системами автоматизированной выдачи предупреждений; вышестоящими системами долговременного планирования дорожного уровня (АРМами дорожных диспетчеров ДГП).
Для обмена информацией с указанными системами используется спорадический способ с квитированием сообщений.
Управление перевозочным процессом осуществляется поездным диспетчером. Для обеспечения его непрерывности при неисправности устройств СЦБ предусматриваются снятие блокировочных зависимостей и передача ответственных команд. В этом случае вся ответственность возлагается на двух человек: поездного диспетчера и дежурного по отделению.
В аварийном режиме (при выходе из строя оборудования ДЦ) управление осуществляется с пульта ЭЦ на станции (резервное управление), при этом возможен централизованный контроль на ПУ.
Безопасность при формировании ответственных команд обеспечивается участием двух агентов движения для формировяния двух последовательных кодовых посылок в ограниченном временном интервале.
Система ДЦ-МПК обеспечивает передачу ответственных
команд:
» вспомогательной смены направления двусторонней автоблокировки;
» вспомогательного перевода стрелок при ложной занятости РЦ;
» искусственного размыкания маршрутов;
» вспомогательного открытия переездов.
Общий принцип посылки ответственных команд предполагает передачу подготовительной кодовой посылки. После получения сигнала квитирования посылается рабочая кодовая серия. Условиями формирования обеих серий является проверка отжатого и нажатого состояний пломбируемой кнопки дежурным по отделению в соответствующие моменты выполнения алгоритма. Дополнительно в режиме ответственных команд программно исключается управление другими объектами СЦБ.
Центральный пункт диспетчерского круга обычно находится в здании отделения или управления дороги. Он представляет собой АРМ поездного диспетчера, которое реализовано на базе современной вычислительной техники (рис. 1.8). На ПУ одного диспетчерского круга используются два компьютера: основной (реализующий команды телеуправления), и резервный, который постоянно находится в работе (так называемый «горячий резерв»).
В системном блоке каждого компьютера установлены: универсальный модем (УМ), сетевая карта, звуковая карта.
К компьютеру подключаются следующие внешние устройства: дисплей с диагональю 20-21"; клавиатура, манипулятор «мышь»; блок согласования модемов (БСМ); акустический громкоговоритель (колонка); кнопка ответственных приказов (КОП); кабель локальной сети; видеопроектор или плазменная панель.
Для обеспечения устойчивой работы системы при перебоях в электропитании все устройства включаются в питающую сеть через источник бесперебойного питания UPS и сетевые фильтры.

Рис. 1.8. Структурная схема центрального поста системы ДЦ-МПК

УМ является основой каналообразующей аппаратуры ДЦ- МПК и обеспечивает функции усиления, демодуляции и анализа правильности структуры кодовой последовательности известительного сигнала.
При передаче команд телеуправления в УМ формируется управляющий код (временные параметры, стартовые и стоповые импульсы), а также осуществляется модуляция и задается необходимый уровень аналогового сигнала ТУ. Кабелем модем соединяется с БСМ, который обеспечивает подключение комплектов к каналу передачи. Информация о состоянии стационарных путевых объектов обновляется в режиме реального перевозочного процесса в виде известительных кодовых посылок. При этом на ПУ после БСМ известительный сигнал поступает на модем, где выполняются функции усиления, демодуляции и анализа правильности структуры кодовой последовательности. При этом проверяются: качество стартового и стопового импульсов; временные параметры сигнала (длительностей импульсов и сигналов); полнота кодовой последовательности; дешифрация адресной части сигнала и качество информационных импульсов. Затем сигнал направляется в соответствующий массив памяти, который через интерфейс ISA перенаправляется в память компьютера. Здесь кодовая последовательность, отображающая состояние станционных объектов, обрабатывается функциями алгебры логики, в соответствии с которыми происходит перерисовка изображения на экране дисплея.
Для передачи команды ТУ пользователь выбирает объекты управления, которым соответствуют в массиве команд кодовые последовательности, содержащие адресную и исполнительную части. Кодовая последовательность направляется через интерфейс ISA в УМ. Последний формирует сигнал ТУ и передает его в линию.
Сетевая карта предназначена для обмена информацией по локальной сети. Кабелем типа «витая пара» компьютер подключается к концентратору HUB и с его участием обменивается информацией с другими машинами, а также с сервером локальной сети, где ведется протоколирование работы всех АРМов центра диспетчерского управления.
Звуковая карта совместно с акустической колонкой применяется для формирования речевых сообщений при возникновении нештатных ситуаций (отказы устройств, отключение электропитания, отклонение поезда от графика движения и т. п.).
Дисплей отображает актуальную информацию: поездное положение; положение стрелок, сигналов, блок-участков и др.
Для большей информативности применяются дисплеи с диагональю экрана 20-21". Во избежание эффекта мерцания дисплеи должны представлять изображение с кадровой разверткой не менее 85 Гц. Кроме дисплеев, в центрах диспетчерского управления система ДЦ-МПК позволяет применить видеопроекторы или плазменные панели в качестве табло коллективного пользования информацией.
Манипулятор «мышь» является основным средством управления в системе. Клавиатура используется для ввода необходимых символьно-цифровых данных, а также для дублирования действий «мыши» в случае неисправностей последней.
Линейный КП представляет собой комплекс программно аппаратных средств, предназначенных для сбора, обработки передачи на ПУ информации о состоянии двухпозиционных объектов и приема от ПУ и исполнения команд телеуправления. Как и ПУ, КП состоит из двух комплектов 100% резервированной аппаратуры на основе программируемых контроллеров (основного и резервного). Резервный комплект находится во включенном, рабочем состоянии и готов перейти в активное состояние. Переключение комплектов осуществляется: автоматически — благодаря взаимному контролю полукомплектов; командой, поступающей от ПУ (при возникновении систематических сбоев); кнопками на лицевой панели КП для выполнения ремонтных и профилактических работ обслуживающим персоналом.
Комплекс устройств КП, как правило, располагается в релейном помещении. На станциях автономного управления КП, для сокращения затрат на оборудование, может находиться в табло ДСП.
Оборудование КП размещается в электротехническом шкафу, который имеет пыле- и влагозащитную конструкцию.
Контроллер КП состоит из следующих компонентов (рис. 1.9):
» промышленного одноплатного компьютера SSC-5x86H, основанного на базе архитектуры процессора 486 и со держащего центральный процессор AMD486-DX2, видеоадаптер, контроллер клавиатуры, энергонезависимую
память на основе микросхемы Flash емкостью 2 Мбайта, оперативную память до 64 Мбайт, систему портов для подключения внешних устройств (жесткие, гибкие диски), громкоговоритель; » двух плат ввода-вывода; » сетевой карты;
» УМ;
» платы обработки аналоговых сигналов.

Основными функциями контроллера являются: циклический опрос входов УМВ-56/8, обработка полученной информации с фиксацией изменения состояния контролируемых объектов, формирование известительных приказов в соответствующем формате, фиксация поступления из канала команд ТУ объектами, реализация команд ТУ через интерфейсное Устройство сопряжения с объектами управления.

При включении питания комплекта контроллер проводит проверку устройств, входящих в его состав. В случае успешного тестирования в контроллере автоматически запускается программа работы линейного пункта, что сопровождается звуковым сигналом. Программа периодически проверяет наличие приказа ТУ в канале телеуправления и при обнаружении стартовой посылки приказа начинается заполнение внутреннего буфера командой ТУ. По окончании приема содержимое буфера сравнивается с электронной таблицей управляющих кодов канала ТУ для определения объектов управления. При совпадении полученной команды и приказа в таблице включается соответствующее управляющее реле на плате TB-24R или УДО-48. в противном случае содержимое буфера аннулируется.
Вместе с ожиданием приказа ТУ проводится опрос плат УМВ-56/8, реализующих матричный съем информации о состоянии объектов в течение восьми циклов. В каждом цикле считывания на все платы УМВ комплекта выставляются одинаковые управляющие слова, что отражается показаниями светодиодов на этих платах. В паузе между считываниями таких блоков информация о состоянии объектов сортируется по группам, которые соответствуют таблице занятости канала ТС. В другом массиве памяти контроллера также хранится содержание групп ТС, полученное в предыдущем сеансе. Новое содержание группы сравнивается со старым и, если в группе произошли изменения, она направляется в буфер передачи. Группы с новой информацией по очереди передаются на цен тральный пост.
Для сокращения времени обновления информации о поездной ситуации у диспетчера часть групп, связанных с дополнительной диагностической информацией о состоянии устройств СЦБ, не передается на ПУ. Эти данные всегда доступны только для пользователя на КП (АРМ электромеханика СЦБ) и могут быть переданы на ПУ после поступления команды запроса.
В каналообразующую аппаратуру входят УМ и БСМ. УМ является программно-аппаратным средством, предназначенным для организации обмена информацией между ПУ и КП системы. Модем обеспечивает связь с линейными КП по двух- или четырехпроводной линии Л. Канал связи может быть тональным или физическим.
Модем представляет собой две платы, устанавливаемые в системный блок компьютера. На основной плате (комплект 1) расположен микропроцессор цифровой обработки сигналов (сигнальный процессор). Дополнительная плата (комплект 2) предназначена для преобразования сигналов в цифровые и регулировки уровней сигналов.
Модемы обоих комплектов на ПУ подключаются к устройству сопряжения с линией связи БСМ, которое обеспечивает гальваническую развязку и согласование с двух- и четырехпроводной линиями. Модем может работать в активном и пассивном режимах.
Переключение из одного режима в другой выполняется по команде компьютера. Пассивный (резервный) режим предназначен для сопряжения с каналом связи только по тракту ТС, а активный режим — по трактам ТС и ТУ. Это позволяет организовывать «горячее» резервирование аппаратуры ПУ, когда два модема подключены параллельно к одному и тому же каналу связи.