16
955
3006744

Интеллектуальные системы обеспечения безопасности

Сегодня системы железнодорожной автоматики и телемеханики представляют собой наиболее высокий интеллектуальный уровень технических средств, обеспечивающих безопасность движения поездов.

Отечественная система управления и обеспечения безопасности движения поездов является многоуровневой и охватывает весь комплекс технологических процессов путевого и энергетического хозяйства, систем телекоммуникаций и связи, проведения ремонтных и восстановительных работ и др.

Верхний уровень управления обеспечивает анализ всей поездной ситуации и состояния элементов и подсистем инфраструктуры. На этом уровне обеспечивается формирование управляющих команд для оптимизации функций контроля и управления выполнения графика движения поездов с учетом решения конфликтных ситуаций, расчета вариантных графиков движения для выхода из конфликтных ситуаций и восстановления планового графика движения.

Второй уровень системы обеспечивает формирование команд по автоматической установке маршрутов движения поездов на станциях, передачу вариантных графиков движения и временных ограничений скорости на подвижной состав в реальном масштабе времени, передачу и получения информации от всех подвижных единиц о параметрах движения и их координатах. К данному уровню относятся также средства диагностики инфраструктуры с подвижного состава.

Третий, наиболее ответственный уровень, - это системы обеспечения безопасности (интервального регулирования) движения поездов и управления стрелками и сигналами на станциях.

На современном этапе развития технических средств все три уровня представляют собой аппаратно-программные вычислительные комплексы с повышенными требованиями в части обеспечения безопасности движения; при этом все процессы взаимоувязаны и выполняются с минимальным участием человека, каналы передачи информации дублированы, предусмотрено функциональное резервирование систем автоматики, самодиагностика и передача дополнительной информации по радиоканалу. Также определена необходимость открытости исходных кодов программного обеспечения и инструментальных средств, проверки на киберзащищенность. Кроме того, обеспечивается логический контроль технологических процессов. Контроль технологической дисциплины в перевозочном процессе стал автоматическим.

В сфере управления и обеспечения безопасности движения поездов ОАО «РЖД» концентрирует свои усилия на создании комплексных систем управления.

На Московском центральном кольце (МЦК) для обеспечения высокой интенсивности движения внедрен комплекс автоматизированного управления движением поездов с использованием систем «Автодиспетчер» и «Автомашинист». Этот комплекс является модернизированным вариантом систем, испльзуемых на участке Сочи – Адлер – Роза - Хутор.

Комплекс позволяет в автоматизированном режиме вести управление движением по нормативному графику, контролировать движение поездов в реальном времени с помощью системы позиционирования на основе спутниковой навигации, используемой в бортовой системе безопасности, выявлять конфликтные ситуации, осуществлять автоматизированный расчет и применять вариантный график движения поездов для выхода из конфликтных ситуаций и восстановления планового графика в реальном масштабе времени.

В системе реализованы режим автоведения поездов, использование цифровых систем связи, высокоточной координатной сети и цифровой модели пути, обеспечивающих высокую точность позиционирования электропоездов, внедрение криптозащищенной безбумажной технологии передачи на борт ответственной информации, что позволяет организовать движение электропоездов в соответствии с установленными требованиями безопасности движения.

В качестве аппаратуры рельсовых цепей на перегонах и станциях кольца используются рельсовые цепи системы АБТЦ-МШ, работающие в частотном диапазоне от 475 до 925 Гц с дополнительным кодовым разделением сигналов – предусматривается возможность кодирования сигнала на каждой частоте одним из 12 различных кодов. Взаимодействие аппаратуры рельсовых цепей АБТЦ-МШ с микропроцессорной централизацией типа EBILоck 950 осуществляется по цифровому интерфейсу. Управление перегонными устройствами осуществляется системой АБТЦ-МШ, информация для автоблокировки об установленном направлении движения и состоянии входных светофоров поступает от МПЦ EBILоck 950. От устройств АБТЦ-МШ в устройства МПЦ EBILock 950 передается информация о состоянии рельсовых цепей, диагностическая информация об исправности аппаратуры, о выполнении логических зависимостей. От МПЦ EBILоck 950 в устройства АБТЦ-МШ поступает информация об установленных режимах работы, об установленных маршрутах движения, о включении кодирования и т.д.

Движение пригородных поездов на МЦК с интервалом попутного следования до 2 мин 40 с реализовано за счет применения подвижных блок-участков автоблокировки АБТЦ - МШ, расширения информации о состоянии впередилежащего маршрута следования, в том числе на станциях, с исключением проездов маневровых сигналов, применения электронных карт маршрутов движения с учетом использования высокоточной координатной системы дифференциальных поправок. Кроме того, реализована передача на подвижные объекты графиков движения поездов с учетом энергоэффективности, управляющих команд на остановку поездов и проследования запрещающих сигналов, сокращение количества сбоев системы передачи информации на локомотивы посредством дублирования каналов, переход к управлению движением потоков поездов путем централизации функции автоведения.

Впервые в мире институт предложил отказаться от путевых корректирующих датчиков, заменив их на спутниковые системы определения координат.

При разработке алгоритмов приборов безопасности были учтены дополнительные требования к интерфейсу «человек – машина». Для комплексной системы разработан интеллектуальный дисплей, с помощью которого машинист получает большой объем оперативной информации. Поэтому удалось сосредоточить основное внимание машиниста на управлении поездом.

Система МЦК обеспечивает два режима работы: светофорной сигнализации для движения грузовых поездов установленной массы и длины, а также бессветофорной сигнализации для ускоренного движения пригородных поездов.

При разработке алгоритмов приборов безопасности были учтены дополнительные требования к интерфейсу «человек – машина». Для комплексной системы разработан интеллектуальный дисплей, с помощью которого машинист получает большой объем оперативной информации. Поэтому удалось сосредоточить основное внимание машиниста на управлении поездом.

Гибкая технология позволяет перевозить 300 тыс. пассажиров в сутки. По существу МЦК - это наземное метро. Комплексная инновационная система управления и обеспечения безопасности движением поездов является элементом интегрированной интеллектуальной системы управления на железнодорожном транспорте и основой будущей Цифровой железной дороги.

 

Система диспетчерского контроля и управления движением поездов ДЦ-ЮГ с распределенными контролируемыми пунктами

Развитие дорожных центров управления движением поездов требует использования современных технических средств обеспечения диспетчерского руководства и информационного взаимодействия со смежными системами обработки и хранения данных. При этом на железнодорожном транспорте особое внимание традиционно уделяется организационно-техническим методам обеспечения безопасности движения. К таким новым средствам относится созданная в научно-исследовательской лаборатории систем диспетчерского контроля (HИЛ СДКУ) Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) новая система ДЦ-ЮГ с распределенными контролируемыми пунктами (РКП).

В настоящее время системой диспетчерской централизации ДЦ-Юг с РКП и ее станционной модификацией РПЦ-ДОН оборудовано более 250 станций (из них более 150 работают в режиме телеуправления).

При строительстве ЮРЦУП (г.Ростов-на-Дону) были отработаны технические и технологические решения для однопутных, двухпутных линий, электрифицированных и неэлектрифицированных линий, для участков с высокой интенсивностью движения поездов, различных систем связи (с физическими линиями, аналоговыми и цифровыми системами передачи данных).

Информационный фрагмент участка Адлер-Альпика-Сервис

Под Олимпийский проект разработаны уникальные технические решения, позволяющие осуществлять автоматизированную передачу управления диспетчерскими кругами из ЮРЦУПа в Адлерский региональный центр управления, выполнены работы по автоматизации операций установки маршрутов движения поездов по железнодорожным участкам в зоне проведения Олимпиады, включающие передвижения по основным, вариантным и расчётным графикам движения

В 2013 году успешно сдан в эксплуатацию диспетчерский круг Олимпиады: Туапсе - Сочи - Адлер - Альпика-Сервис.

Адлерский региональный центр управления (ЦУП-Адлер)

Технологии, отработанные при строительстве ЮРЦУПа и ЦУП-Адлер создают основу для строительства региональных центров управления на всех железных дорогах России.

Комплексные решения ДЦ-ЮГ с РКП

Гибкость и универсальность

Возможности программно-аппаратного комплекса ДЦ-ЮГ с РКП позволяют решать целый спектр мультихозяйственных задач, таких как: диспетчерское управление участком, местное управление станцией, управление соседней станцией, метрологические измерения всех видов устройств ЖАТ, распознавание инвентарных номеров вагонов и др.

Структурная схема комплекса ДЦ-ЮГ с РКП для диспетчерского круга с различными видами ЭЦ на линейных пунктах

Технические средства ДЦ-ЮГ с РКП имеют классический, отвечающий всем основным отраслевым требованиям интерфейс взаимодействия с конечным пользователем системы.

Основной особенностью аппаратных решений комплекса ДЦ-ЮГ с РКП является исполнение всех устройств линейного уровня (поста ЭЦ) в стандартных корпусах 1Н и НМШ.


Микропроцессорные блоки ДЦ-ЮГ с РКП


Этот факт позволяет получать дополнительные источники эффективности, такие как: типовой подход к проектированию, экономия пространства помещений, минимизация затрат при частичной модернизации станций и др.

Передовые технические решения

При разработке новых технических средств и реализации проектов внедрения комплекса ДЦ-ЮГ с РКП используются последние технические и технологические возможности, такие как:

- современная микропроцессорная элементная база;

- изготовление вспомогательных конструктивных элементов на 3-D принтерах;

- межмодульные оптические каналы связи;

- гибкий программный протокол взаимодействия со смежными системами;

- универсальная организация мобильных и удаленных рабочих мест управления, контроля и диагностики, исключающая шумовые и климатические воздействия аппаратуры, адресные места установки, клиент-серверное подключение при большом количестве потребителей;

- использование зонального принципа защиты от импульсных перенапряжений;

- разработка математического аппарата обработки и анализа данных и др.

 

 

Программные функции линейного пункта ДЦ-ЮГ с РКП – на базе релейно-процессорной централизации «ДОН»:

- непрерывный контроль поездного положения;

- контроль состояния устройств СЦБ (включение, показания, неисправности и др.);

- управление устройствами СЦБ (управление стрелками и светофорами, задание и отмена маршрутов, управление устройствами АБ и ПАБ);

- реализация выполнения ответственных команд с использованием защищенного релейного дешифратора;

- логический контроль функционирования устройств СЦБ и действий ДСП

- протоколирование и хранение информации о процессах контроля и управления устройствами СЦБ;

- звуковое и голосовое оповещение персонала и пассажиров

Внешний вид и информационные фрагменты АРМ ДСП и ШН

Программные функции подсистемы метрологических измерений состояния объектов ЖАТ линейного пункта ДЦ-ЮГ с РКП – на базе релейно-процессорной централизации «ДОН»:

- диагностирование устройств РПЦ на основе логического и параметрического контроля (релейных и микропроцессорных средств, рельсовых цепей всех типов, устройств кодирования рельсовых цепей, устройств электропитания);

- автоматизированная калибровка измерительных каналов;

- протоколирование и документирование технологических процессов;

- отображение поездного положения;

- звуковое, голосовое и графическое оповещение персонала.

Полноценное внедрение комплекса средств ДЦ-ЮГ с РКП позволяет в рамках одной программно-аппаратной среды одновременно решать задачи хозяйств Д, АТ, В, а именно:

- телеуправление и телеконтроль диспетчерским кругом - ДНЦ

- местное управление станцией – ДСП

- управление соседней малой станцией – ДСП

- метрологическое телеизмерение состояния устройств ЖАТ – ШН, ШНЦ

- распознавание номеров вагонов – СТЦ, ВЧДЭ

При этом Комплекс средств ДЦ-ЮГ с РКП позволяет эффективно использовать различные стратегии внедрения:

- при новом строительстве;

Полноценный эффект от такого варианта внедрения достигается за счет законченности инженерных решений и максимальной функциональности системы.

- при частичной модернизации, без замены напольного оборудования и исполнительной группы реле;

В этом случае, заказчик получает основной пакет функций микропроцессорных ЭЦ, ДЦ и СТДМ при минимальных капиталовложениях;

- включение отдельного функционала Комплекса ДЦ-Юг с РКП в уже построенные объекты.

Для недавно введенных в эксплуатацию объектов могут быть добавлены отдельные функциональные узлы, не требующие кардинальных изменений проекта. Например, включение станции в режиме ДК, телеуправление малой станцией, организация диагностики устройств ЖАТ с мобильным АРМом ШН, установка системы распознавания номеров вагонов для подъездных, портовых путей и пограничных переходов.

Программно-технический комплекс ДЦ-ЮГ с РКП имеет сертификаты соответствия в системе сертификации ГОСТ-Р Госстандарта России.