Модернизация системы диспетчеризация движения поездов и системы единого времени Тбилисского метрополитена

Экраны визуализации процесса управления в диспетчерской метрополитена Назначение системы
1. Модернизация системы диспетчеризации движения поездов
2. Модернизация подсистемы единого времени.

Объект автоматизации
Метрополитен в г.Тбилиси (Грузия)

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ

Тбилисский метрополитен состоит из двух линий и 22-х станций (16 на первой и 6 на сабурталинской линии). Первая очередь была запущена в 1966 году. Все станции кроме одной введены в строй до 1989 года. Последняя станция была сдана в 2000 году по старому проекту. Тбилисский метрополитен построен по советскому проекту, аналогично большинству метрополитенов на территории бывшего СССР. Задача проекта состояла в решении двух задач: модернизации системы диспетчеризации движения поездов и подсистемы единого времени.

I. Диспетчеризация движения поездов

Движение поездов в старых, еще советских АСУ, управляется с помощью релейной системы МРЦ (маршрутно-релейная сигнализация). МРЦ установлено на 7-ми из 22-х станции Тбилисского метро, и управляют поездами на всех станциях и перегонах. В паре с МРЦ работает шкаф системы диспетчеризации (ДЦ — диспетчерская централизация), забирает информацию с МРЦ и выдает на верхний уровень диспетчера движения поездов. В Тбилиси два диспетчера, по одному на каждую линию метро. Кроме того, от диспетчера управляющие команды передаются на МРЦ.

Экран АРМ диспетчера (Web-клиент, запущенный в браузере Firefox)
Рис.1. Экран АРМ диспетчера (Web-клиент, запущенный в браузере Firefox)

Изначально ДЦ тоже были релейными схемами, а у диспетчера стоял щит управления с лампочками и переключателями. В 1994 года была модернизация, и установлена Харьковская система диспетчерской сигнализации. У диспетчеров вместо щита появились персональные компьютеры, каждый с двумя мониторами, специализированным графическим интерфейсом.

Спустя 20 лет система морально и физически устарела, больше не выпускаются запасные части. В связи с закрытостью системы, сильно затруднено сопровождение системы.

II. Подсистема единого времени

Во всех важных местах метрополитена (станции, дежурные и офисные помещения и т.п.) установлены часы. Часы должны показывать одно и то же время, что является весьма важным для безпроблемной работы метро. Кроме того, к единому времени относятся часы и таймеры, установленные на платформах станции (над линиями метро), и предназначенные для информирования пассажиров. В настоящее время, в качестве внутренних часов используются круглые электромеханические часы с дистанционным управлением. На платформах же установлены часы и таймеры с 7-ми сегментными индикаторами. 

Существующее решение имеет множество недостатков: электромеханические часы очень часто выходят из строя и еще чаще «врут». Платформенные часы и таймеры имеют недостаточную и сильно неравномерную яркость, часто выходят из строя части индикаторов. Все это делает информацию для пассажиров труднодоступной.

Заказчик ставил задачу решения вышеуказанных проблем, и кроме того, новая система должна иметь следующие новые функции (приведен сокращенный список):

  • добавить таймер, показывающий, сколько времени осталось до прихода поезда;
  • иметь большой экран диспетчера, отображающее все метро;
  • иметь возможность полноценного доступа через интернет.

Предлагаемые решения должна удовлетворять следующим особым требованиям:

  • любая компонента оборудования должна производится не менее 3-мя разными производителями;
  • не требовать лицензионных отчислении при внедрении и за весь срок эксплуатации;
  • весь исходный код должен быть передан заказчику;
  • система должна штатно предусматривать добавление новых подсистем;
  • отсутствие связи с верхним уровнем до 3-х суток не должно приводить к потере какой-либо информации на нижнем уровне.

СТРУКТУРА И СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

1. Оборудование (аппаратное обеспечение) системы автоматизации

На рисунке приведена структурная схема комплекса технических средств Системы.

Структурная схема КТС системы (Метро), аппаратное обеспечение системы диспетчеризация движения поездов и системы единого времени
Рис.2. Структурная схема КТС Системы

Система состоит из следующих аппаратных компонент:

  • станционный шкаф контроллера (ШК), в котором расположен контроллер ODROID, модули ввода-вывода, ИБП, и др;
  • шкаф контроллера часов (ШЧ) используется вне станций, аналогичен ШК, только не содержит модели ввода-вывода;
  • комнатные часы устанавливаются в помещениях и офисах метрополитена для показа точного времени;
  • платформенные часы и таймеры устанавливаются на платформах станции взамен (и в дополнение) используемых сейчас;
  • сервер Системы, на которых работает программное обеспечение диспетчерского уровня. Используется оборудование существующих серверных стоек метрополитена;
  • компьютерная Ethernet сеть для связи всех интеллектуальных компонентов системы между собой. Используется существующая высоконадежная оптоволоконная сеть метрополитена;
  • компьютеры рабочих мест операторов для установки программного обеспечения на всех уровнях управления и контроля.

2. Структура программного обеспечения.

Структура программного обеспечения по проекту модернизации системы диспетчеризация движения поездов и системы единого времени
Рис. 3. Структура программного обеспечения

На рисунке цветом обозначены:

green.png– стандартные программные компоненты, используются свободное программное обеспечение сторонних производителей;
blue.png– стандартные для платформы S5 программные компоненты;
yellow.png– проектно-специфичные программные компоненты.

Программное обеспечение всех частей Системы полностью написано на платформе S5, и использует один язык программирования – Java и одно средство разработки – Eclipse.

Программные компоненты:

  • Серверное программное обеспечение диспетчерского уровня является центральной частью системы. С одной стороны, оно получает информацию от ШК и контроллеров часов, а с другой стороны предоставляет информацию АРМам, получает команды от операторов и передает на станционный уровень. Осуществляет все функции контроля, управления, накопления, предоставления информации.
  • Нижний уровень (станционное ШК) непосредственно получает и выдает сигналы с существующей МРЦ, передает на сервер, обрабатывает команды в реальном времени, формирует сигналы для модулей вывода и т.п.
  • Верхний уровень (автоматизированные рабочие места) является компонентом, связывающим Систему с человеком. В реальном времени показывает всю информацию по подсистемам, дает возможность оператору формировать команды управления, вместе с серверным программным обеспечением осуществляет все функции информационно-управляющей (ИУС) системы: планирование, анализ, отчеты, работы с документами и т.п.