Гибридное устройство маршрутизации



Гибридное устройство маршрутизации
Гибридное устройство маршрутизации
Гибридное устройство маршрутизации

Владельцы патента RU 2710503:

Меерович Владимир Давидович (RU)
Розенберг Игорь Наумович (RU)
Кулькин Станислав Александрович (RU)
Кузнецов Леонид Петрович (RU)
Розенберг Ефим Наумович (RU)
Криволапов Сергей Владимирович (RU)
Долгий Игорь Давидович (RU)

Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики для регулирования движения. Устройство состоит из автоматизированных рабочих мест 1i, i=1…R, локальных вычислительных сетей 2i, i=1…L, N вычислительных устройств M типов 3ij, i=1…M, j=1…N, Z каналов связи 4i, i=1…Z, объектов контроля 5ij, i=1…S, j=1…N, объектов управления 6ij, i=1…U, j=1…N. N – количество элементов путевого развития, M – количество типов элементов путевого развития объекта автоматизации. Причем вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации и содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов и устройство вывода сигналов, причем первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения и к приемо-передатчику, устройство сравнения подключено к приемо-передатчику, вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов, устройство ввода сигналов подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров, каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления. Достигается расширение арсенала технических средств. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам управления движением на железных дорогах и может быть использовано в системах управления и регулирования движения поездов на станциях, перегонах и на промышленных предприятиях.

Известны системы централизации стрелок и сигналов [А.А. Казаков, В.Д. Бубнов Е.А. Казаков. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. 431 c.]. Данные системы используют в качестве основной элементной базы электромагнитные реле. Недостатком этих устройств являются высокая стоимость, высокое электропотребление, высокая стоимость технического обслуживания.

Известны системы централизации стрелок и сигналов [Сапожников Вл.В. и др. Микропроцессорные системы централизации. - Москва: ГОУ Учебный центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2006. – 398 с.]. Данные системы используют в качестве основной элементной базы микропроцессорные устройства. Системы состоят из главного вычислительного устройства и устройств сопряжения с объектами контроля и управления.

Известна централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами (RU2240245 С1, B61L 27/04, опубл. 20.11.2003). Известная система содержит распределенные контролируемые пункты и центральный пункт управления с рабочим местом поездного диспетчера, объединенные внешней локальной сетью. Каждый распределенный контролируемый пункт содержит блоки вывода сигналов телеуправления, блоки ввода сигналов телесигнализации, блоки ввода сигналов телеизмерения и резервированный центральный блок управления, предназначенный для связи по внешней локальной сети этого распределенного контролируемого пункта с другими контролируемыми распределенными пунктами и с упомянутым центральным пунктом управления, а также для связи по внутренней локальной сети с блоками вывода сигналов телеуправления, блоками ввода сигналов телесигнализации, блоками ввода сигналов телеизмерения.

Централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами имеет следующие недостатки:

- алгоритмы работы системы определяются программным обеспечением резервированного центрального блока управления;

- изменение алгоритмов работы системы невозможно без изменения программного обеспечения резервированного центрального блока управления;

- функции централизации стрелок и сигналов не выполняются;

- функциональные зависимости (блокировки) системой не осуществляются.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является микропроцессорная система централизации и автоблокировки на железнодорожном транспорте (RU 107753 U1, B61L 27/04, опубл. 27.08.2011). Известная система содержит центральный процессор, включающий микропроцессоры, устройства связи с объектом, включающие интерфейсные модули сбора информации о состоянии объектов контроля железнодорожной станции и прилегающих перегонов, интерфейсные модули передачи ответственных команд, которые подключены к исполнительным устройствам электрической централизации и автоблокировки. Центральный процессор содержит три микропроцессора, которые межканально связаны между собой, и каждый из них связан с двумя соседними микропроцессорами.

Недостатками данной микропроцессорной системы централизации и автоблокировки на железнодорожном транспорте являются:

- алгоритмы работы системы определяются программным обеспечением центрального процессора;

- изменение алгоритмов работы системы невозможно без изменения программного обеспечения центрального процессора;

- наличие предела количества объектов контроля и управления (особенно для крупных станций, при одновременном задании множества команд и большом объеме движения), при котором управление осуществляется в реальном времени (с приемлемой задержкой);

- сложность формирования функциональных зависимостей для всей станции, причем эту операцию следует выполнять для каждой новой станции;

- необходимость повторного формирования функциональных зависимостей для всей станции, даже при незначительном изменении топологии станции;

- необходимость повторной проверки всех функциональных зависимостей на станции, даже при незначительном изменении топологии станции.

В известных системах централизации функциональные зависимости (блокировки) осуществляются в главном вычислительном устройстве, а устройства сопряжения осуществляют только ввод и вывод сигналов.

Предлагаемое устройство характеризуется тем, что функциональные зависимости в нем осуществляются несколькими вычислительными устройствами, каждое из которых осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития. В результате становится возможным построение системы управления для конкретного объекта автоматизации путем выбора необходимых вычислительных устройств, соответствующих элементам путевого развития, и соединения их между собой каналами связи, а отсутствие необходимости разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации приводит к сокращению сроков и стоимости ввода объекта автоматизации в эксплуатацию при пуске или после изменения путевого развития станции.

Элементами путевого развития объекта автоматизации могут быть: входной светофор, выходной светофор, маневровый светофор, участок пути, приемо-отправочный путь, стрелка и другие.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи построения гибридной системы централизации, маршрутизации и блокировки на основе типовых вычислительных устройств, с формированием функциональных зависимостей несколькими типовыми вычислительными устройствами, входящими в маршрут, причем типы вычислительных устройств и каналы связи между ними определяются типами элементов путевого развития и связями между ними.

Построение такой гибридной системы централизации, маршрутизации и блокировки необходимо при разработке и создании систем управления движением на железных дорогах (станциях, перегонах, разъездах, блок-постах, сортировочных горках).

Заявленное устройство строится на основе однокристальных микроконтроллеров [10 практических устройств на AVR микроконтроллерах. Книга 1 - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К. «МК-Пресс», 2008. – 224 с.]. Несколько однокристальных микроконтроллеров используются в каждом вычислительном устройстве.

Сущность изобретения состоит в том, что гибридное устройство маршрутизации, содержащее автоматизированное рабочее место дежурного по станции, объекты контроля, объекты управления, дополнительно содержит L локальных вычислительных сетей, N вычислительных устройств M типов, Z каналов связи. Причем каждое автоматизированное рабочее место подключено к каждой локальной сети. Каждая локальная сеть подключена к каждому вычислительному устройству. Каждое вычислительное устройство соответствует одному элементу путевого развития и осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов, устройство вывода сигналов. Первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения, к приемо-передатчику. Устройство сравнения подключено к приемо-передатчику. Вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов. Устройство ввода сигналов подключено к второй паре однокристальных микроконтроллеров. Каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления.

За счет использования предлагаемого гибридного устройства маршрутизации сокращаются сроки ввода в эксплуатацию объекта автоматизации при сохранении заданного уровня безопасности, а также упрощается процесс проектирования.

Техническим результатом является расширение реализации технических средств устройства маршрутизации для систем управления движением на железных дорогах.

На фиг. 1 представлена функциональная схема гибридного устройства маршрутизации.

На фиг. 2 представлена функциональная схема вычислительного устройства.

Гибридное устройство маршрутизации (фиг. 1) состоит из автоматизированных рабочих мест 1i, i=1…R, локальных вычислительных сетей 2i, i=1…L, N вычислительных устройств M типов 3ij, i=1…M, j=1…N, Z каналов связи 4i, i=1…Z, объектов контроля 5ij, i=1…S, j=1…N, объектов управления 6ij, i=1…U, j=1…N. N – количество элементов путевого развития, M – количество типов элементов путевого развития объекта автоматизации.

В частности, вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N могут быть следующих типов: 31i – вычислительное устройство входного светофора, 32i – вычислительное устройство выходного светофора, 33i – вычислительное устройство маневрового светофора, 34i – вычислительное устройство участка пути, 35i – вычислительное устройство приемо-отправочного пути, 36i – вычислительное устройство стрелки.

Вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N (фиг. 2) состоит из первой и второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij11… 3ij14 (3ij11, 3ij12 – первая пара, 3ij13, 3ij14 – вторая пара), устройства сравнения 3ij2, приемо-передатчика 3ij3, устройства ввода сигналов 3ij4, устройства вывода сигналов 3ij5.

Первая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 подключена к локальным вычислительным сетям 2i, i=1…L, к каналам связи 4i, i=1…Z, к устройству сравнения 3ij2, к приемо-передатчику 3ij3. Устройство сравнения 3ij2 подключено к приемо-передатчику 3ij3. Вторая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14 подключена к приемо-передатчику 3ij3 и к устройству вывода сигналов 3ij5. Устройство ввода сигналов 3ij4 подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14.

Первая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 осуществляет проверку условий возможности выполнения команды в данный момент времени. Устройство сравнения 3ij2 осуществляет сравнение результатов работы двух однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 и в случае несовпадения блокирует работу приемо-передатчика 3ij3. Устройство ввода сигналов 3ij4 преобразует сигналы телесигнализации к виду второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14. Устройство вывода сигналов 3ij5 преобразует сигналы второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14 в сигналы телеуправления объектов управления.

Каждое автоматизированное рабочее место 1i, i=1…R подключено к каждой локальной сети 2i, i=1…L. Каждая локальная сеть 2i, i=1…L подключена к каждому вычислительному устройству 3ij, i=1…M, j=1…N.

Каждое вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N определенного типа соответствует одному элементу путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N соединяются между собой каналами связи 4i, i=1…Z в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации, каждое вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N соединяется с соответствующими объектами контроля 5ij, i=1…S, j=1…N, и управления 6ij, i=1…U, j=1…N.

Элементами путевого развития объекта автоматизации могут быть: входной светофор, выходной светофор, маневровый светофор, участок пути, приемо-отправочный путь, стрелка и другие.

Гибридное устройство маршрутизации работает следующим образом.

Сигналы телесигнализации от объектов контроля 5ij, i=1…S, j=1…N поступают в вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N и далее, по каналам связи 4i, i=1…Z, передаются в другие вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N и через локальные вычислительные сети 2i, i=1…L в автоматизированные рабочие места 1i, i=1…R.

Команды телеуправления формируются автоматизированными рабочими местами 1i, i=1…R. Команды телеуправления через локальные вычислительные сети 2i, i=1…L поступают в вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N. В вычислительных устройствах 3ij, i=1…M, j=1…N осуществляется проверка условий возможности выполнения команды в данный момент времени и, в случае возможности выполнения команды, осуществляется передача сигналов телеуправления на объекты управления 6ij, i=1…U, j=1…N.

Таким образом, в зависимости от сигналов телесигнализации осуществляется блокировка или формирование сигналов телеуправления на объекты управления.

Использование гибридного устройства маршрутизации имеет следующие достоинства:

• построение системы управления для конкретного объекта автоматизации осуществляется путем выбора необходимых вычислительных устройств, соответствующих элементам путевого развития и соединения их между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации, в результате отсутствует необходимость разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации;

• формирование функциональных зависимостей всего объекта автоматизации осуществляется несколькими вычислительными устройствами, каждое из которых осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития;

• сокращаются сроки и стоимость ввода в эксплуатацию объекта автоматизации ввиду отсутствия необходимости разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации;

• при изменении путевого развития станции, изменение функциональных зависимостей объекта автоматизации осуществляется путем изменения количества и типов вычислительных устройств, а также соединения их между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации;

• возможно применение устройства на сколь угодно крупной станции, так как с увеличением элементов путевого развития увеличивается и количество вычислительных устройств.

Таким образом, предлагаемое устройство является универсальным, и его можно использовать на любом объекте железной дороги (станция, перегон, разъезд, блок-пост, сортировочная горка).

При этом, использование предлагаемого устройства сокращает сроки ввода объекта в эксплуатацию при его первоначальном запуске или при внесении изменений в него.

Гибридное устройство маршрутизации, содержащее автоматизированное рабочее место дежурного по станции, объекты контроля, объекты управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит L локальных вычислительных сетей, N вычислительных устройств M типов, Z каналов связи, причем каждое автоматизированное рабочее место подключено к каждой локальной сети, каждая локальная сеть подключена к каждому вычислительному устройству, каждое вычислительное устройство соответствует одному элементу путевого развития и осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития объекта автоматизации, вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации и содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов и устройство вывода сигналов, причем первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения и к приемо-передатчику, устройство сравнения подключено к приемо-передатчику, вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов, устройство ввода сигналов подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров, каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передаче Ethernet сообщений в распределенной системе управления жесткого реального времени. Технический результат - уменьшение задержки кадров в сети.

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано для организации телефонной оперативной и технологической связи между абонентами как стационарной сети, так и абонентами, находящимися в подвижных объектах.

Изобретение относится к области сетевых информационных технологий. Технический результат заключается в повышении производительности сети связи за счет оптимального выбора многомерных маршрутов и кратностей их использования на основе скоростей передачи информации каналов связи.

Изобретение относится к области технологий связи. Технический результат – уменьшение задержки передачи TDM-услуги.

Изобретение относится к области защиты данных от несанкционированной передачи, а именно к обнаружению устройства для связи среди устройств связи в сети, с которым разрешен обмен данными.

Группа изобретений относится к области информационно-вычислительных сетей. Технический результат, достигаемый с помощью заявленных способа и устройства гибридной коммутации распределенной многоуровневой телекоммуникационной системы, блока коммутации и генератора искусственного трафика, сводится к повышению эффективности использования выходных трактов и улучшению вероятностно-временных характеристик информационного обмена при допустимом уровне отказов в обслуживании за счет выбора режима коммутации и применения локальной адаптивной, децентрализованной и централизованной маршрутизации, учитывающих уровень загрузки буферов памяти на различных сетевых уровнях иерархии распределенной системы, реализации режима обучения и настройки устройства с широким классом видов трафика, используемого в современных сетевых технологиях.

Группа изобретений относится к области информационно-вычислительных сетей и могут быть использованы, например, при проектировании центров коммутации на цифровых сетях интегрального обслуживания.

Изобретение относится к области сетевых информационных технологий и может быть использовано для многомерной динамической маршрутизации в сети связи с пакетной передачей сообщений.

Изобретение относится к системам передачи данных, а именно к гибридным коммутационным системам, и может быть использовано для организации сетей с использованием приборов частного сектора.

Изобретение относится к области сетей передачи данных. .

Изобретение относится к рельсовому транспорту, к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах управления движением локомотивов при маневровой работе на станции, а именно при автоматизации управления маневровым локомотивом при надвиге и роспуске составов на сортировочной горке.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для мониторинга условий движения и интервального регулирования поездов. Система содержит стационарные центры радиоблокировки, подключенные к ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, перегонные базовые станции радиоканала, сеть передачи данных, радиоканал и оптоволоконный кабель, станционый блок формирования и анализа импульсных световых сигналов, процессор, модуль моделирования поездной ситуации на перегонах, модуль мониторинга условий движения на перегонах, модуль комплексной обработки данных, на вовлеченных в систему поездах бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через системный интерфейс обмена цифровыми данными, комплексное локомотивное устройство безопасности, блок определения местоположения локомотива, блок измерения скорости и пройденного расстояния, блок расчета допустимой скорости, кривых торможения и обмена данными со стационарными центрами радиоблокировки по радиоканалу, вихретоковое устройство текущего контроля фактического состояния рельсов и уточненного измерения скорости, дисплей машиниста и локомотивное радиопередающее устройство.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для управления движением поездов по каналам диспетчерской поездной радиосвязи. Система содержит на каждом локомотиве бортовое устройство управления движением, блок для ввода машинистом информации, блок электронной карты маршрутов, блок указателя светофора, локомотивный блок информации о текущем интервале времени по глобальной системе спутниковой навигации, блок отображения информации, бортовой приемопередатчик, блок декодера сигнатуры, а также станционную часть.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для формирования графиков движения поездов на полигоне железнодорожной сети при производстве ремонтно-путевых работ.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для регулирования движения. Устройство содержит стационарную аппаратуру и бортовую часть на локомотивах поездов.

Изобретение относится к средствам проектирования на железнодорожном транспорте для интеллектуального построения организации движения. Система содержит сервер, компьютер АРМ проектировщика и блок внешней памяти.

Изобретение относится к системам автоматики для управления устройствами электроснабжения технологических объектов. Технический результат заключается в повышении эффективности управления устройствами электроснабжения.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта для оперативного управления поездной работой. Система включает центр обработки данных и компьютер автоматизированного рабочего места работника службы движения, включающий процессор, связанный с блоком памяти, блоком ввода информации, монитором, блоком ввода параметров нормативного графика движения поездов, блоком вычисления параметров инфраструктуры, блоком задания условий движения поездов, блоком вычисления наличной пропускной способности, блоком сравнения вычислений, блоком вычисления потребной пропускной способности, блоком сравнения с установленным значением.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в аппаратно-программных комплексах диспетчерского управления движением на пассажирских железнодорожных направлениях.

Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики для закрепления подвижного состава. Система содержит устройства закрепления подвижного состава, подсистему управления устройствами закрепления, связанную с маневровой колонкой, с устройствами закрепления и по меньшей мере одним контроллером, который связан кроме этого с пультом управления, расположенным у дежурного по станции, а также соответствующими цепями увязки с устройствами электрической централизации, устройствами отображения диагностической информации и подсистемой прицельной остановки поезда, снабженной пунктами счета осей и устройствами передачи данных на локомотив.

Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики для регулирования движения. Устройство состоит из автоматизированных рабочих мест 1i, i1…R, локальных вычислительных сетей 2i, i1…L, N вычислительных устройств M типов 3ij, i1…M, j1…N, Z каналов связи 4i, i1…Z, объектов контроля 5ij, i1…S, j1…N, объектов управления 6ij, i1…U, j1…N. N – количество элементов путевого развития, M – количество типов элементов путевого развития объекта автоматизации. Причем вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации и содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов и устройство вывода сигналов, причем первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения и к приемо-передатчику, устройство сравнения подключено к приемо-передатчику, вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов, устройство ввода сигналов подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров, каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления. Достигается расширение арсенала технических средств. 2 ил.

Наверх