Работы по созданию аппаратуры для центральных (дорожных) диспетчерских пунктов управления устройствами электроснабжения (ЦЭДП), начали выполняться с 70-х годов и явились логическим продолжением работ по телемеханизации. Главной задачей аппаратуры для ЦЭДП была телесигнализация положения основных объектов системы электроснабжения дороги. Для этого на каждом энергодиспетчерском круге устанавливалась стойка переприема, осуществляющая передачу положения объектов телесигнализации с тяговых подстанций и постов секционирования на ЦЭДП. Для передачи информации использовались узкополосные частотные каналы, обеспечивающие скорость передачи информации не более 30 Бод. Данные передавались поочередно, поэтому время передачи всей телесигнализации с одного круга составляло несколько десятков секунд. Для отображения информации использовался специальный щит телесигнализации. Первый комплект аппаратуры центрального диспетчерского пункта был внедрен на Донецкой ж.д. Сложность созданной аппаратуры и сомнения в необходимости ее внедрения привели к свертыванию указанных работ.

Второе дыхание ЦЭДП.

В настоящее время на ряде дорог, в том числе и на Западно-Сибирской, созданы дорожные центры управления перевозками (ЦУП). Изменение структуры управления привело к появлению проблемы взаимодействия между поездными диспетчерами, сконцентрированными в ЦУПе, и энергодиспетчерами, оставшимися в отделениях дороги. Существует два варианта решения данной проблемы. Первый – это перевод энергодиспетчеров в ЦУП. С точки зрения реорганизации систем телемеханики, это достаточно просто, и как показал опыт Забайкальской дороги, не требует значительных затрат. Однако, несмотря на очевидность, этот вариант имеет ряд недостатков. Обслуживание контактной сети и тяговых подстанций осуществляется территориально распределенными дистанциями электроснабжения. Энергодиспетчер это “глаза и уши” руководства дистанции энергоснабжения. Именно энергодиспетчер осуществляет оперативное руководство ремонтным персоналом, принимает решение о текущей схеме электроснабжения. Удаленность энергодиспетчера, безусловно, осложнит координацию проведения плановых и аварийных работ. Отметим, что энергодиспетчерский персонал набирается из лиц, имеющих стаж работы в действующих электроустановках не менее 3-х лет. Как правило, это опыт работы именно в тех электроустановках, оперативное руководство которыми он впоследствии осуществляет. Поэтому, даже решив кадровый вопрос на данный момент, т.е. обеспечив переезд существующего энергодиспетчерского персонала, нет никаких предпосылок его решения в будущем. Учитывая вышесказанное, считаем более правильным второй вариант решения проблемы взаимодействия, предусматривающий создание ЦЭДП. Новые задачи, решаемые ЦЭДП, требуют устранения недостатков, присущих старым принципам реализации аппаратуры, главные из которых:

• Возможность передачи только телесигнализации;
• Низкие скорости передачи информации
• Разработка, изготовление, и последующее обслуживание специальной аппаратуры, обеспечивающей передачу информации в специально выделенных каналах связи.

Новые принципы реализации ЦЭДП.

Внедрение на энергодиспетчерских кругах Западно-Сибирской железной дороги АРМ ЭЧЦ и наличие высокоскоростной дорожной информационной сети позволило реализовать аппаратуру ЦЭДП на новых принципах. При наличии работающего АРМ ЭЧЦ в компьютере содержится не только информация о положении объектов телесигнализации, но и вся информации об оперативной работе энергодиспетчера. При подключении компьютеров АРМ ЭЧЦ к дорожной сети можно обеспечить передачу всей информации по работе энергодиспетчера в ЦЭДП. При этом практически не нужно дополнительное оборудование, а обслуживание сети ложится на Службу информатизации. Такой подход соответствует принципам, изложенным в концепции информатизации МПС. Задачей разработчика является создание программного обеспечения, которое формирует необходимые запросы, производит выборки в локальных базах данных АРМ ЭЧЦ и обеспечивает отображение информации для энергодиспетчера ЕДЦУ.

При включении компьютера ЕДЦУ автоматически запрашивается информация по всем объектам круга. После чего автоматически формируются запросы на передачу информации по объектам, изменившим свое положение. Передача телесигнализации осуществляется в режиме реального времени, обеспечивая время доставки сообщений об изменении положения объектов в пределах нескольких секунд. Для сокращения объема передаваемой информации, пользователь может сократить число обслуживаемых объектов.

Время передачи информации в сети зависит от скорости передачи и количества передаваемой информации. Несмотря на планируемое использование высокоскоростных сетей, со скоростями передачи – мегабиты в секунду, основной задачей является снижение объемов передаваемой информации. Для решения данной проблемы используется принцип – передавать только то, что нужно пользователю в данный момент времени. С этой целью на каждый запрос реализованы программные фильтры, ограничивающий объем информации пределами одного энергодиспетчерского круга, одного контролируемого пункта, конкретного интервала времени и т.д. Для одного запроса можно использовать несколько фильтров одновременно, что сократит объем передаваемой информации, а, значит, ускорит ее получение. В зависимости от типа запроса, время получения результатов может составлять от нескольких до десятков секунд.

Детали реализации.

ЦЭДП размещен в специально выделенном помещении здания ЕДЦУ (рис.1), и обеспечивает прием и отображение информации с двадцати шести энергодиспетчерских кругов Западно-Сибирской железной дороги.

Телесигнализация. Передается по запросам, автоматически формируемым сервером ЦЭДП. Для отображение телесигнализации на компьютерах ЦЭДП используется три типа схем:

• Структурная схема дороги (с выводом аварийных сигналов);
• Мнемоническая схема дороги (с отображением полной информации состояния объектов ТС, ОПС);

Схема внешнего электроснабжения (реализована возможность ручного изменения цвета линий на схеме, отключена – зеленым, включена – красным).

Каталог событий. Полные каталоги событий хранятся на компьютерах АРМ ЭЧЦ. Данные по каталогу событий передаются по запросам ЦЭДП. Для данной функции реализованы следующие фильтры:

1. Наименование энергодиспетчерского круга;
2. Наименования контролируемых пунктов (до пяти контролируемых пунктов в одном запросе).
3. Дата.
4. Интервал времени (максимум 2 часа).

Автоматизированный прием циркулярного приказа. Реализована возможность указания диспетчером ЦЭДП своей фамилии и передачи по сети с АРМов ЭЧЦ следующих данных:

• Фамилия диспетчера.
• Данные по схеме (нормальная или ненормальная). При ненормальной схеме передается информация о тех объектах, которые выведены из работы.
• Данные по местоположению дрезин (в резерве или вне резерва).
• Список оборудования вне резерва.

Данные передаются по инициативе АРМа ЭЧЦ на сервер ЦЭДП сразу же после формирования циркулярного приказа. В АРМ ЦЭДП данные поступают по запросу диспетчера ЦЭДП.

Передача данных суточной ведомости от линейного АРМ ЭЧЦ. Используются следующие фильтры:

• Наименование энергодиспетчерского круга
• Дата
• Интервал времени
• Тип приказа (приказы на переключения, приказы на работу, прием смены, запрещения на движения поездов)

Заявки. Для согласования с диспетчером ЦЭДП, от АРМ ЭЧЦ передаются заявки на производство работ, требующие закрытия или ограничения на движение поездов. Заявка содержит следующие данные:

• ЭЧЦ.
• ЭЧК.
• Номер рабочей заявки.
• Место работы с указанием номеров путей и километража.
• ФИО руководителя работ, его должность и группа.
• Длительность окна.

Данные передаются по инициативе АРМа ЭЧЦ на сервер ЦЭДП, сразу же после приема рабочей заявке линейным диспетчером. После чего, линейному энергодиспетчеру посылается уведомление о получении заявки диспетчером ЦЭДП. Согласованная диспетчером ЦЭДП заявка передается в соответствующий АРМ ЭЧЦ со следующими данными:

• Разрешена работа или нет.
• Время начала окна (если работа разрешена).
• Время окончания окна (если работа разрешена).

По моменту окончания работ формируются отчеты о выполненных работах и фактическом времени работы в “окне”. При этом от АРМ ЭЧЦ на ЦЭДП передается следующая информация:

• ЭЧЦ.
• ЭЧК.
• Номер рабочей заявки.
• Фактическое время начала “окна” (по моменту выдачи приказа на работу).
• Фактическое время окончания “окна” (по моменту получения уведомления об окончании работы).
• Время закрытия движения поездов (по моменту получения приказа о закрытии на движение поездов от ДНЦ).
• Время открытия движения поездов (по моменту получения приказа об открытии движения поездов от ДНЦ).
• Вид работы (наименование работы).

В качестве дополнительного средства отображения информации был разработан и изготовлен щит телесигнализации для ЦЭДП (рис 2). На щите отображается состояние выключателей фидеров контактной сети, питающих главные пути, фидеров ПЭ, СЦБ, ДПР, общее состояние по тяговым подстанциям (общая неисправность и аварийное отключение). Состояние сигнала “Общая неисправность тяговой подстанции” формируется на основе анализа нескольких режимных сигналов – земляная защита (РПЗ 3,3кВ, РПЗ СЦБ и т.д.), неисправность (НП), общеподстанционная защита (РСЗ), общий контроль цепей (ОКЦ), местное управление (МУ). Сигнала “Аварийное отключение на подстанции” активизируется в случае появления соответствующего сигнала аварийного отключения (РАС). Для каждого ЭЧЦ предусмотрено два дополнительных служебных светодиода. Состояние светодиодов при появлении событий на подстанции представлено в таблице:

Само понятие ЦЭДП базируется на предположении о том, что данные с ПК АРМ ЭЧЦ будут передаваться на ПК ЦЭДП с помощью системы передачи данных. В качестве таковой идеально подходят сети TCP/IP, развитие которых происходит в геометрической прогрессии по сети дорог.

Реализованную структуру передачи данных можно представить в виде “дерева”, где “листьями” являются источники базовой информации (АРМ ЭЧЦ), а вершины “ветвей” (узлы) способны накапливать информацию от нижних ветвей и листьев (рис. 5):

В каждом узле разрешается организация рабочего места главного энергодиспетчера соответствующего уровня (отделенческий, дорожный, региональный). Передача информации о положении телемеханизированной и нетелемеханизированной коммутационной аппаратуры и состоянии режимных телесигналов осуществляется в реальном времени в обоих направлениях, как вверх, так и вниз. При умелом проектировании эта возможность позволяет организовать новые информационные потоки:

1. При допуске бригады на смежных перегонах двух ЭЧЦ, например, у первого из них возникает необходимость управления и последующего непрерывного контроля над граничными объектами, находящимися в оперативном управлении второго ЭЧЦ. Функция удаленного управления по сети не предусмотрена, а передача информации о ТС граничных объектов позволяет отображать их на схемах АРМ первого ЭЧЦ. При этом передача информации будет осуществляться с помощью ближайшего общего узла в “дереве”. В данном примере поток информации будет следующим: ЭЧЦ2-НОД1-ЭЧЦ1. В случае смежного перегона у двух ЭЧЦ, расположенных в разных отделениях или даже на разных дорогах цепочка передачи информации будет аналогичной, например, ЭЧЦ5-НОД3-ЦЭДП-НОД1-ЭЧЦ1.
2. Ответвление информации от узла НОД позволяет организовать рабочее место руководителя ЭЧ с возможностью просмотра информации о положении объектов и протоколе работы подчиненных ЭЧЦ.
3. Ответвление информации от узла НОД или ЦЭДП позволяет передать диспетчеру энергосистемы информацию о положении вводов и состоянии защит линий, питающих тяговые подстанции.

В каждом узле предусмотрена установка сервера базы данных соответствующего уровня на базе высоконадежного компьютера, обеспечивающего надежное хранение данных, их дублирование, защиту и т.д. Детальная структура каждого узла можно рассмотреть на примере отделенческого узла (рис. 6):

Для ПК с АРМ ЭЧЦ создается отдельная сеть ЭЧЦ, в которую проникают только необходимые потоки информации, предназначенные для ПК в АРМ ЭЧЦ. Все контекстные данные каждого АРМ (база данных, схемы, архивы, файлы настройки) сохраняются на дисках сервера. Такая структура сети для самого нижнего узла обладает следующими преимуществами:

1. Повышение надежности каждого АРМ за счет сохранения данных на высоконадежном сервере.
2. Упрощение функций администрирования каждого ПК ЭЧЦ.
3. Повышение надежности всей структуры узла за счет отделения сети ЭЧЦ от сети отделения (ЛСПД дороги). При сбое в сети или ее перегрузке сохраняется работоспособность каждого АРМ.
4. Появляется возможность создания горячего резерва каждого АРМ с помощью установки на столе ЭЧЦ второго ПК, работающего с теми же контекстными данными АРМ, находящимися на сервере. При этом можно, например, выдать приказ на одном ПК, а принять уведомление на другом.
5. Установка любого количества ПК для каждого АРМ позволяет увеличить объем одновременно отображаемых схем.
6. Появляется возможность создания рабочего места старшего энергодиспетчера (создание и корректировка типовых заявок, списков персонала, схем, работа с электронной почтой) и старшего телемеханика (контроль работы линейной аппаратуры телемеханики).
7. Возможность экономии дополнительной аппаратуры за счет установки ее на ПК сервера, например, привод CD-ROM (установка программного обеспечения на ПК ЭЧЦ) или принтер (печать архивов АРМ, бланков запрещений, схем и т.д.).
8. При наличии аппаратуры, выполняющей функции диспетчерского полукомплекта телемеханики (адаптеры, подключаемые к каналам связи ТУ-ТС, малогабаритные панели индикации) появляется возможность быстрого переноса рабочего места энергодиспетчера в другое помещение. Например, четыре АРМ Новосибирского отделения с декабря 2000 г. успешно работают в новом здании ЦЭДП.

Работы по созданию ЦЭДП были начаты в августе 2000 г. Техническое задание и схемы дороги были подготовлены Дорожной электротехнической лабораторией. Разработка программного и аппаратного ЦЭДП осуществлялась специалистами НПП “Автоматика-Сервис”. Специалисты Службы информатизации обеспечили подключение АРМ ЭЧЦ к дорожной информационной сети. Внедрение осуществлялось совместно Дорожной электротехнической лабораторией и разработчиками.