Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
5 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ПОДВИЖНОГО СОСТАВА «ЛОТОС»
Система автоматического считывания информации с движущегося подвижного состава "Ло тос" используется в рамках информационно-уп равляющей системы станции Москва-Пассажир ская-Курская. Начиная с 1993 г., она находилась в опытной эксплуатации, а в мае 1994 переведена в постоянную.
Информационно-управляющая система, тех ническое задание на которую утверждено Глав ным управлением перевозок МПС, предназначе на для отображения в реальном масштабе времени поездного положения в Горьковском парке стан ции и на прилегающих участках. Конечной целью ее создания является обеспечение персонала служб управления перевозками и локомотивного хозяйства реальной оперативной информацией для принятия оптимальных решений при управ лении движением поездов.
Система состоит из идентификаторов тягового подвижного состава, пункта считывания инфор мации, средств управления считыванием, серве ра станции, автоматизированных рабочих мест ряда пользователей и средств увязки с устрой ствами электрической централизации стрелок и сигналов.
Структурная схема информационно-управля ющей системы представлена на листе 6.
Источником первичной информации о поездах являются идентификаторы головных вагонов элек тропоездов депо Железнодорожная, содержащие информацию о бортовых номерах каждого из них. В течение ряда лет такие же идентификаторы использовались на обращающихся на указанном участке пассажирских поездных локомотивах депо Москва-Техническая-Курская.
Пункт считывания установлен на дальнем уча стке приближения к станции первого главного пути перегона Кусково - Москва-Пассажирская-Курская. Благодаря увязке с устройствами БМРЦ отслеживается местонахождение поездов на уча стках приближения, станционных изолирован ных участках горловины и приемоотправочных путях.
Средства управления обеспечивают включе ние пункта считывания и съем информации с подвижного состава, разделение вагонов поезда и подсчет как физических объектов, так и количе ства осей в каждом из них, определение направ ления движения поезда. Кроме того, благодаря им исключается считывание движущихся по па раллельному пути объектов и радикально реша ется вопрос обеспечения электромагнитной со вместимости приемопередатчика системы считывания с посторонними радиоустройствами, средствами автоматики и электрооборудованием.
Сервер станции обеспечивает накопление нор мативной информации о движении поездов, обра ботку считанной информации, переход от борто вых номеров подвижного состава к графиковым номерам поездов, протоколирование выполнен ной станцией поездной работы с детализацией до времени прибытия и отправления поезда и номе ра приемоотправочного пути, распределение и вывод соответствующей информации на автома тизированные рабочие места пользователей.
Система была введена в постоянную эксплуа тацию решением начальника Московско-Курс кого отделения Московской дороги. На стадии разработки получено разрешение Государствен ной комиссии по радиочастотам на использова ние частотного диапазона для системы автома тического считывания информации. Установка идентификаторов на подвижном составе была санкционирована Московско-Курским отделени ем Московской дороги. Расположение напольно го считывающего устройства было согласовано с руководством станции Москва-Пассажирская-Курская, а его установка утверждена руковод ством отделения дороги. Увязка напольного счи тывающего устройства с рельсовой цепью утверждена службой сигнализации и связи Мос ковской дороги.
Проект увязки станционного сервера с БМРЦ разработан институтом «Мосжелдорпроект», а его применение разрешено Главным управлением сигнализации и связи.
Чертежи установки точечных путевых датчи ков на рельсе и блока формирования колесных импульсов в серийной путевой коробке согласо ваны Главным управлением путевого хозяйства и утверждены Главным управлением сигнализа ции и связи МПС.
5.1 Идентификаторы
Идентификатор представляет собой пассив ный режекторный фильтр, выполненный с уче том используемого для считывания сверхвысоко частотного спектра в виде отрезка прямоугольного волновода, одна сторона которого заканчивается короткозамкнутой стенкой, а другая переходит в приемопередающую рупорную антенну. На широких стенках волновода размещены на строенные на определенные частоты в соответ ствии с номером подвижного объекта резонаторы. Во избежание попадания внутрь идентификатора влаги и грязи, что может нарушить настройку резонаторов и исключить нормальную работу си стемы, открытый конец антенны закрыт радио прозрачной крышкой.
Идентификатор содержит 16 симметрично рас положенных резонаторов, что позволяет кодиро вать 8 десятичных знаков номера любого под вижного объекта, и размещается между тележками подвижного объекта на его продоль ной оси таким образом, чтобы раскрыв антенны был направлен в сторону колеи.
Первоначально идентификатор содержал диэ лектрический кожух и уплотнительную проклад ку между ним и крепежным фланцем. Однако практика показала, что под воздействием вибра ции и изменяющейся в широких пределах темпе ратуры нарушалась герметичность устройства. Поэтому от указанного технического решения при шлось отказаться и найти другое, более подходя щее для условий эксплуатации подвижного со става российских железных дорог. Стоимость оборудования подвижного объекта идентифика тором составляет 20 долл. США.
Снижение стоимости идентификатора имеет существенное экономическое значение при раз вертывании системы на железных дорогах, по скольку стоимость идентификатора является ре шающей составляющей капиталовложений в проект.
В нынешнем виде идентификатор стал необс луживаемым, что сократило затраты на его со держание, срок эксплуатации превышает время эксплуатации любого подвижного объекта. Так, выпущенные в середине восьмидесятых годов идентификаторы работают по сей день и, как показали измерения резонансных частот настрой ки резонаторов и анализ механической целостно сти изделий, они будут работать дальше.
Новая реализация идентификатора, выбор ме ста его размещения и исключение эксплуатаци онных затрат на содержание привели к тому, что оборудование подвижного объекта идентификаторами системы "Лотос" выгоднее по сравнению с аналогами систем "Пальма», а тем более "Amtech". Идентификатор "Лотоса11, наконец, представляет собой отливку из металла, а крышка выполнена из стеклотекстолита. Не вызывает никаких со мнений, что подобное устройство выдержит без каких бы то ни было отрицательных последствий как повышенные температуры в горячих цехах, например при оттаивании смерзшихся грузов в тепляках или при пропаривании цистерн, так и пониженные в условиях сибирских морозов на ветру. Иными словами, оно способно устойчиво работать в значительно более широком темпера турном диапазоне, чем указанные аналоги.
5.2 Напольное считывающее устройство
Напольное считывающее устройство работает в сантиметровом диапазоне радиоволн, причем излучаемая в открытое пространство мощность сигнала опроса идентификаторов не превышает единиц милливатта. Оно состоит из антенного блока, приемопередатчика, радиоэлек тронного блока, формирователя сообщения ФС о прошедшем поезде и блока питания БП.
Антенный блок размещается в колее и состоит из передающей и приемной рупорных антенн. Практика показала, что СВЧ сигнал боится толь ко воды, поэтому обтекатели антенн выполнены в форме, обеспечивающей отекание капель жидко сти с рабочей поверхности. Кроме того, предус мотрен обогрев О обтекателей в диапазоне темпе ратур от -5° до +5° С, позволяющий удалять с поверхностей антенн мокрый снег. Автоматичес кое включение и выключение обогрева обтекате лей антенн осуществляется по показаниям тер модатчика ТД.
СВЧ блок, состоящий из генератора Г опрос ного сигнала, синхронного приемника Пр и пред варительного усилителя информационных сигна лов ПУС, располагается в путевой коробке на обочине, что упрощает обслуживание и обеспечи вает требования охраны труда обслуживающего персонала.
СВЧ блок соединен с антенным блоком волно водом, а не кабелем, что уменьшает затухание полезного сигнала при передаче, а следователь но, и излучаемую мощность передатчика.
Радиоэлектронный блок может размещаться как в релейном шкафу, так и в расположенном поблизости капитальном помещении. Единственным ограничивающим условием является длина соединительного кабеля, которая не должна пре вышать 12 м. Радиоэлектронный блок обеспечи вает управление излучением, прием и обработку сигналов считывания в блоке БОС, их накопление в накопителе Н, формирование сообщения в бло ке ФС и передачу его по выбранному стыку в станционный сервер. В состав радиоэлектронного блока входит источник энергоснабжения всех вхо дящих в состав пункта считывания узлов и элек трообогрева обтекателей приемной и передаю щей антенн.
5.3 Организация управлением считыванием
Установке и эксплуатации напольного считы вающего устройства предшествовала разработка технических решений по синхронизации его ра боты от движущихся поездов. Прежде всего, ра диоэлектронный блок был увязан с рельсовой цепью, в пределах которой он расположен. Это позволило автоматически с помощью блока БВР переводить считывающее устройство из режима ожидания в рабочий, при занятии поездом рель совой цепи и обратно при ее освобождении. В рабочем режиме автоматически подается питаю щее напряжение в обеспечивающие считывание идентификаторов подвижных объектов цепи. Опыт показал, что для этой цели можно использовать также электронную рельсовую цепь наложения или укороченную на участках, не оборудованных рельсовыми цепями автоблокировки.
Далее в состав пункта считывания были вклю чены счетчики осей подвижных объектов, которые позволили определить направление движе ния поезда, включать излучение только в зоне расположения идентификатора каждого подвиж ного объекта, разделить объекты поезда при счи тывании и дать сигнал о не оборудованном иден тификатором объекте или с неисправным идентификатором. Последнее обстоятельство име ет исключительно важное значение с эксплуата ционной точки зрения, поскольку позволяет в сформированном сообщении дать оперативному персоналу станции приема полный состав поезда. В противном случае, что кстати имеет место в системе "Пальма", при отсутствии идентифика тора на вагоне последний никак не отражается в натурном листе поезда, и тот представляется в урезанном виде до прибытия на станцию. Даль нейшие проработки позволили не только пока зать количество физических единиц в каждом проследовавшем пункт считывания поезде, но и восстанавливать его номер до прибытия на стан цию. Разработан алгоритм восстановления нор мальной работы при сбоях в подсчете осей.
Включение передатчика пункта считывания только в зоне расположения идентификаторов подвижного состава, т. е. тогда, когда излучение экранируется металлическими конструкциями ло комотива или вагона, существенно улучшает элек тромагнитную обстановку в зоне считывающего устройства.
Каждый пункт считывания, таким образом, был дополнен двумя счетчиками осей, располо женными на равном расстоянии от приемной и передающей антенн. При этом в кривых участках датчики, фиксирующие прохождение осей, должны быть установлены на внешнем рельсе. Счет чики осей состоят из двух точечных путевых датчиков ТПД, объединенного блока формирова ния колесных импульсов ВФКИ и блока управле ния генератором БУГ считывающего устройства. Энергоснабжение счетчиков осей обеспечивается от источника питания радиоэлектронного блока, а модуль электронной схемы сопряжения счетчи ков встроен в радиоэлектронный блок,
5.5 Станционный сервер
Станционный сервер представляет собой пер сональный компьютер, связанный информацион ной сетью с пунктом считывания, источниками нормативной информации НСИ и пользователя ми. Кроме того, он через плату ввода дискретных сигналов ПВДС связан с контактами реле элект рической централизации станции БМРЦ, отобра жающими состояние рельсовых цепей, положе ние стрелок и показания сигналов.
В качестве нормативной информации для обеспечения управления перевозками использованы ежемесячный график ремонта тягового подвиж ного состава, из которого на каждый день теку щего месяца получается привязка бортовых но меров электропоездов к маршрутам и локомотивов к поездам дальнего следования, расписание дви жения поездов и ведомость занятия приемоотправочных путей станции.
Плановая привязка подвижного состава к по ездам вводится один раз и затем корректируется автоматически за исключением сбоев, информация о которых поступает с автоматизированного рабочего места дежурного по депо. Этот учет традиционно непрерывно выполняется в настоль ном журнале вручную, так что изменяется толь ко форма отображения, но отнюдь не ее содержа ние.
Расписание движения и ведомость занятия путей вводятся по мере перехода на новый сезон, оперативные изменения по телеграммам посту пают с АРМ графиста станции.
В качестве пользователей системы выступают дежурный по станции и дежурный по депо, при чем на станции установлено рулонное печатаю щее устройство, на которое выводится информа ция о времени прибытия и отправления поездов с указанием номера приемоотправочного пути по форме ДУ-2. На основании получаемого таким образом протокола выполненной станцией поезд ной работы в течение всего времени постоянной эксплуатации системы быстро разрешались все вопросы, связанные с разночтением диспетчерс ким аппаратом отделения дороги, а также отде лами управления перевозками и локомотивного хозяйства причин задержки поездов.
Кроме того, предусмотрено информационное табло, на которое выводятся сведения о номерах находящихся на участках приближения прибы вающих на станцию поездов, количестве вагонов в них и плановых путях их приема. На рабочее место дежурного по станции автоматически вы водится также информация о номерах прибыва ющих поездов по обороту с указанием времени отправления и станции назначения. На рабочем месте дежурного по депо предусмотрена, кроме того, привязка к номеру поезда бортового номера состава и номера маршрута, по которому он обра щается в текущие сутки.
Дополнительно сервер обслуживает информа ционный оперативный дисплей, на который выво дятся диагностические сообщения о состоянии ос новных узлов пункта считывания, в частности источника питания, генератора и приемника СВЧ блока, а также работоспособности счетчиков осей. Диагностическое сообщение выводится на опера ционный дисплей при подходе каждого поезда к пункту считывания. Таким образом, имеется воз можность для обслуживающего персонала полу чить информацию о работоспособности пункта счи тывания и в случае неисправности установить ее причину еще до прибытия на место повреждения.
В состав сервера входят сетевой фильтр СФ и источник бесперебойного питания ИБП, поскольку неоднократно наблюдались случаи кратковременного снятия напряжения в питающей сети станции и при переходе с одного питающего фидера на другой.
Считывающее устройство связано с сервером токовой петлей по паре кабеля связи со скорос тью передачи информации 600 бит/с через пре образователь стыка (ПС) ИРПС в стык КЗ 232 на входе компьютера, а пользователи - каналами межмашинного обмена.
Нет принципиальных трудностей для переда чи информации и прибытии и отправлении поез дов на рабочее место поездного диспетчера для автоматизированного построения графика испол ненного движения на участке.
5.6 Обслуживание системы, статистика сбоев и отказов
В процессе опытной эксплуатации разработан график технологического процесса обслуживания системы. Идентификаторы в обслуживании не нуждаются, а суммарные затраты времени на выполнение профилактических работ в пункте считывания не превышают 1 дня в месяц и сво дятся в основном к измерению контролируемых параметров устройств системы и плановой заме не электронных плат и кабелей.
Как показал опыт эксплуатации, при наличии полного комплекта ЗИП на каждом пункте счи тывания время восстановления при отказе не превышает 1 ч с момента прибытия электромеха ника на место повреждения.
Что касается счетчиков осей, то не реже 1 раза в квартал необходимы измерения напряже ния порога обнаружения колесного импульса и установка его оптимального значения. Измерения проводятся типовыми измерительными прибора ми электромеханика СЦБ или связи.
Плановая замена находящихся в круглосуточ ной работе электронных плат считывающего уст ройства и формирователя колесных импульсов должна производиться не реже, чем через два года.
Не реже одного раза в полгода должны заме няться коаксиальные кабели в СВЧ блоке, рабо тающие в условиях повышенной вибрации и ко лебаний температуры окружающей среды.
Отказов идентификаторов за время эксплуа тации отмечено не было.
Наиболее типичным повреждением считывающего устройства является перегорание предохранителей источника питания радиоэлектронного блока. За время эксплуатации системы произошло до десятка таких случаев.
Однажды весной имел место случай попада ния талой воды в соединяющие приемную и пе редающую антенны антенного блока с блоком СВЧ волноводы. После герметизации стыков де талей волноводного тракта подобного не наблю далось.
Как следствие некачественной пайки в поле вых условиях отмечен один случай нарушения работы СВЧ блока.
Дважды пришлось заменять выходившие из строя стабилизаторы напряжения + 12и~12Ви четыре раза стабилизатор напряжения +5 В.
Дважды выходил из строя изготовленный в 1995 г. опытный образец блока формирования колесных импульсов, при этом выгорели интегральные схемы одного из каналов. Отказов точечных путевых датчиков не наблюдалось. Круг лосуточная работа сервера также наложила от печаток на отказы технических средств системы. Дважды выходили из строя дисплеи системы и платы ввода-вывода информации в ПЭВМ, обес печивающие связь с пунктом считывания и пользо вателями, один раз источник бесперебойного пи тания Васk-ЦРЗ Рrо 280 и преобразователь стыка ИРПС/К5 232. За время постоянной эксплуата ции системы отказали более половины поэтов ввода дискретной информации платы 5600 фирмы "Octagon", отвечающей за увязку ПЭВМ с устройствами БМРЦ, причем половина портов вышла из строя практически одновременно, а остальные постепенно один за другим.
Практика показывает, что надежность серве ра должна быть повышена путем дублирования ПЭВМ и создания, как минимум, двухмашинного комплекса, работающего параллельно. В этом слу чае удастся исключить потери информации и повысить живучесть системы.
За время постоянной эксплуатации с мая 1994 по май 2001 г было считано более полумиллиона номеров подвижных объектов и подсчитано двумя счетчиками осей около 25 миллионов осей. Достоверность считывания составила при этом около 0,9998, а подсчета осей – около 0,99996. итоговая достоверность информации, полученной на одном пункте считывания, может быть оценена величиной порядка 0,9994, что, по мнению пользователей, вполне достаточно для управления перевозками. Следует заметить, что такой результат получен по сути дела на опытных образцах системы, так как в процессе эксплуатации во все практически изделия, кроме серийной аппаратуры, входящей в состав сервера, в полевых условиях вносились схемные и конструктивные изменения, что не могло не сказаться на качестве работы.
Если же на направлении установить несколь ко серийных пунктов считывания, работающих на общий сервер, то в условиях независимого характера сбоев в считывании номеров и подсче те осей при сравнении результатов есть все осно вания полагать, что итоговая достоверность ин формации о