Диспетчерская централизация станции ДЦ "Нёман"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Эксплуатационная часть

1.1 Характеристика участка железной дороги

1.2 Выполнение однониточного плана станции Б с расчётом ординат

1.3 Маршрутизация и о сигнализование станции Б

1.4 Аппаратура пункта управления (ПУ)

2. Техническая часть

2.1 Обоснование выбора системы ДЦ

2.2 Выполнение двухниточного плана станции Б

2.3 Расчёт кабельных сетей

2.4 Работа схем ПУ по формированию и передаче сигналов ТУ

2.5 Работа схем контролируемых пунктов при приёме сигналов ТУ

2.6 Работа схем увязки кодовых устройств с устройствами ЭЦ

3. Экономическая часть

3.1 Определение стоимости оборудования станции Б стрелочными электроприводами

4. Вопросы техники безопасности

4.1 Техника безопасности при эксплуатации устройств электрической централизации

Литература

Введение

Транспорт -- одна из важнейших инфраструктурных отраслей экономики Беларуси. На железнодорожном транспорте широкое распространение получило диспетчерское регулирование движения поездов, при котором железнодорожная линия условно делится на участки протяженностью от 100 до 500 км и выше, включающие в себя 10--30 станций. Протяженность диспетчерского участка -- величина расчетная. Она зависит от допустимого уровня загрузки поездного диспетчера, интенсивности движения поездов, «плеч» оборота локомотивных бригад и географии расположения локомотивных депо, технических способов реализации связи, количества станций, линейных пунктов и т.п.

Движением поездов на каждом из участков руководит поездной диспетчер или ДНЦ. Поездной диспетчер является ключевой фигурой в системе оперативного управления перевозками. Он оценивает достоверность получаемой информации, ситуацию на контролируемом участке и принимает адекватное решение, за последствия которого несет ответственность. От действий ДНЦ зависят обеспечение безопасности движения поездов и других подвижных единиц, здоровье и жизнь пассажиров, обслуживающего персонала дороги, сохранность материальных ценностей, экологическая безопасность окружающей среды, а также технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта.

Вначале, когда на станциях стрелки переводились вручную, а на перегонах не было автоматической блокировки, диспетчер руководил движением поездов через дежурных по станции. При прохождении поезда по участку диспетчер по телефону давал дежурным указания о порядке движения поезда по станции, а дежурные по станциям сообщали диспетчеру сведения о времени фактического прибытия поезда на станцию, отправления или проследования.

В 1930-е гг. началось широкое внедрение устройств электрической сигнализации на станциях, а на перегонах -- автоматической блокировки. Это создало условия для применения такой системы телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС) для железнодорожного транспорта, которая позволила бы диспетчеру осуществлять непосредственное управление стрелками и сигналами на станциях диспетчерского участка без участия дежурных, находящихся на этих станциях. Комплекс устройств, состоящий из автоблокировки на перегонах, электрической централизации стрелок и сигналов на станциях и системы ТУ-ТС, дающей возможность практически сосредоточить управление стрелками и сигналами в одном пункте, в руках одного лица -- поездного диспетчера, получил название диспетчерской централизации (ДЦ). В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» Белорусской железной дороги устройства диспетчерской централизации должны обеспечивать:

- управление из одного пункта стрелками и сигналами ряда станций и перегонов;

- контроль на аппарате управления за положением и занятостью стрелок, перегонов и путей на станциях и прилегающих к ним блок-участках, а также повторение показаний входных, маршрутных и выходных светофоров;

- возможность передачи станций на резервное управление стрелками и сигналами по приему, отправлению поездов и производству маневров или передачи стрелок на местное управление для производства маневров;

- автоматическую запись графика исполненного движения поездов; выполнение требований, предъявляемых к электрической централизации, автоблокировке, автоматической локомотивной сигнализации, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи и полуавтоматической блокировке с автоматическим контролем прибытия поезда в полном составе.

Кроме того, новые системы диспетчерской централизации должны обеспечивать возможность изменения направления движения поездным диспетчером при ложной занятости блок-участков и контроль исправности работы переездной сигнализации.

Первая установка диспетчерской централизации в стране (тогда это был СССР) была построена в 1936 г., однако широкое внедрение ДЦ началось в 1950-е гг. Первоначально применялась система ДВК (диспетчерская временного кода), имеющая небольшую емкость по числу управляемых и контролируемых объектов и обладающая малым быстродействием (команда передавалась в течение 5 с). С 1955 г. на железных дорогах бывшего СССР стала внедряться более совершенная система: полярно-частотная диспетчерская централизация ПЧДЦ-ЦНИИ. Внедрение в широких масштабах электрической тяги на переменном токе, при которой все линейные цепи устройств автоматики, телемеханики и связи проходят в кабеле, а также повышение интенсивности движения поездов привели к созданию в 1961 г. частотной диспетчерской централизации (ЧДЦ). В этой системе впервые в устройствах диспетчерской централизации часть аппаратуры была выполнена на бесконтактных элементах.

С 1967 г. на грузонапряженных однопутных и двухпутных линиях, а также на пригородных участках с интенсивным движением поездов внедряется принципиально новая система диспетчерской централизации «Нева», в которой контрольная информация с линейных пунктов передается циклическим способом.

Наибольшую эффективность дало применение диспетчерской централизации на двухпутных участках и особенно при оборудовании перегонов двухпутными вставками и оборудовании раздельных пунктов по продольной схеме. Внедрение ДЦ «Нева» позволило повысить участковую скорость движения поездов на 15--25 %, увеличить пропускную способность на 35--40 %, сократить эксплуатационный персонал в среднем на 60 человек для каждых 100 км дороги. Срок окупаемости капиталовложений, затрачиваемых на оборудование однопутного участка устройствами ДЦ, составил примерно 4--5 лет.

ДЦ «Нёман» предназначена для применения на железнодорожных узлах и участках, при однопутном и многопутном движении поездов с автономной или электрической тягой в системах контроля и управления движением подвижного состава. ДЦ «Нёман» функционально включает в себя современную систему телемеханики с дуплексным или полудуплексным обменом информацией между Центральным (распорядительным) постом и линейными (исполнительными или контролируемыми) пунктами. Система рассчитана на использование любых типов электрической сигнализации (ЭЦ) на станциях и автоблокировки (АБ) на перегонах. Длина управляемого и контролируемого участка железной дороги может достигать любой протяженности и зависит от интенсивности движения поездов и числа контролируемых пунктов на участке. Количество управляемых и контролируемых системой объектов на линейных пунктах (ЛП) практически неограниченно.

ДЦ «Нёман» представляет собой программно-технический комплекс на базе типовых устройств (модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы) и специализированных (блоки телеуправления, телесигнализации, телеизмерения, устройства сопряжения, табло и т.д.), а также специализированного программного обеспечения. Абонентом этого комплекса является оперативный диспетчерский персонал по контролю и управлению, как комплексами объектов (станций), так и отдельными объектами (станциями) его составе.

Система диспетчерской централизации «Нёман» позволяет выполнять следующие функции: движение поезд диспетчерский участок

- непрерывный контроль поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров и индексов поездов, их ходовых качеств и других данных;

- автоматическое управление движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графика;

- отображение и документирование исполненного графика движения поездов, действий диспетчера и т.д.;

- контроль и отображение состояния путевых объектов;

- передача ответственных команд на линейные пункты;

- возможность работы в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах;

- обмен необходимой информацией с устройствами ДЦ «Нёман» соседних диспетчерских участков и с информационно-управляющими системами верхнего уровня.

Структура системы диспетчерской централизации имеет два иерархических уровня:

1) аппаратура центрального поста (ЦП), включающая в себя ПЭВМ типа IBM PC, устройства ввода и отображения информации, устройства регистрации информации; в последнее время рекомендуется применение высоконадежных промышленных компьютеров (ПК), совместимых с IBM PC и предназначенных для круглосуточной работы;

2) аппаратура линейного пункта (ЛП), включающая в себя специализированную управляющую ЭВМ, устройство ввода информации, интерфейсные элементы увязки с исполнительными и контролируемыми элементами устройств автоматики на станциях и перегонах.

Необходимо отметить, что система ДЦ «Нёман» является универсальной системой и может использоваться как для оснащения диспетчерских участков, не охваченных диспетчерской централизацией, так и для модернизации внедренных ранее диспетчерских систем «Нева», «Луч» и др. При этом возможны различные варианты модернизации:

- производится замена старого оборудования на центральном посту ДЦ на оборудование ДЦ «Нёман» и сохраняется аппаратура контролируемых линейных пунктов;

-производится замена аппаратуры на ЦП и ЛП одновременно.

Система ДЦ «Нёман» способна функционально взаимодействовать практически со всеми системами старого поколения.

Естественно, по планам капитального строительства (вновь устанавливаемые системы ДЦ) безусловное предпочтение отдается системе ДЦ «Нёман». ДЦ «Нёман», по сравнению с внедренными ранее системами ДЦ, заметно улучшает условия труда оперативного персонала, обеспечивает удобную форму ввода и отображения информации с учетом требований современной эргономики. Применение для организации рабочих станций ПК с плазменными и жидкокристаллическими видеомониторами, отличающихся повышенной надежностью и безопасностью и практически полным отсутствием электромагнитного, особенно рентгеновского излучения, электростатического, электромагнитного и магнитного полей, позволяет создать экологически идеальную моторную зону (пространство рабочего места) для оперативного и обслуживающего персонала.

Программное обеспечения рабочих станций ДЦ «Нёман» позволяет обеспечить:

- оперативную адаптируемость программного обеспечения под конкретный участок посредствам введения новых параметров в базу данных;

- применение новых информационных технологий;

- возможность фильтрации поступающих сообщений с использованием традиционных способов;

- организацию «горячего» резервирования для создания рабочей конфигурации системы (подсистемы) в случае выхода из строя одного из устройств.

Автоматизированное рабочее место ДЦ «Нёман» может быть установлено на любом объекте (станции) на рабочем месте, как главного диспетчера комплекса, так и диспетчера опорного объекта (станции). В любом диспетчерском центре может быть организовано необходимое количество рабочих мест, и зона обслуживания для любого диспетчера техническими средствами не ограничена.

1. Эксплуатационная часть

1.1 Характеристика участка железной дороги

Однопутный участок дороги, на котором в данном проекте внедряется система ДЦ «Нёман», включает 4 станции и ограничен станцией А с нечётной стороны, станцией Г с чётной. Схематический план участка приведён на листе 1 графической части проекта. Тип рельсов и марки крестовин стрелок станций участка выбраны в соответствии с «Правилами технической эксплуатации» (ПТЭ). Род тяги на протяжении всего участка - автономная. Перегоны АБ, БВ и ВГ оборудованы устройствами двухсторонней трёхзначной кодовой числовой автоблокировки переменного тока частотой 50 Гц, дополненной устройствами частотного диспетчерского контроля (ЧДК) и автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Блок-участки разделяют мачтовые, линзовые, трёхзначные нормальногорящие светофоры.

Станции А, Б, В и Г оборудованы электрической централизацией промежуточных станций с маневровой работой (ЭЦ-12). На участковых станциях возможен переход с диспетчерского управления (ДУ) на сезонное (СУ), автономное (АУ) и местное управление (МУ). На станциях предусмотрена вспомогательная смена направления в случае ложной занятости блок-участков.

Движением поездов на всём участке руководит поездной диспетчер (ДНЦ) с центрального поста (ЦП).

Станция Б имеет 3 приёмоотправочных пути. Расположена на однопутном участке. Применены фазочувствительные рельсовые цепи, на главных путях дополненные устройствами кодирования в обоих направлениях. На станции организуется как поездная, так и маневровая работа. Станция включает в себя 6 стрелочных переводов, 6 выходных, 2 входных и 4 маневровых светофора. Стрелочные переводы 3 и 4 ведут в тупики. Все стрелки оборудованы стрелочными электроприводами СП-6М с трёхфазными асинхронными двигателями переменного тока и электрообогревом контактов.

На участке производится модернизация устройств диспетчерской централизации с заменой аппаратуры «Невы» на центральном посту на аппаратуру системы «Нёман». На всех станциях участка при этом временно остаются старые устройства ДЦ «Нева» и организуется сопряжение устройств ДЦ «Нёман» на ЦП с устройствами ДЦ «Нева» на линейных пунктах (ЛП) и линией ДЦ «Нева».

1.2 Выполнение однониточного плана станции Б с расчётом ординат

Однониточный план станции Б представлен на листе 2 графической части проекта. Этот план представляет собой станцию в однониточном изображении без масштаба. На однониточном плане показывают: место расположения помещения ДСП, релейные шкафы входных светофоров, батарейные шкафы, расположение и нумерацию стрелок и светофоров, специализацию и нумерацию путей, разметку изолирующих стыков из условий габаритных границ каждого пути и минимальных полезных длин приемоотправочных путей, профиль подхода к станции, ординаты стрелок и светофоров от оси поста ЭЦ до объекта управления. Также указываются нормальные положения всех централизованных стрелок. Следует обратить внимание на то, что на однопутном участке стрелки разных горловин станции в нормальном положении должны вести на разные пути. Поэтому стрелка № 6 в плюсовом положении ведёт на третий путь.

Марки крестовин стрелочных переводов определяются в соответствии с ПТЭ: поскольку все стрелки на главном пути, а значит участвуют в движении пассажирских поездов, то выбираем марку 1/11.

Ординаты установки светофора зависят от расстояния до остряков стрелочных переводов. В зависимости от положения светофора относительно стрелочного перевода это расстояние определяется по типовым таблицам.

Различается 3 случая расположения светофора относительно стрелки:

1) Светофор и предельный столбик впереди лежащей по ходу стрелки располагаются в одном междупутье. В этом случае расстояние от начала остряков до светофора зависит от ширины междупутья, марки крестовины, радиуса кривой бокового пути, от значности и конструкции светофора. Пример в данном проекте - ЧI

2) Светофор и предельный столбик впереди лежащей по ходу стрелки располагаются в разных междупутьях. В этом случае расстояние от начала остряков до светофора равно сумме двух расстояний: от остряков до предельного столбика + 3,5 метра. Первое при этом зависит от ширины междупутья радиуса кривой бокового пути, марки крестовины стрелки. Пример в данном проекте - Ч3

3) Впереди светофора расположена противошёрстная стрелка. В этом случае расстояние от остряков до светофора может быть равно вылету рамного рельса. Пример в данном проекте - Ч2.

Расчёт ординат начинается с известной величины - длины приёмоотправочного пути, равной 900 метров. Принимаем длину первого пути равной 900 м. Тогда ордината НI равна 900/2=450м. По типовой таблице находим расстояние от НI до стрелки №1 по расчёту.

Теперь, зная ординату первой по расчету стрелки, определяем ординаты остальных стрелок, принимая ширину междупутья равной 6,5 метров. Расстояния между стрелками находятся по типовым таблицам в зависимости от типа рельс, ширины междупутья, длин вставок и укладки стрелок в стрелочной горловине. Например, зная ординату первой стрелки по расчёту, определим ординату второй. По таблице расстояние = 66,7, тогда ордината равна 521+66,7=587,7 метров.

После расчёта стрелок нумеруем их в порядке убывания ординат, с учётом горловины, в которой они расположены. Стрелки съезда нумеруются очередными номерами, независимо от ординат.

Теперь, имея ординаты стрелок, можно рассчитать ординаты светофоров. Например перед светофором Ч3 пошёрстная стрелка, расчёт ведём по второму случаю. До предельного столбика 58 метров по таблице, тогда ордината Ч3 = 521-58-3,5=456 метров.

Ординату входного Н определили, прибавив 100 метров к ординате светофора М1 - длину секции НП.

Таблица 1. Расчёт ординат стрелок

Истинный номер стрелки	Номер стрелки по расчёту	Расчёт и ордината
5	1	450+71 =521
1	2	521+66,7 =587,7
3	3	587,7-94 =493,7
6	4	450+71 =521
2	5	521+66,7 =587,7
4	6	587,7-94 =493,7

Таблица 2. Расчёт ординат светофоров.

Литер светофора	Расчёт и ордината
ЧI	900/2	=450,93
Ч2	493,7-2,77	=490,93
Ч3	521-58-3,5	=456
М3	493,7+58+3,5	=555,2
М1	587,7+2,77	=590,47
Н	590,47+100	=690,47
НI	900/2	=450
Н2	521-58-3,5	=456
Н3	493,7-2,77	=490,93
М4	493,7+58+3,5	=555,2
М2	587,7+2,77	=590,47
Ч	590,47+100	=690,47

Литеры и ординаты светофоров, номера и ординаты стрелок с типом рельсов и маркой крестовин записываются в таблицу над планом станции в порядке возрастания ординат.

1.3 Маршрутизация и осигнализование станции Б

Входные светофоры при автономной тяге устанавливают на расстоянии не менее 50 м от остряков первой впереди лежащей противошёрстной стрелки, или от предельного столбика пошёрстной стрелки. При этом проверяется, чтобы расстояние до выходного светофора было не меньше длины тормозного пути при полном торможении движущегося со скоростью 120 км/ч пассажирского и 80 км/ч грузового поезда. В данном проекте для выполнения этого условия, а также для улучшения манёвров по станции входные светофоры установлены на расстоянии 100 м от остряков впереди лежащей противошёрстной стрелки.

Выходные светофоры устанавливаются с каждого отправочного пути впереди места, предназначенного для остановки локомотива. На главных и боковых путях, по которым применяется безостановочный пропуск (с учётом правостороннего движения при обгоне) устанавливаются мачтовые поездные светофоры. На остальных отправочных путях - карликовые. Значность светофоров выбирается в соответствии с «Инструкцией по сигнализации» в зависимости от плана станции, количества путей и системы блокировки на перегоне, совмещения светофоров и др. В данном случае мы выбрали четырёхзначные светофоры.

Для выполнения манёвровой работы в горловине станции устанавливают маневровые карликовые светофоры. Маневровые светофоры можно условно разделить на четыре группы:

1. Маневровые светофоры с приёмоотправочных путей. Такие светофоры служат для организации маневровой работы на путях и ограждения горловины станции со стороны путей.

2. Маневровые светофоры в сторону приёмоотправочных путей., служащие для организации маневровой работы на путях каждого парка, а также между парками. Сюда же относятся светофоры с вытяжек, примыкающих путей депо, разрешающие вход из нецентрализованной зоны в централизованную.

3. Маневровые светофоры, установленные в горловине станции в сторону приёмоотправочных путей, служащие для деления сложных и длинных маневровых маршрутов в направлении приёма.

4. Маневровые светофоры, установленные в горловине станции в сторону перегона, служащие для деления сложных и длинных маневровых маршрутов в направлении отправления.

На приёмоотправочных путях маневровые по возможности совмещают с выходными. На станции Б установлены маневровые светофоры из тупиков и с бесстрелочных секций за входными.

Станционные маневровые и поездные светофоры обозначаются буквами и арабскими или римскими цифровыми индексами. Полное обозначение (литер) поездного светофора зависит от направления движения по светофору и специализации приёмоотправочных путей. Входной чётного направления обозначен Ч, нечётного - Н, выходные нечётного - НI, Н2, Н3, чётного - ЧI, Ч2, Ч3. Маневровые светофоры в нечётной горловине обозначают буквой М и нечётной цифрой, а в чётной - буквой М и чётной цифрой.

Все передвижения на станции осуществляются по маршрутам. Маршрут - это заранее приготовленный путь следования поезда или маневрового состава в пределах станции и обусловленный «Технико-распорядительным актом станции» (ТРА).

Все маршруты делятся на поездные и маневровые. К поездным относятся маршруты: приёма, по которым принимают поезда со станции на перегон (разрешением на въезд на станцию является открытие на разрешающее показание входного светофора); отправления, по которым отправляют поезда со станции на перегон (разрешением на отправление поезда на перегон является открытое показание выходного светофора); безостановочного пропуска по главным путям.

Маневровые маршруты обеспечивают: передвижение поездов в пределах станции с целью формирования составов, выезда локомотивов, передачу вагонов в грузовые дворы и т.д. Разрешением на передвижение по маневровому маршруту служит разрешающее показание маневрового светофора.

На однониточном плане станции (лист 2 графической части) показана расстановка входных, выходных и маневровых светофоров. Для данной станции предусмотрена маршрутизированная маневровая работа.

При разработке маршрутизации участковой станции за основу принят принцип элементарных маршрутов, из которых образуются полные маршруты. Каждый элементарный маршрут представляет собой изолированный участок, в который входит от одной до трёх стрелок или бесстрелочный участок в горловине станции. Как правило границы элементарных маршрутов определяют путевые изолирующие стыки рельсовых цепей. Элементарные маршруты получают нумерацию по номерам стрелок, входящих в одну стрелочную секцию, или по номерам бесстрелочных секций.

При формировании маршрутов устанавливают их границы. Началом маршрута приёма является входной светофор, концом - приёмочный путь. В маршруте отправления началом является выходной светофор, концом - граница станции. Началом маневрового маршрута является маневровый светофор, который разрешает движение по данному маршруту, концом - первый попутный маневровый светофор, а при отсутствии такового - участок за последним встречным маневровым светофором, а также станционный путь, вытяжка, тупик.

На основании разработанной маршрутизации составляют таблицы (перечни) маршрутов. Всего различают три перечня: перечень основных поездных маршрутов, перечень вариантных поездных маршрутов и перечень маневровых маршрутов.

В перечне основных поездных маршрутов (Табл. 3) для станции в графе каждого маршрута показано положение всех стрелок, входящих в маршрут, и литер светофора, по которому установлен маршрут.

В перечне вариантных поездных маршрутов записывают все вариантные поездные маршруты, так же как и основные маршруты. Вариант передвижения указывается положением стрелок, которые отличают данный маршрут от основного, положения остальных стрелок не указываются, поскольку они совпадают с основным вариантом. Так как при путевом развитии станции Б вариантных поездных маршрутов быть не может, то этот перечень для данной станции не составляется.

В перечне маневровых маршрутов (Табл. 4) в графе «Направление» все маневровые светофоры записывают в возрастающем порядке. В графе «Наименование маршрута» для каждого светофора записывают маршрут от светофора до попутного или за встречный светофор, или на приёмоотправочный путь. Простые маневровые маршруты записанные в эту таблицу используют для образования сложных маневровых маршрутов любой протяженности и конфигурации.

Таблица 3. Перечень основных поездных маршрутов.

Направление	№ марш-рута	Наименование маршрута	Литер светофора	Стрелки
				1/3	5	2/4	6
Поездные маршруты	Станция «А»	Приём	1	На I путь	Н	+	+
			2	На 2 путь	Н	-
			3	На 3 путь	Н	+	-
		Отправление	4	С I пути	ЧI	+	+
			5	Со 2 пути	Ч2	-
			6	С 3 пути	Ч3	+	-
	Станция «В»		7	С I пути	НI			+	-
			8	Со 2 пути	Н2			+	+
			9	С 3 пути	Н3			+
		Приём	10	На I путь	Ч			+	-
			11	На 2 путь	Ч			+	+
			12	На 3 путь	Ч			+

Таблица 4. Перечень маневровых маршрутов.

Направление	№ маршрута	Наименование маршрута
Маневровые маршруты	От светофора	М1	13	На I путь
			14	На 2 путь
			15	На 3 путь
		М3	16	На 2 путь
		Ч1	17	За светофор М1
		Ч2	18	-//- М1
			19	-//- М3
		Ч3	20	-//- М1
		М2	21	На I путь
			22	На 2 путь
			23	На 3 путь
		М4	24	На 2 путь
		Н1	25	За светофор М2
		Н2	26	-//- М2
		Н3	27	-//- М2
			28	-//- М4

1.4 Аппаратура пункта управления (ПУ)

В аппаратуру пункта управления диспетчерской централизации «Нёман» входят: модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, устройства сопряжения, табло и др.

При этом модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, промышленные ПЭВМ, периферийные устройства являются универсальными. А устройства сопряжения (адаптер связи) и табло - специализированными, изготовленными специально для этой системы.

Структурная схема комплекта технических средств поста ДЦ приведена на листе 3 графической части проекта. В состав ДЦ «Нёман» в данном случае входят 3 автоматизированных рабочих места (АРМ): поездного диспетчера (АРМ ДНЦ), энергодиспетчера (АРМ ЭЧЦ) и дежурного инженера дистанции сигнализации и связи (АРМ ШЧД-ДЦ).

В аппаратной (см. рис. 3) имеются 2 персональных компьютера промышленного изготовления (ППЭВМ), отличающиеся высокой надежностью, повышенной механической прочностью и достаточно широким температурным диапазоном, в котором возможно их использование. Имеют они и некоторые элементы защиты от сбоев, систему автоматической перезагрузки. Аппаратная составляющая промышленного компьютера аналогична офисному варианту. Они отличаются друг от друга только конструктивно. В промышленном исполнении компьютер представляет собой пассивную кросс-плату, на которой, кроме разъемов, ничего нет. И процессорная (материнская) плата вставляется, как и любое другое периферийное оборудование, в специальный слот. На процессорной плате обычно интегрирована почти вся машина, включая видеоадаптер, флэш-память, IDE-контроллер, адаптеры гибкого диска, COM-порты и прочее. Мощность процессора может варьироваться от пятидесяти до нескольких тысяч мегагерц.

На этих ППЭВМ установлено специализированное программное обеспечение системы ДЦ «Нёман», отвечающее за приём и расшифровку сигналов ТС, принимаемых из модема или адаптера, а также формирование и передачу сигналов ТУ к модему или адаптеру. Обе машины оснащены источником бесперебойного питания на случай отключения напряжения. По последовательному стыку RS-232 эти ППЭВМ соединяются с адаптерами связи, образуя 2 независимых комплекта устройств. Один из комплектов постоянно задействован в работе системы, а второй находится в горячем резервировании - полной готовности к работе в случае отказа основного комплекта.

Адаптер связи предназначен для преобразования линейных частотно модулированных сигналов каналов ТС систем ДЦ «Нева», ДЦ «Минск» в дискретные с последующей передачей их по последовательному стыку RS-232 в ППЭВМ, а также для формирования сигнала цикловой синхронизации (ЦС) по каналу ТУ и кодирования команд ТУ при вводе их в ППЭВМ.

Адаптеры связи двух комплектов подключаются непосредственно к старой линии «Невы» и работают с аппаратурой линейных пунктов ДЦ «Нева».

Монитор и клавиатура ставятся одни на 2 комплекта. Чтобы обеспечить попеременную работу этих устройств ввода-вывода с двумя ППЭВМ, они подключаются через коммутатор мониторов и клавиатур (SWITCH), с помощью которого можно переключать монитор и клавиатуру на конкретный комплект.

ППЭВМ обоих комплектов по локальной сети через резервированный сетевой концентратор (HUB) соединены со всеми АРМами.

В состав резервированного АРМ ДНЦ входят два комплекта ПЭВМ с устройствами ввода-вывода (мониторы, клавиатуры, цветной принтер, табло). Один комплект - основной, а второй находится в «горячем резерве». На ПЭВМ установлено соответствующее программное обеспечение, обеспечивающее выполнение всех функций АРМ ДНЦ. Выносное табло (см. рис. 1) устанавливается одно на оба комплекта и для обеспечения работы с конкретным комплектом подключается через коммутатор последовательных каналов. Информация, отражаемая на табло, включает в себя:

· занятость путей, стрелочных и бесстрелочных участков и блок-участков;

· замыкание маршрутов;

· состояние светофоров;

· контроль неисправности и режимов работы устройств СЦБ и связи;

· контроль занятости и установленного направления движения на перегоне.

Табло предусматривает четыре основных режима работы: "ОСНОВНОЙ", "КОНТРОЛЬНЫЙ", "ТЕСТОВЫЙ", "АВАРИЙНЫЙ".

Основной режим индикации предназначен для работы табло в обычном рабочем режиме. Индикаторы при работе в основном режиме могут быть окрашены в красный, зеленый и желтые цвета.

Варианты индикации и ее назначение:

1) Путевое развитие:

· КРАСНЫЙ - занято;

· ЗЕЛЕНЫЙ - замкнуто;

· ЗЕЛЕНЫЙ МИГАЮЩИЙ - установка маршрута;

· НЕ ГОРИТ - не занято, не замкнуто или нет данных.

Для стрелок - с учетом положения. Если положение не определено по любой причине, то индицируются все элементы стрелки. Неполучение данных по занятию или замыканию приводит к выключению соответствующей индикации.

2) Выходные, маршрутные и маневровые светофоры:

· ЗЕЛЕНЫЙ - открыт поездной сигнал;

· ЗЕЛЕНЫЙ МИГАЮЩИЙ - пригласительный;

· ЖЕЛТЫЙ - открыт маневровый сигнал;

· КРАСНЫЙ МИГАЮЩИЙ - неисправность;

· НЕ ГОРИТ - закрыт или нет данных.

3)Входные светофоры:

· ЗЕЛЕНЫЙ - открыт входной сигнал;

· ЗЕЛЕНЫЙ МИГАЮЩИЙ - пригласительный;

· КРАСНЫЙ - закрыт,

· КРАСНЫЙ МИГАЮЩИЙ - неисправность;

· НЕ ГОРИТ - нет данных.

Подсветка светодиода "ВК" (красный мигающий) по любой станции означает частичную или полную потерю данных по станции.

Для определения элементов, по которым не поступают данные можно использовать КОНТРОЛЬНЫЙ РЕЖИМ.

Дополнительный режим индикации предназначен для подсветки положений стрелок. Подсвечиваются только незамкнутые и незанятые стрелки. Подсветка стрелок индицируется желтым цветом. В случае потери контроля стрелки, желтым цветом подсвечиваются оба положения стрелки.

Элементы путевого развития в дополнительном режиме индицируются, как и в основном.

Для прочих элементов вид индикации соответствует основному режиму.

Контрольный режим индикации предназначен для оценки качества поступления данных от линейных устройств. При нормальном получении данных светодиоды погашены. Если данные линейных устройств отсутствуют, то в контрольном режиме появляются мигающие светодиоды. По цвету, присутствующему в какой-либо фазе мигания, можно определить, какие данные не поступают.

Для элементов путевого развития:

· ЖЕЛТЫЙ -- нет данных по контролю положения стрелки;

· КРАСНЫЙ - нет данных по занятию;

· ЗЕЛЕНЫЙ - нет данных по замыканию.

Персональные ЭВМ оснащены источниками бесперебойного питания. В качестве мониторов применяются жидкокристаллические диагональю от 18 дюймов. ДНЦ может следить за поездной обстановкой как по табло, так и на мониторах (см. рис. 2)

В отличие от АРМ ДНЦ, АРМ ЭЧЦ и АРМ ШЧД-ДЦ не являются резервированными, поэтому на каждом из этих мест установлено по одному комплекту ПЭВМ. У энергодиспетчера также имеется выносное табло для оперативного слежения за объектами энергоснабжения.

На АРМ ЭЧЦ и АРМ ШЧД также установлено специализированное программное обеспечение служащее для выполнения требуемых задач: управления объектами энергоснабжения (у ЭЧЦ), телеизмерение и слежение за состоянием объектов сигнализации, централизации и блокировки (у ШЧД).



Рис. 1 - Светодиодное выносное табло ДЦ «Нёман».

Рис. 2 - Мониторы АРМ ДНЦ отображают обстановку на участке.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 - Расположение аппаратуры пункта управления в шкафу REC 19” в аппаратной.

1 - Системный блок (комплект А); 2 - системный блок (комплект В); 3 - коммутатор мониторов и клавиатур; 4 - модем (комплект А); 5 - адаптер связи (комплект А); 6 - модем (комплект В); 7 - адаптер связи (комплект В); 8 - источник бесперебойного питания.

2. Техническая часть

2.1 Обоснование выбора системы ДЦ

Системы ДЦ предназначены для реализации современных принципов управления эксплуатационной работой, для автоматизации функций управления и контроля технологического процесса движения поездов с использованием средств вычислительной техники при сопряжении их с системами ЖАТ и связи, а также для обеспечения возможности обмена информацией с автоматизированной системой организации управления перевозками (АСОУП).

Системы ДЦ могут использоваться для следующих целей:

· автоматизации диспетчерского управления движением поездов на участках и направлениях железнодорожных линий;

· организации управления движением в узлах;

· концентрации управления на крупных станциях движением поездов по примыкающим станциям (предузловым развязкам) и передвижениями в удаленных парках;

· концентрации на опорных станциях управления движением поездов на соседних близлежащих станциях (мини ДЦ).

Создание системы ДЦ предполагает достижение следующих результатов:

Ё производственно-экономических (сокращение численности дежурных по станциям, улучшение организации руководства движением поездов, снижение потерь в перевозочном процессе, интенсификация использования технических средств автоматики и подвижного состава, повышение производительности труда, улучшение эксплуатационных показателей работы участка);

Ё социальных (улучшение условий и культуры труда, снижение загрузки диспетчеров).

Критериями оценки достижения цели создания ДЦ являются:

§ снижение капитальных вложений (сокращение занимаемых аппаратурой производственных площадей; уменьшение объемов и сроков проведения проектных, строительно-монтажных и пуско-наладочных работ);

§ сокращение численности оперативного и обслуживающего персонала

§ уменьшение загрузки персонала и соответствующее этому увеличение зоны управления;

§ улучшение показателей выполнения графика движения поездов и обеспечения грузовой работы (среднее время нахождения поездов (вагонов) на участке по отношению к нормативному);

§ улучшение соотношения между нормативом рабочего парка подвижных единиц и обеспечением ниток графика.

§ снижение материалоёмкости и энергоемкости оборудования.

Для внедрения на полигоне железных дорог систем кодового управления необходимо соблюдение трех главных требований: оснащенность участков системами интервального регулирования, электрической централизацией и устройствами связи.

Перегоны участка или направления железной дороги должны быть оборудованы автоматической блокировкой или полуавтоматической блокировкой, дополненной устройствами контроля прибытия поезда в полном составе. Последнее требование обусловлено необходимостью автоматического контроля целостности состава, до внедрения ДЦ выполняемого дежурными по станции визуальной проверкой наличия хвостового вагона -- ограждения пассажирских поездов тремя красными огнями или диском красного цвета для грузовых поездов. При автоблокировке это обеспечивается рельсовыми цепями.

Станции, обгонные пункты, разъезды участка должны быть оборудованы системой электрической (релейной, релейно-процессорной или микропроцессорной) централизации стрелок и сигналов.

Системы ДЦ должны разрабатываться с учетом использования линий, систем передачи и других типовых средств железнодорожной связи.

Вид управления (диспетчерское -- ДУ, автономное -- АУ) каждым раздельным пунктом и протяженность участка определяются разработчиками и согласовываются с заказчиком системы ДЦ расчетом загрузки дежурных по станциям (ДСП) и поездного диспетчера (ДНЦ). Объем и содержание информации, передаваемой по каналам телеуправления, телесигнализации и телеизмерения, определяются в процессе проектирования привязки к конкретному участку железной дороги и должны обеспечивать выполнение функций системы ДЦ.

В число контролируемых объектов обязательно включаются участки приближения и удаления на прилегающих к станциям перегонах. На участках, оборудованных односторонней автоблокировкой при отсутствии контроля занятия перегона, а также при новом строительстве систем интервального регулирования для полноты информационного описания следует контролировать все блок-участки на перегоне. Кроме того, в полном объеме должен обеспечиваться контроль путевых объектов (стрелок, светофоров, рельсовых цепей) станций автономного управления, что позволит предоставить диспетчеру полную информацию о технологической обстановке.

На участках ДЦ, наряду с другими видами оперативно-технологической связи, должна быть обязательно предусмотрена поездная радиосвязь, подключаемая к цепи поездной диспетчерской связи. На станциях АУ поездная радиосвязь должна быть ориентирована на ДСП, который при необходимости подключает диспетчера.

Объектами управления и контроля на полигоне железной дороги (участке, направлении, станции, в узле) являются: системы железнодорожной автоматики и телемеханики и их элементы, а именно стрелки, светофоры, рельсовые цепи, шлагбаумы, устройства специальных видов сигнализации (тоннельной, обвальной, сейсмической и т.п.); поезда, вагоны, локомотивы.

Система ДЦ включает в себя:

· устройства пункта управления (ПУ), которые устанавливаются у диспетчера (в отделении, региональном или дорожном центре и т.п.) и могут объединяться в локальную сеть;

· аппаратуру контролируемых пунктов (КП), которая размещается на постах ЭЦ станций, включаемых в диспетчерскую централизацию;

· каналы связи между КП и ПУ;

· каналы связи для объединения ДЦ с другими автоматизированными системами железнодорожного транспорта, в том числе с ДЦ соседних диспетчерских участков.

Технические характеристики КП и ПУ (емкость системы) не должны ограничивать их применение на сети дорог.

Структура ДЦ должна обеспечивать автономное функционирование каждой системы ДЦ на каждом диспетчерском участке при отказе любых элементов в этих системах с заданной вероятностью безотказной работы.

Функционирование ДЦ должно обеспечиваться для диспетчерского круга на линейном участке, нескольких радиальных линейных участках, на линейных участках с разветвлениями железнодорожных линий, в узле. Каналообразующая аппаратура ДЦ должна обеспечивать возможность организации любой из следующих структур каналов связи: магистральной, радиальной, радиально-магистральной, древовидной, смешанной.

В состав аппаратуры ПУ входят:

· информационно-управляющий вычислительный комплекс (ИУВК), включающий в себя устройства ввода-вывода технологической информации (печатающее устройство, плоттер, цветные мониторы, выносные видеопроекционные, плазменные или светодиодные табло);

· каналообразующая аппаратура (КА) или аппаратура передачи данных (АПД);

· устройства сопряжения ИУВК с другими информационными сетями (локальной сетью, объединяющей АРМы причастных работников, сетью связи с АСОУП и др.);

· вводно-коммутационные устройства (ВКУ), обеспечивающие подключение аппаратуры к линиям связи, источникам питания;

· средства оперативно-технологической связи;

· устройства электроснабжения, включая источники бесперебойного питания.

Средства отображения, управления и оконечная аппаратура диспетчерской связи должны размещаться непосредственно на рабочем месте поездного диспетчера. Место расположения других устройств выбирается исходя из удобства их обслуживания.

В состав аппаратуры КП ДЦ входят: программно-аппаратный комплекс; устройство сопряжения с ЭЦ; каналообразующая аппаратура или аппаратура передачи данных; вводно-коммутационные устройства; средства оперативно-технологической связи.

При разработке ДЦ должны создаваться средства автоматизации изготовления, проектирования, отладки и тестирования программного и информационного обеспечения системы.

Ввод команд управления должен осуществляться с использованием стандартных технических средств вычислительной техники.

Устройства ДЦ должны относиться к потребителям электроэнергии особой группы I категории. Система ДЦ должна быть рассчитана на электропитание от сети переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 220 В с допустимыми отклонениями от 187 до 242 В. Устройства электропитания аппаратуры ДЦ на ПУ должны обеспечивать бесперебойное питание при переключениях фидеров питания или перерывах в подаче электроэнергии до 6 ч. При прекращении поступления сигналов ТС из линии система должна исключать представление устаревшей информации оперативному персоналу по истечении времени не более 1 мин после последнего получения ТС от КП с индикацией отсутствия связи с КП. Система ДЦ должна допускать возможность выборочного исключения и обратного включения в систему КП.

Система ДЦ является системой реального времени. Время предоставления оперативному персоналу информации об изменениях контролируемых объектов (включая съем информации, передачу по каналам связи и обработку на ПУ) не должно превышать 6 с. Допустимое время реакции на клавиатуру не должно быть более 0,5 с. Время передачи команд ТУ от ПУ на КП должно быть не более 1 с. При проектировании системы должна обеспечиваться возможность настройки приоритетов предоставления различных видов информации. Из устройств связи в ДЦ «Нёман» применяются в основном, модемы ZyXEL336S, отличающиеся устойчивым соединением. Слишком высоких коммуникационных скоростей не нужно - достаточно 19200. При этом получается производительность 10000 импульсов телесигнализации в секунду. На крупном участке Белорусской железной дороги едва наберется пять тысяч. В итоге, за пять секунд система "Неман" может принять 125 тысяч двоичных данных - столько, сколько выдает вся наша магистраль со всеми своими путями, перегонами и станциями. Это не считая возможностей, которые дает протокол сжатия информации модемов.

Обработка оперативной информации должна проводиться в соответствии с функциональными задачами на общей базе данных, основу которых составляет информация о состоянии путевых объектов устройств СЦБ, характеристики подвижных средств и т.д.

В развитии комплекса автоматизации диспетчерского управления можно выделить следующие перспективы: переход на современную элементную базу; повышение показателей надежности и безопасности; расширение функциональных возможностей; интеграция с автоматизированными подсистемами станционного уровня и вышестоящими системами управления; достижение высоких показателей технико-экономической эффективности и улучшения эксплуатационных показателей.

Легко решаются вопросы обеспечения высоких показателей надежности при резервировании устройств. Причем резервирование аппаратуры ДЦ обхватывает не только средства вычислительной техники (контроллер, чем обычно ограничиваются разработчики систем ДЦ), но и все элементы, непосредственно обеспечивающие непрерывность перевозочного процесса (устройства сопряжения по контролю и управлению ЭЦ, каналы, каналообразующая аппаратура, источники питания).

Предусматриваются следующие режимы переключения на резервную аппаратуру:

· Автоматический -- для обеспечения периодичности реального функционирования полукомплектов, при нарушениях работы одного из полукомплектов на основе диагностической информации, которой обмениваются контроллеры по локальной вычислительной сети;

· Дистанционный -- при систематических сбоях КП, посылкой команды телеуправления поездным диспетчером;

· Ручной -- электромеханик нажимает соответствующую кнопку на панели управления внутри шкафа.

Кроме того, резервирование также обеспечивает съем и передачу информации о состоянии контролируемых объектов по независимым программно-аппаратным каналам, повышающим достоверность информации, что особенно важно во вспомогательных режимах управления при принятии диспетчером решения о пользовании ответственными командами.

В современных системах ДЦ увеличен объем передаваемых ответственных команд, реализуемых по правилам построения безопасных схем.

Перечень команд вспомогательного режима управления включает в себя:

· аварийную смену направления на перегоне, оборудованном двусторонней автоблокировкой;

· искусственное размыкание маршрутов;

· вспомогательное открытие переезда;

· вспомогательный перевод стрелок при ложной занятости рельсовой цепи стрелочно-путевой секции;

· разблокирование перегона на малодеятельных участках ДЦ, оборудованных устройствами счета осей для контроля перегонов, в случае сбоя в их работе;

· пользование пригласительными сигналами (для метрополитенов).

Выполнение этих функций системой повышает живучесть перевозочного процесса при нарушениях нормальной работы устройств СЦБ.

Современные системы ДЦ также интегрируют и новейшие информационные технологии. На уровне центра управления ДЦ различают шесть основных функциональных подсистем:

§ диалоговую;

§ управления и контроля состояния объектов управления (ОУ) систем ЖАТ (система телемеханики в узком смысле слова по МЭК 870-1-1--93);

§ моделирования, прогноза и отображения хода технологического процесса (включает в себя график движения, поездную, вагонную и локомотивную модели);

§ нормативно-справочной информации;

§ самоконтроля и диагностирования системы и оборудования;

§ протоколирования работы системы.

Диалоговая подсистема должна обеспечивать отображение информации и взаимодействие оперативного персонала (ОП) с ДЦ данного участка, соседних полигонов управления (диспетчерских участков, узлов и крупных сортировочных, участковых и пассажирских станций), с другими информационно-управляющими системами (системой выдачи предупреждений об ограничениях скорости, устройствами телемеханики, энергоснабжения и др.), а также связь с вышестоящими системами и информационно-вычислительным центром (ИВЦ) дороги.

Подсистема управления и контроля состояния объектов управления систем ЖАТ должна обеспечивать выполнение функций ТУ-ТС. Задачами этой подсистемы является не только прием, обработка и формирование приказов, но и обеспечение требуемых уровней сигналов для соответствующего канала, а также защита от электромагнитных помех и грозы.

Подсистема моделирования и управления, прогноза и отображения хода технологического процесса (ТП) на полигоне должна обеспечивать перемещение номера поезда на экране монитора, предоставлять информацию о подходах и вступлении поездов в зону полигона управления, о дислокации поездов, локомотивов и вагонов на полигоне, готовности и резерве времени локомотивных бригад, графике исполненного движения (ГИД) поездов. Динамические модели (вагонная, локомотивная и поездная) должны вестись на основе объективных данных, полученных техническими средствами в режиме реального времени. Информация о состоянии стационарных путевых объектов обновляется в ритме реального перевозочного процесса. Результаты моделирования являются основой для отображения прогнозного графика и своевременного информирования ОП о предстоящих технологических операциях. Совместно с другими подсистема моделирования и управления реализует автоматическое управление маршрутами на основе прогнозного графика после согласия диспетчера или по задаваемой им программе пропуска поездов. Должна обеспечиваться возможность безопасного предварительного задания маршрута при установленном враждебном маршруте. Предварительно заданный маршрут должен устанавливаться автоматически с выдержкой времени не менее 5 с после размыкания установленного враждебного маршрута. Системой ЭЦ должен исключаться перевод стрелок в случае преждевременного размыкания секций в предыдущем маршруте. Предварительно заданные маршруты должны визуально контролироваться ДНЦ.

Подсистема нормативно-справочной информации должна содержать данные двух видов: постоянные и условно-постоянные. К первым относятся характеристики полигона управления: профиль участка, пути пропуска и остановки поездов с опасными грузами класса 1 и негабаритными грузами на станциях, длина приемоотправочных путей в условных вагонах и т.п. Условно-постоянной является информация, которая остается постоянной в течение продолжительного времени, например время ограничения скорости на участке, «окна» для выполнения профилактических и ремонтных работ, натурный лист состава, места выхода ремонтных бригад.

Подсистема диагностирования должна обеспечивать поддержание параметров надежности и достоверности ДЦ на заданном уровне, а также телеконтроль состояния устройств СЦБ.

Подсистема протоколирования работы ДЦ («черный ящик») обеспечивает фиксацию управляющих воздействий оперативного персонала, поездной обстановки, сбоев функционирования, результатов диагностирования и регламентных проверок после восстановления работоспособности устройств. Данные протоколируются на винчестере АРМ ДНЦ или сервере. Как правило, запись осуществляется в двух форматах: в виде текстового и двоичного (бинарного) файла. В первом случае протокол содержит строки с указанием времени, станции и действий диспетчера (установка маршрута, перевод стрелки и т.п.) или событий в системе (неисправность светофора, потеря контроля стрелок) и при необходимости выдается на печать. Двоичные данные дают возможность просмотра на экране монитора функционирования системы и работы ДНЦ воспроизведением поездного положения (режим «плеер»), что особенно удобно при разборе нарушений и сбоев для оценки взаимосвязи технологических событий. Пользователю предоставляется просмотр в ритме реального времени с возможностями ускорения или замедления хода событий.

Работу с протоколами системы поддерживает специальное сервисное программное обеспечение. Его задачами является обеспечение:

· интерфейса взаимодействия с пользователем (возможность задания периода просмотра протоколов, сортировки и фильтрации данных по устанавливаемому ключу);

· записи и резервирования копий протоколов;

· включения диагностических режимов для контроля параметров в системе (например, просмотр состояния канала в интересующий момент контроля);

· контроля продолжительности хранения протоколов и их автоматической архивации по истечении установленного срока;

· доступа к архиву для получения протоколов за более длительный период;

· контроля за использованием ресурсов памяти и удаления устаревших файлов;

· переноса протоколов и архива на другие носители данных (дискеты, стримеры и т.п.).

Результаты расшифровки протоколов имеют юридическую силу и используются для анализа и расследования нарушений безопасности движения поездов. Распечатка протоколов, заверенная начальником отдела перевозок отделения железной дороги, является документом для расследования нарушения движения поездов.

Доступ к протоколам имеют электромеханик поста ДЦ, начальник дистанции сигнализации и связи, ревизоры по безопасности движения поездов. Протоколы и их бумажные копии хранятся в течение одного месяца. При нарушении движения поездов заверенная распечатка протокола хранится в течение 12 месяцев.

...