Диспетчерская централизованная система оперативного управления объектами инфраструктуры железной дороги
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в автоматизированных цифровых системах диспетчерской централизации (ДЦ) при управления объектами железной дороги. Задачей заявляемого технического решения является разработка системы ДЦ, способной работать с любым контролируемым пунктом. Технический результат, заключается в сокращении времени ввода в эксплуатацию системы ДЦ, вне зависимости от установленного на линейном контролируемом пункте оборудования, в снижении затрат при вводе в эксплуатацию системы ДЦ на линейных контролируемых пунктах, оборудованных отечественными электронными и микропроцессорными систем старого поколения. Диспетчерская централизованная система оперативного управления объектами инфраструктуры железной дороги, содержит центральный пункт управления и распределенные контролируемые пункты, центральный пункт управления включает связанные между собой автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), автоматизированное место дежурного электромеханика центрального поста (АРМ-ШНД), сервер, удаленное автоматизированное место руководства дороги (АРМ ШЧД), распределенные контролируемые объекты инфраструктуры и связанные с ними устройства телеуправления, телеизмерения и телесигнализации, объединенные с центральным пунктом управления линией связи, при этом система имеет иерархическое уровневое строение, реализованное аппаратно-программными средствами, к верхнему иерархическому уровню относится аппаратура центрального пункта управления, а также необслуживаемые рабочие ЭВМ «Связь» и рабочая ЭВМ «Шлюз», автоматизированное место администратора; к нижнему иерархическому уровню относится аппаратура контролируемого линейного пункт (ЛП), включающая блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) в составе со специализированной управляющей ЭВМ, блоки расширения контролируемого пункта (БРКП), устройства ввода информации, интерфейсные элементы, рабочая ЭВМ «Шлюз» подключена с одной стороны к управляющей локальной вычислительной сети (ЛВС) ДЦ, с другой, к управляющей ЛВС верхнего дорожного уровня, АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНДЦ через рабочие ЭВМ «Связь», специализированную управляющую ЭВМ БКПМ соединены с аппаратурой нижнего иерархического уровня, рабочие ЭВМ «Связь» и БРКП в зависимости от кода связи, оснащены соответствующими модемами и адаптерами связи, каждая кодовая связь оснащена основными и резервными рабочими ЭВМ «Связь» и БКПМ, системные блоки ЭВМ, и другое оборудование верхнего иерархического уровня, кроме мониторов и систем ввода, информации, установлена в экранированных шкафах, имеющих защитное заземление. Кроме этого, рабочие ЭВМ «Связь», в зависимости от типа связи с БРКП, подразделяются на рабочую ЭВМ «Связь-ФЛ» для передачи сигналов по физической линии связи и ТЧ и оснащенную модемом ТСМ-У, рабочую ЭВМ «Связь-ОВС» для передачи сигналов по оптоволоконной связи (ОВС) и оснащенную адаптером связи G703.1, рабочую ЭВМ «Связь-СП» для передачи сигналов от контролируемых линейных пунктов старого поколения по ОВС и оснащенную адаптером связи DSP50MPC; АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНДЦ имеют внешний индивидуальный секретный электронный ключ пользователя, а сервер имеет два жестких диска основной и зеркальный, на которые информация записывается одновременно; рабочая ЭВМ «Шлюз» имеет две сетевые карты ETHERNET, одна - для обмена информацией между ЛВС системы ДЦ и ЛВС верхнего дорожного уровня, вторая - для обмена информацией между ЛВС верхнего уровня и ЛВС ДЦ, каждый БКПМ, имеет 32 входа-выхода для подключения БРКП по стыку RS-485 или RS-42, а каждый БРКП имеет 32 входа-выхода для подключения двухпозиционных датчиков телесигнализации.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в автоматизированных цифровых системах диспетчерского управления железнодорожным транспортом.
Известна централизованная диспетчерская система, описанная в патенте RU 
2158691, которая содержит объединенные кольцевым каналом связи центральную станцию и множество распределенных контролируемых станций.
Известна централизованная диспетчерская система, описанная в патенте США US 6032905, которая содержит центральную станцию и множество распределенных контролируемых станций, объединенных локальной сетью, включающей в себя: транспортное средство, центральный диспетчерский пост, множество станций, и множество контрольных устройств, расположенных в соответствующих местах дороги, каждое контрольное устройство электрически связаны со станцией и транспортным средством. Безопасный и эффективный маршрут транспортного средства выбирается централизованной диспетчерской системой с учетом полученных сигналов от контрольных устройств станций. Недостаток указанных диспетчерских централизованных (ДЦ) систем сложность управления объектами, выполненными на базе электронных и микропроцессорных систем старого поколения.
Известна система ДЦ с распределенными контролируемыми пунктами RU 2240245. Система включает в себя центральный пункт управления с рабочим местом поездного диспетчера и распределенные контролируемые пункты. Центральный пункт управления включает в свой состав связанные между собой автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), аппаратный зал, удаленное автоматизированное место руководства дороги. В аппаратном зале размещаются связанные между собой серверы для хранения оперативных и архивных данных, расширители локальной сети, позволяющие подключить к внешней локальной сети через сервер несколько пользователей и устройство для связи, представляющее собой модем, автоматизированное место дежурных электромехаников ремонтно-технологических участков (АРМ-ШНД) и принтер. На рабочем месте поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) размещается аппаратура, содержащая персональные компьютеры индустриального исполнения с алфавитно-цифровыми и функциональной клавиатурами, манипуляторами типа "мышь", жидкокристаллические видеотерминалы, принтер для вывода на печать графика исполненного движения и другой отчетной документации, расширитель локальной сети, позволяющий подключить к локальной сети несколько пользователей, оборудование для оперативной диспетчерской связи, поездной радиосвязи, телефон. Все устройства, входящие в состав рабочего места поездного диспетчера, связаны между собой. Аппаратура АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНД связаны между собой первой внутренней локальной сетью через расширители локальной сети. Центральный пункт управления предназначен для приема, анализа и отображения в реальном масштабе времени данных об объектах телесигнализации, оперативного отображения, архивирования и создания копий графика исполненного движения, автоматизированного формирования приложения к нему за предыдущие и текущие сутки. На центральном пункте управления формируется и отображается нормативный и исполненный график движения с трансляцией, индикацией и изменением номеров поездов, а также автоматическое присвоение системного номера. Кроме того, производится корректировка движения поездов и масштабирование поля графика исполненного движения поездов, автоматически рассчитываются, отображаются и сравниваются текущие показатели графика с плановыми: участковая и техническая скорости, коэффициент участковой скорости, средний вес и средняя длина грузовых поездов.
К недоставкам данной системы ДЦ с распределенными контролируемыми пунктами следует отнести сложность управления объектами, выполненных на базе отечественных электронных и микропроцессорных систем старого поколения.
Задачей заявляемого технического решения является разработка системы ДЦ, способной работать с любым контролируемым пунктом.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в сокращении времени ввода в эксплуатацию системы ДЦ, вне зависимости от установленного на линейном контролируемом пункте оборудования, в снижении затрат при вводе в эксплуатацию системы ДЦ на линейных контролируемых пунктах, оборудованных отечественными электронными и микропроцессорными систем старого поколения.
Технический результат заявляемого технического решения достигается диспетчерской централизованной системой оперативного управления объектами инфраструктуры железной дороги, содержащей центральный пункт управления и распределенные контролируемые пункты, центральный пункт управления включает связанные между собой автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), автоматизированное место дежурного электромеханика центрального поста (АРМ-ШНД), сервер, удаленное автоматизированное место руководства дороги (АРМ ШЧД), распределенные контролируемые объекты инфраструктуры и связанные с ними устройства телеуправления, телеизмерения и телесигнализации, объединенные с центральным пунктом управления линией связи, при этом система имеет иерархическое уровневое строение, реализованное аппаратно-программными средствами, к верхнему иерархическому уровню относится аппаратура центрального пункта управления, а также необслуживаемые рабочие ЭВМ «Связь» и рабочая ЭВМ «Шлюз», автоматизированное место администратора; к нижнему иерархическому уровню относится аппаратура контролируемого линейного пункт (ЛП), включающая блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) в составе со специализированной управляющей ЭВМ, блоки расширения контролируемого пункта (БРКП), устройства ввода информации, интерфейсные элементы, рабочая ЭВМ «Шлюз» подключена с одной стороны к управляющей локальной вычислительной сети (ЛВС) ДЦ, с другой, к управляющей ЛВС верхнего дорожного уровня, АРМ-ДНЦ и АРМ-ЩНДЦ через рабочие ЭВМ «Связь», специализированную управляющую ЭВМ БКПМ соединены с аппаратурой нижнего иерархического уровня, рабочие ЭВМ «Связь» и БРКП в зависимости от кода связи, оснащены соответствующими модемами и адаптерами связи, каждая кодовая связь оснащена основными и резервными рабочими ЭВМ «Связь» и БКПМ, системные блоки ЭВМ, и другое оборудование верхнего иерархического уровня, кроме мониторов и систем ввода информации, установлена в экранированных шкафах, имеющих защитное заземление.
Кроме этого, рабочие ЭВМ «Связь», в зависимости от типа связи с БРКП, подразделяются на рабочую ЭВМ «Связь-ФЛ» для передачи сигналов тональной частоты (ТЧ) по физической линии связи и оснащенную модемом ТСМ-У, рабочую ЭВМ «Связь-ОВС» для передачи сигналов по оптоволоконной связи (ОВС) и оснащенную адаптером связи G703.1, рабочую ЭВМ «Связь-СП» для передачи сигналов от контролируемых линейных пунктов старого поколения по ОВС и оснащенную адаптером связи DSP50MPC; АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНДЦ имеют внешний индивидуальный секретный электронный ключ пользователя, а сервер имеет два жестких диска основной и зеркальный, на которые информация записывается одновременно; рабочая ЭВМ «Шлюз» имеет две сетевые карты ETHERNET, одна - для обмена информацией между ЛВС системы ДЦ и ЛВС верхнего дорожного уровня, вторая - для обмена информацией между ЛВС верхнего уровня и ЛВС ДЦ, каждый БКПМ, имеет 32 входа-выхода для подключения БРКП по стыку RS-485 или RS-42, а каждый БРКП имеет 32 входа-выхода для подключения двухпозиционных датчиков телесигнализации (ТС).
Структурная схема диспетчерской централизованной системы представлена на рисунке. Верхний иерархический уровень содержит: 1 - автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), 2-автоматизированное место дежурного электромеханика центрального поста (АРМ-ШНДЦ), 3 - сервер с параллельно-последовательным резервированием, 4 - удаленное автоматизированное место руководства дороги, 5.1, 5.2, 5.3 - необслуживаемые рабочие ЭВМ «Связь» и 6 - рабочая ЭВМ «Шлюз», 7 - автоматизированное место администратора (АРМ «Администратор». Система верхнего дорожного уровня 8. Для обеспечения высокого уровня информационной безопасности и электромагнитной совместимости системные блоки компьютеров и другое оборудование устанавливается в экранированных шкафах (на схеме не показаны), имеющих защитное заземление с сопротивлением току растекания не более 4 ом.
Нижний иерархический уровень содержит: 9.1, 9.2, 9.3 - контролируемые линейные пункты, выполненные на базе микропроцессорных контроллеров нового поколения, осуществляющих связь с системой электрической централизации (ЭЦ), которая, в свою очередь, непосредственно управляет напольными устройствами по командам телеуправления (ТУ), поступающим от системы ДЦ, принимает от напольных устройств импульсы телесигнализации (ТС) и передает в систему ДЦ, 10.1 - контролируемые линейные пункты, выполненные на базе микропроцессорных контроллеров старого поколения (ДЦ «Минск»), и морально и физически устаревшие электромеханические линейные пункты 10.2 - «Нева» и 10.3=«Луч», осуществляющие связь с системой ЭЦ, которая, в свою очередь, непосредственно управляет напольными устройствами по командам телеуправления (ТУ), поступающим от системы ДЦ, принимает от напольных устройств импульсы телесигнализации (ТС) и передает в систему ДЦ для последующей обработки. Для уменьшения аппаратной избыточности и повышения надежности в системе ДЦ применяются контролируемые линейные пункты модернизированные (БКПМ) - 11 с блоками расширения контролируемого пункта (БРКП) - 12.
Безопасный механизм связи с системами верхнего дорожного и регионального уровня управления - 8 обеспечивается на рабочей ЭВМ «Шлюз» - 6. В ЭВМ «Шлюз» установлены 2 сетевые карты ETHERNET. Одна поддерживает информационный обмен между клиентами управляющей ЛВС системы ДЦ с клиентами ЛВС верхнего дорожного уровня управления. Другая сетевая карта поддерживает информационный обмен между клиентами ЛВС верхнего дорожного уровня управления и клиентами ЛВС системы ДЦ. При этом оба информационных потока работают независимо друг от друга, а передача и прием информации контролируется независимыми друг от друга управляющими программами.
АРМ-ДНЦ позволяет осуществлять прием телесигнализации и посылку управляющих приказов (команд телеуправления, далее по тексту команд ТУ) на рабочие ЭВМ «Связь» различного типа, включая ЭВМ «Связь» других производителей. На основании телесигнализации и действий поездного диспетчера осуществляется блокировка посылки команд ТУ с требованием обязательного подтверждения посылки команд ТУ с записью действий поездного диспетчера в журнал АРМ-ДНЦ.
При логическом обнаружении несоответствия зависимостей устройств электрической централизации (ЭЦ) и автоблокировки система ДЦ автоматически регистрирует в журнале выявленное несоответствие и привлекает внимание диспетчера к нему с помощью мигающей индикации. В системе ДЦ существует два вида индикации: индикация обнаружения, возникает при обнаружении неисправности и пропадает при восстановлении верного показания сигналов ТС, индикация подтверждения, возникает в случае, когда неверные показания непрерывно отмечаются в течение некоторого времени, и снимается после подтверждения диспетчером, но при этом появляется индикация первого типа до первого логичного срабатывания.
Рабочая ЭВМ «Связь-ФЛ» - 5.1 работает в автономном режиме. Участия оперативного персонала не требует. Посредством стандартных модемов ТСМ (в случае цифровой передачи информации), установленных в ЭВМ «Связь-ФЛ» на верхнем уровне оперативного управления и на контролируемом линейном пункте, на нижнем уровне оперативного управления осуществляет прием, контроль и передачу импульсов ТС в АРМ-ДНЦ и прием, контроль и передачу команд ТУ, формируемых в АРМ-ДНЦ, на контролируемый линейный пункт системы ДЦ.
Рабочая ЭВМ «Связь-ОВС» - 5.2 работает в автономном режиме. Участия оперативного персонала не требует. Посредством адаптеров оптоволоконной связи с интерфейсом G703.1, установленных в ЭВМ PC «Связь-ОВС» на верхнем уровне оперативного управления и, соответственно, на контролируемом линейном пункте, на нижнем уровне оперативного управления осуществляет прием, контроль и передачу сигналов ТС в АРМ-ДНЦ и прием, контроль и передачу сигналов ТУ, формируемых в АРМ ДНЦ, на контролируемый линейный пункт системы ДЦ.
Рабочая ЭВМ «Связь-СП» - 5.3 работает в автономном режиме. Участия оперативного персонала не требует. Посредством специализированных адаптеров связи DSP50MPC (при цифровой передаче информации по оптоволоконной связи), установленных в ЭВМ PC «Связь-СП» на верхнем уровне оперативного управления и на линейном пункте системы ДЦ старого поколения, осуществляет прием, контроль и передачу сигналов ТС в АРМ ДНЦ и прием, контроль и передачу сигналов ТУ, формируемых в АРМ ДНЦ, на линейный пункт системы ДЦ старого поколения.
ЭВМ «Связь» определяют универсальный принцип организации связи аппаратуры центрального поста системы ДЦ с контролируемыми линейными пунктами различного вида. Система ДЦ работает, с любыми линейными пунктами (и их сочетаниями) и с любыми типами связи (и их сочетаниями). Кроме того, имеет место «горячее» резервирование ЭВМ «Связь» любого типа, что повышает безопасность и надежность системы.
1. Диспетчерская централизованная система управления контролируемыми объектами железной дороги, содержащая центральный пункт управления и распределенные контролируемые пункты, центральный пункт управления включает связанные между собой автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), автоматизированное место дежурного электромеханика центрального поста (АРМ-ШНДЦ), сервер, удаленное автоматизированное место руководства дороги (АРМ ШЧД), распределенные контролируемые объекты инфраструктуры и связанные с ними устройства телеуправления, телеизмерения и телесигнализации, объединенные с центральным пунктом управления линией связи, отличающаяся тем, что система имеет иерархическое уровневое строение, реализованное аппаратно-программными средствами, к верхнему иерархическому уровню относится аппаратура центрального пункта управления, а также необслуживаемые рабочие ЭВМ «Связь» и рабочая ЭВМ «Шлюз», автоматизированное место администратора, к нижнему иерархическому уровню относится аппаратура контролируемого линейного пункт (ЛП), включающая блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) в составе со специализированной управляющей ЭВМ, блоки расширения контролируемого пункта (БРКП), устройства ввода информации, интерфейсные элементы, рабочая ЭВМ «Шлюз» подключена с одной стороны к управляющей локальной вычислительной сети (ЛВС) ДЦ, с другой к управляющей ЛВС верхнего дорожного уровня, АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНДЦ через рабочие ЭВМ «Связь», специализированную управляющую ЭВМ БКПМ соединены с аппаратурой нижнего иерархического уровня, рабочие ЭВМ «Связь» и БКПМ в зависимости от канала связи оснащены соответствующими модемами и адаптерами связи, каждая кодовая связь оснащена основными и резервными рабочими ЭВМ «Связь» и БКПМ, системные блоки ЭВМ и другое оборудование верхнего иерархического уровня, кроме мониторов и систем ввода информации, установлены в экранированных шкафах, имеющих защитное заземление.
2. Диспетчерская централизованная система по п.1, отличающаяся тем, что рабочие ЭВМ «Связь» в зависимости от типа связи с БКПМ подразделяются на рабочую ЭВМ «Связь-ФЛ» для передачи сигналов по физической линии связи и каналу тональной частоты (ТЧ), оснащенную модемом ТСМ-У, рабочую ЭВМ «Связь-ОВС» для передачи сигналов по оптоволоконной связи (ОВС), оснащенную модулем интерфейсов G.703.1, рабочую ЭВМ «Связь-СП» для передачи сигналов от контролируемых линейных пунктов старого поколения по ОВС, оснащенную адаптером связи DSP50MPC.
3. Диспетчерская централизованная система по п.1, отличающаяся тем, что АРМ-ДНЦ и АРМ-ШНДЦ имеют внешний индивидуальный секретный электронный ключ пользователя, а сервер имеет два жестких диска: основной и зеркальный, на которые информация записывается одновременно.
4. Диспетчерская централизованная система по п.1, отличающаяся тем, что рабочая ЭВМ «Шлюз» имеет две сетевые карты ETHERNET, одна для обмена информацией между ЛВС системы ДЦ и ЛВС верхнего дорожного уровня, вторая для обмена информацией между ЛВС верхнего уровня и ЛВС ДЦ.
5. Диспетчерская централизованная система по п.1, отличающаяся тем, что каждый БКПМ имеет 32 входа-выхода для подключения БРКП по стыку RS-485, а каждый БРКП имеет 32 входа для подключения двухпозиционных датчиков телесигнализации (ТС).
