Исследование взаимодействия АСУ МС и ЕКС с использованием цифровой радиосвязи стандарта TETRA

Введение

Существенный резерв повышения безопасности на железнодорожном транспорте - объединение отдельных подсистем безопасности в единую многоуровневую систему. Объединение должно происходить вокруг ключевого элемента системы безопасности - самого поезда. Поэтому безопасность перевозок должна рассматриваться прежде всего, как безопасность внутреннего управления тяговым подвижным составом, ведением поезда в целом, управление движением поездов на полигоне. Для создания такой системы на базе средств СЦБ на пути и бортовых локомотивных аппаратно-программных средств управления принято Указание МПС России от 29 ноября 2002 г. № 191у «О создании и внедрении многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов».

Постановка задачи

Разрабатываемая Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности (МС) реализуется как совокупность трех взаимодействующих аппаратно-программных комплексов:

• на тяговом подвижном составе (ТПС) создается единая комплексная система управления и обеспечения безопасности движения на ТПС (ЕКС). Система состоит из: системы автоведения поезда УСАВП, системы автоматического торможения САУТ-ЦМ, комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У и подключаемого к нему устройства контроля бдительности машиниста ТСКБМ;

• на базе средств СЦБ создается многоуровневая система управления и обеспечения безопасности (МС-СЦБ); функционирование всех средств СЦБ воспринимается специально создаваемым устройством сопряжения ЖАТ-ЕКС-АСУ МС, которое осуществляет обработку информации и дальнейшее адресное взаимодействие с локомотивным оборудованием по радиоканалу;

• на базе АСУ хозяйствами АСУТ, АСУШ, АСУП, АСУВ, АСУЛ и т.д. с использованием информационных систем ОАО «РЖД» создается информационно-управляющая подсистема многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС).

Содержательная часть

Главная задача АСУ МС - обеспечение МС необходимой достоверной и оперативной информацией и передача от ЕКС необходимой для управления движением поездов информации. В конечном результате должна быть выполнена передача данных (управляющих команд и технологической информации), поступающих в АСУ МС из дорожных автоматизированных и информационных систем через СПД, на ТПС посредством цифровой радиосвязи стандарта TETRA с её последующим вводом в ЕКС. Основными элементами АСУ МС являются центральный обрабатывающий комплекс (ЦОК АСУ МС) и автоматизированное рабочее место оперативного ситуационного анализа (АРМ ОСА).

Взаимодействие АСУ МС с ЕКС позволит повысить эффективность управления и уровень безопасности движения поездов путём автоматизированной увязки работы диспетчерского центра управления перевозками с работой тягового подвижного состава. При этом будут реализованы следующие функции:

• запрет отправления поезда со станции при обнаружении АСУ МС отклонений от нормативов в процессе контроля выполнения технологии перевозочного процесса (отсутствие информации о прохождении локомотивом плановых видов обслуживания и ремонта, нарушения ре жима труда и отдыха локомотивной бригады, превышения весовой нор мы состава для данной серии локомотива в планируемом направлении отправки поезда и т.п.);

• принудительное снижение скорости (вплоть до остановки) поезда при поступлении информации от автоматизированных систем экспресс-диагностирования подвижного состава (прежде всего, контроль нагрева букс);

• передача на локомотив технологической информации;

• составность поезда (натурный лист), предупреждения об ограничении скорости на участке;

• голосовое оповещение локомотивной бригады, носящее информационно-управляющий характер;

• информирование оперативного персонала дорожных диспетчерских центров управления о текущей дислокации поезда на участке управления, с развитием средств диагностики технического состояния тягового подвижного состава, показаниях локомотивных светофоров и т.п.

Взаимодействие должно осуществляться на основе блоков данных, состоящих в свою очередь из сообщений, адресованных для каждой из подсистем ЕКС, при взаимодействии ЦОК АСУ МС и ЕКС либо из сообщений (квитанций) подсистем ЕКС, адресованных ЦОК АСУ МС.

Взаимодействие осуществляется по схеме «ведущий-ведомый». Ведущим в данном случае должен выступать ЦОК АСУ МС, ЕКС должна выступать в роли ведомой системы. Взаимодействие должно осуществляться по двум направлениям: передача на ТПС управляющих команд и информационный обмен.

ЦОК АСУ МС должен циклично передавать запросы, ответом на которые должна служить информация о текущем состоянии тягового подвижного состава (ТПС) (текущая и допустимая скорости движения, координата, текущее предупреждение об ограничении скорости и т.д.).

Взаимодействие при передаче управляющих команд должно быть главенствующим по отношению к информационному взаимодействию, т.е. во время передачи ЦОК АСУ МС управляющих команд и получения ответа от ЕКС информационный режим автоматически отключается. Управляющие команды на первом этапе должны передаваться только в САУТ-ЦМ и УСАВП, а с КЛУБ-У должно осуществляться информационное взаимодействие.

В качестве основной информационной среды, обеспечивающей полноценное функционирование АСУ МС по взаимодействию с подвижным составом, используется цифровая система технологической радиосвязи стандарта TETRA. Использование этой системы позволяет обеспечить комплексный радиообмен информацией и непрерывное взаимодействие систем.

В 2003 году проведены приёмочные испытания системы цифровой технологической радиосвязи TETRA на участке Свердловск - Камышлов Свердловской железной дороги.

Разработаны алгоритмы и форматы данных передачи по радиоканалу на локомотив приказов, команд, данных ограничения скорости движения, сигналов АЛС и другой информации. Определен состав оборудования систем автоматики и связи. Разработаны технические предложения по организации взаимодействия аппаратуры цифровой радиосвязи, прибора TDP, КЛУБ -У и информационной базы данных.

Взаимодействие с ТПС предлагается организовать как двухконтурное (рис.1). Первый контур - контур безопасности. В контуре задействован КЛУБ-У как элемент ЕКС, обеспечивающий прием на борт информации о показании светофора как по рельсовым цепям, так и по радиоканалу на частоте 160 МГц. Второй контур - технологический. Второй контур обеспечивает взаимодействие ЕКС с АСУ МС, реализуя комплекс задач, описанных выше. Двухконтурное построение системы взаимодействия с ЕКС позволит развязать задачи безопасности и управления ТПС. Такой подход дает принципиально новые возможности построения систем управления на железнодорожном транспорте. Появляется возможность рассматривать локомотив как непосредственный элемент АСУЖТ, связь с которым осуществляется по IP - протоколу. Для этого на борту локомотива устанавливается специальное устройство, выполняющее как роль маршрутизатора, так и устройства передачи данных. В качестве такового выбран прибор TDP фирмы Микротест. TDP принимает информацию от КЛУБ-У (в одностороннем порядке) и осуществляет комплексное взаимодействие с САУТ-ЦМ и УСАВП.

В рамках проекта на Свердловской железной дороге в 2004 г. выполняются следующие работы:

• оборудование системами ЕКС 21-го локомотива;

• создание АСУ МС с установкой центрального обрабатывающего комплекса АСУ МС (ЦОК АСУ МС) в ИВЦ и автоматизированного рабочего места оперативного ситуационного анализа (АРМ ОСА) на диспетчерских кругах полигона Пермь-Тюмень, осуществляется стыковка с АСУЖТ согласно ТЗ на АСУ МС и ЧТЗ на ее подсистемы;

создание системы взаимодействия АСУМС с ЕКС на участке Свердловск - Камышлов и Камышлов - Тюмень (по мере его готовности) с ис пользованием цифровой радиосвязи стандарта TETRA и приборов TDP.

 

Двухконтурная схема управления движением поездов

Рис. 1.2 Двухконтурная схема управления движением поездов

 

Схема проведения эксперимента по взаимодействию АСУ МС с ЕКС

Рис. 2 Схема проведения эксперимента по взаимодействию АСУ МС с ЕКС

 

На данный момент реализована последовательная серия испытаний, проведенных на опытном полигоне Свердловской железной дороги:

• проверка возможности взаимодействия информационных систем с тяговым подвижным составом (ТПС) через аппаратные средства цифро вой радиосвязи стандарта TETRA (первая очередь);

• передача данных из автоматизированных и информационных систем АСУ МС через СПД и цифровую радиосвязь стандарта TETRA на ТПС с ее последующим вводом в прибор безопасности КЛУБ-У как элемент создаваемой ЕКС (вторая и третья очередь);

• стендовые испытания по передаче данных через СПД и цифровую радиосвязь стандарта TETRA на ТПС с ее последующим вводом в комплект локомотивной аппаратуры системы САУТ-ЦМ как элемент создаваемой ЕКС (четвертая очередь);

• натурные испытания по передаче данных через СПД и цифровую радиосвязь стандарта TETRA на ТПС с ее последующим вводом в комплект локомотивной аппаратуры системы САУТ-ЦМ как элемент создаваемой ЕКС (пятая очередь).

Взаимодействие с ТПС осуществлялось по схеме, приведенной на рис.2 (применительно к взаимодействию с САУТ-ЦМ).

Заключение

Результаты проведенных серий испытаний можно оценить, как положительные. Основными из них являются:

• испытания показали работоспособность как предложенной схемы аппаратных средств, так и каждой из используемых систем, являющихся одним из элементов ЕКС;

• за время проведения испытаний не зафиксировано ни одного сбоя в работе TDP по приёму данных от ЦОК АСУ МС, устройство показало себя как автономное автоматическое устройство с устойчивым восстановлением связи по радиоканалу в случае обрыва;

• при проведении испытаний с прибором КЛУБ-У передано более 60 сообщений с произвольными ограничениями скорости; сбоев и ошибок в передаче данных не зафиксировано;

• при проведении испытаний с системой САУТ-ЦМ передано на локомотив 79 команд на ограничение скорости, 4 требования остановки локомотива и получено с локомотива 7343 «маячковых» сообщения; ошибок в передаче данных не зафиксировано.

По результатам проведенных пяти серий испытаний разрабатывается пилот-проект системы взаимодействия АСУ МС с ТПС, после чего планируется опытная эксплуатация системы.

Подробная информация о результатах проведенных экспериментов выложена на сайте МС 10.200.1.188.

....................................................................................................










Системы передачи данных

 


Комплексные проектные решения

 


Управление распределенными системами

 


Автоматизированные рабочие места

 


Системы и средства обеспечения безопасности движения

 


Цифровые сети технологической связи

 


Информационные системы управления движением

 


Автоматизированное управление разработками проектов

 




Турникеты PERCo, ОМА, ЛОТ, РостЕвроСтрой.

 


Торговое оборудование

 


Выполнение поручений в Барнауле

 



Copyright (c) 2008, Infotest, Inc.