Система диспетчерской централизации железной дороги Российский патент 2020 года по МПК B61L27/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для осуществления управления и контроля движения поездов на железнодорожном транспорте в целях обеспечения заданной пропускной способности железных дорог и безопасности движения при централизованном (диспетчерском) управлении устройствами на станциях Диспетчерская централизация (ДЦ) «Сетунь» представляет собой систему оперативного руководства движением поездов, позволяющее управлять стрелочными переводами и сигналами всех контролируемых пунктов.

Известна централизованная диспетчерская система, 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 (US 6032905).

Известна система ДЦ с распределенными контролируемыми пунктами, которая 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-ШНДЦ) 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-ШНДЦ 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 (RU №2240245).

К недостаткам данной системы ДЦ с распределенными контролируемыми пунктами следует отнести сложность управления объектами, выполненными на базе отечественных электронных и микропроцессорных систем старого поколения, требующая круглосуточного участия и взаимодействия большого количества оперативного персонала, что существенно снижает ее надежность, отсутствие унификации аппаратуры.

Известна 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-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, 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 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 (RU 103790, прототип).

Недостатки данной системы определяются значительным количеством количества круглосуточных рабочих мест операторов (физических лиц), недостаточной скоростью передачи данных между центральным постом диспетчерской централизации и контролируемыми пунктами в системе, что является фактором, ограничивающим количество установленного на каждом контролируемом пункте оборудования и снижающим надежность и безотказность (отказоустойчивость) системы в целом благодаря возможности задержек и ошибок передачи ненадлежащей информации, а также зависимости ее работы от субъективных особенностей и действий персонала, низкая степень унификации аппаратуры, значительном времени ввода в эксплуатацию системы ДЦ, для подготовки персонала, т.е. специалистов, имеющих специальную программную и инженерную подготовку.

Задачей заявляемого технического решения является разработка эффективной системы ДЦ, имеющей максимально возможный уровень автоматизации, а также расширение арсенала систем диспетчерской централизации.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в сокращении и оптимизации количество количества рабочих мест операторов (физических лиц), т.е. персонала специалистов, имеющих специальную программистскую и инженерную подготовку, увеличении скорости передачи данных между центральным постом (ЦП) диспетчерской централизации и контролируемыми пунктами (КП) в едином адресном пространстве системы, повышении надежности и безотказности (отказоустойчивости) системы в целом благодаря исключению задержек и передачи ненадлежащей информации, а также сокращению зависимости ее работы от субъективных особенностей и действий персонала, сокращении времени ввода в эксплуатацию системы ДЦ, вне зависимости от количества установленного на каждом контролируемом пункте (КП) оборудования, в снижении затрат при вводе в эксплуатацию системы ДЦ на линейных контролируемых пунктах (КП). Кроме того, заявляемое техническое решение позволит повысить степень унификации оборудования диспетчерской централизации, оптимизировать количество рабочих станций повысить надежность и отказоустойчивость системы в целом.

Сущность изобретения состоит в том, что система диспетчерской централизации для управления и контроля движения поездов на железной дороги содержит единый диспетчерский центр диспетчерской централизации (ДЦ) и имеющая иерархическое многоуровневое схемное строение аппаратно-программных средств, первый уровень которого включает аппаратуру центрального поста (ЦП), второй уровень - аппаратуру пункта управления (ПУ), третий уровень -диспетчерские участки (ДУ), а четвертый уровень линейные контролируемые пункты (КП), а также имеет сетевые устройства для функционального объединения аппаратно-программных средств всех уровней с возможностью обмена информацией с автоматизированным местом дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ), при этом центральный пост (ЦП) выполнен с, по меньшей мере, одним автоматизированным местом поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), диспетчерские участки (ДУ) включают в себя рабочие станции «связь» (PC «Связь»), пункты управления (ПУ), включают в себя рабочие станции «шлюз» (PC «Шлюз») с возможностью связи внутренних вычислительных сетей системы с внешними сетями для обмена командами с другими системами железнодорожной автоматики и телемеханики, линейные контролируемые пункты (КП) включают в себя блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) передачи на пункты управления информации от блоков расширения контролируемого пункта (БРКП), определяющих количество и скорость принимаемых и передаваемых сигналов телесигнализации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также формирования команд контролируемым путевым объектам телеуправления для автоматического управления движением поездов в системе единого времени, причем схемное строение аппаратно-программных средств реализовано с помощью средств высокоскоростного обмена информацией, выполненных в виде сетевых концентраторов, трансиверов, маршрутизаторов и аппаратуры файл-сервер (Файл-Сервер) для управления цифровыми архивами с возможностью получения и быстрой выборки файлов с помощью выделенных цифровых каналов связи в виде кольцевых структур, обеспечивающих два направления передачи и возможность подключения экрана межсетевого обмена, при этом автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) выполнено с компьютерной архитектурой искусственного интеллекта и связано с помощью сетевого концентратора (Hub) через свой трансивер с трансивером и сетевым концентратором (Hub) в составе пункта управления (ПУ), к которому подключены диспетчерские участки (ДУ), автоматизированное место дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ), аппаратура файл-сервер (Файл-Сервер) и рабочая станция «шлюз» (PC «Шлюз»), а через следующий сетевой концентратор (Hub), - к экрану межсетевого обмена, каждый диспетчерский участок (ДУ) своим сетевым концентратором (Hub) соединен с упомянутым сетевым концентратором (Hub) в составе пункта управления (ПУ), а также, с помощью основной и резервной рабочими станций «связь» (PC «Связь»), - с коммутационной панелью, связанной со схемой переключений, по меньшей мере, одного линейного контролируемого пункта (КП), к которой подключены блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и, с помощью схемы контроля реле, линейные блоки расширения контролируемого пункта (БРКП), а также схема включения командных и пусковых реле, подключенная выходом через релейные дешифраторы (РДШ) и схемы формирования команд телеуправления к путевым объектам телеуправления, при этом схемное строение системы аппаратно-программных средств выполнено с возможностью обмена информацией аппаратуры всех уровней с автоматизированным местом поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) и с автоматизированным местом дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ) для образования единого адресного пространства.

При этом автоматизированное место поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) с системой искусственного интеллекта выполнено как программно-технический комплекс с алгоритмом машинного обучения ее нейронной компьютерной архитектуры и ведения реляционного списка всей входной информации с базовыми смыслами, соответствующими каждому компоненту входной информации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также с возможностью осуществления обмена информацией при получении в реальном времени одной или нескольких ответных реакций аппаратно-программных средств от пунктов управления (ПУ) и диспетчерских участков (ДУ), ведение набора объектных файлов, содержащих информацию, касающуюся всех блоков контролируемых пунктов модернизированных (БКПМ) и ситуаций, которые встречались ранее, хранения набора соответствующих ответных файлов и показателей для каждой ответной реакции в виде адаптивного поведения путевых объектов телеуправления, определения типа и извлечения базового смысла поступающей входной информации о текущем состоянии контролируемых путевых объектов для выбора соответствующего адаптивного поведения контролируемых путевых объектов телеуправления исходя из комбинации компонентов входной информации и формирования наиболее приемлемой ответной реакции, сгруппированной по диспетчерским участкам (ДУ), и для визуализации с помощью экрана межсетевого обмена.

Предпочтительно, линейные блоки расширения контролируемого пункта (БРКП) схемы контроля реле связаны с контролируемыми путевыми объектами телеуправления и телеизмерения с помощью дополнительно установленных блоков расширения контролируемого пункта (БРКП).

Предпочтительно, сетевые концентраторы (Hub) выполнены с возможностью запоминания МАС-адреса аппаратно-программных средств системы с образованием единого адресного пространства.

Предпочтительно, контролируемый пункт (КП) снабжен подключенной к его схеме переключений аппаратурой приема-передачи ответственных команд в виде блока вывода телеуправления (БВТУ), применяемого в нештатных и аварийных ситуациях

Предпочтительно, аппаратура центрального поста (ЦП) связана с аппаратурой пункта управления (ПУ) многомодовым оптоволокном.

Предпочтительно, аппаратура автоматизированного места поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) размещена в одном телекоммуникационном шкафу АРМ-ДНЦ, аппаратура пункта управления (ПУ) размещена в телекоммуникационном шкафу Файл-Сервер - PC «Связь», а аппаратура диспетчерского участка (ДУ) размещена в телекоммуникационном шкафу PC «Связь»

Предпочтительно, блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и блоки расширения контролируемого пункта (БРКП) каждого контролируемого пункта (КП) размещены в телекоммуникационном стативе.

На чертеже фиг. 1 изображена принципиальная схема иерархического построения системы диспетчерской централизации железной дороги, на фиг. 2 -принципиальная схема контролируемого пункта (КП).

Диспетчерская централизация (ДЦ) - комплекс технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики, позволяющих осуществлять управление и контроль движения поездов на участке железной дороги в целом (диспетчерском круге) и/или одним из объектов железной дороги (станция, перегон, переезд, остановочный пункт, блок-пост, стрелочный перевод, светофор) из одного пункта и одним лицом - поездным диспетчером по участку/станции (ДНЦ) или средствами железнодорожной автоматики и телемеханики. Составными элементами ДЦ являются: автоматизированные рабочие места диспетчеров (АРМ), рабочие станции и напольное (расположенное непосредственно на путях) оборудование (Блоки управления: БРКП, БКПМ, БВТУ).

Система диспетчерской централизации для управления и контроля движения поездов на железной дороги, содержащая единый диспетчерский центр 1 диспетчерской централизации (ДЦ) и имеющая иерархическое многоуровневое схемное строение аппаратно-программных средств, первый уровень которого включает аппаратуру центрального поста (ЦП) 2, второй уровень - аппаратуру пункта 3 управления (ПУ), третий уровень - диспетчерские участки (ДУ) 5, а четвертый уровень - линейные контролируемые пункты (КП) 6, а также имеет сетевые устройства для функционального объединения аппаратно-программных средств всех уровней с возможностью обмена информацией с автоматизированным местом 7 дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ).

Центральный пост (ЦП) 2 выполнен с, по меньшей мере, одним автоматизированным местом 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), диспетчерские участки (ДУ) 5 включают в себя рабочие станции 4 «связь» (PC «Связь»), пункты 3 управления (ПУ), включают в себя рабочие станции 9 «шлюз» (PC «Шлюз») с возможностью связи внутренних вычислительных сетей системы с внешними сетями для обмена командами с другими системами железнодорожной автоматики и телемеханики, линейные контролируемые пункты (КП) 6 включают в себя основной и резервный блоки 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) передачи через диспетчерские участки (ДУ) 5 на пункты 3 управления (ПУ) информации от основного и резервного блоков 11 расширения контролируемого пункта (БРКП) определяющих количество и скорость принимаемых и передаваемых сигналов телесигнализации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также формирования команд контролируемым путевым объектам телеуправления для автоматического управления (перевод стрелок, на включение/выключение светофоров и другой надлежащей аппаратуры) движением поездов в системе единого времени.

Количество линейных контролируемых пунктов (КП) 6 в каждом диспетчерском участке 5 (ДУ) определяется исходя из загрузки и пропускной способности каналов связи.

Программное обеспечение аппаратуры системы защищено от несанкционированного доступа. Для этого в состав автоматизированного места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) входит, в частности, программное устройство защиты от несанкционированного доступа и источники бесперебойного питания ИБП (не изображены). Электропитание устройств автоматизированного места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) осуществляется от источников гарантированного питания переменного тока напряжением 220 В, через источники бесперебойного питания.

Блок 10 контролируемого пункта модернизированный (БКПМ) предназначен для работы в составе системы диспетчерской централизации на линейных пунктах для сбора информации и состоянии контролируемых пунктов (КП) 6, передачи ее через диспетчерские участки (ДУ) 5 на пункт 3 управления (ПУ), приема от пункта 3 управления (ПУ) через диспетчерские участки (ДУ) 5 команд телеуправления и передачу их в остальные устройства централизации. Блок 10 контролируемого пункта модернизированный (БКПМ) имеет адресный 0/Р-переключатель, положение которого задает адрес контролируемого пункта 6 (КП). Основной и резервный блоки 10 имеют одинаковую адресацию.

Блоки 11 расширения контролируемого пункта предназначены для распределенного сбора сигналов телесигнализации ТС о состоянии объектов контроля и последующей передачи этих сигналов в блоки 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) для дальнейшей обработки и передачи через диспетчерские участки (ДУ) 5 на пункт 3 управления (ПУ).

Для организации обмена информацией в реальном масштабе времени между автоматизированным местом 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) и пунктом 3 управления (ПУ) организуется локальная вычислительная сеть (ЛВС) Ее основой является аппаратура 16 файл-сервер (Файл-Сервер) и сетевые концентраторы 14 НиЬ.

Схемное строение аппаратно-программных средств заявляемой системы реализовано с помощью средств высокоскоростного обмена информацией, выполненных в виде сетевых концентраторов 14 (Hub), трансиверов 15, маршрутизаторов и аппаратуры 16 файл-сервер (Файл-Сервер) для хранения цифрового архива с возможностью получения и быстрой выборки файлов с помощью выделенных цифровых каналов связи в виде кольцевых структур, обеспечивающих два направления передачи и возможность подключения экрана 17 межсетевого обмена.

Автоматизированное место 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) выполнено с компьютерной архитектурой искусственного интеллекта и связано с помощью сетевого концентратора 14 (Hub) через трансивер 15 с трансивером 15 и сетевым концентратором 14 (Hub) в составе пункта 3 управления (ПУ), к которому подключены диспетчерские участки (ДУ) 5, автоматизированное место 7 дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ), аппаратура 16 файл-сервер (Файл-Сервер), рабочая станция 9 «шлюз» (PC «Шлюз»), а через следующий сетевой концентратор 14 (Hub), - к экрану 17 межсетевого обмена для графического отображения поездного положения.

Каждый диспетчерский участок (ДУ) 5 своим сетевым концентратором 14 (Hub) соединен с упомянутым сетевым концентратором 14 (Hub) в составе пункта 3 управления (ПУ), а также, с помощью основной и резервной рабочими станциями 4 «связь» (PC «Связь»), - с коммутационной панелью 18, связанной аппаратурой 22 связи со схемой 19 переключений, по меньшей мере, одного линейного контролируемого пункта (КП) 6, к которой подключены блоки 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и, с помощью схемы 23 контроля реле, линейные блоки 11 расширения контролируемого пункта (БРКП), а также схема 20 включения командных и пускового реле, подключенная выходом через релейные дешифраторы (РДШ) 12 и схемы 21 формирования команд телеуправления к путевым объектам телеуправления.

Схемное строение системы аппаратно-программных средств выполнено с возможностью обмена информацией аппаратуры всех уровней с автоматизированным местом 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) и с автоматизированным местом 7 дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ) для образования единого адресного пространства.

Линейные блоки 11 расширения контролируемого пункта (БРКП) схемы 23 контроля реле связаны с контролируемыми путевыми объектами телеуправления и телеизмерения с помощью дополнительно установленных блоков 13 расширения контролируемого пункта (БРКП).

Автоматизированное место 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) с системой искусственного интеллекта выполнено как программно-технический комплекс с алгоритмом машинного обучения ее нейронной компьютерной архитектуры и ведения реляционного списка всей входной информации с базовыми смыслами, соответствующими каждому компоненту входной информации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также с возможностью математической фильтрации поступающих сообщений, осуществления обмена информацией при получении в реальном времени одной или нескольких ответных реакций аппаратно-программных средств от пунктов 3 управления (ПУ) и диспетчерских участков (ДУ) 5, ведение набора объектных файлов, содержащих информацию, касающуюся всех блоков 10 контролируемых пунктов модернизированных (БКПМ) и ситуаций, которые встречались ранее, хранения набора соответствующих ответных файлов и показателей для каждой ответной реакции в виде адаптивного поведения путевых объектов телеуправления, определения типа и извлечения базового смысла поступающей входной информации о текущем состоянии контролируемых путевых объектов для выбора соответствующего адаптивного поведения контролируемых путевых объектов телеуправления исходя из комбинации компонентов входной информации и формирования наиболее приемлемой ответной реакции, сгруппированной по диспетчерским участкам (ДУ) 5, и для визуализации с помощью экрана 17 межсетевого обмена.

Сетевые концентраторы 14 (Hub) выполнены с возможностью запоминания уникального идентификатор, присваиваемого каждой единице активного оборудования, т.е. МАС-адреса аппаратно-программных средств системы с образованием единого адресного пространства.

Контролируемый пункт 6 (КП) снабжен подключенными к его схеме 19 переключений средствами 24 приема-передачи ответственных команд в виде блока вывода телеуправления (БВТУ), применяемого в нештатных и аварийных ситуациях.

Система дополнительно снабжена автоматизированным рабочим местом 25 дежурного по станции (АРМ ДСП), подключенным, через пункт 3 управления (ПУ) и диспетчерские участки (ДУ) 5, к контролируемому пункту 6 (КП) и выполненным с возможностью перевода станции на режим автономного управления. Автоматизированное рабочее место 25 дежурного по станции (АРМ ДСП) дублирует функционал искусственного интеллекта автоматизированного места 8 поездного диспетчера (АРМ ДНЦ) для осуществления логического контроля за действиями диспетчера

Аппаратура центрального поста (ЦП) 2 связана с аппаратурой пункта 3 управления (ПУ) многомодовым оптоволокном.

Аппаратура центрального поста 2 (ЦП) и системный блок автоматизированного места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) размещена в одном телекоммуникационном шкафу АРМ-ДНЦ, аппаратура пункта 3 управления (ПУ), т.е. файл-сервера и PC "Шлюз" размещена в телекоммуникационном шкафу Файл-Сервер - PC «Связь», а аппаратура диспетчерского участка (ДУ) 5 размещена в телекоммуникационном шкафу PC «Связь»

Блоки 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и блоки 11 расширения контролируемого пункта (БРКП) каждого контролируемого пункта (КП) 6 размещена на телекоммуникационном стативе.

В цепях связи и электропитания аппаратуры ДЦ предусмотрены цепь контроля стыковки и цепь контроля сопротивления изоляции

Заявляемая система ДЦ «Сетунь» работает следующим образом.

Система ДЦ «Сетунь» выполняет функции диспетчерской централизации нового поколения, использующей цифровые каналы связи и эксплуатируется на железнодорожных узлах и участках железных дорог при однопутном и многопутном движении поездов с автономной или электрической тягой в системах контроля и управления движением подвижного состав, использующей сигналы телеуправления (ТУ), ответственных команд телеуправления (ОТУ), телесигнализации (ТС) и построения маршрутов.

В процессе эксплуатации ДЦ «Сетунь» постоянно выполняет следующие функции:

построение маршрутов;

непрерывный контроль поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров, индексов поездов, их ходовых качеств и других данных;

контроль стыковки и контроль сопротивления изоляции цепей связи и электропитания;

автоматическое управление движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графика;

прогнозирование возможного отклонения от заданного графика и выдача рекомендаций диспетчеру по предотвращению этого отклонения;

отображение и документирование графика исполненного движения поездов, действий диспетчера и т.д.

контроль и отображение состояния путевых объектов;

управление скоростью движения поездов на участке в зависимости от поездной ситуации;

передача штатных и ответственных команд на линейные пункты;

возможность установки номера и индекса поезда в полуавтоматическом и ручном режимах;

ведение системного журнала (технологического протокола);

документирование графика исполненного движения;

логическое закрытие путей, перегонов и стрелочных секций.

возможность работы в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах;

обмен необходимой информацией с устройствами ДЦ «Сетунь» соседних участков и с информационно-управляющими системами верхнего уровня железнодорожной автоматики и телемеханики;

использование инструментальных систем реального времени, обеспечивающих легкую расширяемость и настройку программного продукта на любой диспетчерский участок; применение «горячего» (автоматического) и «холодного» (требующего вмешательства электромеханика) резервирования;

Централизованное (диспетчерское) управление станциями участка осуществляется за счет реализации команд телеуправления (ТУ), в том числе ответственных команд телеуправления (ОТУ), на контролируемом пункте 6 (КП), передаваемых с пункта 3 управления (ПУ) посредством автоматизированного рабочего места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), а также концентрации всей необходимой информации на пункте 3 управления (ПУ).

Рабочая станция 4 PC "СВЯЗЬ" (PC "Связь") выполняет следующие функции:

прием сигналов телесигнализации ТС из канала связи;

передача в канал связи команд телеуправления (ТУ), в том числе ответственных команд телеуправления (ОТУ);

формирование диагностических тестов и посылка их в канал связи ДЦ по команде от рабочего места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ).

Система функционально включает в себя современную систему телемеханики с высокоскоростным обменом информацией между центральным (распорядительным) постом 2 (ЦП) и линейными контролируемыми пунктами 6 (КП).

Длина управляемого и контролируемого ДЦ участка железной дороги может достигать 200-1000 км и более, в зависимости от интенсивности движения поездов. Количество управляемых и контролируемых системой объектов на линейных пунктах неограниченно. Скорость передачи по каналам связи между пунктом 3 управления (ПУ) и контролируемым пунктом 6 (КП) составляет для физических линий связи -1,2 кбит/с; для цифровых каналов волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) - до 58,6; для групповых цифровых каналов (с общим доступом) ВОЛС -до 9,6 кбит/с.

На станциях и промежуточных объектах железных дорог блоки 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ), осуществляют сбор информации и состоянии контролируемых объектов устройств телесигнализации (ТС), передачу ее по каналам связи от контролируемого пункта 6 (КП) на пункт 3 управления, передачу их автоматизированному месту 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) и на устройства ввода-вывода информации центрального пункта 2 (ЦП), а также прием и передачу от пункта 3 управления команд телеуправления (ТУ) для контролируемого пункта 6 (КП). Блок 11 расширения контролируемого пункта (БРКП) отвечает за количество и скорость принимаемых сигналов для последующей их передачи и обработки блоками 10 контролируемого пункта модернизированные (БКПМ). Первоначальный сбор информации непосредственно с контролируемых объектов станции осуществляется с помощью путевых дополнительных блоков 13 расширения контролируемого пункта (БРКП). К каждому блоку 13 расширения контролируемого пункта (БРКП) может быть подключено до 32 двухпозиционных датчиков телесигнализации (ТС).

Автоматизированное место 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) выполнено с возможностью принятия ответственных решений в нештатных, нестандартных и аварийных ситуациях, и недопущения диверсий с условием проверки его действий искусственным интеллектом с подфункцией логического контроля. Все текущие, в том числе, ответственные, решения реализуются и контролируются в системе ДЦ через аппаратуру пункта 3 управления (ПУ), диспетчерских участков (ДУ) 5, и линейных контролируемых пунктов (КП) 6. Благодаря функционированию искусственного интеллекта автоматизированного места 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), в частности, автоматически реализуются:

математическая фильтрация поступающих сообщений с использованием традиционных способов повышения достоверности принимаемых сообщений;

контроль команд на установку маршрутов, на перевод стрелок, на включение/выключение светофоров и другой надлежащей аппаратуры;

графическое отображение поездного положения;

прогнозирование поездной ситуации на основе текущей оперативной информации, справочных нормативных данных и действующих ограничений;

контроль входной и выходной информации; в частности, контроль формируемых команд телеуправления производится автоматически, после их выбора из группы (матрицы) разрешенных команд и исключает, в частности:

задание враждебного поездного маршрута (или маршрута для отдельной поездной единицы, технического средства);

задание режущего маршрута;

задание маршрута управления при невозможности изменения направления действия автоблокировки;

задание маршрута, если в его составе есть стрелки, замкнутые в другом маршруте;

перевод стрелки под составом (поездной единицей);

изменение маршрута, если занята стрелочная секция в маршруте и т.д.

защита от несанкционированного (неразрешенного) доступа.

Использование новейших программно-алгоритмических решений искусственного интеллекта позволяет повысить уровень автоматизации и безопасность управления на диспетчерских участках, давая возможность оперативно реагировать на появляющиеся логические несоответствия текущей информации, обеспечить предотвращение аварийных ситуаций на железных дорогах и недопущение диверсий, возможность, наращивания функций, в частности, при принятии диспетчером ответственных решений в нештатных, нестандартных и аварийных ситуациях, но с условием проверки его действий искусственным интеллектом подфункцией логический контроль.

Автоматизированное место 7 дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ) обеспечивает контроль технического состояния всех уровней ДЦ, планирование графика технического обслуживания устройств ДЦ и, при необходимости, других технических средств участка.

Команда на установку маршрута в ДЦ является сложной командой и состоит из нескольких двухимпульсных и одноимпульсной команд телеуправления (ТУ).

Задание поездных и маневровых маршрутов осуществляется после в следующей последовательности:

осуществляется последовательный перевод стрелок, входящих в маршрут. При этом, при неудачной попытке перевода стрелки в течении заданного времени, производится возврат ее в первоначальное положение и после получения контроля выполняется повторная попытка перевода стрелки;

после перевода всех стрелок и получения контроля, соответствующего задаваемому маршруту положения, реализуются сигналы телеуправления (ТУ), обеспечивающие задание маршрута.

Возможен перевод станции на резервное управление при неисправности ДЦ.

В таком случае по регистрируемому приказу поездного диспетчера осуществляется перевод станции на режим автономного резервного управления с помощью автоматизированного рабочего места 25 дежурного по станции (АРМ ДСП) для осуществления управления с соседней станции. Операция перевода станции на резервное управление визуализируется с помощью экрана 17 межсетевого обмена.

Возврат станции на диспетчерское управление возможен только при завершении ранее начатых действий, которые диспетчер завершить не сможет, или при которых передача станции на диспетчерское управление не разрешается, (аварийное закрытие переезда и другие). При получении команды на отмену маршрута формируются сигналы воздействия на реле светофора начала маршрута, при ложной занятости перегона предусматривается ответственная команда вспомогательной смены направления движения. Реализация ответственных команд в нештатных и аварийных ситуациях происходит с помощью средств 24 передачи ответственных команд в виде блока вывода телеуправления (БВТУ).

Аппаратура системы ДЦ «Сетунь» относится к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния. Для обеспечения заданного уровня надежности предусматривается резервирование основных узлов системы.

Оборудование резервируется на уровне пункта 3 управления (ПУ) и контролируемых пунктов 6 (КП), а также каналов связи. Для организации обмена данными, как правило, используются один основной и один обходной каналы связи.

Данные в устройствах защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях электропитания. При длительном отключении электропитания данные в устройствах ДЦ «Сетунь» сохраняются и после включения восстанавливаются.

В состав технических средств системы входят специальные аппаратные и программные средства диагностирования технического состояния. Информация о техническом состоянии средств системы выдается на автоматизированное место 8 поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), автоматизированное место 7 дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ) в различной степени детализации. Диагностирование обеспечивает проверку исправности и правильности работы оборудования системы, ее отдельных узлов, функционирования в соответствии с заданными требованиями и не влияет на алгоритмы работы устройств.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи и подтвержденный экспериментально, состоит в сокращении и оптимизации количества рабочих мест операторов (физических лиц), т.е. персонала специалистов, имеющих специальную программистскую и инженерную подготовку, увеличении скорости передачи данных между центральным постом 2 (ЦП) диспетчерской централизации и контролируемыми пунктами 6 (КП) в едином адресном пространстве системы, повышении надежности и безотказности (отказоустойчивости) системы в целом благодаря исключению задержек и передачи ненадлежащей информации, а также сокращению зависимости ее работы от субъективных особенностей и действий персонала, сокращении времени ввода в эксплуатацию системы ДЦ, вне зависимости от количества установленного на каждом контролируемом пункте 6 (КП) оборудования, в снижении затрат при вводе в эксплуатацию системы ДЦ на линейных контролируемых пунктах 6 (КП). Кроме того, заявляемое техническое решение позволит повысить степень унификации оборудования диспетчерской централизации и оптимизировать количество аппаратуры ДЦ, повысить надежность и отказоустойчивость системы в целом.

Изобретение относится к средствам регулирования движения поездов. Система содержит единый диспетчерский центр (ДЦ) и имеет строение, первый уровень которого включает аппаратуру центрального поста (ЦП), второй - аппаратуру пункта управления (ПУ), третий - диспетчерские участки (ДУ), а четвертый - линейные контролируемые пункты (КП), а также имеет сетевые устройства для объединения всех уровней с возможностью обмена информацией с автоматизированным местом дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ). Центральный пост (ЦП) выполнен с по меньшей мере одним автоматизированным местом поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), диспетчерские участки (ДУ) включают в себя рабочие станции «связь» (PC «Связь»), пункты управления (ПУ) включают в себя рабочие станции «шлюз» (PC «Шлюз») с возможностью связи внутренних вычислительных сетей системы с внешними сетями для обмена командами с системами железнодорожной автоматики и телемеханики, линейные контролируемые пункты (КП) включают в себя основной и резервный блоки контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) передачи через диспетчерские участки (ДУ) на пункты управления (ПУ) информации от основного и резервного блоков расширения контролируемого пункта (БРКП). АРМ-ДНЦ выполнено с компьютерной архитектурой искусственного интеллекта и связано с трансивером и сетевым концентратором (Hub) в составе пункта управления (ПУ). Достигается повышение надежности системы. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система диспетчерской централизации для управления и контроля движения поездов на железной дороге, содержащая единый диспетчерский центр (1) диспетчерской централизации (ДЦ) и имеющая иерархическое многоуровневое схемное строение аппаратно-программных средств, первый уровень которого включает аппаратуру центрального поста (ЦП) (2), второй уровень - аппаратуру пункта (3) управления (ПУ), третий уровень - диспетчерские участки (ДУ) (5), а четвертый уровень - линейные контролируемые пункты (КП) (6), а также имеет сетевые устройства для функционального объединения аппаратно-программных средств всех уровней с возможностью обмена информацией с автоматизированным местом (7) дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ), при этом центральный пост (ЦП) (2) выполнен с, по меньшей мере, одним автоматизированным местом (8) поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), диспетчерские участки (ДУ) (5) включают в себя рабочие станции (4) «связь» (PC «Связь»), пункты (3) управления (ПУ) включают в себя рабочие станции (9) «шлюз» (PC «Шлюз») с возможностью связи внутренних вычислительных сетей системы с внешними сетями для обмена командами с другими системами железнодорожной автоматики и телемеханики, линейные контролируемые пункты (КП) (6) включают в себя блоки (10) контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) передачи на пункты (3) управления информации от блоков (11) расширения контролируемого пункта (БРКП), определяющих количество и скорость принимаемых и передаваемых сигналов телесигнализации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также формирования команд контролируемым путевым объектам телеуправления для автоматического управления движением поездов в системе единого времени, отличающаяся тем, что схемное строение аппаратно-программных средств реализовано с помощью средств высокоскоростного обмена информацией, выполненных в виде сетевых концентраторов (14) (Hub), трансиверов (15), маршрутизаторов и аппаратуры (16) файл-сервер (Файл-Сервер) для управления цифровыми архивами с возможностью получения и быстрой выборки файлов с помощью выделенных цифровых каналов связи в виде кольцевых структур, обеспечивающих два направления передачи и возможность подключения экрана (17) межсетевого обмена, при этом автоматизированное место (8) поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) выполнено с компьютерной архитектурой искусственного интеллекта и связано с помощью сетевого концентратора (14) (Hub) через свой трансивер (15) с трансивером (15) и сетевым концентратором (14) (Hub) в составе пункта (3) управления (ПУ), к которому подключены диспетчерские участки (ДУ) (5), автоматизированное место (7) дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ), аппаратура (16) файл-сервер (Файл-Сервер) и рабочая станция (9) «шлюз» (PC «Шлюз»), а через следующий сетевой концентратор (14) (Hub) - к экрану (17) межсетевого обмена, каждый диспетчерский участок (ДУ) (5) своим сетевым концентратором (14) (Hub) соединен с упомянутым сетевым концентратором (14) (Hub) в составе пункта (3) управления (ПУ), а также, с помощью основной и резервной рабочими станций (4) «связь» (PC «Связь»), - с коммутационной панелью (18), связанной со схемой (19) переключений, по меньшей мере, одного линейного контролируемого пункта (КП) (6), к которой подключены блоки (10) контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и, с помощью схемы (23) контроля реле, линейные блоки (11) расширения контролируемого пункта (БРКП), а также схема (20) включения командных и пусковых реле, подключенная выходом через релейные дешифраторы (РДШ) (12) и схемы (21) формирования команд телеуправления к путевым объектам телеуправления, при этом схемное строение системы аппаратно-программных средств выполнено с возможностью обмена информацией аппаратуры всех уровней с автоматизированным местом (8) поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) и с автоматизированным местом (7) дежурных электромехаников (АРМ-ШНДЦ) для образования единого адресного пространства.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматизированное место (8) поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) с системой искусственного интеллекта выполнено как программно-технический комплекс с алгоритмом машинного обучения ее нейронной компьютерной архитектуры и ведения реляционного списка всей входной информации с базовыми смыслами, соответствующими каждому компоненту входной информации о состоянии контролируемых путевых объектов телеуправления и телеизмерения, и устройств контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ), а также с возможностью осуществления обмена информацией при получении в реальном времени одной или нескольких ответных реакций аппаратно-программных средств от пунктов (3) управления (ПУ) и диспетчерских участков (ДУ) (5), ведения набора объектных файлов, содержащих информацию, касающуюся всех блоков (10) контролируемых пунктов модернизированных (БКПМ) и ситуаций, которые встречались ранее, хранения набора соответствующих ответных файлов и показателей для каждой ответной реакции в виде адаптивного поведения путевых объектов телеуправления, определения типа и извлечения базового смысла поступающей входной информации о текущем состоянии контролируемых путевых объектов для выбора соответствующего адаптивного поведения контролируемых путевых объектов телеуправления исходя из комбинации компонентов входной информации и формирования наиболее приемлемой ответной реакции, сгруппированной по диспетчерским участкам (ДУ) (5), и для визуализации с помощью экрана (17) межсетевого обмена.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что линейные блоки (11) расширения контролируемого пункта (БРКП) схемы (23) контроля реле связаны с контролируемыми путевыми объектами телеуправления и телеизмерения с помощью дополнительно установленных блоков (13) расширения контролируемого пункта (БРКП).

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что сетевые концентраторы (14) (Hub) выполнены с возможностью запоминания МАС-адреса аппаратно-программных средств системы с образованием единого адресного пространства.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что контролируемый пункт (6) (КП) снабжен подключенной к его схеме (19) переключений аппаратурой (23) приема-передачи ответственных команд в виде блока вывода телеуправления (БВТУ), применяемого в нештатных и аварийных ситуациях.

6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что она снабжена автоматизированным рабочим местом (25) дежурного по станции (АРМ ДСП), подключенным, через пункт (3) управления (ПУ) и диспетчерские участки (ДУ) (5), к контролируемому пункту (6) (КП) и выполненным с возможностью перевода станции на режим автономного управления, при этом автоматизированное рабочее место (25) дежурного но станции (АРМ ДСП) выполнено с функционалом искусственного интеллекта автоматизированного места (8) поездного диспетчера (АРМ ДНЦ).

7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что аппаратура центрального поста (ЦП) 2 связана с аппаратурой пункта (3) управления (ПУ) многомодовым оптоволокном.

8. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что аппаратура автоматизированного места (8) поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ) размещена в одном телекоммуникационном шкафу АРМ-ДНЦ, аппаратура пункта (3) управления (ПУ) размещена в телекоммуникационном шкафу Файл-Сервер - PC «Связь», а аппаратура диспетчерского участка (ДУ) (5) размещена в телекоммуникационном шкафу PC «Связь».

9. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что блоки (10) контролируемого пункта модернизированные (БКПМ) и блоки (11) расширения контролируемого пункта (БРКП) каждого контролируемого пункта (КП) (6) размещены в телекоммуникационном стативе.