Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2577196C1 - Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems - Google Patents

Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems Download PDF

Info

Publication number
RU2577196C1
RU2577196C1 RU2015103879/08A RU2015103879A RU2577196C1 RU 2577196 C1 RU2577196 C1 RU 2577196C1 RU 2015103879/08 A RU2015103879/08 A RU 2015103879/08A RU 2015103879 A RU2015103879 A RU 2015103879A RU 2577196 C1 RU2577196 C1 RU 2577196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
messages
control
information
channels
parameters
Prior art date
Application number
RU2015103879/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Головин
Виктор Николаевич Меньшиков
Алексей Сергеевич Шумаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ")
Priority to RU2015103879/08A priority Critical patent/RU2577196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2577196C1 publication Critical patent/RU2577196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: invention relates to control systems and diagnostics. In method information messages in onboard control and diagnostic systems for rolling stock using a CAN-interface are transmitted continuously and simultaneously by three or two communication lines with three messages in each line via a central computer unit. Central computer unit calculates values of each of three messages transmitted in digital code first, second and third channels or first and second channels individually for each controlled parameter of control and diagnostics. Central computer unit compares calculated values of each of information messages transmitted by three or two communication lines, defines two parameters of first and second command message and two parameters of second and third message, and then calculates average value of closest parameters in two or more messages, which in smaller degree differ from each other, determines its as reliable and transmits to actuating systems.
EFFECT: technical result is improved reliability and accuracy of transmitting information messages.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к системам управления и диагностики магистрального и маневрового подвижного состава: электровозы, тепловозы, газотурбовозы; мотор-вагонного подвижного состава: электропоезда, дизельпоезда; и может быть использовано в различных микропроцессорных системах, где установлены требования повышенной надежности и достоверности информационных сообщений.The invention relates to the field of railway transport, in particular to control systems and diagnostics of the main and shunting rolling stock: electric locomotives, diesel locomotives, gas turbines; motor-car rolling stock: electric trains, diesel trains; and can be used in various microprocessor systems, where the requirements for increased reliability and reliability of information messages are established.

Известен способ передачи информационных сообщений дублированием передачи информации с одновременной работой двух комплектов оборудования линий связи, используемый в системе автоматического управления торможением поезда САУТ-Ц и САУТ-ЦМ (RU 2283786) и системе автоматического управления движением пассажирского электровоза УСАВП (RU 2273567).There is a method of transmitting information messages by duplicating information transmission with the simultaneous operation of two sets of communication line equipment used in the automatic control system for braking trains SAUT-C and SAUT-TSM (RU 2283786) and automatic control system for the movement of a passenger electric locomotive USAVP (RU 2273567).

Зарубежным аналогом является европейская система управления и обеспечения безопасности движения поездов ERTMS/ETCS (Э. Вояновски. Испытания новых систем управления движением поездов в рамках проекта ERTMS, «Железные дороги мира», №12, 1998 г.), основанная на непрерывном обмене информацией между напольными и локомотивными устройствами, использовании бортового компьютера и интеллектуальных датчиков, которые позволяют определять местоположение поезда с высокой точностью. Система состоит из трех уровней управления, позволяющих реализовать эксплуатационные режимы в зависимости от степени оснащенности линий напольным оборудованием и обеспечивает: регулирование скорости поезда в зависимости от передаваемых с пути на локомотив данных, сформированных на основе показаний кодовых сигналов; безопасность движения поездов без использования напольных сигналов, с сохранением разделения линии на блок-участки, определение местоположения поездов и контроль их полносоставности; управление и обеспечение безопасности движения поездов без использования напольных сигналов с подвижными блок-участками (определение местоположения поезда и контроль его полносоставности осуществляются бортовыми средствами локомотива).The foreign analogue is the European train control and safety system ERTMS / ETCS (E. Voyanovsky. Tests of new train control systems under the ERTMS project, World Railways, No. 12, 1998), based on a continuous exchange of information between floor and locomotive devices, the use of an on-board computer and intelligent sensors that allow you to determine the location of the train with high accuracy. The system consists of three control levels, which allow implementing operational modes depending on the degree of equipment of the lines with outdoor equipment and provides: regulation of the speed of the train depending on the data transmitted from the path to the locomotive, formed on the basis of code signal readings; traffic safety of trains without using floor signals, while maintaining the separation of the line into block sections, determining the location of trains and monitoring their completeness; management and safety of train traffic without the use of floor signals with moving block sections (the location of the train and the control of its completeness are carried out by the on-board locomotive facilities).

Основными особенностями системы ERTMS/ETCS являются: избыточность аппаратных средств, большого количества (у каждого светофора) напольных приемо-передающих и измерительных устройств для обеспечения надежного двустороннего обмена цифровой информации между ними и локомотивами; сложная инфраструктура железной дороги, заключающаяся в необходимости строительства центров блокировки на базе радиосвязи для регулирования интервалов попутного следования поездов при помощи контролируемых по радио стационарных и подвижных блок-участков; сложность функциональных схем, заключающаяся в использовании специального модуля передачи для обеспечения совместимости работы точечной и непрерывной АЛС.The main features of the ERTMS / ETCS system are: redundancy of hardware, a large number (at each traffic light) of outdoor transceivers and measuring devices to ensure reliable two-way exchange of digital information between them and locomotives; the complex infrastructure of the railway, consisting in the need to build blocking centers on the basis of radio communications to regulate the intervals of train follow-ups using radio-controlled stationary and mobile block sections; the complexity of the functional circuits, which consists in using a special transmission module to ensure the compatibility of the point and continuous ALS.

Эти особенности обусловливают несовместимость системы ERTMS/ETCS с имеющейся инфраструктурой российских железных дорог, адаптация которой потребует больших затрат и, следовательно, практическую невозможность использования этой системы в ОАО «РЖД».These features determine the incompatibility of the ERTMS / ETCS system with the existing infrastructure of Russian railways, the adaptation of which will be very costly and, therefore, the practical impossibility of using this system in Russian Railways.

Известен способ передачи информационных сообщений в трехканальном устройстве для управления блоками исполнительных реле (RU 2292113), которое относится к устройствам управления, в том числе микропроцессорным, железнодорожными системами автоматики и телемеханики. Надежность передачи данных обеспечивается применением тройного дублирования. Для этого в устройство, содержащее три источника импульсных сигналов ИИС, три блока питания БП, три блока источников сигналов управления ИСУ, три выходных ключа ВК, три устройства контроля выходного ключа УКВК, блок исполнительных реле БИР, дополнительно введены три модуля сбора информации МСИ, три процессорных блока ПР, три блока памяти ПАМ и, соответственно, три канала передачи информационных сообщений в цифровом коде, в каждом из которых имеется собственный блок питания в виде модуля безопасного контроля и отключения МБКО, в состав которого входят устройства контроля напряжения выходных каскадов ВК и оперативного отключения ИСС. Блоки ИСС, ВК, УКВК, и их взаимные связи объединены в модуль выходных усилителей МВУ, предназначенный для выдачи сигналов управления через блок ВК, на исполнительные реле БИР и сигналов управления через ИИС в МБКО. Блок ИСУ, блок ПР, блок ПАМ и их взаимные связи объединены в модуль контроллера МК, предназначенный для контроля состояния исполнительных реле БИР, выходных ключей ВК и напольного оборудования. Входы и выходы модулей устройства для управления блоками исполнительных реле соединяются каналами передачи информационных сообщений, соединители которых подключаются в определенном порядке, обеспечивающем тройное дублирование системы.A known method of transmitting information messages in a three-channel device for controlling Executive relay units (RU 2292113), which relates to control devices, including microprocessor, railway automation and telemechanics systems. Reliability of data transmission is ensured by the use of triple duplication. To this end, a device containing three sources of pulse signals of the IMS, three power supply units of the PSU, three blocks of sources of control signals of the ISU, three output keys of the VK, three control devices of the output key of the UKVK, the block of executive relays of the BIR, three additional modules for collecting information of the MCI, three PR processor blocks, three PAM memory blocks and, accordingly, three channels for transmitting information messages in a digital code, each of which has its own power supply in the form of a module for safe monitoring and shutdown of MBCOs, which includes Horn includes devices for controlling the voltage of the output stages of the VK and operational shutdown of the ASC. Blocks ISS, VK, UKVK, and their mutual connections are combined into a module of output amplifiers of the MVU, designed to issue control signals through the VK block to BIR actuating relays and control signals via IMS in MBCO. The ISU block, the PR block, the PAM block and their mutual connections are combined into the MK controller module, designed to monitor the status of the BIR executive relays, VK output keys and outdoor equipment. The inputs and outputs of the device modules for controlling the executive relay blocks are connected by information message transmission channels, the connectors of which are connected in a certain order, providing triple duplication of the system.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ передачи информационных сообщений в бортовом информационно-управляющий комплексе высокоскоростного поезда (RU 2238208), относящемся к управляющим системам, используемым для управления высокоскоростными поездами с обеспечением безопасности движения.The closest analogue adopted as a prototype is a method of transmitting information messages in the on-board information and control complex of a high-speed train (RU 2238208), related to control systems used to control high-speed trains with traffic safety.

В прототипе представлена следующая структура решения задачи управления движением высокоскоростного поезда с применением дублирования обработки и передачи данных между четырьмя информационно-управляющими системами. Первый адаптер интерфейсов обеспечивает обмен информацией по последовательным каналам RS-232, RS-485 CAN-Bus. Второй адаптер магистральных каналов обеспечивает обмен информацией по магистральным каналам [ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD - 1553В Notice I и II)]. Системная интерфейсная магистраль выполнена по стандарту VMEbus ANSI/IEEE 1014-1987 (IES 821 и 297) и служит для информационного обмена между бортовой вычислительной машиной, первым долговременным запоминающим устройством, адаптером последовательных интерфейсов, адаптером магистральных каналов информационного обмена, блоками ввода-вывода, контроля исправности системы.The prototype presents the following structure for solving the problem of controlling the movement of a high-speed train using duplication of processing and data transfer between four information management systems. The first interface adapter provides information exchange via serial channels RS-232, RS-485 CAN-Bus. The second adapter of the main channels provides information exchange on the main channels [GOST 26765.52-87 (MIL-STD - 1553В Notice I and II)]. The system interface bus is made according to the VMEbus ANSI / IEEE 1014-1987 standard (IES 821 and 297) and serves for information exchange between the on-board computer, the first long-term storage device, the serial interface adapter, the adapter of the main channels of information exchange, input-output control units system health.

В прототипе применяется тройное дублирование магистральных каналов информационного обмена основных сигналов, связанных с обеспечением безопасности режимов ведения высокоскоростного поезда (спутниковой навигационной системы, АЛС-ЕН и др.), а также содержатся долговременные запоминающие устройства параметров ведения поезда и систем диагностики.The prototype uses triple duplication of the main channels of information exchange of the main signals related to ensuring the safety of high-speed train modes (satellite navigation system, ALS-EN, etc.), and also contains long-term storage devices for train parameters and diagnostic systems.

При работе бортового информационно-управляющего комплекса используются данные от трех информационно-управляющих систем (двух систем головного вагона и одной системы хвостового вагона). При этом используется мажоритарный режим. Если данные, полученные от двух из трех информационно-управляющих систем, совпадают, то они считаются достоверными. Если данные, полученные от третьей информационно-управляющей системы, отличаются на величину более установленного порога или не совпадают, то они игнорируются, а информация об этом фиксируется в долговременном запоминающем устройстве. Если количество сбоев, зафиксированных за определенное время, превышает установленный порог, то фиксируется отказ информационно-управляющей системы. В эту систему выдается соответствующее сообщение, производится ее отключение и замещение на четвертую информационно-управляющую систему, находящуюся в горячем резерве. При отказе двух информационно-управляющих систем дальнейшая работа производится в усеченном режиме. В этом случае из двух оставшихся работоспособных систем ведущей назначается та, у которой в карточке зафиксировано меньшее количество сбоев.During the operation of the onboard information-control complex, data from three information-control systems (two head carriage systems and one tail carriage system) are used. In this case, the majority mode is used. If the data received from two of the three information management systems coincide, then they are considered reliable. If the data received from the third information management system differs by a value greater than the set threshold or does not match, then they are ignored, and information about this is recorded in a long-term storage device. If the number of failures recorded for a certain time exceeds the set threshold, then the failure of the information management system is recorded. A corresponding message is issued to this system, it is disconnected and replaced by a fourth information management system located in the hot reserve. In case of failure of two information management systems, further work is performed in truncated mode. In this case, of the two remaining workable systems, the leader is assigned the one with the least number of failures recorded in the card.

Система позволяет производить предрейсовую и рейсовую диагностику и тестирование бортовых комплексов и устройств с фиксацией результатов в долговременном запоминающем устройстве, а также выводом на экран панели управления и индикации в кабине машиниста.The system allows for pre-trip and on-line diagnostics and testing of on-board systems and devices with fixing the results in a long-term storage device, as well as displaying the control and display panels in the driver's cab.

Недостатком прототипа, как и аналогов, является недостаточная надежность и достоверность передачи информационных сообщений в системах, обладающих избыточностью оборудования и каналов информационного обмена, ограниченностью наращивания функциональных возможностей, отсутствием универсальности для применения на тяговом и маневровом подвижном составе, неопределенностью отказоустойчивости, сложностью технического обслуживания, ремонта и оперативного ввода данных о режимах ведения поезда.The disadvantage of the prototype, as well as analogues, is the lack of reliability and reliability of the transmission of information messages in systems with redundancy of equipment and information exchange channels, limited build-up of functionality, lack of versatility for use on traction and shunting rolling stock, the uncertainty of fault tolerance, the complexity of maintenance, repair and operational data input about the modes of conducting the train.

Задача - повышение надежности и достоверности передачи информационных сообщений.The task is to increase the reliability and reliability of the transmission of information messages.

Технический результат достигается способом передачи информационных сообщений в микропроцессорных системах управления и диагностики, который заключается в том, что информационные сообщения в бортовых системах управления и диагностики подвижного состава с использованием CAN-интерфейса передают непрерывно и одновременно по трем или двум линиям связи тремя сообщениями в каждой линии через блок центрального вычислителя БЦВ. БЦВ производит вычисление значения каждого из трех сообщений, передаваемых в цифровом коде первым, вторым и третьим каналами или первым и вторым каналами (в зависимости от требований надежности к передаче информационных сообщений) индивидуально для каждого контролируемого параметра системы управления и диагностики. БЦВ сравнивает вычисленные значения каждого из информационных сообщений, передаваемых по трем или двум линиям связи, определяет два параметра из команд первого и второго сообщения и два параметра из второго и третьего сообщения, а затем производит вычисление среднего значения наиболее близких параметров в двух или более сообщениях, которые в меньшей степени отличаются между собой, определяет его как достоверное и передает в исполнительные системы. При этом в каждой линии связи поочередно проводятся полные циклы обмена со всеми устройствами системы для каждого из каналов.The technical result is achieved by the method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems, which consists in the fact that information messages in the on-board control and diagnostic systems of rolling stock using the CAN interface are transmitted continuously and simultaneously on three or two communication lines with three messages in each line through the block of the central computer BCV. The BCV calculates the values of each of the three messages transmitted in digital code by the first, second and third channels or the first and second channels (depending on the reliability requirements for transmitting information messages) individually for each controlled parameter of the control and diagnostic system. The BCV compares the calculated values of each of the information messages transmitted over three or two communication lines, determines two parameters from the commands of the first and second messages and two parameters from the second and third messages, and then calculates the average value of the closest parameters in two or more messages, which to a lesser extent differ from each other, defines it as reliable and transfers it to executive systems. At the same time, in each communication line, complete cycles of exchange with all devices of the system for each of the channels are alternately carried out.

Отличие и преимущества предлагаемого изобретения заключаются в том, что повышается надежность универсальной системы передачи данных с использованием CAN-интерфейса между бортовыми системами управления и диагностики за счет непрерывной передачи информационных сообщений и одновременно по трем или двум линиям связи тремя сообщениями в каждой через блок центрального вычислителя БЦВ в соответствии с алгоритмом, осуществляемым программным обеспечением.The difference and advantages of the invention are that the reliability of a universal data transmission system is increased using the CAN interface between the on-board control and diagnostic systems by continuously transmitting information messages and simultaneously through three or two communication lines with three messages in each through a central computer unit in accordance with the algorithm implemented by the software.

Способ поясняется на примере передачи информационных сообщений в микропроцессорной системе управления и диагностики МПСУиД подвижного состава и представленной схемой организации обмена информацией.The method is illustrated by the example of the transmission of information messages in a microprocessor-based control and diagnostic system of rolling stock MPSUID and presented by the organization of information exchange.

Составные части МПСУиД размещаются в каждой секции тягового подвижного состава, в каждом вагоне мотор-вагонного подвижного состава (электропоезда, дизельпоезда), по своему составу зависят от типа, серии тягового подвижного и мотор-вагонного подвижного состава, а также типа вагона, обеспечивают работу и взаимодействие оборудования внутри и между секциями электровозов, тепловозов и вагонов мотор-вагонного подвижного состава по линиям связи.The components of the MPPSUiD are located in each section of the traction rolling stock, in each car of a motor-car rolling stock (electric train, diesel train), their composition depends on the type, series of traction rolling and motor-car rolling stock, as well as the type of car, they provide work and interaction of equipment inside and between sections of electric locomotives, diesel locomotives and wagons of motor-car rolling stock along communication lines.

МПСУиД включает в себя подсистемы с программным обеспечением:MPSUiD includes subsystems with software:

- управления локомотивом (МСУЛ-А);- locomotive control (ISUL-A);

- аналоговых измерений (подсистема СИ);- analog measurements (SI subsystem);

- автоведения (подсистема А);- auto science (subsystem A);

- диагностики (подсистема Д).- diagnostics (subsystem D).

МПСУиД обеспечивает:MPSUiD provides:

- автоматизированное управление работой оборудования в тяговом и тормозном режиме «Ручное регулирование» и «Авторегулирование» с учетом профиля пути, разрешенной скорости движения, показаний светофоров, сигналов, получаемых от датчиков аппаратов;- automated control of the operation of the equipment in the traction and braking modes "Manual regulation" and "Auto-regulation" taking into account the profile of the path, the permitted speed, the indications of traffic lights, signals received from the sensors of the devices;

- контроль состояния оборудования, агрегатов и аппаратов;- monitoring the condition of equipment, units and apparatuses;

- диагностику оборудования, агрегатов и аппаратов.- diagnostics of equipment, units and apparatuses.

В режиме «Ручное регулирование» управление осуществляется по командам, получаемым от машиниста через приборы с унифицированного пульта управления ПУ-ЭЛ. Режим «Авторегулирование» обеспечивается автоматизированной микропроцессорной системой управления локомотивом МСУЛ-А при получении соответствующей команды с унифицированного пульта управления электровозом ПУ-ЭЛ.In the "Manual regulation" mode, control is carried out according to the commands received from the driver through the devices from the unified control panel PU-EL. The “Auto-regulation” mode is provided by the automated microprocessor control system of the MSUL-A locomotive upon receipt of the appropriate command from the unified control panel of the PU-EL electric locomotive.

МСУЛ-А позволяет, изменяя количество блоков, использовать ее функции на различных типах тягового и мотор-вагонного подвижного состава и обеспечивает:MSUL-A allows, by changing the number of blocks, to use its functions on various types of traction and motor-car rolling stock and provides:

- разгон до заданной скорости с возможностью последующего автоматического поддержания скорости в диапазонах, определяемых тяговыми характеристиками подвижного состава;- acceleration to a given speed with the possibility of subsequent automatic maintenance of speed in the ranges determined by the traction characteristics of the rolling stock;

- плавное изменение силы тяги и торможения в режиме автоматического управления;- smooth change in traction and braking in automatic control;

- электрическое торможение до заданной скорости с возможностью последующего автоматического поддержания скорости (на спусках), определяемых тормозными характеристиками подвижного состава;- electrical braking to a given speed with the possibility of subsequent automatic maintenance of speed (on descents), determined by the braking characteristics of the rolling stock;

- защиту от буксования и юза;- protection against slipping and skidding;

- регулирование частоты вращения вентиляторов в зависимости от протекающих токов в цепях тяговых электродвигателей;- regulation of the fan speed depending on the flowing currents in the circuits of traction motors;

- ограничение тока возбуждения и в якорях тяговых электродвигателей;- limitation of the excitation current in the anchors of traction motors;

- контроль протекающих процессов при управлении электровозом с отображением результатов на мониторе ПУ-ЭЛ и выдачей голосовой информации;- control of the ongoing processes when controlling an electric locomotive with the display of results on a PU-EL monitor and the issuance of voice information;

- запись в энергонезависимую память параметров функционирования для последующей автоматизированной расшифровки действий машиниста в управлении, состояния оборудования и МПСУиД.- recording in non-volatile memory the parameters of functioning for the subsequent automated decoding of the driver’s actions in control, the state of the equipment and MPSUiD.

Устройства, входящие в систему МПСУиД и взаимодействующие с ней, а также принципы организации обмена информацией между ними представлены на рисунке, где:Devices that are part of the MPSUiD system and interacting with it, as well as the principles of organizing the exchange of information between them, are presented in the figure, where:

- БСП (+пульт МСУЛ) - блок связи с пультом;- BSP (+ remote control); - communication unit with the remote control;

- БУК - блок управления контакторами;- BUK - contactor control unit;

- БВС - блок входных сигналов;- BVS - block of input signals;

- БЦВ - блок центрального вычислителя;- BCV - central calculator unit;

- ИП-ЛЭ - блок питания;- IP-LE - power supply unit;

- БС-СИ - блок связи со средствами измерения;- BS-SI - communication unit with measuring instruments;

- БС-ДД - блок связи с датчиками давления жатого воздуха;- BS-DD - communication unit with compressed air pressure sensors;

- БС-ПС - блок связи с датчиками контроля пути;- BS-PS - communication unit with track control sensors;

- БЗС-ДПС - блок связи с противобоксовочной системой;- BZS-DPS - communication unit with anti-skid system;

- ПУ-ЭЛ - пульт управления;- PU-EL - control panel;

- Монитор - цветной монитор на унифицированном пульте управления ПУ-ЭЛ для отображения информации машинисту.- Monitor - a color monitor on a unified control panel PU-EL to display information to the driver.

Каналы обмена информацией в системе МПСУиД.Information exchange channels in the MPSUiD system.

Для связи систем 2-го и 3-го уровней использован интерфейс CAN 2.0. В обмене используются макрокоманды доступа к управлению оборудованием и отдельными элементами (например, контакторами и элементами авторегулирования).For communication of systems of the 2nd and 3rd levels, the CAN 2.0 interface is used. The exchange uses macro commands to access the control of equipment and individual elements (for example, contactors and auto-control elements).

Для обеспечения установленного техническими условиями уровня надежности связи (не более 6 случаев отказа на 1 млн км пробега) в МПСУиД используются интерфейсы:To ensure the reliability level of communication established by the technical conditions (not more than 6 cases of failure per 1 million kilometers), the following interfaces are used in MPSUiD:

- в подсистемах СИ, ПСН, ПБЗ-RS485;- in the subsystems SI, PSN, PBZ-RS485;

- в подсистеме СВЛ TP - CAN2.0;- in the subsystem SVL TP - CAN2.0;

- в подсистемах А и Д - нет внутреннего интерфейса.- in subsystems A and D - there is no internal interface.

Для связи в системе 2-го уровня и обмена информацией с подсистемами 1-го уровня используется сдвоенный (с резервированием) интерфейс RS485. В каждой линии связи присутствует информация от трех каналов МСУЛ-А. Каждая подсистема подключается к интерфейсу не более чем одним приемопередатчиком для каждой линии.For communication in the system of the 2nd level and the exchange of information with subsystems of the 1st level, the dual (with redundancy) RS485 interface is used. In each communication line there is information from the three channels of ISUL-A. Each subsystem is connected to the interface by no more than one transceiver for each line.

МСУЛ-А обеспечивает прием информации от подсистем 3-го уровня, органов управления, подсистемы СИ и ПБЗ, цепей управления электровоза, выбирает управляющее воздействие на аппараты и подсистему авторегулирования.MSUL-A provides reception of information from subsystems of the 3rd level, controls, subsystems of SI and PBZ, control circuits of an electric locomotive, selects the control action on the devices and the auto-regulation subsystem.

В процессе работы МСУЛ-А производит самодиагностику и непосредственно связанных с ними цепей, блоков и аппаратов, а также производит запись в энергонезависимую память данных о функционировании системы 2-го уровня.In the process, MSUL-A performs self-diagnostics of directly connected circuits, blocks and devices, and also records data on the functioning of the second-level system into non-volatile memory.

Необходимый набор входных дискретных и аналоговых сигналов определяется типом и серией подвижного состава в пределах функций МСУЛ-А.The required set of input discrete and analog signals is determined by the type and series of rolling stock within the functions of the ISUL-A.

Система МПСУиД (с подсистемой МСУЛ-А) отличается от других систем автоматического управления тем, что обмен данными в системе МСУЛ-А осуществляется непрерывно и одновременно по двум линиям связи.The MPSUiD system (with the subsystem MSUL-A) differs from other automatic control systems in that the data exchange in the MSUL-A system is carried out continuously and simultaneously over two communication lines.

Наиболее ответственные блоки - блок центрального вычислителя БЦВ и блок связи с пультом БСП - трехканальные и обмениваются цифровой информацией в соответствии с алгоритмом, осуществляемым программным обеспечением, по двум линиям связи тремя сообщениями для каждого из трех каналов. Остальные - блок управления контакторами БУК, блок входных сигналов БВС и другие блоки подсистемы МСУЛ-А - двухканальные. Двухканальные блоки имеют подключение каждого из каналов к своей линии связи МСУЛ-А и отвечают по этой линии на запросы от любого из трех каналов блока центрального вычислителя БЦВ. Другие, одноканальные блоки подключаются к одной линии связи МСУЛ-А и также отвечают на запросы любого из трех каналов БЦВ.The most critical units — the central calculator unit BTsV and the communication unit with the BSP control panel — are three-channel and exchange digital information in accordance with the algorithm implemented by the software via two communication lines with three messages for each of the three channels. The rest - the control unit for contactors BUK, the block of input signals of the BVS and other blocks of the subsystem MSUL-A - two-channel. Two-channel units have each of the channels connected to their ISUL-A communication line and respond on this line to requests from any of the three channels of the BCV central calculator unit. Other, single-channel units are connected to the same ISUL-A communication line and also respond to requests from any of the three BCV channels.

Для практической реализации способа в микропроцессорных системах управления и диагностики МПСУиД, включающих подсистемы управления локомотивом МСУЛ-А, аналоговых измерений СИ, автоведения А и диагностики Д с программным обеспечением, применяется стандартный CAN-интерфейс, через который непрерывно передаются информационные сообщения одновременно по трем или двум линиям связи тремя сообщениями в каждой линии через блок центрального вычислителя БЦВ.For the practical implementation of the method in microprocessor control and diagnostic systems of MPSUiD, including subsystems for controlling the locomotive MSUL-A, analogue SI measurements, automatic A and diagnostics D with software, a standard CAN interface is used through which information messages are continuously transmitted simultaneously in three or two communication lines with three messages in each line through the block of the central computer BCV.

Блок центрального вычислителя БЦВ производит вычисление значения каждого из трех сообщений, передаваемых в цифровом коде первым, вторым, третьим каналами или первым и вторым каналами (в зависимости от требований надежности к передаче информационных сообщений), индивидуально для каждого контролируемого параметра системы управления и диагностики. БЦВ сравнивает вычисленные значения каждого из информационных сообщений, передаваемых по трем или двум линиям связи, определяет два параметра из команд 1-го и 2-го сообщения и два параметра из 2-го и 3-го сообщения. После этого производит вычисление среднего значения, наиболее близких параметров в двух или более сообщениях, которые в меньшей степени отличаются между собой, определяет его как достоверное и передает в исполнительные системы.The central BCV calculator unit calculates the value of each of the three messages transmitted in a digital code by the first, second, third channels or the first and second channels (depending on the reliability requirements for transmitting information messages), individually for each controlled parameter of the control and diagnostic system. The BCV compares the calculated values of each of the information messages transmitted over three or two communication lines, determines two parameters from the commands of the 1st and 2nd messages and two parameters from the 2nd and 3rd messages. After that, it calculates the average value, the closest parameters in two or more messages, which are less different from each other, defines it as reliable and transfers it to the executive systems.

Если из трех наборов сообщений данных две пары имеют одинаковое значение, например для чисел X, Y, Z - это две пары (X, Y) и (Y, Z), то достоверным значением параметра принимается Y.If two pairs of the three sets of data messages have the same value, for example, for the numbers X, Y, Z, these are two pairs (X, Y) and (Y, Z), then Y is taken as a reliable parameter value.

В каждой из трех или двух линий передачи сообщений поочередно проводятся полные циклы обмена данными со всеми устройствами системы по каждому из каналов.In each of three or two message transmission lines, complete cycles of data exchange with all devices of the system on each channel are alternately carried out.

Обработка команд выполняется сравнением последних команд, принятых с активных каналов, и последующим вычислением, сравнением и выбором достоверных значений параметров.Processing of commands is performed by comparing the last commands received from active channels, and then calculating, comparing and selecting reliable parameter values.

Канал считается неактивным, если при обработке сообщений по нему не поступило информационное сообщение, предусмотренное программным обеспечением, либо произошла задержка установленного времени более 500 мс с момента ее принятия. При расчетах такой канал исключается из системы вычислений и сравнения значений информационных сообщений.A channel is considered inactive if, during the processing of messages, it did not receive an information message provided by the software, or a delay of a specified time of more than 500 ms from the moment it was received. In calculations, such a channel is excluded from the system of calculations and comparison of information message values.

В случае определения недостоверной информации дальнейшие действия системы управления и диагностики регламентируются алгоритмом программного обеспечения, индивидуально для каждого блока и параметра, при этом фиксируется отказ с регистрацией в энергонезависимой памяти.If false information is determined, further actions of the control and diagnostic system are regulated by the software algorithm, individually for each unit and parameter, and a failure is recorded with registration in non-volatile memory.

Значение аналоговых параметров при наличии двух активных каналов вычисляется как среднее арифметическое, которое принимается за достоверное значение параметра. При наличии одного активного канала обработка не производится и фиксируется отсутствие достоверной информации по всем принимаемым параметрам.The value of the analog parameters in the presence of two active channels is calculated as the arithmetic average, which is taken as a reliable parameter value. If there is one active channel, processing is not performed and the absence of reliable information on all the accepted parameters is recorded.

Применение предлагаемого способа обеспечит нормируемые значения показателей надежности и позволит повысить безопасность и эффективность железнодорожных перевозок за счет универсальности системы обмена информационными сообщениями в микропроцессорных системах управления и диагностики подвижного состава, а также способности наращивания функциональных возможностей.The application of the proposed method will provide standardized values of reliability indicators and will improve the safety and efficiency of rail transportation due to the versatility of the information exchange system in microprocessor control systems and diagnostics of rolling stock, as well as the ability to increase functionality.

Claims (1)

Способ передачи информационных сообщений в микропроцессорных системах управления и диагностики, заключающийся в том, что информационные сообщения в бортовых системах управления и диагностики подвижного состава с использованием CAN-интерфейса передают непрерывно и одновременно по трем или двум линиям связи тремя сообщениями в каждой линии через блок центрального вычислителя БЦВ, который производит вычисление значения каждого из трех сообщений, передаваемых в цифровом коде первым, вторым и третьим каналами или первым и вторым каналами, индивидуально для каждого контролируемого параметра системы управления и диагностики, после чего сравнивает вычисленные значения каждого из информационных сообщений, передаваемых по трем или двум линиям связи, определяет два параметра из команд первого и второго сообщения и два параметра из второго и третьего сообщения, а затем производит вычисление среднего значения наиболее близких параметров, в двух или более сообщениях, которые в меньшей степени отличаются между собой, определяет его как достоверное и передает в исполнительные системы, при этом в каждой линии связи поочередно проводятся полные циклы обмена со всеми устройствами системы для каждого из каналов. The method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems, which consists in the fact that information messages in on-board control and diagnostic systems of rolling stock using the CAN interface are transmitted continuously and simultaneously on three or two communication lines with three messages in each line through the central calculator unit BCV, which calculates the value of each of the three messages transmitted in a digital code by the first, second and third channels or the first and second channels, individually for each controlled parameter of the control and diagnostic system, after which it compares the calculated values of each of the information messages transmitted via three or two communication lines, determines two parameters from the commands of the first and second messages and two parameters from the second and third messages, and then calculates the average value of the closest parameters, in two or more messages that are less different from each other, defines it as reliable and transfers it to the executive STEM, with each link in turn carried out a full cycle of exchange with all the devices of the system for each of the channels.
RU2015103879/08A 2015-02-05 2015-02-05 Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems RU2577196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015103879/08A RU2577196C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015103879/08A RU2577196C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577196C1 true RU2577196C1 (en) 2016-03-10

Family

ID=55654437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015103879/08A RU2577196C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577196C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187920U1 (en) * 2018-06-07 2019-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Microprocessor control system and diagnostics of a locomotive with a hybrid drive
RU2733594C2 (en) * 2018-09-27 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Microprocessor control and diagnostics system of electric train

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5A (en) * 1836-08-10 Thomas blancharjq
RU2238208C1 (en) * 2003-07-22 2004-10-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-ВТ" High-speed train carry-on information and control complex

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5A (en) * 1836-08-10 Thomas blancharjq
RU2238208C1 (en) * 2003-07-22 2004-10-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-ВТ" High-speed train carry-on information and control complex

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187920U1 (en) * 2018-06-07 2019-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Microprocessor control system and diagnostics of a locomotive with a hybrid drive
RU2733594C2 (en) * 2018-09-27 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Microprocessor control and diagnostics system of electric train

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103754242B (en) City regional railway signal system and control method thereof
RU2403162C1 (en) Multilevel control system to provide train traffic safety at major railway stations
RU2355596C1 (en) Method for traction equipment control and traffic safety ensuring and integrated complex system (ics) for its implementation
US20100235022A1 (en) Control of throttle and braking actions at individual distributed power locomotives in a railroad train
RU2475396C1 (en) Safe integrated locomotive complex
RU2326016C2 (en) System of controlling motion of electrically propelled vehicles
CN205632524U (en) Tram network control system
CN109318937A (en) Train control system
RU2577196C1 (en) Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems
RU2385248C1 (en) Railroad traffic control method and system to this end
RU2387564C1 (en) System for train traffic centralised dispatching control
KR20140061929A (en) Railway vehicle's braking command delivery and tracking method
RU2733594C2 (en) Microprocessor control and diagnostics system of electric train
RU2508218C1 (en) Train control system
CN109572759A (en) Net rail detects vehicle speed-limiting protection system
Wang et al. A new early warning method of train tracking interval based on CTC
RU85876U1 (en) SYSTEM OF MANAGEMENT AND SECURITY OF MOTION OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION
RU2790985C1 (en) Integrated system for control and diagnosis of multiple unit
RU2401217C1 (en) Multilevel control system to provide train traffic safety in shunting depots
RU191737U1 (en) ELECTRIC MOBILE CONTROL SYSTEM
CN114620099B (en) MATC system vehicle-mounted simulation device
RU2510346C1 (en) Method of control over train speed and device to this end
RU2768688C1 (en) Unified digital airborne security platform (bsb-e)
RU91706U1 (en) MULTI-LEVEL SYSTEM OF MAKING SAFETY OF TRANSPORTATION BY RAILWAY TRANSPORT
RU2820579C2 (en) Method for control and diagnostics of train braking system using digital twin technology and device for implementation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170206

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180402