CC BY
13
АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАН1КА, ЗВ'ЯЗОК
УДК 656.25:656.256
Чепцов М.Н., к.т.н., доцент (ДонИЖТ) Радковский С.А., к.т.н., доцент (ДонИЖТ)
КРИТЕРИЙ ОПАСНОГО ОТКАЗА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО
УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПОКАЗАНИЯМИ СВЕТОФОРА
Анализ исследований и публикаций, постановка задачи исследования. Особенностью построения современных систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) является применение оптического канала передачи информации [1, 2]. В качестве устройства генерации светового потока применяются напольные и локомотивные светофоры, включенные в контур системы управления (рисунок 1). Локомотивная бригада воспринимает их показания и принимает решение о необходимой скорости движения или остановке поезда. Таким образом, светофоры являются оконечными исполнительными механизмами СЖАТ, непосредственно обеспечивающими безопасность движения поездов.
Согласно существующих в настоящее время понятий и определений [3-5], критерием опасного отказа устройства управления светофором является включение на нем более разрешающего показания.
При использовании релейной элементной базы построения СЖАТ такая формализация полностью удовлетворяла существующим требованиям вследствие значительной инерционности систем управления. Однако применение компьютерных средств, быстродействие которых на несколько порядков выше, вызывает необходимость в уточнении временных характеристик данного критерия.
Таким образом, целью данной работы является формализация временных характеристик критерия опасного отказа компьютерных устройств управления показаниями светофоров.
Рисунок 1 - Иллюстрация контура управления движением поездов
Основной материал. Рассмотрим временные характеристики релейного оконечного каскада схемы включения показаний на светофоре в штатном режиме функционирования (рисунок 2).
Так, формирование команды на включение разрешающего показания происходит после возбуждения реле С системы электрической централизации. Задержка на срабатывание данного реле (1С) составляет около 0,1 секунды [6]. Напряжение ПХС, ОХС поступает через сигнальный трансформатор на нить светофорной лампы. Время разогрева до номинального светового потока которой (Л) составляет 0,05 - 0,15 секунды [6].
Рисунок 2 - Схема включения огней светофора
Рассмотрим промежуток времени ) - минимальную задержку на возможность психологического восприятия показания светофора локомотивной бригадой, при следующих условиях:
- машинист локомотива непосредственно наблюдает за светофором;
- зрение адаптировано к фоновому уровню яркости освещения;
- световой поток от лампы светофора в несколько раз превышает уровень фона.
Как показывает анализ литературы [7-9], при данных условиях tМ = 0,3 - 0,8(сек) .
Таким образом, минимальный промежуток времени между формированием команды на включение разрешающего показания на светофоре и моментом его восприятия машинистом локомотива определяется следующим выражением:
^Шп' = tС + tЛ + tМ , (1)
что для рассмотренных условий составляет « 0,45(сек ) .
При отсутствии задержки при формировании сигнала управления в компьютерных системах выражение (2) преобразуется к виду:
СП = ''Л + tМ , (2)
что составит tМln ~ 0,35(сек ) .
В случае применения светодиодных излучающих устройств, время срабатывания которых пренебрежительно мало, ' будет зависеть только от задержки на восприятие показания светофора локомотивной бригадой:
Гвкл ■ = г
1тт 1М ■ {З^
С учетом (1) - (3) критерием опасного отказа компьютерного устройства управления показаниями светофора является появление в выходных цепях напряжения включения излучающего элемента, в течение промежутка времени, достаточного для восприятия локомотивной бригадой более разрешающего показания.
Обнаружение и фиксация данного отказа возможно путем применения средств непрерывного и/или периодического контроля. С учетом быстродействия микропроцессорных средств данную функцию можно реализовать за время меньшее чем t. При фиксации отказа возможно формирование соответствующего управляющего воздействия вплоть до снятия питания с устройства управления сигнальным показанием. Применение периодического контроля значительно повысит безопасность системы в целом, даже в случаях не обнаружения функционального отказа [10].
Вывод. В работе сформулирован критерий опасного отказа устройства управления светофором и формализованы его временные характеристики. Это позволяет производить оценку возможности применения методов и средств автоматизации, что необходимо для обеспечения показателей функциональной безопасности современных систем.
Список литературы
1. Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.д. трансп. / Вл.В. Сапожников, Б.Н. Елкин, И.М. Кокурин и др.; Под. ред. Вл.В. Сапожникова. - М.: Транспорт, 1997. - 432 с.
2. Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Автоматизированные системы интервального регулирования движения поездов. М.: Транспорт, 1995. - 320с.
3. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебное пособие для вузов ж.д. трансп./ Под ред. Вл.В. Сапожникова. - М.: Маршрут, 2003. - 263 с.
4. ДСТУ 4178-2003. Комплекси техшчних 3aco6iB систем керування та регулювання руху поiздiв. Функцшна 6e3ne4HiCTb i надiйнiсть. Вимоги та методи випробування. Кшв. Держспоживстандарт Украши. 2003. - 31 с.
5. Чепцов М.Н., Вероятность опасного отказа микропроцессорного устройства управления движением поездов // Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. Випуск 9, - 2007, -Донецьк, С. 68-73.
6. Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 2. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000, -1008 С.
7. Грегори Р. Л. Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия. М.: Прогресс, 1970, 271 С.
8. Сомов Е. Е. Клиническая анатомия органа зрения человека. Е. Е. Сомов - 3-е издание, переработ. и доп. - М.: МЕДпресс-информ, 2005. — 136 С.
9. Макаричев Г.В. Установка для исследования реакции глаза на внешние интенсивные засветки. Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. №38, 2007, С. 110-113.
10. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики. В.В. Сапожников, Вл. В. Сапожников, Х.А. Христов, Д.В. Гавзов; Под редакцией Вл. В. Сапожникова. - М.: Транспорт, 1995. - 272 с.
УДК 656.259.01/ .254.7
Кошевий М.С., асшрант (УкрДАЗТ)
АВТОМАТИЧНА ЛОКОМОТИВНА СИГНАЛ1ЗАЦ1Я ЧИСЛОВОГО КОДУ В УМОВАХ ШВИДК1СНОГО РУХУ ПО1ЗД1В: ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПЕРЕХ1ДНО1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОТИВНОГО Ф1ЛЬТРА ФЛ-25/75М
Постановка проблеми. Задача суттевого шдвищення швидкост руху пасажирських поiздiв останшм часом стае вкрай актуальною i для залiзниць Украши. Але в умовах обмежених економiчних можливостей укра!нських залiзниць оргашзащя швидюсного руху, що потребуе радикально! комплексно! модершзаци вЫе! залiзничноi шфраструктури -рухомий склад, колiя, енергопостачання, системи забезпечення безпеки руху поiздiв, телекомушкацшш системи та ш., стае задачею складною.
При визначенш можливост застосування юнуючих систем 1РРП на
