Анализ систем диспетчерской централизации

В настоящее время на сети железных дорог появилось новое поколение систем диспетчерского управления, основой которых являются устройства микропроцессорной и вычислительной техники. Переход от релейных и полупроводниковых систем диспетчерской централизации к микропроцессорным и компьютерным обусловлен, в первую очередь, экономическими показателями. Так, для создания комплекса устройств автоматизированного управления движением поездов на базе систем диспетчерской централизации предыдущих поколений необходимы значительные затраты на их интеграцию. Расширение функциональных возможностей релейных систем. Диспетчерская централизация требует увеличения площадей помещений для размещения аппаратуры, приводит к снижению надежности устройств, увеличению их энерго- и металлоемкости и затрат на их обслуживание.

Использование микроэлектронной и компьютерной техники позволяет реализовать современные системы автоматики и телемеханики, в том числе и системы автоматизации управления перевозочным процессом, в результате создания центров диспетчерского управления. Основой этих систем является применение компьютеров в качестве аппаратуры центрального поста, микроконтроллеров на линейном пункте, современных модемов для организации каналов передачи телемеханической информации, отображение поездной ситуации на цветных графических мониторах и плазменных панелях.

Компьютерные системы диспетчерской централизации реализуют не только минимально необходимый набор функций, связанный с непосредственным управлением станционными и перегонными объектами, но, за счет программного обеспечения, значительно их расширяют. Так, появилась возможность логической обработки информации о поездном положении и состоянии объектов в устройствах центральных постов и линейных пунктов, формирования управляющих сигналов, воздействующих на устройства электрической централизации и автоблокировки с учетом фактического состояния объектов.

На современные системы диспетчерской централизации возлагаются функции передачи ответственных команд, т.е. обеспечения безопасности при частичных отказах в устройствах электрической централизации и автоблокировки.

Реализуется ряд новых функциональных возможностей на программном уровне, например: автоматизированное ведение графикадвижения поездов и приложений к нему; разработка прогнозного графика и рекомендаций по вводу поездов в график; автоматизация задания маршрутов следования поездов; выдача разного рода справочной информации и другие сервисные функции.

В настоящее время все системы диспетчерской централизации используют универсальную систему графика исполненного движения.

Такой подход позволяет не только сократить объем аппаратуры на станциях, но и обеспечивает оперативное решение ряда задач, использование более эффективных алгоритмов управления, уменьшение суммарной загрузки каналов и времени на обмен информацией.

При концентрации управления участками в автоматизированных дорожных центрах диспетчерского управления должны использоваться высокопроизводительные и эффективные средства передачи информации, ее обработки и представления, включающие в себя базы данных, средства моделирования и прогнозирования возможных изменений поездной ситуации, автоматизированные рабочие машины диспетчерского персонала различных оперативных служб. Объектами управления и контроля для диспетчерской централизации являются локальные системы автоматики на станциях и перегонах, с которыми непосредственно связаны устройства линейных пунктов. При построении этой системы по иерархической структуре появляется возможность рационального распределения функций между уровнями управления по критериям загрузки технических средств, обеспечения их высокой надежности и эффективности, живучести системы управления по ее функциям.

Требования к системам ДЦ

Устройства ДЦ должны обеспечивать:

  • управление из центрального поста (ЦП) стрелками, сигналами и другими объектами ЭЦ и АБ раздельных пунктов и перегонов;
  • контроль на аппарате управления за положением и занятостью стрелочных и бесстрелочных путевых участков, занятостью перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок-участков, установленным направлением движения на перегонах; а также показанием входных, выходных, маршрутных и маневровых светофоров, состоянием переездов;
  • автоматическую запись графика исполненного движения поездов. С аппарата управления ЦП на станции, находящиеся на диспетчерском управлении, посылаются команды:
  • задание поездных и маневровых маршрутов с открытием сигналов;
  • отмена маршрутов;
  • смена направления движения на перегонах;
  • включение устройств оповещения монтеров пути;
  • включение устройств автоматической очистки стрелок от снега;
  • управление переездом на станции и перегоне, в участки приближения к которому входят станционные пути;
  • индивидуальный перевод стрелок;
  • разрешение и отмену местного управления стрелками.

Устройствами ДЦ должна предусматриваться передача ответственных команд:

  • вспомогательная смена направления при ложной занятости рельсовой цепи на перегоне;
  • искусственное размыкание секций маршрута;
  • перевод стрелок без контроля свободности стрелочных путевых участков;
  • включение и выключение переездной сигнализации на переездах;
  • искусственное замыкание и размыкание стрелок при разрешении движения поезда под запрещающее показание светофора;
  • восстановление УКСПС.

При полуавтоматической блокировке на перегоне к ответственным командам относятся: искусственное размыкание маршрутов приема, восстановление (сброс) датчиков счета осей. При использовании на перегоне АБТЦ необходимо предусмотреть искусственное размыкание перегона и участков удаления.

На рис. 1. представлена структура сети передачи данных диспетчерской централизации Для станций, находящихся на диспетчерском управлении, у поездного диспетчера (ДНЦ) должен осуществляться контроль:

  • положения стрелок;
  • занятость станционных путей и изолированных участков;
  • открытия светофоров на станциях;
  • задания и установки и маршрутов;
  • отмены маршрутов;
  • местонахождения головы поезда на станционных путях;
  • передачи стрелок на местное управления;
  • перевода станции на резервное или автономное управление;
  • работы устройств автоматической установки маршрутов;
  • групповой неисправности станционных и перегонных устройств СЦБ;
  • занятости перегона;
  • занятости включенных в контроль блок-участков перегона;
  • включение и отключение переездной сигнализации;
  • искусственного размыкания секций;
  • посылки и реализации ответственных команд;
  • включения автоматической очистки стрелок;
  • включение устройств оповещения монтеров пути;
  • работы датчиков счета осей и т.д.

Работа ДНЦ - это процесс решения следующих задач:

  • оценка и прогноз положения на участке (узле). Решается при приеме дежурства, а затем - по мере поступления информации о различных ситуациях на участке, о состоянии технических средств, о поездах и их фактическом положении, о работоспособности локомотивов и локомотивных бригад, о проведении местной работы и др. ДНЦ выбирает способы решения конфликтных ситуаций, определяет размеры движения и планирует подходы поездов;
  • планирование пропуска поездов по участку (узлу). Решается ДНЦ по информации, полученной от ДНЦ соседних участков, ДСП своего участка, локомотивного диспетчера и ДНЦО. ДНЦ выделяет поезда, следующие с отклонением от графика, составляет план пропуска поездов по участку, фиксирует их на графике исполненного движения, корректирует работу ДСП;
  • организация пропуска поездов по участку (узлу). ДНЦ реализует ранее составленный план. Информация о фактическом времени отправления, прибытия, проследования и подхода поездов к станциям сравнивается с плановыми данными и при отклонении ДНЦ выявляет причины, рассчитывает новый план и реализует его; планирование местной работы. План включает сдачу порожних вагонов, развоз местного груза, вывоз погруженных вагонов, обеспечение порожними вагонами и др. Для решения этой задачи необходима соответствующая информация, по которой составляется план местной работы;
  • организация местной работы. ДНЦ реализует ранее составленный план пропуск по участку местных поездов и локомотивов.

На современные системы ДЦ возлагаются функции передачи ответственных команд, т.е. обеспечения безопасности при частичных отказах в устройствах ЭЦ и АБ.

Реализуется ряд новых функциональных возможностей на программном уровне, например: автоматизированное ведение графика движения поездов и приложений к нему; разработка прогнозного графика и рекомендаций по вводу поездов в график; автоматизация задания маршрутов следования поездов; выдача разного рода справочной информации и другие сервисные функции, набор которых определяет Заказчик.

В состав современных систем ДЦ должен входить ряд подсистем, информационно связанных между собой и дополняющие друг друга. Подсистема телемеханики, обладая высокой информативностью и защищенностью сообщений, является технической основой автоматизации диспетчерского управления. В системах ДЦ используются разнообразные принципы и структуры построения телемеханических устройств, разные протоколы обмена информацией, методы ее кодирования. Для реализации единого подхода и обеспечения совместимости различных систем ДЦ вводится в рамках отрасли стандартизированный протокол обмена сообщениями между устройствами ЦП, ЛП, отдельными устройствами в составе автоматизированных дорожных центров диспетчерского управления АДЦУ.

Для реализации этих требований микропроцессорный контроллер, используемый в качестве устройства ЛП, должен отвечать требованиям обеспечения безопасности движения поездов, иметь достаточное количество управляющих выходов и входов контроля состояния дискретных сигналов, достаточный объем памяти и высокое быстродействие. Кроме того, контроллер должен иметь порты для увязки со станционными устройствами системы ДК, каналами связи (встроенные или внешние модемы или аналогичные устройства), обеспечивать возможность наращивания и комплексования (т.е. работать в комплексе с РПЦ, МПЦ, АБ и др.). Обеспечение безопасности движения поездов в системах автоматизированного диспетчерского управления является обязательной функцией, не выделенной в отдельную подсистему, но выполняемой каждой функциональной, технической, программной подсистемами.

При автоматизированном диспетчерском управлении процессы сбора, обработки, хранения и распределения информации о временных ограничениях скорости (как плановых, так и внеплановых), о снятии ограничений по условиям безопасности сконцентрированы в ЕДЦУ. Это позволяет своевременно и оперативно обрабатывать информацию, вводить и отменять команды, сокращать вынужденные задержки поездов. При этом возникает необходимость обеспечения безопасности обработки и передачи информации в устройствах ЦП и ЛП, т.е. создания и применения специализированных устройств и методов обеспечения безопасности в системах ДЦ.

Рассмотрим методы обеспечения безопасности в системе ДЦ, условно разделив ее на три части: аппаратура ДЦ, канал передачи информации, аппаратура ЛП.

Работа участка управления при ДЦ

Диспетчерская централизация представляет собой комплекс устройств, состоящий из автоматической блокировки на перегонах, электрической централизации на станциях и системы телеуправления и телесигнализации, предназначенной для передачи и приема управляющих и известительных приказов. Управляющие приказы формируются на автоматизированном рабочем месте ДНЦ (АРМ ДНЦ) центрального поста кратковременным нажатием необходимых кнопок клавиатуры или с помощью манипулятора типа «мышь», а известительные приказы - контактами контрольных реле объектов ЭЦ линейных пунктов. Для возможности передачи этих приказов аппаратура ЦП и ЛП связаны телемеханическими каналами ТУ - ТС. Принятые на ЛП сигналы ТУ воздействуют на аппаратуру ЭЦ, что обеспечивает выполнение соответствующей команды ДНЦ. Принятые сигналы ТС изменяют индикацию на выносном табло центрального поста (экранах мониторов),отображая поездную ситуацию в текущий момент времени.

Для правильного планирования и оперативного руководства поездной работой необходимо знание фактического положения поездов на участке и: способность оперативного влияния на перевозочный процесс. Для этого ДНЦ должен иметь непрерывную, точную и наглядную информацию о поездной ситуации, как на своем, так и на смежных участках, иметь надежные технические средства управления станционными и перегонными проследованиями с учетом категории поездов, изменением порядка скрещения и обгона поездов, организации безостановочного скрещения и движения по неправильному пути, изменение в организации местной работы на раздельных пунктах.

Системы ДЦ имеют несколько режимов работы:

  • диспетчерское управление (ДУ) - вся работа на станции выполняется поездным диспетчером. На станциях двухпутных участков предусматривается режим автодействия (АД) сигналов, что освобождает ДНЦ от ряда операций и уменьшает задержки поездов при отказах аппаратуры ДЦ;
  • резервное управление (РУ) - вводится на ЛП при длительном отказе устройств ДЦ, ЭЦ или автоблокировки. В этих случаях по телефонному распоряжению ДНЦ на начальника станции (ДС) возлагаются функции ДСП. Специальным ключом ДС включает цепи управления устройствами ЭЦ в станционном пульте резервного управления, отключая при этом цепи диспетчерского управления и сохраняя, как правило, цепи контроля. Процедура перевода ЛП на РУ и обратного включения (после устранения неисправностей) режима ДУ требует регистрации в журнале неисправностей устройств СЦБ (ДУ-46);
  • автономное управление (АУ) - используется на станциях с большим объемом маневровых работ. На таких станциях организуется круглосуточная работа ДСП, который выполняет всю поездную и маневровую работу, но отправить поезд на перегон может только по разрешающей команде ДНЦ, переданной по каналу ТУ. У ДНЦ обеспечивается контроль работы ДСП и станции;
  • местное управление (МУ) - вводится по команде ДНЦ для управления отдельными стрелками или группами стрелок при маневровой работе на станции. Управление осуществляется с маневровой колонки (вышки, поста) без сигналов;
  • сезонное управление (СУ) - вводится на ЛП при резко возросшем объеме маневровой работы или при выполнении технического обслуживания устройств СЦБ, требующего присутствия ДСП. Этот режим устанавливается ДНЦ специальной командой, при этом управление ведется с пульта резервного управления, а на табло ДНЦ сохраняется контроль движения поездов на станции.

Заключение:

Переход от релейных и полупроводниковых систем диспетчерской централизации к микропроцессорным и компьютерным обусловлен, впервую очередь, экономическими показателями. Расширяются функциональные возможности релейных систем. Увеличения безопасности на счет микроэлектронной и компьютерной техники. Обеспечения безопасности при частичных отказах в устройствах электрической централизации и автоблокировки. Компьютерные системы диспетчерской централизации реализуют не только минимально необходимый набор функций, связанный с непосредственным управлением станционными и перегонными объектами, но, за счет программного обеспечения, значительно их расширяют.

 

Литература

  1. Пенкин Н. Ф., Диспетчерская централизация, М.Трансжелдориздат, 1963. – 589 с.
  2. Переборов А. С., Дрейман О. К., Кондратенко Л. Ф. «Диспетчерская централизация». М.: Транспорт, 1989. – 400 с.
  3. Лисенков В. М., Шалягин Д. В., Матвеев В. Ф. Система диспетчерского управления ДЦУ-Е, Автоматика, телемеханика и связь. 1992. – 510 с.
  4. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Автоматизированные системы диспетчерского управления движением поездов, Транспорт: наука, техника, управление. Сборник обзорной информации. Вып.2. М. ВИНИТИ. 1993. – С. 169.
  5. Гавзов Д.В., Системы диспетчерской централизации, Маршрут, 2002. – 200 с.
  6. Руководящий технический материал по организации передачи данных в цифровых сетях технологической связи для диспетчерской централизации и других информационно-управляющих систем, использующих некоммутируемые каналы «точка-точка», ВНИИАС, 2004 – 290 с.
  7. Камнев В.А., Шалягин Д.В. Микропроцессорные системы диспетчерской централизации, технические характеристики, эксплуатация системы ДЦ «ДИАЛОГ». – МГУПС (МИИТ), 2005. – 381 с.
Год: 2011
Город: Костанай