Организация системы диспетчерского контроля АПК-ДК на участке Юнь-Яга – Хановей Северной железной дороги

- для измерения средних значений напряжений сигналов переменного тока, поступающего на аналоговые дифференциальные входы;

- для измерения сопротивления изоляции электрических цепей (кабель, монтаж и т.д.) контролируемых объектов;

- для преобразования в стандартный цифровой вид сигналов переменного и постоянного напряжения, поступающих на цифровые входы;

- для передачи измеренных значений напряжений и сопротивления изоляции в виде последовательного цифрового кода в концентратор по его запросу;

Рисунок 2.2 - Схема подключения лампочек табло индикации поездного положения на перегонах

- для передачи преобразованного в цифровой код состояния дискретных датчиков в концентратор по его запросу.

В состав прибора ПИК 10 входят:

- плата микроконтроллера;

- плата источника питания и реле;

- корпус с двумя блочными разъёмами РП14-30;

- колодка для установки на релейный статив.

К десяти аналоговым дифференциальным входам релейного коммутатора могут прикладываться переменные напряжения амплитудой 0ВU50В частотой 25 Гц, 50 Гц, или 75 Гц. Эти напряжения подаются через контакты релейного коммутатора. Каждое реле коммутатора предназначено для одного канала. Нормальное состояние контактов всех реле - разомкнутое.

Реле включаются последовательно по командам микроконтроллера только после того, как на микроконтроллер от концентратора поступила команда на проведение измерений напряжения и сопротивления изоляции.

В каждый момент времени во включённом состоянии может находиться только одно реле. На выход релейного коммутатора подается входное напряжение через контакты одного из десяти реле, которое включено в данный момент.

С выхода релейного коммутатора напряжение поступает на дифференциальный вход аналогового преобразователя.

Таким образом, к дифференциальному входу аналогового преобразователя последовательно прикладывается напряжение каждого аналогового канала для преобразования в восьмибитный код.

Для измерения сопротивления изоляции используется входящий в состав ПИК 10 источник постоянного напряжения, создающий токи утечки в измеряемой цепи, которые регистрируются аналого-цифровым преобразователем.

Способ измерения сопротивления изоляции основан на измерениях токов утечки, протекающих между защитным заземлением релейного статива и одной из внешних аналоговых цепей, к которой в данный момент через релейный коммутатор подключен ПИК 10.

Измеренные токи утечки подаются на АЦП микроконтроллера, где преобразуется в цифровой код.

Кроме этого, ПИК 10 может быть использован для контроля десяти дискретных датчиков. В этом случае на десять цифровых дифференциальных входов оптронного преобразователя могут подаваться переменные (частотой 50 Гц) или постоянные напряжения амплитудой 36 В.

Эти напряжения через ограничительные резисторы прикладываются к входам оптронов.

С выходов оптронов сигналы поступают на входы микроконтроллера, который производит окончательное преобразование десяти сигналов.

Связь ПИК 10 с концентратором осуществляется по инициативе концентратора по последовательному каналу передачи.

Выходы микроконтроллера прибора ПИК 10 и канал гальванически развязаны. Максимальная скорость передачи информации 9600 бод.

При подключении одного из контроллеров ПИК 10 в цепь амперметра имеется возможность отслеживать и протоколировать ток перевода стрелок.

Прибор ПИК 120 (ПЮЯИ.468152.001 ТУ, Сертификат №РОСС RU.МЕ27.Н04412) имеет 120 цифровых входов, и предназначен:

- для преобразования в стандартный цифровой вид постоянного напряжения -36В U +36В или переменного напряжения 36В 50 Гц, поступающего на цифровые входы;

- для передачи в последовательном коде преобразованного массива данных в концентратор по его запросу.

В состав прибора ПИК 120 входят:

- плата микроконтроллера;

- корпус с одним разъёмом СН2-10ШБ и пятью блочными разъёмами РП14-30.

Приборы ПИК 120 располагаются в специальных шкафах типа УКС-4.

На 120 цифровых входов оптронного преобразователя ПИК 120 могут поступать постоянные напряжения в диапазоне -36В U +36В или переменные напряжения амплитудой 36В и частотой 50 Гц.

Все 120 входов образуют 15 восьмиканальных групп. В каждой группе общие провода каналов (со второго по восьмой) объединены, а первый канал имеет независимый общий провод.

Такая организация входных цепей позволяет подключать ПИК 120 к гальванически развязанным источникам сигналов.

Связь ПИК 120 с концентратором осуществляется по последовательному каналу.

Выходы микроконтроллера прибора ПИК 120 и канал связи гальванически развязаны.

Максимальная скорость передачи информации 9600 бод.

На один вход концентратора может быть подключено 4 прибора ПИК 120, поэтому в составе системы каждому прибору ПИК 120 необходимо присвоить адрес в диапазоне от 0 до 3.

В релейных помещениях станций ПИК-120 размещаются в шкафу с габаритными размерами 800250500. В этом же шкафу расположено кроссовое поле для подключения к действующим устройствам. Максимальное число дискретных сигналов, подключаемых к одному шкафу - 480. Число шкафов в системе не ограничено. Цикл опроса станционных устройств не превышает 200мс. На станциях типовой комплекс ДК контролирует состояние следующих объектов:

- рельсовых цепей;

- сигналов;

- стрелок;

- маршрутов;

- участков удаления и приближения;

- фидеров питания;

- предохранителей;

- изоляции источников питания;

- контрольных схем;

- специальных кнопок (например, искусственной разделки, отмены маршрута, открытия пригласительных сигналов, аварийного перевода стрелки, включения макета стрелки и т.д.).

На станции Юнь-Яга достаточно установить три прибора ПИК 10 и один ПИК 120. На станции Хановей будет установлено четыре прибора ПИК 10 и один ПИК 120.

Таблица 2.6 - Необходимое количество приборов нижнего уровня

Станции	Приборы
	СЧД-8	ПИК-10	ПИК-120	ADAM 3014
Юнь-Яга	0	3	1	1
Хановей	1	4	1	1

Информация с устройств нижнего уровня поступает на концентраторы среднего уровня, расположенные на линейных пунктах, где производится ее дальнейшая обработка, архивное хранение и передача на следующий уровень. Выдача информации о состоянии контролируемых устройств и поездном положении производится в реальном масштабе времени.

Концентратор линейного пункта предназначен для решения следующих задач:

- обработка сигналов, принимаемых от контроллеров съема аналоговой и дискретной информации со станционных устройств ЭЦ (ПИК10, ПИК120, измерение тока перевода стрелок);

- сбор и обработка сигналов, получаемых с устройств АБ (СЧД-10);

- отображение в реальном времени принимаемой информации;

- архивация и хранение информации в течение определенного времени (настраивается);

- передача и прием информации от других концентраторов;

- передача обработанной информации в АРМ ШНС (в случае установки его на станции).

- обмен информацией с системами ДЦ.

В качестве концентратора информации используется РС-совместимая ПЭВМ промышленного исполнения.

Использование на станциях промышленных компьютеров повышает надежность работы комплекса в целом.

Это достигается за счет применения в составе комплектующих ПЭВМ узлов, удовлетворяющих более жестким условиям эксплуатации, а также за счет оснащения промышленных плат дополнительными аппаратными средствами не свойственными бытовым ПЭВМ (сторожевым таймером, безвентиляторными процессорами и источниками питания и т.д.).

В зависимости от конкретного проектного решения, станционный концентратор может располагаться как в помещении ДСП на отдельном компьютерном столе, так и в релейной ЭЦ станции на стативах или специальных стойках.

Далее приводится перечень и краткие характеристики плат фирмы Advantech, входящих в состав концентратора линейного пункта:

1. PCA-6168-процессорная плата Celeron Socket 370. Она обладает следующими возможностями:

- тип процессора: Intel Celeron с частотой до 500 МГц;

- внешние шины: PCI и ISA, совмещенные в соответствии со спецификацией PICMG;

- внутренняя шина: 64 разряда;

- память: три 72х контактные гнезда DIMM объемом до 768 Мбайт;

- поддержка 4х EIDE жестких диска, объемом до 8,4 Гбайт;

- поддержка 2х 1,44 Мбайт 3,5” гибких диска;

- на плате установлен контроллер VGA на шине AGP с 4 Мбайт VRAM;

- параллельный порт конфигурируется как LPT1, LPT2, LPT3 или отключенный. Поддерживает режимы SPP/EPP/ECP,

- последовательные порты: два RS232. Порты поддерживают скорость передачи до 115 КБайт/с и имеют 16-байтовый FIFO - буфер. Адресуются как COM1, COM2 или могут быть отключены;

- имеется встроенный программно настраиваемый сторожевой таймер с периодом срабатывания от 1 до 63 с.

2. PCL-858 - восьмипортовый контроллер интерфейса RS232. Работа в режиме RS422 осуществляется с помощью внешнего гальванически изолированного адаптера интерфейсов Opt-8F/220. Плата имеет следующие характеристики:

- возможные прерывания: 3-7, 9-12, 15;

- число бит данных: 5, 6, 7 или 8;

- число стоповых бит: 1, 1,5 или 2;

- контроль по четности: четный, нечетный или отсутствует;

- скорость передачи по каждому порту до 921,6 кбит/с.

3. PCL - 733 - 32x канальная плата параллельного ввода дискретной информации с гальванической изоляцией. Плата обладает следующими характеристиками:

- допускаемые адреса портов ввода: от 200 h до 3f0 h. (настраиваются аппаратно);

- возможность генерировать прерывания 2, 3, 5, 7, 10, 11, 12, 15 по изменению данных на 0 или 16 каналах (настраиваются аппаратно);

- диапазон входных напряжений: 5 - 24 В;

- напряжение изоляции для сигнала - 2500 В.

4. PCL-735 - 12ти канальная плата релейной коммутации. Плата обладает следующими характеристиками:

- допускаемые адреса портов вывода: от 200 h до 3f0 h. (настраиваются аппаратно);

- релейные выходы 0 по11 каналы - нормально замкнутые или нормально разомкнутые;

- реле могут коммутировать нагрузку с параметрами: 125 В, 0.6 А - для переменного тока и 100 В, 0.6 А - для постоянного тока;

- напряжение пробоя: не менее 1000 В.

5. PCL -818L - плата АЦП с частотой выборки 40 кГц. Плата обладает следующими характеристиками:

- время преобразования: 25мкс;

- диапазон входных напряжений: 10 В, 5 В, 2,5 В, 1,25 В, 0,625 В;

- максимальный поток данных: 40 кГц для всех диапазонов измерений.

Наряду с изделиями общепромышленного назначения, в корпус концентратора устанавливается ряд специализированных плат (СЧД-8, ВР-32) и разъёмов с клеммниками (STS-37F, STS-37M) из состава аппаратуры АПК- ДК.

Количество приемников СЧД-8 и ВР-32 определяется, исходя из количества сигнальных установок на перегоне.

Информация, собранная станционными концентраторами (линейными пунктами) от контроллеров, передается в центральный пункт непосредственно или транслируется через аналогичные линейные пункты.

В качестве канала связи может быть использована либо физическая линия, либо выделенный высокочастотный канал с двухпроводным окончанием. Все эти соединения выполняются по схеме «точка-точка».

При использовании физической линии соединение может быть выполнено по одной или двум витым кабельным парам. Одна пара применяется при использовании на станциях модемов при длине линии связи до 9 км.

При длине линии связи более 9 км используется выделенный ВЧ-канал. Подключение концентраторов к каналу связи осуществляется через модем по двухпроводной схеме (при четырёхпроводном канале дополнительно устанавливается двухпроводное дифференциальное окончание).

Если объём передаваемой информации превышает пропускную способность выделенного ВЧ-канала, то для увеличения пропускной способности канала связи может быть организовано несколько параллельных модемных каналов.

При организации связи по цифровым каналам с окончанием G 703.1 подключение концентратора к каналообразующей аппаратуре осуществляется с помощью конвертора.

В качестве каналообразующей аппаратуры используются модемы, позволяющие связывать концентраторы по выделенным каналам, включая оптоволокно, или физическим цепям.

Подсистема диспетчерского управления движением поездов (далее - подсистема) входит в состав АПК-ДК и предназначена для обеспечения диспетчерского аппарата отделения достоверными данными о движении поездов на основе информации, получаемой от устройств АПК-ДК, других существующих систем ДК (ДЦ) и дорожной АСОУП.

Подсистема автоматически ведет исполненный и прогнозный график движения по диспетчерским участкам, обеспечивает персонал справочной и нормативной информацией по станциям и перегонам, а также ведет обмен информацией с системой АСОУП.

Целью подсистемы является:

- улучшение оперативности и качества управления перевозочным процессом, а также повышение безопасности движения поездов;

- включение в состав АПК-ДК аппаратно-независимой подсистемы «верхнего уровня», обеспечивающей совместимость и функциональное развитие с существующими аппаратно-программными комплексами ДК/ДЦ и с системами уровня ЕДЦУ.

Подсистема обеспечивает возможность пересмотра границ и реорганизации диспетчерских участков.

Основа подсистемы - территориальная диспетчерская вычислительная сеть, объединяющая в единую информационную структуру все звенья, связанные с процессом управления движением поездов:

- станции, оборудованные станционной аппаратурой АПК-ДК;

- существующие центральные посты ДЦ;

- сетевые компьютеры на рабочих местах ДНЦ, ЭЧЦ, ДНЦО, ДНЦС, ШНД, ШД.

Комплекс программ АРМ-ШЧД является подсистемой аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля АПК-ДК. Он предназначен для автоматизации функций диспетчера дистанции сигнализации, связи и вычислительной техники по оперативному управлению деятельностью дистанции. Комплекс программ работает на базе данных о состоянии устройств СЖАТ и поездном положении, поступающих из канала АПК-ДК. В его состав входят программы:

- просмотр поездного положения;

- поиск неисправностей;

- просмотр отказов;

- измерения параметров рельсовой цепи.

АРМ-ШЧД решает следующие задачи:

- отображение поездного положения на участке;

- контроль движения поездов и технологических ситуаций;

- фиксация и просмотр физических и логических отказов;

- регистрация реакции сменного инженера дистанции сигнализации и связи на возникшие отказы;

- контроль параметров (напряжения, сопротивления изоляции кабелей) рельсовых цепей и питающих фидеров;

- прогнозирование состояния рельсовых цепей;

- выявление и автоматизация процесса поиска неисправностей;

- подсчет выработанного ресурса приборов;

- ведение архивов поездного положения, технологических ситуаций аналоговых измерений, отказов приборов и т.д.;

- формирование данных для систем управления АСУ-Ш.

Рекомендуемый состав АРМа:

- системный блок Pentium 3 750 МГц; RAM-128 Mb; HDD-8,4 Gb; Video PCI Visa (1024*768*16) - 4 Mb; NE2000;

- клавиатура;

- манипулятор типа «мышь»;

- монитор LG-575;

- принтер;

- источник бесперебойного питания (ИБП).

Подключение АРМ осуществляется при помощи штатных соединительных кабелей, поставляемых в комплекте с аппаратурой АРМ ШЧД.

Диспетчерская подсистема АПК-ДК - АРМ-ДНЦ предназначена для обеспечения поездного диспетчера оперативной и точной информацией о поездном положении на участке и автоматизации работы с графиком движения поездов.

Технологический комплекс диспетчерского управления движением поездов выполняет следующие функции:

- сопряжение с концентратором АПК-ДК и шлюзовым компьютером системы ДЦ;

- отображение поездного положения;

- автоматическое слежение за подвижными единицами;

- автоматическое ведение графика исполненного движения;

- ведение журнала диспетчерских приказов;

- подготовка план-графика;

- получение информации из АСОУП;

- расчет показателей работы и анализ графика;

- ведение баз данных;

- связь с другими информационными системами (АСОУП).

В состав автоматизированного рабочего места поездного диспетчера (АРМ ДНЦ) входят:

- рабочая станция на базе промышленного компьютера;

- от одного до трех мониторов;

- принтер;

- источник бесперебойного питания (ИБП);

- комплект соединительных кабелей.

Конкретные технические средства, устанавливаемые на АРМ ДНЦ, определяются проектом.

Состав рабочей станции:

- системный блок Pentium 3;

- монитор LG-575;

- клавиатура;

- манипулятор типа «мышь».

Все системные блоки автоматизированных рабочих мест поездных диспетчеров (АРМ ДНЦ) образуют единую локальную вычислительную сеть (ЛВС) посредством сетевых адаптеров. Основой локальной вычислительной сети является сервер.

Состав сервера:

- процессор;

- клавиатура;

- манипулятор типа «мышь»;

- монитор SUGA15";

- источник бесперебойного питания (ИБП).

Питание АКСТ-Ч на сигнальной точке производим от однофазной сети переменного тока напряжением 12 В и частотой 50 Гц.

Отклонение питающего напряжения переменного тока может составлять ?1,2 В +3,6 В.

Подключение АКСТ-Ч к источнику питания производим проводами, имеющими сечение каждой жилы не менее 0,35 ммІ, через отдельные предохранители.

Питание СЧД-8 осуществляется постоянным напряжением +5В, +12 В, -12 В, подаваемыми через ламельный разъем магистрали ISA концентратора.

Количество приемников в корпусе определяется количеством АКСТ, установленных на сигнальных установках. К одной линии связи может быть подключено до 30 АКСТ и соответственно до четырех приемников СЧД-8.

В корпус IPS-610-250Е возможно установить до шести приемников СЧД-8.

Информационный сигнал должен поступать на вход СЧД-8 через устройство гальванической развязки.

В качестве устройства гальванической развязки могут использоваться: устройство согласования с линией (УСЛ), сигнальный трансформатор или неполярный конденсатор ёмкостью не менее 1 мкФ с рабочим напряжением не менее 400 В.

Питание коммутационных шкафов и компьютеров системы АПК-ДК производим от однофазной цепи переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Подключение рассматриваемой аппаратуры АПК-ДК к источнику переменного напряжения производим через специализированные трехполюсные розетки, с заземляющим проводом.

Подключение к защитному контуру заземления осуществляется проводом с сечением каждой жилы не менее 2,5 ммІ.

Напряжение переменного тока 220 В подаем на аппаратуру АПК-ДК через отдельные предохранители от одного из стативов релейного помещения.

С целью защиты информации аппаратуры АПК-ДК, питание эксплуатационных шкафов и компьютеров осуществляем от устройств бесперебойного питания (УБП), выбор которых производим с учетом мощности, потребляемой устройствами.

2.3 Аппаратура системы АПК-ДК, применяемая на станции

В Приложении 4 показана структурная схема системы АПК-ДК на станции Хановей. На станции Хановей съем дискретной информации с устройств СЦБ осуществляется при помощи 1 прибора ПИК-120, расположенного в специальном шкафу УКС-4.

При этом контролируется:

- свободность, занятость и наличие искусственного размыкания всех путей и изолированных участков.

- открытое и закрытое состояние светофоров, горение пригласительных сигналов и работа повторителей светофоров в мигающем режиме.

- направление и тип задаваемого маршрута.

- работа схемы отмены набора.

- включение отмены маршрута с определением типа маршрута.

- работа схемы искусственного размыкания.

- включение вспомогательного управления.

- включение режима замыкания стрелок.

- положение стрелок.

- срабатывание схемы контроля перегорания предохранителей.

- работа звонка взреза.

- положение стрелочного макета.

- нажатие кнопок пригласительных сигналов.

- нажатие кнопок смены направления.

- нажатие кнопок поездных, маневровых и вариантных маршрутов.

- свободность и занятость участков приближения, занятость перегонов, установленное направление движения.

- работа схемы размыкания рельсовых цепей.

- перегорание ламп разрешающих огней поездных светофоров.

- включение режимов “День”, “Ночь”, “ДСН”.

- величина напряжения в фидерах питания и их подключение к нагрузке.

- работа сигнализатора заземления.

- нажатие кнопок вспомогательного управления стрелок.

- нажатие секционных и групповой кнопок искусственного размыкания маршрута.

В качестве аппаратуры съема аналоговой информации на станции использованы специализированные контроллеры ПИК-10. Ими производится измерения средних значений напряжений сигналов переменного тока (напряжения на путевых реле, на фазах питающих фидеров) и измерение сопротивления изоляции релейных концов рельсовых цепей. На станции Хановей установлены 27 рельсовых цепей. Для измерения их характеристик потребовалась установка трех устройств контроля ПИК-10. Контроллеры ПИК-10 размещены на свободных местах релейных стативов вблизи от контролируемых ими цепей.

При помощи одного контроллера ПИК-10 отслеживаются и протоколируются напряжения питающих фидеров. Для этого к питающим фидерам на вводной панели питающей установки подключены понижающие трансформаторы СТ-5МП. Вторичные цепи трансформаторов использованы для съема аналоговой информации контроллером ПИК-10. Размещение трансформаторов СТ-5МП и контроллера ПИК-10 наиболее целесообразно производить на свободных местах релейной панели.

Контроль тока перевода стрелок на станции производится с помощью модуля нормализации сигналов с гальванической развязкой ADAM 3014 фирмы «ADVANTEX». Модуль подключен к существующему шунту амперметра. Расстояние от модуля до шунта амперметра не должно превышать одного метра. Соединение с концентратором АПК-ДК выполнено кабелем парной скрутки ТППэп5х2х0,5мм2. Питание модуля подается от адаптера питания 220/24В.

Контроллеры ПИК-10, модуль ADAM 3014 объединены в группы, каждая из которых передает в концентратор данные по отдельному последовательному каналу. В качестве станционного концентратора информации используется РС-совместимая ПЭВМ промышленного исполнения. Концентратор помещается в релейном помещении на специальных стойках (возможно расположение на стативе). Доступ к полученной информации на посту электрической централизации осуществляется при помощи АРМ ШН.

2.4 Проектирование рабочей карты станции Хановей

Для настройки программного обеспечения на конкретный участок, необходимо создать рабочую базу данных, содержащую всю информацию по контролируемому участку. Для создания базы данных, или так называемой “рабочей карты” используются специальные программы-редакторы:

- «редактор объектов»;

- «настройка измерения»;

- «редактор отказов»;

- «редактор рельсовых цепей».

Программа графического редактора АПК-ДК «Редактор ДК» является составной частью автоматизированного рабочего места диспетчера дистанции сигнализации и связи (АРМ-ШЧД) и предназначена для создания, редактирования и настройки графического отображения объектов контроля; информации об отказах, контролируемых системой АПК-ДК, результатах измерений напряжения на путевых реле и сопротивления кабеля РЦ, маршрутах, для использования в системе поиска неисправностей (ПН) на базе информации от датчиков, поступающей от сервера центрального поста АПК-ДК.

Программа создает графическую карту участка контроля с настройками на отображение состояния объектов и отказов устройств СЦБ. В дальнейшем карта используется всем комплексом ПО АПК-ДК: сервером; просмотрщиком поездного положения; программой отображения и фиксации отказов устройств СЦБ, включая связь с программным обеспечением «Учета и анализа отказов СЦБ и Связи»; программой измерения аналоговых величин; программой поиска неисправностей в устройствах СЖАТ. Для полного взаимодействия и правильного восприятия поступающей информации в АПК-ДК, в ПО “Редактор ДК” реализована возможность настройки всех составных частей АРМ-ШЧД.

Программа «Редактор объектов» предназначена для формирования графического отображения станций и перегонов круга на трех видах: «Круг», «Станция», «Пульт», а также для настройки измерений.

Программа создает графическую карту участка контроля с настройками на отображение состояния объектов и отказов устройств СЦБ. В дальнейшем карта используется всем комплексом программного обеспечения АПК-ДК: сервером; просмоторщиком поездного положения; программой отображения и фиксации отказов устройств СЦБ; программой измерения аналоговых величин; программой поиска неисправностей в устройствах СЖАТ.

Источником информации для работы с редактором объектов являются:

- для формирования графического отображения - схематические, двухниточные планы станций, схемы пульт-табло или выносных табло, путевые планы перегонов;

- для настройки датчиков - таблицы привязки датчиков;

- для настройки измерений - таблицы настройки измерений.

В левой части расположено «Окно проектов», в котором в виде дерева представлена информация о круге, станциях и перегонах круга. Для станций и перегонов имеются три дополнительных узла в дереве: «Объекты», «Датчики» и «Измерения». Если данные по станции/перегону загружены, то узел «Объекты» раскрывается списком всех объектов. В правой части в зависимости от режима работы редактора открывается окно определенного типа.

После создания графического отображения, каждый объект необходимо настроить в соответствии с таблицей подключения датчиков, касающейся подключения низовой аппаратуры. Для этого необходимо из контекстного меню объекта или двойным кликом мыши по объекту вызвать диалоговое окно его свойств и заполнить следующие поля:

«Привязка датчиков» - состоит из двух частей - «К1, К2, …, К6» - код устройства, рядом с ним номера соответствующих датчиков контроля данного объекта (может быть от 1-го до 6-ти датчиков);

«Прорисовка» - настраивается место, где будет виден данный объект;

«Текст» - указывается наименование объекта. Большинство стандартных наименований хранится в классификаторе наименований, и все наименования, соответствующие типу данного объекта указаны в выпадающем списке. Можно также указать новое наименование.

Флажок «Видимость текста» указывает, будет ли показываться наименование объекта;

Переключатель «Плюс» (только для стрелок) показывает плюсовое положение стрелки.

При двойном клике на узле «Измерения» станции или перегона будет открыто окно «Измерения» и, если есть объекты измерения, они будут представлены в этом окне в виде таблицы. Галочка в начале строки говорит, отображать ли этот объект на виде «Пульт». Если из контекстного меню объекта измерения выбрать пункт «Показать», то этот объект будет выделен, отцентрирован и показан в графическом представлении.

Для добавления нового объекта измерения необходимо нажать клавишу «Insert», или дважды кликнуть на свободном месте этого окна, или выбрать пункт «Правка->Новый» из строки меню окна. После этого откроется окно «Настройка измерения» в котором необходимо заполнить следующие поля:

- «Alpha» - коэффициент для измерения напряжения;

- «Beta» - коэффициент для измерения сопротивления;

- «К» - код устройства для датчиков;

- «U» - номер датчика для измерения напряжения;

- «R» - номер датчика для измерения сопротивления;

- «U max» - максимальное напряжение;

- «U min» - минимальное напряжение;

- «U ср.» - напряжение срабатывания;

- «U зан» - напряжение занятия рельсовой цепи, для фидеров не используется;

- «R мин» - минимальное сопротивление.

Последние пять полей заполняются данными нормалей.

«Объект привязки» - указывается объект, у которого снимаются показания аналоговых величин. Если контролируется напряжение/сопротивление на фидере, то ставится объект привязки «Фидер»;

«Текст» - указывается наименование объекта измерения, например, «1ФА» - фаза А первого фидера.

Программа «Редактор отказов» предназначена для настройки отказов, выявляемых и отображаемых в комплексе программного обеспечения АРМ ШЧД. Источником информации для работы с программой «Редактор отказов» являются инструкции по эксплуатации устройств СЦБ на станциях и схемы подключения АКСТ-СЧМ на перегонах.

В левой части редактора отказов расположено «Окно проектов», в котором в виде дерева представлена информация о круге, станциях и перегонах круга и об объектах-отказах, имеющихся на данной станции/перегоне. При двойном клике мышью на станции/перегоне в «Окне проектов» после загрузки данных (если они еще не загружены) в левой части откроется окно с графическим отображением объектов станции/перегона, а в его нижней части в виде таблицы будет выдан список отказов для данной станции/перегона («Окно отказов»).

После того, как данные загружены, при двойном клике мышью на каком-либо отказе в «Окне проектов» приведет к открытию (или активации открытого) вышеописанного окна, причем объект привязки в графической части будет выделяться и показываться в центре, также будет выделяться строка в таблице, соответствующая данному отказу. Аналогично при нажатии левой кнопки мыши в «Окне отказов» на какой-либо строке будет выделяться и центрироваться объект привязки.

Добавить новый отказ можно при нажатии клавиши «Insert» в графическом окне, но при этом необходимо будет вручную заполнять все поля в окне настройки отказа, либо из контекстного меню соответствующего объекта, к которому будет привязан данный отказ или двойным кликом мыши на данном объекте (если к нему уже привязана какой-либо отказ, произойдет только выделение ее в «Окне отказов»).

В окне настройки отказа необходимо заполнить следующие поля:

«Объект привязки» - указывается объект, к состоянию которого привязывается данный отказ, при добавлении отказа из контекстного меню объекта привязки проставляется автоматически;

«Состояние объекта» - состояние объекта привязки, которое говорит о возникновении того или иного отказа, по умолчанию выставляется пассивное состояние объекта. Изменить текущее состояние объекта можно при нажатии кнопки «Изменить», при этом появляется окно «Выбор состояния объекта» со списком всех возможных состояний объекта.

«Элемент» - указывается наименование отказавшего объекта, в большинстве случаев элемент совпадает с наименованием объекта привязки. В случае добавлении отказа из контекстного меню объекта привязки проставляется автоматически;

«Тип отказа» - это поле является фильтром для списка возможных типов отказов, представленных в таблице «Описание отказа»;

«Время определения отказа» - время, по истечении которого отказ возможный переходит в отказ выявленный;

«Описание отказа» - список в виде таблицы всех возможных типов отказов, определенных фильтром «Тип отказа». Позволяет выбрать только один тип отказа для данного объекта привязки.

Отличием АКСТ-Ч от других объектов является то, что каждый его датчик, контролирует тот или иной отказ в зависимости от схемы включения АКСТ-Ч. Поэтому к каждому датчику АКСТ-Ч может быть привязан какой-либо отказ. Не рекомендуется изменять привязку отказов к АКСТ-Ч без знания схемы подключения каждого АКСТ-Ч. Для того чтобы определенному датчику АКСТ-Ч назначить какой-либо отказ, необходимо выделить этот отказ из списка «Описание отказа», выделить датчик из нижнего списка и нажать кнопку «Связать». Если данный датчик уже был ранее привязан к отказу, то будет произведена замена старой привязки на новую. После этого будет автоматически выделен следующий датчик АКСТ-Ч.

Чтобы отменить привязку датчика АКСТ-Ч к отказу, необходимо выделить этот датчик в нижнем списке и нажать кнопку «Очистить».

Программа “Редактор рельсовых цепей” предназначена для создания зависимостей объектов между собой и построения на их основе рельсовых цепей. Программа позволяет также провести предварительный тест круга в целом или отдельной станции/перегона с детализацией до ошибочного объекта. При этом проверяется правильное распознавание связей между объектами контроля поездного положения (рельсовые цепи, стрелки, АКСТ-Ч и блок - участки), а также правильность информации о соседних с данным объектом элементов. Это дает возможность логической обработки движения поезда (анализ строгой последовательности занятия/освобождения секций), что позволяет выявлять ложную занятость/свободность рельсовой цепи.

Источником информации для редактора рельсовых цепей является графическое отображение станций и перегонов, созданное с помощью редактора объектов.

Выполнение действий, описанных в пунктах 4.2-4.5, позволяет подготовить “рабочую карту” для использования сервером и клиентами АРМ ШЧД.

В Приложении 6 представлен круговой вид станции Хановей, на котором в режиме просмотра «видимость станции» отображены:

- все приёмо-отправочные пути: 1П, 2П, 3П, 4П, 5П, 6П и бесстрелочные участки НП, ЧП (прорисованы контролируемыми); стрелочные секции 1-7СП, 3-11СП, 13-19СП, 9-15СП, 2-8СП, 4СП, 6-10СП, 12СП (прорисованы контролируемыми в маршрутах без отклонения по стрелочным переводам), а также ячейки контроля перегонов;

- входные, выходные и маневровые светофоры;

- ячейки неисправности (у соответствующих входных светофоров);

Все перечисленные выше объекты отображаются на мониторе в режиме «объекты станции». При просмотре станции Хановей в режиме «объекты пульта» в нижней части монитора добавляются изображения состояний следующих объектов:

- стрелочные 3-х ламповые коммутаторы;

- индикация макета стрелки;

- индикация состояния устройств контроля подвижного состава;

- наличие ключ-жезла.

Кроме того, в верхней части добавляются ячейки с индикацией состояния следующих объектов:

- направление и тип задаваемого маршрута.

- работа схемы отмены набора.

- включение отмены маршрута с определением типа маршрута.

- работа схемы искусственного размыкания.

- включение вспомогательного управления.

- включение режима замыкания стрелок.

- положение стрелок.

- срабатывание схемы контроля перегорания предохранителей.

- работа звонка взреза.

- положение стрелочного макета.

- нажатие кнопок пригласительных сигналов.

- нажатие кнопок смены направления.

- нажатие кнопок поездных, маневровых и вариантных маршрутов.

- свободность и занятость участков приближения, занятость перегонов, установленное направление движения.

- работа схемы размыкания рельсовых цепей.

- перегорание ламп разрешающих огней поездных светофоров.

- включение режимов “День”, “Ночь”, “ДСН”.

- величина напряжения в фидерах питания и их подключение к нагрузке.

- работа сигнализатора заземления.

- нажатие кнопок вспомогательного управления стрелок.

- нажатие секционных и групповой кнопок искусственного размыкания маршрута.

После создания объектов на карте и подключения датчиков нажимается кнопка «Состояние», при этом проверяется правильность настройки рабочей карты.

2.5 Автоматизированное рабочее место ШЧД

2.5.1 Задачи АРМ-ШЧД

АРМ-ШЧД является подсистемой верхнего уровня аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля АПК-ДК. Он предназначен для автоматизации функций диспетчера дистанции сигнализации, связи и вычислительной техники по оперативному управлению деятельностью дистанции сигнализации и связи и формированию баз данных необходимых для долгосрочных задач.

АРМ решает следующие задачи:

- просмотр поездного положения;

- фиксация и просмотр отказов;

- контроль параметров рельсовой цепи;

- прогнозирование состояния РЦ;

- контроль движения поездов и технологических ситуаций;

- выявление и поиск неисправностей;

- подсчет выработанного ресурса приборов;

- формирование данных для систем управления АСШ.

Для решения этих задач АРМ-ШЧД использует нормативно-справочную информацию (НСИ). НСИ содержит постоянные данные, к которым можно отнести: описание типов объектов поездного положения (ПП) АПК-ДК; описание элементов, выполняющих измерение электрических параметров; описание типов блоков ЭЦ; описание всех возможных отказов; описание алгоритмов поиска неисправностей в системах станционной и перегонной автоматики, а также условно-постоянные данные, которые содержат описание станций и перегонов АПК-ДК.

К объектам ПП относятся стрелки, светофоры, рельсовые цепи, лампы, сигнальные точки (АКСТ, АДСТ), т.е. все те объекты, которые можно увидеть на пульт-табло станции/перегона.

Описание типов блоков ЭЦ - это указание характеристик блока и перечень, реле, входящих в данный блок. При этом каждое реле блока содержит информацию о количестве срабатываний данного реле в различных технологических ситуациях (задание/отмена маршрута, занятие/освобождение секции/блок-участка, перевод стрелки и т.д.).

Описание отказов - это полный перечень возможных отказов в системе АПК-ДК, включающий в себя классификатор отказов задачи «Учет и анализ отказов» АСШ.

Описание алгоритмов поиска неисправностей - это перечень проявлений отказов (технологических ситуаций, например, после прохода поезда секции маршрута не разомкнулись), которые сразу позволяют судить о начале отказа, но не позволяют сразу охарактеризовать неисправность, т.е. требуют алгоритмического поиска. Каждому проявлению отказа соответствует алгоритм поиска неисправности - «дерево» кадров с вопросами и ответами, которые задаются при поиске неисправности. Переход на последующий кадр зависит от варианта ответа на вопрос предыдущего кадра.

Описание каждой станции и перегона имеющийся в проекте АРМ-ШЧД включает описание объектов ПП (тип, местоположение и пр.), объектов «измерение» (РЦ, нормативные значения, и пр.), всех маршрутов станции, всех приборов (блоков и реле внеблочного монтажа), возможных отказов.

Формирование НСИ осуществляется на этапе проектирования системы при помощи специального инструментального средства «Редактор ДК» на основе однониточных и двухниточных планов станций и перегонов, схем пульт-табло/табло станций, таблиц маршрутов, блочных планов станций, алгоритмов поиска неисправностей в СЖАТ и др.

Вся нормативно-справочная информация содержится в «рабочей» карте АПК-ДК (информация, записанная в специальном формате в файл) и таблицах сервера баз данных (SQL Server 7.0).

Все перечисленные данные являются достаточными для работы программного обеспечения АРМ-ШЧД.

Программное обеспечение АРМ-ШЧД основано на технологии «клиент-сервер».

2.5.2 Ядро АРМ-ШЧД

Сервер ДК - программный модуль, выполняющий функции сервера АРМ-ШЧД. Его основными функциями являются: прием и перевод в состояния объектов ПП оперативных данных из канала АПК-ДК, архивирование получаемых состояний объектов ПП в архив поездного положения, обеспечение прохождения информации между клиентами и серверами алгоритмов и данных, а также поддержание работы любого количества клиентов.

Сервер алгоритмов - программный модуль, выполняющий алгоритмическую обработку поступающей от сервера информации. Его задачей является контроль движения поездов, под которым понимается контроль занятия и освобождения секций/блок-участков (слежение за прохождением поездов по участку АПК-ДК) и контроль задания и реализации маршрутов на станциях. При этом сервер, на основании логики работы СЦБ, осуществляет подсчет количества срабатываний реле блоков и реле внеблочного монтажа, а также ведет постоянный поиск отказов в работе этих систем, путем сравнения работы контролируемых системы с эталонными. Таким же образом (сравнением с эталоном) сервер алгоритмов отслеживает восстановление ранее найденных отказов в устройствах СЦБ.

Сервер данных - программный модуль, обеспечивающий сохранение (формирование архивов) в виде таблиц сервера баз данных, а также последующее чтение, необходимой информации, получаемой в результате обработки оперативных данных. К такого рода информации относятся найденные отказы в работе СЦБ, количество срабатываний реле, результаты измерения параметров РЦ. Для накопления статистики по измерениям параметров РЦ анализируется и усредняется информация за каждые 12 часов работы (день и ночь) с последующей записью этой информации в таблицу сервера баз данных для дальнейшего использования (например, для анализа состояния РЦ за большой период и построения прогноза)

Перечисленные модули являются «ядром» АРМ-ШЧД, тесно взаимодействуют друг с другом и обеспечивают, в конечном итоге, информацией всех клиентов АРМ-ШЧД.

Сервер ДК принимает информацию о состоянии датчиков устройств из канала АПК-ДК. Переводит ее в состояния объектов ПП и передает для дальнейшей обработки серверу алгоритмов. Сервер алгоритмов, осуществляя контроль движения поездов, «ведет» список поездов, находящихся на участке, список заданных и реализуемых маршрутов на станции. При этом идет постоянная проверка правильной работы устройств СЦБ и в случае выявления поездной ситуации, совпадающей с проявлением отказа: неразмыкание секций маршрута после проследования поезда, перекрытие сигнала, после отмены маршрута секции не разомкнулись, неразмыкание секций после искусственной разделки, ложная занятость, ложная свободность, при установке маршрута не происходит открытие разрешающего сигнала светофора, маршрут устанавливается только на вспомогательном управлении, маршрут не устанавливается ни на маршрутном, ни на вспомогательном управлении и т.д. - выдает необходимую информацию о нем. Найденный отказ включается в список сервера алгоритмов для отслеживания момента его восстановления. Помимо проверки правильности работы сервер алгоритмов на основе информации о количестве срабатываний реле при различных поездных ситуациях (задание маршрута, перевод стрелки, занятие РЦ и т.д.) осуществляет подсчет количества срабатываний реле в блоках и реле внеблочного монтажа станции/перегона. При этом получаемое количество срабатываний также передается серверу ДК и серверу данных. Получаемая сервером данных информация об отказах и количестве срабатываний реле сохраняется в соответствующих таблицах сервера баз данных. Помимо этого сервер данных занимается обработкой значений измерения аналоговых величин (расчет шунтовой чувствительности РЦ, расчет прогнозируемого времени выхода за нормативные значения параметров РЦ) и ведением статистики по результатам измерений.

Вся накапливаемая при обработке оперативных данных информация поступает серверу ДК. Именно сервер ДК решает, в какой информации нуждается тот или иной клиент. При этом каждый клиент получает необходимую информацию в приемлемом для него формате.

2.5.3 Клиенты АРМ-ШЧД

Клиенты АРМ-ШЧД - это программные модули, каждый из которых выполняет одну из задач АРМ-ШЧД.

Просмотр поездного положения (Просмотр ПП) - программный модуль, являющийся базовой программой и выполняющий в полном объеме функции просмотра поездного положения на станциях/перегонах АПК-ДК. Просмотр ПП (см. рисунок 2.3) позволяет осуществлять просмотр пульта станции, просмотр круга в целом, увеличить и уменьшить масштаб изображения на экране, быстрый переход между просмотром текущего и архивного поездного положения, просмотр архива по времени и по состояниям, просмотр архива во времени вперед и назад, при просмотре архива сделать паузу, автоматический выход из просмотра архива и переход в текущий режим, а также принимать запросы от других клиентов на выделение объектов поездного положения (например, выделение РЦ, у которой значение параметров вышли за нормативные значения).

Все клиенты, кроме Просмотра ПП, имеют стандартный интерфейс, что позволяет быстро освоить их использование и легко переключаться между задачами. Размер программ выбран таким образом, чтобы с одной стороны не загромождать весь экран одной программой, а с другой стороны иметь возможность при необходимости разместить на экране несколько программ не мешая друг другу. Данные в программах выводятся в виде списков, позволяющих быстро находить и просматривать необходимую информацию. Имеется возможность сортировать список по каждому столбцу. Назначение и расположение кнопок управления одинаковое во всех программах. Кнопка «Показать» позволяет связать данные, отображаемые в программах, с объектами поездного положения программы Просмотр ПП. При этом в Просмотре ПП необходимый объект делается видимым и выделяется рамкой, если при этом необходимо просмотреть архивные данные автоматически включается архивный режим и выставляется нужное время. При переходе Просмотра ПП в архивный режим, другие программы поддерживающие архивный режим, также начинают выдавать соответствующую архивную информацию. Кнопка «Оставить» позволяет оставить любую программу лежать поверх остальных программ. Локальное меню, имеющееся в программах, позволяет вызывать дополнительные функции, как в целом для программы, так и для отдельных данных. Все программы имеют диалог настройки. В этом диалоге можно указать, чтобы программа сворачивалась при старте, при появлении каких-либо важных данных раскрывалась и подавала звуковой сигнал. Каждая программа также имеет свои индивидуальные настройки.

Просмотр отказов (см. рисунок 2.3) - программный модуль, реализующий функции обнаружения, просмотра и при необходимости до заполнения записи сведений об отказах, найденных АРМ-ШЧД. По каждому отказу выводится время начала и окончания отказа, время фиксации отказа диспетчером, место отказа и сам отказ или его проявление. Для удобства просмотра списка отказов в диалоге настройки можно настроить режим отображения отказов. Отказы можно не выводить в список или наоборот выделять их в списке, можно настроить минимальное время длительности отказов выводимых в список. Новые и незафиксированные отказы выделяются цветом. Для каждого отказа, при помощи локального меню, можно посмотреть и дозаполнить карточку учета отказа, которая передается в таблицу сервера баз данных. В архивном режиме программа выделяет отказы, произошедшие в соответствующее архивное время.

Измерения (см. рисунок 2.3) - программный модуль, позволяющий просмотр значений измерения аналоговых величин (напряжения на РЦ и фидерах, сопротивления изоляции кабеля) и определять значения напряжения по отношению к нормативным значениям. В качестве дополнительной информации можно посмотреть прогнозируемое время выхода за норму параметров напряжения РЦ и рассчитанный коэффициент шунтовой чувствительности.



Рисунок 2.3 - Внешний вид программ Просмотр ПП,

На основании последних 12 часов работы программы и статистики из БД по каждой РЦ можно посмотреть статистические данные по напряжению. Данные можно посмотреть за следующие периоды:

- за последние 12 минут и 12 часов - напряжение на свободной и занятой РЦ, что позволяет полностью видеть текущее состояние РЦ;

- за дни, недели и месяцы - напряжение свободной РЦ (статистика из базы данных), что позволяет видеть общее состояние РЦ и качество ее обслуживания.

Данные могут быть представлены в виде графиков или в виде гистограмм, показывающих среднее значение напряжения на РЦ за выбранный период. Напряжение на графике может быть отображено как в вольтах, так и относительно максимального и минимального нормативных значений. Этих вариантов просмотра достаточно для анализа и оценки работоспособности РЦ.

На основании статистических данных, при помощи аппроксимации можно прогнозировать уровень напряжения на свободной РЦ и время выхода его за нормативные значения. Если в графиках для построения прогноза используется текущий, выбранный на графике период, то в списке строится прогноз на основании наибольшего периода для каждой РЦ. Также анализируются занятые РЦ для расчета шунтовой чувствительности. Применяя оба эти метода для отслеживания очень быстрого изменения напряжения на РЦ (как свободной, так и занятой), программа составляет список критичных РЦ.

Каждую РЦ имеющуюся в списке можно выделить в Просмотре ПП.

Контроль движения поездов (КД) - программный модуль (см. рисунок 2.4), позволяющий отслеживать прохождение поездов по станциям/перегонам АПК-ДК, а также задание и реализацию маршрутов на станции. Для поездов при нажатии кнопки «Показать» в программе Просмотр поездного положения будет выделена секция, которую занимает голова поезда.

Поиск неисправностей (далее ПН) - программный модуль, реализующий функции нахождения неисправности в СЖАТ.

ПН (см. рисунок 2.4) работает в ручном и автоматизированном режиме. При ручном режиме пользователь самостоятельно отвечает на все вопросы алгоритмов поиска неисправности, в том числе о месте и проявлении отказа. При автоматизированном режиме ПН большую часть времени находится в режиме ожидания отказов, обнаруженных в работе систем СЦБ сервером алгоритмов. После этого автоматически запускается поиск неисправности обнаруженного отказа. При этом на большинство вопросов ПН, анализируя имеющуюся информацию об отказе и индикации с пульта, отвечает самостоятельно. Следует отметить, что работа ПН в автоматизированном режиме не исключает ручного режима. В составе АРМ-ШЧД ПН работает в автоматизированном режиме.

Процесс поиска неисправности сопровождается выводом графического материала, увеличивающего наглядность запрашиваемой информации.

В процессе поиска неисправности и наличии связи с АРМ ВТД (ведения технической документации) и АРМ РТУ (ремонтно-технологический участок) ПН позволяет осуществлять просмотр схемы и местоположения приборов отказавшей цепи. В программе имеется возможность просмотреть протокол поиска неисправности и с его помощью, при необходимости, вернутся на предыдущие кадры.

После окончания поиска ПН имеется возможность просмотреть автоматически сформированную карточку отказа, которая будет отправлена серверу данных для занесения или дополнения данных в запись учета отказа.

Рисунок 2.4 - Внешний вид программ Просмотр ПП,

Поиск неисправностей, Ресурс приборов, Контроль движения.

В автоматизированном режиме отсылка происходит автоматически, а в ручном режиме по желанию пользователя.

Контроль выработки ресурса приборов (Ресурс приборов) - программный модуль (см. рисунок 2.4), реализующий функции просмотра выработанного ресурса приборов и времени его расчета, количества срабатываний реле внеблочного монтажа и времени его последнего срабатывания, а также типа и месторасположения всех приборов. Программа также позволяет выделить в Просмотре ПП объект, связанный с данным прибором и для реле внеблочного монтажа проследить ситуацию, которая привела к последнему срабатыванию.

2.5.4 Обмен информацией с АСШ

Как уже упоминалось, в АРМ-ШЧД существует возможность обмена информацией с задачами АСШ: «Учет и анализ отказов» (УО3), «Ведение технической документации» (ВТД) и «Ремонтно-технологический участок» (РТУ (СЦБ)). В задачах АСШ также налажено получение и обработка информации от АРМ-ШЧД.

Связь АРМ-ШЧД с РТУ и УО3 осуществляется путем обмена данными, пересылкой из базы данных одной задачи в базу данных другой. Полученные данные в виде файлов помещаются в специальные каталоги для дальнейшей обработки задачами. В процессе обработки на экран выводятся надписи, позволяющие судить о стадии, на которой находится обработка данных.

РТУ передает серверу данных дату установки (замены) прибора, место расположения прибора по схеме статив - полка - место, заводской номер, год выпуска. Сервером данных фиксируются замены приборов, производимые РТУ. Таким образом, в АРМ-ШЧД используется информация о реальных действующих приборах, получаемая от РТУ.