Структура комплекса программных средств ПО СТДМ АДК-СЦБ

Программное обеспечение СТДМ АДК-СЦБ разработано на объектно-ориентированных языках высокого уровня и функционирует в среде современных промышленных операционных систем. ПО состоит из прикладного ПО комплексов ЛПД, КДК-ШЧД, ДДЦ-ТДМ, а также инструментального ПО.

Прикладное ПО СТДМ разработано и поставляется в виде типовых программных изделий, обеспечивающих реализацию всех функций СТДМ и не зависящих от конкретных характеристик полигонов железных дорог. Прикладное ПО обеспечивает работу программных и технических средств и реализацию всех функций системы в реальном времени.

К инструментальной части ПО относятся следующие подсистемы:

- подсистема автоматизированного проектирования и конфигурирования, позволяющая из набора технических и программных объектов в соответствии с заданными требованиями сформировать исполнительную подсистему для конкретных условий работы и включающая в себя средства тестирования и диагностики;

- подсистема построения моделей функционирования объектов, обеспечивающих определение текущего состояния и прогнозирование поведения объекта в будущем на основе информации, полученной по измерительным каналам, и определенной модели данного объекта;

- подсистема построения (описания) алгоритмов диагностирования (с описанием алгоритма поиска неисправностей) и мониторинга.

Структура комплекса программных средств СТДМ АДК-СЦБ обеспечивает:

- решение функциональных задач в соответствии с целевым назначением ПО;

- предпусковой и периодический контроль состояния технических средств системы;

- контроль целостности программ и данных в памяти;

- протоколирование состояния программных и технических средств системы, результатов контроля;

- автоматический перезапуск системы в случае ее «зависания» или потери электропитания;

- устойчивость при некорректных входных данных;

- конфигурационное управление версиями, включающее учет создания версий с внесенными изменениями, а также учет тиражирования версий;

- открытость для расширения функциональных возможностей системы;

- защищенность от несанкционированного доступа и потери информации.

Результаты работы СТДМ АДК-СЦБ отображаются пользовательским ПО, устанавливаемом на автоматизированных рабочих местах. На разных уровнях АРМы пользователей должны выполнять следующие основные функции:

· уровень1 – электромеханик, старший электромеханик:

- отображение технического состояния контролируемых объектов ЖАТ станций и перегонов в режиме реального времени;

- вывод результатов мониторинга параметров объектов (предотказное состояние, отказ контролируемого объекта, нарушение работы устройств СТДМ);

- автоматизация ТО;

- выдача алгоритмов поиска неисправностей;

- реализация ведения баз нормативной и справочной информации;

- калибровка измерительных каналов.

· уровень 2 – начальник производственного участка, диспетчерский аппарат, руководители ШЧ и инженеры по эксплуатации СТДМ:

- отображение поездного положения и технического состояния объектов ШЧ (ЛПУ) в реальном времени;

- вывод результатов мониторинга параметров, логического выявления отказов, контроля движения поездов;

- предоставление информации для контроля результатов технического обслуживания;

- предоставление информации для анализа условий возникновения отказов устройств ЖАТ;

- выдача рекомендаций по поиску неисправностей;

- вывод комплексной информации по отказу для принятия решения о регистрации в БД АСУ-Ш (учет и анализ отказов);

- вывод информации о выработке ресурса устройств СЦБ для регистрации в БД АСУ-Ш;

- отображение результатов метрологического прогнозирования состояния контролируемых устройств ЖАТ на определенный период времени.

· уровень 3 – администраторы и оперативный персонал ДДЦ-ТДМ, диспетчерский аппарат:

- представление результатов мониторинга технического состояния устройств ЖАТ и СТДМ дистанций в обобщенном виде для дальнейшего анализа;

- предоставление комплексной информации по отказам дистанций для дальнейшего расследования;

- предоставление информации о результатах выполнения работ по ТО устройств ЖАТ;

- вывод результатов статистического прогнозирования состояния устройств для принятия решений по управлению СТО дистанций.

ПО СТДМ АДК-СЦБ обладает обозримой документированной структурой комплекса программ и межпрограммных связей, обеспечивает удобство отладки, модернизации и сопровождения. В связи с этим при создании ПО СТДМ использованы модульно-иерархический принцип построения его структуры, правила объектно-ориентированного и структурного программирования, а также унификация структуры ПО, стандартизации технологии и качественного документирования процесса его разработки.

ПО СТДМ АДК-СЦБ предусматривает возможность развития и модернизации по требованиям Заказчика. Структура ПО соответствует функциональной схеме программного обеспечения СТДМ АДК-СЦБ, представленной на рис. 4.1.

Рис. 4.1 Функциональная схема программного обеспечения СТДМ АДК-СЦБ

Здесь введены следующие условные обозначения:

- ЛПД – линейный пункт диагностирования;

- СКД – сервер контроля и диагностирования;

- УФ – унифицированный формат;

- АТО – автоматизация технического обслуживания;

- СПО – суточный план обслуживания;

- ШЧД – диспетчер ШЧ;

- ТОУ – технологические объекты управления;

- КЗМ – комплекс задач мониторинга;

- ШН – электромеханик СЦБ.

ЛПД АДК-СЦБ функционирует за счет выполнения модульного базового и адаптированного ПО: ПО АРМ ДК-ШН; ПО локальной сети; ПО сервера контроля и диагностирования СКД; ПО блоков автоматики и промышленных компьютеров.

Рис. 4.2 Структура ПО ЛПД

На рабочее место электромеханика устанавливается ПО АРМ ДК-ШН (основная его часть «БППО АРМ»), которое выполняет задачи:

- мониторинг функционирования устройств ЖАТ;

- контроль процесса техобслуживания;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных;

- администрирование системы.

ПО СКД ЛПД может включать в себя одновременно БППО СУ, БППО ПУ, БППО СКТР для выполнения задач ТДМ станционных устройств (СУ), перегонных устройств (ПУ) и СКТР АДК-СЦБ. Функциональности этих БППО во многом пересекаются, поэтому часть задач обоих комплексов реализуется одними и теми же программными средствами.

ПО СКД ЛПД решает следующие задачи:

- сбор дискретных и аналоговых данных;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- диспетчерский контроль;

- выявление и поиск неисправностей;

- контроль процесса техобслуживания;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных;

- администрирование системы.

В состав БППО СУ, БППО ПУ и БППО СКТР входит БППО ЛС (локальной сети), состоящее из модулей ПО (МПО) получения данных от измерительных подсистем ИВК-АДК и ИВК-ТДМ и МПО при увязке с МП для обеспечения обмена данными со смежными МП устройствами и системами. Решаемые задачи соответствуют задачам ПО ЛС:

- сбор дискретных и аналоговых данных;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- администрирование системы.

СТДМ АДК-СЦБ на уровне дистанции СЦБ (участка) функционирует за счет выполнения модульного базового и адаптированного ПО:

- СКД ШЧД (ШЧУ), включая ПО преобразования данных в УФ;

- СКД УФ и АРМ ШЧДМ.

Рис. 4.3 Структура ПО КДК-ШЧД (КДК-ШЧУ)

На рабочее место диспетчера ШЧ устанавливается ПО АРМ ШЧДМ (ШЧУДМ). Основная его часть «БППО АРМ», обеспечивающая мониторинг перегонных и станционных комплексов АДК-СЦБ, выполняет следующие задачи:

- мониторинг функционирования устройств ЖАТ;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- администрирование системы.

Кроме того АРМ ШЧДМ (ШЧУДМ) выполняет отображение результатов задач, выполняемых на СКД УФ:

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- выявление и поиск неисправностей;

- прогнозирование технического состояния;

- диагностирование МП устройств и систем;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных.

На серверах устанавливается ПО СКД КДК-ШЧД (ШЧУ), включающее в себя «БППО СКД» и ПО СКД УФ, включающее в себя «БППО СКД УФ». СКД УФ может быть совмещён на одном сервере с СКД ШЧД при достаточности ресурсов оборудования для выполнения задач.

ПО СКД УФ выполняет следующие задачи (в унифицированном формате):

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- выявление и поиск неисправностей;

- прогнозирование технического состояния;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- унификация информационного обмена;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных.

ПО СКД КДК-ШЧД (ШЧУ) выполняет следующие задачи (в формате ЛПД АДК-СЦБ):

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- диспетчерский контроль;

- диагностирование МП устройств и систем;

- унификация информационного обмена;

- формирование баз данных.

ДДЦ-ТДМ также функционирует за счет выполнения модульного базового и адаптированного ПО:

- СКД ШД, включая ПО увязки с ГИД «Урал-ВНИИЖТ»;

- СКД УФ ДДЦ ТДМ, ПО увязки с АСУ-Ш-2, ПО АРМ ШДМ.

Рис. 4.4 Структура ПО ДДЦ ТДМ

На рабочие места диспетчеров устанавливается ПО АРМ ШДМ, состоящее из компонентов «БППО АРМ», для мониторинга поступающей с объектов автоматизации информации и «БППО АРМ ШДМ», для просмотра сводной информации, предоставляемой СКД УФ.

На графические станции (ГС) устанавливается такое же ПО АРМ ШДМ, используемое для вывода информации на ТКП. Различия в АПО АРМ и ГС обусловлены только различными условиями работы графических станций и рабочих мест.

ПО АРМ ШДМ выполняет задачи:

- мониторинг функционирования устройств ЖАТ;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- администрирование системы.

Кроме того АРМ ШДМ выполняет отображение результатов задач, выполняемых на СКД УФ:

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- выявление и поиск неисправностей;

- прогнозирование технического состояния;

- диагностирование МП устройств и систем;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных.

ПО СКД УФ и ПО СКД ШД обеспечивают сбор, анализ и предоставление информации с контролируемых объектов. В состав «БППО СКД УФ» входит БППО увязки с АСУ-Ш-2. «БППО Увязки с ГИД Урал-ВНИИЖТ» обеспечивает передачу данных в ГИД Урал-ВНИИЖТ.

ПО СКД УФ выполняет следующие задачи (в унифицированном формате):

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- выявление и поиск неисправностей;

- прогнозирование технического состояния;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- унификация информационного обмена;

- ведение базы НСИ;

- формирование баз данных.

ПО СКД ШД выполняет следующие задачи (в формате ЛПД АДК-СЦБ):

- сбор данных для контроля состояния устройств;

- контроль и протоколирование технического состояния;

- диспетчерский контроль;

- диагностирование МП устройств и систем;

- информационный обмен;

- формирование баз данных.

СТДМ АДК-СЦБ построена по современным принципам интегрированности и открытости информационных систем с использованием клиент/серверной архитектуры.

В соответствии с ЭТТ на системы технического диагностирования и мониторинга структура СТДМ АДК-СЦБ построена по иерархическому принципу с выделением ранее оговоренных трех уровней.

Взаимодействие этих уровней строится на клиент-серверной технологии с обеспечением реального времени передачи информации.

Для уровня дистанции разработаны механизмы получения данных от линейного уровня и предоставления данных смежным системам и ДДЦ-ТДМ по специализированным протоколам.

Разработанная структура модульного программного обеспечения позволяет распределить задачи по серверам КДК-ШЧД и ДДЦ-ТДМ, обеспечить повторное использование программного кода в компонентах системы при организации клиентов и серверов унифицированного информационного взаимодействия КУИВ и СУИВ.

Центральным хранилищем информации в ДДЦ-ТДМ является база данных, на которой непрерывно выполняются задачи ведения статистики, выявления работ по техническому обслуживанию и задачи взаимодействия с АСУ-Ш-2.

Базовое ПО СТДМ АДК-СЦБ инвариантно по отношению к конфигурации оборудования и не зависит от конкретной модели аппаратных средств.

Адаптируемое ПО (конфигурация) СТДМ АДК-СЦБ определяется набором специализированных баз данных, формируемых в информационном и математическом обеспечении для программного обеспечения конкретного объекта.

Изложенный в данном разделе материал позволил установить непрерывное взаимодействие программно-аппаратных средств всех трех уровней СТДМ АДК-СЦБ между собой.

Ниже рассмотрены варианты взаимодействия МПО, структуры передачи данных, схемы распределения и совмещения модулей и др.