Пристрої ЖАТ: новий рівень
Сучасний стан залізничної автоматики і телемеханіки характеризується процесом інтенсивного створення і впровадження пристроїв, реалізованих з використанням самих останніх досягнень мікроелектроніки, мікропроцесорної техніки, теорії передачі та обробки сигналів.
В даний час на мережі сталевих магістралей країни впроваджується цілий ряд мікропроцесорних систем і пристроїв для керування рухом поїздів і маневровою роботою. Це - диспетчерська централізація і диспетчерський контроль, електрична централізація і автоблокування, напівавтоматичне блокування. Названі системи доповнені новими пристроями електроживлення, цифровою апаратурою рейкових ланцюгів, лічильниками осей, багатозначною автоматичною локомотивною сигналізацією, мікропроцесорної апаратурою АЛС на локомотиві.
Не буде перебільшенням сказати: практично весь спектр систем і пристроїв ЖАТ відповідно до ПТЕ залізниць має мікропроцесорний виконання.
Процес створення такої "розумної" техніки зайняв порівняно короткий термін - п'ять-шість років. Цій складній і напруженій роботі супроводжувало постійне вдосконалення нормативної бази, що визначає вимоги до мікропроцесорних систем управління за функціональним призначенням, показниками безпеки, етапам розробки і постановки на виробництво, експлуатації пристроїв.
Тепер, напрацювавши солідну практику впровадження мікропроцесорних систем (а це - 63 станції, обладнаних ЕЦ-ЕМ, з загальною кількістю 1380 стрілок), ми готові до вирішення нового завдання - розширити функції системи, щоб вони забезпечили оптимізацію роботи залізниць, підвищення безпеки руху по ним, введення прогресивних технологічних прийомів в організацію руху поїздів і управління маневровою роботою.
Був розроблений алгоритм взаємодії ЕЦ-ЕМ з автоблокуванням, запропоновані проектні рішення, які в подальшому увійшли в комплекс ЕЦ-ЕМ / АБТЦ-ЕМ. Своєчасно вдалося впоратися з завданнями по ув'язці з системами диспетчерської централізації, диспетчерського контролю.
На думку фахівців нашої компанії, розширення функцій системи ЕЦ-ЕМ має йти, виходячи з міркувань пріоритетності за наступними етапами.
Перше - телеуправління віддаленими об'єктами.
Впровадження таких систем дозволить змінити технологію управління на окремих ділянках залізниць, і перш за все - на малодіяльних. Введення там централізованого управління стрілками і сигналами на прилеглих станціях і роз'їздах з базової станції дасть можливість за короткий період отримати відчутний економічний ефект за рахунок скорочення експлуатаційних витрат в господарстві перевезень. А при дооборудовании таких ділянок системою контролю дислокації рухомих одиниць з використанням супутникових технологій відкриється перспектива більш оперативного управління рухом в масштабах дороги.
Друге - створення об'єднаного модуля електричної та диспетчерської централізації.
Установка на станціях НВК мікропроцесорних систем і лінійних пунктів ДЦ і ДК призводить до зайвих капітальних витрат. Тому, інтеграція функцій лінійного пункту ДЦ диспетчерської централізації в систему ЕЦ-ЕМ є одним із пріоритетних завдань нашої стратегії.
Третє - автоматизація управління маневровою роботою на станції.
Четверте - комплексна система автоматизованого управління рухом (КСАУД).
У нашій компанії проаналізовані тенденції розвитку систем інтервального регулювання рухом поїздів, напрацювання «Радіоавіонікі» в області використання коштів супутникової навігації, цифрового радіозв'язку. В результаті фахівці зробили конкретні пропозиції щодо створення КСАУД. Ідеологія побудови цієї системи базується на наступних принципах:
- ідентифікація рухомої одиниці на ділянці управління і її підтримка в системі по всьому шляху проходження;
- безперервний контроль місця розташування (координати) рухомої одиниці кількома незалежними датчиками, всі зміни координати фіксуються на цифровий моделі ділянки залізниці;
- на основі даних про координатах рухомих одиниць центральний обчислювальний комплекс КСАУД формує режими управління рухом на ділянці. Команди по режиму ведення поїзда передають на виконавчі пристрої локомотива по цифровому радіоканалу з відображенням всієї інформації на дисплеї машиніста.
Команди повинні бути реалізовані з урахуванням типу рухомого складу, профілю ділянки, що діють попереджень про обмеження швидкості, що проводяться ремонтні роботи.
Крім вирішення системних завдань, необхідно включити в перелік додаткових функцій МПУ примусову зупинку локомотива, санкціоноване зрушення при відправленні на заборонний сигнал світлофора, автоматизацію управління маршрутами на великих вантажних і пасажирських станціях і оповіщення працюючих на шляхах на основі супутникової навігації і цифрового радіоканалу.
Нашу готовність вирішувати непрості завдання щодо розширення функцій ЕЦ-ЕМ сприяли результати роботи по вдосконаленню НВК РА на стадії впровадження системи ЕЦ-ЕМ / АБТЦ-ЕМ і підготовки до обладнання великих станцій. Я маю на увазі те, що сконструйовані і виготовлені високопродуктивні модулі контролерів МК-3; створена 32-розрядна операційна система жорсткого реального часу з захищеним режимом пам'яті процесора; проведені випробування на безпеку і ЕМС НВК РА, що забезпечує контроль і управління станційними об'єктами понад 400 централізуемих стрілок.
Вжито заходів щодо модернізації НВК РА із застосуванням новітньої елементної бази та підготовкою програмно-апаратних засобів для контролю і управління великими станціями, щодо вдосконалення технології виробництва апаратури на основі автоматизованих робочих місць і впровадження SMT-технології виготовлення друкованих плат, щодо підвищення надійності функціонування систем за рахунок використання розробленої нами системи електроживлення станційного і підлогового обладнання.
Коротко сформулюю, в чому полягає мета створення таких пристроїв: зменшення обсягу проектних і будівельних робіт; зниження експлуатаційних витрат; істотне зменшення кількості реле; автоматизація контролю опору ізоляції вхідних і вихідних ланцюгів.
Забезпечення безпеки та відмовостійкості в даних пристроях здійснюється за рахунок трехканальной структури комплексу, переходу в безпечний стан в разі відмов, використання програмно-апаратних засобів, несправність яких не призводить до небезпечного відмови.
Відновлення відмовили модулів проводиться шляхом «гарячої» заміни без порушення функціонування.
Безперебійне функціонування реалізується завдяки розвиненій системі діагностування та моніторингу предотказних станів з можливістю їх усунення без перерви руху.
Уніфікація апаратури (в тому числі і кабелів) спрощує проектування і практично виключає помилки при монтажі.
З метою прискорення лабораторних випробувань технологічного програмного забезпечення, заводських випробувань і випробувань системи на об'єкті впровадження нами (спільно з інститутом ГТСС) ведуться роботи зі створення тестирующего комплексу для перевірки взаємозалежностей. Результатом цієї роботи стане створення напівнатурних моделей, які дозволять генерувати впливу від елементів системи ЕЦ-ЕМ і входять до неї сполучених систем і таким чином відтворити технологічні режими роботи комплексу в умовах реальної експлуатації. Це допоможе на стадії підготовки об'єкта до введення в експлуатацію виявити помилки програмного забезпечення, алгоритмів всього комплексу.
Створювані і відпрацьовуються технічні засоби, відкрита архітектура НВК РА, його продуктивність і кількість інтерфейсів, а також повний обсяг даних по станційних об'єктів та прилеглих перегонах дозволять вивести системи ЖАТ на новий рівень з переходом від локальних систем, що виконують окремі функції, до комплексної системи автоматизованого управління рухом (КСАУД), що забезпечує підвищення ефективності перевізного процесу, до реалізації швидкісного і високошвидкісного руху, а також до зниження експлуатації нних витрат.