|
ЖДМ-online
• Информационная служба журнала <Железные дороги мира>
|
        |
|
|
|
Интеграция систем централизации
|
 |
|
Рис. 1. Структура
системы микропроцессорной централизации ESTW L90: |
Поскольку в системах МПЦ модули управления напольными устройствами EAM могут быть удалены от центрального постового оборудования, зоны действия постов МПЦ могут быть значительно увеличены даже без использования средств телеуправления. Это позволяет не только уменьшить штат персонала, но и способствует получению более полной информации о технологическом процессе, что дает возможность более быстро и рационально реагировать на возникающие нарушения.
В настоящее время прогресс в области средств связи и обработки данных создает условия для еще более сильной централизации управления перевозочным процессом. В качестве примера можно упомянуть расположенный в Мадриде центр управления движением поездов, зона действия которого охватывает всю высокоскоростную линию Мадрид- Севилья протяженностью 470 км. В Германии в ближайшие годы планируется в масштабах всей сети ввести централизованное управление движением поездов дальнего следования.
В будущем управление всей сетью железных дорог Германии (DBAG) и контроль за нею будут осуществляться из семи центров управления (BZ) при региональных железнодорожных дирекциях. На первом этапе BZ возьмут на себя задачи диспетчерского управления, которые прежде выполняли автоматизированные центры диспетчерского контроля. Благодаря непрерывному слежению за движением поездов и дальнейшему развитию программного обеспечения для краткосрочного планирования перевозочного процесса существенно повысятся скорость и качество диспетчерского регулирования. Однако в полной мере потенциал центров управления проявится только после того, как к ним будут технически подсоединены системы централизации и из центров управления можно будет напрямую (без использования телефонных переговоров, как это делается сейчас) воздействовать на перевозочный процесс. В результате будет создана непрерывная комплексная иерархическая система, охватывающая функции от диспетчерского регулирования до воздействия на элементы напольного оборудования (рис. 2).
 |
|
Рис. 2. Иерархическая
структура системы управления движением поездов: |
Прежние посты МПЦ будут преобразованы в местные распорядительные пункты центров управления и станут в нормальных условиях необслуживаемыми. Эксплуатационный персонал, ответственный за управление перевозочным процессом, будет все в большей мере концентрироваться в центрах управления.
В BZ сохранится разделение между задачами диспетчерского регулирования и оперативного управления. Автоматизированное регулирование работы линий, узлов и всей сети останется задачей поездных диспетчеров, в то время как за безопасность перевозочного процесса будут отвечать участковые диспетчеры. Такое разделение воспроизводится и в структуре технических средств. Устройства ручного дистанционного управления распорядительными пунктами объединяются в круги управления. BZ содержит несколько кругов управления, к каждому из которых подключено несколько местных распорядительных пунктов. Круги управления имеют интерфейсы для диспетчерского регулирования, однако они защищены от несанкционированного доступа средствами контроля безопасности (Security Translator, ST).
На рис. 3 показаны устройства, входящие в состав круга управления. Каждое рабочее место участкового диспетчера оборудовано как минимум восемью цветными мониторами с соответствующими приборами ввода информации (мышью и клавиатурой).
 |
Рис. 3. Аппаратное
обеспечение круга управления:
|
При этом пять мониторов закреплены за кругом управления. Вместе с компьютерами автоматизированного рабочего места APS они обеспечивают безопасное отображение детальной и обзорной информации о поездной ситуации. При помощи мыши диспетчер может воздействовать на системы микропроцессорной централизации, индикации номеров поездов и управления установкой маршрутов. Рабочие места оборудованы также приборами отображения данных и управления для диспетчерского регулирования и обмена информацией. Они электрически изолированы от основных устройств круга управления.
Система управления установкой маршрутов является частью центра управления. Центральные серверы ZZLO системы получают планы установки маршрутов и данные об изменениях в них от системы диспетчерского регулирования, после чего направляют эту информацию в соответствующие местные распорядительные пункты. Серверы ZZLO дают возможность участковому диспетчеру вносить изменения в планы установки маршрутов посредством таблицы занятия путей. Серверы системы индикации номеров поездов передают извещения об изменении поездной ситуации из местных распорядительных пунктов в систему диспетчерского регулирования и на рабочие места участковых диспетчеров.
В память центральной системы ведения документации ZDOK записываются извещения о ходе технологического процесса, нарушениях и изменении поездной ситуации, поступающие из местных распорядительных пунктов. При необходимости они могут быть выведены на мониторы АРМ участковых диспетчеров и распечатаны.
Для достижения уровня эксплуатационной готовности 99,95 %, заданного в технических требованиях для важнейших функций центра управления, системы APS, ZZLO и ZNS дублированы. Все компоненты круга управления соединены друг с другом посредством дублированной локальной сети. Устройство управления сетью NMmF позволяет контролировать все сетевые функции в круге управления и подключенных местных распорядительных пунктах.
Перед подключением к центру управления посты микропроцессорной централизации должны быть преобразованы в местные распорядительные пункты. За счет этого они должны получить возможность работать в необслуживаемом режиме, а также функционально, и в отношении интерфейсов соответствовать требованиям совместимости с центром управления. При этом удаленные устройства МПЦ в переоборудовании не нуждаются.
В местных распорядительных пунктах не требуется полноценная аппаратура рабочих мест диспетчеров. Их оборудуют упрощенным резервным рабочим местом для выполнения процедур ввода в эксплуатацию, проверки и поиска неисправностей. Это упрощенное рабочее место обеспечивает те же возможности управления, что и АРМ участковых диспетчеров в центре управления, и может быть временно занято при возникновении нарушений.
Каждый местный распорядительный пункт оборудован устройством индикации номеров поездов ZN и компьютером управления установкой маршрутов ZL (рис.4).
|
|
|
Рис. 4. Конфигурация
местного распорядительного пункта: |
В компьютер ZL из центра управления автоматически загружается план установки маршрутов, в котором записаны все перемещения поездов. На основе этого плана компьютер ZL автоматически устанавливает маршруты. Таким образом, при нормальном ходе перевозочного процесса ручное управление системой централизации не требуется.
В необслуживаемых помещениях не рекомендуют устанавливать механические печатающие устройства. Поэтому для протоколирования технологического процесса и регистрации нарушений в МПЦ, а также протоколирования поездной ситуации в устройстве индикации номеров поездов вместо принтеров используют электронные носители. Эта система хранения документации DOK регистрирует извещения от МПЦ и устройства индикации номеров поездов с соблюдением условия защиты от искажений. При необходимости возможны целенаправленное отображение и вывод на печать хранимой в системе DOK информации.
Между различными компонентами в местном распорядительном пункте и центре управления осуществляется интенсивный обмен информацией. Связь осуществляется через дублированную локальную сеть со звездообразной структурой.
Модуль извещения и ввода команд МЕМ системы МПЦ подключен к локальной сети через компьютер преобразования протокола РСС. Посредством этого нового интерфейса система МПЦ обменивается информацией с системами рабочих мест диспетчеров APS, индикации номеров поездов ZN, управления установкой маршрутов ZL и ведения документации DOK. Появление нового интерфейса и добавление новых функций требуют обновления программного обеспечения модулей МЕМ и SM. Одновременно с модернизацией программного обеспечения осуществляется замена аппаратного обеспечения компьютеров на более современное.
В результате централизации управления становится необходимым однозначно идентифицировать все объекты управления. Поскольку ранее системы МПЦ проектировали независимо друг от друга, идентификационные коды в некоторых случаях совпадают. Перед модернизацией должны быть проверены и при необходимости изменены все проектные данные. Эти изменения затронут также документацию на аппаратные средства и идентификационные таблички напольных устройств.
Передача данных между центром управления и местными распорядительными пунктами должна выполняться с очень высоким уровнем эксплуатационной готовности, которая может быть достигнута только при дублировании трактов передачи. Здесь возможны два разных технических решения.
Вдоль большинства основных железнодорожных линий DBAG проложены волоконно-оптические кабели. Передача данных между постовыми и удаленными устройствами МПЦ осуществляется через расположенные в этих кабелях световоды, которые зарезервированы для нужд СЦБ и недоступны другим пользователям.
Если в волоконно-оптических кабелях есть свободные волокна, то их можно использовать для соединения локальных сетей местного распорядительного пункта и круга управления через коммутаторы (рис.5,а).
|
|
|
Рис. 5. Способы
организации обмена информацией между центром управления и местным
распорядительным пунктом: |
По нормам Европейского комитета по электросвязи (CENELEC) это техническое решение следует рассматривать как закрытую систему передачи. Такая передача должна быть реализована с использованием защитного кода и дополнительных мер против ошибок передачи и отказов аппаратных средств. Особые меры по защите от несанкционированного доступа не требуются.
Для достижения достаточно высокой надежности соединения необходимы два независимых тракта передачи. Это означает, что пары световодов должны находиться в разных кабелях, которые проходят с разных сторон от железнодорожного пути или по разным трассам. Используемая аппаратура передачи требует установки примерно через каждые 30 км пунктов усиления или регенерации.
В настоящее время затраты на выделенные световоды весьма высоки, поэтому DBAG отдают предпочтение другому техническому решению, предусматривающему аренду каналов передачи в существующих сетях связи. В этом случае для обмена информацией центра управления с местным распорядительным пунктом необходимы два выделенных полнодуплексных канала со скоростью передачи 64 кбит/с (рис. 5, б). Оператор сети связи должен обеспечить независимость каналов друг от друга (применение разных комплектов аппаратных средств и раздельных кабельных трасс) и восстановление соединения в течение заданного усредненного промежутка времени в случае нарушений.
При таком техническом решении речь идет об общедоступной системе передачи, в которой необходимо использовать криптографические методы для защиты от несанкционированного доступа. Для этого в местах переходов между локальными сетями и общедоступной системой передачи размещают шлюзы обеспечения безопасности (Security Gateway, SG), которые выполняют шифрование данных перед передачей и последующую их дешифровку. При этом никаких изменений в передаче информации по локальной сети не требуется.
В круг управления включают по возможности системы МПЦ одного поставщика. При этом поставщик несет ответственность за организацию интерфейсов между центром управления и местными распорядительными пунктами.
Однако при реализации проекта строительства линии Кёльн- Рейн/Майн впервые было выдвинуто требование об управлении с одного рабочего места системами МПЦ фирм Siemens и Alcatel. Для его выполнения обе фирмы разработали технические требования к новому интерфейсу, которые определяют параметры передаваемых информационных телеграмм и соответствующие методы передачи. В них предусмотрены варианты для закрытых и общедоступных систем передачи.
После реализации этого интерфейса станет возможным подключение местных распорядительных пунктов фирмы Alcatel к кругу управления на базе техники фирмы Siemens и наоборот. Обе фирмы полагают, что DBAG примут этот интерфейс в качестве стандартного. Его применение станет обязательным для всех систем централизации, которые в будущем будут подключать к имеющемуся кругу управления.
При модернизации систем МПЦ следует исходить из того, что местные распорядительные пункты будут устраивать, как правило, в местах размещения существующих постов централизации. Для этого в центре управления и в местном распорядительном пункте будут устанавливаться новые компоненты без прерывания работы существующих устройств. Затем будет проверяться функциональная пригодность аппаратных средств и каналов передачи.
Одновременно могут быть составлены и проверены в испытательном центре новые проектные данные для модулей обеспечения безопасности SM и модуля извещения и ввода команд MEM, системы управления установкой маршрутов и интерфейса пользователя. В качестве альтернативы можно рассмотреть возможность проверки на месте с помощью резервного АРМ. В обоих случаях имитируется работа модулей управления напольными устройствами EAM и самих напольных устройств. После завершения всех проверок модули EAM в пробном режиме подключают к модулям обеспечения безопасности во время окна. Если это тестирование успешно завершено, проведено обучение персонала и подготовлены другие устройства, такие, как средства связи и наблюдения за переездами, то с минимальным перерывом в движении поездов осуществляется ввод системы в эксплуатацию. Для этого необходимо лишь переключить разъемы кабелей от модулей ЕАМ на новые модули обеспечения безопасности SM. С этого момента обслуживать МПЦ можно из центра управления. На последнем этапе переключают имеющиеся устройства индикации номеров поездов и управления установкой маршрутов к новым устройствам в местном распорядительном пункте.
Для эффективного диспетчерского регулирования перевозочного процесса необходимо сквозное слежение за движением поездов из центра управления. Для этого посты релейной централизации зачастую оборудуют устройствами индикации номеров поездов, которые передают информацию о движении поездов в центры диспетчерского контроля и позволяют выполнять диспетчерское регулирование на всей контролируемой линии. Однако при этом отсутствует возможность прямого оперативного вмешательства в зоне действия релейной централизации. Для выполнения этой задачи посты релейной централизации могут быть оборудованы средствами телеуправления. В частности, система телеуправления F L90 фирмы Alcatel имеет интерфейс параллельного соединения с системой релейной централизаци, и посредством дублированного последовательного интерфейса подключается к модулю МЕМ системы МПЦ. За счет этого становится возможным управление системой релейной централизации через МПЦ и распространение на нее функций слежения за поездами, управления установкой маршрутов и ведения документации.
Если в состав местного распорядительного пункта входит модуль МЕМ, то через него система релейной централизации интегрируется в центр управления. Естественно, могут быть устроены и такие местные распорядительные пункты, в зону действия которых входят только посты релейной централизации.
Для облегчения работы участкового диспетчера порядок управления системами релейной и микропроцессорной централизации должен быть по возможности одинаковым. Это требует реализации дополнительных функций (закрытия путей и т. д.) в программном обеспечении системы F L90. В результате система релейной централизации хотя и не получает того же уровня функциональности, что и МПЦ, но расхождения становятся достаточно несущественными.
Реализация концепции центров управления требует значительных усилий со стороны железных дорог и поставщиков железнодорожной техники. Создание системы диспетчерского регулирования в центрах управления поручено консорциуму BZ 2000, в который входят фирмы Alcatel, Siemens и Vosslou System-Technik.
Вновь заказанные системы МПЦ проектируют таким образом, чтобы они соответствовали требованиям взаимодействия с центрами управления. Переоборудование существующих систем МПЦ будет производиться в 2000- 2001 гг. Это мероприятие затрагивает большое число действующих систем и должно выполняться без нарушения перевозочного процесса.
S. Mura. Signal und Draht,
1999, N 11, S. 5- 9.
