Системы и устройства автоматики и телемеханики  

Системы и устройства автоматики и телемеханики
Системы и устройства автоматики и телемеханики
УДК 656.25
А. Б. Никитин, д-р техн. наук,
И. Н. Королев Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»,
Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I
ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДАМИ ПО РАДИОКАНАЛУ
Введение
Передача данных по радиоканалу активно используется для систем
железнодорожного транспорта. Наибольшее развитие получили информационные системы, которые позволяют передавать данные о местоположении локомотива, диагностическую информацию о работе бортового оборудования. Среди подобных российских разработок можно выделить систему
СВЛ ТР компании «НПО “ТрансИнфоПроект”», позволяющую контролировать техническое состояние, дислокацию, параметры движения тягового
подвижного состава и передавать технологическую информацию на борт.
Компания ЗАО «ОЦВ» предлагает единую систему мониторинга тягового
подвижного состава, где каждый локомотив, оснащенный оборудованием
радиосвязи, должен передавать данные местоположения, расхода топлива
или электроэнергии, диагностические данные. Система АСУ-Д компании
ОАО «НИИАС» используется для передачи на бортовые устройства расписания движения поездов. Можно считать, что на сегодняшний день в ОАО
«РЖД» цифровой радиоканал в основном используется для информационных задач, поэтому сбой связи не оказывает влияния на нарушение графика движения поездов и работу железнодорожного транспорта.
Другие требования предъявляются к сбоям в работе радиосвязи в
управляющих системах [1, 2]. Наиболее общим принципом является контроль наличия связи, причем при потере соединения часто выполняется
остановка локомотива. Среди управляющих систем с применением радиоканала наибольшее распространение получили ETCS (European Train Control System), ITCS (Incremental Train Control System), ATACS, CBTS, CTCS
и др. Из отечественных систем управления можно выделить МАЛС и ITARUS-ATC.
7
Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов
В системе ETCS при потере соединения спустя время, задаваемое переменной T_NVCONTACT, включается служебное торможение (на итальянских ж. д., к примеру, значение T_NVCONTACT составляет 7 секунд),
после чего машинист может двигаться дальше в заданном режиме под
свою ответственность и с ограничением скорости. Аналогичный способ
управления применяется и в системах ITCS, ATACS, CBTS, CTCS, МАЛС.
В системе ITARUS-ATC при потере связи спустя время T_NVCONTACT
осуществляется переход на движение по сигналам автоматической локомотивной сигнализации, что позволяет избежать лишних остановок и задержек.
Рассмотрим основные принципы контроля наличия соединения по радиоканалу. В системе ETCS на локомотив каждые 5 секунд посылается
специальное сообщение № 24, при получении которого бортовое оборудование сбрасывает счетчик времени на ноль. В случае неполучения сообщения счетчик времени превышает значение T_NVCONTACT, приводящее к
служебному торможению. Стационарное оборудование осуществляет контроль соединения на основе периодического получения от локомотива сообщения о местоположении.
Важно учитывать, что информация, передаваемая по радиоканалу, имеет малое время активности в связи с изменениями состояния объектов инфраструктуры. Поэтому в некоторых системах в протокол вносится дополнительное поле «штамп времени», которое позволяет оценить актуальность информации. При использовании поля «штамп времени» необходимо обеспечить синхронизацию времени бортового и стационарного оборудования. На борту данная задача решается за счет информации, получаемой от спутникового навигационного оборудования. Синхронизация времени стационарного оборудования производится либо с помощью специализированного спутникового навигационного оборудования, либо за счет
применения протокола NTP (Network Time Protocol).
Исходя из обязательного требования контроля наличия радиосвязи
для систем управления, необходимо оценить, с какой периодичностью
осуществлять проверку радиосвязи и какое время допускается на восстановление радиосвязи при потере соединения. Цикличность проверки является дополнительным временем.
Для систем управления движением поездов необходимо контролировать наличие радиосвязи. Периодичность контроля и время отсутствия связи определяется в зависимости от используемой системы управления и
скорости изменения состояния объектов инфраструктуры.
При следовании поезда по перегону в соответствии с полученным
разрешением на движение (расстоянием до точки остановки и профилем
скорости) потеря радиосвязи может привести к опасной ситуации в един8
Системы и устройства автоматики и телемеханики
ственном случае – скатывания отцепившихся вагонов от впередиидущего
состава. При условии следования поезда лишь в соответствии с полученным до потери связи разрешением на движение необходимо останавливать
поезд лишь при наличии подъема по ходу следования. В остальных случаях возможно проследовать до переданных ранее координат точки остановки. С учетом разрешения на движение в несколько километров и скорости
движения грузового поезда допускается следование при потере радиосвязи
в течение 2–3 минут.
На станции изменение ситуации зависит от скорости работы системы
электрической централизации. Расчет допустимого времени потери связи
можно определить исходя из времени, требуемого на отмену маршрута.
Следует учитывать, что маршрут управляемого поезда должен быть защищен от враждебных маршрутов с помощью улавливающих тупиков и спаренных стрелок. Отмена предварительно замкнутого маршрута осуществляется в течении 6 секунд, отмена окончательно замкнутого маршрута – за
3 минуты 15 секунд. Поэтому логично разрешить сокращение движение
при потере связи на перегоне до входного светофора. При потере связи на
приемоотправочном пути станции возможно продолжать движение до полученных ранее координат точки в течение трех минут. Следует учитывать, что если при входе поезда на станцию задан составной маршрут, состоящий из нескольких элементарных, то первый является окончательно
замкнутым, а последующие предварительно замкнутыми. Поэтому движение при потере связи должно быть разрешено до конца первого элементарного маршрута.
Заключение
В целом, при создании систем управления по радиоканалу необходимо
контролировать состояние соединения по цифровому радиоканалу, например
посредством использования специализированного протокола. Расчет допустимого времени разрыва соединения и алгоритмы бортовой системы
должны учитывать фактическое местоположение и временные характеристики работы систем железнодорожной автоматики.
Библиографический список
1. 3GPP TR 23.910 V5.5.0. 2005. − URL: http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/23910-491.pdf
(дата обращения 10.03.2014).
2. WISMO228 WIreless Standard MOdem AT Command Manual. 2009. − URL: https://
www.terraelectronica.ru/ds/pdf/w/wismo228atcommandmanualrev001.pdf (дата обращения 10.03.2014).
Е-mail: nikitin@crtc.spb.ru
9