Разработка современной микропроцессорной системы телеуправления на базе системы диспетчерской централизации "Диалог"

 

ВВЕДЕНИЕ


На железнодорожном транспорте для управления движением поездов на станциях и перегонах широкое распространение получили системы диспетчерской централизации.

Диспетчерская централизация - это система железнодорожной автоматики и телемеханики, которая в комплексе с автоблокировкой на перегонах, электрической централизацией стрелок и сигналов на станциях позволяет поездному диспетчеру вести управление движением поездов на диспетчерском участке (протяженность которого составляет до 200-300 км) из одного центрального поста.

В настоящее время системами диспетчерской централизации оборудовано в России примерно 70% эксплуатационной длины железных дорог. Однако большая часть применяемых типовых систем (таких как ЧДЦ, Нева, Луч) построены на устаревшей элементной базе и как морально, так и физически и не могут отвечать всем современным требованиям, предъявляемым к системам диспетчерской централизации. Поэтому в стране ведутся интенсивные разработки и внедрение современных микропроцессорных систем ДЦ, обладающих практически неограниченным набором функций и надежно защищенными каналами связи при высокой скорости передачи информации.

На основе микропроцессорных систем диспетчерской централизации разрабатываются и внедряются микропроцессорные системы телеуправления малыми станциями, которые в комплексе с электрической централизацией стрелок и сигналов на станциях позволяет дежурному по станции вести управление движением поездов на станциях с одной распорядительной станции.

В этих системах на распорядительной станции установлена аппаратура, преобразующие управляющие приказы в коды, посылаемые по общей линейной цепи. На выбранном линейном пункте эти коды воспринимаются избирательными устройствами, расшифровываются и через местные цепи оказывают воздействие на управляемые объекты. После выполнения управляющего приказа избирательные устройства линейного пункта посылают в линейную цепь код, извещая распорядительную станцию о происшедшем изменении в состоянии объектов контроля.

Основной целью применения микропроцессорных систем телеуправления малыми станциями является уменьшение капитальных затрат на реконструкцию устройств релейной централизации и эксплуатационных расходов при ее использовании за счет сокращения объема требуемых помещений, расхода кабеля, повышения надежности и безотказности работы технических средств, применения диагностики технического состояния устройств.

Применение микропроцессорных систем телеуправления малыми станциями позволяет обеспечить такие характеристики как:

независимость аппаратуры системы от размеров и конфигурации путевого развития станции, от видов тяги, интенсивности и скорости движения поездов, их категорий;

гибкость системы, возможность наращивания и изменения ее функций с минимальными аппаратными затратами;

непосредственное сопряжение с информационными и управляющими системами любого уровня (ДЦ, АСОУП, АСУ станций, МАЛС, оповещения работающих на путях и пассажиров и т.д.);

повышение надежности и качества обслуживания напольного оборудования за счет определения их технического состояния средствами встроенной диагностики;

использования современных средств отображения и регистрации информации.

Данная дипломная работа посвящена разработке современной микропроцессорной системы телеуправления на базе системы диспетчерской централизации Диалог для конкретной станции.

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ


.1 Аналитический обзор существующих систем ДЦ


Одной из основных тенденций развития отечественных и зарубежных систем ДЦ является создание отделенческих, региональных и дорожных автоматизированных центров диспетчерского управления (АЦДУ), которые, в общем случае, включают в себя:

автоматизированные рабочие места (АРМ) поездного диспетчера (АРМ ДНЦ);

АРМы энергодиспетчера (АРМ ЭЧЦ), дежурного инженера (АРМ ШНД), руководителя (АРМ ДНЦО), графиста, анализатора, диспетчера связи (АРМ ШЧД) и т.д.;

регистраторы информации;

табло коллективного пользования и индивидуальные средства контроля (мониторы);

физические и высокочастотные каналы связи с ЛП;

локальные сети.

Работа всех АРМов должна регулироваться единым протоколом сети и базироваться на выбранной системе ДЦ.

Для выбора системы ДЦ необходимо рассмотреть состояние и тенденции развития систем ДЦ на зарубежных и отечественных железных дорогах.

Компания Union Pacific (США) ввела в эксплуатацию в Портленде автоматизированный центр управления движением поездов CAD на базе ЭВМ. Главная задача, стоящая перед разработчиками проекта, состояла в освобождении поездных диспетчеров от выполнения рутинных операций. Система CAD выполняет операции, связанные с разрешением занятия пути, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности; обеспечивает автоматическое задание маршрутов в соответствии с плановым графиком; выдает диспетчеру рекомендации по оптимальной скорости движения поездов в зоне ограничения скорости для осуществления безостановочного скрещения и обгона и ряд других функций. В результате ввода в эксплуатацию нового диспетчерского центра число диспетчеров сокращено на 44%.

В 1985 г Ассоциация американских железных дорог совместно с железнодорожной ассоциацией Канады приступила к разработке перспективной системы управления движением поездов АТСS.

Особенностью этой системы является то, что она предусматривает управление на верхнем уровне дорогами, оснащенными различными системами автоматики. В связи с этим была разработана модульная система управления движением поездов, ориентированная на пять разных модификаций в зависимости от технической оснащенности дорог. Самый сложный пятый уровень обеспечивает выполнение всех функций системы АТСS, дополняя и расширяя функции традиционных систем ДЦ выдачей приказов на основе постоянно корректируемого плана поездной работы и постоянным контролем соблюдения графика. Поезда, оборудованные устройствами одного уровня сложности, могут безопасно двигаться по линиям с системой другого уровня сложности. АТСS сконцентрирует в единой системе функции, которые традиционно выполнялись системами сигнализации и многие другие задачи управления движением поездов, относящиеся к пути, тяге, связи или информационному обеспечению перевозок.

Основной особенностью системы является то, что информация, относящаяся более чем к одному поезду, хранится в памяти центральной ЭВМ, а информация, относящаяся к движению только одного поезда - в ЭВМ на головном локомотиве поезда.

АТСS является системой с интенсивными информационными связями, в которой объем линейного оборудования, минимизирован за счет расширения аппаратного оснащения локомотивов.

В 1986 г на участке между станциями Обре и Сен-Пьер-де-Кор Национального общества железных дорог Франции внедрена новая система диспетчерской централизации, отличительной особенностью которой является модульный принцип построения. Каждый модуль представляет собой специализированный микропроцессор. Модули связаны между собой посредством стандартных каналов и образуют унифицированную вычислительную систему. В число функций, выполняемых модулями, входят: контроль и управление устройствами; обмен информацией между диспетчерским постом и удаленными исполнительными постами централизации; слежение за поездами; автоматическая регистрация графика исполняемого движения; управление очередностью пропуска поездов; воссоздание поездной обстановки; автоматическое оповещение о поездах.

Управление движением поездов на участке сосредоточенно на одном рабочем месте диспетчера. Автоматизация ряда функций ДЦ позволяет повысить пропускную способность участка и оптимизировать регулирование движения поездов.

Однако в процессе создания модульных систем до сих пор не решились проблемы обеспечения безопасности при отказах, как это имеет место при реализации зависимостей для поста электрической централизации.

Национальным обществом железных дорог Франции большие надежды возлагается на внедрение универсальной системы управления движением поездов системы ASTREE, которая проходит в настоящее в опытной эксплуатации. Каждый поезд оснащается средствами определения местонахождения и передающей аппаратурой. В распределенных по железнодорожной сети пунктах размещены ЭВМ, которые запрашивают у поездов данные об их местонахождении и скорости, а также определяют положение стрелок. На этой основе организуется база данных, обеспечивающая полное, точное и своевременное отображение текущего состояния железнодорожной сети и обращающихся на ней поездов.

Центр управления состоит из определенного числа ЭВМ, в памяти которых хранится описание состояния железнодорожной сети. Это описание содержит постоянные данные об инфраструктуре и подвижном составе, а также переменных данных о положении стрелок, составе и текущем местоположении поездов. Такая распределенная база данных отражает состояние всей железнодорожной сети. Формирование распределенной базы данных представляет собой важнейшее свойство системы ASTREE, которое делает возможным выполнение других ее функций. Эта база данных подключена к другим, не входящим в систему ASTREE базам данных, содержащим информацию, необходимую для организации перевозок, например, расписания движения поездов.

На железных дорогах Японии в настоящее время эксплуатируются более 20 систем диспетчерского управления.

В ходе развития этих систем произошло несколько технических изменений. Одно из них связано с переходом от простой вычислительной системы, в которой устройства ДЦ использовали в качестве средств связи, к децентрализованной, в которой предусмотрена автономная обработка информации и ее передача посредством волоконно-оптической линии связи. Тенденция развития систем управления движением поездов направлена к созданию децентрализованных систем. Разработана аппаратура для децентрализации управления и концентрации распорядительных функций. Все функции управления осуществляют микроЭВМ на каждой станции. Все ЭВМ системы связаны кольцевой цепью связи.

В настоящее время применяются автономные децентрализованные и централизованные системы, что позволяет учесть особенности различных железнодорожных линий.

Фирмой SEL (ФРГ) разработана система диспетчерской централизации SAFE L90. Основными особенностями этой системы является модульный принцип построения и децентрализация функций управления.

Система SAFE L90 оснащена микропроцессорами; требования безопасности выполняются в ней не диспетчером, а техническими средствами. Предусмотрено унифицированное устройство сопряжения, позволяющее подключить к аппаратуре телеуправляемого поста централизации, помимо системы SAFE L90, системы автоматического управления установкой маршрутов и непрерывной автоматической локомотивной сигнализации. Система SAFE L90 разделена на компоненты с защитой от опасных отказов и без нее, что позволяет упростить проверку безопасности функционирования и создать максимально комфортные условия для обслуживающего персонала.

Типовые системы ДЦ, применяемые на отечественных железных дорогах (ДЦ ЛУЧ и ДЦ Нева) по сравнению с зарубежными системами, обладают рядом существенных недостатков: ограниченный объем передаваемой информации по каналам ТУ и ТС; низкая скорость передачи информации - до 20 Бод; использование устаревшей элементной базы, что не позволяет наращивать функции, реализуемые системой.

В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию и внедрению систем ДЦ на базе микропроцессорной техники. К наиболее конкурентно способным системам можно отнести ДЦ Сетунь, ДЦ Тракт, а также ДЦ Диалог. Эти системы, за счет расширения функций, таких как автоматизация слежения за номерами поездов, автоматизация ведения исполненного графика и т.п., приближаются к аналогичным зарубежным системам управления движением поездов. Одной из главных задач современных систем ДЦ является разработка систем, отслеживающих в реальном масштабе времени координаты движущихся поездов.

Перспективным направлением в развитии систем передачи и обработки информации для слежения за продвижением поездов является применение искусственных спутников Земли. Интенсивные работы в этом направлении ведутся в США. Так, в конце 1985 г комиссией Motorola совместно с железной дорогой Union Pacific были проведены натурные испытания системы слежения за продвижением грузовых поездов с помощью искусственных спутников Земли.

Основными элементами новой системы слежения являются считывающие устройства, устанавливаемые на спутниках и активные бортовые датчики, устанавливаемые на крышах локомотивов. Эти датчики с помощью широкополосных антенн улавливают сигналы, поступающие одновременно с четырех спутников. В кодовых комбинациях, излучаемых каждым из спутников, содержится информация о координатах местонахождения спутника, что дает возможность бортовому датчику определить собственное местонахождение в относительных координатах. Информационное описание железнодорожной сети, хранящееся в памяти бортового датчика, дает возможность микропроцессору датчика рассчитать положение локомотива с высокой точностью. Далее эта информация с локомотива передается в систему автоматизированного управления движением поездов.

Результаты испытаний показали, что точность идентификации местоположения локомотива составляет в абсолютном выражении (+1,5м).

В отечественных системах ДЦ использование спутниковой связи является реальной перспективой, так как МПС ведутся активные работы по организации глобальной сета на территории России и стран СНГ с целью организации движения поездов.

Анализ эксплуатируемых зарубежных и отечественных систем управления движением поездов позволяет выделить отдельные характеристики систем:

для большинства систем характерно использование многопроцессорных и многомашинных комплексов. Находят применение централизованные системы, представляющие собой отдаленные терминалы, соединенные с центральной ЭВМ.

одно из возможных направлений состоит в том, чтобы использовать централизованную систему, созданную на базе центральной ЭВМ, а также в совокупности интеллектуальных терминалов, образующих с центральной ЭВМ вычислительную сеть. На основе анализа существующих и вновь разрабатываемых систем управления движением поездов можно проследить тенденции развития аналогичных систем: - создание региональных центров управления движением поездов;

развитие экспертных систем, которые в критических ситуациях выдают диспетчеру рекомендации;

создание распределенных систем с децентрализованными функциями управления по формуле: интеллектуальный центр - интеллектуальные терминалы - интеллектуальные поезда;

использование спутниковой и волоконно-оптической систем связи;

расширение функций систем ДЦ и превращение их в информационно-управляющие системы.


1.2 Сравнительная характеристика эксплуатационных показателей отечественных систем ДЦ


В настоящее время на железных дорогах нашей страны широкое распространение получают современные системы ДЦ, основные параметры которых приведены в таблице 1.1.

На основе анализа технико-эксплуатационных характеристик представленных в таблице систем ДЦ можно сделать вывод о преимуществе системы Диалог по основным параметрам.


Таблица 1.1 - Сравнительные характеристики и показатели систем ДЦ

№ п / пНаименование показателей и характеристикСетуньТрактДиалог123451Полнота возможностей по созданию и развитию системынет++2Полнота комплекта документации на систему+++3Полнота функциональной реализации:телесигнализация+++телеуправление+++представление нормативного ГДП+++введение ГИД+++возможность доступа к данным других участков+++введение архивов+++4Информационные возможности ЛП:количество контролируемых объектов до10241491212288количество управляемых объектов до40961491212100количество контролируемых аналоговых сигналов донетнет156количество управляемых безопасных объектов донет149121565Наличие полного комплекса компонентов системы:центральный постАРМ ДНЦ+++АРМ ШНД+++АРМ ШЧДнетнет+АРМ энергодиспетчера+++АРМ ДНЦОнетнет+АРМ инженера-графистанетнет+АРМ инженера-анализаторанетнет+АРМ руководителянетнет+сопряжение с каналами существующих ДЦ+++сопряжение с существующим таблонет++сопряжение с информационным таблонет++Взаимодействие с:другими АСУ+++другими АРМ АДЦУ+++Линейный пункт:работа в протоколе существующей системы телемеханики+++работа в собственном протоколе+++безопасные модули выводанет++Средства обслуживания:АРМ ШНД+++удаленный АРМ ШНДнет++мобильный комплекс проверки ЛПнет++комплекс проверки КТС системынет++средства обеспечения открытости системы для пользователянет данных++6Условия эксплуатацииЦентральный пост:устойчивость к климатическим воздействиям+10..+40°С+10..+40°С+10..+40°Сустойчивость к механическим воздействиямГруппа МС1группа МС1Группа МС1устойчивость к воздействиям помехнет данных++Линейный пункт:устойчивость к климатическим воздействиям+10..+40°С-40..+70°С-10..+70°Сустойчивость к механическим воздействиямгруппа МС1группа МС1группа МС1устойчивость к воздействиям помехнет данных++7Наличие сервисных средств:вывод ГДП на плоттер+++вывод ГДП на принтер+++формирование нормативных и вариантных ГДП+++работа с архивами+++контроль параметров каналов связинет++средства тестирования, моделирования и испытаниянет данных++8Испытанность системы с ЛП ДЦ Нева:функции ТС+++функции ТУ+++эксплуатация на нескольких объектах+++эксплуатация в составе АДЦУ+++эксплуатация АРМ ШНД+++эксплуатация АРМ энергодиспетчера+++эксплуатация удаленного АРМ ШН+++эксплуатация ответственных команд+++Испытанность системы с ЛП ДЦ Лучнетнет+9Обеспечение надежности:горячее резервирование ЦПнет++безударное переключение резерванет++возможность изменения кратности резерванет++возможность резервирования АРМ в АДЦУнетнет+встроенное диагностирование+++анонсируемая наработка на отказ, часов43000500005000010Реализация ответственных команд:по алгоритму системы Неванет++по собственному алгоритмунет++

1.3 Обоснование разработки системы телеуправления малыми станциями Диалог - МС


В основу разработки и внедрения микропроцессорной системы телеуправления малыми станциями Диалог - МС положена микропроцессорная система диспетчерской централизации ДЦ Диалог.

Традиционно системы ДЦ выполнялись как телемеханические устройства, не выполняющие практически ни каких логических функции, а лишь связывающие пульт и табло диспетчера с устройствами ЭЦ на станциях. Кажущаяся простота реализации системы ДЦ, отсутствие каких либо повышенных требований по безопасному функционированию аппаратуры, отсутствие единого подхода к процессу диспетчерского управления, общих для всех дорог норм, привели к созданию ряда систем ДЦ, не отвечающих современным техническим требованиям, не совместимых как между собой, так и с той информационной средой, которая сложилась на железнодорожном транспорте (это относится, например, к системе ДЦ Минск, ДЦ Дон).

Современная система ДЦ должна обладать высокой информативностью, защищенностью сообщений, живучестью. При этом должен быть введен протокол обмена информацией между устройствами ЦП и ЛП, стандартизированный по крайней мере в рамках отрасли. Представление информации должно быть основано требованиями к высокой достоверности, безопасности ее с точки зрения движения поездов и других технологических процессов, своевременности поступления сообщений. Эти требования могут быть реализованы путем обоснованного выбора методов модуляции и кодирования информации, скорости ее передачи по существующим каналам связи, способов обработки, а также организации самих каналов связи.

Устройства ЛП современной системы ДЦ должны быть построены на основе специализированных (по показателям надежности и безопасности) программируемых микропроцессорных контроллеров универсального применения, выполняющих все логические, а в ряде случаев и математические функции, не только традиционно выполняемых устройствами ДЦ, но и устройствами ЭЦ. Такой подход дает возможность решения ряда оперативных задач на месте их возникновения, использования более эффективных алгоритмов управления, уменьшения загрузки каналов связи. Для этого устройства ЛП должны иметь достаточное количество управляющих выходов и входов контроля состояния дискретных сигналов, возможность измерения аналоговых сигналов, а также достаточный объем памяти и высокое быстродействие.

Анализ устройств ЦП показывает, что многие разработчики, идя по пути применения современных персональных ПЭВМ, как правило, используют языки высокого уровня, например MS-DOS, стандартные графические средства ПЭВМ, а функции системы отделяют от функций передачи и обработки оперативной информации и ее отображения. При этом систему реализуют в стандартной оболочке, со стандартной организацией базы данных, мало пригодной для реализации в режиме работы в реальном масштабе времени.

Такой подход не позволяет полностью использовать возможности современных ПЭВМ, затрудняет разработку не только программного обеспечения, но и последующие его использование, а в ряде случаев делает вообще не возможным или не эффективным решение многих оперативных задач.

Устройства ЦП современной системы ДЦ, основанные на профессиональных ПЭВМ, должны иметь мощные специализированные программные средства, объединяющие в единую структуру как функции обработки и формирования сигналов телемеханики, ввода и вывода информации, так и экспертной системы, работающей в реальном масштабе времени с базой данных, получаемой по каналам телемеханики. При этом программное обеспечение должно быть независимым от конфигурации и размеров управляемого участка и организации движения на нем, легко адаптироваться к конкретным условиям применения и отличаться только назначением АРМ для диспетчерского персонала соответствующей службы.

Устройства каналов связи систем ДЦ должны быть составной частью аппаратуры АРМ, но в тоже время эти устройства должны допускать использование каналов передачи информации существующих на участке систем ДЦ, что дает возможность поэтапного внедрения новых систем ДЦ с последующим оборудованием участка новыми устройствами ЛП.

АРМ диспетчерского персонала должны быть информационно связанны с системами более высокого уровня.


1.4 Основные функции системы Диалог - МС


Функции РУ

РУ должно осуществлять сбор, обработку и отображение информации в реальном масштабе времени о местоположении поездов и состоянии объектов контроля на управляемых малых станциях, а также воспринимать команды ДСП, формировать и передавать сообщения телеуправления на ЛУ.

РУ должно выполнять следующие функции:

прием и обработку информации от ЛУ о фактической поездной ситуации, состоянии объектов контроля на управляемых малых станциях;

отображение информации о поездной ситуации, состоянии объектов контроля на малых станциях на табло (или экранах дисплеев при применении АРМ ДСП) в установленном для систем ЭЦ виде;

возможность регистрации информации при применении АРМ ДСП о поездной ситуации, состоянии объектов контроля, команд ТУ и директив, вводимых ДСП, на энергонезависимых носителях;

восприятие и исполнение команд ДСП;

проверку условий безопасности движения поездов при задании маршрутов с исключением передачи ошибочных сигналов ТУ;

формирование команд телеуправления и передачу их на ЛУ;

формирование и обработку ответственных команд, обеспечение их выполнения по специальному алгоритму и передачу на ЛУ;

организацию обмена информацией между РУ и ЛУ и поддержание протокола обмена;

диагностику технических средств РУ;

обмен информацией с АРМ ДСП и АРМ ШНЦ при их наличии;

информационную связь с системами верхнего уровня управления (ДЦ Диалог, АСУ-Ш) на участке.

АРМ ШНЦ должно обеспечивать контроль технического состояния и планирование технологического процесса обслуживания устройств системы Диалог - МС и других технических средств СЦБ и связи станции (функции АРМ ШНЦ конкретизируется в отдельном ТЗ).

Функции ЛУ

Устройства ЛУ на раздельных пунктах должны обеспечивать установку маршрутов, управление стрелками и станционными сигналами, а также другими объектами через устройства централизации или другие устройства автоматики на раздельных пунктах в соответствии с управляющими приказами, поступающими от РУ, а также контроль состояния устройств на раздельных пунктах и прилегающих к ним перегонах.

Устройства ЛУ на малых станциях должны обеспечивать выполнение следующих функций:

прием и обработку команд телеуправления от РУ, и обеспечение их выполнения исполнительными устройствами ЭЦ;

поддержание протокола обмена информацией с РУ;

сбор информации о состоянии станционных устройств и поездной ситуации на малой станции, формирование и передачу команд телесигнализации на РУ;

проверку условий безопасности движения поездов при задании, реализации и разделки маршрутов;

обработку ответственных команд, и обеспечение их выполнения по специальному алгоритму исполнительными устройствами СЦБ;

обеспечение работы малой станции в режимах теле- и автономного управления;

контроль целостности канала связи с РУ; при его нарушении должен осуществляться переход на резервный канал связи или на режим АУМ, или на резервное управление (алгоритм работы определяется в техническом задании на оборудование по согласованию с Заказчиком).

Устройства ЛУ на малых станциях должны обеспечивать управление схемами изменения направления движения на прилегающих к станции перегонах, необходимость выполнения этого требования определяется в техническом задании на оборудование по согласованию с Заказчиком.

Устройства ЛУ на малых станциях должны обеспечивать:

прием информации от РУ о необходимом маршруте;

определение его категории (поездной, маневровый), трассы (входящих в маршрут стрелочных и путевых участков, стрелок, светофоров и других объектов, влияющих на возможность реализации и их взаимосвязь);

возможность реализации (отсутствие враждебности, свободность секций);

необходимость перевода стрелок и выдачу управляющих сигналов на исполнительные устройства управления стрелками;

при невозможности выполнения приказа - формирование и передачу соответствующего сообщения ТС на РУ.

Устройства ЛУ на малых станциях по командам, поступающим от РУ, должны обеспечивать отмену маршрута, искусственное размыкание путевых и стрелочных секций при неисправностях в технических средствах с выполнением необходимых условий и принятых в настоящее время требований для этих операций.

Устройства ЛУ на малых станциях должны выполнять функции автоматической установки маршрутов (АУМ) по специальной команде ТУ или при отказе каналов связи. Необходимость выполнения этого требования и алгоритм его реализации уточняется в техническом задании на оборудование по согласованию с Заказчиком.


1.5 Эксплуатационно-технические требования к системе Диалог - МС


Общие требования к системе Диалог - МС

. Система Диалог - МС строится по иерархической структуре, включающей:

первый уровень - устройства распорядительной станции (РУ);

второй уровень - устройства передачи и обработки телемеханической информации (ПТИ);

третий уровень - устройства линейных пунктов (ЛУ).

. Система Диалог - МС должна иметь возможность расширения и изменения ее функций, увеличения количества объектов управления и контроля при реконструкции путевого развития, а также при изменении положений руководящих указаний по сигнализации.

. Система Диалог - МС должна обеспечивать маршрутное и индивидуальное управления отдельными объектами на малых станциях с РУ по информации о текущем состоянии объектов контроля на них.

. Малые станции, находящиеся на телеуправлении, должны иметь возможность переключения на местное или резервное управление, при этом на РУ должна сохраняться индикация состояния объектов контроля данного ЛУ. При автономном режиме работы ЛУ на РУ должны контролироваться передвижения поездных единиц и состояния объектов контроля на малой станции.

. Система Диалог - МС должна осуществлять управление движением поездов с минимальным для данного участка межпоездным интервалом.

. Управление движением поездов на малых станциях может осуществляться система Диалог - МС из центра диспетчерского управления при оборудовании участка устройствами ДЦ Диалог, при этом РУ должны использоваться в качестве устройств линейного пункта системе ДЦ Диалог.

. Система Диалог - МС должна обеспечивать следующие технические показатели:

количество ЛУ, включаемых на одно РУ, не более 5;

количество выделенных каналов связи - 1;

количество объектов управления на одном ЛУ до 144, в том числе до 24 безопасных;

количество двухпозиционных объектов контроля на одном ЛУ до 2048;

максимальное время цикла опроса ЛУ (сигнал ТС) не более 1 секунды;

передача одной команды ТУ не более 0,05 секунды;

время реакции системы на запрос ДСП не более 2 секунд;

время обновления отображаемой поездной ситуации не более 1 секунды;

скорость передачи сигналов ТУ и ТС по каналам связи между устройствами РУ и ЛУ 2400 бит/с или 1200 бит/с в зависимости от качества каналов связи;

расстояние между местами установки РУ и ЛУ при передаче информации по физическим цепям до 25 км, а при использовании каналов ТЧ или устройств трансляции - не ограничено;

вероятность искажения элемента сообщения в каналах ТУ и ТС - не более 10 в минус 4 степени;

вероятность трансформации сообщения в каналах ТУ и ТС в другое разрешенное - не более 10 в минус 15 степени;

вероятность не обнаруживаемой потери сообщения в каналах ТУ и ТС не более 10 в минус 16 степени;

способ передачи сигналов ТУ и ТС - циклический.

. В помещении поста ЭЦ управляющей станции, кроме РУ, могут устанавливаться:

автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП);

автоматизированное рабочее место дежурного электромеханика СЦБ (АРМ ШНЦ).

. Требуемая помехозащищенность сообщений (согласно ГОСТ 26. 205-83 для устройств категории 1) должна обеспечиваться кодированием информации.

. При диспетчерском управлении работа РУ и ЛУ должна осуществляться по командам поездного диспетчера.

. В состав всех технических средств системы Диалог - МС должны входить специально встроенные аппаратные и программные средства диагностирования их технического состояния. Информация о техническом состоянии средств системы Диалог - МС и устройств СЦБ на малых станциях должна выдаваться на рабочее место ДСП, а при его наличии - и на АРМ ШНЦ с соответствующей детализацией.

. Диагностирование должно обеспечивать в автоматическом или ручном режиме проверку исправности работы аппаратуры системы и отдельных узлов и ее функционирования в соответствии с заданными требованиями. Диагностирование не должно влиять на правильность работы устройств.

. Техническое обслуживание устройств системы Диалог - МС должно осуществляться в соответствии с инструкциями по техническому содержанию устройств персоналом дистанции сигнализации и связи, прошедшим специальную подготовку. Численность обслуживающего персонала и режим его работы определяются на стадии опытной эксплуатации.

. На месте эксплуатации допускается замена неисправных модулей и блоков. Ремонт блоков и модулей устройств РУ, ЛУ и ПТИ должен производиться только в специализированных предприятиях (ремонтно-технологических участках дистанций), оснащенных соответствующим технологическим и измерительным оборудованием и укомплектованных квалифицированным штатом специалистов. Подготовка специалистов должна производиться в процессе внедрения системы, а также на специально организуемых курсах.

. Аппаратура системы Диалог - МС должна относиться к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния. Для обеспечения заданного уровня надежности должно предусматриваться резервирование основных узлов системы.

. Изделия системы должны относиться к группе П вид 1 по ГОСТ 27. 003-83, работая в циклическом режиме с назначенной длительностью использования.

. Показатели надежности аппаратуры РУ и ЛУ должны быть:

средняя наработка на отказ не менее 15000,0 ч.;

назначенный срок службы не менее 20 лет;

коэффициент готовности не менее 0,998.

. Устройства РУ должны строиться на основе специализированной безопасной микро-ЭВМ типа БМ-1602 или ее модификации (БМ). Устройства ввода информации (пульт) и индикации (табло) могут совмещаться с существующими управляющей станции или поставляться отдельно.

РУ должны подключаться к устройствам ПТИ, которые содержат встраиваемые в БМ модемы, соединенные с линией связи.

. Устройства ЛУ системы Диалог - МС должны содержать:

безопасное управляющее микро-ЭВМ типа БМ-1602 или их модификации (БМ);

аппаратуру увязки с устройствами централизации на малых станциях, а также с другими объектами контроля и управления.

Устройства ЛУ системы Диалог - МС должны подключаться к устройствам ПТИ, которые содержат встраиваемые в БМ модемы, соединенные с линией связи.

. Средства ПТИ для информационного обмена между РУ и ЛУ системы Диалог - МС должны быть при возможности организованы на основе каналов типа циклическое кольцо с использованием стандартных двух проводных выделенных каналов тональной частоты.

Данные в устройствах РУ и ЛУ должны быть защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях устройств электропитания. При длительном отключении электропитания данные в устройствах РУ и ЛУ должны восстанавливаться после его включения.

Примечание: электроснабжение устройств РУ и ЛУ должно обеспечиваться от стационарных устройств электропитания с резервированием и обеспечением бесперебойного питания.

Устройства системы должны быть защищены от влияния внешних электромагнитных воздействий путем:

гальванической развязки устройств ввода-вывода информации от внешних релейных устройств;

временной инерционности входных цепей, обеспечивающей нечувствительность к помехам;

гальванической развязки цепей первичных и вторичных источников питания и каналов связи с применением защиты от перенапряжения.


2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


.1 Разработка структуры каналов связи между РУ и ЛУ


.1.1 Структура каналов связи и протокол обмена информацией между РУ и ЛУ

На рис. 2.1 приведена структурная схема организации каналов связи между устройствами РУ и ЛУ.

Из рисунка видно, что РУ управляет ЛУ по каналам связи, организованным по линейно структуре. Линейные устройства подключены к физическому каналу связи Л1 к модему основного комплекта ПЭВМ АРМ ДСП, а по каналу связи Л2 к модему резервного комплекта ПЭВМ АРМ ДСП.

Устройства РУ и ЛУ соединены между собой каналами передачи информации. В ПЭВМ ДСП кабели основного и резервного каналов связи подключаются к модемам, установленным соответственно в основном и резервных блоках. В основном системном блоке размещается первый модем (вызывающий), а в резервном системном блоке - второй модем (отвечающий), которые по основной и резервной линиям связи соответственно соединяются с первым (отвечающим) и вторым (вызывающим) модемами (установлены в БМ-1602).

Протокол предусматривает переприем команд ТУ, передаваемых аппаратурой РУ на ЛУ, модемами М1 и М2 и переприем сигналов ТС, передаваемых с ЛУ на РУ по физической линии связи.

Передача сигналов ТС с ЛУ синхронизирована и осуществляется по командам ТУ (команд управления или вызова сигнала ТС в формате кода ТУ).

В случае нарушения связи между РУ и ЛУ (обрыв линии между РУ и ЛУ, отказ модема ЛУ) протокол автоматически переключает исправный ЛУ на связь с РУ по исправным линиям связи.

Таким образом, передача сигналов ТС осуществляется циклически по командам ТУ (или вызовам).

Управляющие команды также передаются в определенные моменты времени по окончании передачи сигналов ТС от ЛУ, либо вне очереди, если команда вызова ТС по времени совпала с подготовленной к передаче команде ТУ.

Последовательность обмена информацией между РУ и ЛУ определяется устройством РУ.

Жесткая связь между сигналами ТУ и ТС, относящимся к одному ЛУ, позволяет избежать столкновений и потерь информации в канале ТС. Если в ответ на сообщение ТУ из канала не поступает сообщение ТС, передача повторяется.

диспетчерский централизация диалог станция

2.2 Разработка структурных схем РУ и ЛУ


.2.1 Аппаратура РУ и ее функции

Распорядительные устройства системы Диалог - МС размещаются в помещении ДСП и состоят из двух комплектов устройств (основного и резервного) на базе промышленной микроЭВМ класса IBM в следующей комплектации:


Таблица 2.1 - Устройства АРМ ДСП

УстройстваКоличествоСистемный блок2 шт.Алфавитно-цифровая клавиатура2 шт.Манипулятор типа Мышь2 шт.Монитор класса SVGA 15²2 шт.Агрегат бесперебойного питания2 шт.Комплект соединительных кабелей2 шт.

В системных блоках должны быть установлены:


Таблица 2.2 - Устройства системных блоков

УстройстваКоличествоПроцессорный модуль2 шт.Винчестер2 шт.Дисковод 3,5²2 шт.Блок питания2 шт.Модем2 шт.Видеокарта2 шт.

Перечисленные устройства образуют автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП).

На рис. 2.2 приведена структурная схема АРМ ДСП при управлении одним ЛУ, состоящая из:

,2 - системных блоков промышленных ПЭВМ;

,4 - мониторов;

,6 - клавиатур;

,8 - манипуляторов типа мышь;

,10 - агрегатов бесперебойного питания;

,12 - сетевых розеток с заземляющими контактами.


2.2.2 Отображение информации

На мониторе основного комплекта АРМ ДСП выводится план управляемой станции в детализированном виде, резервный комплект используется при неисправности основного.

Отображение информации на мониторе осуществляется посредством закраски путевого плана (путей, стрелок, светофоров и т.д.) соответствующим цветом. Путевой план участка отображается светло - серым цветом на черном фоне.

При занятии подвижной единицей пути, участка пути, стрелочной секции, участков приближения/удаления их изображение закрашивается красным цветом.

На мониторе станции светофор отображается в установленном виде, станционные светофоры размещаются в линии пути. Закрытый поездной светофор закрашивается красным, открытый - зеленым цветами, горение пригласительного огня контролируется белым цветом. Закрытый маневровый светофор отображается, синим (красным) цветом, открытый - белым цветом.

Стрелочные переводы на станциях отображаются в соответствии с их фактическим положением. На мониторе при плюсовом положении стрелки ее номер горит зеленым цветом, при минусовом - желтым, при отсутствии контроля - красным, а при закрытии стрелки или съезда фон соответствующей стрелки горит, синим цветом.

Информация о состоянии отдельных объектов контроля выводится на экран монитора (рис.2.4) путем закраски нормально видимых или невидимых символов красным, желтым, белым или зеленым цветом, горящих непрерывно или в мигающем режиме, например:

ЧМ и ® (белого цвета) - идет установка четного маневрового маршрута (нормально невидимы);

НМ и ¬ (белого цвета) - идет установка нечетного маневрового маршрута (нормально невидимы);

Ч и ® (зеленого цвета) - идет установка четного поездного маршрута (нормально невидимы);

Н и ¬ (зеленого цвета) - идет установка нечетного поездного маршрута (нормально невидимы);

Отмена (белого цвета) - идет отмена маршрута, после посылки команды до начала ее реализации - белого мигающего цвета (нормально индекс невиден);

ОГ (красного мигающего цвета) - начало отмены маршрута (нормально индекс невиден);

ОГ (красного цвета) - идет процесс отмены маршрута (нормально индекс невиден);

ОС (красного цвета) - отмена поездного или маневрового маршрута при свободном участке приближения (нормально индекс невиден);

ОМ (красного цвета) - отмена маневрового маршрута при занятом участке приближения (нормально индекс невиден);

ОП (красного цвета) - отмена поездного маршрута при занятом участке приближения (нормально индекс невиден);

СУ (белого мигающего цвета) - восприятие команды ТУ на передачу станции на сезонное управление (нормально индекс невиден);

СУ (белого цвета) - станция находится на сезонном управлении (нормально индекс невиден);

РУ (красного цвета) - ЛП находится на резервном управлении (нормально индекс невиден);

ИР (красного мигающего цвета) - после посылки команды ТУ искусственного размыкания секций до ее восприятия (нормально индекс невиден);

ИР (красного цвета) - искусственное размыкание секций (нормально индекс невиден);

Взрез (красного цвета в сопровождении непрерывного звукового сигнала) - наличие взреза стрелки (нормально индекс невиден);

ЧКП (две ячейки: белого мигающего, белого или красного цвета) - белый при свободности четного перегона, красный при занятости перегона;

НКП (две ячейки: белого мигающего, белого или красного цвета) - белый при свободности нечетного перегона, красный при занятости перегона;

ЧП и ® (желтого цвета и стрелка вправо над входным светофором Ч) - установлен четный прием;

НП и ¬ (желтого цвета и стрелка влево над входным светофором Н) - установлен нечетный прием;

ЧО и ® (зеленого цвета и стрелка вправо над входным светофором Н) - установлено четное отправление;

НО и ¬ (зеленого цвета и стрелка влево над входным светофором Ч) - установлено нечетное отправление;

ПО (красного мигающего цвета в сопровождении звукового сигнала) - контроль пожара, неисправности охранной, пожарной сигнализации и вентиляции поста (нормально индекс белого цвета);

ДСН (белого цвета) - контроль выключенного режима двойного снижения напряжения (красного цвета - режим включен);

Ф1, Ф2 (красного или белого цвета) - контроль включенного состояния первого или второго фидеров питания;

Фк (красного цвета + звуковой сигнал) - отключен фидер питания (нормально индекс невиден);

РБ (красного цвета) - контроль разряда батареи (нормально индекс невиден);

КПП (красного цвета в сопровождении однократного звукового сигнала) - неисправность предохранителей (нормально индекс невиден);

Н(Ч)КВО (белого цвета) - контроль включения электрообогрева стрелок по горловинам станции (нормально индекс не виден);

Н(Ч)КИ (индекс красного цвета) - контроль изоляции стрелок (нормально индекс не виден);

Переезд - нормально номер высвечивается серым цветом - переезд открыт, извещение на переезд не поступает; горит белым мигающим - идет извещение на переезд; горит красным цветом - переезд закрыт;

А и Б (белого мигающего цвета, красного мигающего цвета + звуковой сигнал непрерывного действия) - соответственно неисправность на переезде, наличие на переезде опасного отказа (нормально индекс горит серым цветом);

Сз (красного цвета в сопровождении звукового сигнала) - контроль срабатывания сигнализатора заземления (нормально индекс не видим).

А (красного цвета) - неисправность на станции (нормально индекс невидим).

ОК - (красного цвета) - отсутствует контроль сигналов ТС (нормально индекс невидим).


2.2.3 Порядок работы АРМ ДСП

АРМ ДСП обладает системой выпадающих меню, подменю и окон. На экране монитора отображаются:

основное меню;

дополнительное меню;

строка контекстной помощи.

Пример приведен для монитора, отображающего детализированный план станции участка (рис.2.4).

Основное меню расположено в верхней строке экрана монитора и предназначено для ввода управляющих команд и переключения режимов работы системы Диалог - МС. Основное меню имеет систему подменю и дополнительных окон для ввода необходимой информации.

Дополнительное меню расположено в нижней строке экрана и предназначено для вызова Помощи (справки по работе с системой Диалог - МС) и вывода информации о текущем времени и дате.

Строка контекстной помощи, расположенная над дополнительным меню, содержит название управляемой станции, режиме работы (управляющий или контрольный) и логотип Диалог - МС в трехцветном изображении для визуального контроля ДСП правильности формирования монитором красного, зеленого и синего цветов.

Ввод команд ДСП осуществляет с помощью клавиатуры или манипулятора типа мышь. Для этого возможно использование одного из следующих способов ввода команды:

по системе меню с помощью клавиш клавиатуры;

по системе меню с помощью манипулятора типа мышь;

с помощью функциональных клавиш клавиатуры;

при помощи манипулятора типа мышь.

Ввод команд управления по системе меню с помощью клавиш клавиатуры осуществляется путем входа в основное меню нажатием клавиши <F10>, либо посредством нажатия горячих клавиш (выделенные цветом буквы пунктов меню). Выбор необходимого пункта меню и подменю осуществляется путем перемещения черного фонового поля посредством клавиш перемещения курсора на клавиатуре (стрелки вверх, вниз, вправо, влево) и нажатия клавиши <Enter>, в центральной части клавиатуры или в правой части клавиатуры при включенном на ней индикаторе Num Lock (включение/выключение осуществляется нажатием клавиши Num Lock в правой части клавиатуры). В каждом конкретном случае, ввод команд осуществляется для предварительно выбранной станции.

Ввод команд управления при помощи манипулятора типа мышь позволяет осуществить выбор необходимой команды, непосредственно минуя основное меню. Данный способ ввода команд управления применяется при задании и отмене поездных маршрутов, задании и отмене маневровых маршрутов.

Задание маршрутов осуществляется путем наведения курсора манипулятора типа мышь на начало маршрута и нажатия ее левой клавиши, а затем наведения курсора манипулятора типа мышь на конец маршрута и нажатия ее левой клавиши.

Отмена маршрутов осуществляется путем наведения курсора манипулятора типа мышь на начало маршрута и нажатия ее правой клавиши, а затем наведения курсора манипулятора типа мышь на конец маршрута и нажатия ее правой клавиши.

Началом поездного маршрута приема является первый участок приближения, а концом станционный путь. Началом поездного маршрута отправления является станционный путь, а концом - первый участок удаления. Началом маневрового маршрута является путь, участок или стрелочная секция перед маневровым светофором, а концом - путь, участок или стрелочная секция до или за следующим маневровым светофором.

Выбранный пункт меню или подменю отображается на черном фоне. Кроме того, справа от наименования пункта подменю приводится наименование функциональной клавиши (при ее наличии), нажатие которой приведет к быстрому выбору данного пункта подменю без промежуточного выбора пунктов меню.

Функциональные клавиши, расположенные в верхней части клавиатуры, обеспечивают выполнение следующих операций:


<F1>- вызов помощи - справочного описания системы Диалог - МС;<F2>- просмотр счетчиков ответственных команд;<F3>- вызов справочной информации об обслуживающем персонале;<F9>- вызов таблиц принимаемых сигналов ТС;<Alt> + <F9>- вызов таблиц принимаемых сигналов ТС меньшего размера;<F10>- выход в основное меню;<Ctrl> + <F12>- выход из программного обеспечения.

Кроме этого, используются следующие клавиши:


<Esc>- выход из меню, подменю и окон;<М>- вызов пункта Маршрут основного меню;<У>- вызов пункта Управление основного меню;<П>- вызов пункта Перегон основного меню;<З>- вызов пункта Переезд основного меню;<В>- вызов пункта Вызовы основного меню;<С>- вызов пункта Сервис основного меню;<Enter>- ввод команды;<Esc>- выход из меню, подменю и окон;<Tab>- выход в следующее поле меню;<Alt> + <З>- отключение текущего звукового сигнала аварии;<Backspace>- стирание предыдущего символа в окне;<Delete>- стирание текущего символа в окне;Стрелки- передвижение курсора в окне и между окнами, а также передвижение плана станции влево и вправо.

При невозможности реализации выбранной команды ТУ появляется окно с указанием причины. Восприятие этого сообщения ДСП должен подтвердить нажатием любой клавиши на клавиатуре или наведением курсора мыши на изображении надписи Ok и нажатием ее левой клавиши.


2.2.4 Основное меню

Основное меню содержит следующие пункты:

Пункт меню Маршрут предназначен для ввода команд управления поездными и маневровыми маршрутами на станции.

Пункт меню Управление предназначен для ввода команд индивидуального управления устройствами на станции.

Пункт меню Перегон предназначен для смены направления на прилегающих к станции перегонах.

Пункт меню Переезд предназначен для управления переездом на станции.

Пункт меню Вызовы предназначен для ввода команд вызова на станции.

Пункт меню Сервис предназначен для выполнения сервисных функций по установке текущего времени, просмотра сигналов ТУ, управления режимами работы и настройке системы.


2.3 Аппаратура линейного пункта и ее функции


.3.1 Описание специализированной безопасной микроЭВМ БМ-1602

Специализированная управляющая безопасная микроЭВМ типа БМ-1602 устанавливается в релейном помещении управляемой станции. Предназначена для сбора информации о состоянии объектов контроля на ЛУ, ее обработки и формирования сигналов ТС и передачи на РУ, а также для приема, декодирования команд ТУ и формирования управляющих сигналов на выходах управляющих модулей, воздействующих на устройства ЭЦ непосредственно или через управляющие реле.

Реализация ответственных команд ТУ осуществляется с соблюдением требований безопасности движения поездов, т.е. с исключением воздействия на объекты управляющих сигналов в случае отказов в БМ. Это обеспечивается наличием двух идентичных комплектов, работающих синхронно от одного генератора тактовых импульсов с общими цепями синхронизации, первоначального запуска и повторного перезапуска. В каждом комплекте микроЭВМ сигналы со всех выходов и шины данных поступают на схему встроенного контроля, которая формирует общий контрольный сигнал.

Внешний вид, габаритные размеры и комплектация микроЭВМ показаны на рис.2.5. МикроЭВМ выполнена в крейте 6U/3U Евромеханика и соответствует стандартам МЭК. Она рассчитана для работы при температуре окружающей среды от -10 до +60 градусов С.

МикроЭВМ типа БМ-1602 состоит:

Поз. 1 - корпус БМ;

Поз. 2 - два блока питания;

Поз. 3 - блок вентиляторов;

Поз. 4 - модули центрального процессора;

Поз. 5 - модуль запуска и контроля;

Поз. 6 - модуль модема;

Поз. 7…17 - места для установки интерфейсных модулей ;

Поз. 18 - заглушка;

Поз. 19 - два кабеля подключения питания 24 В постоянного тока (СПБ-БМ) к блокам питания;

Поз. 20 - кабель для подключения питания 220 В переменного тока (ПХ-Д, ОХ) к блоку вентиляторов;

Поз. 21 - наконечник Г - 4,5;

Поз. 22 - наконечник Г - 3,5;

Поз. 23 - розетка;

Поз. 24 - вилка.

В крейте микроЭВМ устанавливаются два блока питания БП, два процессорных модуля П, модуль запуска и контроля ЗК, модуль спаренного модема М. Места установки этих модулей (кроме модема) фиксированы. В зависимости от назначения микроЭВМ в крейт может устанавливается до 11 интерфейсных модулей, причем место их установки в крейте может быть произвольным (это обеспечивается применением в микроЭВМ стандартизированной шины SB16х2), но для каждого ЛУ должна быть определена конфигурация (количественный набор) и место установки этих модулей.

К интерфейсным относятся модули токовых выходов, модули выходов управления, модули дискетных и аналоговых входов.

БМ может размещаться на столе, стативе либо специальной полке как можно дальше от мощных источников электромагнитных помех (например, электропитающей установки). Это расстояние должно быть не менее 3 м.

Структурная схема БМ приведена на рис.2.6.

БМ выполнена с защитой от появления не обнаруживаемых отказов для обеспечения безопасности движения поездов. С этой целью она состоит из двух идентичных комплектов, работающих синхронно от одного генератора тактовых импульсов с общими цепями синхронизации, первоначального запуска и повторного перезапуска. В каждом комплекте БМ сигналы со всех выходов и шины данных поступают на схему встроенного контроля, которая установлена в модуле ЦП и формирует общий контрольный сигнал, которые поступают в модуль ЗК, где сравнивается с аналогичным сигналом, поступающим от второго комплекта, на специальных схемах сравнения и фиксации неравнозначности, построенных по принципам исключения опасных отказов. При появлении отказа в этих схемах устройство переходит в защитное состояние, в котором допускается только выполнение функций, не связанных с обеспечением безопасности движения поездов.

В модуле ЗК установлен системный генератор тактовых импульсов ГТИ (К1810ВГ86), вырабатывающий сигнал частотой 3,3 МГц, стабилизированный кварцевым резонатором (частота 10 МГц). С помощью формирователя тактовых импульсов ФТИ в модуле ЗК формируются импульсы, обеспечивающие работу всех устройств.

Модули центрального процессора ЦП1 и ЦП2 выполнены по идентичным схемам, каждая из которых содержит 16-ти разрядный микропроцессор (К1810ВМ86), формирователь ФШ внутренних шин данных ШД и адреса ША, постоянное ПЗУ и оперативное ОЗУ запоминающие устройства, а также подключенные к ШД и ША (через дешифратор адреса ДША) системный таймер ТП, контроллер прерываний КП, схема временного контроля (защиты от зависаний) СТ и схему индикации состояний СИ. Кроме того, в модуле ЦП установлены системный контроллер СК и схема встроенного контроля СВК, контролирующая работу процессора, интерфейсных модулей и вырабатывающая сигнал контроля, соответствующий текущему состоянию устройств.

центральный процессор ЦП типа К1810ВМ86;

формирователь шины данных ШД и шины адреса ША;

постоянное запоминающее устройство ПЗУ;

оперативное запоминающее устройство ОЗУ;

системный контроллер типа К1810ВГ88;

контроллер прерываний типа К1810ВН59;

два системных таймера типа К1810ВИ53;

дешифраторы адреса для управления элементами модуля ЦП;

схему встроенного контроля СВК;

формирователь внешней шины SB16.

Модуль запуска и контроля ЗК включает в себя схемы формирования тактовых импульсов, обеспечивающих работу и синхронизацию всех узлов БМ, схемы первоначального запуска БМ при включении питания и ее автоматического перезапуска при возникновении сбоя в работе (рассогласовании двух комплектов), а также дублированную схему сравнения контрольных сигналов, поступающих от двух процессорных модулей, с фиксацией их рассогласования.

Модуль входов предназначен для приема сигналов от контролируемых элементов.

Модуль токовых выходов предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с активным входом и для построения матричных схем съема сигналов от контролируемых элементов.

Модуль выходов предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с индуктивным входом (обмотки реле).

Модемы типа AnCom DL-2400, установленные в модуле М, предназначены для применения в составе устройств специализированной управляющей безопасной микроЭВМ.

Функционально устройство представляет собой сдвоенный Hayes - совместимый (AT Command Set) модем для работы на двухпроводных выделенных линиях с максимальной скоростью обмена информацией 2400 бит/с. Снижение скорости обмена информацией вызывающего модема до 1200 бит/с осуществляется автоматически или по команде, а до 600 бит/с - по команде. Скорость обмена информацией отвечающего модема устанавливается автоматически и определяется вызывающим модемом.

Блок диодный коммутационный БДК предназначен для построения схем увязки БМ с устройствами электрической централизации или другими устройствами управления и контроля по матричному принципу.

Блок БДК позволяет подключать к БМ до 32 двухпозиционных объектов при подключении к матрице двух выходов модуля Т и шестнадцати входов модуля входов.

Проектирование схем увязки микроЭВМ со станционными системами автоматики заключается в определении количества различных типов интерфейсных модулей, места их установки в корпусе БМ и разработке схем подключения их внешних цепей к объектам контроля и управления. Число выходных модулей определяется количеством управляемых объектов, а число входных модулей, модулей токовых выходов - количеством контролируемых объектов (команд ТУ и ТС данного раздельного пункта). При этом необходимо учитывать, что все логические зависимости выполняются процессорными модулями БМ, что позволяет уменьшить количество внешних реле увязки до минимума, а в ряде случаев полностью их исключить.

Для задания адреса установки интерфейсного модуля в крейте необходимо установить перемычки на внешнем разъеме согласно табл. 2.3.


Таблица 2.3 - Задание адреса интерфейсного модуля на внешнем разъеме

п/пНаименование модуля, его порядковый номерОбозначение, адресАдресПеремычкиК4К3К2К1К01.Токовый выход - 1-ый модуль1111100В6-А6-С5-В5-А5-А3-СПБ-К2.Входы - 1-ый модуль1110110В7-В8-В9-В10-В11-В5-СПБ-К В10-В2-СМБ3.Выходы - 1-ый модуль1101120А5-А6-В5-В6-СПБ-У1 В4-В1-СМБ4.Выходы - 2-ый модуль1100130А5-А6-В6-СПБ-У1 В4-В5-В1-СМБ5.Выходы - 3-ый модуль1011140А5-В4-В5-В6-СПБ-У1 А6-В1-СМБ6.Выходы - 4-ый модуль1010150А5-В4-В6-СПБ-У1 А6-В5-В1-СМБ7.Выходы - 5-ый модуль1001160А5-В5-В6-СПБ-У1 А6-В4-В1-СМБ8.Выходы - 6-ый модуль1000170А5-В6-СПБ-У1 А6-В4-В5-В1-СМБ9.Выходы - 7-ый модуль0111180А5-В4-В5-В6-СПБ-У1 А5-В1-СМБ10.Выходы - 8-ый модуль0110190А6-В4-В6-СПБ-У1 А5-В5-В1-СМБ11.Выходы - 9-ый модуль01011А0А6-В5-В6-СПБ-У1 А5-В4-В1-СМБПримечание:

. К0, К1, К2, К3, К4 - обозначения выводов на разъеме XS, установленном на лицевой панели модулей (задаются перемычками на подключаемом внешнем кабельном разъеме).

. Для модулей входов и ТП-1 - СПБ-К, для модулей выходов - 1 - СПБ-У1, 0 - для всех модулей СМБ.


2.3.2 Увязка БМ-1602 с объектами управления

Функции управления объектами выполняет модуль выхода. Каждый модуль имеет 24 выхода управления, четыре из которых являются безопасными и предназначены для реализации ответственных команд.

Все выходы имеют гальваническую развязку с внешними цепями. Принцип построения одного узла обычного и безопасного выходов показан на рис.2.7.

Сигналы на выходах управления сохраняются в течение времени, необходимого для реализации команды управления. Длительность этих сигналов задается в процессорных модулях программным путем, поэтому, как правило, исключается необходимость в цепях блокировки реле.

Воздействие на объект управления (исполнительное реле ЭЦ) может осуществляться как через промежуточное управляющее реле, так и непосредственно с выхода управления модуля.

Для реализации ответственных команд к безопасным выходам обязательно должны подключаться управляющие реле.

Назначение каждого управляющего выхода модулей определяется при проектировании на основе разработанной таблицы команд ТУ для данного ЛУ.


Таблица 2.4 - Пример таблицы распределения выходов управления модуля выходов

№ позиции10№ выходаКод ТУПримечание123Выход 1СУСезонное управление- не менее 3 секВыход 2ОСУОтмена СУ- не менее 3 секВыход 3ДНВкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 4ДН1Вкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 5ДЧВкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 6ДЧ1Вкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 7ДМ1Вкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 8ДМ2Вкл. кнопочного реле- не менее 3 секВыход 9Д1ИРИскусств. размыкание- не менее 3 секВыход 10Д2ИРИскусств. размыкание- не менее 3 секВыход 111ПУПеревод стрелки в плюс- не менее 5 секВыход 121МУПеревод стрелки в минус- не менее 5 секВыход 132ПУПеревод стрелки в плюс- не менее 5 секВыход 142МУПеревод стрелки в минус- не менее 5 секВыход 15ДОГОтмена маршрута- не менее 10 секВыход 16ДЗПЗакрытие переезда- не менее 15 секВыход 17ДИИзвещение на переезд- не менее 15 секВыход 18ДОИОтмена извещения- не менее 5 секВыход 19ДНСНСмена направления- не менее 5 секВыход 20ВВентилятор вкл/выкл- не менее 5 секВых.1Б Вых.1БМДГРИОбщее искусственное размыкание- не менее 10 секВых.2Б Вых.2БМДНПВВспомогательная смена направления- не менее 15 секВых.3Б Вых.3БМДЧОВВспомогательная смена направления- не менее 15 секВых.4Б Вых.4БМДозПОткрытие переезда- не менее 3 секПримечание:

Команды ДГИР, ДНПВ, ДЧОВ и ДОзП относятся к классу ответственных команд.


На рис. 2.8 приведен пример включения модуля выходов согласно таблице 2.4.

На рис.2.9…2.26 приведены фрагменты и показаны принципы построения основных схем увязки БМ с различными системами ЭЦ.

На рис.2.9 - схема включения реле резервного управления, контакты которого коммутируют цепи управления от кнопок резервного пульта и с выходов модулей выходов БМ при центральном управлении.

На рис.2.10 - схема отключения табло и схема питания.

На рис.2.11 - схема включения кнопочных реле. Управление осуществляется непосредственно с выходов модулей.

На рис.2.12 - схема реле отмены маршрутов.

На рис.2.13 - схема реле групповой искусственной разделки.

На рис.2.14 - схема управления стрелочным приводом при индивидуальном управлении непосредственно с выходов модуля и схема реле дополнительного замыкания стрелок.

На рис.2.15 - схемы вспомогательной и нормальной смены направления на перегоне.

На рис.2.16 - схема управления пригласительным сигналом на входном светофоре.

На рис.2.17 - схема автодействия сигналов.

На рис.2.18 - схемы извещения на переезд и управления станционным переездом.

На рис.2.19 - схема управления УКСПС.

На рис.2.20 - схема оповещения монтеров пути.

На рис.2.21 - схема реле вспомогательного перевода стрелок.

На рис.2.22 - схема электрообогрева стрелок.

На рис.2.23 - схема автоматической очистки стрелок.

На рис.2.24 - схема блоков изолированных участков.

На рис.2.25 - схема вентиляционного устройства.

На рис.2.26 - схема контроля перегорания предохранителей.


2.3.3 Увязка БМ-1602 с объектами контроля

Контроль состояния объектов осуществляется с помощью модулей входа и модулей токовых выходов. Модуль входа имеет 16 сигнальных входов для контроля состояния дискретных (релейных) объектов. Модуль токовых выходов имеет 32 сигнальных выхода для последовательного опроса контактных групп.

Для контроля ответственных объектов (контроль путевых участков, участков приближения/удаления и т.п.) должны использоваться полные тройники контактов реле, что исключает появление ложной информации при обрыве провода.

Контакты реле контролируемых объектов собираются в контактные группы, каждая из которых имеет один вход (соединяется с одним их выходов модуля токовых выходов) и до 16 информационных выходов. Пример построения одной контактной группы показан на рис.2.27.

Для исключения обходных путей в схеме включения контактных групп используются диоды, которые располагаются в специальных концентраторах информации БДК (блок диодный коммутационный), схема которого приведена на рис.2.17. Схема БДК содержит 32 информационных входа и рассчитана на две контактные группы. БДК имеет один входной разъем XS1, объединяющий диоды в общую шину, соединенную с двумя выходными разъемами XS2 и XS3: один из них служит для соединения с входами модуля входа, а второй - для подключения выходов других блоков БДК, соединенных параллельно. При одном модуле входа и одном модуле токовых выходов при количестве 16-ти БДК обеспечивается контроль состояния 512 двухпозиционных объектов, контролируемых контактными двойниками.

Структурная схема увязки БМ-1602 с объектами контроля приведена на рис.2.29. Эта схема контролирует состояние объектов, объединенных в 32 контактные группы.

БМ периодически и последовательно подает питание на каждый сигнальный выход ТП1...ТП32 модуля токовых выходов, тем самым, опрашивая состояние контактов контактных групп. Результаты опроса в виде сигналов 0 или 1 появляются на клеммах разъема модуля входов. МикроЭВМ анализирует эти сигналы и формирует коды ТС.

При формировании таблицы кодов ТС сигналы ТС собираются в группы по 16 сигналов, которые реализуются в виде схем контактных групп.

Перечень кодов ТС и степень их детализации определяется на этапе проектирования и оформляется в виде таблицы 2.5.


Таблица 2.5 - Перечень кодов ТС линейного пункта

Код ТСВыход модуля токовых выходовВход модуля входаПримечание1СП х 1СПТП1Вх.1 Вх.2Контроль стрелочно-путевого участка 1СП2СП х 2СПТП1Вх.3 Вх.4Контроль стрелочно-путевого участка 2СП1П х 1ПТП1Вх.5 Вх.6Контроль приемо-отправочного пути 1П2П х 2ПТП1Вх.7 Вх.8Контроль приемо-отправочного пути 2ПНАП х НАПТП1Вх.9 Вх.10Контроль участка пути НАПЧАП х ЧАПТП1Вх.11 Вх.12Контроль участка пути ЧАПН1ИП х Н1ИПТП1Вх.13 Вх.14Контроль 1-го нечетного участка приближения/удаленияН2ИП х Н2ИПТП1Вх.15 Вх.16Контроль 2-го нечетного участка приближения/удаления

2.4 Разработка структуры кодов ТУ и ТСи методы кодирования


Информация ТУ и ТС по каналам связи передается последовательным кодом. В каждом сообщении передается некоторое определенное количество байтов, зависящее от объема передаваемой информации.

Обеспечение необходимой защиты передаваемой информации от помех достигается за счет применения кода Хэмминга (для кодов ТУ) и модернизированного итерационного кода (для сигналов ТС), которые обеспечивают требуемую помехозащищенность кодовым расстоянием d=4.

Структура кода ТС

Код сигналов ТС состоит из следующих байт:


iN, i(N-1), …, i2, i1(k15…k8), i0(k7…k0)


где: i(…),…, i2 - информационные байты;, i0 - контрольные байты.

Содержимое байтов:

-й байт - заголовок, имеет структуру:


½ k0 ½ p0 ½ TS0 ½ n4 ½ n3 ½ n2 ½ n1 ½ n0 ½


где: k0 - контроль нечетности номера станции;- признак передачи групп сигналов ТС, при p0 = 1 - передача всех групп ТС, при p0 = 0 - передача групп ТС, в которых произошли изменения;- признак кода ТС, TS0 = 0;,…, n4 - номер станции.

-й байт - количество передаваемых групп ТС, имеет структуру:


½ TS1 ½ R ½ c5 ½ c4 ½ c3 ½ c2 ½ c1 ½ c0 ½


где: TS1 - признак кода ТС, TS1 = 0;- резервный бит;

с0,…, с5 - количество передаваемых групп сигналов ТС (группа состоит из двух байт).

-й байт - команда ТУ, принятая в последнем цикле (третий байт кода ТУ).

-й,…, i2 байты - передача групп сигналов ТС.

Байты i1 и i0 - соответственно первый и второй контрольные байты.

Формирование контрольных сумм

= iN + i(N-1) + ,…, + i2 (сложение по mod2).


Сложение производится побитно по одноименным разрядам всех информационных байт.


1-й байт: ½ a7 ½ a6 ½ a5 ½ a4 ½ a3 ½ a2 ½ a1 ½ a0 ½

+ + + + + + + +

-й байт: ½ a7 ½ a6 ½ a5 ½ a4 ½ a3 ½ a2 ½ a1 ½ a0 ½

+ + + + + + + +

. . . . . . . .

+ + + + + + + +-й байт: ½ a7 ½ a6 ½ a5 ½ a4 ½ a3 ½ a2 ½ a1 ½ a0 ½

= = = = = = = =-й байт: ½ k15½ K14½ k13½ k12½ k11½ k10½ k9 ½ k8 ½


В байте i0 отдельные биты вычисляются по формуле

= N/8 + 1 (при делении на 8 остаток отбрасывается).


Если N<8, то j = 1 и для определения значения бит k0,…, k7 вычисляется четность побайтно, т.е.


a7 a0 a7 a0 a7 a0 a7 a0

½ 1 б ½ ½ 2 б ½ ½ 3 б ½ …. …. ½ n б ½


Значение k0,…,k7 вычисляется сложением по mod2 значений разрядов всех байт

k0 = 1a0 + 2a0 + 3a0 + …+ na0= 1a1 + 2a1 + 3a1 + …+ na1

.

.= 1a7 + 2a7 + 3a7 + …+ na7


Если j = 2, т.е. 8<N<16, то значение разрядов k0,…,k7 определяется суммированием 16-и разрядных слов, т.е.


-я группа 2-я группа n-я группа

------------------ -------------------- ---------------

½ 1 б ½ ½ 2 б ½ ½ 3 б ½ ½ 4 б ½ ……… ½ i1 б ½


В каждой группе байт производится сложение по mod2 всех бит и результат (0 или 1) определяет значение соответствующего разряда k0,…, k7, причем 1-я группа байт формирует значение разряда k0 и т. д.

При нечетном количестве байт последняя группа состоит из одного байта и значение последнего бита k определится в результате сложения всех бит последнего байта. В общем случае, последний значимый бит k может формироваться неполной последней группой.

При количестве групп байт меньше 8, старшие разряды k заполняются незначащими нулями.

Количество байт, образующих группу байт равно значению j.

Структура кода ТУ

Структура кода ТУ состоит из трех информационных байт и одного незначащего (нулевого) байта. Содержание байтов:

-й байт - заголовок, имеет структуру:


½ k0 ½ p0 ½TU0 ½ n4 ½ n3 ½ n2 ½ n1 ½ n0 ½


где: k0 - контроль по четности номера станции;- запрос передачи сигналов ТС, при p0 = 1 - запрос передачи всех групп ТС, при p0 = 0 - запрос передачи только тех групп ТС, в которых произошли изменения;- признак команды ТУ, TU0 = 1;,…, n4 - номер станции, 1…32.

-й байт - формирование контрольных разрядов, имеет структуру:


½ TU1 ½ R ½ h5 ½ h4 ½ h3 ½ h2 ½ h1 ½ h0 ½


где: TU1- признак команды ТУ, TU1 = 1;- резервный байт;,…, h5 - контрольные разряды по коду Хэмминга (32 х 26), используется 18 информационных бит.

-й байт - i0,…, i7 - код команды ТУ.

Синдром формируется:= контроль четности;

= 18 + 19 + 20 + 21 + 22 + 23 + 24;= 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 17;= 2 + 3 + 4 + 8 + 9 + 10 + 17 + 21 + 22 + 23 + 24;= 1 + 3 + 4 + 6 + 7 + 10 + 17 + 19 + 20 + 23 + 24;= 1 + 2 + 4 + 5 + 7 + 9 + 17 + 18 + 20 + 22 + 24.


2.5 Разработка таблиц кодов ТУ и ТС


.5.1 Таблица кодов ТУ

Функции включения объектов управления выполняет модуль выходов. Модуль рассчитан на включение 24-х объектов. Количество модулей выходов определяется числом команд ТУ, в том числе и ответственных команд. Перечень кодов ТУ для заданной станции приведен в таблице 2.6.


Таблица 2.6 - Таблица кодов ТУ

№Код ТУСодержание кода1231СЧОткрытие / закрытие светофора Ч2СНОткрытие / закрытие светофора Н3СЧ1Открытие / закрытие светофора Ч14СН1Открытие / закрытие светофора Н15СЧ2Открытие / закрытие светофора Ч26СН2Открытие / закрытие светофора Н27СЧ3Открытие / закрытие светофора Ч38СН3Открытие / закрытие светофора Н39СЧ4Открытие / закрытие светофора Ч410СН4Открытие / закрытие светофора Н411СЧ1МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Ч112СН1МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Н113СЧ2МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Ч214СН2МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Н215СЧ3МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Ч316СН3МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Н317СЧ4МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Ч418СН4МОткрытие / закрытие маневрового сигнала на светофоре Н419СМ1Открытие / закрытие маневрового светофора М120СМ2Открытие / закрытие маневрового светофора М221СМ4Открытие / закрытие маневрового светофора М4221ПУПеревод стрелки 1 в положение + 231МУПеревод стрелки 1 в положение - 243ПУПеревод стрелки 3 в положение + 253МУПеревод стрелки 3 в положение - 265ПУПеревод стрелки 5 в положение + 275МУПеревод стрелки 5 в положение - 282/4ПУПеревод стрелки 2/4 в положение + 292/4МУПеревод стрелки 2/4 в положение - 306ПУПеревод стрелки 6 в положение + 316МУПеревод стрелки 6 в положение - 328ПУПеревод стрелки 8 в положение + 338МУПеревод стрелки 8 в положение - 34ЧСААварийный перевод стрелок четной горловины35НСААварийный перевод стрелок нечетной горловины36ЧАПИРИскусственное размыкание секции ЧАП372-6ИРИскусственное размыкание секции 2-6СП384ИРИскусственное размыкание секции 4СП398ИРИскусственное размыкание секции 8СП40НАПИРИскусственное размыкание секции НАП41НПИРИскусственное размыкание секции НП421-3ИРИскусственное размыкание секции 1-3СП435ИРИскусственное размыкание секции 5СП44ГРИГрупповое искусственное размыкание45ОГОтмена маршрута46ЧСНЧетная смена направления47НСННечетная смена направления48ЧПВЧетный прием вспомогательный49НПВНечетный прием вспомогательный50ЧОВЧетное отправление вспомогательное51НОВНечетное отправление вспомогательное52ДНДВключение режима День53ДННВключение режима Ночь54ВОСВключение освещения55ОВОСОтключение освещения56ВОТВключение отопления57ОВОТОтключение отопления58ДСНВключение/отключение режима ДСН59ВУВключение/отключение вентиляционного устройства60ЗПЗакрытие переезда61ОЗПОткрытие переезда62ИИзвещение на переезд63ОИОтмена извещения на переезд64СУСезонное управление65ОСУОтмена сезонного управления66ЧВЭОВключение / отключение обогрева стрелок четных67НВЭОВключение / отключение обогрева стрелок нечетных68РЗДополнительное замыкание стрелок69ОРЗРазмыкание стрелок70ЧАСАвтодействие четных сигналов71НАСАвтодействие нечетных сигналов72ОЧАСОтмена автодействия четных сигналов73ОНАСОтмена автодействия нечетных сигналов74ЧВКВВыключение четного УКСПС75НВКВВыключение нечетного УКСПС76ОВВключение/отключение автоматической очистки стрелок77ВОВключение оповещения монтеров пути78ОВООтключение оповещения монтеров пути

2.5.2 Таблица кодов ТС

Контроль состояния объектов осуществляется с помощью модулей входа и модулей токовых выходов. Каждый модуль входа имеет 16 сигнальных входов контроля состояния дискретных (релейных) объектов.

Для контроля ответственных объектов должны использоваться полные тройники контактов реле, что исключает появление ложной информации при обрыве провода или при мостовом замыкании контактов.

Модуль токовых выходов имеет 32 выхода, из которых все кроме 32-го могут использоваться для образования матрицы контактов, а выход с номером 32 используется для задания номера ЛП.

Контакты реле контроля состояния объектов собраны в контактные группы, каждая из которых имеет один вход (соединяется с одним из выходов модуля токовых выходов) и до 16 выходов, подключаемых к входам модуля входов.

На основе перечня команд телесигнализации составлена таблица кодов ТС для заданной станции.


Таблица 2.7 - Таблица кодов ТС

гр. 1гр. 2гр. 3гр. 4гр. 5гр. 6гр. 7НАПНАПЗ1П1ПК8ПКНРУЧРУНАП*НАПРИ1П*1МК8МКНРУ*ЧРУ*НПНПЗ2П1ОК8ОКНПСЧПСНП*НПРИ2П*3ПКННПС*ЧПС*1-3СП1-3 З3П3МКНМНСОЧСО1-3СП*1-3РИ3П*3ОКЧНКОЧКО5СП5 З4П5ПКЧМНКО*ЧКО*5СП*5РИ4П*5МКНКПНАЧАЧАПЧАПЗН1ИП5ОКНКП*РезервРезерв0ЧАП*ЧАПРИН1ИП*2/4ПКЧКПН1СЧ1С12-6СП2-6 ЗН2ИП2/4МКЧКП*Н1С*Ч1С*22-6СП*2-6РИН2ИП*2/4ОКНПН1ОЧ1О34СП4 ЗЧ1ИП6ПКНОН1МСЧ1МС44СП*4РИЧ1ИП*6МКЧПН1МС*Ч1МС*58СП8 ЗЧ2ИП6ОКЧОРезервРезерв68СП*8РИЧ2ИП*ВЗН2СЧ2СН4СРЗГОТОСВН2С*Ч2С*Н4С*РЗ*ОПОТН2ОЧ2ОН4ОНВЭООМВТН2МСЧ2МСН4МСЧВЭООСВН2МС*Ч2МС*Н4МС*НКИГРИПОРезервРезервРезервЧКИДСННКВПН3СЧ3СЧ4СОВКМНКВП*Н3С*Ч3С*Ч4С*КРБСУНВКВН3ОЧ3ОЧ4ОФ1НАСЧКВП0Н3МСЧ3МСЧ4МСФ2ЧАСЧКВП*1Н3МС*Ч3МС*Ч4МС*ФкЗПЧВКВ2РезервРезервРезервСЗОЗПВО3М1СМ2СМ4СПВУИОВ4М1С*М2С*М4С*ОИ5М1ОМ2ОМ4ОД/Н6РезервРезервРезерв

2.6 Разработка принципиальной схемы модуля выходов


Модуль выходов предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с индуктивным входом (обмотки реле) или непосредственно в схему управления объектом. Время присутствия сигнала на выходе модуля задается программным путем. Параметры модуля выходов приведены в таблице 2.8.


Таблица 2.8 - Параметры модуля выходов

№Наименование параметраЗначение параметра1Общее количество выходов, шт. в том числе безопасных24 42Напряжение на обычном выходе, В не более363Номинальный ток нагрузки обычного выхода, А не более0,54Максимальный кратковременный до 2 с выходной ток обычного выхода, А не более1,35Напряжение на безопасном выходе, В не менее206Максимальный ток нагрузки безопасного выхода, мА не более157Сопротивление изоляции между ключом и логической схемой, Ом не менее109

Модуль содержит два идентичных комплекта логических устройств, каждый из которых включает в себя дешифратор адреса DC, схему задания номера модуля, схему контроля подключения внешнего разъема, три регистра памяти, двадцать обычных выходных ключей, четыре безопасных выходных ключа и схему формирования контрольного сигнала.

В модуле установлены схема задания номера модуля и схема контроля подключения внешнего разъема.

Схема задания номера модуля содержит в каждом комплекте четыре оптоэлектронных ключа, входы которых попарно соединены последовательно, а выходы ключей каждого комплекта подключены к входам цифрового компаратора. Входы цифрового компаратора подключены к соответствующим разрядам шины адреса. Таким образом, выходной сигнал цифрового компаратора появится только при совпадении сигнала на шине адреса и установленного перемычками на входном разъеме двоичного номера модуля.

Схема контроля подключения внешнего разъема построена аналогично, но содержит по одному оптоэлектронному ключу в каждом комплекте, входы которых соединены последовательно.

Выходы цифрового компаратора и схемы контроля подключения внешнего разъема через логическую схему подключены к управляющему входу дешифратора адреса. При этом обращение к данному интерфейсному модулю может быть осуществлено только при условии включения его внешнего разъема и совпадения адреса с установленном на внешнем разъеме.

Три восьмиразрядных регистра памяти, входы которых через шинный формирователь подключаются к шине данных ШД, служат для записи сигналов, выдаваемых на выходы модуля. Регистры памяти управляются дешифратором адреса, подключенным к шине адреса ША.

Выходы регистров памяти подключены с гальванической развязкой на оптроне к выходным ключам, причем двадцать ключей выполнены по схеме, показанной на рис. 2.7.1. Они предназначены для включения объектов управления, не отвечающим требованиям безопасности движения поездов. Четыре ключа, схема одного из которых показана на рис. 2.7.2, выполнены с учетом обеспечения требований безопасности движения поездов.

Схема формирования контрольного сигнала представляет собой устройство сжатия сигналов на основе контроля по четности. На вход этой схемы подаются все сигналы с выходов регистров и контрольный сигнал от входа для подключения аналогичных схем других интерфейсных модулей, а на выходе схемы получается контрольный сигнал, поступающий на вход схемы встроенного контроля модуля ЦП непосредственно или через входы других интерфейсных модулей.


3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ МОДУЛЯ ВЫХОДОВ


Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Определение надежности устройств основывается на анализе принципиальной схемы устройства и данных об интенсивности отказов его элементов.

Принципиальные схемы выходов (обычного и безопасного) управления модуля представлены на рис. 2.7.1 и 2.7.2.

Среднее время наработки на отказ выходов управления определяется по формуле:


ч. (3.1)


где L - суммарная интенсивность отказов устройства, ч.

Суммарная интенсивность отказов определяется по формуле:


, (3.2)


где , - интенсивность отказов и количество элементов i-го типа;

Интенсивность отказов элементов, входящих в схему устройства, является их исходной характеристикой надежности и зависит от режима и условий работы (электрической нагрузки, температуры окружающей среды, влажности, вибрации механических нагрузок в других видах, радиоактивного фона и др.).


Таблица 3.1 - Результаты расчета суммарной интенсивности отказов по каждому типу элементов для выходов управления модуля

Тип элементаПечатная плата0.1*10-610.1*10-6Транзистор0.6*10-7281.68*10-6Диодный мост1.2*10-644.8*10-6Диод10-63232*10-6Оптрон10-62424*10-6Резистор0.1*10-71081.08*10-6Конденсатор0.3*10-7120.36*10-6Трансформатор изолирующий0.4*10-740.16*10-6Контакт разъема0.2*10-7561.12*10-6Паяные соединения ножек0.5*10-96900.345*10-6

В результате для выходов управления в целом:

Суммарная интенсивности отказов:


L=65.645*10-6 ч.


Среднее время наработки на отказ:


Т=15233.5 ч.


Определим вероятность безотказной работы выходов управления модуля типа О в определенные моменты времени по формуле:


Р=е -L*Тр, (3.3)


где Тр - переменный временной параметр представляющий определенный момент времени.


Таблица3.2 - Таблица распределения вероятностей безотказной работы выходов управления модуля в определенные моменты времени

РiТрехр(-L*Тр)Р11000 ч.0.936Р25000 ч.0.720Р310000 ч.0.519Р415000 ч.0.373

Основные способы повышения надежности:

использование высоконадежных комплектующих и конструктивных элементов;

выбор способов монтажа с низкой интенсивностью отказов электрических соединений;

повышение интеграции элементов схем;

защита элементов от внешних воздействий;

выбор облегченного режимов работы;

использования резервирования.


4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ


В настоящее время при разработке и внедрении новых устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) экономическая эффективность проектных решений определяется на основе новой приоритетной методики. Основные положения данной методики сформулированы в Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Рекомендации выпущены в 1994 году и утверждены Госстроем России, Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ и Госкомпромом России.

Известно, что экономическую эффективность внедрения и функционирования устройств ЖАТ характеризуют показатели:

народнохозяйственной эффективности;

коммерческой (отраслевой) эффективности.

В современных условиях государственная экономическая политика ориентирована на развитие инвестиционной активности за счет внебюджетных источников финансирования капитальных вложений, поэтому для предприятий железнодорожного транспорта наибольшее значение приобретает определение отраслевой эффективности. При определении отраслевой экономической эффективности для внедряемых устройств ЖАТ результатом реализации инвестиционных проектов является чистая прибыль, получаемая отраслью после сдачи объектов в эксплуатацию.

Для оценки отраслевой эффективности инвестиционных проектов предложена система показателей, основными из которых являются:

чистый дисконтированный доход (ЧДД);

индекс доходности (ИД);

внутренняя норма доходности (ВНД);

срок окупаемости.

Кроме того, в качестве экономического эффекта от инвестиционных вложений при определении отраслевой экономической эффективности рассчитывается суммарный прирост прибыли, получаемый ежегодно за счет внедрения инвестиционного проекта.

Расчетные формулы.

При единовременных инвестиционных вложениях в исходный год КО (тыс.руб.), а также постоянных во времени результатах R (тыс.руб.) и норме дисконта Е, ЧДД (тыс.руб.) рассчитывается по формуле:


ЭИНТГ = R - Е КО . (4.1)


Норма дисконта Е аналогична известному показателю ЕН - нормативному коэффициенту эффективности капитальных вложений. В ранее изданных типовых методиках и инструкциях нормативное значение коэффициента жестко регламентировалось по отраслям народного хозяйства (на транспорте для новой техники его значение было установлено 0,15). В сложившихся экономических условиях эти нормативные значения коэффициента эффективности не могут использоваться в расчетах в виде официально заданной нормы дисконта.

В общем случае в качестве нормы дисконта может служить величина депозитного процента (в долях) по вкладам в постоянных ценах Е = ЕД. С учетом инфляции можно рассчитать


Е = (ЕД + 1) / J12 -1 , (4.2)


где J - средний ежемесячный темп роста цен в долях (по данным за 1997год - 1,012).

При использовании в качестве источников инвестиций собственных средств предприятия норма дисконта Е может быть задана инвестором произвольно. Кроме того, может учитываться поэтапное погашение кредита.

ИД при тех же условиях инвестирования рассчитывается по формуле:


ЭК = R / (Е КО) (4.3)


ВНД в этом случае рассчитывается по формуле:


ЭР = R / КО (4.4)


ВНД инвестиций показывает максимально допустимый относительный уровень капитальных вложений по анализируемому проекту. Если инвестиционный проект полностью финансируется за счет ссуды банка, то значение ЕР указывает верхнюю границу допустимого уровня банковской процентной ставки, превышение которого делает проект экономически неэффективным.

Срок окупаемости инвестиций (лет) рассчитывается по формуле:


ТО @ КО / R (4.5)


Анализ полученных результатов.

При расчете абсолютной экономической эффективности инвестиционных проектов инвестиционный проект считается экономически эффективным, если выполняются следующие условия:


ЭИНТГ > 0, ЭК > 1, ТО < ТН,


где ТН = 1 / Е - нормативный срок окупаемости инвестиций, лет.

Эффективность инвестиционных проектов целесообразно оценивать с помощью всей совокупности показателей. Однако в этом случае могут появиться противоположные результаты. Предпочтение среди всей совокупности показателей экономической эффективности следует отдавать интегральному эффекту инвестиций (чистому дисконтированному доходу).


4.1 Расчет экономии эксплуатационных расходов


.1.1 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения штата

В расчете учитываются должностные оклады работников, подлежащих сокращению (за год), дополнительная заработная плата работников и отчисления на социальные нужды, а также коэффициенты, учитывающие дополнительные премии и доплаты.

Исходные данные:

Линейный пункт - 1.

Класс станции - 3.

Разряд ДСП - 9.

Тарифная ставка первого тарифного разряда П = 687 руб.

Принимаем, количество ДСП на линейном пункте Ч = 4 чел.

Произведем расчеты.

Должностной оклад работника за месяц вычислим путем перемножения тарифного коэффициента К = 3,36, соответствующего его разряду, на тарифную ставку первого тарифного разряда.


СЗ = Ч К П, (4.6)


гдеЧ- количество дежурных на станции, чел.;К- тарифный коэффициент;П- тарифная ставка.

СЗ = 4 * 3,36 * 687 = 9235 руб.


Рассчитаем основную заработную плату работника с учетом премий и доплат:


СЗ ОСН = СЗ + СЗ К1, (4.7)


гдеК1- доля премий и доплат за работу в ночное время, праздничные дни для работников станций, равный 0,35.

СЗ ОСН = 9235 + 9235 * 0,35 = 12470 руб.


Рассчитаем дополнительную заработную плату работника:


СЗ ДОП = СЗ ОСН К2, (4.8)


гдеК2- доля дополнительной заработной платы для работников станций, равный 0,1.

СЗ ДОП = 12470 * 0,1 = 1247 руб.


Годовой фонд заработной платы:


СЗ Г = 12 (СЗ ОСН + СЗ ДОП), (4.9)

СЗ Г = 12 (12470 + 1247) = 164604 руб.


Рассчитаем отчисления на социальные нужды:


СН = СЗ Г К3, (4.10)


гдеК3- процент отчислений на социальные нужды от годового фонда заработной платы, равный 39,9 %.Процент отчислений на социальные нужды складывается из отчислений:

в пенсионный фонд - 28 %;

на социальное страхование - 5,4 %;

на страхование несчастных случаев - 1,4 %;

на медицинское страхование - 3,6 %;

в фонд занятости - 1,5 %.


СН = 164604 * 0,399 = 65677 руб.


Экономия эксплуатационных расходов за счет сокращения штата:


ЭШ = СЗ Г + СН, (4.11)

ЭШ = 164604 + 65677 = 230281 руб.


4.1.2 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления электрической энергии

Общий расход электроэнергии на посту ЭЦ за месяц в среднем составляют 9285 кВт час (данные взяты по станции Шерстки за сентябрь месяц).

Стоимость одного киловатта электроэнергии составляет 0,85 руб.

За счет сокращения штата ДСП экономия электроэнергии составит 15%.

Перемножив исходные данные получим экономию годовых эксплуатационных расходов за счет потребления электроэнергии:


ЭЭ = 12 * 9285 * 0,85 * 0,15 = 14207 руб.


4.1.3 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения затрат на форменную одежду

Согласно данным взятым по станции Шерстки за сентябрь месяц, комплект форменной одежды для дежурного по станции стоит 800 руб.

По коллективному договору 100% стоимости оплачивает предприятие.

Перемножив исходные данные получим экономию годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения затрат на форменную одежду:


ЭО = 4 * 800 = 3200 руб.


4.1.4 Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления питьевой воды и уменьшения сброса сточных вод

Исходные данные:

норма расхода питьевой воды на одного человека в сутки - 0,025 м3;

количество календарных дней в месяце - 30 дней;

один кубический метр питьевой воды стоит 7,07 руб.;

один кубический метр сточной воды стоит 6,75 руб.;

штат дежурных по станции - 4 чел.

Перемножив исходные данные получим:

Экономия в потреблении питьевой воды в месяц:


ЭП В = 0,025 * 30 * 4 * 7,07 = 21,21 руб.


Экономия сброса сточных вод в потреблении питьевой воды в месяц:


ЭС В = 0,025 * 30 * 4 * 6,75 = 20,25 руб.


Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления питьевой воды и уменьшения сброса сточных вод составит:


ЭВ = 12 (ЭП В + ЭС В), (4.12)

ЭВ = 12 (21,21 + 20,25) = 498 руб.

4.1.5 Экономия эксплуатационных расходов

По полученным данным пунктов 4.1 - 4.4 составим таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Экономия годовых эксплуатационных расходов

ЭкономияРуб.Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения штата ЭШ230281Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления электрической энергии ЭЭ14207Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения затрат на форменную одежду ЭО3200Экономия годовых эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления питьевой воды и уменьшения сброса сточных вод ЭВ498

Необходимо учесть дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с внедрением инвестиционного проекта, и прежде всего амортизационные отчисления.

Норма амортизационных отчислений на ЭВМ составляет 12,5 %.

Расходы на амортизационные отчисления рассчитаем как произведение стоимости вводимого оборудования (табл. 4.2) на установленную норму амортизации:


САМ = 0,125 * 222600 = 27825 руб.


Экономию эксплуатационных расходов вычислим по формуле:


С = ЭШ + ЭЭ + ЭО + ЭВ - САМ , (4.13)

С = 230281 + 14207 + 3200 + 498 - 27825 = 220361 руб.


Суммарный прирост составит R = 220361 руб.


4.2 Расчет капитальных вложений


Единовременные инвестиционные вложения КО определяются на основе сметной стоимости работ и оборудования по внедрению системы Диалог - МС, а также смета расходов.

Смета стоимости оборудования и работ представлена в таблице 4.2.

Смета расходов в таблице 4.3.

Исходные данные:

Распределительный пункт с числом мониторов (основной и резервный) - 2.

Размер основных мониторов 15².

Количество исполнительных пунктов Диалог - МС - 1.

Курс $ США 28 руб.


Таблица 4.2 - Смета стоимости оборудования и работ

НаименованиеКол-воСтоимостьВсего$ СШАруб.руб.12345Оборудование распорядительного пункта (АРМ ДСП)1.Основной системный блок 250 Вт, 6-18 ISA в т.ч.: 486DX5-133; 8МБт; коммутатор; в/к 1МБт; 1,2ГБт; 3,5²; модем; клавиатура; мышь1113031640316402.Резервный системный блок 250 Вт, 6-18 ISA в т.ч.: 486DX5-133; 8МБт; коммутатор; в/к 1МБт; 1,2ГБт; 3,5²; модем; клавиатура; мышь1113031640316403.Монитор SVGA 15², ТСО-9223008400168004.Агрегат бесперебойного питания 500 или 800ВА215042008400Итого оборудования АРМ ДСП888480Оборудование линейного пункта5.Безопасная мико-ЭВМ БМ-1602 для станций ДУ в составе: крейт с вентилятором, 2 блока питания, 2 ЦП, ЗК, М, Т, Вх, 4 Вых1314087920879206.ЗИП для безопасных микро-ЭВМ БМ-1602 (25% б/п и модулей)1155043400434007. Блок диодный коммутационный210028005600Итого оборудования ЛП134120Итого оборудования2226008. Проектные и изыскательские работыИзыскательские работы (человеко/дней)5205602800Проект оборудования ЛП (человеко/дней)202056011200Разработка ПО АРМ ДСП (человеко/дней)502056028000Разработка ПО ЛП (человеко/дней)2020560112009.Строительно-монтажные, отладочные работыМонтаж устройств АРМ ДСП (человеко/дней)5205602800Монтаж устройств увязки ЛП (человеко/дней)402056022400Установка ПО АРМ ДСП (человеко/дней)10205605600Установка ПО ЛП (человеко/дней)10205605600Итого работ8960010. Авторский надзор (0,23% от работ)20611. Технический надзор (1% от работ)89612. Непредвиденные работы и затраты (1% от работ)896Итого работ91598

Таблица 4.3

Смета расходов№Наименование расходовРуб.1.Фонд заработной платы (ФЗП)915982.Начисления на ФЗП (40,5% от п.1)371003.Производственные расходы в том числе:командировочные1100вычислительная техника3300расходные материалы16504.Накладные расходы (15% от п.1)137405.Итого (п.п. 1,2,3,4)1484886.НДС (20% от п.5)296987.Итого (п.п. 5,6)1781868.Оборудование, соисполнители2226009.Всего (п.п. 7,8)400786в $ США14314

Единовременные инвестиционные вложения (капитальные вложения), на основе сметы расходов по внедрению системы Диалог - МС (табл.4.3), составят:


КО = 400786 руб.


4.3 Расчет абсолютной экономической эффективности


Экономическая эффективность от внедрения проекта выражается показателем (коэффициентом абсолютной эффективности) ЕР. Он определяется как отношение эффекта в виде экономии эксплуатационных расходов к единовременным капитальным затратам в основные и оборотные средства, вызвавших эту экономию, т.е. в рублях экономии на рубль капитальных вложений и эксплуатационных расходов или в процентах эффективности.

Одним из показателей соизмерения капитальных вложений и эксплуатационных расходов является срок окупаемости ТО. Полученный срок окупаемости в годах означает, что общая экономия эксплутационных расходов за Т лет становиться равной капитальным вложениям. Полученный фактический срок окупаемости следует сопоставить с нормой, требуемой заказчиком, инвестором ТНОРМ.

Определим коэффициент абсолютной экономической эффективности по формуле:


ЕР = R / КО , (4.14)


гдеR- суммарный прирост прибыли (п. 4.1.5), руб.;КО- капитальные вложения (п. 4.2.), руб.

ЕР = 220361 / 400786 = 0,55.

Коэффициент абсолютной экономической эффективности показывает максимально допустимый относительный уровень капитальных вложений по анализируемому проекту.

Срок окупаемости инвестиций, лет:


ТО = КО / R , (4.15)

ТО = 400786 / 220361 = 1,8 года.


Годовой экономический эффект от внедрения системы Диалог - МС с учетом налоговых отчислений от прибыли рассчитаем по формуле:


ЭГ = R (1 - a), (4.16)


гдеa- ставка налога на прибыль, принимаем 35 %.

ЭГ = 220361 (1 - 0,35) = 143235 руб.


Проект будет считаться экономически эффективным, если рассчитанное значение внутренней нормы доходности (ЕР) будет превышать значение нормы дисконта или заданную инвестором норму прибыли на капитал.


5. ОСВЕЩЕНИЕ СТАНЦИОННЫХ ПУТЕЙ КАК ФАКТОР БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА


.1 Роль освещения в создании безопасных условий труда


При оборудовании станции ЭЦ электромеханики СЦБ выполняют трудовые операции на путях и в служебных помещениях в разное время суток. При выполнении работ должны быть созданы условия для обеспечения безопасности труда. Большую роль в создании безопасных условий труда играет освещение производственных помещений и территорий. Поэтому рассмотрим вопрос освещения станционных путей.

Рациональное освещение производственных помещений и территорий - один из основных вопросов охраны труда. Хорошее освещение - это условие для снижения производственного травматизма, обеспечения высокопроизводительного труда и безопасности движения поездов.

От освещения зависит работоспособность глаз человека, которая определяется контрастной чувствительностью, остротой зрения, быстротой различения деталей, устойчивостью ясного видения.

Контрастной чувствительностью называется способность глаза различать минимальную разность в освещенностях (контраст) фона и деталей. Она повышается с увеличением яркости фона, но до известного предела, за которым яркость оказывает слепящее действие.

Слепящая яркость называется блескостью. Различают прямую и отраженную блескости. Источниками первой являются находящиеся в поле зрения самосветящиеся предметы: нить накала, зеркало прожектора и др. Отраженная блескость наблюдается, когда в поле зрения находятся гладкие полированные поверхности, отражающие свет.

Контраст между рассматриваемыми деталями и фоном определяется процентным отношением разности их яркостей к большей из них и оценивается как малый (до 20%), средний (до 50%) и большой (более 50%) контрасты. Кроме яркостей, на контрастную чувствительность влияют размеры рассматриваемых деталей. Способность глаз различать мелкие предметы называется остротой зрения. Она, так же как и контрастная чувствительность, увеличивается вместе с улучшением освещенности.

У лиц, не имеющих дефектов зрения, нормальная острота его достигается при 50 - 75лк. Напряженная зрительная работа при недостаточном освещении способствует развитию близорукости.

В производственных условиях часто необходимо различать детали за наикратчайшее время. Это обеспечивает быстрота различения деталей (скорость зрительного восприятия). Увеличение освещения позволяет различать детали в наименьшее время. Быстрота различения деталей возрастает даже при освещенности 1000 - 1200лк и более.

При работе, требующей напряженного рассматривания мелких предметов, постепенно развивается зрительное утомление.

Степень его обычно определяется состоянием устойчивости ясного видения. При пристальном рассматривании ясное отчетливое видение какого-либо мелкого предмета чередуется с неясным. Устойчивость ясного видения выражается отношением времени ясного видения ко всему времени рассматривания деталей - обычно 3 мин. Заметно повышается устойчивость ясного видения при уровне освещенности до 200лк (рис.5.1).

Хорошее освещение способствует повышению производительности труда и снижению усталости (рис.5.2). Превышение известных пределов освещенности может вызвать ослепление, отрицательно сказывающееся на работоспособности.

Электромеханики СЦБ выполняют трудовые операции на путях и в служебных помещениях в темное время суток в условиях различной освещенности. Их зрительный аппарат, переключаясь с одной освещенности на другую, приспосабливается каждый раз к иным условиям освещения. Это свойство глаза называется адаптацией. Различают адаптацию к темноте - при переходе от сильного освещения к слабому и к свету - при переходе от слабого освещения к сильному. Характер адаптации к низкой и высокой освещенности различен, но всегда в первый момент человек ничего не видит.

Процесс адаптации к темноте протекает длительнее, чем к свету, причем максимум чувствительности наступает через 50 - 60 мин, а наибольший рост ее происходит в течение первых 30 мин. Адаптация к свету наступает через 2 - 3 мин, но сильное ослепление вызывает раздражение и резь в глазах, головные боли, повреждение органов зрения. После адаптации к темноте даже небольшая яркость появившихся в поле зрения поверхностей вызывает ослепление.

В производственных условиях частая переадаптация, ослепление слишком ярким источником света утомляют глаза, снижают их защитные реакции - человек теряет контрастную чувствительность и остроту зрения. Это может привести к профессиональным заболеваниям и способствовать увеличению числа несчастных случаев. Поэтому необходимо на путях и в производственных помещениях обеспечить равномерное и рациональное освещение, постоянную и достаточную освещенность всех рабочих мест, устранить возможность частой переадаптации зрения.

Источник света, расположенный в поле зрения, оказывает вредное воздействие на зрительное восприятие исследуемого объекта. Величина такого воздействия зависит от углового положения источника относительно направления прямого видения. Наиболее целесообразнее расположение источника света по отношению к глазу является под углом более 50° от направления прямого видения. Источник яркого освещения, расположенный в нижней части поля зрения, особенно нарушает установившийся режим работы глаз.


5.2 Освещение территорий станций Основные требования


Установка наружного освещения на территории станции и путях значительно отличаются от таких установок в других отраслях. Освещение открытых территорий должно удовлетворять безопасности движения поездов и маневровых передвижений, обеспечивать хорошую видимость сигналов, безопасность пассажиров при посадке и высадке из вагонов, непрерывную и безопасную работу, охрану грузов. Установка наружного освещения должна обеспечивать:

нормируемую освещенность на различных участках станции, достаточную ее равномерность и постоянство без слепящего действия;

правильное направление светового потока, чтобы уменьшить тень от подвижного состава.

Существуют нормы освещенности открытых территорий, путей и искусственных сооружений на станциях.

Отношение наибольшей освещенности железнодорожных путей, площадок, дорог и подъездов к наименьшему значению освещенности, называется коэффициентом неравномерности освещения. Коэффициент неравномерности освещения не должен превышать 15:1.

Показатель ослепленности - это критерий оценки слепящего действия. На железнодорожных станциях показатель ослепленности не должен превышать Р=800.

Показатель ослепленности


Р = [ (1 + 0,45 ЕЗР / (q2 LФ))0,5 - 1] 1000, (5.1)


гдеР- показатель ослепленности;ЕЗР- освещенность на зрачке наблюдателя, лк;q- угол действия блеского источника, град;LФ- яркость фона, кд/м2.Освещенность на зрачке наблюдателя можно измерить или рассчитать, пользуясь кривой силы света светильника, по формуле:


ЕЗР = I sin3 a / l2 , (5.2)


гдеI- максимальная сила света светильника, кд;l- расстояние от светильника вдоль оси междупутья, на котором величина I имеет максимальное значение, м;a- направление максимальной силы света светильника.Расстояние

= (Н - hУЗ) tg a, (5.3)


гдеН- высота установки светильника над уровнем головки рельса, м;hУЗ- высота расположения глаз наблюдателя над уровнем головки рельса, м.Угол действия блеского источника


q = 90° - a . (5.4)


Яркость фона

Ф = Е r / p = 0,032 Е, (5.5)


гдеЕ- минимальная (или нормированная) освещенность на поверхности междупутья, которая обеспечивает осветительная установка (определяется по номограммам), лк;r- коэффициент отражения поверхности междупутья (принимается равным 0,1).По уравнению (5.1) определяется показатель ослепленности, значение которого сопоставляется с допустимым его значением РДОП = 800. Если Р больше РДОП, слепящее действие осветительной установки превышает допустимое, и рассматриваемый вариант размещения светильников отвергается. Ограничить слепящее действие осветительной установки можно нормированием защитного угла и минимально допустимой высоты расположения осветительных приборов над уровнем междупутий.

При использовании для освещения территорий прожекторов (с любым источником света) или наклонно расположенных осветительных приборов с ксеноновыми или галогенными лампами отношение å I / Н2 (å I - максимальная суммарная сила света осветительных приборов, установленных в одной световой точке - на одной мачте и посылающих световой поток в одном направлении, кд; Н - высота установки этих приборов над уровнем глаза наблюдателя, м) в зависимости от нормируемой освещенности не должно превышать следующих значений.

Направленность освещения для железнодорожных станций характеризуется коэффициентом gМ затенения междупутий.

Для одного междупутья (рис.5.3):


gМ = Х / (l - а), (5.6)


гдеХ = Х1 + Х¢1- ширина затененной части междупутья, м;l- расстояние между осями соседних путей, м;а- ширина колеи, м.Значение gМ снижается с увеличением высоты мачт Н и уменьшением числа путей между осветительными приборами. Наименьшее значение gМ имеет место при подвеске светильников над каждым междупутьем на гибких тросах (gМ = 0,21¸0,28).


5.3 Освещение станционных путей


Качество освещения зависит от способа его выполнения, конструкции осветительной установки, осветительных приборов, размещение их на территории, источников света.

В одном и том же способе освещения можно использовать различные опорные конструкции и типы осветительных приборов. От характеристики светораспределения последних зависит расстояние между конструкциями, что влияет на экономичность установки в целом. Выбирая способ освещения станции, нельзя ограничиться только технико-экономическими обоснованиями, следует учитывать:

характер путевого развития (число путей, наличие междупутий шириной 6,5 м или двух смежных по 5,3 м);

назначение парка или станции, определяющее нормируемые уровни освещенности;

вид тяги поездов;

конструкции подвески контактной сети (виды опор, жесткие или гибкие поперечины), определяющие возможность использования ее элементов для установки осветительных приборов.

Основной элемент освещения железнодорожной станции - конструкция для установки осветительных приборов. Она влияет на удобство обслуживания последних и выбор типа осветительного прибора (светильник, прожектор или их комбинация).

В зависимости от характера размещения осветительных приборов способы освещения путей делятся на три основных группы:группа - осветительные приборы дальнего действия размещены в ряд над междупутьями;группа - светильники размещены над осями путей и вдоль междупутий;группа - осветительные приборы дальнего действия (группы прожекторов, светильники с ксеноновыми, галогенными лампами) размещены на мачтах.


5.4 Источники света и осветительные приборы


Осветительный прибор - это устройство, состоящее из лампы или ламп и осветительной арматуры, предназначенной в основном для перераспределения светового потока и защиты глаз от слепящего воздействия. Осветительные приборы принять делить на две группы:

ближнего действия - светильники;

дальнего действия - прожекторы.

Основными светотехническими характеристиками осветительных приборов являются:

кривая силы света Ia(a);

коэффициент усиления кУ - отношение максимальной силы осветительного прибора IMAX (или силы света в данном направлении) к среднесферической силе света источника IСР.СФ. = ФЛ / 4 p;

защитный угол (для светильников) - угол, характеризующий зону, в пределах которой глаз наблюдателя защищен от прямого слепящего действия лампы;

угол рассеяния (для прожекторов); номинальный и полезный. Под номинальным углом рассеяния принято понимать ширину светового пучка, в пределах которого сила света снижается до 0,1IMAX. Полезным углом рассеяния называют угловую ширину пучка прожектора, в пределах которой обеспечивается необходимая освещенность для заданных условий применения прожекторов;

к.п.д. - коэффициент, показывающий, какую долю составляет световой поток осветительного прибора от светового потока установленной в нем лампы.

5.5 Расчет освещения электропривода


Рассчитаем освещенность электроприводов стрелок 4 и 6 (рис. 5.4), создаваемую консольным светильником РКУ с металлогалогенной лампой ДРИ - 250. Светильник установлен на опоре контактной сети на высоте 6,5 м.

Освещенность точки А горизонтальной плоскости:


ЕГ = 0,001 ФЛ Ia cos3a / (К Н2), (5.7)


гдеФЛ- световой поток лампы или ламп, установленных в светильнике, лм;Ia- сила света светильника для условной лампы со световым потоком 1000лм в направлении к расчетной точке под углом a от вертикали, кд;К- коэффициент запаса, принимаемый для светильников с лампами накаливания, равным 1,3 и с газоразрядными лампами - 1,5;Н- высота установки светильника.Для ламп ДРИ:

световой поток ФЛ = 18700лм (по табл. 7.4 [18]);

высота установки Н = 6,5 м;

коэффициент запаса К = 1,5;

силу света Ia будем определять по табл. 7.6 [18] в зависимости от угла a.

На разъездах, обгонных пунктах и на промежуточных станциях с малым объемом работы в пределах путевого развития нормируется наименьшая горизонтальная освещенность 1лк. Поэтому все наши расчеты будем сопоставлять с этой величиной.

Рассчитаем освещенность электропривода стрелки 4:

d1 = [(11,4 - 0,8)2 + 72]0,5 = 11,7 мa1 = d1 / Н = 11,7 / 6,5 = 1,8 ; a1 = 61°a1 = 0,4856 ; Ia1 = 88 кд

ЕГ1 = 0,001 * 18700 * 88 * 0,48563 / (1,5 * 6,52) = 2,97лк > 1лк


Рассчитаем освещенность электропривода стрелки 6:


d2 = [(1,6 - 0,8)2 + 132]0,5 @ 13 мa2 = d2 / Н = 13 / 6,5 = 2 ; a2 = 64°a2 = 0,4472 ; Ia2 = 82 кд

ЕГ2 = 0,001 * 18700 * 82 * 0,44723 / (1,5 * 6,52) = 2,16лк > 1лк


Вывод:

выбранный светильник РКУ с лампой ДРИ - 250 и место его установки удовлетворяет требуемому значению горизонтальной освещенности 1лк.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


На основании вышеизложенного видно, что внедрение на малой станции системы телеуправления Диалог - МС' выгодно, так как повышается пропускная способность данного участка, сокращается штат и повышается надёжность устройств. Кроме того, данная система телеуправления имеет малый срок окупаемости (1,8 года), а значит внедрение данной системы ещё и экономически эффективно.


ЛИТЕРАТУРА


1.Лисенков В.М., Шалягин Д.В., Матвеев В.Ф. Система диспетчерского управления ДЦУ-Е // Автоматика, телемеханика и связь. 1992 № 8. с. 4-8.

.Шалягин Д.В. Система диспетчерского управления ДЦУ-Е: Обеспечение безопасности движения поездов // Автоматика, телемеханика и связь. 1992 № 9. с. 17,18.

.Тарачев А.Ю., Хомченков А.А., Смирнов Д.В. Система диспетчерского управления ДЦУ-Е: Структура программного обеспечения центрального поста // Автоматика, телемеханика и связь. 1992 № 10. с. 4-6.

.Шалягин Д.В., Камнев В.А., Крылов А.Ю. Система диспетчерского управления ДЦУ-Е: Аппаратура линейного пункта // Автоматика, телемеханика и связь. 1992 № 12. с. 7-9.

.Шалягин Д.В., Камнев В.А., Крылов А.Ю. Проектирование системы ДЦ ДИАЛОГ// Автоматика, телемеханика и связь. 199 № с. 10-14.

.Шалягин Д.В., Емельянов А.В. Локальные сети в центрах диспетчерского управления движением поездов // Автоматика, телемеханика и связь. 199 № . с. 2-5.

.Паристый А.И., Кобринский В.И., Шалягин Д.В. Автоматизированный центр диспетчерского управления // Автоматика, телемеханика и связь. 1999 № 3. с. 18-23.

.Переборов А.С., Дрейман О.К., Кондратенко Л.Ф. Диспетчерская централизация. М.: Транспорт, 1989.

.Станционные системы автоматики и телемеханики / Под ред. В.В. Сапожникова. М.: Транспорт, 1997.

.Ошурков И.С., Баркаган Р.Р. Проектирование электрической централизации. М.: Транспорт, 1980.

.Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1990.

.Баженов Л.И., Жуков В.И., Ивенский И.М. Электрическая централизация. М.: Транспорт, 1989.

.Типовые решения 501-0-8/75. Схемы блочной электрической централизации малых станций ЭЦ-9. Москва, 1974.

.Ягудин Р.Ш. Надежность устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1989.

.Экономика железнодорожного транспорта: учебник для вузов ж.-д. трансп. / В.А. Дмитриев и др.; Под ред. В.А. Дмитриева. М.: Транспорт,1996.

.Методические указания по разработке экономической части дипломного проекта для студентов специальности 210700. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте специализации 210701. Автоматика и телемеханика. М.: РГОТУПС, 1998.

.Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 1990.

.Бузанов С.П., Харламов В.Ф. Охрана труда на железнодорожных станциях. М.: Транспорт, 1986.

.Дегтярев В.О., Корягин О.Г., Фирсанов Н.Н. Осветительные установки железнодорожных территорий. М.: Транспорт, 1987.



ВВЕДЕНИЕ На железнодорожном транспорте для управления движением поездов на станциях и перегонах широкое распространение получили системы диспетчерской це

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ