Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ на линейном уровне СТДМ 15
1.1 Система автоматизации процессов диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ на станциях 15
1.2 Концепция построения комплекса автоматизации диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ 18
1.3 Новый подход к автоматизации процессов технического обслуживания устройств ЖАТ 30
1.4 Разработка эксплуатационно-технических требований к комплексу задач АТО 35
Выводы по главе 1 40
Глава 2 Теоретические подходы к автоматизации процессов диагностирования и технического обслуживания устройств ЖАТ 41
2.1 Логико-алгебраический анализ и синтез задач диагностирования устройств ЖАТ 41
2.2 Таблицы истинности - основа формирования правил вывода БЗ и алгоритмов диагностирования 45
2.3 Математическая модель идентификации неисправностей устройств ЖАТ на основе булева дифференциального
исчисления 56
2.4 Математическая модель компенсации межсимвольных искажений при передаче данных о состоянии перегонных устройств ЖАТ 67
Выводы по главе 2 77
Глава 3 Алгоритмические основы автоматизации процессов диагностирования и технического обслуживания 78
3.1 Алгоритмы диагностирования перегонных рельсовых цепей и устройств кодирования 78
3.2 Алгоритм идентификации сбоев дешифратора кодов на блок участках з
3.3 Алгоритмы диагностирования проходных и заградительных светофоров 92
3.4 Синтез результатов диагностирования и мониторинга состояния перегонных устройств на АРМах ШН и ШЧД 97
3.5 Алгоритмы автоматизации технического обслуживания стрелок 102
3.6 Алгоритм решения задачи АТО "Измерение остаточного напряжения при шунтовом режиме РЦ" 108
3.7 Новая технология формирования суточного плана технического обслуживания [СПО] "по состоянию" 113
Выводы по главе 3 117
Глава 4 Интеграция станционных и перегонных комплексов АДК СЦБ с ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш2 119
4.1 Выбор структуры информационных потоков на уровне ДДЦ-ТДМ 119
4.2 Базовые структуры взаимодействия универсальных модулей программного обеспечения с Сервером КДК ШЧД 129
4.3 Методы организации унифицированного информационного обеспечения увязки станционных и перегонных комплексов АДК-СЦБ с КДК-ШЧД 138
4.4 Геоинформационный подход к организации интеллектуальных АРМов инженеров-технологов ДДЦ-ТДМ 149
4.5 Задачи сервисной поддержки и статистического анализа состояния устройств ЖАТ на уровне ДДЦ-ТДМ 156
4.6 Новая технология передачи результатов АТО в АСУ-Ш-2 161
Выводы по главе 4 164
Заключение 166
Литература 168
- Новый подход к автоматизации процессов технического обслуживания устройств ЖАТ
- Математическая модель компенсации межсимвольных искажений при передаче данных о состоянии перегонных устройств ЖАТ
- Алгоритм решения задачи АТО "Измерение остаточного напряжения при шунтовом режиме РЦ"
- Геоинформационный подход к организации интеллектуальных АРМов инженеров-технологов ДДЦ-ТДМ
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Принятая Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» стратегия развития глобальной многоуровневой отраслевой системы технического диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ (СТДМ) в условиях интенсивного внедрения микропроцессорных СЖАТ имеет самое приоритетное значение и актуальность.
Отечественные системы АПК-ДК, АСДК и АДК-СЦБ решают поставленные задачи автоматизации процессов диагностирования, контроля и мониторинга устройств на станциях и перегонах и обеспечены техническими решениями, типовыми материалами и альбомами для проектирования на сети железных дорог.
Однако проблема развития и совершенствования перечисленных систем остается открытой в контексте теоретических исследований и практического расширения функциональных возможностей.
Руководствуясь утвержденными Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» эксплуатационно-техническими требованиями к интегрированной системе СТДМ, установлена необходимость развития ее функциональных возможностей в плане автоматизации процессов диагностирования перегонных устройств ЖАТ и автоматизации их технического обслуживания на станциях и перегонах.
В постановке этих задач правомерно считать внедряемый комплекс АДК-СЦБ станционным (СК АДК-СЦБ), а вновь создаваемый - перегонным (ПК АДК-СЦБ). Решение комплекса задач автоматизации технического обслуживания станционных и перегонных устройств ЖАТ обретает аббревиатуру КЗ АТО, а суточный план техобслуживания - СПО. Проблема интеграции всех уровней СТДМ и программно-аппаратная организация дорожных диагностических центров ДДЦ-ТДМ и увязка с АСУ-Ш2 остается открытой.
Необходимость решения этих ключевых задач для развития отраслевой СТДМ дает основание считать тему диссертации актуальной в теоретическом плане и аспекте практического внедрения результатов исследования на сети железных дорог ОАО «РЖД».
Анализ и теоретическое обобщение состояния обозначенной проблемы позволили сделать вывод о ее нерешенности и сформулировать основные направления диссертационной работы:
Разработка концепции и принципов построения нового поколения комплекса автоматизации технического диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ.
Разработка структур программно-аппаратных средств и ЛВС ПК АДК-СЦБ, предусматривающих информационное взаимодействие со станционным АДК-СЦБ и верхними уровнями СТДМ, а также увязку с АСУ-Ш2.
Разработка нового подхода и эксплуатационно-технических требований к КЗ АТО, предусматривающих использование прогрессивной технологии обслуживания устройств по планам СПО, разработку технологических карт (ТК) и графиков техобслуживания «по состоянию» устройств.
Выбор и развитие теоретических подходов, методов, информационных моделей и процедур интеллектуальной поддержки решаемых задач автоматизации диагностирования перегонов и КЗ АТО на линейном уровне.
Разработка алгоритмических основ автоматизации процессов диагностирования и АТО, предусматривающих возможность идентификации и протоколирования отказов и предотказов, формирования планов СПО, а также интеллектуальную поддержку АРМов на всех уровнях СТДМ.
Разработка геоинформационной интеграции данных станционных и перегонных комплексов АДК-СЦБ, КДК-ШЧД с ДДЦ-ТДМ.
Решение перечисленных основных направлений работы вызывает необходимость адаптации фундаментальных теоретических подходов, к числу которых относятся: методы и модели дискретного анализа и синтеза булевых функций; логико-алгебраические преобразования; теория информации и передачи данных, геоинформационные модели, методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки процессов принятия решений и др.
Степень разработанности проблемы. Постановке перечисленных в диссертации задач предшествовали многочисленные теоретические исследования, труды и практические разработки ученых и специалистов в России.
Решению важных теоретических и практических вопросов исследования и моделирования сложных объектов и процессов, анализа и синтеза устройств автоматики и телемеханики, разработки микропроцессорных систем, их программного обеспечения и диагностики, формирования стратегии дальнейшего развития СЖАТ посвящены работы Д.Е. Абрамова, А.В. Горелика, И.Е. Дмитриенко, И.Д. Долгого, В.Н. Иванченко, Г.Д. Казиева, А.И. Каменева, Ю.А. Кравцова, В.М. Лисенкова, В.В. Нестерова, И.Н. Розенберга, В.В. Сапожникова, Вл.В. Сапожникова, А.Е. Федорчука, А.Н. Шабельникова, Д.В. Шалягина, Д.В. Швалова, В.И. Шелухина и др.
Построению формальных описаний сложных процессов, разработке методов и моделей управления, исследованию информационных систем, формированию и развитию теоретических подходов к интеллектуализации технологических процессов посвящены работы СЕ. Ададурова, М.А. Бутаковой, В.Н. Вагина, А.Н. Гуды, И.Д. Долгого, В.Н. Иванченко, СМ. Ковалева, Н.Н. Лябаха, Г.С. Осипова, А.Н. Шабельникова и др.
Вместе с тем, реализация предлагаемых в анализируемых источниках методов описания технологических процессов, автоматизация диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ, интеллектуализации АРМов требуют адаптации имеющихся теоретических и методических результатов, разработки нового информационного, технического математического обеспечения задач диагностирования и АТО, развития формализованных процедур моделирования процессов принятия решений.
В настоящее время отсутствует общая методология построения систем автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ линейного уровня в интеграции с ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш2.
Цель диссертационного исследования - автоматизация процессов диагностирования и мониторинга перегонных систем ЖАТ, а также автоматизация технического обслуживания устройств ЖАТ на станциях и перегонах в увязке с ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш2.
Для достижения этого в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
дано теоретическое обобщение состояния и перспектив развития многоуровневой отраслевой системы СТДМ и сформулированы направления создания нового поколения системы диагностирования перегонных устройств ЖАТ и автоматизации технического обслуживания устройств на линейном уровне станций и перегонов;
предложена концепция и принципы построения перегонного комплекса ПК АДК-СЦБ автоматизации процессов диагностирования и мониторинга распределенных сигнальных установок и переездов;
разработаны технические решения и структуры ЛВС «Ethernet» ПК АДК-СЦБ, предусматривающие использование нового поколения ИВК-ТДМ на основе блоков автоматики и микромодулей, размещаемых в релейных шкафах на перегоне;
обоснована новая технология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию» и разработаны требования к КЗ АТО,
предусматривающие использование вновь разработанных технологических карт и графиков техобслуживания на основе планов СПО и взаимодействия с АСУ-Ш2;
- разработаны методы, модели и процедуры поддержки и реализации задач автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания станционных и перегонных устройств ЖАТ.
Положения, выносимые на защиту:
Новый подход к автоматизации процессов диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ на основе программируемых измерительно-вычислительных средств.
Концепция и новая технология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию», предусматривающая использование диагнозов задач ТДМ и новых технологических карт АТО, на основе планов СПО и взаимодействия с АСУ-Ш2.
Метод логико-алгебраического анализа и синтеза в задачах автоматизации диагностирования устройств ЖАТ, обеспечивающий формализацию диагностических правил вывода БЗ на основе таблиц истинности.
Математические модели идентификации неисправностей устройств ЖАТ на основе булева дифференциального исчисления и математическая модель компенсации межсимвольных искажений при передаче данных на перегоне.
Алгоритмы автоматизации технического диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ.
Методологической и теоретической основой диссертационного исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме, новая нормативно-техническая база «Организация обслуживания и ремонта технических средств ЖАТ», «Технологический процесс автоматизированного контроля параметров устройств ЖАТ», «Альбом учетных форм протоколов автоматизированных измерений параметров устройств ЖАТ ...», «Типовые проекты организации обслуживания...» и «Стандарт по обслуживанию МПУ».
Информационно-эмпирической базой исследования послужили отчеты о результатах эксплуатации комплексов АДК-СЦБ, графические и текстовые протоколы диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ, протоколы статистики отказов и предотказов, автоматически формируемых в ШЧ и ДДЦ-ТДМ, опубликованные информационно-справочные материалы и др.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Предложен новый подход к автоматизации процессов диагностирования перегонных систем ЖАТ, обеспечивающий непрерьшность мониторинга устройств линейного уровня на основе современного поколения программируемых измерительно-вычислительных микромодулей.
Разработана концепция и методология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию», реализующая принципиально новую технологию эксплуатации СЖАТ на основе СПО в увязке с АСУ-Ш2.
Предложен метод логико-алгебраического анализа в задачах автоматизации диагностирования и АТО, обеспечивающий формализацию правил вывода БЗ на основе таблиц истинности.
Разработана математическая модель идентификации неисправностей устройств ЖАТ на основе булева дифференциального исчисления.
Предложена геоинформационная модель в СТДМ взаимодействия станционных и перегонных комплексов АДК-СЦБ с КДК-ПГЧД и дорожным диагностическим центром мониторинга устройств в едином информационном пространстве и реальном времени.
Разработано множество продукционных правил БЗ и на их основе алгоритмов автоматизации диагностирования и технического обслуживания устройств с интеллектуальной поддержкой АРМов всех уровней СТДМ.
Теоретическая значимость диссертационного исследования определяется направленностью теоретических результатов на принципиальное развитие процессов автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ, обеспечивающих «малолюдную» технологию эксплуатации СЖАТ.
Практическая ценность работы определена реальным внедрением ПК АДК-СЦБ и решением комплекса задач ТДМ и АТО на полигоне станций и перегонов сети железных дорог ОАО «РЖД».
Передача результатов диагностирования и АТО устройств с линейного уровня в ДДЦ-ТДМ повышает достоверность информации о состоянии устройств ЖАТ в пределах всей дороги, оперативность принимаемых решений инженерами-технологами. Важной составляющей практической значимости результатов диссертации является возможность своевременного прогноза работоспособности (неработоспособности) устройств ЖАТ (на основе статистики отказов и предотказов), формирования плана СПО и принятия соответствующих мер на уровне линейных объектов, ШЧ и ДДЦ-ТДМ.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты докладывались и одобрены на совместном заседании кафедр «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» и «Информатика» РГУПС, на отраслевых выставках ОАО «РЖД», на международных научно-практических конференциях «ТрансЖАТ», проводившихся в 2004, 2005, 2006 и 2010 гг и др.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ (из них 10 в изданиях, рекомендуемых ВАК).
В число печатных работ в соавторстве вошли два учебника для вузов железнодорожного транспорта (2008, 2009г.г.) и монография (2010г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и Приложений. Она содержит 167 стр. машинописного текста, 83 рисунка, 29 таблиц и библиографию из 108 наименований.
Новый подход к автоматизации процессов технического обслуживания устройств ЖАТ
Программой обновления и развития средств ЖАТ были сформулированы требования к системе технического диагностирования и мониторинга (СТДМ), обеспечивающие решение следующих задач [47, 49, 83]: - создание современных СЖАТ с встроенными и внешними средствами автоматизации технического диагностирования и мониторинга устройств; - внедрение малолюдной технологии обслуживания устройств и систем ЖАТ на объектах сети РЖД на основе формирования системы централизации результатов автоматизации технического диагностирования; - построение специализированной сети контрольно-диагностических комплексов на уровне дистанций ШЧ с автоматизацией рабочих мест (мо бильных и стационарных) дежурных электромехаников, диспетчеров ШЧ и руководящего персонала (ШЧУ, 1II4F, ШЧ); - обслуживание устройств по результатам автоматического диагностирования их состояния; - автоматизация контроля работы персонала с устройствами, влияющими на безопасность движения (при техобслуживании и ремонтно-восстановительных работах); - мониторинг состояния и результатов технического диагностирования устройств и систем. ЖАТ в дистанциях ШЧ (у диспетчера ШЧ, в РЦУПах, ДДЦ-ТДМ, а также на сетевом уровне — ЦШ, ПКТБ и др.); - организация сервисного и фирменного обслуживания состояния устройств и систем ЖАТ.
Постановка перечисленных задач предопределила разработку 4-х уров-невой архитектуры СТДМ. Техническая структура такой системы предусматривает: интеграцию с СЖАТ на 1-м уровне - уровне станций и перегонов; передачу интегрированной информации на 2-й уровень — уровень ШЧ; создание серверов диагностирования и мониторинга на уровне дороги в ДДЦ-ТДМ (3-й уровень); передачу информации на уровень ЦШ и ПКТБ ЦШ (сетевой уровень). Ниже дано описание системы автоматизации диагностирования и контроля станционных устройств ЖАТ, получившей название СК АДК-СЦБ [80,81]. СК АДК-СЦБ разрабатывается как объектно-ориентированный комплекс на базе измерительно-вычислительных средств ИВК-АДК. Программно-аппаратные средства ИВК-АДК (рис. 1.1) автоматизируют контроль состояния и динамики изменения сигналов, измерение их аналоговых параметров и характеристик, проверку соответствия нормируемым параметрам и логический контроль действия устройств. Эти функции обеспечивают потребность систем автоматизации в данной информации при управлении, контроле, обслуживании, ремонте, проверке и тестировании отдельных устройств или их комплексов, а также при калибровке измерительных каналов.
С помощью промышленных микроконтроллерных средств сопряжения -модулей ввода данных, входящих в состав ИВК-АДК, формируются подсистемы ввода информации с распределенным, централизованным или комбинированным размещением периферийных модулей. Последние имеют сетевую организацию обмена информацией по специализированным и стандартным интерфейсам. Модули аналогового ввода (МАВ, УГР) организуют обработку аналоговых, а модули МДВ - дискретных сигналов. В состав программно-аппаратного станционного комплекса АДК-СЦБ (рис. 1.2) входят: - блоки связи БС1 и БС2 для передачи результатов диагностирования и АТО в КДК-ШЧД, ДДЦ-ТДМ и другие внешние системы и АРМы. В состав СК АДК-СЦБ могут входить компьютеры АРМов диспетчерского, оперативного и обслуживающего персонала, подключаемые к информационной СПД. Эта сеть формируется в дистанциях и на дороге. Каждая локальная диспетчерская подсистема СК АДК-СЦБ может иметь локальную сеть для организации обмена информацией с подсистемами АРМов. При этом АРМы оперативного, обслуживающего или диспетчерского персонала должны входить в станционную информационную сеть. Подсистемы СК АДК-СЦБ могут обеспечивать диагностической информацией структуры более высокого уровня, например КДК-ШЧД, ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш-2 для интеграции с сетевыми серверами Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» и др.
Изложенный в данном разделе диссертации материал содержит описание системы АДК-СЦБ, обеспечивающей автоматизацию процессов диагностирования устройств ЖАТ, которыми оборудованы станции на линейном уровне СТДМ.
Однако, стратегия создания тотальной отраслевой СТДМ [47, 49] предусматривает автоматизацию процессов диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ на станциях и перегонах с целью передачи на уровень вновь создаваемых Дорожных диагностических центров ДДЦ-ТДМ состояния устройств на участках и целых направлениях железных дорог.
Становится необходимым и обязательным создание нового класса системы автоматизации диагностирования и мониторинга перегонных устройств, взаимодействующей со станционным комплексом АДК-СЦБ.
Математическая модель компенсации межсимвольных искажений при передаче данных о состоянии перегонных устройств ЖАТ
Ниже сформулированы 12 правил вывода БЗ (условия формирования протоколов), по которым автомат принимает решения о возникновении неисправностей и отказов. Формализация правил вывода представлена в описательной форме (не табличной, как ранее показано в примере 1).
Ниже в алгоритмах используются параметры временных интервалов для контроля стадий процессов, интервалов переходных процессов и др. Эти данные получены расчетным или эмпирическом путем, а также являются адаптируемыми при реализации задач в проекте.
Условия формирования протокола «Отсутствие кодирования» 1. Для движения в неправильном направлении («Н» = 0) протокол формируется при занятой рельсовой цепи («Ж» = 0) и свободности следующей РЦ по ходу движения («П» = 1 или «Ж» = 1) и отсутствии кодов («постоянный О» или «постоянная 1») на реле «Т» в течение беек.
Для движения в правильном направлении («Н» =1) протокол формируется при занятой рельсовой цепи («Ж» = 0) и отсутствии кодов на реле «Т» в течение беек и не выполняется условие: (следующая РЦ занята (GRDSig = 0) и следующий светофор погасший (ICrOORDSig = 0 и KrRezervORDSig = 0)).
Диагноз снимается при освобождении РЦ с выдержкой времени Зсек. Анализируемая величина «Т» выбирается в зависимости от направления движения.
Условия формирования протокола «Занижение тока кодирования» 1. Для движения в неправильном направлении («Н» = 0) протокол формируется при занятой рельсовой цепи («Ж» = 0) и свободности следующей РЦ по ходу движения («П» = 1 или «Ж» = 1) и нахождении значения тока, кодирования в зоне №1 в течение беек. 2. Для движения в правильном направлении («Н» =1) протокол формируется при занятой рельсовой цепи («Ж» = 0) и нахождении значения тока кодирования в зоне №1 в течение беек и не выполняется условие: (следующая РЦ занята (GRDSig = 0) и следующий светофор погасший (ICrOORDSig = 0 и KrRezervORDSig = 0)).
Диагноз снимается при нахождении значения тока кодирования в зоне №2 в течение 15сек. Анализируемая- величина «IT» выбирается в зависимости от направления движения. Условия формирования протокола «Отклонение длительности кодового цикла» 1. Для-движения в неправильном направлении («Н» = 0) протокол формируется при свободности следующей РЦ по ходу движения («П» = 1 или «Ж» = 1) и получении сообщения об «Отклонении длительности кодового цикла» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек. 2. Для движения в правильном направлении («Н» = 1) протокол формируется при получении сообщения об «Отклонении длительности кодового цикла» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек и не выполняется условие: (следующая РЦ занята (GRDSig = 0) и следующий светофор погасший (KrOORDSig = 0 и KrRezervORDSig = 0)).
Выход из неисправного состояния происходит с задержкой времени Зсек. Анализируемая величина «Т» выбирается в зависимости от направления движения.
Условия формирования протокола «Отклонение длительности интервала 1»
1. Для движения в неправильном направлении («Н» = 0) протокол формируется при свободности следующей РЦ по ходу движения («П» = 1 или «Ж» = 1) и получении сообщения об «Отклонении длительности первого интервала» или «Отклонении длительностей первого и второго интервала» или «с отклонением длительности интервала 1 и/или с отклонением длительности интервала 2 и с отклонением разности длительностей интервала 1 и интервала 2» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек.
2. Для движения в правильном направлении («Н» =1) протокол формируется при получении сообщения об «Отклонении длительности первого интервала» или «Отклонении длительностей первого и второго интервала» или «с отклонением длительности интервала 1 и/или с отклонением длительности интервала 2 и с отклонением разности длительностей интервала 1 и интервала 2» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек и не выполняется условие: (следующая РЦ занята (GRDSig = 0) и следующий светофор погасший (KrOORDSig = 0 и KrRezervORDSig = 0)).
Выход из неисправного состояния происходит с задержкой времени Зсек. Анализируемая величина «Т» выбирается в зависимости от направления движения. Условия формирования протокола «Отклонение количества импульсов в кодовом цикле»
1. Для движения в неправильном направлении («Н» = 0) протокол формируется при свободности следующей РЦ по ходу движения («П» = 1 или «Ж» = 1) и получении сообщения об «Отклонении количества импульсов в кодовом цикле» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек.
2. Для движения в правильном направлении («Н» =1) протокол формируется при получении сообщения об «Отклонении количества импульсов в кодовом цикле» на сигнале «Т» данной РЦ в течение беек и не выполняется условие: (следующая РЦ занята (GRDSig = 0) и следующий светофор погасший (KrOORDSig = 0 и KrRezervORDSig = 0)).
Выход из неисправного состояния происходит с задержкой времени Зсек. Анализируемая величина «Т» выбирается в зависимости от направления движения. Условия формирования протокола «Несоответствие кода АЛСН показанию проходного светофора»
Здесь «Ж» (GRDSig) берется от впередилежащего светофора, для кода АЛСН «3», «Ж» состояния использовать нельзя, поскольку при погасшем состоянии светофора код все равно будет таким же, как и при наличии разрешающего показания. Протокол следует формировать, если несоответствие длится не менее беек с задержкой после последней смены кода в 15 сек. Код АЛСН берется с контактов реле «Т» правильного направления. 3. Анализ и синтез перегонного устройства «Дешифратор на проходной сигнальной установке». Для объекта диагностирования и задачи АТО «Дешифратор» список сигналов следующий: Дискретные: «Ж» - Контроль включения желтого огня СУ (контроль свободности блок-участка) (RcSig); «3» - Контроль включения зеленого огня (ZSig); «UH» - измерение временных параметров кода АЛСН с релейного конца (ImpUiSig). Аналоговые: «Иж» - Напряжение на обмотке реле Ж (с 1-ой нормалью по умолчанию, 3.0В) (UgSig); «Из» - Напряжение на обмотке реле 3 (с 1-ой нормалью по умолчанию, 4.0В) (UzSig). В диагностическое окно «Дешифратор» войдут все вышеперечисленные сигналы. Список протоколов неисправностей следующий: - несоответствие принимаемого кода состоянию реле Ж и 3 (отказ) /DS №0/; - занижение напряжения питания реле Ж (предотказное состояние) /DS №2/; - занижение напряжения питания реле 3 (предотказное состояние) /DS №1/.
Алгоритм решения задачи АТО "Измерение остаточного напряжения при шунтовом режиме РЦ"
Автоматизация технического обслуживания АТО базируется на использовании алгоритмов диагностирования станционных и перегонных устройств. За счет автоматического измерения электрических и временных параметров, программной обработки диагностической информации и их протоколирования открываются возможности создания новых учетных форм протоколов обслуживаемых устройств, пересмотр графиков техобслуживания и технологических карт ТО.
Важным и принципиальным при переходе на новую технологию ТО является создание электронных форм журналов ШУ-64, ШУ-62, ШУ-2 и др. Для поддержки такой технологии становится очевидным необходимость разработки новой нормативно-технической базы и ввода регламента1 обслуживания устройств «по состоянию».
Проблема АТО имеет развитие в создании нового класса безбумажных информационных систем, обеспечивающих автоматическое позиционирование распределенных устройств ЖАТ, требующих срочного вмешательства обслуживающего персонала. А это — технологии на основе сотовой связи и спутниковые технологии, требующие отдельного исследования.
Ниже дано описание двух алгоритмов АТО станционных устройств ЖАТ, к числу которых относятся стрелки и РЦ, как наиболее уязвимые в условиях эксплуатации.
Алгоритм решения задачи «Измерение силы тока при нормальном переводе спаренной стрелки и при работе на фрикцию» включает в себя: - составление списка входных сигналов; - измерение силы тока электродвигателя постоянного тока при нормальном переводе для одиночной или первой спаренной стрелки; - то же для второй спаренной стрелки; - то же при работе на фрикцию для одиночной или первой спаренной стрелки; - то же при работе на фрикцию второй спаренной стрелки. Для выполнения задачи «Измерение силы тока электродвигателя постоянного тока при нормальном переводе стрелки и при работе на фрикцию» необходимо получение входных данных, приведенных в табл. 3.8.
Измерение силы тока при нормальном переводе предполагает последовательное получение следующих сигналов:
Значение силы тока при нормальном переводе одиночной или первой спаренной стрелки рассчитывается как среднее арифметическое из значений тока перевода стрелки («Істр ») за период ATi (рисунки 3.19 и 3.20) без учета переходного процесса. Значение ATi выбрано опытным путем (0,4с.) с учетом наименьшей длительности перевода стрелки и исключением значений тока при прижиме остряка к рамному рельсу. Переходной процесс обусловлен отрывом остряка от рамного рельса и пусковым током электродвигателя.
Диаграмма работы одиночной или первой спаренной стрелки на фрикцию Измерение силы тока электродвигателя постоянного тока при нормальном переводе для второй спаренной стрелки предусматривает: - занесение значения силы тока электродвигателя второй спаренной стрелки при нормальном переводе в протокол учетной формы, производит ся при условиях, аналогичных перечисленным выше. - значение силы тока при нормальном переводе второй спаренной стрел ки рассчитывается как среднее арифметическое из значений тока перевода стрелки («Істр ») за период АТі до получения контроля стрелки, без учета переходного процесса. Значение AT] выбрано опытным путем (0,4с), с уче том наименьшей длительности перевода стрелки и исключения пускового тока двигателя второй спаренной стрелки. Переходной процесс обусловлен увеличением тока при прижиме остряка к рамному рельсу. Измерение силы тока электродвигателя постоянного тока при работе на фрикцию для одиночной или первой спаренной стрелки предусматривает последовательное получение следующих сигналов:
Значение силы тока при работе на фрикцию одиночной или первой спаренной стрелки рассчитывается как среднее арифметическое из значений тока перевода стрелки («Істр ») за период ATt (рис. 3.21) до поступления управляющего воздействия на перевод стрелки в исходное положение, без учета переходных процессов. Значение AT] выбрано опытным путем (0,4с.) с учетом наименьшей длительности перевода стрелки. Переходной процесс обусловлен отрывом остряка от рамного рельса и пусковым током двигателя.
Геоинформационный подход к организации интеллектуальных АРМов инженеров-технологов ДДЦ-ТДМ
Перечисленные выше технологические окна состояния устройств на станции и перегоне, различного рода отчеты по состоянию устройств могут быть сохранены в формате Excel, PDF, HTML, изображении TIF, могут быть распечатаны или отправлены по электронной почте в Управление железной дороги, подразделения инфраструктуры - службы Ш, Э и др.
От развитости номенклатуры сигналов задач зависит глубина и детализация контроля состояния станционных и перегонных устройств.
Одной из обязанностей инженера-технолога ДДЦ-ТДМ является принятие решений об изменении параметров настройки технологических задач диагностирования в зависимости от состояния балласта, марки устройства, при замене устройств ЖАТ и т.п. Необходимо изменить у конкретного устройства или группы устройств параметры, которые явно характеризуют состояние объекта диагностирования.
Параметры настройки для данного устройства по конкретной задаче влияют на документирование сбоев (протоколирование), а также на графическое отображение окон. Настроечные параметры представляют собой величины напряжения, тока, времени и т.д. 158 К настроечным параметрам относятся следующие величины: - два параметра «отказ» (минимум и максимум); - два параметра «предотказ» (минимум и максимум); - три параметра для настройки шкалы аналоговых величин в окне; - один параметр «комментарий».
В качестве параметров отказа используются предельно-допустимые (граничные) величины работы устройств ЖАТ, взятые из паспорта устройства. При выходе реального параметра за предельно-допустимые границы происходит документирование сбоя в протоколе. На графике нормы отказа изображаются красным цветом.
Параметры предотказа позволяют зафиксировать момент, когда устройство работает неустойчиво (возможен отказ). В качестве параметров используются величины, взятые с 5 - 10 %-ми отклонениями от параметров отказа. На графике нормы предотказа изображаются желтым цветом.
Параметры для настройки шкалы описывают минимальное отображаемое значение аналоговой величины в окне задачи, а также цену деления шкалы (шаг). Параметр «комментарий» используется для текстового описания. В зависимости от настроек можно изменить параметры для отображения аналогового графика данной задачи.
Окно «Настройка параметров» содержит список задач (рис. 4.29), в зависимости от которых автоматически обновляется окно для ввода параметров. В первой колонке перечислены все устройства станции, для которых возможен ввод параметров.
После окончания редактирования при смене задачи, закрытии окна или нажатия на клавишу «Сохранить» производится запись в файл новых параметров. Для передачи новых норм отказа и предотказа используется клавиша «Передать». Любое действие технолога, связанное с изменением настроечных параметров, отображается в «Протоколе работ с АРМ».
Для защиты от несанкционированного доступа к некоторым функциям программы, с которыми имеет возможность работать отвечающий за настройки комплекса технолог, необходимо ввести пароль.
Важной функциональной задачей ДДЦ-ТДМ является ведение диагностических протоколов, регистрирующих статистику для отчетности о работоспособности всех устройств ЖАТ за сутки, месяц, год [79, 84].
Неисправность источника питания 1 Перегорание предохранителей 2 йшмвм Отсутствие перевода Потери контроля при заівттой или МкащуиаЯ РЦ 4 шмпммми Отсутстаие переводаПотери кои трояк Потеря контроля при занятой или замкнутой РЦ » являвши Неисправность HCTO nata питания Перегорание пред онраиитеяеЙПотеря контроля при занятой или заижиутой РЦ сточный Пиклиавнист» источника питания і 1
Отображаемые гистограммой количества ситуаций позволяют оценить динамику возникновения предотказов и отказов интегрально в пределах ШЧ. Такие сведения для руководителей Ш и ШЧ становятся определяющими на этапе принятия решений для совершенствования процессов технического обслуживания, замены устаревшего оборудования, изменения технологии выполнения регламентных работ и принятия мер в аспекте кадрового обеспечения. Следует заметить, что сведения о статистике сбоев устройств ЖАТ в пределах ШЧ через Унифицированный сервер поступают для разбора на уровне ШЧ и дороги, а также в АСУ-Ш2.
Важной функциональной задачей ДДЦ-ТДМ является ведение протоколов, регистрирующих статистику для отчетности о работоспособности всех устройств ЖАТ за сутки, месяц, год. Перечисленные задачи достаточно проиллюстрированы различными формами окон, формируемых автоматически на АРМах ДДЦ-ТДМ.
Разработана технология передачи результатов АТО в АСУ-Ш-2. Технология передачи протоколов АТО и фактов ТО проиллюстрирована предложенной структурой взаимодействия СК и ПК АДК-СЦБ с АСУ-Ш-2 через сервера КДК-ІПЧД и сервер ДДЦ-ТДМ.
Взаимодействие Центрального Сервера ДДЦ-ТДМ и серверов КДК-ШЧД для получения состояния устройств, их работоспособности и фактов проведения ТО обеспечивается по унифицированному протоколу обмена согласно разработанным Техническим решениям «Унификация информационного взаимодействия систем технического диагностирования и мони-торинга с автоматизацией обмена с АСУ-Ш-2».
