WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Сиромаха Валерий Николаевич АВТОМАТИЗАЦИЯ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Специальность 05.09.03 – «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2009 год

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ)».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Бадёр Михаил Петрович (МИИТ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Жарков Юрий Иванович (РГУПС) кандидат технических наук Бакеев Евгений Евгеньевич (ВНИИЖТ) Ведущее предприятие: ОАО «Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте».

Защита диссертации состоится «» _ 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д218.005.02 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, ГСП – 4 г. Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9, аудитория _.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Автореферат разослан «» _ 2009 г.

Ученый секретарь д.т.н., старший научный диссертационного совета сотрудник Н.Н.Сидорова 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.

Актуальность темы. Увеличение объемов работ по реконструкции и ремонту оборудования системы электроснабжения железнодорожного транспорта вызывает увеличение нагрузки на энергодиспетчера и, как следствие, повышает вероятность ошибочных действий. Особенно это актуально для последних лет, в связи с дефицитом квалифицированных кадров. Современные компьютеры позволяют реализовать новые технологии работы энергодиспетчера, обеспечивающие повышение производительности труда энергодиспетчера и безопасности работ по эксплуатации системы электроснабжения железнодорожного транспорта. Разработка новых технологий должна базироваться на исследовании работы энергодиспетчера, в том числе статистическими методами и математическим моделированием.

Главная тенденция при создании новых систем управления – значительное расширение функциональности. Большинство эксплуатируемых на дорогах систем телемеханики не отвечают современным требованиям.

Большое количество сбоев и ошибок при передаче команд телеуправления и сообщений телесигнализации не позволяет эффективно использовать новые технологии работы энергодиспетчера. Необходим переход на новые, более защищенные, протоколы передачи информации. В условиях ограниченного финансирования и сворачивания инвестиционных программ становится актуальна модернизация действующих систем телемеханики. Необходимо создание и интеграция в единую систему управления подсистем поддержки и контроля действий энергодиспетчера, диагностики оборудования. Это позволит осуществлять эффективное управление режимами работы системы, перейти к обслуживанию по состоянию.

Цель работы. Исследование работы энергодиспетчера в современных условиях и разработка новых технических решений для автоматизации энергодиспетчерского управления электроснабжением электрифицированных железных дорог.

Постановка задачи. В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи исследований:

а) произвести анализ структуры и задач энергодиспетчерского управления, исследовать оперативную работы энергодиспетчера дистанции электроснабжения в современных условиях;

б) выполнить математическое моделирование основных производственных функций энергодиспетчера дистанции электроснабжения для выбора основных направлений автоматизации;

в) предложить новые принципы реализации системы телемеханики для повышения эффективности оперативного руководства технологическими процессами в системе электроснабжения;

г) разработать технологическое обеспечение работы энергодиспетчера с использованием автоматизированного рабочего места;

е) разработать структурные решения и аппаратное и программное обеспечение автоматизированных рабочих мест энергодиспетчера центрального энергодиспетчерского пункта дороги и дистанции электроснабжения.

Объект и методы исследования. В работе в качестве объектов исследования выбраны энергодиспетчерские круги Московской, Октябрьской, Северной, Куйбышевской железных дорог. Теоретические исследования базируются на основных положениях и методах математической статистики, математического моделирования, теории передачи информации, теоретических основ электротехники.

Научная новизна 1. Произведен статистический анализ основных функций энергодиспетчера, осуществляющего оперативное управление работами в системе электроснабжения электрических железных дорог.

2. Разработаны математические модели информационных процессов оперативного управления системы электроснабжения электрических железных дорог, позволяющие оценить временные параметры для новых технологий оперативного управления электроснабжением.

3. Предложена методика формирования типовых заявок для работ на контактной сети.

4. Сформулированы критерии рациональной конфигурации типовых заявок для работ на контактной сети, учитывающие способы выделения секций.

5. Предложены принципы модернизация системы телемеханики с передачей команд телеуправления и сообщений телесигнализации в цифровых протоколах по существующим тональным каналам связи, а диагностической информации и телеизмерений с использованием сетей ОАО «РЖД».

6. Предложена концепция динамического щита телесигнализации.

Практическая ценность. Повышение производительности труда энергодиспетчеров и обеспечение безопасных условий производства ремонтных, аварийно-восстановительных работ в системе электроснабжения электрических железных дорог за счёт использования компьютерных технологий как в действиях энергодиспетчера, связанных с переключением аппаратуры и контролем её состояния, так и при документировании различных процедур его оперативной работы.

Реализация результатов работы. По результатам проведенных исследований разработано программное и аппаратное обеспечение ЦЭДП и автоматизированного рабочего места энергодиспетчера АРМ ЭЧЦ.

Программное обеспечение передано в ОФАП. По сети дорог РФ внедрено АРМ ЦЭДП дороги, в состав которых входит более 150 АРМ ЭЧЦ.

Программное и аппаратное обеспечение АРМ ЭЧЦ вошло в состав диспетчерского полукомплекта системы телемеханики МСТ-95, выпускаемой заводом МЭЗ ОАО РЖД. Изготовлено и поставлено на дороги более комплектов телемеханики. Разработана методика составления типовых заявок. Типовые заявки, составленные по предложенной методике, используются на дистанциях электроснабжения Куйбышевской, Московской и Восточно - Сибирской железных дорог.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практической конференции Неделя науки – 2008 «Наука – Транспорту» в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) в 2008 году.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы, опубликованы в шести научных трудах, из них одна публикация в издании рекомендованном ВАК:

Электроника и электрооборудование транспорта. 2009. №4.

Объем работы. Диссертация состоит из главы, посвященной обзору и анализу существующих методов и технических решений по автоматизации энергодиспетчерского управления, шести глав основного содержания работы, заключения, трех приложений и списка литературы. Работа общим объемом 210 страниц содержит 150 страниц основного машинописного текста, рисунков, 26 таблиц, в перечне использованных источников 40 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен обзор методов и технических решений по автоматизации энергодиспетчерского управления.

Обеспечение безопасных условий работ, проводимых по хозяйству электроснабжения, в значительной мере осуществляет энергодиспетчер, поэтому нужен анализ работы энергодиспетчеров различных уровней управления в современных условиях, с использованием более свежих статистических данных. Исследование оперативной работы энергодиспетчера с использованием метода моделирования информационных процессов позволит оценить временные параметры его работы и определить основные направления автоматизации.

В 90-е годы на электрифицированных железных дорогах стали широко внедряться новые системы телемеханики. В системе телемеханики МСТ-был заложен ряд новых принципиальных решений. Однако расширение функциональности системы телемеханики невозможно без перехода на современные цифровые протоколы и форматы передачи данных. Система телемеханики АСТМУ, разработанная НИИЭФА – это аппаратура, которая принципиально отличалась от ранее выпускаемой телемеханики применением цифровых протоколов передачи данных и использованием микроконтроллеров в оборудовании контролируемых пунктов. Внедрение указанной аппаратуры было затруднено используемыми принципами организации системы связи. В системе телемеханики АМТ, разработанной специалистами МЭЗ ОАО РЖД, используются высокоскоростные сети передачи данных и протоколы ТСР/IP. Использование такого подхода вызывает трудности при подключении контролируемых пунктов, удаленных от точек подключения к сети. Действующие отраслевые документы не предусматривают применение протоколов ТСР/IP для телеуправления. Таким образом, нужна такая структура системы телемеханики, которая обеспечит использование существующих каналов связи телемеханики, повышение уровня защиты передаваемой информации и расширение функциональности.

Оснащение энергодиспетчера автоматизированным рабочим местом (АРМ ЭЧЦ) позволяет избежать большого количества рутинных действий ЭЧЦ по оперативному управлению и документированию различных видов его производственной деятельности. Несмотря на наличие на сети дорог АРМ ЭЧЦ обеспечивающих программную реализацию указанного метода, он не используется в должной мере. Одна из причин – трудности при подготовке типовых заявок. Для упрощения подготовки типовых заявок необходима разработка универсальной методики.

Повышению эффективности управления системой электроснабжения способствует создание центральных энергодиспетчерских пунктов в составе ЕДЦУ дороги. Использование для передачи информации корпоративной сети может обеспечить получение на ЦЭДП не только телесигнализации, но и всей информации об оперативной работе участковых энергодиспетчеров.

Выполнен обзорный анализ методов и технических решений в области автоматизации работы энергодиспетчера в работах Е.Е.Бакеева, О.В.Грибачева, Ю.И.Жаркова, В.В.Иванова, В.Я.Овласюка, А.В.Саморукова, Ю.Г.Спивака, Н.Д.Сухопрудского и др.

Во второй главе выполнен анализ задач диспетчерского управления электроснабжением железнодорожного транспорта, дана классификация оперативных действий энергодиспетчеров различных уровней управления, выполнен количественный анализ обслуженных заявок и согласований на работы для энергодиспетчерского круга дистанции электроснабжения.

Рис.1 – Классификация оперативных действий энергодиспетчера дистанции электроснабжения.

Энергодиспетчер осуществляет оперативное управление системой электроснабжения в пределах своего уровня. Чем ближе уровень иерархии в централизации к перевозочному процессу, тем более детальные и конкретные функции возлагаются на энергодиспетчеров. Анализируя задачи, возникающие перед энергодиспетчерами различных уровней управления, необходимо исследовать оперативные действия в различных аспектах их деятельности. На рис.1 представлена классификация оперативных действий энергодиспетчера дистанции электроснабжения. В работе основной объект исследования - это блок №1.

Одной из основных задач энергодиспетчера является своевременное обслуживание работ на контактной сети, оформленных в виде рабочих заявок.

Именно от максимального количества заявок, обслуженных энергодиспетчером за сутки, зависит надежная и безаварийная работа системы электроснабжения, а определение максимальной оперативной нагрузки энергодиспетчера за сутки, является определяющим фактором для автоматизации его работы. На рис. 2 показана гистограмма частоты предоставления максимального количества окон для работ на контактной сети за сутки k, по результатам статистического опыта для ЭЧЦ-Октябрьской дороги за 3,5 года. В статистическом опыте использовано реализаций.

Рис. 2 – Гистограмма максимального количества окон для работ на контактной сети за сутки На рис. 3 представлен максимальной количество обслуженных ЭЧЦ заявок за сутки работы энергодиспетчерского пункта. Анализ произведён по материалам оперативной деятельности ЭЧЦ-12 Октябрьской железной дороги за 3,5 года. Выявлена связь между общим количеством обслуженных заявок n за месяц работы ЭЧЦ и максимальным количеством обслуженных заявок nксmax для работ на контактной сети за сутки.

Рис. 3 – Зависимость максимального количества заявок в сутки от общего количества обслуженных заявок в течение месяца Рассчитан максимальный объём заявок, реализованных ЭЧЦ за сутки для Куйбышевской и Московской дорог.

В третьей главе представлены результаты математического моделирования плановых работ по текущему содержанию и ремонту, занимающих наибольшее время оперативной работы ЭЧЦ. Плановые работы включают следующие процедуры: «согласование» работ; «прием и обработка» заявок на работы; «обеспечение» работ.

Рис. 4 – Модель информационного процесса «согласование работы в системе электроснабжения» Используем метод исследования логических схем информационных процессов, который позволяет оценить временные характеристики процесса.

Согласно методу осуществляется синтез некоторой логической схемы, адекватной исследуемому информационному процессу, включающей «типовые» элементы и логические связи. Логическая схема процедуры «согласования» энергодиспетчером работ представлена на рис. 4.

Каждый блок на схеме – рабочая операция:

1 – обращение клиента (производителя) к энергодиспетчеру с временными параметрами: – среднее время обращения, – дисперсия;

m1 4 – формирование акта «согласования» энергодиспетчером работы с параметрами: и ;

m2 5 – регистрация «согласования» в оперативном журнале или на мониторе АРМ с параметрами и 5 ;

m5 6 – длительность передачи по селектору факта «согласования» с параметрами и ;

m6 Цикл Ц1 содержит:

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»