Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке (гац мн)

Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке относится к железнодорожному транспорту, к системам автоматики и телемеханики, обеспечивающим автоматизацию технологического процесса расформирования-формирования железнодорожных составов на сортировочных горках, и предназначена для автоматического управления стрелками при роспуске составов на сортировочных горках.

Система решает задачу повышения перерабатывающей способности сортировочной горки с обеспечением высокой надежности и безопасности ее работы за счет использования двух синхронизированных между собой промышленных компьютеров, обеспечивающих горячий резерв, и за счет организации дополнительного автоматизированного рабочего места дежурного по горке, что позволяет вести параллельный роспуск.

Отличительной особенностью ее является достоверное ведение накопления вагонов в сортировочном парке с использованием измерительных участков и возможность информационной увязки по стандартным каналам связи с другими системами и комплексами автоматизации.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно, к системам автоматики и телемеханики, обеспечивающим автоматизацию технологического процесса расформирования железнодорожных составов на сортировочных горках, и предназначена для автоматического управления стрелками при формировании маршрутов движения отцепов при роспуске составов на сортировочных горках.

Известна горочная автоматическая централизация с контролем программы роспуска составов, содержащая блок накопителя заданий и накопитель блока памяти, который соединен с блоком активных зон, подключенным к блоку оперативной информации, а также маршрутный и адресный дешифраторы, блок формирования команд и стрелочные блоки управления стрелками (Авторское свидетельство СССР 374213, кл. B61L 17/00).

Недостатком данной системы является то, что трансляция управляющих команд для стрелочных блоков осуществляется по занятию промежуточных (межстрелочных) и стрелочных активных зон, представляющих собой рельсовые цепи, соответственно, при высоком темпе роспуска и при одновременном занятии изолированного участка двумя отцепами (нагоне) задание для второго отцепа теряется, программа роспуска нарушается, что требует перехода на ручное управление стрелками или остановки роспуска.

Известна система блочно-релейной горочной автоматической централизации для автоматического управления горочными стрелками при задании маршрутов движения отцепов (В.И.Сороко, Б.А.Разумовский, Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики, М.: Транспорт, 1981, с.298-307).

Недостатком данной системы является то, что трансляция маршрутных заданий между блоками, отвечающими за перевод стрелок, осуществляется на основании занятия и освобождения рельсовых цепей по ходу движения отцепов, что может привести к непереводу стрелки в случае малых интервалов между попутно движущимися отцепами при высокой скорости роспуска и к сбою программы роспуска при неисправности рельсовой цепи.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система Горочная автоматическая централизация с контролем накопления вагонов в сортировочном парке, включающая автоматизированное рабочее место (АРМ) дежурного по горке и управляющий вычислительный комплекс (УВК), связанный с напольным оборудованием сортировочной станции. Эта система обеспечивает взаимодействие дежурного по горке с УВК и автоматизированной системой управления сортировочной станцией (АСУ СС), выдает эксплуатационному персоналу информацию о ходе роспуска, исключает перевод стрелок под длиннобазными вагонами и защищает отцепы от ударов в бок при отсутствии габарита, то есть при перекрытии предельных поперечных очертаний подвижного состава, движущегося по смежным путям (патент 51955, B61L 17/00).

Указанная система не обеспечивает должный уровень надежности из-за отсутствия горячего резерва управляющего вычислительного комплекса и не обеспечивает достоверное ведение накопления вагонов в сортировочном парке (например, при проведении маневровых работ при перестановке вагонов в подгорочном парке с одного пути на другой не учитывается количество переставляемых вагонов), а также не представляется возможным ведение параллельного роспуска составов в случае возникновения необходимости повышения перерабатывающей способности сортировочной горки.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание системы, повышающей перерабатывающую способность сортировочной горки и обеспечивающей высокую надежность работы сортировочной горки.

Сущность горочной автоматической централизации микропроцессорной с ведением накопления вагонов в сортировочном парке заключается в том, что система, содержащая автоматизированное рабочее место дежурного по горке и соединенный с напольным оборудованием сортировочной горки управляющий вычислительный комплекс, состоящий из программно-аппаратных модулей, объединенных в одном промышленном компьютере, дополнительно содержит связанные по локальной вычислительной сети системы Ethernet микропроцессорный пульт управления сортировочной горкой и, по меньшей мере, одно автоматизированное рабочее место горочного оператора, а управляющий вычислительный комплекс состоит из двух синхронизированных между собой промышленных компьютеров, обеспечивающих горячий резерв. При этом автоматизированное рабочее место оператора содержит средства отображения состояния горочных устройств и результаты работы автоматизированной системы, процессорное устройство управляющего вычислительного комплекса под управлением операционной системы реального времени выполняет функции обработки данных и формирует команды управления горочными устройствами, а входящие в состав напольного оборудования датчики счета осей установлены в начале и в конце спускной части сортировочной горки и образуют измерительные участки, связанные с модулем ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей и позволяющие однозначно идентифицировать подвижные единицы при осуществлении надвига составов на горбе горки и при проведении маневровых перестановок отцепов. В состав управляющего вычислительного комплекса предлагаемой горочной автоматической централизации входит модуль контроллера микропроцессорного пульта сортировочной горки, предназначенный для сбора информации о состоянии напольного оборудования и отображения ее на дисплее микропроцессорного пульта в режиме реального времени, а также для передачи управляющих воздействий от оператора к устройствам перевода стрелок, исключая одновременную выдачу команд управления человеком и автоматизированной системой.

Техническим результатом является повышение надежности работы системы за счет использования двух синхронизированных между собой промышленных компьютеров, обеспечивающих горячий резерв; увеличение перерабатывающей способности сортировочной горки за счет организации дополнительного автоматизированного рабочего места дежурного по горке, что позволяет вести параллельный роспуск; достоверное ведение накопления вагонов в сортировочном парке с использованием измерительных участков, а также безопасное управление сортировочным процессом за счет исключения одновременной выдачи команд управления человека и автоматизированной системы.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемой системы.

В начале спускной части сортировочной горки перед головной стрелкой размещен измерительный участок 1, оборудованный четырьмя реверсивными датчиками счета осей, располагаемыми по два в створе на соседних рельсах пути и на расстоянии 3,5 м между парами, и радиотехническим датчиком свободности участка, с зоной контроля над верхней (первой по ходу движения) парой датчиков. На стрелочных путевых секциях спускной части горки установлены датчики счета осей 2 на расстоянии 6 м перед остряками стрелки. За последними стрелками на уровне соблюдения габарита подвижного состава установлены измерительные участки 3, состоящие из двух реверсивных датчиков счета осей, устанавливаемых на расстоянии друг от друга, превышающем расстояние между смежными осями любой тележки подвижной единицы, но меньшим, чем база любой подвижной единицы.

Датчики счета осей измерительного участка 1, стрелочные датчики счета осей 2 и датчики счета осей контроля габарита и измерительных участков за последними стрелками 3 подключены к модулю ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей 4. Модуль ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей 4 связан с модулем формирования описателей отцепов 5, модулем трансляции маршрутных заданий 6, модулем контроля габарита 7, модулем контроля путевых участков по датчикам счета осей 8 и модулем контроля исполнения маршрутов и отслеживания маневровых передвижений 9. Модуль управления маршрутами и реализации автовозврата стрелки 10 связан с модулем контроля положения стрелок и состояния стрелочных рельсовых цепей 11 и модулями 6 и 7. Модуль формирования маршрутных заданий 12 связан с автоматизированным рабочим местом дежурного по горке (АРМ ДСПГ) 13, модулем связи с автоматизированной системой управления сортировочной станцией (АСУ СС) 14 и модулем 5. Также модуль связи с АСУ СС 14 связан с модулем 9 и модулем 12, а модуль контроллера микропроцессорного пульта 15 связан с микропроцессорным пультом контроля и управления сортировочной горки 16, входы модуля 15 связаны с выходами модуля 8 и модуля 11, а выход модуля 15 связан с модулем 10. Все программно-аппаратные модули реализованы в одном промышленном компьютере 18, который через скоростную шину Ethernet 19 синхронизирован с резервным компьютером 20.

Процесс расформирования-формирования составов в автоматическом режиме ведется на основе сортировочного листка, получаемого из АСУ СС или программа роспуска вводится дежурным по горке.

Система работает следующим образом. При роспуске состава вагоны после прохода вершины горки поступают на измерительный участок 1, по сигналам которого модуль 5 формирует описатель отцепа, содержащий информацию о количестве вагонов, количестве осей и межосных расстояниях в тележках вагонов отцепа, о маршрутном задании отцепу в соответствии с программой роспуска и передает ее в модуль 6, который обеспечивает трансляцию маршрутных заданий на соответствующие стрелки. Модуль 10 осуществляет перевод стрелок по маршруту движения отцепов по спускной части горки. Информация из модуля формирования описателей отцепов 5 о маршрутном задании и количестве осей модулем 6 передается в зону оперативной памяти модуля 10, содержащую список очередных отцепов для ближайшей по ходу движения отцепа стрелки. Если стрелка свободна и модуль 7 контроля габарита сформировал для модуля 10 сигнал, разрешающий создание маршрута на соседний путь по условию освобождения габарита отцепом, покинувшим стрелку, а очередной отцеп следует на соседний путь, то модуль 10 выдает управляющий сигнал на перевод стрелки. После перевода стрелки в необходимое положение, которое фиксируется модулем контроля положения стрелок и состояния стрелочных рельсовых цепей 11, информация о маршрутном задании и количестве осей отцепа поступает в конец списка очередных отцепов для следующей по ходу движения отцепа стрелки - и так вплоть до последней стрелки в маршруте движения отцепа. Если в течение 1,2 сек. после выдачи команды на перевод стрелка не устанавливается в необходимое положение, модуль 10 реализует автовозврат стрелки при свободности стрелочного участка. При этом на АРМ ДСПГ выдается оповещение об автовозврате данной стрелки.

Модуль контроля путевых участков по датчикам счета осей 8, получая сигнал о проходе первой оси подвижной единицы по одному из датчиков, ограничивающих путевой участок, фиксирует занятие данного участка.

При движении отцепов сигналы от стрелочных реверсивных датчиков счета осей 2 через модуль 4 ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей поступают в модуль контроля габарита 7. По интервалу времени между проходом соседних осей тележки над датчиком в модуле 4 рассчитывается текущая скорость движения с учетом данных о межосных расстояниях в тележках отцепа. Занятие стрелки фиксируется модулем 10 при появлении осей отцепа на стрелочном датчике 2 или по занятию стрелочной рельсовой цепи. Модуль 7 контроля габарита для занятой стрелки формирует временной интервал задержки до освобождения габарита, рассчитываемый в момент прохода последней оси отцепа по стрелочному датчику 2 с учетом скорости отцепа, занимающего стрелку, и очередного отцепа.

Освобождение стрелки фиксируется с учетом выполнения следующих условий: проследование всех осей отцепа по стрелочному датчику 2, освобождение рельсовой цепи стрелки, истечение временного интервала задержки до освобождения габарита, отсутствие осей очередного отцепа на стрелочном датчике 2. При освобождении стрелки очередь отцепов сдвигается так, что второй отцеп в очереди становится первым, третий вторым и так далее. При необходимости перевода стрелки для очередного отцепа в противоположное положение команда на перевод выдается блоком 10 при условии совпадения всех условий освобождения стрелки.

При выполнении маневровых перестановок модуль контроля исполнения маршрутов 9 на основании данных о количестве и направлении движения осей по стрелочным датчикам 2 и измерительным участкам 3 за последними стрелками, получаемых от модуля ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей 4, с учетом данных о накоплении вагонов на путях сортировочного парка, определяет состав маневровых групп, переставляемых в пределах горочной горловины сортировочного парка и автоматически формирует сообщения для АСУ СС о маневровых перестановках и передает их в модуль 14 связи с АСУ СС, который формирует программу роспуска в автоматическом режиме на основе сортировочного листка, получаемого из АСУ СС, или программа роспуска вводится дежурным по горке с клавиатуры АРМ ДСПГ 13 (маршрутный режим) и сохраняется в оперативной памяти модуля формирования маршрутных заданий 12. Данные о технологической ситуации на спускной части сортировочной горки передаются из оперативной памяти модуля 9 на пост управления, где отображаются на дисплее АРМ дежурного оператора (ДСПО) 17.

Работа всех напольных устройств сортировочной горки через модули 11 и 8 в режиме реального времени фиксируется в оперативной памяти контроллера микропроцессорного пульта 15 и отображается на интерактивном сенсорном пульте сортировочной горки 16, расположенном на посту дежурного по горке. Оперативно-диспетчерский персонал имеет возможность управлять исполнительными устройствами сортировочной горки с помощью микропроцессорного пульта 16, при этом исключается одновременная подача команд управления с модуля управления стрелками 10 и команд управления от оператора.

Промышленный компьютер 18, в котором реализованы программно-аппаратные модули системы, имеет «горячий резерв», реализованный в резервном компьютере 20 с тем же составом модулей. Синхронизация основного 18 и резервного 20 компьютеров осуществляется по скоростной шине синхронизации Ethernet 19 по протоколу UDP. При сбое в работе основного компьютера 18, управление переходит к резервному компьютеру 20.

1 - измерительный участок

2 - стрелочные датчики счета осей

3 - датчики счета осей контроля габарита

4 - модуль ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей

5 - модуль формирования описателей отцепов

6 - модуль трансляции маршрутных заданий

7 - модуль контроля габарита

8 - модуль контроля путевых участков по датчикам счета осей

9 - модуль контроля исполнения маршрутов

10 - модуль управления маршрутами и реализации автовозврата стрелок

11 - модуль контроля положения стрелок и состояния стрелочных рельсовых цепей

12 - модуль формирования маршрутных заданий

13 - автоматизированное рабочее место дежурного по горке (АРМ ДСПГ)

14 - модуль связи с автоматизированной системой управления сортировочной станцией (АСУ СС)

15 - модуль контроллера микропроцессорного пульта

16 - микропроцессорный пульт контроля и управления сортировочной горки

17 - автоматизированное рабочее место дежурного оператора (АРМ ДСПО)

18 - основной промышленный компьютер

19 - шина синхронизации между основным и резервным компьютером

20 - резервный промышленный компьютер

1. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке для управления маршрутами отцепов при расформировании-формировании железнодорожных составов, содержащая автоматизированное рабочее место дежурного по горке и соединенный с напольным оборудованием сортировочной горки управляющий вычислительный комплекс, состоящий из программно-аппаратных модулей, объединенных в одном промышленном компьютере, отличающаяся тем, что дополнительно содержит связанные по локальной вычислительной сети системы Ethernet микропроцессорный пульт управления сортировочной горкой и, по меньшей мере, одно автоматизированное рабочее место горочного оператора, а управляющий вычислительный комплекс состоит из двух синхронизированных между собой промышленных компьютеров, обеспечивающих горячий резерв, при этом автоматизированное рабочее место оператора содержит средства отображения состояния горочных устройств и результаты работы автоматизированной системы, процессорное устройство управляющего вычислительного комплекса под управлением операционной системы реального времени выполняет функции обработки данных и формирует команды управления горочными устройствами, а входящие в состав напольного оборудования датчики счета осей установлены в начале и в конце спускной части сортировочной горки и образуют измерительные участки, связанные с модулем ввода и обработки сигналов реверсивных датчиков счета осей и позволяющие однозначно идентифицировать подвижные единицы при осуществлении надвига составов на горбе горки и при проведении маневровых перестановок отцепов, что дает информацию, необходимую для ведения накопления вагонов в сортировочном парке.

2. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке по п.1, отличающаяся тем, что управляющий вычислительный комплекс содержит модуль контроллера микропроцессорного пульта сортировочной горки, предназначенный для сбора информации о состоянии напольного оборудования и отображения ее на дисплее микропроцессорного пульта в режиме реального времени, а также для передачи управляющих воздействий от оператора к устройствам перевода стрелок, исключая одновременную выдачу команд управления человеком и автоматизированной системой.

3. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке по п.1, отличающаяся тем, что в состав микропроцессорного пульта сортировочной горки входит сенсорный дисплей, выполненный с возможностью подачи управляющих команд горочным устройствам нажатиями на соответствующие изображения устройств на дисплее, отражающие их состояние в режиме реального времени.

4. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке по п.1, отличающаяся тем, что может содержать несколько рабочих мест дежурного по горке для возможности ведения параллельного роспуска.

5. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке по п.1, отличающаяся тем, что при большой удаленности поста управления от управляющего вычислительного комплекса связь с микропроцессорным пультом управления осуществляется по стандартному последовательному интерфейсу RS485.