Системы диспетчерской централизации

2.1. Автоматизированная система диспетчерского
управления "Диалог"

2.1.1. Назначение и функции

Система "Диалог" является диспетчерской централизацией нового поколения и предназначена для управления движением поездов на одно-, двух- и многопутных участках железнодорожных линий, в том числе и высокоскоростных, а также управления объектами энергоснабжения железных дорог и контроля специализированного подвижного состава.

Устройство системы "Диалог" функционально включает в себя современную систему телемеханики с дуплексным или полудуплексным высокоскоростным обменом информацией между центральным (распорядительным) постом и линейными (исполнительными или контролируемыми) пунктами. Система "Диалог" выполняет следующие функции:
● непрерывный контроль поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров, индексов поездов, их ходовых качеств и других данных в реальном масштабе времени;
● автоматическое управление движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графика (задание маршрутов на станциях, управление стрелками, светофорами, объектами энергоснабжения и др.);
● прогнозирование возможного отклонения от заданного графика движения поездов и выдачу рекомендаций диспетчеру (в режиме "советчика") о необходимых мерах по предотвращению этого отклонения, оптимизации управления движением поездов на участке при отклонениях от заданного графика с выходом на регулярный график;
● отображение и документирование исполненного графика движения, действий диспетчера по управлению движением поездов и информации, вырабатываемой в автоматическом режиме;
● отображение прогнозируемого или регулярного графика движения поездов на заданный период времени;
● контроль и отображение (при необходимости и регистрация) состояния путевых объектов, энергообъектов и подвижных единиц в объеме, обеспечиваемом средствами автоматики на участке;
● передачу ответственных команд на линейные пункты;
● возможность работы в автоматическом, полуавтоматическом (система вырабатывает "совет" диспетчеру о каждой операции, решение принимает диспетчер) и ручном режимах. в ручном режиме все действия по формированию команд выполняет диспетчер, система только выполняет приказы и осуществляет сбор информации, её обработку и регистрацию;
● обмен информацией с устройствами системы "Диалог" соседних участков, автоматизированной системой оперативного управления перевозками (АСОУП) и другими информационными системами транспорта верхнего уровня;
● сбор диагностической информации о техническом состоянии средств системы, каналов передачи информации, устройств автоматики на перегонах и станциях, которая выдается на АРМ дежурного инженера службы сигнализации, централизации и блокировки, на резервные пульты линейных пунктов, на АРМ поездного диспетчера (с различной степенью детализации);
● перевод устройств линейного пункта в режим автодействия (по команде с центрального поста или при отказе канала связи), на режимы резервного или сезонного управления, на управление маневровой работой с местного пульта (маневровой колонки);
● сбор и предварительную обработку информации от путевых устройств контроля состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК, КТСМ и др.);
● сбор и обработку информации о состоянии устройств контактной сети и энергоснабжения, отображение этой информации на АРМ энергодиспетчера, управление с него устройствами энергосети на участке;
● отображение информации о передвижениях локомотивов и пригородных поездов на участке, рефрижераторного и другого специализированного подвижного состава с выдачей этой информации на АРМ локомотивного (вагонного) диспетчера и в АСОУП;
● выдачу номеров пассажирских поездов и времени их прибытия (отправления) в информационные системы обслуживания пассажиров.

2.1.2. Технические характеристики

Система "Диалог" имеет следующие технические характеристики:
– количество линейных пунктов на участке диспетчерского управления до 127;
– количество объектов управления на одном линейном пункте до 264 (в том числе безопасных 44. безопасным называется такой выход, управляющий сигнал на котором не появится в случае любых отказов технических средств системы);
– количество двухпозиционных объектов контроля до 14336;
– среднее время цикла опроса линейных пунктов участка 5 с;
– время передачи одной команды телеуправления до 0,05 с;
– время реакции системы на запрос диспетчера до 5 с;
– время обновления отображаемой поездной ситуации до 5 с;
– время разработки предложения по оптимизации графика и устранения конфликтов до 60 с;
– время решения оптимизационной задачи по разработке измененного плана-графика движения поездов до 5 мин;
– скорость передачи информации в каналах телеуправления и телесигнализации до 2400 бит/с;
– вероятность искажения элемента сообщения в каналах телеуправления и телесигнализации не более 10 ^-4;
– вероятность трансформации сообщения телеуправления или телесигнализации в другое разрешенное не более 10 ^-15;
– вероятность необнаруживаемой потери сообщения телеуправления или телесигнализации не более 10 ^-16;
– способ передачи информации телеуправления и телесигнализации циклический;
– число каналов телеуправления – один;
– число каналов телесигнализации – один.

2.1.3. Структура

Система "Диалог" состоит из устройств центрального поста (ЦП), устройств линейных пунктов (ЛП) и каналообразующей аппаратуры. Аппаратура ЦП включает персональные микроЭВМ, устройства ввода и отображения информации, устройства регистрации информации. Перечисленные устройства образуют автоматизированное рабочее место поездного диспетчера (АРМ ДНЦ). Кроме того, на ЦП могут устанавливаться АРМ энергодиспетчера, локомотивного диспетчера, дежурного инженера службы сигнализации, централизации и блокировки. Все АРМ объединяются в информационную сеть. Совокупность АРМ центрального поста одного или нескольких участков, объединенных вместе, представляет собой автоматизированный центр диспетчерского управления (АЦДУ) соответственно участка, региона, отделения или дороги в целом. Структурная схема АРМ ДНЦ системы "Диалог" представлена на рис. 1, где для связи ЦП с ЛП системы "Диалог" используются модемы канала передачи информации (Модем).
На рис. 2 показана структурная схема АРМ дежурного инженера службы сигнализации, централизации и блокировки. Аппаратура ЛП включает специализированную управляющую безопасную микроЭВМ (БМ-1602), устройства ввода и отображения информации, безопасные интерфейсные элементы увязки с исполнительными и контролируемыми элементами устройств автоматики на станциях и перегонах. БМ-1602 имеет модульный принцип построения. В корпусе микроЭВМ устанавливаются два блока питания, дублированный процессорный модуль со схемой запуска и контроля, интерфейсные модули. В зависимости от количества команд ТУ и ТС для конкретной станции в корпусе БМ-1602 могут устанавливаться до 15 интерфейсных модулей.

Рис. 1. Структурная схема АРМ ДНЦ системы "Диалог"

Рис. 2. Структурная схема АРМ дежурного инженера службы сигнализации, централизации и блокировки

Место их установки определяется при проектировании и задается адресной настройкой. К интерфейсным относятся модули токовых выходов Т, а также модули дискретных входов I, аналоговых входов А и дискретных выходов управления О. На рис. 3 изображён каркас безопасной управляющей микроЭВМ типа БМ-1602 и его комплектация. Подключение внешних устройств контроля, управления и питания к БМ-1602 осуществляется с лицевой стороны. Соединение модулей между собой осуществляется посредством объединительной платы с двухсторонним печатным монтажом. На станциях могут дополнительно устанавливаться АРМ дежурных по станции, связанные с устройствами ЛП.

Рис. 3. Каркас управляющей безопасной микроЭВМ типа БМ-1602: КР – крейт (конструктив) безопасной управляющей микроЭВМ; БП1(БП2) – основной и резервный блоки питания; В – вентиляторный блок; Р1(Р2) – идентичные первый и второй модули центральных процессоров; Z – модуль запуска и контроля; М – модуль модема; Т – модуль токовых выходов; I – модуль дискретных входов;
О – модуль дискретных выходов; А – модуль аналоговых входов

2.1.4. Структурная схема комплекса безопасной
микропроцессорной БМ-1602

Специализированная управляющая безопасная микроЭВМ типа БМ-1602 предназначена для сбора информации о состоянии двухпозиционных объектов контроля, её обработки, а также управления двухпозиционными объектами управления и обмена информацией с устройствами центра управления. Управление объектами особой важности осуществляется с соблюдением требований безопасности, т. е. с исключением воздействия на них управляющих сигналов в случае отказа технических средств.

БМ-1602 выполнена с защитой от появления необнаруживаемых отказов для обеспечения безопасности движения поездов. Состоит из двух идентичных комплектов, работающих синхронно от одного генератора тактовых импульсов с общими цепями синхронизации, первоначального запуска и повторного перезапуска. Для повышения надёжности возможно использование двух БМ-1602 (основной и резервной) для организации двойной дублированной структуры. Структурная схема комплекса безопасной микропроцессорной БМ-1602 показана на рис. 4.

 

Рис. 4. Структурная схема комплекса безопасной микропроцессорной БМ-1602

 

На рис. 4 ИМ1...ИМ10 – интерфейсные модули; ГТИ (К1810ВГ86) – системный генератор тактовых импульсов f = 3,3 МГц; ФТИ – формирователь тактовых импульсов, обеспечивает работу всех устройств; СхП – схема перезапуска (для первоначального запуска всех устройств при включении и перезапуска при сбоях); СС – схема сравнения контролируемых сигналов (дублированная) отвечает требованиям защиты от опасных отказов, вырабатывает специальный сигнал управления интерфейсным модулям при выполнении функций, связанных с обеспечением безопасности движения поездов; ЦП (К1810ВМ86) – центральный 16-разрядный процессор; ФШ – формирователь внутренних шин: шины данных (ШД) и шины адреса (ША); ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; ДША – дешифратор адреса для управления элементами модуля ЦП; ТП – системный таймер (К1810ВИ53); КП – контроллер прерываний (К1810ВН59); СТ – схема временного контроля (защита от зависаний); СИ – схема индикации состояний; СК – системный контроллер (К1810ВГ88); СВК – схема встроенного контроля контролирует работу процессора, интерфейсных модулей и вырабатывает сигнал контроля, соответствующий текущему состоянию устройств; ФСШ – формирователь системной шины образует сигналы адреса, данных и управления шины SB16 для интерфейсных модулей; SB16x2 – дублированная системная шина образуется двумя шинами SB16 от Р1 и Р2.

Рассмотрим работу БМ-1602 на структурном уровне. В каждом процессоре Р1 (Р2) сигналы со всех выходов и шины данных поступают на схему встроенного контроля (СВК), которая формирует общий контрольный сигнал А. Этот сигнал поступает в модуль запуска и контроля Z, где сравнивается с аналогичным сигналом В, поступающим от второго модуля центрального процессора Р2. При положительном результате сравнения этих сигналов, т. е. при их синхронности и синфазности, схема сравнения СС вырабатывает управляющий сигнал VF частотой 83 кГц, поступающий в интерфейсные модули (ИМ1... ИМ10) и разрешающий им выполнять функции, связанные с обеспечением безопасности движения поездов. При появлении неравнозначности в сигналах схема переходит в защитное состояние, в котором выполняются функции, не связанные с безопасностью движения поездов. При включении питания схема перезапуска (СхП) формирует импульс общего сброса, который приводит схему в исходное состояние.

2.1.5. Устройство и работа составных частей БМ-1602

Модуль запуска и контроля. Структурная схема модуля запуска и контроля представлена на рис. 5.

Модуль запуска и контроля Z включает в себя схемы формирования тактовых импульсов, обеспечивающих работу и синхронизацию всех узлов БМ-1602 (ГТИ и Д); схемы первоначального запуска СЗ при возникновении сбоя в работе (рассогласовании двух комплектов), а также дублированную схему сравнения (СС1 и СС2) контрольных сигналов А и В, поступающих от двух процессорных модулей Р1 и Р2, с фиксацией их рассогласования. Генератор тактовых импульсов ГТИ построен на микросхеме К1810ГФ84. Частота импульсов (10 МГц) стабилизирована кварцевым резонатором. С помощью делителя частоты Д формируются тактовые импульсы, необходимые для работы всех узлов БМ-1602, в том числе с частотой 83 кГц для схемы контроля. Схема первоначального запуска СЗ построена на микросхеме 1533АГ3, осуществляющей временную задержку для установления нормативных значений напряжения питания и формирующей импульс полного сброса процессорных и интерфейсных модулей и модемов. Аналогичное построение имеет схема перезапуска СПЗ при сбоях, которая включается сигналом от схемы формирования сигнала запуска ZAP1 или от сигнала сброса от модуля центрального процессора Р1 (Р2). Схема формирования сигнала запуска первых каскадов схемы сравнения ZAP1 построена на двух счетчиках К555ИЕ5, один из которых используется для счета числа перезапусков. При этом допускается до 8 перезапусков подряд, если при этом работа схемы восстановилась, то счетчик перезапуска сбрасывается, в противном случае осуществляется переход на работу всех устройств БМ-1602 в одноканальном режиме (исключается возможность передачи или выполнения ответственных команд). Схема формирования сигнала запуска вторых каскадов схемы сравнения ZAP2 построена на четырёх счётчиках К555ИЕ5, один из которых используется для счёта числа перезапусков, а два – для задержки выдачи этого сигнала на время тестирования модуля центрального процессора Р1 (Р2).

Рис. 5. Структурная схема модуля запуска и контроля: ГТИ – генератор тактовых импульсов; Д – делитель частоты; СС1 и СС2 – схемы сравнения первого и второго каналов; СЗ – схема первоначального запуска; СПЗ – схема перезапуска; ZAP1 и ZAP2 – формирователи импульсов запуска первого и второго каскадов; А и В – контрольные сигналы соответственно от первого и второго модулей Р1 и Р2

 

 

Схема сравнения имеет два идентичных канала СС1 (СС2) (основной и резервный) и предназначена для непрерывного сравнения сигналов контроля А и В, поступающих от модуля центрального процессора Р1 (Р2). Эта схема построена по специальным принципам, исключающим возможность появления необнаруживаемых отказов. На выходах схемы сравнения появляется сигнал VF частотой 83 кГц, который поступает в интерфейсные модули для управления выходами ответственных команд. На модуле Z имеется индикация работы обоих каскадов в обоих каналах схемы сравнения. В модуле Z также установлена схема синхронизации импульсов прерываний от модемов, построенная на триггерах микросхемы К1533ТМ2.

Модуль дискретных входов I предназначен для приёма сигналов от контролируемых элементов. Модуль содержит два идентичных комплекта логических устройств, каждый из которых включает в себя дешифратор адреса, схему задания номера модуля, схему контроля подключения внешнего разъёма, шестнадцать входных ключей, два регистра памяти и шинный формирователь. Параметры модуля I приведены в табл. 1.

Таблица 1

Параметры модуля дискретных входов

Наименование	Значение
Количество дискретных входов, шт.
Номинальное напряжение на дискретном входе, В
Допустимые изменения напряжения на дискретном входе, В	– 6, + 12
Потребляемый номинальный ток по дискретному входу, мА
Длительность импульса на дискретном входе, мс	0,2
Сопротивление изоляции дискретного входа, Ом	10 9

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 сигналов на шине адреса и установленного перемычками на входе разъёма двоичного номера модуля. Схема контроля подключения внешнего разъёма построена аналогично, но содержит по одному оптоэлектронному ключу в каждом комплекте, входы которых соединены последовательно. Аналогичные схемы задания номера модуля и контроля подключения внешнего разъёма используются и в других интерфейсных модулях, кроме модуля модемов.

Входные ключи через инверторы-формирователи соединены с входами регистров памяти, выходы которых через шинные формирователи включены в шины данных.

Схема одного входного ключа показана на рис. 6.

Рис. 6. Входной ключ модуля дискретных входов: IN – вход, на который подается входной сигнал; VF – сигнал частотой 83 кГц от модуля запуска и контроля Z; ED1 и ED2 – транзисторные оптопары; СМ – минус батареи 24 В; VCC – плюс источника напряжением 12 В; OUT – выход ключа

Модуль потенциальных выходов O предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с индуктивным входом (обмотки реле). Модуль содержит два идентичных комплекта логических устройств, каждый из которых включает в себя дешифратор адреса, схему задания номера модуля, схему контроля подключения внешнего разъёма, три регистра памяти, двадцать обычных выходных ключей, четыре безопасных выходных ключа и схему формирования контрольного сигнала. В модуле установлены схемы задания номера модуля и контроля подключения внешнего разъёма. Параметры модуля О приведены в табл. 2.

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 оптопаре к выходным ключам, причём двадцать ключей предназначены для включения объектов управления, не отвечающих требованиям безопасности движения поездов. Схема одного из таких ключей приведена на рис. 7.

Таблица 2

Параметры модуля потенциальных выходов

Наименование	Значение
Общее количество выходов, шт. в том числе и безопасных
Напряжение на обычном выходе, В, не более
Номинальный ток нагрузки обычного выхода, А, не более	0,5
Максимальный кратковременный до 2 с выходной ток обычного выхода, А, не более	1,3
Напряжение на безопасном выходе, В, не менее
Максимальный ток нагрузки безопасного выхода, мА, не более
Сопротивление изоляции между ключом и логической схемой, Ом, не менее	10 9

 

Четыре ключа выполнены с учётом требований безопасности движения поездов. Схема одного из таких ключей показана на рис. 8. Импульсы частотой 83 кГц (VF) при наличии выходного сигнала IN1 проходят через ёмкость С1, трансформатор Тр1 и заряжают ёмкость С3. К этой ёмкости подключено выходное реле. К безопасным выходам должны подключаться реле типа НМШ или РЭЛ с сопротивлением обмотки не менее 1400 Ом. При условии отсутствия сигнала VF со схемы сравнения CC модуля запуска и контроля Z, даже при наличии сигнала IN1, ёмкость С3 не будет заряжена, и реле, подключенное к выходу OUT, не сработает.

Схема формирования контрольного сигнала (С и Д, см. рис. 4) представляет собой устройство сжатия сигналов на основе контроля по чётности. На вход этой схемы подаются все сигналы с выходов регистров и контрольный сигнал от входа 1KTin для подключения аналоговых схем других интерфейсных модулей, а на выходе схемы 1KTout получается контрольный сигнал, поступающий на вход схемы встроенного контроля модуля центрального процессора Р1 (Р2) непосредственно или через входы 1KTin и выходы 1KTout других интерфейсных модулей.

Рис. 8. Выходной ключ для объектов, отвечающих требованиям

безопасности движения поездов

Модуль токовых выходов Т предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с активным входом и для построения матричных схем съёма сигналов от коммутируемых элементов. Модуль содержит два идентичных комплекта логических устройств, каждый из которых включает в себя дешифратор адреса, схему задания номера модуля, схему контроля подключения внешнего разъёма, четыре регистра памяти, тридцать два выходных ключа и схему формирования контрольного сигнала. Параметры модуля Т приведены в табл. 3.

Четыре 8-разрядных 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, схема одного из них показана на рис.9.

Таблица 3

Параметры модуля токовых выходов

Наименование	Значение
Количество выходов, шт.
Напряжение на выходе, В, не более
Номинальный выходной ток, А, не более	0,5
Максимальный кратковременный до 2 с выходной ток, А, не более	1,3
Сопротивление изоляции между ключом и логической схемой, Ом, не менее	10 9

Состояние объектов контролируется с помощью интерфейсных модулей токовых выходов О и модулей входов I. Модуль токовых выходов имеет 31 опросный выход, модуль входа – 16 сигнальных входов для контроля состояния дискретных объектов. При одном модуле токовых выходов и модуле входов максимальное количество контролируемых объектов на раздельном пункте равно 496. При использовании второго модуля входов это число равно 992. Структурные схемы контроля состояния объектов соответственно при одном и двух модулях входов приведены на рис. 10 и 11, где приняты следующие обозначения: ГК – контактная группа; КП – клеммная панель; БДК – диодные коммутационные блоки. При формировании таблицы кодов ТС сигналы контроля собираются в группы по 16 выходов, которые реализуются в виде схем контактных групп реле контролируемых объектов, имеющих один опросный вход модуля токовых выходов. Одноименные выходы групп включены параллельно через диодные коммутационные блоки БДК, что позволяет на каждом такте опроса контролировать состояние объектов, собранных в опрашиваемую контактную группу.

Рис. 10. Структурная схема контроля состояния объектов при одном

входном модуле

Конструктивно БДК выполнен в едином корпусе и имеет 32 сигнальных входа для соединения двух контактных групп. Конструкция блока позволяет устанавливать его на стативе в габаритах реле типа НМШ. Место установки блоков и их количество определяются при проектировании. Параллельное подключение одноименных выходов блоков БДК осуществляется на клеммных панелях стативов.

 

Рис. 11. Структурная схема контроля состояния объектов при двух входных модулях

2.1.6. Обеспечение безопасности движения поездов

Объектами управления и контроля для ДЦ являются системы автоматики: на станциях – электрическая централизация (ЭЦ), и перегонах –автоматическая блокировка (АБ), с которыми непосредственно связаны устройства линейных пунктов системы ДЦ. При отказах технических средств автоматики на станциях и перегонах ДНЦ вводит временные ограничения скорости и снимает некоторые условия безопасности с устройств автоматики для сохранения движения поездов. Информацию о временных ограничениях скорости и о снятии некоторых условий безопасности с устройств ЭЦ, возникающую на верхних уровнях управления и реализуемую на нижних уровнях системы управления, принято называть "ответственными" командами. Обеспечение безопасности движения поездов в аппаратных средствах системы ДЦ "Диалог" базируется на следующих основных принципах:
1) приемопередающая аппаратура строится в виде двухканальных устройств, обеспечивающих независимость обработки информации в каналах и сравнение результатов этой обработки безопасной схемой сравнения;
2) в каналообразующей аппаратуре используется циклическая передача информации с фиксированным временем цикла, а также избыточность в информационных сообщениях с минимальным кодовым расстоянием по Хэммингу dmin = 4;
3) элементы сравнения и исполнительные элементы для реализации ответственных команд строятся по принципам самоконтроля одиночных отказов по полному перечню элементов;
4) контроль длительности периодов циклической обработки информации, поступающей из канала связи, производится независимыми аппаратными селекторами времени, имеющими непосредственный выход на блокирование выходных сигналов исполнительных элементов обрабатывающих комплектов;
5) система запуска при включении аппаратуры и её перезапуска при сбоях содержит временную задержку, исключающую действия выходных сигналов аппаратуры на этот период;
6) устройства обработки информации циклически обрабатывают полезную и тестовую информацию.
Период тестирования выбирается достаточным для обнаружения одиночной ошибки за время, меньшее, чем необходимо для накопления двух необнаруженных отказов.

Техническая реализация обеспечения безопасности:
1) обрабатывающие устройства на базе специализированной микроЭВМ строятся с синхронной работой каналов обработки информации и контролем синхронности и синфазности сигналов на шинах данных и на выходе каждой специализированной микроЭВМ с помощью безопасной схемы сравнения;
2) входные сигналы специализированной микроЭВМ через гальванические развязки с гарантированным сопротивлением изоляции поступают одновременно на оба обрабатывающих канала и сравниваются по результатам их обработки в фиксированных по длительности циклах. Длительность каждого цикла обработки информации не превышает 15 мс;
3) в каждый цикл обработки информации входит обработка части тестирования узлов аппаратуры, при этом полное время проверки исправности аппаратуры в процессе её функционирования не превышает 5 с. Кроме того, предусмотрено полное тестирование аппаратуры при её включении и в случаях перезапуска;
4) схемы устройства сравнения, элементов изоляции входных цепей и исполнительных элементов построены на основе их динамической работы по классу одиночных отказов;
5) питание каждого канала обработки информации осуществляется от гальванически развязанных между собой вторичных источников питания, сохраняющих работоспособность при кратковременном отключении первичной цепи питания за счет внешнего резервирования;
6) ввод ответственной информации с пульта в варианте человекомашинной системы осуществляется двумя независимыми операторами в режиме самоконтроля на независимых индикаторах вводимой информации;
7) достоверность передачи ответственной информации обеспечивается дублированием информационных сообщений, отличающихся содержанием, с их взаимным контролем, что одновременно является тестом периферийных устройств по классу одиночных отказов;
8) индикационные сообщения для отображения информации на дисплеях формируются в виде двух независимых потоков информации, отображаемой на разных дисплеях с контролем их оператором. На дисплеях формируются тестовые сообщения, позволяющие оператору контролировать правильность цветопередачи каждого дисплея;
9) конструктивное исполнение аппаратуры, реализующей ответственные команды, основано на использовании независимого модульного построения обрабатывающих устройств. конструкция печатных плат, модулей и межмодульных соединений гарантирует исключение взаимовлияний и подпиток, неконтролируемых схемами контроля;
10) каждый из независимых каналов обработки информации содержит специальный преобразователь контрольной информации в последовательное сообщение, построенный по принципу динамической работы, с помощью которого обеспечивается связь каналов обработки информации между собой для контроля их идентичного функционирования по регламентируемым циклам.

Обеспечение безопасности движения поездов в программных средствах системы ДЦ "Диалог" базируется на использовании одинаковых программных средств в каналах обработки информации. Гарантия отсутствия ошибок программном обеспечении основана на использовании аттестованных или многократно апробированных средств по операционной среде; команд управления ответственными операциями языка нижнего уровня с применением принципов структурного программирования и обязательного тестирования каждой выполняемой задачи с периодом не более 5 с. Для систем передачи информации основным методом обеспечения безопасности является введение информационной избыточности в кодовые комбинации. При этом адресная часть сообщения, метки ответственных команд представляются кодом Хэмминга, а информационная часть – в виде матрицы (по группам) с контролем четности по вертикали (внутри каждой группы) и по горизонтали (между группами) с добавлением контрольной суммы. Передача информации осуществляется модемами, обеспечивающими современный протокол сжатия и контроля информации Х.25, со скоростью до 2400 бит/с. Для ответственных команд в сообщении телеуправления добавляется специальная метка и осуществляется специальная процедура их передачи и обработки, предусмотрено введение квитирования каждого сообщения телеуправления.

В устройствах линейных пунктов требования безопасности и надежности обеспечиваются введением аппаратной избыточности (дублированием функциональных модулей), причем правильность их работы (синхронность и синфазность) контролируется специальным элементом сравнения, защищенным от собственных опасных отказов. Линейный пункт состоит из двух идентичных специализированных, безопасных микроЭВМ БМ-1602, работающих от одного тактового генератора с аппаратным сравнением их контрольных сигналов между собой. Контроль работы этих микроЭВМ осуществляется в каждом такте по сигналам шины данных, а также по выходным сигналам интерфейсных модулей. Выходы устройства линейных пунктов разделены на две группы. В первую группу входят выходы, предназначенные для реализации команд в штатных ситуациях, когда условия безопасности полностью обеспечиваются исполнительными устройствами. Схемы этих выходов реализованы на оптронно-транзисторных ключах, причем выходы двух комплектов микроЭВМ соединены между собой по схеме ИЛИ, т. е. обеспечивается горячее резервирование выполнения соответствующих функций. Во вторую группу входят выходы, реализующие "ответственные" команды, снимающие ответственность за безопасность с устройств нижнего уровня. Схемы этих "безопасных" выходов выполнены с обеспечением требований безопасности, они управляются командами обоих комплектов микроЭВМ по схеме И при наличии сигнала разрешения от схемы сравнения. Для ввода информации от устройств нижнего уровня в устройства линейного пункта служат безопасные специальные интерфейсные схемы с двойной оптронной развязкой, позволяющей уменьшить влияние электромагнитных помех на входные цепи микроЭВМ и обеспечить высокую достоверность формирования информации телесигнализации. Для повышения безопасности по цепям контроля рекомендуют снимать данные с обоих контактов свободного тройника контролируемого реле. Если в результате сравнения контрольных сигналов обнаруживается их рассогласование и восстановить работу устройства автоматическим перезапуском не удается, то блокируются все входы и выходы, влияющие на безопасность движения поездов. Остальные входы и выходы линейных пунктов остаются включенными, если безопасность информационных сигналов на них обеспечивается исполнительными устройствами. На центральный пост при этом передается соответствующее сообщение. В устройстве линейного пункта предусмотрены меры по диагностике его технического состояния и имеется соответствующая индикация.

2.2. Диспетчерская централизация системы "Тракт"

2.2.1. Принципы построения, технические характеристики и
функции системы

Система ДЦ "Тракт" предназначена для применения на железнодорожном транспорте в целях обеспечения заданной пропускной способности железных дорог и безопасности движения при централизованном (диспетчерском) управлении устройствами сигнализации на станциях за счет использования средств вычислительной техники при сопряжении их с устройствами СЦБ и реализации функций АДЦУ. ДЦ "Тракт" представляет собой резервированную систему, которая при однократной неисправности любого функционального узла продолжает выполнять все функции, при увеличении кратности отказов система продолжает функционировать с потерей некоторых рабочих характеристик. Аппаратные средства ДЦ "Тракт" относятся к восстанавливаемым изделиям с непрерывным режимом эксплуатации. Для обеспечения заданного уровня надежности предусматривается резервирование основных узлов системы с реализацией функций самоконтроля.

Система ДЦ "Тракт" имеет следующие характеристики:

● количество ЛП на участке диспетчерского управления определяется
допустимой загрузкой диспетчера и пропускной способностью каналов связи;

● количество выделенных каналов связи до 4;

● количество объектов управления на одном ЛП до 1024;

● количество контролируемых объектов на одном ЛП до 8192;

● максимальное время цикла контроля ТС не более 2,2 с;

● максимальное время передачи сигнала ТУ не более 0,2 с;

● скорость передачи информации по каналам ТУ/ТС от 600 до 9600 Бод в зависимости от состояния канала связи и протокола обмена (при использовании ЛП существующих систем ДЦ время циклов ТУ/ТС и скорость передачи в каналах связи определяются характеристиками этих систем);

● время реакции системы на запрос диспетчера не более 2,5 с;

● вероятность искажения одного бита сообщения в каналах ТУ и ТС не более 10^-4;

● вероятность трансформации сообщения в каналах ТУ и ТС в другое разрешенное сообщение не более 10^-16;

● вероятность потери информации в канале ТУ не более 10^-12;

● вероятность потери информации в канале ТС не более 10^-12. требуемая помехозащищенность сообщений обеспечивается кодированием информации и квитированием сообщений;

● выходы модуля вывода ответственных команд защищены от срабатывания при отказах в схемах с расчетной вероятностью появления опасного отказа не более 10^-12;

● способ передачи приказов ТУ – спорадический;

● способ передачи сообщений в каналах ТС – циклический;

● идентификация неисправных модулей, установленных на объектах автоматизации, осуществляется немедленно;

● среднее время обнаружения неисправности модуля в условиях мастерской сприменением средств диагностики не более 20 мин;

● среднее время устранения неисправности модуля не более 1 часа.

ДЦ "Тракт" выполняет следующие функции:

– сбор информации о поездном положении на всех ЛП;

– передачу информации с ЛП на ЦП;

– прием на ЦП информации о поездном положении, поступающей с ЛП, в протоколах ДЦ "Тракт", "Нева",