станционное устройство маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Формула изобретения

Станционное устройство системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, состоящее из управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, соединенное контрольно-связующим устройством с управляющим вычислительным комплексом микропроцессорной централизации в каждом районе станции, оборудованном независимыми системами централизации, и аппаратуры радиоканала передачи данных и спутниковой навигации, отличающееся тем, что оно снабжено устройствами сбора данных, размещенными на постах электрической централизации, причем каждое устройство сбора данных содержит матрицу опроса, два управляющих контроллера и два коммутатора, выходы матрицы опроса соответственно подключены к входу каждого управляющего контроллера, выходы которых подключены соответственно к входам обоих коммутаторов, а каждое контрольно-связующее устройство содержит два управляющих контроллера, входы которых подключены к выходам соответствующего управляющего вычислительного комплекса, и два коммутатора, входы которых соединены с выходами управляющих контроллеров, а выход первого коммутатора каждого контрольно-связующего устройства и каждого устройства сбора данных соединены с входом первого коммутатора управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, выход второго коммутатора каждого устройства сбора данных и соответствующего контрольно-связующего устройства соединены с выходом второго коммутатора управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, выходы первого и второго коммутаторов которого соединены с входами первого и второго контроллеров, выходы которых через сетевой коммутатор подключены к приемопередатчику, приемнику радионавигационных сигналов, контроллеру-шлюзу для подключения внешних устройств и контроллерам рабочих мест оперативного и обслуживающего персонала станции, выходы первого и второго контроллеров подключены к устройству сравнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам автоматики и телемеханики и может быть использовано для управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте.

Известна система маневровой автоматической локомотивной сигнализации, состоящая из бортовой аппаратуры, станционного устройства и сервисного оборудования, предназначенного для проверки работоспособности, диагностики и выявления дефектов в бортовой аппаратуре и станционном устройстве, характеризующаяся тем, что станционное устройство включает управляющий вычислительный комплекс, который обеспечивает контроль поездной ситуации на основе данных, получаемых от устройств электрической централизации посредством контроллера сбора данных, обеспечивает взаимодействие с бортовой аппаратурой и сервисным оборудованием по цифровому радиоканалу, обеспечивает контроль поддержки радиосвязи с локомотивами и осуществляет контроль передвижения подвижных единиц, кроме этого, станционное устройство включает контроллер сбора данных, обеспечивающий сбор данных о состоянии объектов контроля путем циклического опроса и передачи этой информации на сервисное оборудование, при этом бортовая аппаратура включает бортовой контроллер, предназначенный для реализации всех функциональных возможностей бортовой аппаратуры, блок индикации, блок управления, блок переключателей, датчики импульсов и радиостанцию, принимающую информацию на процессорный модуль бортового контроллера и осуществляющую обмен информацией с радиостанцией, входящей в состав станционного устройства, и радиостанцией, входящей в состав сервисного оборудования, имеющего двухуровневую архитектуру, на верхнем из которых реализуются все функциональные возможности при проведении диагностики бортовой и станционной аппаратуры, а на нижнем располагаются пульт контроля бортовой аппаратуры и пульт контроля станционного устройства (RU № 2369509 B61L 27/04, 2007 г.)

Недостатками системы являются недостаточная степень автоматизации управления технологическими процессами на станции и недостаточная информативность для решения оптимизационных задач для маневровых диспетчеров и начальника станции.

Наиболее близким является устройство системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, интегрированной с микропроцессорной централизацией железнодорожной станции, состоящее из управляющего вычислительного комплекса системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, аппаратуры радиоканала передачи данных и средств спутниковой навигации, подключенных через соответствующие интерфейсы к управляющему вычислительному комплексу, согласно полезной модели, оснащено контрольно-связующим устройством, управляющим вычислительным комплексом микропроцессорной централизации, подключенным по локальной сети к персональному компьютеру автоматизированного рабочего места дежурного по станции, информационным табло, кнопкой останова локомотивов, размещенной на автоматизированном рабочем месте дежурного по станции, и контроллером управления, вход которого подключен через внутрисистемную локальную сеть к управляющему вычислительному комплексу системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, а выход контроллера управления и выход управляющего вычислительного комплекса микропроцессорной централизации через коммутатор соответственно подключены к информационному табло, причем кнопка останова локомотивов подключена посредством проводного интерфейса к управляющему вычислительному комплексу системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, при этом контрольно-связующее устройство отдельными каналами связи локальной сети соединено с выходом управляющего вычислительного комплекса микропроцессорной централизации и входом управляющего вычислительного комплекса системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации (RU 2011108016 A1, 02.03.2011 г.).

Недостатками известного устройства являются низкая отказоустойчивость и надежность средств интеграции микропроцессорной централизации (МПЦ) и маневровой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС), а также отсутствие автоматизированных решений при реализации сквозных маршрутов между зонами с различными централизациями.

Технический результат заключается в повышении эффективности и безопасности управления технологическими процессами на железнодорожной станции или на узле путем формирования сквозных маршрутов между различными видами электрических централизации на базе единой модели путевого развития станции и контролем маневровых перемещений в зонах с нецентрализованными стрелками, а также в повышении отказоустойчивости средств интеграции с различными типами централизации стрелок и сигналов.

Технический результат достигается тем, что станционное устройство системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации, состоящее из управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, соединенное контрольно-связующим устройством с управляющим вычислительным комплексом микропроцессорной централизации в каждом районе станции, оборудованном независимыми системами централизации, и аппаратуры радиоканала передачи данных и спутниковой навигации, согласно изобретению, снабжено устройствами сбора данных, размещенными на постах электрической централизации, причем каждое устройство сбора данных содержит матрицу опроса, два управляющих контроллера и два коммутатора, выходы матрицы опроса соответственно подключены к входу каждого управляющего контроллера, выходы которых подключены к входам обоих коммутаторов, а каждое контрольно-связующее устройство содержит два управляющих контроллера, входы которых подключены к выходам соответствующего управляющего вычислительного комплекса, и два коммутатора, входы которых соединены с выходами управляющих контроллеров, а выходы первого коммутатора каждого контрольно-связующего устройства и каждого устройства сбора данных соединены с входом первого коммутатора управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, выход второго коммутатора каждого устройства сбора данных и соответствующего контрольно-связующего устройства соединены с выходом второго коммутатора управляющего вычислительного комплекса станционных устройств маневровой автоматической локомотивной сигнализации, выходы первого и второго коммутаторов которого соединены с входами первого и второго контроллеров, выходы которых подключены к сетевому коммутатору, подключенному к приемопередатчикам, приемнику радионавигационных сигналов, контроллеру-шлюзу для подключения внешних устройств и контроллерам рабочих мест оперативного и обслуживающего персонала станции, выходы первого и второго контроллеров подключены к устройству сравнения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема станционного устройства; на фиг.2 - алгоритм программы концентратора поля зоны контроля и управления системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС).

Станционное устройство системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации состоит из управляющего вычислительного комплекса 1 станционных устройств МАЛС и аппаратуры 2 радиоканала передачи данных и спутниковой навигации. Управляющий вычислительный комплекс 1 станционных устройств МАЛС соединен контрольно-связующим устройством 3 с управляющим вычислительным комплексом 4 микропроцессорной централизации в каждом районе станции, оборудованном независимыми системами централизации. Станционное устройство снабжено устройствами 5 сбора данных, размещенными на постах 6 электрической централизации. Причем каждое устройство 5 сбора данных содержит релейную матрицу 7 опроса, два управляющих контроллера 8 и два коммутатора 9. Выходы матрицы опроса 7 соответственно подключены к входу каждого управляющего контроллера 8. Выходы управляющего контроллера 8 подключены соответственно к входам обоих коммутаторов 9.

Каждое контрольно-связующее устройство 3 содержит два управляющих контроллера 10, входы которых подключены к выходам соответствующего управляющего вычислительного комплекса 4, и два коммутатора 11, входы которых соединены с выходами управляющих контроллеров 10. Выходы первых коммутаторов 11 и 9 каждого контрольно-связующего устройства 3 и каждого устройства 5 сбора данных соединены с входами первого коммутатора 12 управляющего вычислительного комплекса 1 станционных устройств МАЛС. Выход вторых коммутаторов 11 и 9 каждого контрольно-связующего устройства 3 и устройства 5 сбора данных и соединены с выходом второго коммутатора 12 управляющего вычислительного комплекса 1 станционных устройств МАЛС.

Выходы коммутаторов 12 управляющего вычислительного комплекса 1 станционных устройств МАЛС соединены с входами первого и второго контроллеров 13, соответствующие выходы которых подключены через сетевой коммутатор 14 к приемопередатчикам 15 аппаратуры 2 радиоканала передачи данных и спутниковой навигации, к приемнику радионавигационных сигналов 16, к контроллеру-шлюзу 17 для подключения внешних устройств и контроллерам 18 рабочих мест оперативного и обслуживающего персонала станции.

Выходы первого и второго контроллеров 13 управляющего вычислительного комплекса 1 подключены к устройству 19 сравнения.

Станционное устройство системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации работает следующим образом.

Информационное взаимодействие между системами микропроцессорной централизация (МПЦ) и маневровой автоматической локомотивной сигнализации осуществляется через контрольно-связующее устройство 3, осуществляющее функции передачи и разделения информационного пространства интегрированных систем. Увязка МПЦ с управляющим вычислительным комплексом 1 системы МАЛС предназначена для обеспечения передачи сигналов телесигнализации о состоянии устройств сигнализации, централизации и блокировки (ЭЦ) на станции и прилегающих к станции перегонах в станционную аппаратуру МАЛС.

Информация от управляющего вычислительного комплекса 4 средств микропроцессорной централизации (МПЦ 20) в контрольно-связующее устройство 3 поступает по трем независимым каналам связи с использованием интерфейса RS-422. Ввод информации в управляющий вычислительный комплекс 1 МАЛС осуществляется по каналам Ethernet. Выходы первого и второго комплектов управляющего контроллера 10 контрольно-связующего устройства 3 увязаны по каналу Ethernet с входами каждого комплекта сетевых коммутаторов 11 контрольно-связующего устройства 3. Вход первого сетевого коммутатора 12 управляющего вычислительного комплекса 1 по каналу Ethernet увязывается с выходом первого сетевого коммутатора 11 контрольно-связующего устройства 3. Вход второго сетевого коммутатора 12 управляющего вычислительного комплекса 1 по каналу Ethernet увязывается с выходом второго сетевого коммутатора 11 контрольно-связующего устройства. 3. Входы первого и второго управляющих контроллеров 13 управляющего вычислительного комплекса 1 системы МАЛС увязаны по каналу Ethernet с каждым выходом первого и второго комплекта сетевых коммутаторов 12.

Передача информации осуществляется от контрольно-связующего устройства 3 циклически с периодичностью в 1 секунду в первый и второй управляющего контроллера 13 управляющего вычислительного комплекса 1 МАЛС. При правильном приеме пакета информации управляющий вычислительный комплекс 1 МАЛС передает в первый и второй управляющие контроллеры 10 контрольно-связующего устройства 3 сигнал квитирования. При сбое, когда сигнал квитирования отсутствует, пакет информации передается повторно. Отсутствие информационного обмена в течение 3 циклов подряд воспринимается управляющим вычислительным комплексом 1 МАЛС, как отказ связи. Выходы управляющих контроллеров 13 соединены по каналам RS232 с входом устройства 19 сравнения станционного. Выход устройства 19 сравнения станционного соединен электрическим интерфейсом со входом приемопередатчика 15. Если информация, полученная по двум каналам от контрольно-связующего устройства 3, хотя бы одним из управляющих контроллеров 13 управляющего вычислительного комплекса 1, не совпадает, то передача посылки повторяется. Если совпадение по двум каналам информации не восстанавливается, то устройство 19 сравнения станционное фиксирует рассогласование работы каналов.

При рассогласовании данных, сформированных управляющими контроллерами 13, устройство сравнения станционное 19 обеспечивается автоматическое отключение интерфейса RS232 между первым управляющим контроллером 13 и приемопередатчиком 15 аппаратуры радиоканала передачи данных 2. Таким образом, осуществляется блокирование передачи маршрутных заданий на бортовую аппаратуру системы МАЛС с автоматической остановкой локомотива.

Выход из строя одного из контроллеров 10 контрольно-связующего устройства 3 или одного из внешних каналов Ethernet (одного из коммутаторов 11 или 12) не приведет к блокированию средствами устройства 19 сравнения передачи данных о маршрутном задании через приемо-передатчик 15 радиоканала 2 передачи данных.

Функционирование управляющего вычислительного комплекса 1 обеспечивается внутренней локальной сетью Ethernet на базе сетевого коммутатора 14, объединяющего выходы устройств спутниковой навигации 16, первого и второго управляющих контролеров 13, контроллера-шлюза 17 для увязки с внешними системами по каналам сети передачи данных железнодорожного транспорта, автоматизированных рабочих мест 18, приемопередатчика 15 радиоканала 2 передачи данных.

Внутренняя локальная сеть обеспечивает:

- взаимодействие устройств управляющего вычислительного комплекса 1, автоматизированных рабочих мест системы 18, приемопередатчика радиоканала передачи данных 15, средств спутниковой навигации 16;

- передачу диагностических сообщений с выходов вышеперечисленных устройств 1, 15, 16 и 18 через контроллер-шлюз 17 во внешние системы.

Информационное взаимодействие между устройствами релейной централизации и управляющим вычислительным комплексом 1 МАЛС осуществляется посредством контроллеров 8 устройств 5 сбора данных. Устройства 5 сбора данных и управляющий вычислительный комплекс 4 обеспечивают сбор данных о состоянии объектов контроля - исполнительных устройств - реле ЭЦ на постах 6 путем циклического опроса. В состав устройства 5 сбора данных входят: распределенная матрица опроса 7 (РМО 7), первый и второй управляющие контроллеры 8, работающие синхронно, первый и второй сетевые коммутаторы 9. Ввод данных от реле ЭЦ в распределенную матрицу опроса 7 осуществляется с использованием фронтового и тылового контактов реле через устройства гальванической развязки, входящее в состав РМО 7. Ввод информации в управляющий вычислительный комплекс 1 МАЛС осуществляется по независимым каналам Ethernet.

Входы первого и второго управляющих контроллеров 8 устройств сбора данных 5 соединены с выходами релейной матрицы 7 опроса проводными интерфейсами. РМО 7 состоит из контактов реле электрической централизации и устройств развязки. Опрос контактов реле на постах 6 организован по каналам IN и OUT. Каждый управляющий контроллер 8 подает сигнал поочередно на каждый OUT РМО 7 и считывает состояние каналов IN. Состояние реле электрической централизации с отдельных тройников, включенных в схему РМО 7, по проводным каналам передается на входы первого и второго управляющих контроллеров 8.

Выходы первого и второго управляющих контроллеров 8 устройств 5 сбора данных увязаны по каналу Ethernet с входом каждого (первого и второго) сетевого коммутатора 9. Вход первого и второго сетевого коммутатора 12 управляющего вычислительного комплекса 1 по каналу Ethernet увязывается с выходом первого и второго сетевого коммутатора 9 соответственно. При правильном приеме пакета информации управляющий вычислительный комплекс 1 МАЛС передает в первый и второй управляющий контроллер 8 устройств 5 сбора данных сигнал квитирования. При сбое, когда сигнал квитирования отсутствует, пакет информации передается повторно. Отсутствие информационного обмена в течение 3 циклов подряд воспринимается управляющим вычислительным комплексом 1 МАЛС как отказ связи.

Если информация, полученная по двум каналам от управляющих контроллеров 8 устройств 5 сбора данных хотя бы одним из комплектов управляющих контроллеров 13 управляющего вычислительного комплекса 1, не совпадает, то передача посылки повторяется.

Если совпадение по двум каналам информации не восстанавливается, то устройство 19 сравнения станционное фиксирует рассогласование работы каналов. При рассогласовании управляющим вычислительным комплексом 1 посредством устройства 19 сравнения станционного обеспечивается автоматическое блокирование передачи маршрутных заданий в приемопередатчик 15 радиоканала 2 передачи данных и далее на бортовую аппаратуру системы МАЛС с автоматической остановкой локомотива.

Выход из строя одного из контроллеров 8 устройств 5 сбора данных или одного из каналов Ethernet не приведет к блокированию передачи данных о маршрутном задании на бортовую аппаратуру системы МАЛС через радиоканал 2 передачи данных.

При создании системы МАЛС на крупной станции или на железнодорожном узле, каждый район которой оборудован своей системой централизации, создается распределенная структура сбора поездной информации, включающая ряд контрольно-связующих устройств 3, по одному для каждой зоны, и ряд устройств 5 сбора данных, по одному для каждого района релейной централизации с независимым постом.

Для организации управления маневровыми локомотивами на станции, в том числе по сквозным маршрутам, охватывающим несколько зон централизации, в контроллерах управления УВК СУ МАЛС создается программа концентратора поля зоны контроля и управления системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации (алгоритм программы представлен на фиг.2). В соответствии с алгоритмом программа синхронизирует по времени поступающую от контрольно-связующих устройств 3 и устройств 5 сбора данных информацию с проверкой зависимостей на стыках зон централизации и по каждому циклу формирует маршрутное задание для локомотивов.

Модуль программы концентратора поля содержится в программе управляющих контроллеров 13 и формирует единую модель путевого развития зоны контроля и управления системы МАЛС. Управляющий вычислительный комплекс 1 системы МАЛС автоматически по полученным маршрутным заданиям от локальных электрических централизации станции и по данным единой модели путевого развития формирует для определенного локомотива, оборудованного бортовой аппаратурой МАЛС, сквозные маршруты и передает их на бортовые устройства МАЛС через радиоканал 2 передачи данных. Данные единой цифровой модели путевого развития в виде плана станции передаются на автоматизированные рабочие места 18 системы МАЛС.

Эффективность станционного устройства заключается в автоматизации формирования сквозных маршрутов на станции и узлах с различными системами централизации, контроле со стороны станционных устройств системы МАЛС за выполнением маневровыми локомотивами, оборудованными бортовой аппаратурой МАЛС, маневровых перемещений при выполнении сквозного маршрута, а также маршрута в зоне с нецентрализованными стрелками, а также в повышении отказоустойчивости информационного обмена между различными системами централизации и управляющего вычислительного комплекса системы МАЛС.