[02-2013] Локомотивные системы обеспечения безопасности
 

Локомотивные системы обеспечения безопасности

Е.Е. ШУХИНА, заместитель руководителя научно-технического комплекса ОАО «НИИАС»

Для обеспечения безопасности движения и предотвращения несанкционированного проезда светофоров с запрещающим показанием в прошлом году в эксплуатацию введены около 200 комплектов аппаратуры безопасного локомотивного объединенного комплекса (БЛОК), разработанного ОАО «НИИАС» совместно с ООО «НПО САУТ» и ЗАО «НЕЙРОКОМ». Унифицированными приборами безопасности оборудованы современные электровозы 2ЭС6 и 2ЭС10, а также тепловозы 2ТЭ25А, работающие на БАМе.

Ранее используемые на локомотивах различные системы безопасности (КЛУБ-У, САУТ, ТСКБМ) функционировали независимо друг от друга по своим алгоритмам. Они имели свои датчики и органы взаимодействия с подвижным составом и локомотивной бригадой. Помимо разнотипности конструктивов и избыточности аппаратных средств при совместном применении таких систем часто возникала проблема конфликтности работы их алгоритмов. При этом вместо контроля за безопасностью ведения поезда машинист тратил время и внимание на слежение за работой большого числа приборов перечисленных систем. Также в связи с наличием нескольких источников данных увеличивалась нагрузка на техников-расшифровщиков, несмотря на компьютерную обработку информации, производимую по разным алгоритмам для отдельных систем.

Комплекс БЛОК обеспечивает безопасность движения. Он решает те же задачи, что и отдельные системы КЛУБ, САУТ, ТСКБМ при их совместном использовании. БЛОК состоит из технологически законченных модулей, функции которых реализуются системой. Эти модули обеспечивают взаимодействие с другими системами. Комплекс. Его можно применять при управлении поездом машинистом «в одно лицо». БЛОК может использоваться автономно, а также совместно с другими микропроцессорными системами управления, например, системой автоматизированного ведения поездов САВП и системой диагностики на локомотиве.

Основное оборудование комплекса БЛОК размещается в системном шкафу (рис.1). Блок индикации, включающий локомотивный светофор и модуль ввода данных, обеспечивает информационный обмен с машинистом. Для помощника машиниста также предусмотрен отдельный блок индикации. В состав комплекса входят кассета регистрации, приемник сигналов АЛС и точечного канала связи, модуль определения пройденного пути и скорости, связанный сдатчиками угла поворота, приемные катушки и др.

Комплекс подключается к штатному оборудованию, установленному на локомотиве: датчикам пути и скорости, рукояткам бдительности РБ, РБС и РБП, тревожной кнопке, электропневматической приставке крана машиниста, электропневматическому клапану автостопа, блоку контроля несанкционированного отключения (КОН) электропневматического клапана (ЭПК) ключом, датчикам давления в тормозной магистрали

Основное оборудование комплекса монтируется в трех конструктивах, называемых крейтами. Источник питания может монтироваться и вне системного шкафа. Тогда оборудование комплекса размещается в двух крейтах. В верхнем крейте устанавливается высокочастотное оборудование, в состав которого входят модули взаимодействия с закрытым и открытыми каналами связи, дуплексный фильтр. Модуль взаимодействия с закрытым каналом связи обеспечивает оперативный адресный двухсторонний обмен ответственной информацией и командами между диспетчером и локомотивом по цифровому радиоканалу, организованному на базе радиостанции МОСТ и аппаратуры системы TETRA. Модуль взаимодействия с открытыми каналами связи обеспечивает адресный двухсторонний обмен текущей информацией между диспетчером и локомотивом по цифровому радиоканалу системы GSM или GSM-R (Euroradio).

Во втором крейте устанавливаются ячейки управления и объединительная плата.

Ячейка центрального обработчика ЦО контролирует функционирование модулей системы и включение или выключение их из конфигурации. Ячейка также проверяет входные и выходные данные, формируемые в двух каналах модуля центральной обработки МЦО, а затем выдает эти данные в схему безопасности. По результатам решения технологических задач ячейка обеспечивает управление клапаном экстренного торможения, вычисляет программную кривую прицельного торможения перед препятствием и выдает необходимую информацию в модуль индикации.

Ячейка ЦО САУТ рассчитывает программные кривые скорости для служебного торможения с учетом профиля, коэффициента сцепления и др. С помощью ячейки определяется расстояние до светофора, выдаются команды разбора тяги и торможения, контролируется скорость с учетом текущих ограничений.

Ячейка ТСКБМ-К обрабатывает информацию о физиологических параметрах машиниста и его действиях при управлении локомотивом.

Ячейка РК преобразует и обрабатывает информацию, участвующую в обмене между радиоканалом и CAN-интерфейсом.

Ячейка шлюз CAN позволяет обмениваться информационными сообщениями между внутренним CAN-интерфейсом верхнего уровня системы и интерфейсами, через которые осуществляется связь с внешними системами (CAN, RS-485, RS-232, MVB, MES80) согласно принятым протоколам обмена.

Ячейка ВПД обрабатывает информацию, полученную отдатчиков пути и скорости, и вычисляет значение скорости и пройденного пути. Входная информация контролируется путем сопоставления однородных данных различной природы.

Атрибутивная информация о параметрах работы локомотивного оборудования и комплекса записывается и хранится в структурированном виде в энергонезависимой памяти.

Ячейка спутниковой навигационной системы СНС осуществляет взаимодействие через комбинированную спутниковую антенну с космическими и наземными сегментами глобальных спутниковых группировок GPS (NAVSTAR), ГЛОНАСС. Для синхронизации работы модулей системы формируются и передаются в CAN-интерфейс данные о едином текущем времени (UTC). Ячейка обеспечивает дифференциальный режим навигации на основе корректирующих поправок для системы GPS, связанных с работой локальных базовых станций.

В кабине машиниста размещаются блоки индикации и ввода данных, непрерывно отображающие поездную и диагностическую информацию в пути следования и осуществляющие индикацию информации, поступающей по CAN-интерфейсу от внешних систем; блоки, обеспечивающие взаимодействие с машинистом посредством рукояток РБ, РБС и клавиатуры ввода; блоки ввода и отображение локомотивных и поездных характеристик, задания режимов тестирования составных частей системы, звукового информирования машиниста об изменении поездной обстановки и др.

Ответственная информация (показание локомотивного светофора и наличие свободных блок-участков) дублируется для помощника машиниста. Информация о поездке регистрируется на общую для системы кассету регистрации.

Блок связи с устройствами АЛС АЛС-ТКС и точечными каналами связи со встроенным накопителем служебной информации предназначен для приема и обработки сигналов, поступающих от единых приемных катушек локомотива, формирования информации о текущем показании АЛСН, АЛС-ЕН и числе свободных блок-участков, а также номере маршрута и пути, по которым следует поезд с указанием заданных координат его прицельной остановки.

Таким образом, в комплексе БЛОК конструктивно объединены в общую систему различные функциональные модули, и компактно размещены интеллектуальные микропроцессорные компоненты в общем корпусе. Комплекс удобен в обслуживании. В нем реализовано самотестирование. В случае выхода из строя одной из ячеек предусмотрена сигнализация о неисправности. При этом производится ее замена в ПТО.

Для обеспечения безопасности ведения поезда алгоритмы работы комплекса БЛОК совершенствуются. Полностью исключены случаи неоправданного применения автостопного торможения, которое заменено служебным. Оптимизированы алгоритмы определения максимально допустимой скорости. Состояние работоспособности машиниста анализируется с учетом его действий при управлении локомотивом. Для совершенствования работы локомотивной электроники используется единая база данных путевых объектов.


В качестве единого носителя для регистрации всей необходимой информации о поездке используется типовая кассета устройства КЛУБ-У. В ближайшей перспективе планируется применять бесконтактный картридж комплекса КИО-САУТ, разработанный ООО «НПО САУТ».

Комплекс БЛОК устанавливается на электропоездах DESIRO RUS, выпускаемых в рамках совместного российско-немецкого проекта для обслуживания 0лимпиады-2014. Для получения данных о положении поездов при интервальном регулировании предложено использовать систему GSM-R российского производства.

Разработчики комплекса БЛОК предусмотрели возможность значительного расширения функциональности системы, а также выполнили жесткие условия по лимитной стоимости, поставленные руководством ОАО «РЖД». Цена локомотиво-комплекта не превышает суммарной стоимости оборудования отдельных систем КЛУБ-У, САУТ-ЦМ и ТСКБМ. При этом планируется снизить стоимость комплекса за счет унификации элементной базы и конструктива.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin