ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Одинаковый цикл на всех перекрестках, входящих в систему координации, а также наличие сдвигов включения зеленых сиг­налов в принципе должны обеспечить координированное управле­ние, если даже контроллеры этих перекрестков будут, работать в локальных режимах. Однако практически осуществить это не удается в силу погрешностей, возникающих при отсчете длитель­ностей тактов и сдвигов. Малейшая погрешность, измеряемая даже долями секунды, будет накапливаться от цикла к циклу и через некоторое время приведет к рассогласованию работы светофорных объектов.

Для предотвращения этого применяют два метода — создание единого для всех контроллеров программно-логического устройства (ЕПЛУС) и метод «остановки» каждого контроллера 1 раз в цикл с последующим его запуском по команде специального синхрони­зирующего устройства (СУ).

Первый метод обычно реализуется контроллерами непосредст­венного подчинения (ДК1, ДК2, ..., ДКn) с радиальными кана­лами связи с управляющим пунктом, где размещается единое программное устройство (рис. 6.6, а). Это устройство отсчитывает длительность тактов и сдвиги для каждого перекрестка П, кото­рые передаются в исполнительные устройства контроллеров. При таком решении необходимость в программном устройстве самих контроллеров отпадает. Однако, учитывая возможность поврежде­ния каналов связи между управляющим пунктом и контроллерами, в них закладывается одна резервная программа, переход на кото­рую в этих случаях происходит автоматически. Естественно, при повреждении канала связи контроллер работает в локальном ре­жиме и принцип координации светофорных объектов нарушается.

Размещение ЕПЛУС в управляющем пункте (т. е. в отдельном помещении) упрощает эксплуатацию системы, ремонт и обслужива­ние аппаратуры. Проще обеспечивается необходимый температур­ный режим, влажность и пылезащита. Появляется возможность организовать диспетчерское управление системой. Однако такая структура требует большого числа каналов связи, дополнитель­ного оборудования и, следовательно, повышает стоимость системы.

Второй метод реализуется с помощью программных контролле­ров, работающих в системах координации по так называемому принципу стартстопа — запуска программно-логического устрой­ства контроллера сигналом синхронизации и его автоматического отключения после отработки цикла регулирования. Это позволяет погасить погрешность при отсчете длительности тактов и сдвигов.

Синхронизирующее устройство обеспечивает равенство циклов регулирования на всех перекрестках и необходимый момент начала отсчета сдвигов, поскольку период времени между моментами прихода двух последовательных сигналов синхронизации равен циклу регулирования. Оно может размещаться в одном из конт­роллеров непосредственно на перекрестке (бесцентровые системы) или в управляющем пункте. В первом случае сдвиги фаз, как и сами программы регулирования, заложены в самих контроллерах, во втором — в контроллерах находятся только программы, а сдвиги отсчитываются в управляющем пункте. По окончании их отсчета сигнал синхронизации посылается в каждый контроллер. Таким образом, может быть общий сигнал синхронизации для всех конт­роллеров и отдельные сигналы синхронизации для каждого из них.

По принципу организации каналов связи в системах, где при­меняется стартстопный режим, используются как радиальные, так и параллельные и последовательные каналы (рис. 6.6, б – г). Наибольшее распространение получили параллельные каналы связи как наиболее экономичные. В качестве каналов связи обычно ис­пользуются линии городской телефонной сети.

Наличие управляющего пункта позволяет расширить техноло­гические возможности системы, организовать диспетчерское управ­ление. Однако это связано со значительным удорожанием системы.

Магистральные системы координированного управления на базе технических средств первого поколения. К ним относятся системы, созданные на базе программных контроллеров УК-1У1, УК-2, БКТ-ЗМ, БКТ-5. Все они работают в стартстопном режиме, причем системы, базирующиеся на контроллерах УК, являются бесцент­ровыми. Координированное управление осуществляется также контроллерами непосредственного подчинения БКТ-6 и БКТ-7 в рамках общегородской автоматизированной системы управления движением. Работа таких систем рассмотрена в гл. 7.

Системы, построенные на основе контроллеров УК-1У1 или УК-2, предусматривают использование параллельного канала связи и общего сигнала синхронизации. Последний поступает в канал связи от одного из этих контроллеров, который выполняет роль координатора. Система может охватывать до десяти перекрестков. При числе перекрестков не более пяти один из контроллеров может обслуживать перекресток и одновременно являться координатором. Если число перекрестков, входящих в систему координированного управления, больше пяти, координатором должен быть специаль­ный контроллер этого типа, не используемый для регулирования движения на перекрестке.

Сдвиги относительно общего сигнала синхронизации устанав­ливаются вместо основного такта задатчиком времени первой фазы каждого контроллера (кроме контроллера-координатора). Вели­чина сдвигов определяется по графику координированного управ­ления. Это показано на рис. 6.7, где в качестве координатора выбран контроллер первого перекрестка. На рисунке для простоты рассматривается одностороннее движение, промежуточные такты не показаны. Сигнал синхрониза­ции показан прерывистой линией. Если этот сигнал приходит на перекресток в момент, когда там в направлении координации вклю­чена вторая или третья фаза, то эту фазу нужно сделать первой пу­тем соответствующей коммутации ламп светофоров.

Помимо установки сдвига, контроллеры всех (кроме координатора) нужно перевести в режим системного управления. Для этого специальный тумблер, расположенный на лицевой панели контроллеров, переводят в положение ЗВ («Зеленая волна»). В режиме системного управления контроллер после от­работки второй и третьей фаз (если третья фаза предусмотрена схе­мой организации движения) включает первую фазу, после чего его программно-логическое устройство автоматически отключается до прихода синхроимпульса. В этот интервал времени сигналы свето­форов остаются такими же, какими они были в момент выклю­чения программно-логического устройства. Например, для пере­крестка 4 (см. рис. 6.7) этот интервал длится от начала зеленого сигнала на магистрали до начала t_СДВ. С приходом синхроимпульса включается программно-логическое устройство. Отсчитываются t_СДВ длительность второй и третьей фаз, затем включается первая фаза с одновременным выключением программно-логического устройства (т. е. процесс повторяется).

Несмотря на то, что длительность основного такта в первой фазе не устанавливается, она обеспечивается автоматически, так как программно-логическое устройство контроллера-координатора работает непрерывно, отсчитывая полный цикл регулирования.

При обрыве канала связи координатор лишен возможности с помощью сигнала синхронизации включить программно-логиче­ские устройства остальных контроллеров. Это приведет к тому, что на всех перекрестках (кроме перекрестка, обслуживаемого самим контроллером-координатором) переключения сигналов светофоров не будет. Для этого случая предусмотрено специальное аварийное устройство — реле времени, встроенное в каждый конт­роллер. Оно настраивается таким образом, чтобы включить про­граммно-логическое устройство спустя 2—3 с после момента, соот­ветствующего приходу синхроимпульса. Разумеется, это приведет в конечном итоге к нарушению процесса координированного управ­ления, однако обеспечит работу контроллеров в локальном режиме.

Широкое распространение в нашей стране получила телеме­ханическая система координированного управления ТСКУ-ЗМ, построенная на базе контроллеров БКТ-ЗМ (рис. 6.8, а). Она обес­печивает управление движением по трем программам координации на магистрали, имеющей до 20 перекрестков. В системе приме­няется параллельный двухпроводный канал связи (как правило, линия телефонной городской сети) и предусмотрены отдельные сигналы синхронизации для каждого из контроллеров.

Система состоит из центрального и периферийного оборудо­вания. Центральное оборудование размещается в отдельном по­мещении и включает в себя: синхронизирующее устройство (коор­динатор), совмещенное с пультом дистанционного диспетчерского управления; мнемосхему магистрали, информирующую диспетчера о режимах работы системы и исправности ее оборудования; блок обмена информацией между периферией и центром; стендовый контроллер БКТ-ЗМ, необходимый для наладки системы. В состав периферийного оборудования входят: контроллеры БКТ-ЗМ, уста­новленные на каждом перекрестке; указатели рекомендуемой ско­рости, соответствующей каждой программе координации (устанавливаются в начале перегона); выносные пульты управления, связанные с контроллерами.

В каждом контроллере заложены три программы, соответствую­щие планам координации. Они рассчитаны заранее для различных периодов суток. Сдвиги включения фаз для каждой программы и каждого перекрестка запаиваются на коммутаторе синхронизи­рующего устройства. Синхроимпульс, запускающий программно-логическое устройство, передается из диспетчерского пункта 1 раз в цикл последовательно по двухпроводному каналу связи в каждый контроллер. Последовательность и очередность передачи синхро­импульсов на перекрестки определяются текущей программой коор­динированного управления. Для того чтобы контроллеры распозна­вали текущую программу и синхроимпульс находил свой контрол­лер, вместе с сигналом синхронизации передается в двоичном коде признак программы и адрес контроллера. Переход с одной про­граммы на другую осуществляется с пульта управления вручную диспетчером или автоматически в заданное время суток по сигна­лам таймера.

С пульта управления диспетчер может также передать и дру­гие команды, имеющие соответствующий код и адрес: «Включить зеленую улицу», «Включить желтое мигание», «Отключить перекресток».

На мнемосхеме рядом с изображением перекрестка при пере­даче любой команды высвечивается ее название (например, «1 про­грамма», «Желтое мигание» и т. д.), а также слово «Контроль».

Дорожный контроллер, приняв адрес и команду, формирует ответ, состоящий из своего адреса и кода отрабатываемой контрол­лером команды. При поступлении ответа в координатор диспетчерского пункта посланный адрес и код сравниваются с принятыми. При их соответствии лампа индикации «Контроль» гаснет.

При несоответствии лампа контроля остается включенной, инфор­мируя тем самым о неисправности оборудования.

Таким образом, в отличие от систем, построенных на контрол­лерах УК, в ТСКУ-ЗМ благодаря использованию средств телемеха­ники по двухпроводной линии связи могут передаваться несколько команд с ответом контроллера об их исполнении.

Работа контроллера в локальном режиме возможна при его отключении от системы. Это осуществляется с пульта контроллера или ВПУ. При этом контроллер может отрабатывать одну из за­ложенных в нем жестких программ, осуществлять режим ЖМ или ручного управления.

Возможен бесцентровый вариант системы координированного управления на базе контроллеров БКТ-ЗМ (система ТСКУ-4, рис. 6.8, б). В системе используются те же периферийные устрой­ства, что и в ТСКУ-ЗМ. Однако вместо аппаратуры диспетчерского пункта применяется специальный контроллер-координатор, устанавливаемый непосредственно на магистрали. Функции коор­динатора в принципе совпадают с функциями диспетчерского пунк­та: управление по трем программам координации, индивидуальная передача команд телеуправления на любой контроллер, контроль исполнения команд. Система ТСКУ-4 также рассчитана на 20 пе­рекрестков.

Дальнейшим развитием ТСКУ-ЗМ является автоматизирован­ная система координированного управления АСКУ «Магистраль», базирующаяся на контроллерах БКТ-5. Она может охватывать 15 магистралей с числом перекрестков на каждой до 15. АСКУ отличается не только масштабом охвата районов координации, но и наличием в составе периферийного оборудования детекторов транспорта, установленных в характерных точках каждой магист­рали. Информация об интенсивности движения передается 1 раз в 20 мин в управляющий пункт системы. Это позволяет осуществ­лять автоматический выбор одной из пяти жестких программ коор­динации для каждой магистрали.

Наличие в составе системы детекторов транспорта позволяет решать попутную задачу: сбор информации о параметрах транс­портных потоков. Такая информация периодически регистрируется цифропечатающим устройством управляющего пункта и выво­дится на мнемосхему. Эта информация используется в дальнейшем для совершенствования программ координации.

АСКУ «Магистраль» была внедрена в 1973 г. в Баку и в даль­нейшем не тиражировалась.

Магистральные системы координированного управления на базе технических средств второго поколения (АСС УД).

К ним относятся системы, созданные на базе программных контроллеров ДКМ 2С-4, а также контроллеров непосредственного подчинения ДКМ 5-4, ДКМ 5-8, ДКМ 6-4 и ДКМ 6-8.

В отличие от описанных систем координированного управления эти системы не имеют специальных названий, так как к моменту разработки АСС УД была принята общая классификация. В соответствии с этой классификацией каждой системе присвоен свой номер, первая цифра которого соответствует области приме­нения системы, вторая — степени сложности ее функционирова­ния. Локальные системы (предназначенные для управления дви­жением на отдельных перекрестках) рассматриваются как системы первого уровня (АСУД 1), магистральные системы являются си­стемами второго уровня (АСУД 2), общегородские — третьего уровня (АСУД 3). Магистральная система на базе контроллеров ДКМ 2С-4, учитывая ее сравнительно простую структуру, получила название АСУД 2.1, а магистральные системы на базе контролле­ров типа ДКМ 5 и ДКМ 6 — АСУД 2.2.

АСУД 2.1 является бесцентровой системой координированного управления, рассчитанной на 15 перекрестков и построенной при­мерно по такому же принципу, как и система, основанная на контроллерах УК (рис. 6.8, в). В отличие от последней обмен информацией по магистральному каналу связи между контролле­рами ДКМ 2С-4 основан на принципе захвата канала любым контроллером системы, который первым отработал цикл и раньше остальных сформировал синхронизирующий импульс. Остальные контроллеры, обнаружив присутствие в линии связи синхроимпуль­са, блокируют посылку своего импульса в линию. Таким образом, в системах этого типа осуществляется взаимная синхронизация контроллеров в соответствии с действующей программой коорди­нации и роль координатора может выполнять любой контроллер. Этот вариант обеспечивает большую надежность системы, так как в случае неисправности любого контроллера или обрыва линии связи посылка синхронизирующего импульса в оставшуюся целой часть линии связи гарантирована.

В БВСП каждого контроллера заложены три программы коор­динации. Программа распознается по длительности синхроим­пульса, соответствующей номеру выбранной программы.

Выбор и переключение программы обеспечиваются блоком БВСП по сигналам таймера или вручную. Этот же блок и все блоки БВСП остальных контроллеров начинают отсчет сдвига и времени цикла вызванной программы. В установленные моменты времени БВСП выдаёт в блок БУСО сигнал вызова фаз. Если синхроимпульс пришёл раньше, чем в данном БВСП закончился отсчёт времени цикла, то формирователь времени цикла устанавливается в исходное состояние и отсчёт времени цикла начинается сначала. Так бывает при переходе с одной программы на другую.

Время цикла каждой программы и время сдвига момента вызова фаз относительно начала отсчёта цикла устанавливаются на коммутаторах блока БВСП. Вместо третьей программы возможно включение на перекрёстках магистрали режима ЖМ.

В режиме координированного управления контроллер может обеспечит вызов фазы пешеходами от ТВП, которое подключается к блоку БУСО. Реализация этой фазы возможна лишь по истечении длительности зелёного сигнала по магистрали, предусмотренной программой координации.

АСУД 2.2 на базе АСС УД (рис. 6.8, г) является централизованной системой, представляющей собой переходную ступень к системам третьего уровня. В ее состав входит УП, в котором размещены пульт контроля и управления (ПКУ), координаторы и устройства телемеханики для передачи программ управления и команд диспетчера.

В состав периферийного оборудования входят дорожные конт­роллеры типа ДКМ 5 или ДКМ 6, управляющие светофорным объектом, управляемые дорожные знаки (при необходимости) и устройства телемеханики для приема и расшифровки поступающих из УП команд телеуправления и передачи в УП телесигнализации о функционировании системы.

Так как указанные контроллеры являются контроллерами не­посредственного подчинения, то каждый из них связан своим ра­диальным каналом связи (телефонная линия длиной до 25 км) через устройства телемеханики с соответствующим КР управляю­щего пункта. При установке на перекрестках контроллеров типа ДКМ 6 (ДКМ 6-4 или ДКМ 6-8) может быть реализована местная коррекция программ координации (см. подразд. 6.3).

Система построена по модульному принципу. Каждый коорди­натор обеспечивает управление по 15 каналам связи. При коорди­натора подключены к одному ПКУ. При необходимости коорди­наторы синхронизируются между собой.

В качестве координатора применяют шкаф управляющего пунк­та ШКТУП.Конструктивно он выполнен в виде напольного шка­фа, устанавливаемого в помещении УП (рис. 6.9). Кроме функции координатора, ШКТУП обеспечивает управление перекрестками в диспетчерском режиме с пульта контроля и управления. Это реализует соответствующие унифицированные блоки, входящие в его состав:

блок диспетчерского контроля и управления (БДКУ),предна­значенный для формирования команд диспетчера и вывода обобщен­ной контрольной (визуальной) информации о функционировании периферийных устройств на световое табло ПКУ;

блок программного координированного управления (БПКУ),имеющий 15 каналов управления и до 7 программ координации;

блок накопителя постоянной памяти (БНПП), предназначен­ный для хранения программ координации;

блок маршрутных «зеленых улиц» (БМЗУ), обеспечивающий включение до восьми участков «зеленых улиц», каждый из которых может включать в себя до четырех перекрестков;

блок обмена информацией центральный (БОИЦ), связанный с аналогичным блоком контроллера (БОИП) и предназначенный для формирования и посылки команд телеуправления на перифе­рию и приема телесигнализации о состоянии работы системы. Обмен информацией между периферией и центром происходит ежесекундно.

Блоки БНПП и БПКУ образуют координатор, который обеспе­чивает формирование управляющих сигналов в соответствии с хра­нящимися в БНПП планами координации. Переход от одной про­граммы координации к другой происходит по сигналам таймера в заданное время суток. Эту же операцию может проделать диспет­чер вручную с пульта контроля и управления (рис. 6.10). Кроме этого, с ПКУ осуществляются включение маршрутов «зеленой улицы», автономное управление каждым периферийным объектом (контроллерами, управляемыми знаками). Панель индикации ПКУ позволяет оператору судить об исправности каждого устройства и каждого канала связи, а также получить общую картину о функ­ционировании всей системы.

В случае выхода из строя каналов связи контроллеры пере­ходят на режим локального управления по резервной программе, заложенной в контроллере.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 563; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!