Введение. 
Автоматизация процесса передачи информации с бортового регистратора на стационарный комплекс обработки

Актуальность Начало нового столетия сопровождается урбанизацией населения, ростом требований к мобильности и сокращению сроков поездок в пределах городов. Улицы и проспекты, предназначенные для общественного и индивидуального автомобильного транспорта, уже не справляются с потоком машин, превращая в часы пик городские районы в огромные пробки. В этих условиях метрополитен становится единственным спасением для многих тысяч пассажиров каждый день. Следовательно, встает вопрос, каким образом обеспечить комфортное, скоростное, а главное, безопасное, передвижение на линиях метрополитена. Системы обеспечения безопасности движения давно стали обязательными для электроподвижного состава метрополитена и предназначены для обеспечения безопасной эксплуатации поездов.

Теоретическая и методологическая основа проектирования Основой систем обеспечения безопасности движения является устройство автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости АЛС-АРС. В системе АЛС-АРС поезд получает значение допустимой скорости отрельсовой цепи в виде частотного кода. Данное значение действует в качестве скоростного ограничения на протяжении всего блок-участка. Выключение тяги и воздействие на тормоза электропоезда при получении менее разрешающего кода допустимой скорости должны обеспечить безопасность движения и интервальное регулирование движения поездов. Таким образом, АЛС-АРС обеспечивает следующие основные функции безопасности:

• · прием и дешифрирование кодированных сигналов АЛС и формирование индикации о предельно допустимой скорости движения;
• · непрерывный контроль предельно допустимой скорости движения и автоматическое торможение электропоезда при ее превышении фактической скоростью.

В настоящее время, современные достижения в науке и технике позволяют расширить функциональные возможности систем обеспечения безопасности движения электропоездов, обеспечить их более надежную работу и, как следствие, сделать эксплуатацию подвижного состава более безопасной.

В качестве примера расширения функциональных возможностей систем безопасности можно указать:

• · введение функции самодиагностики устройств безопасности. В сочетании срезервированием устройств безопасности обеспечивается более высокая надежность их работы и безопасность движения;
• · обеспечение функциональной безопасности устройств. Под функциональной безопасностью устройств надо понимать отсутствие возможности опасного отказа устройств, в результате которого может происходить нарушение безопасности движения. Для этого все модули, формирующие данные, непосредственно влияющие на безопасность движения, должны иметь в своем составе независимые каналы, осуществляющие параллельную обработку информации;
• · выполнение функции определения местоположения подвижного состава на линии и, на ее основе, обеспечение прицельной остановки электропоезда у сигнального знака «Остановка первого вагона» (знак ОПВ);
• · организация управления подвижным составом в автоматическом режиме без участия машиниста (локомотивной бригады) — режим автоведения;
• · регистрация параметров движения поезда и контроль работоспособности оборудования, действий локомотивных бригад и ремонтного персонала.

Объединение и реализация перечисленных выше функцийв одной системе придает ей свойство комплексности и определяет ее как комплексную систему безопасности движения поезда (КСБДП).

Таким образом, комплексная система безопасности должна состоять из следующих основных функциональных подсистем:

• — АЛС-АРС на основе рельсовых цепей;
• — измерения скорости минимум двумя независимыми устройствами;
• — определения местоположения поезда и автоведения;
• — технической диагностики и регистрации параметров движения.

В настоящее время существует большое количество масштабируемых систем автоматического управления движением поездов. Они различаются по принципам и техническим решениям, используемым при их разработке, а также по степени автоматизации — от автоматизированного движения поезда с информационной поддержкой машиниста (режим подсказки) до полностью автоматического управления движением с максимальной эксплуатационной гибкостью. Сегодня метрополитены крупнейших городов мира осуществляют переход на микропроцессорные системы централизации и управления, в которых меняются принципы передачи данных (на радиосвязь), что является очень эффективным. Такие системы способны объединять в семе весь комплекс перечисленных выше мер по обеспечению безопасности движения.

Первая в мире система управления движением поездов на базе радиосвязи была внедрена на линии Canarise нью-йоркского метрополитена протяженностью 17 км. Это была система Trainguard MT компании Siemens. В дальнейшем такие крупные города, как Париж, Пекин, Стамбул и многие другие осознали необходимость перехода на микропроцессорные системы.

Система Trainguard MT с помощью установленного на локомотиве одометра и радара определяет направление движения, скорость и местоположение поезда, которое уточняется при проезде им контрольных точек пути. Эта информация через бортовую антенну и расположенные на участках пути точки доступа непрерывно передается на центральный пост, который определяет местоположение последнего вагона как точку прицельного торможения, производит расчет безопасных поездных интервалов и отправляет эту информацию на следующие поезд. Бортовой компьютер следующего поезда, исходя из переданной с центрального поста информации, рассчитывает кривые торможения, принимая во внимание различные параметры.

В Московском метрополитене используетсясистема управления, безопасностиитехнической диагностики «Витязь», построенная как многопроцессорная локальная вычислительная сеть. Система «Витязь» предназначенадляустановки на вагонах метро моделей 81−740/741, 81−760/761 и их модификаций.

Система «Витязь"выполняет следующие основные функции:

• · обеспечениеуправления поездом и вагонным оборудованием в режиме ручного управления;
• · автоматическое ограничение скорости поезда по сигналам с рельсовой линии (автоматическое регулирование скорости — АРС);
• · сигнализацию о допустимой, предупредительной и текущей скоростях (автоматическая локомотивная сигнализация — АЛС);
• · обеспечениетехнической диагностикии сигнализации о неисправностях вагонного оборудования и самой системы;
• · обеспечение управления климатическими установками салонов вагона, переключение режимов работы кондиционеров (зима/лето);
• · обеспечение обмена информации между блоками системы «Витязь»;
• · ввод информации с устройства первоначального ввода ивывод информации на устройство отображения информации;
• · выдачу рекомендаций машинисту по оптимальному управлению электропоездом.

Разработка системы «Витязь» началась в 1993 году. С 1998 года началась её опытная эксплуатация на Люблинской линии Мосметрополитена. В 2002 году была проведена глубокая модернизация системы с изменением её структурной схемы, принципов построения основных блоков и используемой элементной базы.

В настоящее время свыше 150 составов различной длины с системой «Витязь» эксплуатируются на Филевской, Арбатско-Покровской, Люблинской, Бутовской и Кольцевой линиях Московского метрополитена и в метрополитенах городов Казани и Софии.

Сегодня эту систему нельзя назвать комплексной, так как она не включает в себя функции централизованного автоведения по командам диспетчерского центра и функции регистрации параметров движения поезда с дальнейшей передачей этих параметров на стенд расшифровки регистратора параметров движения поезда (РПДП) по радиоканалу. В настоящее время ведется активная работа по организации разработки функциональных подсистем, которые практически реализуют данныефункции.

Цель и задачи дипломного проектирования Данный дипломный проектобеспечивает решение задачиавтоматизации процесса передачи зарегистрированных системой «Витязь» параметров на удалённый стенд расшифровки РПДП. Производится проектирование системы и написание пакета прикладных программ для обеспечения передачи информации и тестирования отдельных элементов.

Автоматизация позволит заметно снизить скорость реакции инженеров метрополитена на возникающие в поездах неполадки и сразу их устранять, тем самым, значительно увеличивая безопасность движения. Помимо этого произойдет заметное снижение затрат на систему передачи информации, так как сейчас в каждом депо все данные переносятся вручную, отдельными людьми, что требует постоянного присутствия большого количества персонала на линии.

В дальнейшем планируется установить систему для считывания информации не только на въездах в депо, но и на станциях, а также в тоннелях. Это обеспечит максимальную скорость выявления и устранения возникающих неисправностей, оптимизацию оперативного управления, повысит гибкость системы.

Апробация результатов Результаты данного дипломного проекта обсуждались на технической конференции в секции «Мультимедийные сети и услуги связи» и были опубликованы.