Управление движением поездов
Концентрация управления движением поездов в Шотландии Компания Network Rail — оператор национальной железнодорожной инфраструктуры Великобритании реализует в настоящее время стратегию консолидации управления движением поездов на контролируемой ею сети в 12 укрупненных центрах ROC (Rail Operation Centre). При этом предусмотрено передать под управление создаваемым центрам ROC существующие системы микропроцессорной централизации (МПЦ). Для подключения этих МПЦ к центрам ROC компания DeltaRail разработала специальный удаленный интерфейс, впервые внедряемый в Эдинбурге (Шотландия). Эдинбургский центр (рис. 1) занимает особое место в системе создаваемых центров ROC. В отведенном ему помещении с 1977 г. находился центральный пост управления с большим мозаичным табло, в зону действия которого входили все системы релейной централизации на участке магистрали Восточного побережья от англо-шотландской границы до Эдинбурга и далее через Форт-Бридж до Файфа. В 2006 г. в рамках масштабного проекта реконструкции железнодорожного полигона, прилегающего к эдинбургской станции Уэверли, традиционные установки централизации заменили на системы МПЦ. Одним из основополагающих технических решений проекта реконструкции стал комплексный электронный центр управления (IECC), разработанный компанией DeltaRail. В новом операционном зале на смену большому мозаичному табло пришли семь диспетчерских АРМ. Такое решение позволило реализовать на реконструированном полигоне автоматическое управление установкой маршрутов с целью наращивания его пропускной способности, а также обеспечить эффективную
увязку с системами релейной централизации, сохранявшимися в зоне управления центра за пределами этого полигона. Семь АРМ в центре изначально устанавливали с запасом в расчете на возможное расширение его зоны управления в перспективе. Этот запас постепенно выбирается: за прошедшие годы под управление центра переданы участок Эрдри — Батгит, движение поездов на котором возобновлено в 2010 г., и посты централизации в Полмонте и Миллерхилле в 2012 г. В 2015 г. в зону действия центра войдет еще несколько железнодорожных участков.
Таким образом, решение об образовании в Эдинбурге одного из 12 центров ROC было вполне рациональным. В сферу его ответственности входят регионы востока и севера Шотландии, и в первую очередь железнодорожные коммуникации между семью крупнейшими шотландскими городами: Эдинбургом, Глазго, Абердином, Данди, Инвернессом, Пертом и Стерлингом. Помимо эдинбургского, в Шотландии создается также западный центр ROC, призванный контролировать пригородную сеть Глазго, направление на Эршир, а также шотландский участок магистрали Западного побережья до границы с Англией. Первым шагом в процессе формирования эдинбургского ROC должна стать передача под его контроль направления Эдинбург — Фолкерк — Глазго в рамках проекта развития железнодорожных сообщений между Эдинбургом и Глазго (проект EGIP). На электрификацию и модернизацию данного направления выделено 650 млн ф. ст. Конечный участок данного направления со стороны Глазго с 1998 г. обслуживается системой МПЦ SSI с информационным табло, контролируемой центральным постом управления в Коулэйрсе. Поскольку эксплуатационный ресурс данной МПЦ далеко еще не выработан, ее пред-
Рис. 1. Центр управления движением поездов в Эдинбурге
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 8 73
Управление движением поездов
полагают сохранить, переподчинив эдинбургскому центру ROC, что является непростой задачей.
Обход ограничений концепции SSI В основу концепции SSI, предложенной в 1980-е годы, положена архитектура распределенного управления, при которой логические устройства централизации увязываются с напольным оборудованием (стрелками, сигналами и т. п.) с помощью напольных функциональных модулей, распределенных вдоль путей. Используемый протокол связи позволяет размещать напольные функциональные модули на удалении от логических устройств централизации, но последние должны находиться в одном здании с компьютерами
АРМ операторов и информационными табло. Безопасная передача информации на удаленные АРМ в этих системах не предусмотрена. Один из вариантов решения данной проблемы состоит в том, чтобы, придерживаясь архитектуры SSI, перебазировать ее логические устройства в центр управления ROC. Этот вариант был, в частности, опробован в 2002 г. при переподчинении комплексному центру, обустроенному в Йорке, инфраструктуры СЦБ, ранее подконтрольной центральному посту в Лидсе. В этот центр были перемещены центральные процессоры пяти систем SSI, контролирующих направления на Брэдфорд, Илкли и Скиптон. Однако такое решение является дорогостоящим, а избыточная концентрация аппаратуры систем централизации в одном
месте может привести к широкомасштабным сбоям в движении поездов в случае отказов.
Удаленный интерфейс как альтернатива Альтернативный вариант основывается на разработке специального удаленного интерфейса RIF, который устанавливают на прежнем посту управления в добавление к логическим устройствам SSI, осуществляя его увязку с центром ROC. Такой интерфейс, работающий c современным протоколом передачи данных, обеспечивает в полном объеме соблюдение требований безопасности. Компания DeltaRail создала интерфейс с такими возможностями для масштабируемой комплексной системы управления нового
п е р в о е м е жд У н а р о д н о е и з д а н и е
СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
на железных дорогах мира
ы м е т с и С и к и т а автомемеханики и тел ных дорогах мира ез
на жел
ко Власен Сергея · а г е е аТ Грегор акцией Под ред
74
В книге, которая получила широкую известность среди российских и зарубежных специалистов, анализируются общие принципы и различия систем автоматики и телемеханики на железных дорогах мира, а также тенденции их развития. Это — единственная книга на русском языке, в которой подробно рассмотрено построение современной системы управления движением поездов на базе радиоканала ETCS. Книгу подготовили ведущие эксперты по СЦБ из семи стран — России, Германии, Австрии, Великобритании, Италии, Словакии и США. Книга выпущена при поддержке Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» и российских компаний — изготовителей систем СЦБ. Она рекомендована Управлением кадров и учебных заведений Федерального агентства железнодорожного транспорта в качестве учебного пособия для вузов. Полноцветное высококачественное издание в твердом переплете, 488 страниц, 389 иллюстраций, 23 таблицы. Подробная информация о книге и возможностях ее приобретения на сайте
www.sat-zdm.intext-book.com
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 8
Управление движением поездов
Протоколирование
Обработка расписаний движения поездов
Удаленный интерфейс RIF
Система централизации
Сервисные подразделения
Система обмена сообщениями
поколения (IECC Scalable, рис. 2). Впервые этот интерфейс был внедрен в рамках проекта переподчинения системы SSI в Коулэйрсе. Версия IECC с первоначальным вариантом архитектуры, претерпев множество изменений аппаратного и программного обеспечения, находилась в производстве вплоть до 2011 г. Пилотную версию IECC Scalable нового поколения DeltaRail представила в 2012 г. Она заменила собой IECC первого поколения в центре управления Суиндон на западном направлении перед переподчинением соответствующего железнодорожного полигона центру управления движением поездов в регионе долины Темзы, зона действия которого в дальнейшем была значительно расширена — в нее включили некоторые линии, примыкающие к Лондону. В системе IECC Scalable в качестве информационного канала между функциональными подсистемами используется разработанная компанией IBM система обмена сообщениями MQTT. Технология MQTT получила к настоящему времени повсеместное распространение, она позволяет осуществлять информационный обмен с самыми разнообразными системами и может обеспечить эффективную поддержку наращиванию функциональных возможностей IECC в перспективе, включая, например, согласование с системой ETCS и системами управления перевозками. Использование технологии MQTT позволяет также разместить любой из структурных компонентов IECC удаленно с организацией обмена сообщениями с этим компонентом посредством любых средств передачи данных, работающих с протоколом IP. При анализе безопасности IECC Scalable необходимо было продемонстрировать возможность использования для обмена сообщениями при реализации связанных с обеспечением безопасности функций системы управления движением поездов (вплоть до уровня безопасности
Мониторинг состояния
Автоматическое управление установкой маршрутов Коммуникационный сервер Извещения о движении поездов Сервер системы АРМ диспетчеров
АРМ диспетчеров
Рис. 2. Архитектура системы управления движением поездов IECC Scalable
SIL2) стандартного программного обеспечения MQTT, а также возможность осуществления этого обмена по обычным сетям связи. Для решения этой задачи были разработаны интерфейсные программные модули для взаимодействия с функциональными подсистемами, специфицированными под конкретный уровень SIL. Эти модули реализуют комплекс защит, предполагающих контроль сообщений целью выявления разнообразных угроз в соответствии со стандартом CENELEC 50159:2010.
АРМ диспетчеров В эдинбургском центре ROC за управление движением поездов в зоне действия SSI в Коулэйрсе отвечают два диспетчера (в периоды низкой загрузки — один). Оба АРМ расположены в непосредственной близости друг от друга. Для контроля столь крупного района управления на каждом АРМ предусмотрено два ряда мониторов, при этом на верхний ряд выводится обзорная схема путей, используемая только для контроля, а на мониторы нижнего
ряда — укрупненные детальные схемы, при помощи которых возможна установка маршрутов вручную (в нормальном режиме маршруты устанавливаются автоматически).
Ввод в эксплуатацию Переподчинение зоны управления коулэйрского поста эдинбургскому центру ROC было завершено в октябре 2013 г. В 2014 г. компания DeltaRail внесет изменения в систему управления в связи с продолжением электрификации и переустройством путевого развития в зоне управления эдинбургского центра. Применение удаленных интерфейсов RIF дает возможность подключить любой пост МПЦ SSI к центру управления движением поездов с внесением минимальных изменений в уже имеющееся оборудование. Это относится и к системам МПЦ Westlock и Smartlock, эксплуатируемым в Великобритании, а также к системам релейной централизации. I. Mitchell. The rail ingineer, 2014, № 3, p. 44 – 46; материалы компании Delta Rail (www.deltarail.com).
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 8 75