Обзор принципов построения существующих микропроцессорных систем электрической централизации

За последние 25 лет СЖАТ, построенные на базе микропроцессорной техники, постепенно вошли в железнодорожную практику. Их производством занимаются многие известные фирмы, а внедрение происходит не только в развитых, но и в развивающихся странах, где нет сооружений старого поколения.

По мнению специалистов, традиционные системы СЦБ обладают хорошей долговечностью- до 80 лет жизни [4]. Поэтому темпы внедрения новых систем на железных дорогах обычно невысоки. К тому же эти темпы сдерживаются трудностями в решении проблемы безопасности микропроцессорных систем. В связи с этим на железных дорогах мира находится в эксплуатации много устройств

и систем СЦБ разных поколений и модификаций.

В то же время существует устойчивая тенденция к разработке и внедрению микропроцессорных централизаций взамен выработавших свой ресурс старых систем.

Первая из систем нового поколения – микропроцессорная централизация (МЦ) IZS-750 – была разработана шведской фирмой L.M.Ericsson и внедрена на станции Гетеборг в 1978 г. Последующие системы этой фирмы (например, Ebiloc 850, Ebilok 950), а также системы других скандинавских фирм (например, система IZSD 770 датской фирмы DZI) базируются на одноканальной структуре с двумя диверситетными программами. Они работают в односекундном системном цикле с тестовым периодическим контролем. Для повышения надежности системы на больших станциях применяют второй компьютер в режиме горячего резерва. В настоящее время на железных дорогах различных стран работают более 100 централизаций данного типа.

Британская микропроцессорная централизация SSI (Solid State Interlocking) разработана фирмой GEC/GB и работает на станции Лимингстон Спа с 1985 г. Она построена по принципу однопрограммной многоканальной системы «два из трех» и функционирует в циклическом режиме с периодом 0,85 с. Связь с напольными объектами осуществляется модулями со структурой «два из двух». Аппаратные средства контроля подвергаются непрерывному тестированию. Структура системы допускает реконфигурацию при отказах. На разных станциях мира эксплуатируют более 20 подобных централизаций [3].

В разработке и производстве нового поколения систем в Германии принимают участие известные фирмы Siemens, AEG, SEL и Технический университет в Брауншвейге. В 1983 году было принято решение об опытной эксплуатации систем микропроцессорной централизации, разработанных фирмами SEL, Siemens и AEG.

Все три системы являются мультипроцессорными системами с тремя функциональными уровнями. Верхний уровень представлен микроЭВМ, которые управляют вводом и отображением данных. МикроЭВМ среднего уровня (районные микроЭВМ) реализуют сигнальные зависимости, обеспечивая формирование, замыкание и размыкание маршрутов, проверку допустимости воздействий на отдельные напольные устройства и т.д. Каждая микроЭВМ этого уровня обслуживает определенный район станции. МикроЭВМ нижнего уровня непосредственно управляют напольными устройствами.

Базовая концепция фирмы Siemens получила название SIMIS. В ней используются два независимых вычислительных канала, которые работают синхронно и синфазно по одной программе с аппаратных сравнением по принципу «два из двух». Безошибочность программного обеспечения достигается комплексными методами разработки и верификации.

В апреле 1989 года введена в эксплуатацию первая на Федеральных железных дорогах Швейцарии система микропроцессорной централизации, разработчиком которой является фирма Siemens. В зону действия поста МЦ на станции Кьяссо входят 174 стрелки, 354 основных, маневровых и дополнительных сигнала, семь устройств путевой блокировки и 300 рельсовых цепей. До внедрения МЦ для управления перевозочным процессом на этой станции использовались один распорядительный и 4 исполнительных поста ЭЦ. МЦ базируется на микропроцессорных блоках компактного исполнения SIMIS-C. Из компонентов блоков SIMIS-C можно составить несколько вариантов mЭВМ, рассчитанных на выполнение различных функций. Всего в основном и двух вспомогательных зданиях поста МЦ установлено 69 mЭВМ.

В октябре 1989 г. приступили к опытной эксплуатации МЦ фирмы Siemens на станции Гензендорф (Австрия), которая расположена на линии Вена-Северная-Хоенау.

Второе поколение систем микропроцессорных централизаций этой фирмы базируется на трехканальных безопасных структурах «два из трех», что позволяет повысить эксплуатационную готовность системы.