Технология программной реализации режима автоматической установки маршрутов на крупных станциях

занные с ручным вводом информации. За счет этого снижается вероятность возникновения ошибок и улучшается качество заказных спецификаций.

Применение формальных методов для оптимизации выполнения алгоритмов на всех уровнях ВЗС реализовано в АРМ-ВЗС и позволяет сократить затраты времени при обмене техническими документами, сократить время обработки ЗС, обеспечить контроль за сроками поставки оборудования, улучшить структуру информационного обмена при организации ВЗС и, следовательно, сократить сроки выполнения работ по капитальному строительству и ремонту систем СЦБ.

Библиографический список

1. Методы разработки автоматизированных систем управления / А. Г. Мамиконов. - М. : Энергия, 1973. - 336 с.

2. Графовые модели и методы разработки унифицированных компонент сложных программных комплексов / И. А. Прахов, С. Г. Кузин. - Нижний Новгород, 2003.

3. Имитационное моделирование систем - искусство и наука / Р. Ю. Шеннон. - М. : Мир, 1978. - 418 с.

4. Иерархия и параллелизм в сетях Петри / Д. А. Таль // Автоматика и телемеханика. - 1982. - № 7. - С. 112-113.

5. Синтез управляющих автоматов / В. Г. Лазарев, Е. И. Пийль. - М. : Энергия, 1978. - 408 с.

6. Основы дискретной автоматики / В. Н. Рогинский. - М. : Связь, 1975. -

432 с.

УДК 656.25

А. Б. Никитин, д-р техн. наук Р. В. Кучумов, канд. техн. наук М. А. Бутузов

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЖИМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МАРШРУТОВ НА КРУПНЫХ СТАНЦИЯХ

С точки зрения службы движения железных дорог величина станции определяется размером и сложностью грузовых, пассажирских и технических операций, реализуемых на ней. Крупными станциями считаются внеклассные, а также станции I и II классов [1]. С другой стороны, с точки 36

зрения специалистов, обслуживающих устройства СЦБ, размер станции определяется количеством устройств электрической централизации (ЭЦ). При этом единицей измерения является централизованная стрелка. Крупной в хозяйстве СЦБ считается станция, на которой количество централизованных стрелок больше пятидесяти. Зачастую два указанных определения коррелируются, поэтому далее будем использовать расширенное определение крупной станции, учитывающее оба подхода.

Оперативный персонал (ОП) крупных станций испытывают особые трудности при реализации маршрутизированных передвижений. Дежурный по станции (ДСП) в процессе работы должен выполнять противоречивые задачи: с одной стороны, обеспечивать график движения поездов, с другой - выполнять внутристанционный технологический процесс. Эти операции ДСП надо выполнять оперативно, активно обмениваясь информацией с другими участниками перевозочного процесса с помощью телефонной и радиосвязи.

В сложной обстановке, когда тяжело сконцентрировать внимание, а времени на принятие решения мало, человеку трудно выбирать оптимальные трассы для передвижения поездов по станции. Кроме того, человек может совершать ошибки, приводящие к задержкам в движении поездов. Например, в случае отмены маршрута приема, ошибочно заданного не на тот путь, если его предмаршрутный участок занят, необходимо выждать три минуты. Аналогичная ситуация возникает, если с той же целью необходимо использовать искусственную разделку.

На крупных станциях, где загрузка ДСП особенно высока, цена ошибок наиболее ощутима, так как вызывает наибольшие потери в движении поездов. Кроме того, крупные станции часто характеризуются сложным путевым развитием, что дает возможность выбора множества вариантов передвижения.

В современных компьютерных системах управления (РПЦ и МПЦ) эти проблемы часто остаются нерешенными. Когда ДСП «пересаживается» со старого пульта-табло релейной ЭЦ на компьютерное автоматизированное рабочее место (АРМ), он, как правило, продолжает выполнять прежние рутинные действия по заданию маршрутов. Отличие состоит лишь в том, что раньше ДСП нажимал кнопки пульта-табло, а теперь «кликает» мышью по мнемосхеме станции на мониторе АРМ. Большинство новых систем ЭЦ совершенствуют лишь техническую базу, но не облегчают труд пользователей [2].

Решение данной проблемы предлагает Центр компьютерных железнодорожных технологий (ЦКЖТ) ПГУПС.

Для этого предлагается использовать два главных подхода. Первый подход базируется на совершенствовании традиционного способа задания маршрутов путем добавления ряда интеллектуальных функций (программный модуль «Интеллектуальные маршруты»). Второй, более прогрессив-

37

ный, заключается в изменении принципа задания маршрутов путём перехода от индивидуального управления объектами к манипуляции законченными технологическими заданиями (система автоматического задания маршрутов на основе электронной ведомости занятия перронных путей). Рассмотрим каждый из способов подробнее.

Функции программного модуля «Интеллектуальные маршруты» заключаются в следующем. Когда ДСП указывает начальную точку маршрута, система самостоятельно подсвечивает конечные точки на схематическом плане станции. При этом подсвечиваются только те конечные точки, маршрут на которые может быть задан в условиях текущей поездной ситуации. Так, например, если секция на пути предполагаемой трассы следования поезда занята, то маршрут через нее проложить невозможно. Следовательно, конечные точки маршрутов, проходящих через данную занятую секцию, показаны не будут.

В случае, когда есть возможность следования поезда от начальной до конечной точки маршрута по нескольким альтернативным трассам, по критерию кратчайшего пути автоматически выбирается оптимальный маршрут. Если от начальной до конечной точки маршрута в текущей поездной ситуации возможно движение только по вариантному маршруту, то такой маршрут будет задан без указания ДСП вариантной точки [3].

Программный модуль «Интеллектуальные маршруты» позволяет сократить количество ошибок ОП за счет того, что на раннем этапе отсекается возможность дачи неверной управляющей команды. Например, ДСП может не заметить неочевидные ситуации на станции, из-за которых установка маршрута может быть невозможна: не обратить внимания на замкнутую охранную стрелку, непосредственно не входящую в трассу маршрута; не заметить занятую негабаритную секцию. Всё время, пока ДСП пытается понять причину невозможности задания маршрута, как правило, им многократно повторяются неверные действия, которые задерживают функционирование системы в целом (на этот период «захватываются» общий наборный комплект, шины направлений, групповые блоки выдержки времени и т. п.). Дополнительно автоматический выбор оптимальной трассы маршрута позволяет ДСП избежать задания множества элементарных маршрутов, что наиболее трудоемко при формировании маневровых трасс на станциях со сложным путевым развитием.

Опыт эксплуатации программного модуля «Интеллектуальные маршруты» в составе системы ЭЦ-МПК на ряде крупных станций показал целесообразность его использования, что определяется в первую очередь отзывами ОП, работающего с данной системой. Среди станций следует отметить ст. Сковородино (120 стрелок), Петровский Завод (59 стрелок), Белогорск-1 (112 стрелок) Забайкальской ж. д., ст. СПб-Московский-Сортировочный (2-й и 5-й парки, 46 и 73 стрелки соответственно).

38

Второй метод использует законченные технологические задания: «принять поезд», «отправить поезд» и другие. Реализован данный метод в виде программного модуля, дополняющего АРМ ДСП системы ЭЦ-МПК. При этом традиционная функциональность АРМ ДСП (управление маршрутами и индивидуальное управление устройствами централизации) сохранена в полном объеме. Программный модуль дает ДСП следующие возможности:

1) позволяет подготавливать, редактировать или загружать из файла электронную ведомость занятия перронных путей;

2) отображает в графической форме электронную ведомость занятия перронных путей с указанием текущего статуса для каждой операции;

3) автоматически идентифицирует прибывающий поезд и сопоставляет его с заданием;

4) автоматически или полуавтоматически реализует задания для поездов.

Электронная ведомость занятия перронных путей представляет собой набор записей о том, какие перемещения, для каких подвижных единиц необходимо выполнить в определённое время. Все записи сведены в таблицу (рис. 1).

Реализация каждой операции проходит в несколько этапов. Первый этап - подготовка - заключается в ожидании времени выполнения операции (для отправляемых поездов) или момента появления поезда на участке приближения к станции (для принимаемых поездов).

Если условия первого этапа выполнены, наступает второй этап -проверка. Реализация каждой её операции заключается в задании набора элементарных маршрутов и проследовании по ним нужного поезда. Таким образом, второй этап - это поиск трасс элементарных маршрутов для перемещения поезда от точки «откуда» в точку «куда» (см. рис. 1 ). Если такие трассы существуют, то считается, что условия второго этапа были выполнены.

Третий этап - реализация - заключается в посылке управляющих команд для задания найденных на предыдущем этапе маршрутов.

Последний этап - контроль исполнения - необходим для контроля выполнения операции. Он заключается в ожидании открытия светофоров тех маршрутов, попытка задания которых была осуществлена на предыдущем этапе. Если все светофоры были открыты, операция считается успешно завершенной. Если по какой-либо причине, например, не закончен перевод маршрутной стрелки, какой-либо светофор не был открыт, то операция не может быть выполнена и система переходит в ручной режим работы.

39

Прибытие-

Отправление-

Время Поезд Откуда Куда Примечание

• 1:30 31 Глухоозерская II Хельсинки-Москва

А 12:26 35 Полюстрово 8 Хельсинки

18:01 73 3.ПОСТ-2 10 Свердловск

18:11 657 3.ПОСТ-2 10 Петрозаводск

© 18:41 687 3.ПОСТ-2 9 Вологда

© 19:05 249 Полюстрово 9 Костомукша

© 19:28 6823 3.Пост-2 8 Под п.6236

© 20:00 6413 Полюстрово 7А/5 Под п.6786

© 20:08 6865 Полюстрово 7А Под п.6208

© 20:27 6415 3.Пост-2 7А/5 Под п.6790

© 21:25 187 3.Пост-2 8 Воркута

© 21:38 21 3.Пост-2 9 Мурманск - Вологда

© 22:27 33 Полюстрово 8 Хельсинки

© 23:03 6837 3.Пост-2 7А/6 Под п.6220

© 23:25 15 3.Пост-2 9 Мурманск-Москва

Время Поезд Откуда Куда Примечание

0 0:00 6 3 Г лухоозерская

© 17:50 22 7А 3.Пост-2 Мурманск

© 18:15 6786 5/7А 3.Пост-2 Невдубстрой

1*18:50-74 8 Глухоозерская Свердловск

© 19:14 6246 7А

© 19:22 62 36 5/7А

© 19:26 6388 4А

© 19:31 34 8

© 19:41 32 8

© 20:03 190 8

© 20:18 6208 7А

© 21:35 31 8

© 22:10 250 11

© 23:31 36 8

3.Пост-2 3.Пост-2 3.Пост-2

Пупышево. Загонкой п.5786 [18-0D)

Мга

Будогощь. Загонкой п.5388

Полюстрово Хельсинки 3.Пост-2 Москва-Хельсинки

3.Пост-2 Архангельск

3.Пост-2 Мга

Глухоозерская Хельсинки-Москва Полюстрово Костомукша Полюстрово Хельсинки

©Стог

Авторежим включен

(^Сохранить

0Дравка Выполнить ^Удалить [^Создать

Операция выполняется в настоящий момент Выполнение операции просрочено

Указание на операцию с поездом, прибытие которого ожидается в настоящий момент

Операция ожидает подхода времени выполнения Операция успешно выполнена Операцию невозможно выполнить

Рис. 1. Вид программной реализации электронной ведомости занятия перронных путей ст. СПб-Ладожский Окт. ж. д. в системе автоматического задания маршрутов

Схема идентификации подходящих к станции поездов построена следующим образом. В программном модуле есть данные о том, в какое время и с какого направления ожидается появление поезда. Также в системе сохраняется информация об уже прибывших поездах. Таким образом, на основании критериев времени прибытия и последовательности прибытия осуществляется идентификация подходящего поезда [2].

Если включен автоматический режим и программному модулю не удалось идентифицировать подходящий к станции поезд, он запрашивает ввод номера и задание для поезда у ДСП. В полуавтоматическом режиме система требует у ДСП подтверждения того, что поезд идентифицирован верно, а также подтверждение выполнения запланированной над ним операции. В автоматическом режиме программный модуль самостоятельно выполняет операцию над прибывающим поездом в случае его успешной идентификации (рис. 2, 3).

40

Рис. 2. Работа программного модуля при приеме поезда в полуавтоматическом режиме. Подтверждение номера поезда или требование ввести иной номер для прибывающего поезда

Рис. 3. Работа программного модуля при приеме поезда в полуавтоматическом режиме. Подтверждение выполнения запланированной операции над ним или требование

ввода другого задания

Для отправляемых поездов действия системы несколько иные. Находясь в автоматическом режиме, система осуществляет перечисленные выше этапы по выполнению операции с учетом того, чтобы светофор для отправляемого поезда был открыт за одну минуту до его фактического отправления. В ручном режиме ДСП может самостоятельно выбрать нужное задание, а затем нажать кнопку «Выполнить» для его реализации.

41

Таким образом, при использовании системы автоматического управления маршрутами на основе электронной ведомости занятия перронных путей ДСП не требуется постоянно держать в памяти набор действий, которые требуется выполнить с подвижными единицами. Вместо этого он может контролировать ход выполнения составленного плана работ, вмешиваясь только в случае необходимости редактировать план.

Описанный программный модуль прошел эксплуатационные испытания в 2008 г. на ст. Санкт-Петербург-Ладожский Окт. ж. д.

В настоящее время Центр компьютерных железнодорожных технологий ПГУПС активно развивает направление дальнейшего совершенствования интеллектуальных компьютерных систем управления на железнодорожном транспорте. Такие системы избавляют ОП от рутинных операций, а также помогают быстро принимать правильные решения по управлению движением.

Библиографический список

1. Основы эксплуатационной работы железных дорог : учеб. пособие / В. А. Кудрявцев, В. И. Ковалев, А. П. Кузнецов и др.; ред. В. А. Кудрявцев. - 2-е изд. - М. : Изд. центр «Академия», 2005. - 352 с.

2. Автоматизация оперативного управления движением поездов на железнодорожных станциях. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08 / Р. В. Кучумов. -СПб., 2009. - 268 с.

3. Способы сокращения ошибок оперативного персонала при использовании интеллектуальных средств маршрутизированных передвижений на крупных станциях / А. Б. Никитин, Р. В. Кучумов // Современные проблемы совершенствования работы ж. д. транспорта : межвуз. сб. научн. трудов. - М. : РГОТУПС, 2006. - Т. 1. - С. 114-117.

УДК 656.25

Т. А. Белишкина, канд. техн. наук А. Г. Вяткин, канд. физ.-мат.наук

ВОПРОСЫ НОРМИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ УСТОЙЧИВОСТИ К ВНЕШНИМ МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

С развитием высокоскоростного движения в России встал вопрос о создании нормативной базы для строительства инфраструктуры и обеспечения безопасности для ВСМ. В настоящее время разработан проект тех-42