Диспетчерская централизация (ДЦ)
Общие сведенияАппаратура диспетчерской централизации предназначена для управления стрелками и сигналами целого диспетчерского участка практически на любом расстоянии и является, пожалуй, одной из самых прогрессивных систем автоматики и телемеханики. Впервые в России участок Люберцы — Куровская, протяженностью 65 км был оборудован устройствами диспетчерской централизации системы ДВК, разработанной институтом «Гипротранссигналсвязь». В 1956 году ЦНИИ МПС была разработана и внедрена система ПЧДЦ-56. Далее внедрялись системы ЧДЦ-66, ДЦ «Нева», ДЦ «Луч». Аппаратура ДЦ «Нева» и ДЦ «Луч» получила довольно широкое распространение на железных дорогах, аппаратура этих систем описана в справочнике. Целью данного раздела является ознакомление читателей с созданными системами ДЦ на микропроцессорной элементной базе и с ходом их внедрения на железных дорогах России. Следует отметить, что работы по созданию диспетчерской централизации на микропроцессорной элементной базе были начаты в 1982 году. Первая система диспетчерской централизации на микропроцессорной элементной базе АСДЦ была создана во ВНИИЖТЕ, НИИЖА и ГТСС. Она была выполнена на технических средствах КТС-ЛИУС и проходила испытания на участке Мельничный ручей — Ладожское озеро Октябрьской железной дороги. На таком же комплексе технических средств КТС-ЛИУС специалистами Ростовского университета путей сообщения была разработана система диспетчерской централизации «Дон» и внедрена в 1989-1994 гг. на ряде направлений. В 1995 году специалистами Петербургского университета путей сообщения была разработана и внедрена система диспетчерской централизации ДЦ-МПК на основе персональных ЭВМ (ПЭВМ) и промышленных контроллеров. В 1995 году эта система была принята в постоянную эксплуатацию на участке Петербург — Сестрорецк. На основе этой системы в 1997 году был создан центр диспетчерского управления в Санкт-Петербургском отделении Октябрьской железной дороги. В 1998—2001 гг. в постоянную эксплуатацию были приняты микропроцессорные системы диспетчерской централизации «Диалог», «Сетунь», «Тракт» и «Юг». К системам диспетчерского управления движением поездов, или, как их часто называют, кодовым системам централизации относятся диспетчерская централизация (ДЦ) и станционная кодовая централизация (СКЦ). В этих системах на посту управления и в линейных пунктах управления установлены избирательные устройства, преобразующие управляющие и известительные приказы в коды, посылаемые по общей линейной цепи — каналу связи. В приемной аппаратуре эти коды расшифровываются и воздействуют на управляемые объекты или элементы индикации. Диспетчерская централизация применяется для управления из центрального поста (ЦП) стрелками и светофорами промежуточных станций, называемых линейными пунктами (ЛП). С одного ЦП можно управлять линейными пунктами одного или нескольких диспетчерских участков. ДЦ позволяет поездному диспетчеру (ДНЦ) руководить движением поездов на участке и непосредственно управлять стрелками и светофорами на ЛП без участия дежурных по соответствующим станциям. В комплекс устройств ДЦ обязательно входят автоблокировка (или другие устройства, обеспечивающие контроль свободности перегона) на перегонах, ЭЦ на станциях и аппаратура телемеханики. Современные системы ДЦ обладают способностью в автоматизированном режиме выполнять некоторые функции ДНЦ, анализировать поездную ситуацию и вырабатывать решения по ее оптимизации, поэтому они являются интеллектуальными экспертными системами. Рассмотрим структуру управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте. Оперативное руководство выполняет диспетчерский аппарат со сменным дежурством. Участок железной дороги, на котором движение поездов организует один поездной диспетчер (ДНЦ), называют диспетчерским кругом^ его границами являются, как правило, участковые и сортировочные станции. ДНЦ с помощью системы ДЦ посылает на ЛП управляющие команды, которые принято называть сигналами телеуправления (ТУ), например, команды на установку маршрута и открытие светофора на одной из станций, входящих в диспетчерский круг Известительные сообщения поступают к диспетчеру с ЛП, их называют сигналами телесигнализации (ТС)5 это, например, информация об установленном на станции маршруте, положении стрелок и открытии светофоров. Принятые сигналы ТУ на ЛП воздействуют на аппаратуру ЭЦ5 обеспечивая выполнение соответствующей команды ДНЦ. Принятые сигналы ТС изменяют индикацию на средствах отображения ЦП, информируя ДНЦ о поездной ситуации в текущий момент времени. Функционально в состав автоматизированных систем диспетчерского управления должен входить ряд функциональных подсистем, информационно связанных между собой и дополняющих друг друга. Подсистема телемеханики, обладающая высокой информативностью, универсальностью, защищенностью сообщений и живучестью, является технической основой автоматизации диспетчерского управления. Для реализации единого подхода и обеспечения совместимости различных систем ДЦ вводится стандартизированный в рамках отрасли протокол обмена сообщениями между устройствами ЦП и ЛП, между отдельными устройствами на ЦП, между региональными и дорожным центрами управления перевозками. Представление информации в подсистеме телемеханики должно быть основано иа принципах, обеспечивающих высокую достоверность передачи, безопасность с точки зрения движения поездов и других технологических процессов (для передачи ответственных сообщений), своевременность поступления сообщений. Эти требования могут быть реализованы обоснованным выбором методов модуляции и кодирования информации, скорости ее передачи по каналам связи, способов обработки, а также организации самих каналов связи, их структуры и протоколов работы. Стандартизированные интерфейсы пользователя (оператора). В настоящее время разработаны нормативные документы, регламентирую -щие построение пользовательских интерфейсов с точки зрения отображения информации и обработки графиков движения поездов. Подсистема обработки графиков движения поездов является одной из основных функциональных подсистем автоматизации диспетчерского управления, обеспечивающая планирование поездной работы участка, показывающая результаты этой работы и связывающая между собой системы диспетчерского управления смежных участков и дорог; а также их с системами верхнего уровня планирования и управления перевозками. Практически все системы ДЦ в той или иной степени содержат эту подсистему. Подсистема линейного уровня включает устройства ЛП5 устанавливаемые на станциях. В современных системах ДЦ устройства ЛП интегрируются с управляющими устройствами ЭЦ. Для этого аппаратура ЛП строится на специализированных по показателям безопасности программируемых микропроцессорных контроллерах, выполняющих логические, а в ряде случаев и математические функции, в том числе выполняемые устройствами ЭЦ на станциях, автоблокировки на перегонах (при централизованном расположении аппаратуры) и другими исполнительными средствами. Такой подход позволяет не только сократить объем аппаратуры на станциях, но дает возможность решения ряда оперативных задач на месте их возникновения, использования более эффективных алгоритмов управления, уменьшения суммарной загрузки каналов и времени на обмен информацией. Для этого микропроцессорный контроллер устройств ЛП должен отвечать требованиям безопасности движения поездов, иметь достаточное количество выходов и входов, достаточный объем памяти и высокое быстродействие. Кроме того, контроллер должен иметь порты для увязки со станционными устройствами ДК, с каналами связи, обеспечивать возможность наращивания и комплексирования. Устройства ДЦ должны обеспечивать: управление из одного пункта стрелками и светофорами раздельных пунктов диспетчерского круга, контроль положения и свободное™ стрелок и изолированных участков, занятости перегонов и путей на станциях, индикацию показаний станционных светофоров, а также возможность передачи отдельных станций на резервное или автономное управление, автоматическую запись графика исполненного движения (ГИД) поездов. Кроме этого, к современным системам ДЦ предъявляются требования, связанные с выполнением функций ЭЦ, следовательно, обеспечения безопасности движения поездов — возможность изменения направления движения на перегоне при двусторонней автоблокировке и ложной занятости блок-участка, вспомогательного перевода стрелки при ложной занятости стрелочной секции, искусственной разделки маршрута. Команды ТУ9 безопасность выполнения которых определяется только устройствами ДЦ и действиями оператора, называют ответственными командами. При ДЦ управление объектами на ЛП и контроль их состояния осуществляют по каналам связи с помощью телемеханических устройств. Аппаратура ЦП может располагаться на участковой станции, находящейся на границе или внутри данного диспетчерского круга, однако чаще устройства ЦП всех диспетчерских кругов концентрируют в помещении отделения дороги (рис. 4.5). Устройства ЦП включают в себя пульт поездного диспетчера П5 табло Т с мнемосхемой участка, кодовые устройства передачи сигналов ТУ и приема сигналов ТС5 а также средства фиксации графика исполненного движения. Устройства ЦП каналом связи КС соединены с линейными пунктами ЛП — станциями на участке. Канал связи используется для передачи сигналов ТУ и ТС. Если диспетчерский круг непосредственно примыкает к станции, на которой располагается центр диспетчерского управления, то в качестве канала связи используется физическая воздупшая или кабельная линия. Если же центр диспетчерского управления расположен на значительном расстоянии от станций диспетчерских кругов, то используются системы передачи информации с уплотнением каналов. Устройства ЦП алгоритмически и технически значительно сложнее устройств автоблокировки или ЭЦ5 а функции, связанные с требованиями обеспечения безопасности, составляют сравнительно небольшую часть от общего комплекса функций устройств ЦП. Поэтому выполнение требований безопасности в устройствах ЦП традиционным путем — введением аппаратной или программной избыточности и специальных безопасных средств контроля функционирования — нецелесообразно, так как потребует значительных и неоправданных затрат. В то же время устройства ЦП, построенные на достаточно мощных компьютерах, как правило, эксплуатируются в условиях регулярного обслуживания и имеют развитую систему диагностики и прогнозирования технического состояния аппаратуры. Кроме того, режим непрерывного круглосуточного функционирования устройств ЦП требует применения в них постоянного резервирования, т.е. установки двух ПЭВМ, одна из которых является основной, а вторая — резервной. В этом случае появляется возможность ввода и передачи ответственных команд последовательно во времени двумя устройствами — основным и резервным, что исключает возможность ошибочного появления ответственной команды и ее выполнения в ЛП5 где осуществляется контроль наличия этих команд по специальным меткам, вводимым в них. Для устройств передачи информации основным методом обеспечения безопасности является введение информационной избыточности в кодовые комбинации команд ТУ и ТС, т.е. передача их помехозащищенными кодами с минимальным кодовым расстоянием не менее 4Tli力=4. Дальнейшее повышение достоверности передачи информации ТУ достигается введением специальных меток в сообщения с ответственной командой и специальных процедур их обработки, введением квитирования каждой команды ТУ Перечисленные мероприятия позволяют обеспечить высокую достоверность передачи информации, исключить возможность возникновения ошибок в принимаемой из каналов связи информации для всех сообщений ТУ и ТС, а не только для ответственных. Для обеспечения надежности каналов передачи информации предусматривается их кольцевая структура с основным и резервным каналом связи. В устройствах ЛП требования безопасности могут выполняться традиционными методами: дублированием аппаратуры с безопасным сравнением контрольных сигналов, программной избыточностью и т.д. Обработка и реализация ответственных команд должна допускаться только при полной исправности устройств ЛП с соответствующим логическим контролем. Станционная кодовая централизация (СКЦ) применяется для управления удаленными объектами на станциях, путевыми развязками, примыканиями, блокпостами и промежуточными станциями, расположенными вблизи от одной из станций, которую в этом случае называют опорной. Системы СКЦ позволяют устранить телефонные переговоры между дежурными различных постов, улучшить организацию внутри- и межстанционной работы, сократить штат эксплуатационного персонала на управляемых раздельных пунктах, уменьшить затраты на строительство централизации за счет экономии кабеля и оборудования необслуживаемых помещений. В последнее время широко внедряются компьютерные системы СКЦ типа ТУМС и «Диалог-МС». Станция, на которой устанавливаются устройства ввода команд ТУ и контроль сигналов ТС, называется распорядительной, а раздельный пункт, управляемый по телемеханическому каналу с распорядительной станции — исполнительной. Соответственно и устройства СКЦ, устанавливаемые на этих станциях, называют распорядительными (РУ) и исполнительными (ИУ). На линиях метрополитена для диспетчерского управления и контроля движения поездов используются системы СКЦ, что объясняется их высоким быстродействием и достаточной информационной емкостью. Система ЧДЦ была разработана в 1959 г, в последующие годы эту систему модернизировали, при последней модернизации система получила название ЧДЦ-66. В этой системе для передачи сигналов ТУ используют частоты Ду = 500 巾,为 = 600 Гц, f3y = 700 1ц5 f4y = 800 1ц, а аппаратура передачи и приема сигналов ТУ построена на релейно-контактных элементах. Кодовые сигналы ТС передаются и принимаются бесконтактной аппаратурой, что позволило уменьшить время передачи сигналов ТС. Для передачи сигналов ТС также используются четыре частоты: Ди = 1650 1ц5 f2w = 1950 1ц, = 2250 1ц,匾=2550 1ц. Две частоты каждого из сигналов (f^y, 篇)образуют четные импульсы, а две другие частоты (^у, &) — нечетные импульсы, причем частоты力у,力у,^и,力и приняты активными, а остальные — пассивными. Таким образом, в сигналах ТУ и ТС осуществляется тактовая синхронизация, позволяющая разделить соседние импульсы, если они имеют одинаковое значение (оба активные или оба пассивные). Диспетчерская централизация «Нева» является первой отечественной системой с циклическим принципом передачи сигналов ТС. Преимущества этой системы заключаются в том, что в ней используется простая и более совершенная линейная цепь, имеется возможность использования этой системы не только на линейных, но и на разветвленных участках дороги и в узлах. Сигнал ТУ системы «Нева» построен аналогично сигналу ТУ системы ЧДЦ, но время его передачи уменьшено до 1,008 с. Емкость системы по управлению составляет 1120 приказов. В известительных сигналах используют частоты 1025 и 1225 1ц (первый частотный канал, дополнительный) ,1625 и 1825 1ц (второй канал), 2225 и 2425 1ц (третий канал), 2825 и 3025 1ц (четвертый канал). В системе «Нева», как и в других системах более поздней разработки, используется циклический принцип построения сигналов ТС, когда информация о состоянии контролируемых объектов иа ЛП передается на ЦП непрерывно повторяющимися циклами. Для таких систем критерием качества функционирования является коэффициент загрузки поездного диспетчера, который определяется а =Т3/ Т-100 % < адоп, где адоп = 85…95 % — допустимая относительная загрузка диспетчера; Т3 — расчетное время оперативной работы за смену (время загрузки диспетчера); Т = 12 ч = 720 мин — длительность смены. Фактическую загрузку ДНЦ принято рассчитывать по формуле:
В настоящее время на сети железных дорог внедряются и работают системы ДЦ, основанные на компьютерной и микропроцессорной технике, «Сетунь», «Тракт», «Диалог» и другие. Основой этих систем является применение компьютеров в качестве аппаратуры ЦП, микропроцессорных контроллеров на ЛП5 современных модемов для организации каналов передачи телемеханической информации, отображение поездной ситуации на цветных графических мониторах вместо выносных табло, использование универсальных средств ввода команд (алфавитно-цифровая клавиатура, манипулятор типа «мышь»). Рассмотрим построение и работу современной системы ДЦ на примере системы «Диалог», которая не имеет ограничений по применению и функционально включает в себя современную систему телемеханики и экспертную систему обеспечивающую поездного диспетчера средствами автоматизации принятия решения. Устройства ДЦ «Диалог» с помощью специального адаптера, работающего на основе цифровой обработки сигналов, могут подключаться к каналам связи существующих систем ДЦ (ЧДЦ, «Нева», «Луч») или других систем телемеханики («Лиена» и др.) с сохранением всех функций этих систем и расширением возможностей рабочего места поездного диспетчера по автоматизации его действий и оптимизации управляемого процесса. При этом отпадает необходимость в устройствах ЦП существующих систем и сохраняются устройства их ЛП и каналы связи, что дает возможность поэтапного внедрения системы, быстрого и эффективного переноса устройств ЦП при объединении диспетчерских участков или создании центров диспетчерского управления. Система «Диалог» выполняет следующие функции:
Система осуществляет обмен информацией с информационно-уп-равляющими системами верхнего уровня (АСОУП), с другими информационными системами транспорта. Она также осуществляет сбор и обработку информации о состоянии технических средств системы, каналов передачи информации, устройств автоматики на перегонах и станциях; эта информация выдается на рабочее место дежурного электромеханика ЦП. Аппаратура ЦП системы «Диалог» размещается на функциональных стативах (шкафах) и столах АРМ и не требует специальных помещений. Компьютеры, применяемые для построения устройств ЦП, являются индустриальными, т.е. предназначенными для промышленного применения и обеспечивают надежное функционирование системы при ее круглосуточной работе. Оборудование включает в себя автоматизиро-ванное рабочее место поездного диспетчера (АРМ ДНЦ) и автоматизированное рабочее место дежурного электромеханика поста ДЦ (АРМ ШНД), связанные между собой локальной сетью ЛС. На рис. 4.6 приведена структурная схема АРМ ДНЦ, состоящего из системного блока СБ1 индустриальной микроЭВМ, клавиатуры КЛ1 и манипулятора типа «мышь» ММ1, принтера ПЦ необходимого количества мониторов Ml — М4 и агрегата бесперебойного питания АБШ. Системный блок с клавиатурой, мышью, блоком бесперебойного питания и одним монитором (СБ2, КЛ2, ММ2, АБП2, М5) резервируются. В АРМ ДНЦ один монитор всегда используется для представления графика движения поездов (планового, прогнозного и ГИД), один монитор — для представления детализированной схемы какого-либо участка, станции или фрагмента станции (такой монитор обычно называют «лупой^), а также различной справочной информации, остальные мониторы предназначены для отображения всего участка управления, их количество определяется конфигурацией и количеством ЛП на участке, обьино 2— 4 монитора. Поездной диспетчер вводит команды с помощью клавиатуры или мыши, он может вызвать для просмотра любой ЛП или необходимую справочную информацию, хранящуюся в памяти ЭВМ. Принтер используется для вывода на печать ГИД и приложений к графику, он может также применяться для документирования различных приказов и сообщений. Вспомогательное оборудование включает в себя сетевые фильтры СФ1 и СФ2, специальные розетки питания с заземлением Е согласующие трансформаторы СТ1 и СТ2 (применяются при подключении к каналу связи существующих систем ДЦ), и розетки ТР локальной сети Л С. АРМ ШНД служит для контроля и учета проведения регламентных работ в соответствии с графиком технологического процесса обслуживания устройств ДЦ, просмотра и анализа информации о состоянии объектов контроля и управления на участке, измерения параметров каналов связи и их регулировки, а также протоколирования информации о повреждениях соответствующих устройств. Это позволяет ускорить поиск и устранение повреждений, вести их учет и анализ. Станционные устройства системы ДЦ «Диалог» построены на основе специализированной безопасной микроЭВМ типа БМ1602 и содержат схемы увязки микроЭВМ с аппаратурой электрической централизации, автоблокировки (или диспетчерского контроля) и других систем управления и контроля на станциях. МикроЭВМ БМ1602 предназначена для сбора информации о состоянии двухпозиционных (релейных) объектов контроля, ее обработки, управления двухпозиционными объектами, а также для обмена информацией с устройствами ЦП. Структура и принцип работы БМ1602 приведены в главе 3. Автоматизированным центром диспетчерского управления (АЦДУ) называют совокупность автоматизированных рабочих мест диспетчерского и оперативного персонала и современных технических средств (вычислительной техники, систем передачи и обработки информации), объединенных общей информационной базой и структурой, функциональными связями и предназначенных для эффективного управления перевозочным процессом. АЦЦУ создавались и ранее на основе систем ДЦ типа «Нева» и «Луч». Однако простое сосредоточение устройств ЦП в одном месте не позволяет достичь значительного эффекта, т.к, при этом сохраняются существующие методы планирования и реализации технологического процесса управления движением поездов. В регионе, оборудуемом АЦДУ, создается общая современная сеть передачи информации между АЦДУ и контролируемыми и управляемыми пунктами (ЛП) независимо от того, к какой службе они относятся. Это позволяет сократить общее число каналов передачи информации, исбслючить их дублирование в разных службах, обеспечить более высокую их надежность и достоверность передаваемых сообщений, сократить затраты на их организацию и обслуживание. В АЦДУ используется единое информационное обеспечение, предусматривающее установку автоматизированных рабочих мест (АРМ) работников всех служб, связанных с движением поездов, отвечающих за техническое обеспечение перевозочного процесса, планирование и отчетность о работе региона. С этой целью создается автоматизированная база данных о состоянии и работе элементов данного региона, объединяющая локальной информационной сетью все АРМ оперативного персонала и связанная каналами передачи информации с информационными системами более высокого уровня (дорожный ВЦ, службы дороги и ОАО «РЖД»). Системы, входящие в АТ1ДУ, внедряются поэтапно. На первых этапах предусматривается максимальное использование существующих устройств связи и автоматики на станциях и перегонах, устройств ЛП и каналообразующей аппаратуры существующих систем ДЦ и других систем телемеханики с постепенной, по мере необходимости или возможности, заменой их на современные. Помещение, в котором организуется АЦДУ, оборудуют локальной вычислительной сетью (ЛВС) передачи информации, к которой по мере установки подключаются устройства АРМ оперативного персонала. Общая база данных АЦДУ формируется на специальной ЭВМ с большими ресурсами, подключенной к системе АСОУП. В ЛВС включаются все АРМ поездных диспетчеров (АРМ ДНЦ), энергодиспетчеров всех участков энергоснабжения (АРМ ЭЧЦ), локомотивного, вагонного, грузового диспетчера, дежурного инженера АЦДУ и диспетчера службы сигнализации и связи. Кроме того, в ЛВС включаются устройства оперативного персонала, обслуживающего весь регион: инженера-графиста, инженера-анализатора статистической информации, старшего диспетчера, дежурного по отделению и др. АРМ ДНЦ каналами передачи информации связаны с устройствами ЛП на станциях, причем на тех станциях, на которых предусматривается автономное управление, устанавливаются автоматизированные рабочие места дежурного по станции и дежурного электромеханика поста ЭЦ. Для обеспечения высокой надежности и живучести устройств АЦЦУ аппаратура наиболее ответственных АРМ, локальная сеть и каналы передачи информации к ЛП и другим потребителям или источникам дублируются. Применение АЦДУ обеспечивает поддержание заданной участковой скорости движения поездов, оперативное введение и отмену в плановом графике движения поездов ограничений скорости по участкам, повышение безопасности движения поездов. Системы ДЦ в РоссииДЦ Луч ДЦ Нева ДЦ-МПК Диалог-Ц (ДЦ-ЭЛ) ДЦ Сетунь ДЦ Тракт ДЦ Юг Системы ДЦ в БеларусиДЦ Неман |
| Часовой пояс GMT +3, время: 07:19. |
Powered by vBulletin® Version 3.8.1
Copyright ©2000 - 2026, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot