Введение
Метрополитены имеют большое значение в системах городских пассажирских перевозок крупнейших мегаполисов мира. Данный вид транспорта удобен тем, что значительно экономит время пассажиров в сравнении с затратами на перевозки наземным транспортом.
Системы мониторинга решают задачу обеспечения высокого уровня надежности за счет непрерывного «наблюдения» за ключевыми параметрами устройств автоматики. При этом системы мониторинга не только в автоматическом режиме производят измерения параметров, но и являются средством помощи техническому персоналу.
Комплексная автоматизированная система диспетчерского управления — КАС ДУ
Позволяет автоматизировать труд диспетчерского персонала, а также реализует представление необходимой информации о движении поездов, состоянии устройств автоматики и телемеханики, электроснабжения, сантехники и эскалаторов большому числу пользователей (оперативно-диспетчерскому персоналу, руководителям) на экранах дисплеев их АРМов.
Введены в постоянную эксплуатацию на Петербургском метрополитене.
КАС ДУ также внедрена на Екатеринбургском, Нижегородском и Самарском метрополитенах.
Диспетчерские круги всех служб линий метрополитена объединены в общую локальную сеть. В локальную сеть также включены АРМы главных диспетчеров служб, ревизорского аппарата, АРМ электромеханика системы и резервный АРМ. В эту же сеть подключены центральный пост автоведения поездов и автоматизированная система учета и анализа работы линий метрополитена (АСУ АРЛМ).
Введен в эксплуатацию АРМ ДЦХ, предназначенный для автоматизации ввода приказов поездных диспетчеров и расчета показателей работы метрополитена.
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор
Система АТДП в метрополитене
АТДП позволяет осуществлять контроль любых систем автоматики, в том числе легко стыкуется с современными микропроцессорными системами управления. Оборудование системы централизации стрелок и сигналов средствами АТДП направлено на создание крупного диагностического комплекса, получающего информацию не только от специализированных контроллеров съема диагностических данных, но и от всех действующих измерительных и управляющих систем.
АТДП строится по иерархическому принципу и включает в себя концентратор информации (промышленный компьютер), набор контроллеров съема диагностических данных, каналообразующее оборудование, а также автоматизированные рабочие места (АРМ) электромехаников. Контроллеры подключаются в ответственные узлы схем автоматики с соблюдением всех условий безопасности и с заданным периодом диагностирования проводят измерения. Кроме данных от контроллеров, диагностическая информация может передаваться от действующих систем управления и контроля. Концентратор информации собирает и обрабатывает диагностические данные и выдает их в удобном для восприятия виде на АРМ электромеханика.
Внедрение АТДП в метрополитене совпало с работами по развитию технологии мониторинга и переходу на использование в качестве операционной системы реального времени более современной системы QNX6 взамен использовавшейся ранее QNX4. Такой переход позволил усовершенствовать программное обеспечение АТДП и повысить качество мониторинга.
Рис. 1. Технологическое окно дизайнера
В процессе перехода на использование системы QNX6 разработчиками АТДП была создана новая база данных (БД), она реализована на платформе MS SQL Server 2008. Б Д универсальна и легко наращиваема. В нее впоследствии будут включены, помимо объектов диагностирования, улучшенные алгоритмы обработки диагностической информации (в том числе реализующие поиск предотказных состояний устройств). Определение предотказных состояний ведется по сигналам телеизмерения и телеконтроля, при этом используется сплайн-аппроксимация диагностических данных и сопоставление получаемых кривых с эталонными графиками, хранящимися в БД. Такой подход к выявлению предотказных состояний позволяет повысить качество технического диагностирования, а именно, усовершенствовать систему прогнозирования технических состояний. При этом достигается и уменьшение ложно выявляемых предотказных состояний устройств автоматики.
Важной особенностью программного обеспечения АТДП является повышенная безопасность хранения данных. Создаваемый файл с программной оболочкой АТДП на объекте диагностирования хранится не на специальном сервере центрального поста, а в концентраторе данных, расположенном на конкретной станции. Кроме того, файл невозможно скорректировать без наличия доступа к БД. После создания файла проекта разработчик АТДП записывает его копию на локальную вычислительную машину. Данный процесс не сопровождается настройкой, так как программное обеспечение обновляет данные автоматически.
В один проект АТДП можно записывать несколько станций и перегонов. Процедура получения отчетов по мониторингу является простой и не требует написания программного кода.
Рис. 2. Технологическое окно привязки аналоговых данных
Проектирование АТДП максимально упрощено. В задачи проектировщика входит внесение в БД посредством специального редактора (дизайнера) списка объектов диагностирования и контролируемых в них параметров, отображение схематического плана станции или перегона со всеми индикаторами контроля технического состояния объектов диагностирования и привязка списка объектов контроля к изображению. На рис. 1 для примера приводится окно привязки данных об объекте изображения в АРМ проектировщика. Здесь устанавливается соответствие между изображением и алгоритмом его индикации и номерами датчиков контроля. Благодаря привязке осуществляется индикация данных в АРМе электромеханика, а также вывод всей диагностической информации по каждому из привязанных объектов.
На рис. 2 изображено технологическое окно привязки номеров датчиков АТДП к аналоговым параметрам.
Все элементы индикации в АТДП соответствуют принятому стандарту ОАО РЖД «Системы и устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Условные графические обозначения» (СТО РЖД 1.19.005–2008).
В окне обозревателя АТДП на АРМ электромеханика в удобном виде можно просмотреть все дискретные и аналоговые контролируемые параметры. При этом в случае наличия дефектов производится индикация нарушения нормальной работы отказавшего устройства. А ТДП содержит развитый уровень самодиагностирования, что также анализируется в АРМ системы.
На рис. 3 изображено технологическое окно схематического плана станции в действующем АРМ электромеханика.
Рис. 3. Технологическое окно обозревателя станции
О контролируемых параметрах на объектах метрополитена
Станция «Парнас» является конечной на Московско-Петроградской линии Петербургского метрополитена, а также самой северной станцией метрополитенов России. Она была открыта в конце 2006 г. На станции имеется два главных станционных пути, а также два станционных пути, предназначенных для оборота и отстоя электропоездов. Перевод составов с одного пути на другой осуществляется с использованием стрелок, оборудованных стрелочными электроприводами с девятьюпроводными схемами управления. В качестве датчиков местоположения подвижных единиц использованы рельсовые цепи тональной частоты (ТРЦ) второго поколения. Регулирование движения поездов осуществляется с применением напольных светофоров и автостопов.
В качестве системы управления на станции используется Комплексная автоматизированная система диспетчерского управления работой линии метрополитена (КАС ДУ). Данная система относится к системам релейно-процессорного типа: в ней исполнительные схемы реализованы на релейной элементной базе, а функции наборной группы реализуются на базе электронной вычислительной машины.
При организации системы мониторинга на станции произведена стыковка данных с системой КАС ДУ, откуда получена основная дискретная информация об объектах управления. Кроме того, система АТДП сопряжена с: диагностическим комплексом КОМАГ-Б, контролирующим параметры рельсовых цепей; устройствами внепоездного контроля скорости (УКСДП); системой счета осей (ССО); источниками бесперебойного питания на станции (ИБП).
Дополнительно на станции подключены следующие измерительные контроллеры АТДП:
На станции контролируется следующий список параметров устройств СЦБ:
Станция «Спасская» Правобережной линии Петербургского метрополитена открыта в начале 2009 г. Она имеет два главных станционных пути и четыре станционных пути для оборота и отстоя электропоездов. Как и на станции «Парнас», на «Спасской» управление движением осуществляется системой КАС ДУ. При организации проекта мониторинга руководством Петербургского метрополитена решено организовать на первом этапе диагностирование только рельсовых цепей, которых здесь и на прилегающих перегонах со стороны станции «Достоевская» — 47. Все рельсовые цепи — это цепи тональной частоты второго поколения. Для организации контроля параметров ТРЦ разработчиками АТДП на станции «Спасская» выполнена увязка данных с системой КОМАГ-Б.
При разработке программного обеспечения АТДП на объектах Петербургского метрополитена в базу данных был внесен значительный объем информации (более 5 тыс. датчиков различных контроллеров). В таблице представлены контролируемые в АТДП элементы, набор контроллеров съема диагностических данных и устройств, с которыми сопряжена система диагностирования.
Таблица. Датчики контроля в метрополитене
Диагностическая информация выводится на АРМ электромеханика и здесь же анализируется. По каналу технологической сети связи метрополитена данные по мониторингу также передаются диспетчеру Службы автоматики и телемеханики Петербургского метрополитена. Вывод данных возможен как в табличной, так и в графической формах. Результаты диагностирования протоколируются и архивируются за период не менее 30 календарных дней с последующим автоматическим обновлением.
Заключение
Система АТДП на станции «Парнас» сдана в эксплуатацию в конце сентября 2013 г., а на станции «Спасская» — в конце ноября 2013 г. В настоящее время ведется корректировка и наполнение БД, в том числе новыми алгоритмами автоматического анализа диагностической информации.
Внедрение системы мониторинга устройств автоматики в Петербургском метрополитене повышает качество процесса управления в целом за счет возможности непрерывного слежения за ответственными параметрами схем управления. При этом диагностические данные анализируются автоматически, выявляются предотказные состояния объектов контроля и выдаются информационные сообщения на АРМы электромехаников и диспетчера Службы автоматики и телемеханики.
