СПД-ЛП

СПД-ЛП - система передачи данных линейного пункта - система диагностики и мониторинга устройств СЦБ

См. также АПК-ДК , АДК-СЦБ, АСДК


СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА БАЗЕ КОНЦЕНТРАТОРОВ ИНФОРМАЦИИ КИ-6М "СПД ЛП"

1.1 Система передачи данных на базе концентраторов информации КИ 6М (далее «СПД») предназначена для организации информационного обмена между территориально рассредоточенными источниками и потребителями информации с максимально эффективным использованием каналов и линий связи.
1.2 По своим техническим характеристикам СПД относится к классу распределенных сетей с коммутацией пакетов и функционирует с использованием выделенных каналов тональной частоты или физических линий связи.
1.3 По кругу решаемых задач СПД является системой производственного назначения и предназначена для автоматизации процессов сбора информации с объектов технологического управления и контроля на железнодорожном транспорте.
1.4 Перечень функций, реализуемых СПД:
1) прием, трансляция и запись в базу данных сообщений, сформированных линейными устройствами (периферийными контроллерами) прикладных систем, функционирующих на базе данной СПД;
2) чтение из базы данных, трансляция и передача служебных команд и данных линейным устройствам (периферийным контроллерам) прикладных систем, функционирующих на базе данной СПД;
3) циклический контроль виртуального соединения между сервером СПД и периферийными контроллерами прикладных систем (диагностика устройств и каналов связи СПД);
4) автоматическая переконфигурация маршрутов передачи данных в случае разрыва виртуального соединения и установление нового соединения с периферийными контроллерами по действующему участку СПД (автоматическое резервирование).
1.5 В настоящем описании применяются следующие определения:
Конечный пользователь (КП) - оператор, объект технологического контроля и управления, автоматизированная система. Конечные пользователи взаимодействуют между собой через СПД при помощи прикладных процессов, СПД для них «прозрачна», т.е. для КП не обязательны знания принципов ее построения и функционирования.
Прикладной процесс (ПП) - программное обеспечение (программа), осуществляющее решение задач конечного пользователя, а также обмен данными через СПД с другими ПП по определенным правилам.
Оконечное оборудование данных (ООД) - ЭВМ, технологический контроллер с программным управлением, групповой абонентский пункт с программным управлением (пакетный адаптер), т.е. оборудование, в котором располагается и выполняется ПП.
Оборудование коммутации данных (ОКД) - концентратор информации КИ-6М, узел СПД, обеспечивающий коммутацию и маршрутизацию данных пользователя в сети к месту назначения.
Порт сети - электрический соединитель ОКД, к которому подключено ООД или другое ОКД. Порт сети характеризуется номером и типом устройства преобразования сигналов (УПС). Система маршрутизации данных в СПД направляет данные пользователя в порты с конкретными номерами, поэтому номер порта сети всегда логически связан с подключенным к нему ООД, т.е. непосредственно содержится в адресе данных.
Канал связи - выделенный двухточечный телефонный (тональной частоты) канал связи или проводная физическая линия, связывающая два порта сети или порт сети и ООД. Порты сети и ООД оборудуются УПС в зависимости от характеристики применяемого канала связи.
Протокол - набор процедур, а также логика обмена данными по каналу связи (протокол канального уровня) или через СПД (протокол сетевого уровня).
Виртуальное соединение (ВС) - набор условий, правил и соглашений, соблюдение которых позволяет двум прикладным процессам осуществлять взаимный информационный обмен независимо от наличия других пользователей СПД.

2 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ
2.1 Состав и структура технических средств
2.1.1 В состав технических средств СПД входят:
1) концентраторы информации КИ-6М (ТУ 4035 004 45602127 2000);
2) сервер СПД (45602127.49931.001-01).
2.1.2 Концентраторы информации, соединенные между собой выделенными каналами или линиями связи, предназначены для передачи и маршрутизации по СПД пакетов данных, формируемых и передаваемых оконечным оборудованием данных (ООД) прикладных систем. В качестве ООД могут применяться как специализированные программно-аппаратные комплексы (периферийные контроллеры), так и персональные ЭВМ класса IBM РС, содержащие специализированные программные средства для обеспечения информационного взаимодействия с другими ООД через СПД.
2.1.3 Концентратор информации КИ-6М может обслуживать до 6 каналов информационной связи. Два канала, как правило, используются для подключения концентратора в систему передачи данных, остальные 4 канала могут использоваться для подключения ООД.
2.1.4 Сервер СПД предназначен для централизованного контроля работы средств СПД и каналов связи, управления потоками данных в СПД, а также для маршрутизации данных между СПД и локальной вычислительной сетью (ЛВС) центра диспетчерского контроля и управления.
2.1.5 В качестве сервера СПД применяется персональная или в промышленном исполнении IBM-совместимая ЭВМ, функционирующая под управлением программного средства "Сервер СПД", поставляемого в составе системы. Требования к составу и техническим характеристикам сервера СПД приведены в «Сервер СПД. Руководство системного программиста. 45602127.49931.001-01 32 01».
2.2 Виды топологий СПД
2.2.1 Технические и программные средства СПД поддерживают следующие виды структуры:
1) структура с т.н. «ячеистой» топологией, в которой узлы СПД (концентраторы информации КИ 6М) соединяются выделенными каналами или линиями связи по принципу «точка-точка»;
2) структура с т.н. топологией «шина», в которой узлы СПД соединяются с сервером СПД многоточечным (групповым) каналом связи.



Система передачи данных СПД-ЛП - общее описание

В решении проблем информатизации железнодорожного транспорта России одной из важнейших является задача автоматизации сбора (съема) первичной оперативной информации в местах ее зарождения, обеспечения при этом максимальной достоверности информации и минимального времени доставки ее потребителям в соответствии с установленными нормативами.

Актом приемочной комиссии, назначенной Указанием МПС РФ № С 1092у от 10.12.1996 г., система и аппаратно-программный комплекс СПД-ЛП приняты и рекомендованы для тиражирования и применения на сети железных дорог России в качестве базовой системы автоматического сбора, обработки и передачи информации, получаемой от прикладных систем:

- контроля технического состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК, РИСК);

- контроля функционального и технического состояния устройств СЦБ на станциях и перегонах;

- автоматической идентификации подвижных объектов железнодорожного транспорта;

- контроля функционального и технического состояния средств связи, энергетического хозяйства, охранной и пожарной сигнализации и при необходимости других объектов железнодорожного транспорта.

Система передачи данных организуется с использованием имеющихся каналов тональной частоты и включает в себя: головную ПЭВМ (сервер сигналов), концентраторы (КИ) и контроллеры (К).

В качестве сервера сигналов используется включенная в локальную вычислительную сеть ПЭВМ, имеющая последовательные порты СОМ 1 и COM2.

Сеть передачи данных предусматривается для диспетчерских кругов с использованием существующих каналов связи. Общее число участковых сетей сбора данных определяется из условий обеспечения гарантированного минимального времени доставки информации. Для контроля и оперативного руководства предусматриваются автоматизированные рабочие места — ДНЦ, ВЧД, ДГП НОД, ШД, ШЧД.

В состав устройств системы передачи данных СПД-ЛП входят:

- контроллеры СЦБ (К), осуществляющие сбор информации путем подключения к лампам табло ЭЦ и передачу ее в сеть СПД-ЛП непосредственно или через концентратор информации;

- котроллеры ДИСК (Д) и ПОНАБ (П), осуществляющие сбор информации со станционных стоек и передачу ее в сеть СПД-ЛП;

- концентраторы информации (КИ), обеспечивающие увязку с контроллерами СЦБ, ДИСК, ПОНАБ.

Концентраторы информации КИ представляют собой микропроцессорные устройства с блоком питания и набором отдельных модулей, к которым относятся: центральный процессор (МЦП-2); устройство преобразования сигналов токовое (УПСТ);

дискретный ввод (МДВ-3, МДВ-4) и модемы. Позиции модемов или модулей УПСТ (RS-232) условно нумеруются от «О» до «5». Позиция «О» (крайняя левая в корпусе концентратора) и соответственно канал, подключаемый к разъему КО, предназначены для передачи информации «вышестоящему» устройству в СПД, а позиции «1...5» (так называемые низовые каналы, подключаемые к разъемам К1...К5) — для сбора информации от «нижестоящих» устройств.

Концентраторы устанавливаются на станциях в ЛАЗах, комнатах связи или в других помещениях, где имеется питание 220 В или 24 В, подведены четырехпроводные окончания подключаемых каналов и имеется возможность их обслуживания.

Контроллеры также представляют собой микропроцессорные устройства и предназначены для съема информации с низовых устройств, ее обработки и оформления соответствующим образом для передачи в СПД.

Для доставки этой информации от контроллеров к серверу сигналов разработаны два варианта систем передачи данных, предназначенных для работы с каналообразующей аппаратурой различных типов.

Организация СПД на негрупповых каналах. Этот вариант реализуется на любой аппаратуре связи, обеспечивающей негрупповые каналы тональной частоты ТЧ (П-309, П-330, ВЗ-З и пр.) и имеет древовидную структуру (рис. 1.5, а).

Процесс обмена информацией происходит по следующему алгоритму. Каждый из концентраторов периодически посылает кадр типа ЗАПРОС по всем имеющимся у него низовым каналам (кроме канала «0») и ожидает ответа на него. Нижестоящий концентратор или контроллер, получив запрос и проверив его на соответствие формату, отвечает на него либо кадром ПУСТОЙ ОТВЕТ (при отсутствии информации для передачи), либо ИНФОРМАЦИОННЫМ КАДРОМ (при наличии информации). Если запрос принят с ошибками (или обнаружено несоответствие формату), нижестоящее устройство на такой запрос не отвечает вообще.

Концентратор, получив ответ и также проверив его соответствие формату и совпадение контрольной суммы, посылает либо следующий запрос (при нормальном приеме), либо запрос на ПОВТОР КАДРА (при ошибках в приеме). Следует обратить внимание на то, что запрос на ПОВТОР КАДРА концентратор посылает, выдержав паузу около 1,5 с, а запрос следующего кадра—сразу же, без паузы.

При неполучении ответа на очередной запрос более двух раз подряд по какому-либо из низовых каналов, концентратор формирует и передает вышестоящему устройству сообщение об отказе данного канала. Отказ канала индицируется на экране сервера сигналов. После восстановления канала также передается соответствующее сообщение, получив которое, сервер сигналов гасит индикацию отказа данного канала.

По каналу «0» концентратор запросов не посылает, ожидая запрос от вышестоящего устройства и отвечая на него, как описано выше. При отсутствии связи с вышестоящим устройством концентратор сохраняет принятую информацию в своей памяти. Когда она будет полностью заполнена, концентратор перестанет посылать запросы по низовым каналам до тех пор, пока вся хранящаяся информация не будет передана или уничтожена (переключением питания концентратора или посылкой команды СБРОС). ПЭВМ (сервер сигналов) посылает концентратору, подключенному к СОМ-порту, запросы такого же формата и ожидает ответа от него. Кроме того, ПЭВМ может передавать любые сообщения или команды любому устройству СПД. Они имеют структуру информационного кадра и рассылаются концентраторами всем устройствам СПД, но исполняются лишь тем, кому они адресованы, а остальными игнорируются.

Организация СПД на групповых каналах. Второй вариант СПД реализуется с использованием групповых каналов ТЧ (К-24 «АСТРА», К-ЗТ). В этом случае СПД имеет линейную структуру и не требует применения концентраторов, за исключением одного, являющегося согласующим устройством между каналами связи и ПЭВМ, называемого КООРДИНАТОРОМ.


Все контроллеры подключаются к четырехпроводным окончаниям группового канала (рис. 1.5, б).

Принцип работы СПД на групповых каналах основан на последовательном опросе контроллеров, подключенных к этому каналу. Инициатором опроса является сервер сигналов, который через координатор посылает кадр ЗАПРОС поочередно каждому контроллеру. Этот запрос принимают все контроллеры, подключенные к данному каналу, но отвечает на него только тот, адрес которого совпадает с адресом, указанным в запросе. Контроллер, получив «свой» запрос и проверив его на соответствие формату, отвечает кадром ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОТВЕТ, если имеет информацию для передачи, и кадром ПУСТОЙ ОТВЕТ, если не имеет такой информации. Информационный ответ принимается координатором, проверяется на правильность формата и совпадение контрольной суммы и при отсутствии ошибок передается в сервер сигналов. При наличии ошибок кадр игнорируется, о чем сообщается серверу сигналов, и в следующем запросе данному контроллеру будет передана команда повторить предыдущий кадр. При неполучении ответа от контроллера координатор также передает в ПЭВМ сообщение об отказе устройства, что индицируется на экране сервера сигналов.

Как показывает практика, не всегда является возможным организовать чисто линейную структуру, так как не на всех станциях имеется возможность подключения к групповому каналу, и, кроме того, при наличии нескольких контроллеров на одной станции их невозможно подключить непосредственно к одному канальному окончанию. Поэтому возникает необходимость в «гибридном» варианте СПД, объединяющем оба описанных выше варианта (рис. 1.5, в). Структура СПД в таком случае получается достаточно сложной. Увеличивается количество различных вариантов программ, устанавливаемых в контроллерах и концентраторах, что несколько усложняет наладку и эксплуатацию системы.

Для передачи информации в СПД всех вариантов используются модемы с частотной модуляцией 1300/2100 Гц, обеспечивающие скорость передачи 1200 бод. Уровни передаваемых сигналов регулируются и должны устанавливаться в соответствии с нормативами для передачи информации по каналам ТЧ и физическим линиям связи.

Контроллеры и концентраторы с модулями МЦП-2 (рис. 1.6) имеют два информационных выхода благодаря наличию дополнительного коммуникационного порта типа RS-232 с выходом на разъем К8. Основной выход (К7 в контроллерах и КО в концентраторах) и дополнительный (К8) полностью независимы друг от друга и равноправны. Контроллеры и концентраторы могут выдавать информацию по обоим этим выходам или по любому из них. Информация с дополнительного выхода К8 выдается всегда в протоколе К-2.

Контроллер СЦБ (К) устройств ЭЦ с модулями дискретного ввода МДВ служит для съема информации с ламп табло и ламп стрелочного коммутатора, имеющего нейтральное положение рукоятки, при котором контрольные лампы не горят. Примеры подключения схем к модулю МДВ приведены на рис. 1.7. Во время работы контроллер считывает информацию со всех входов всех модулей и побитно сравнивает ее с информацией, считанной в двух предыдущих циклах чтения.


Изменение сигнала считается действительным, если оно подтверждается в двух циклах подряд, иначе игнорируется. При обнаружении действительного изменения хотя бы одного сигнала формируется информационный блок. В этот блок включается информация только с тех модулей, в которых было обнаружено действительное изменение хотя бы одного бита информации, а также указывается порядковый номер этих модулей. Если состояние входов каких-либо модулей не изменялось, то информация с них в этот блок не включается.


Каждые 2 мин независимо от наличия изменений в информации формируется и передается полный блок, в который включается информация от всех установленных в контроллере модулей.

Подключение модулей МДВ к объектам контроля производится при помощи штатных жгутов через разъемы типа РП14-30, причем вилка располагается на жгуте, а к розетке подключаются монтажные провода, идущие от контролируемых объектов через резисторы. Резисторы Зк, через которые объекты контроля подключаются к модулям МДВ, размещаются на специальных панелях.

В контроллере ДИСК (Д) предусмотрены два специальных модуля МДВ-ДИСК для считывания информации со станционной стойки в параллельном двоично-десятичном коде, поступающим по 40 линиям. Считанная информация обрабатывается и оформляется в блоки типа «вагон» и «поезд», которые передаются на центральный пост через СПД.

Контроллер ПОНАБ (П) отличается лишь тем, что вместо модулей МДВ-ДИСК в нем устанавливаются модули МПВ, которые считывают информацию с приемной стойки ПОНАБ в последовательном 5-битовом коде. Эта информация также обрабатывается, оформляется в блоки и передается на центральный пост.

Блоки питания, модули центрального процессора, модемы, а также корпуса контроллеров ДИСК и ПОНАБ унифицированы и взаимозаменяемы между собой и с соответствующими модулями концентраторов и контроллеров дискретного ввода с оптронной обвязкой (ДВО).

Для отображения поездной ситуации на станции или части станции, включаемой в систему телесигнализации, в общем случае информация снимается со следующих контрольных ламп табло ЭЦ (типовых проектных решений альбомов МРЦ-9, МРЦ-13, ЭЦ-9):

- плюсового и минусового положения стрелок, входящих в контролируемые АРМ-ДНЦ маршруты;

-занятия приемо-отправочных путей, путевых бесстрелочных участков, стрелочных секций, входящих в контролируемые маршруты (общая контрольная лампа путевого участка);

- замыкания маршрутов (белые лампы);

- открытия выходных и маневровых светофоров, входящих в контролируемые или пересекающие маршруты АРМ-ДНЦ;

- закрытого и открытого состояния входных светофоров;

- включения пригласительных сигналов;

-состояния блок-участков на перегонах;

- срабатывания устройств КГУ и УКСПС;

- наличия ключа-жезла;

- занятия перегонов;

- контроля установленного направления движения на перегоне;

- отмены поездного и маневрового маршрута с занятого пути (групповая контрольная лампа);

- искусственного размыкания маршрута (групповая — режима и индивидуальные контрольные лампы путевых участков).

Для отображения отказов технического состояния устройств СЦБ, включаемых в систему телесигнализации, информация снимается со следующих контрольных ламп табло ДСП:

- выключения фидеров питания;

- неисправностей входного светофора;

- перегорания ламп выходных и маневровых светофоров (мигание белой лампы);

- контроля работы преобразователей, мигающих сигналов, батареи, перегорания предохранителей;

- срабатывания сигнализатора заземления;

- неисправностей перегонных сигнальных установок;

- запуска ДГА;

- взреза стрелок;

- закрытия и неисправности переездов.

В зависимости от типа устройств ЭЦ на станции перечень объектов контроля является индивидуальным для каждой станции, но при этом должны быть соблюдены основные принципы построения телесигнализации с применением устройств СПД-ЛП: для отображения поездной ситуации снимается минимально достаточное количество информации в соответствии с требованиями приложения к «Заданию на проектирование»; для отображения технического состояния устройств СЦБ снимается максимальное количество информации с контрольных ламп табло ЭЦ.

На основании списка объектов контроля составляется рабочая таблица объектов контроля, являющаяся исходным материалом для составления схем подключения контроллеров СЦБ. На основании рабочей таблицы составляются электрические схемы подключения контроллеров СЦБ и панелей резисторов, в соответствии с которыми выполняется монтаж аппаратуры.

Контроллеры устанавливаются в помещении ДСП (порядок их установки определяется при выполнении монтажных работ). Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при нарушении изоляции предусмотрено зануление корпусов приборов с помощью нулевых проводников питающей сети.