Повышение безопасности и эффективности работы железных дорог и метрополитена

Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Аналитический обзор современных систем микропроцессорной централизации на метрополитенах………………………………………………6
  1.1 Общие сведения о системах электрической централизации стрелок и сигналов....................................................................................................................6
1.1.1. Маршрутно-релейная централизация (МРЦ)………………………8
1.1.2. Микропроцессорная система централизации стрелок и сигналов «МПЦ-МПК» ..............................................................................................11
1.1.3. Микропроцессорная система централизации стрелок и сигналов Ebilock-950.... ...............................................................................................16
     1.2. Перспективы развития микропроцессорных централизаций............19
2. Технические требования к микропроцессорной централизации на метрополитене....................................................................................................... 22
3.    Структурная схема системы МПЦ……..………………………...................33
  3.1 Структурная схема МПЦ…...…………………………..............................33
4.Функциональная схема и построение центральной системы централизаци.40
  4.1. Структура центральной системы МПЦ....................................................40
  4.2 Безопасные процессорные устройства…………………………………..42
  4.3 Сервисное процессорное устройство…………………………………….43
  4.4 Массовая память…………………………………………………………..44
  4.5 Сетевой интерфейс………………………………………………………...44
  4.6 Автоматизированное рабочее место электромеханика (АРМ ШН)……44
  4.7 Автоматизированное рабочее место дежурного по станции АРМ (ДСЦП)…………………………………………………………………………..47
5. Специальный вопрос………………………………………………..……...…52
5.1 Системы электропитания МПЦ метрополитена………….……..………52
 Требования к устройствам электропитания………………..……..……...52
    5.3 Техническое решение………..…………………………………………....59
6. Расчет характеристик надежности и безопасности микропроцессорной централизации…………………………………….……………………………...62
6.1 Безопасность систем микропроцессорной централизации………….…62
  6.2 Показатели и нормы безопасности МПЦ ………………………………..63
    6.3 Нормирование показателей безопасности микропроцессорных систем.65
6.4 Повышение показателей надежности и безопасности МПЦ……………69
6.5 Сравнение безопасных структур микропроцессорной централизации..76
7. Экономическая часть……………………………………………………….....78
7.1 Расчет экономической эффективности внедрения микропроцессорной централизации……………................................................................................78
8. Безопасность жизнедеятельности…………………………………………….87
  8.1. Безопасность персонала при обслуживании устройств МПЦ……..…..87
    Требования к персоналу, режимы работ, технология обслуживания, квалификация персонала………………………………………………………...89
  8.3. Технические решения и организационные мероприятия по обеспечению безопасности персонала при работе на устройствах МПЦ…….……………...90
  8.4 Техника безопасности при обслуживании устройств МПЦ……………93
  8.5 Безопасность персонала в чрезвычайных ситуациях……………………94
Заключение……………………………………………………………………….98
Список используемой литературы…………………………………………...…99
     
Введение
     Повышение безопасности и эффективности работы железных дорог и метрополитена невозможно без их оснащения современными системами и оборудованием, которые будут соответствовать всем современным требованиям, а также обеспечивающими повышенную пропускную способность на станциях и перегонах. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) занимают основную роль в процессе перевозок. Они обеспечивают автоматизацию перевозочного процесса и повышение безопасности движения поездов. 
     Однако системы ЖАТ, которые введены в эксплуатацию до 2000-х, по своему уровню не в полной мере, удовлетворяют все требования автоматизации перевозочного процесса, не обеспечивают применения технологий при котором будут небольшие затраты персонала на обслуживание, сдерживают внедрение информационных технологий, не снижают эксплуатационные затраты, не обеспечивают совместимости с системами автоматизации перевозочного процесса уровней.
     Основные задачи работников, хозяйства автоматики и телемеханики -это обеспечение надежной и бесперебойной работы технических средств. 
     В связи с поставленными перед хозяйством автоматики и телемеханики задачами по повышению надежности работы технических средств ЖАТ основными направлениями являются:
     - обеспечение требований оптимизации управления перевозочным процессом;
     - переход на микроэлектронную элементную базу и создание на этой основе многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов;
     - разработка и внедрение малообслуживаемого напольного оборудования СЦБ;
     - совершенствование технологии обслуживания устройств ЖАТ на основе внедрения систем технической диагностики и организации удаленного мониторинга;
     - создание системы сервисного обслуживания систем ЖАТ и их элементов с участием самих производителей.
     Станционные системы ЖАТ обеспечивают централизованное управление стрелками и сигналами и их автоматический контроль с обеспечением полной безопасности движения поездов. 
     В связи с ростом интенсивности и скорости движения поездов, повышения требований к информационному обеспечению технологических процессов, возрастают требования к системам управления и контроля стрелками и светофорами на станциях, что в свою очередь, вызывает необходимость их совершенствования и использования более современной элементной базы.
     Внедрение микропроцессорных (МПЦ) и релейно-процессорных (РПЦ) электрических централизаций (ЭЦ), в сравнении с системами релейной централизации, являются наиболее перспективными решениями, отвечающими задачам создания интегрированной системы управления движением поездов.
     Такие системы имеют самодиагностику, стыкуются с любыми аппаратно-программными комплексами для создания единой автоматизированной системы управления движением поездов. Системы ЭЦ нового поколения на микропроцессорной элементной базе позволяют размещать аппаратуру на небольших площадях, используя уже существующие помещения, или в модульном исполнении, экономить кабель путем использования волоконно-оптического кабеля, решать вопросы бесконтактного управления стрелочными электроприводами и светофорами и обслуживания устройств ЖАТ по состоянию. Минимальное количество релейной аппаратуры позволяет снизить эксплуатационные расходы и сократить штат работников, занимающихся обслуживанием оборудования.
     Внедрение МПЦ способствует реализации следующих задач:
     - повышение надежности системы ЭЦ за счет функций проверки взаимозависимостей стрелок и светофоров при задании маршрутов программными средствами, что приводит к сокращению релейной аппаратуры, а замена пульта-табло на монитор – к снижению количества отказов в светотехнике;
     -     осуществление технической диагностики как самой системы ЭЦ, так и элементов напольного оборудования с контролем их состояния, регистрацией неисправностей и отказов;
     - снижение капитальных вложений - за счет сокращения производственных площадей, занимаемых аппаратурой, объемов и сроков проектирования, монтажа и пуско-наладочных работ;
     - сокращение эксплуатационных расходов за счет улучшения организации работы дежурных по станции (ДСП), уменьшения количества релейной аппаратуры, которое приводит к уменьшению эксплуатационного штата и потребляемой мощности;
     - уменьшение объемов проектирования, стоимости проектных работ и сокращение срока ввода системы в эксплуатацию;
     - обеспечивает увязку с другими системами, что позволяет проводить сопряжение и обмен данными с системами такого же или вышестоящих уровней;
     - улучшение условий труда для работников.
     В настоящее время в Московском и других метрополитенах Российской федерации внедряют в эксплуатацию новые системы МПЦ, которые в скором времени смогут полностью заменить устаревшие системы централизаций. 

 Аналитический обзор современных систем микропроцессорной централизации на метрополитенах.
     1.1 Общие сведения о системах электрической централизации стрелок и сигналов
     Системы централизации стрелок и сигналов станционных устройств, под которой понимаются совокупность всех устройств центрального управления стрелками и сигналами и их контроль выполняет ряд важнейших функций, которые обеспечивают необходимую безопасность движения поездов. Централизация обеспечивает логические взаимозависимости (блокировку) между станционными объектами в соответствии с требованиями безопасности движения поездов, а также безопасное и экономически выгодное управление на расстоянии стрелочными переводами и светофорными лампами.
     Одним из основных недостатков разработок электронных централизаций    60-х годов было использование для построения этих систем элементной базы, которая не была перспективной. Новая элементная база появилась позднее в середине 70-х годов, когда началось серийное производство микропроцессоров.[1] Микропроцессор, который является по существу ЭВМ на одной интегральной схеме и обладает широкими возможностями по обработке информации, стал доступным и дешевым универсальным средством для построения самых разнообразных систем автоматики. В связи с созданием микропроцессоров все разработчики как за рубежом, так и в нашей стране приступили к созданию микропроцессорных централизаций (МПЦ).
     Основные проблемы, которые возникают при этом, и методы их решения. Эти проблемы определяются особенностями технологического процесса управления движением поездов на станциях. Его можно определить, как ответственный асинхронный параллельный процесс. Передвижения поездных единиц станции осуществляется параллельно и независимо во времени (передвижения не синхронизируются). Поэтому в МПЦ должна осуществляться одновременная обработка информации о нескольких маршрутах с учетом безопасности управления.[1] Можно определить две основные крупные проблемы, которые надо решать: параллельные вычисления и безопасность. Реализация параллельных процессов в управляющих вычислительных системах обеспечивается последовательной, функциональной, конвейерной, матричной и мультипроцессорной обработкой информации. При последовательной обработке система имеет один процессор, в котором параллельные процессы обрабатываются фактически последовательно во времени (по очереди). Это возможно, если скорость вычислений существенно выше скорости изменения данных самого технологического процесса (например, процесса движения поезда). Тогда создается иллюзия параллельности вычислений. При функциональной обработке система имеет несколько независимых устройств, которые одновременно выполняют различные функции. Конвейерная обработка предусматривает разбивку вычислительного процесса на несколько этапов, которые реализуются параллельно-последовательно в различных процессорах (по принципу конвейера). При матричной обработке вычисления обеспечивает матрица процессорных элементов с общей системой управления. Мультипроцессорная обработка осуществляется множеством процессоров, имеющих общие шины и общую память для обмена информацией между собой. [1]
     Управление движением поездов основано на релейных схемах электрической сигнализации и централизации. Сегодня, как и десятки лет назад, релейные помещения, занятые рядами релейных стативов, отнимают сотни квадратных метров полезной площади на станциях. В перспективе все программно-аппаратные средства сигнализации и централизации должны будут выполняться в виде системы микропроцессорной централизации, испытания этих систем на свою безопасность и надежность продолжаются в Московском метрополитене уже несколько лет. Переход к этим системам позволяет сильно сократить занимаемые площади, перевести электрические блокировки и зависимости в программный вид, повысив тем самым гибкость и надежность работы оборудования, а к также снизить энергопотребление. Микропроцессорные системы уже успешно работают и в других метрополитенах Российской Федерации.
     В настоящее время в Московском метрополитене применяется: система маршрутно-релейной централизации стрелок и сигналов(МРЦ) и микропроцессорная централизация стрелок и сигналов(МПЦ). Рассмотрим некоторые из них.
1.1.1 Маршрутно-релейная централизация (МРЦ)
     Маршрутно-релейной централизацией называются устройства автоматики и телемеханики, обеспечивающие при помощи электрической энергии управление стрелками и сигналами станции, при котором все стрелки и сигналы, которые входят в маршрут, устанавливаются в требуемое положение одним или двумя действиями на пульте централизации, а все зависимости и замыкания между стрелками и сигналами осуществляются при помощи реле. Маршрутно-релейная централизация повышает безопасность движения поездов и маневровых передвижений, увеличивает пропускную способность станций, облегчает управление стрелками и сигналами, ускоряет установку маршрутов позволяет автоматизировать все процессы, которые связаны с приемом, отправлением поездов и производством маневровых передвижений.
     Устройства электрической централизации делятся на путевые и постовые.
     К путевым относятся: 
     - стрелочные электроприводы, которые переводят и замыкают остряки и контролируют их положение; 
     - электрические рельсовые цепи, которые обеспечивают автоматическую проверку занятости путей и стрелок подвижным составом;
     - релейные шкафы с аппаратурой, при помощи которой при нецентрализованном размещении аппаратуры проверяют занятость путей и стрелок и управляют светофорами и автостопами;
     - трансформаторные шкафы и ящики при централизованном размещении аппаратуры; кабельная сеть, которая соединяет постовые устройства со стрелочными электроприводами, рельсовыми цепями, светофорами и автостопами.
     -  светофоры, автостопы и пригласительные сигналы, предназначенные для разрешения или запрещения движения поездов или маневровых передвижений;
     К постовым относятся: 
     -пульт-табло или пульт-манипулятор с выносным табло для управления стрелками и сигналами, со светосхемой путей и лампочками, которые указывают на положение стрелок и занятость путевых и стрелочных участков, повторяют показание сигналов;
     - релейные стативы с аппаратурой, при помощи которой управляют стрелками и сигналами, а также осуществляют все зависимости и замыкания между ними, а при централизованном размещении аппаратуры, кроме этого, с аппаратурой рельсовых цепей; 
     -установки электропитания и аккумуляторные батареи, которые служат для распределения, преобразования и получения электрической энергии;
     А также внутрипостовая кабельная сеть, соединяющая пульт с релейными стативами, и другие постовые устройства.[2]
     В МРЦ включаются стрелки и ограждающие их светофоры. Устройства МРЦ обеспечивают взаимное замыкание стрелок и сигналов, не допуская открытия светофоров, соответствующих данному маршруту, если стрелки не поставлены в надлежащее положение, а светофоры враждебных маршрутов не закрыты.
     Стрелки маршрута (в том числе охранные) автоматически замыкаются перед открытием светофора, ограждающего установленный маршрут, после чего не допускается перевод входящей в маршрут стрелки или открытие светофора враждебного маршрута. Размыкается маршрут после освобождения поездом последней стрелки этого маршрута или при секционном размыкании части стрелок маршрута.[2]
     Станционные пути и все централизованные стрелки (за исключением деповских) оборудуются рельсовыми цепями, которые не допускают перевода стрелки под составом и открытия светофора при заданном маршруте, установленном на занятый путь. На аппарате управления обеспечивается контроль занятости путей и стрелок. При обесточенном путевом реле стрелочного участка стрелка может быть переведена только при помощи пломбируемой вспомогательной кнопки.[2]
     Взрез стрелки (перемещение остряков стрелки подвижным составом, например, двигающимся в пошерстном направлении по стрелке, поставленной для движения по другому пути) сопровождается нарушением ее электрического контроля с одновременным закрытием светофора, ограждающего данный маршрут.
     Неиспользованный маршрут при отсутствии поезда на предмаршрутном участке размыкается закрытием ограждающего его светофора. При занятом участке неиспользованный маршрут после закрытия светофора может быть разомкнут искусственным путем при помощи пломбируемой вспомогательной кнопки.
     Устройства диспетчерской централизации обеспечивают управление стрелками и сигналами и контроль за положением и занятостью стрелок, занятостью путей на станциях с путевым развитием и на прилегающих к «ним блок-участках, повторение показаний светофоров полуавтоматического действия, автоматическую регистрацию времени проследования поездов.
     1.1.2 Микропроцессорная система централизации стрелок и сигналов «МПЦ-МПК»
     Микропроцессорная централизация МПЦ-МПК представляет собой систему управления, реализующую алгоритм функционирования централизации стрелок и сигналов станций железнодорожного транспорта и метрополитена на программном уровне.[3] 
     В состав МПЦ-МПК входит автоматизированное рабочее место дежурного по станции (АРМ ДСП) и управляющий вычислительный комплекс (УВК МПЦ). УВК МПЦ состоит из вычислительных средств (контроллеров МПЦ и контроллеров комплектов) и устройств сопряжения, представленных аппаратурой безопасного сопряжения логического и силового уровня. 
     Обмен данными между АРМ ДСП и УВК МПЦ осуществляется с помощью локальной вычислительной сети. Обмен данными между контроллерами МПЦ и устройствами сопряжения осуществляется с помощью интерфейса RS-485. [3]
     АРМ ДСП системы МПЦ-МПК предназначен для организации пользовательского интерфейса по управлению и контролю объектами централизации стрелок и сигналов на станции. АРМ ДСП выполнен на основе двух ПЭВМ (комплекты А и В), объединенных локальной сетью. В эту сеть также включен АРМ электромеханика, а также при необходимости могут быть включены другие пользователи информации о передвижении поездов на станции. [3]
     УВК МПЦ предназначен для реализации основных функций микропроцессорной централизации, связанных с управлением напольными объектами станций и обеспечивает реализацию следующих функций: 
      сбор и обработка информации о состоянии объектов (положение стрелок, свободность или занятость рельсовых цепей, целостность нитей светофорных ламп) в соответствии с алгоритмом функционирования систем централизации стрелок и сигналов; 
      обмен информацией с АРМ ДСП и другими АРМами по локальной вычислительной сети (ЛВС);
       реализация команд ДСП по установке, отмене и искусственной разделке маршрутов, перевода стрелок и пр. с соблюдением всех требований по обеспечению безопасности движения поездов; 
      сопряжение с системами ДЦ. [3]
     Основной особенностью УВК МПЦ микропроцессорной централизации МПЦ-МПК является реализация функций, связанных с безопасностью движения поездов, на уровне вычислительных средств и непосредственное управление стрелками и сигналами без использования электромагнитных реле. Безопасность функционирования микропроцессорной централизации обеспечивается за счет дублирования вычислительных средств (контроллеров МПЦ) и использования принципа управления «2 из 2», при котором активизация исполнительных объектов осуществляется лишь при наличии соответствующих команд на выходах обоих каналов дублированной системы. Непосредственное взаимодействие с исполнительными объектами (напольными объектами станций) осуществляется с помощью аппаратуры безопасного сопряжения силового уровня. Безопасность функционирования данной аппаратуры при возникновении отказов обеспечивается путем использования функциональных преобразователей с несимметричным отказом. [4]
     Необходимая отказоустойчивость системы обеспечивается за счет резервирования дублированных комплектов контроллеров МПЦ. В нормальном режиме функционирование системы обеспечивается за счет основного комплекта. Резервный комплект отключен от устройств сопряжения и находится в состоянии горячего резерва, (на контроллеры МПЦ подается напряжение питания, они постоянно включены в локальную вычислительную сеть и реализуют алгоритм функционирования системы параллельно с основным комплектом). В случае если в каждом из контроллеров МПЦ используется несколько портов последовательного интерфейса, для каждой группы одноименных портов должен быть предусмотрен отдельный контроллер комплектов, а также отдельные реле. [4]
     Внедрение системы в минимальной конфигурации (без резервирования) система МПЦ МПК была включена в декабре 2006 г. в электродепо Выборгское Петербургского метрополитена.
     МПЦ-МПК - микропроцессорная централизация на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров с бесконтактным безопасным управлением напольными объектами, предназначена для централизованного управления движением поездов на малых, средних и крупных станциях магистрального и промышленного железнодорожного транспорта, а также в метрополитене.[5]
     МПЦ-МПК позволяет осуществить централизацию удаленных парков, районов и станций в крупных узлах.
     МПЦ-МПК имеет компактное размещение постового оборудования.
     МПЦ-МПК рассчитана на применение с серийно выпускаемой напольной аппаратурой и кабельной продукцией.
     МПЦ-МПК является современной, открытой и наращиваемой системой, легко адаптируется к условиям конкретного полигона управления при проектировании и при изменениях во время эксплуатации.[5]
     МПЦ-МПК разработана в соответствии требованиям безопасности ОАО "РЖД" и ГОСТ Р.
     МПЦ-МПК позволяет увязаться со всеми существующими традиционными и современными микропроцессорными системами автоматики без дополнительных капитальных вложений.
     МПЦ-МПК обеспечивает:
      централизованное управление и контроль объектов на станции;
      бесконтактное безопасное управление напольными объектами;
      управление и контроль состояния соседних зон управления на крупных станциях (участковых, пассажирских, технических, сортировочных) с необходимой степенью детализации информации;
      автоматизацию задания маршрутов по принципу очереди или по времени исполнения;
      реализацию функций линейного пункта диспетчерской централизации;
      реализацию функций кодирования рельсовых цепей;
      реализацию функций автоблокировки;
      реализацию индивидуального замыкания стрелок;
      реализацию ответственных команд, исполняемых без проверки условий безопасности и формируемых дежурным по станции с соблюдением определенного регламента при отказах напольных устройств;
      непрерывное протоколирование действий эксплуатационного персонала по управлению объектами и всей поездной ситуации;
      диагностирование вычислительных средств, постовых и напольных устройств станции;
      автоматическое речевое оповещение работающих на путях о приближении поезда;[5]
     Сегодня актуальной проблемой в метрополитене является замена релейных систем управления стрелками и сигналами более совершенными аналогами. Релейные системы железнодорожной автоматики и телемеханики, которые в настоящее время эксплуатируются на значительной части станций и перегонов метрополитенов, не способны обеспечить выполнение всех современных требований. Большая часть этих систем была введена в эксплуатацию в 60 - 80 годах и к настоящему моменту физически и морально устарела. В связи с естественным старением, существенно снизился уровень эксплуатационной готовности этих систем за счет увеличения интенсивности числа отказов.[6]
     Следует отметить, что любой отказ систем сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на станции или перегоне может привести к значительным потерям, как экономическом (в легком случае – задержка поездов), так и человеческом (в случае, если отказ являлся «опасным» или же человеческий фактор привел к трагедии).
     Также следует отметить, что к настоящему моменту сильно сократилось производство основного элемента релейных систем СЦБ – реле первого класса надежности, к тому же, их стоимость по сравнению с 80-ми годами выросла в несколько раз. В данных условиях значительно усложняется формирование запаса этих устройств и поддержка существующих систем в надлежащем состоянии: часто, когда реле выходит из строя не представляется возможности на его замену новым по причине его отсутствия, а ремонт далеко не всегда возвращает элементу первоначальные «заводские» характеристики.
     Строительство новых станций Московского метрополитена с использованием релейных систем СЦБ в современных условиях не является выгодным и перспективным решением, однако вновь вводимые в работу устройства МПЦ на уже эксплуатируемых станциях работают поочередно с устройствами МРЦ в режиме тестирования. 
     Современные системы СЦБ построены на основе микроэлектронной техники. Это позволяет значительно сократить занимаемые площади, которые требуются для размещения самой системы, а также значительно расширить функциональные возможности: в микропроцессорных системах централизации (МПЦ) есть возможность внедрения таких сервисных функций, как протоколирование оперативной поездной ситуации и действий обслуживающего персонала в реальном времени, самодиагностика системы, вывод информации с определенных контрольных точек на монитор электромеханика с рекомендациями касательно действий в той или иной ситуации, что повысит эксплуатационную готовность системы и упростит работу обслуживающего персонала за счет уменьшения времени по поиску места и устранения отказа, и т.п.[6]
     Однако при разработке микропроцессорных систем автоматизации не следует забывать о том, что выполнение функции по обеспечению безопасности движения поездов в релейных системах достигалось за счет особенностей реле первого класса надежности. Эти реле являются элементами с так называемым несимметричным отказом: при неисправности или исчезновении нормативного входного воздействия эти элементы гарантированно будут находиться в определенном состоянии. В отличие от реле, транзисторы, которые являются основным компонентом микроэлектронной техники, являются элементами с симметричным отказом.[6]
     1.1.3 Микропроцессорная система централизации стрелок и сигналов Ebilock-950
     МПЦ Ebilock-950 предназначена для управления стрелками, светофорами и другими объектами на станции и является новой, экономически выгодной электронной системой. Она разрабатывалась с учетом накопленного за длительный период богатого опыта исследований, продолжающихся в области безопасной технологии сигнализации.[7] 
     Модульная структура централизации одинаково подходит для больших и малых станций. В системе Ebilock-950 используется мощный источник бесперебойного питания с необслуживаемой аккумуляторной батареей, от которого получают необходимое питание, как электронные устройства, так и рельсовые цепи, электроприводы, сигналы, реле. Кроме того, в системе применяется специальная аппаратура защиты от источников помех с линии, а правила заземления устройств имеют некоторые отличия.
     В состав Ebilock-950 входят:
     - центральная обрабатывающая система (ЦОС) или центральный процессор (ЦП) – реализует логику централизации, взаимодействуя с системой контроля и управления (местной или дистанционной), системой объектных контроллеров и контактами реле, посредством которых считывается информация о состоянии рельсовых цепей и всех релейных систем, увязанных с микропроцессорной централизацией;
     -  система объектных контроллеров (СОК), которая является интерфейсом к напольным объектам (стрелочным электроприводам, сигналам, рельсовым цепям и т.д.) и связывает их с ЦП.[7]
     Ядром системы является центральная обрабатывающая система, которая безопасным способом осуществляет все взаимозависимости, присущие электрическим централизациям стрелок и сигналов. Она обеспечивает:
     -  трансформацию команд от системы контроля и управления в приказы, которые в безопасном виде передаются стрелкам, светофорам и другим устройствам;
     -  замыкание объектов в маршруте;
     -  автоматическое и искусственное размыкание маршрутов.
     ЦП Ebilock-950 состоит из пары компьютеров: один из которых находится в работе, второй – в горячем резерве.
     В процессе работы идет непрерывная передача информации с основного компьютера на резервный. При выходе основного компьютера из строя, происходит немедленное переключение на резерв с автоматической перезагрузкой неисправного, в течение 1.5 мин. Затем происходит обратное переключение. Если сбой в работе основного компьютера не позволяет его использовать, система продолжает работать на резервном до тех пор, пока не будет устранена неисправность в основном.[8] 
     Информация в системе обрабатывается циклически. Продолжительность одного цикла приблизительно 0.5 сек.
     Входными данными в системе являются:
     -  команды;
     -  сообщения о состоянии объектов;
     -  состояния пограничных объектов.
     Если существует хотя бы одна соседняя система Ebilock-950, то один раз за цикл поступает информация о состоянии всех пограничных объектов.
     Выходными данными в системе являются:
      приказы;
      индикация;
      состояние объекта;
      состояния пограничных объектов.
     Программное обеспечение системы обработки зависимостей вырабатывает приказы, которые посылаются объектным контроллерам. Они содержат информацию о требуемом состоянии станционных напольных объектов. Например, произошел перевод стрелки или включился разрешающий сигнал светофора.[8]
     Обработка логики централизации в FSPA и FSPB (обособленные друг от друга безопасные процессорные модули — Fail-Safe Processing Unit) происходит циклически. В течение цикла происходят следующие события:
      сбор информации, касающаяся состояния всех станционных объектов;
      все входные А и В данные сравниваются;
      данные о зависимостях обрабатываются в двух различных программах;
      формируются приказы на объектные контроллеры;
      выходные данные сравниваются на соответствие;
      информация, касающаяся состояния объектов, передается как индикация в систему управления и отображения.
     Результаты обработки из FSPA и FSPB сравниваются. Процесс сравнения происходит следующим образом:
      блок FSPA считывает результаты работы программы В из блока FSPB;
      блок FSPB считывает результаты работы программы А из блока FSPA;
      если результаты различны, действие системы прекращается до устранения неисправности;
      если один из модулей FSPA и FSPB закончит обработку раньше другого, то на время ожидания он перейдет в состояние отсечки.
     Максимальное время срабатывания системы 1 с. Это время между изменением состояния какого-нибудь из станционных объектов и выдачей приказа на объектный контроллер.[8]
     Учитывая достоинства системы, для разработки станции за основу будет принята система Ebilоck-950.
     1.2 Перспективы развития микропроцессорных централизаций
      Опыт эксплуатации первых систем МПЦ на железных дорогах мира показал их эксплуатационные и технические преимущества перед релейными системами. Учитывая быстрые темпы развития и совершенствования микроэлектронной и микропроцессорной техники, снижение её стоимости, можно утверждать, что с течением времени МПЦ станут основными системами станционной автоматики.[9] Основными преимуществами микропроцессорных централизаций являются: 
     -     высокая безопасность и безотказность; 
     -     расширенные функциональные возможности; 
     - упрощение процессов проектирования, изготовления, строительства и ремонта; 
     -  уменьшение площадей для размещения оборудования;
     -  уменьшение стоимости материалов. 
     Общая безопасность и безотказность систем МПЦ более высока, чем у релейных систем ЭЦ.
     Применение микропроцессорной техники позволяет дополнить ЭЦ новыми функциями, сделать уровень системы более интеллектуальным. При этом наметились следующие тенденции: 
     - включение МПЦ в общую систему управления движением поездов на участке; 
     - организация автоматизированного сбора информации с других станций и подсистем для оптимизации принимаемых решений;
     - автоматическая установка маршрутов в соответствии с текущим временем и графиком движения поездов; использование компьютерной системы в режиме советника для ДСЦП и в качестве экспертной системы.
     Принципиальным отличием МПЦ от релейных систем является то, что алгоритмы централизации реализуются в них программным способом. Это позволяет легко настраивать типовое программное обеспечение для конкретной станции и создавать системы автоматического проектирования (САПР). Изготовление и строительство МПЦ упрощается, так как в них исключается большой объем монтажных работ, неизбежный для релейных систем. Для облегчения процесса ремонта МПЦ снабжают развитой системой технического диагностирования и выполняют в виде систем с индикацией отказов. При разработке новых релейных систем ЭЦ наблюдается устойчивая тенденция увеличения стоимости и расхода дорогостоящих материалов. К тому же наблюдается тенденция уменьшения стоимости устройств МПЦ.[10] 
     Специфика метрополитена вызывает необходимость существенной переработки систем МПЦ, внедренных на магистральном транспорте, поэтому тема дипломной работы является актуальной.

 Технические требования к микропроцессорной централизации на метрополитене.
     Согласно Правил технической эксплуатации метрополитенов Российской Федерации к устройствам электрической централизации стрелок и сигналов(ЭЦ) также, как и к устройствам микропроцессорной централизации стрелок и сигналов (МПЦ) предъявляются следующие требования.
     Устройства МПЦ должны обеспечивать:
     -   возможность установки и отмены поездных и маневровых маршрутов с обеспечением всех условий безопасности в соответствии с путевым развитием станции;
     -   возможность индивидуального управления стрелками;
     -   возможность отключения стрелок, светофоров и секций от управления;
     -   возможность подключения стрелок, светофоров и секций к управлению;
     -    замыкание маршрутов при отдельных неисправностях с приемом и отправлением по пригласительному сигналу или приказу;
     -   автоматическое посекционное размыкание маршрутов;
     -    автоматическое размыкание неиспользованной части маршрута при угловых заездах;
     -   возможность искусственного размыкания секций в маршрутах;
     -   предоставление обслуживающему персоналу необходимого сервиса для проведения процесса технического обслуживания;
     -   возможность передачи необходимой информации ДНЦ, ШЧД и др.;
     -   возможность передачи станции на дистанционное управление;
     -   возможность увязки с работой переезда на станции и перегоне;
     -    возможность увязки с перегонными системами AЛC, САУТ, ПОНАБ, ДИСК, ДЦ и др.;
     -   возможность увязки с системами оповещения монтеров пути;
     -   возможность изменения направления движения на перегоне;
     -   возможность передачи определенных путей и стрелок станции на местное управление;
     -   возможность накопления м.......................