Реферат: Применение систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля

Программа обеспечения безопасности определяет перечень мероприятий, позволяющих гарантировать высокий уровень безопасности и охватывающих все этапы жизненного цикла системы или устройства ЖАТ.

Отчет по ПОБ позволяет судить об обоснованности выбранных решений по безопасности. Отчет по ПОБ входит в документ "Доказательство безопасности" и является одним из основных документов при проведении экспертизы на безопасность.

Организация, проводящая экспертизу, при необходимости более полного рассмотрения отдельных вопросов безопасности может затребовать дополнительные материалы или ознакомиться с ними у разработчика изделия,

Для проведения экспертизы МПС или по его поручению головной (базовой) организацией по сертификации (по видам техники) создается экспертная комиссия из числа ведущих

специалистов. При необходимости организация-разработчик выделяет специалистов для консультации экспертной комиссии.

Выводы и предложения экспертизы включаются в экспертное заключение. Разработчик при получении заключения экспертизы должен рассмотреть выводы и предложения и откорректировать рабочую документацию. Решение разработчика о принятии выводов и предложений или обоснование отклонения его отдельных пунктов направляется в организацию, проводившую экспертизу, или в МПС.

При наличии разногласий по результатам экспертизы между комиссией и разработчиком окончательное решение принимает МПС или организация, им уполномоченная.

Результаты работ по экспертизе являются основой для составления документа "Доказательство безопасности при реализации ответственных команд".

С точки зрения возможности допуска к опытной и постоянной эксплуатации разрабатываемых систем ДЦ в зависимости от степени готовности работ по доказательству безопасности при передаче ответственных команд можно выделить четыре этапа внедрения:

Использование опытных образцов на участках железных дорог по технологии, не требующей передачи ответственных команд, например на двух - и многопутных участках с односторонней автоблокировкой, а также аппаратуры компьютерных центральных постов, работающих с линейными пунктами эксплуатируемых систем "Нева" и "Луч".

Использование опытных образцов на малодеятельных участках железных дорог для систем ДЦ, процесс доказательства безопасности передачи ответственных команд которых не окончен, а также микроэлектронной аппаратуры линейных постов, работающих в протоколе передачи сигналов ТУ-ТС эксплуатируемых систем "Нева" и "Луч".

Использование опытных образцов на участках железных дорог для систем ДЦ, требования безопасности которых при передаче в телемеханическом канале, а также в аппаратуре центральных и линейных постов подтверждены в документе "Доказательство безопасности", согласованном с организацией, проводящей экспертизу.

Использование на участках железных дорог систем ДЦ, имеющих сертификат, выданный на соответствие требованиям безопасности при реализации ответственных команд.

После проведения опытной эксплуатации систем ДЦ проводятся собственно сертификационные испытания, результатом которых является выдача сертификата соответствия на безопасность системы.

3. Методы обслуживания

3.1 Испытательное и сервисное оборудование

Техническое обслуживание призвано обеспечить работоспособность устройств, состояние которых должно соответствовать требованиям ПТЭ и инструкций по техническому обслуживанию. Техническое обслуживание, ремонт и устранение отказов систем диспетчерской централизации выполняются работниками дистанции сигнализации и связи с соблюдением требований нормативной базы отрасли (инструкций и указаний), а также в соответствии с утвержденными технологическими картами и руководством по эксплуатации системы, разрабатываемых с учетом ее особенностей.

Для обеспечения надежной работы устройств ДЦ большое значение имеет качество регулирования сигналов ТУ и ТС на посту ДЦ, контролируемых пунктах, а также на усилительных и трансляционных пунктах. Регулирование уровней сигналов и параметров каналов фиксируется в соответствующих журналах. Аппаратуру линейных пунктов и каналы связи следует содержать в соответствии с Инструкцией по техническому обслуживанию кодовых устройств диспетчерской централизации системы, Инструкцией по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) ЦШ/46160 и инструкциями по техническому обслуживанию средств связи.

Главным в обслуживании устройств ДЦ является предупреждение отказов. Проверяются состояние, износ и изменения технических характеристик приборов ДЦ. При нарушениях правильной работы прибора (узла) он подлежит замене запасным и должен быть отправлен в ремонтно-технологический участок (РТУ) для проверки и настройки. Поэтому для этого на центральном посту и на каждой линейной станции должен предусматриваться комплект ЗИП, содержащий по одному и более блоку каждого наименования.

В системах ДЦ предусматривается возможность быстрой замены оборудования резервным комплектом с последующим ремонтом устройств без прекращения функционирования системы. По установленным нормам периодичность замены и проверки аппаратуры каналов и полупроводниковых блоков составляет 5 лет.

В РТУ для проверки и регулировки аппаратуры ДЦ, а также для измерения электрических и временных характеристик реле и параметров полупроводниковых элементов применяют специальные испытательные пульты. Пульт содержит устройства проверки аппаратуры каналов ДЦ, логической аппаратуры, коммутационных и измерительных устройств, а также источники питания пульта. Испытательный пульт включает в себя металлический стенд, размещаемый на сборном столе, комплект измерительных приборов и шланговые соединители для подключения проверяемых блоков. В комплект измерительных приборов входят: электронный осциллограф для измерения временных параметров и определения формы сигналов, милливольтметр, частотомер, звуковой генератор, вольтамперметры, электро-секундомер для измерения временных параметров реле. Испытательный пульт применяется для индивидуальной проверки блоков. Исключение составляет проверка усилителя, требующего совместной работы с блоками формирования сигналов.

Проверяемый прибор подключается к соответствующему разъему стенда гибким шлангом. Для переключения пульта на проверку и регулировку того или иного прибора ключи и тумблеры коммутационно-измерительной панели устанавливают в соответствующие положения.

В процессе эксплуатации для проведения измерений параметров линейных цепей, источников питания, замены различных цепей резервными, контроля работы узлов предусматриваются вводно-испытательные щитки и панели с приборами и элементами индикации, размещаемые на стативах центрального поста и линейных пунктов.

Для проверки работы кодовых устройств на центральном посту устанавливается испытательный статив, на котором смонтирована приемо-передающая аппаратура сигналов ТУ и ТС, обеспечивающая прием, регистрацию и индикацию контрольными лампами и светодиодами приказов ТУ для линейных пунктов. Схема статива может быть настроена на передачу сигнала ТС от группы контролируемых объектов с любым номером.

В соответствии с эксплуатационно-техническими требованиями компьютерные системы ДЦ резервируются. Однако и в этом случае проводится техническое обслуживание аппаратуры, целью которого является предупреждение появления неисправностей, связанных со старением элементов, выходом из строя радиокомпонентов, деталей и узлов, которые при последующей эксплуатации могут привести к появлению отказов или неисправностей в работе.

Обслуживание технических средств компьютерных ДЦ должно включать в себя два аспекта:

периодическое профилактическое обслуживание технических средств специально подготовленным персоналом электромехаников поста ДЦ;

фирменное сервисное обслуживание и ремонт сменных модулей и блоков вычислительной техники. Оно осуществляется подразделениями, обслуживающими средства вычислительной техники (в гарантийный период - поставщиком вычислительной техники).

Кроме регламентных работ по контролю, измерениям и регулировкам параметров каналов и источников электроснабжения для компьютерных устройств ДЦ, периодическое профилактическое обслуживание включает в себя: внешний осмотр и чистку аппаратуры; внутреннюю проверку и чистку аппаратуры; проверку работоспособности источников бесперебойного питания.

Эти виды работ выполняются при непрерывном функционировании ДЦ благодаря резервированию системы. После завершения работ по техническому обслуживанию первого комплекта аппаратуры, включения питания и запуска его выполняются работы по техническому обслуживанию оборудования другого комплекта.

Для обеспечения высоких показателей готовности к выполнению редко затребываемых функций, например при передаче и реализации ответственных команд, проверяется функционирование аппаратуры.

При отказе устройств обслуживающим сменным персоналом выполняются работы по замене неисправного оборудования, используя ЗИП, а также проверяется правильность функционирования устройств после устранения отказа. Все переключения выполняются электромехаником в соответствии со схемами подключения устройств. Отказавшие устройства подлежат ремонту соответствующим подразделением (фирменное сервисное обслуживание) с предоставлением последним исправного оборудования для восстановления ЗИП.

В случае отказа системного блока для обеспечения аварийного запаса и сокращения времени восстановления на полученный исправный системный блок обслуживающим персоналом поста ДЦ с дискет (CD-диска) должно быть инсталлировано программное обеспечение в соответствии с Инструкцией по инсталляции программного обеспечения.

Технологический процесс по обслуживанию и ремонту сменных модулей и блоков вычислительной техники выполняется в соответствии с технологическими картами на систему.

Разработчиком после ввода в постоянную эксплуатацию осуществляется гарантийное сопровождение устройств и программного обеспечения, продолжительность которого составляет не менее одного года.

Техническим средством, обеспечивающим технологический процесс обслуживания компьютерных систем, является комплекс автоматизированного рабочего места электромеханика поста ДЦ (АРМ ШН). Функционально он включает в себя:

программно-аппаратные средства контроля и измерений параметров сигналов ТУ-ТС-ТИ (программный аналог осциллографа, сервисные программы измерения параметров канала);

программный модуль контроля оперативной поездной обстановки на участке;

программный модуль просмотра и анализа протоколов работы системы;

средства диагностирования аппаратуры ДЦ для проверки исправности модулей сопряжения;

программный модуль контроля функционирования источников бесперебойного питания;

программный аналог испытательного статива для контроля корректности обработки формируемых команд управления.

4. Организация электропитания систем

Основным условием бесперебойной работы систем диспетчерской централизации, в особенности использующей надежного электроснабжения устройств центрального поста (центра управления) и контролируемых пунктов. Прекращение действия ДЦ по причине отсутствия электроэнергии не влечет за собой угрозы нарушения условий безопасности перевозочного процесса. Однако косвенная угроза имеется, поскольку персонал вынужден регулировать движение без технических средств, что, кроме того, приводит к потерям в движении до перевода станций на резервное управление. По этой причине системы ДЦ являются потребителями электроэнергии особой группы 1 категории и должны получать питание от двух независимых источников энергии по двум фидерам (силовым кабелям) с автоматическим переключением питания с одного фидера на другой в случае пропадания напряжения. Емкость аккумуляторов рассчитывается на резервное питание устройств в течение 6 ч.

Электропитающая установка центрального поста ДЦ состоит из вводной панели ПВ-60 и панели выпрямителей ПДЦ. Вводная панель предназначена для подключения двух фидеров переменного тока и одного фидера от резервного источника, а также автоматического переключения нагрузки на работающий фидер при пропадании напряжения хотя бы одной из фаз работающего фидера. Коммутационная мощность панели составляет 60 кВА. На каждый диспетчерский круг устанавливаются панель ПДЦ и группа аккумуляторов, состоящая из двух секций по шесть аккумуляторов каждая.

Электроснабжение современных систем, основывающихся на средствах вычислительной техники, имеет некоторые особенности. Электронное оборудование компьютерных систем ДЦ в процессе эксплуатации оказывается под воздействием различных электромагнитных помех, большая часть которых распространяется по цепям электропитания. Эти факторы могут вызвать не только сбои в работе компьютера или другого электронного оборудования и потерю данных, но и необратимые процессы разрушения программного продукта, а также выход из строя аппаратуры. Статистика также свидетельствует, что по причинам, связанным со сбоями в электросети, в 75% случаев происходит потеря информации и в 65% выходит из строя электронное оборудование. Искаженное, нестабильное напряжение электропитания системы отрицательно воздействует на файл-серверы, рабочие станции и другую сетевую аппаратуру (концентраторы, маршрутизаторы, коммутаторы, мосты и пр.). Так, со снижением напряжения увеличивается потребляемый ток, в результате растет температура внутри корпуса системного блока, монитора, модемов и другого периферийного оборудования. Повышенная температура значительно сокращает срок службы многих элементов, особенно электролитических конденсаторов, приводит к выходу из строя полупроводниковых элементов.

Бесперебойное снабжение электропитанием электронных устройств позволяет избежать таких отказов.

Источники бесперебойного питания (ИБП) выполняют две основные функции: обеспечивают приемлемое качество электроэнергии на выходе и обеспечивают резервное электропитание в случае полного пропадания (или отклонения за пределы установленных норм) входного напряжения.

В состав любого ИБП входят следующие элементы: входной фильтр (ВФ), включающий в себя радиочастотный фильтр и подавитель импульсов; аккумуляторная батарея (АБ) с зарядным устройством (ЗУ); инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный; в некоторых типах ИБП - преобразователь постоянного тока в постоянный ток другого номинального значения (конвертор); в некоторых типах ИБП - трансформаторы для развязки выхода от входа; схемы управления работой ИБП.

Способность ИБП обеспечивать заданные качество и бесперебойность питания нагрузки определяется его внутренней архитектурой, или классом.

Различают три класса источников: OFF-LINE (STANDBY), LINE-INTERACTIVE, ON-LINE.

В ИБП OFF-LINE электроэнергия внешнего снабжения через подавитель импульсов и радиочастотный фильтр передается на нагрузку (рис.2). В случае недопустимых возмущений или полного пропадания входного напряжения специальные ключи переводят подключаемую к ИБП нагрузку на АБ и инвертор.

Общим недостатком таких ИБП является разрыв синусоиды напряжения на выходе устройства на время 1-5 мс при переключении на резервный источник.

Благодаря большой суммарной входной емкости таких блоков питания, достаточной для поддержания номинального напряжения на его силовых элементах в течение такого промежутка времени (менее четверти периода синусоиды), в цепях вторичного электропитания компьютеров перерыва в электроснабжении не произойдет.

Рис.2. Структурная схема источника бесперебойного питания OFF-LINE

Однако для некоторых потребителей такой перерыв недопустим. К ним относятся, например, потребители с линейными (трансформаторными) блоками питания, маломощное (с точки зрения потребляемого тока) сетевое оборудование (репиторы, концентраторы, коммутаторы и др.).

Главными преимуществами таких ИБП являются высокий кпд и простота схемотехнических решений.

Схема ИБП ON-LINE построена по принципу двойного преобразования энергии (рис.3). Входное напряжение через фильтрующие элементы поступает на выпрямитель, затем на инвертор и далее на нагрузку. На входе и выходе этой цепи могут стоять трансформаторные развязки. Аккумуляторная батарея подключена к инвертору и в случае пропадания напряжения на входе сети нагрузка безобрывно переходит на питание от АБ. В случае нарушения работы какого-либо из элементов входное напряжение напрямую коммутируется на нагрузку (режим обхода - bypass mode).

Рис.3. Структурная схема источника бесперебойного питания ON-LINE

Такая технология имеет свои недостатки: снижение ресурса АБ, относительно низкий кпд, ограниченные динамические и перегрузочные возможности.

Однако бесспорными преимуществами ИБП ON-LINE являются: отсутствие разрыва кривой выходного напряжения при переходе на резервный источник; синусоидальная форма выходного напряжения в любом режиме работы; лучшие, по сравнению с другими ИБП, стабилизационные и помехоподавляющие характеристики. Поэтому такие ИБП находят применение для электропитания файловых серверов, телекоммуникационных систем, в АСУ управления ответственными технологическими комплексами, к которым относятся системы ДЦ, и др.

ИБП группы LINE-INTERACTIVE представляют собой разнообразные гибриды ON-LINE и STANDBY-систем. Их объединяет то, что, являясь системами типа OFF-LINE (прерываемыми) (рис.4, а), они снабжают нагрузку в той или иной степени стабилизированным напряжением при питании от сети.

Рис.4. Структурные схемы источника бесперебойного питания LINE-INTERACTIVE

По функциональным и схемотехническим признакам интерактивные ИБП можно отнести к одному из трех основных видов:

со ступенчато-апроксимированной формой выходного напряжения при работе от инвертора;

с синусоидальной формой выходного напряжения;

с феррорезонансной стабилизацией выходного напряжения.

ИБП этого семейства оснащены бустерами (booster) - схемами ступенчатого автоматического регулирования входного напряжения вследствие переключения обмоток

автотрансформатора. Большинство интерактивных ИБП заряжают АБ при обратной работе инвертора, что позволяет избавиться от громоздкого ЗУ (см. рис.3 и 4,6). Сам инвертор постоянно подсоединен к выходу, обеспечивая дополнительные стабилизационные функции.

На основе ИБП проектируются системы гарантированного электроснабжения (СБЭ) (рис.5). Под СБЭ понимают комплекс организационно-технических мероприятий, позволяющий обеспечить бесперебойное и качественное электроснабжение нагрузки. Децентрализованные СБЭ предполагают установку большого количества маломощных ИБП для каждого защищаемого прибора (компьютера, коммуникационного узла и т.д.). В случае централизованных СБЭ для центров диспетчерского управления проектируются централизованное преобразование, стабилизация и распределение энергии для питания потребителей. В общем виде подразумевается установка ИБП (одного или нескольких работающих параллельно или в "горячем" резерве) и одного или нескольких дизель-генераторов. Дополнительные фильтры могут быть вынесены непосредственно к нагрузкам. Генераторы комплектуются панелями управления, которые позволяют выполнять их ручное и автоматическое включение и отключение, синхронизацию нескольких генераторов между собой, аварийные остановы, например, при превышении частоты вращения двигателя, перегреве, низком уровне топлива в баке и др.

Переключения нагрузки между внешними сетями электроснабжения (фидерами 1 и 2) и генератором осуществляется с использованием панелей переключения СБЭ.

Для надежной защиты нагрузки АДЦУ СБЭ контролирует параметры электроэнергии, исправность своих звеньев и своевременно реагирует на возникающие аварийные ситуации. Эти функции в системе выполняет программное обеспечение ИБП. Основными задачами ПО с СБЭ являются:

закрытие операционных систем без потери данных;

самодиагностирование ИБП;

контроль параметров электроэнергии;

дистанционное управление ИБП;

мониторинг СБЭ, включая мотор-генераторные установки, коммутационную аппаратуру, ограничители перенапряжений и другое электрооборудование;

прогнозирование возможных сбоев в электроснабжении с целью принятия превентивных мер по обеспечению бесперебойной работы АДЦУ.

Рис.5. Структурная схема системы бесперебойного электроснабжения

Способность работы СБЭ даже при возникновении неисправностей достигается резервированием ИБП. В этом случае ИБП включаются параллельно, а при отказе одного из них неисправный отключается, а другой берет на себя электроснабжение всего диспетчерского центра управления.