Организационная структура систем непрерывного мониторинга СТДМ

Организационная структура любой системы непрерывного мониторинга ЖАТ по сути одинакова - каждая из них строится, как и для всех автоматизированных систем управления и контроля, по многоуровневому иерархическому принципу (рис. 2.1).
На станциях на постах ЭЦ или в транспортабельных модулях, а также на перегонах в релейных шкафах (при их наличии) к средствам ЖАТ подключаются измерительные контроллеры. Это есть уровень «зарождения диагностической информации». Существует большое разнообразие используемых измерительных контроллеров, работающих с применением различных физических эффектов. Измерительные контроллеры либо сами посылают полученные данные в расположенный на посту ЭЦ концентратор информации (например, так происходит при съеме данных устройством АКСТ), либо по запросу, инициируемому самим концентратором (к примеру, опрос контроллера ПИК-10). Так образован уровень низовой автоматики в любой системе непрерывного мониторинга ЖАТ. От выбора точек подключения измерительных контролеров, а также от объема диагностической информации зависит полнота и глубина технического диагностирования и, как следствие, точность прогнозирования дальнейших изменений в работе устройств ЖАТ. В настоящее время уровень получения диагностической информации преимущественно использует ограниченный набор электрических параметров устройств ЖАТ, чего явно недостаточно для качественного мониторинга.


Концентратор, представляющий собой промышленный компьютер, осуществляет сбор и первичную обработку диагностических данных от контролируемых устройств. Концентратор работает под операционной системой реального времени класса UNIX - системой QNX, в которой, в отличие от любой системы Windows, нет ощутимой задержки передаваемой информации. Здесь же настраиваются программы опроса датчиков измерительных контроллеров (драйверы). Информация с концентратора также передается на автоматизированные рабочие места (АРМ) технологов систем непрерывного мониторинга. АРМ представляют собой персональные компьютеры с установленным на них программным комплексом мониторинга устройств автоматики и функционируют под операционной системой Windows.

Концентратор по трактам передачи данных осуществляет трансляцию информации с конкретной станции (в системах ДК она называется линейным постом) в концентратор, расположенный в здании дистанции СЦБ (на центральный пост). Сети передачи данных, каналообразующая аппаратура и концентратор линейного поста образуют средний уровень, или же уровень связи, в системе непрерывного мониторинга. Уровень связи образуется такими устройствами, как платы ввода/вывода данных в концентраторах, модемы и модульные маршрутизаторы, витые пары или оптоволокно, линия ДСН-ОДСН или ДК-ОДК и пр.
Для передачи данных в последние годы используют сотовую связь стандарта GSM [24], а также радиоканал с выделенной частотой 868,7 МГц в диапазоне нелицензируемых частот [19].
Связь стандарта GSM применяют при организации мониторинга децентрализованных объектов при полуавтоматической блокировке на перегонах. При использовании данной системы управления движением поездов на перегоне не укладываются кабели СЦБ, а значит, передача данных без прокладки нового кабеля или использования сотовой связи невозможна. На перегонах с полуавтоматической блокировкой требуется контролировать состояние переездной автоматики. Для организации сети передачи данных применяют промышленные модемы типа MOXA OnCeLL G3251, работающие в полосе частот 850/900/1800/1900 МГц (GSM/GPRS). Данный прибор имеет два интерфейса RS-232/422/485 и интерфейс Ethernet и работает в диапазоне температур -30...+ 55°C. На приемном конце на станции устанавливается роутер типа Huawei b260, работающий в полосе частот 900/1800 МГц (EDGE/GPRS/GSM), 900/2100 МГц (HSUPA/HSPDA/ UMTS).
В 2015 г. для передачи данных с децентрализованных объектов был разработан способ передачи информации, использующий радиоканал с выделенной частотой 868,7 МГц. Сеть организуется путем применения датчиков, работающих как диагностические приборы и как роутеры и размещаемых на анкерных участках железнодорожной контактной подвески через расстояния от 1 до 2 км [19]. В отличие от известных аналогов, например LoRaWAN, разработанный протокол передачи данных позволяет оптимизировать энергозатраты, а также имеет автоматически перестраиваемую в случае отказов приборов топологию сети.
Использование беспроводных трактов передачи данных открывает широкие возможности в организации мониторинга не только объектов автоматики, но и всей железнодорожной инфраструктуры.
На верхнем уровне систем непрерывного мониторинга (уровне анализа информации) производится получение, обработка и архивирование диагностической информации и, кроме того, ее передача на дорожный сервер мониторинга - например, на Октябрьской железной дороге он располагается в здании Единого центра управления перевозками на станции «Санкт-Петербург - Московская - Пассажирская».


На верхнем иерархическом уровне в пределах железных дорог в дирекциях инфраструктуры организованы центры технического диагностирования и мониторинга и ситуационные центры (центры мониторинга и ЦУСИ). Сотрудники данных центров анализируют диагностическую информацию и координируют действия технического персонала дистанций СЦБ по предупреждению и предотвращению неисправностей систем управления движением поездов, тем самым способствуя повышению эффективности их функционирования.

Ситуационные центры

Развитие систем непрерывного мониторинга в конце XX - начале XXI в. привело к тому, что электромеханикам и технологам на станциях и в дистанциях СЦБ стало трудно справляться с большим объемом диагностической информации. Кроме того, на некоторые возникающие неисправности (предотказы и отказы) технический персонал дистанций СЦБ стал обращать меньшее внимание. Это возникало по нескольким причинам: некоторые неисправности фиксировались системами мониторинга ложно (некачественная работа систем непрерывного мониторинга), а на некоторые неисправности электромеханики СЦБ сознательно не обращали внимания по причине фиксации неисправностей, непосредственно не влияющих на работу систем управления движением поездов. Более того, с развитием систем непрерывного мониторинга стал заметен рост объема диагностической информации, обработка которой становилась слишком громоздкой и требовала больших трудозатрат. Разработчиками АПК-ДК и руководящим аппаратом ОАО «РЖД» было принято решение о создании специализированных ситуационных центров - центров мониторинга систем непрерывного мониторинга.


В 2003 г. в едином центре управления перевозками Октябрьской железной дороги начинает строиться первый такой центр. Его внедрение в опытную эксплуатацию состоялось в начале 2007 г., и уже к концу 2007 г. первый центр мониторинга был сдан в постоянную эксплуатацию [25]. Параллельно работе над первым центром мониторинга стали планироваться работы и по созданию аналогичных центров на других железных дорогах. Сначала на ЗападноСибирской и Северо-Кавказской железных дорогах, а затем и на Московской и Куйбышевской железных дорогах. Сегодня подобные центры функционируют или строятся почти во всех дирекциях инфраструктуры железных дорог Российской Федерации.
Эксплуатация ситуационных центров подразумевает не только анализ работы средств обеспечения безопасности движения поездов, но и координацию действий технического персонала дистанций СЦБ по поддержанию высокого уровня отказоустойчивости средств автоматики. В свою очередь, функционирование центра мониторинга с дальнейшим распространением систем непрерывного мониторинга ЖАТ на железных дорогах России приближает переход на прогрессивный метод обслуживания устройств автоматики по состоянию.

Рассмотрим технологию работы центров мониторинга на примере ситуационного центра, построенного в 2003-2007 гг. в Едином центре управления перевозками Октябрьской железной дороги (рис. 2.2).
Организационная иерархия центра мониторинга (рис. 2.3) включает в себя должности технологов и начальника, а также еще и ведущего технолога-аналитика (он является промежуточным звеном между технологами и начальником). Каждый технолог закреплен за группой дистанций СЦБ и анализирует диагностические ситуации, возникающие в обозначенных пределах железной дороги. Так, например, в центре мониторинга Октябрьской железной дороги один технолог закреплен за Московской, Тверской и Бологовской дистанциями СЦБ [32]. Распределение технологов осуществлено по объему диагностических данных, а также по географическому принципу расположения дистанций.


Реагируя на информационные сообщения от АРМ, функционирующей в пределах Октябрьской железной дороги системы АПК-ДК, технологи вырабатывают рекомендации для обслуживающего персонала дистанций СЦБ по поддержанию их надежной работы. Кроме того, в задачи технологов центров мониторинга входят вопросы совершенствования самих средств технического диагностирования и мониторинга, поэтому они взаимодействуют с сервисным центром (call center), сформированным самими разработчиками систем непрерывного мониторинга. По рекомендации технологов сотрудники сервисного центра могут корректировать программное обеспечение, а также при необходимости передавать информацию о неисправностях средств диагностирования пусконаладчикам АПК-ДК.

Центр мониторинга работает круглосуточно, здесь организовано посменное дежурство. Поясним взаимосвязи на рис. 2.3. Технологи ШДМ-1 и ШДМ-2 анализируют состояние средств ЖАТ в дистанциях, расположенных на участке «Москва - Санкт-Петербург - Бусловская», технолог ШДМ-3 занимается обработкой данных на участке «Санкт-Петербург - Кошта», технолог ШДМ-4 отвечает за направление «Мга - Усть-Луга», а ШДМ-5 - «Свирь - Мурманск». Помимо работы с основными средствами ЖАТ, необходим контроль качества средств самой системы диагностирования АПК-ДК, а также информационной системы КТСМ1. Для этого выделены должности технологов ШДМ КТСМ и ШДМ АПК-ДК.
Сегодня с развитием самих систем непрерывного мониторинга преобразуются и центры мониторинга, совершенствуются алгоритмы обработки диагностических данных, появляются новые функции в АРМ технологов, проводятся курсы повышения квалификации технологов и пр. Таким образом, растет уровень диагностирования средств ЖАТ и, как следствие, повышается надежность и безопасность перевозочного процесса в целом.