Материалы X международной (тринадцатой екатеринбургской) научно-практической конференции 14 - 15 июня 2004 года

Автоматизированная система диспетчерского
управления и контроля на современном этапе развития и функционирования ГОТ

Ю.М. Коссой, В.Н. Ширин

Значительные объемы пассажироперевозок, большая протя-женность маршрутной сети и, вместе с тем, ограниченность воз-можностей большинства городов по обеспечению необходимого уровня транспортной работы определяют особую важность со-вершенствования методов и средств контроля и управления дви-жением ГОТ. Как в Российской Федерации, так и за рубежом, эти процессы развиваются преимущественно в направлении внедре-ния информационных технологий и современных средств связи.
Обмен информацией (речевой и цифровой) между диспет-черским персоналом центра управления движением и водителями ПС, находящимися на маршрутной сети дает возможность значи-тельно повысить эффективность контроля и управления движе-нием, полностью исключить линейный персонал и диспетчеров конечных станций, снизить текущие эксплуатационные расходы, повысить регулярность движения и точность соблюдения мар-шрутных расписаний. На маршрутной сети города организуется один центральный или несколько районных диспетчерских пунк-тов управления движением, оборудованных вычислительными средствами и системами связи, которые обеспечивают обмен ин-формацией со всеми контролируемым данным пунктом единица-ми ПС. Водитель ПЕ, выходящей из депо или начинающей дви-жение на маршруте, обязан сообщить диспетчеру управляющего центра о начале своей работы (зарегистрироваться) и в дальней-шем строго следовать распоряжениям диспетчера и передавать ему любую информацию, связанную с внештатными ситуациями на маршруте, в речевом режиме или путем формализованных со-общений в цифровом режиме. На аппарат диспетчерского управ-ления ложатся также задачи составления расписаний по данным изучения пассажиропотока, определение необходимого количе-ства ПС в линии, разработка оптимальных маршрутов, обеспече-ние регулярности движения и обработка, с последующим анали-зом, результатов исполненного движения.
Практика ряда транспортных предприятий подтвердила це-лесообразность создания информационно-диспетчерских центров (ИДЦ), при необходимости, с сетью информационно-диспетчерских пунктов (ИДЦ), в задачи которых входят: органи-зация сбора и комплексная обработка входной информации; оформление и выдача выходной информации; выдача запросной информации; организация функционирования систем информа-ционного, технического и математического обеспечения; оптими-зация информационных потоков.
Очевидно, что полноценное решение поставленных задач не-возможно без применения информационных технологий и вне-дрения коммуникационных систем и средств автоматизации управления транспортным процессом. Общепринятый стандарт при построении таких систем предполагает необходимость ос-новных принципиальных технических решений:
- автоматическое определение местоположения ПЕ на маршру-те;
- автоматический контроль за соблюдением заданного графика движения;
- выдача управляющих воздействий по восстановлению нор-мального движения на маршруте в случае его нарушения и сбоев;
- цифровой и речевой обмен информацией по радиоканалам между центром управления и каждой ПЕ на маршруте;
- отображение процессов движения ПЕ по маршруту в центре управления;
- статистическая обработка данных, характеризующих процесс движения.
Процесс развития систем контроля и управления маршрути-зированным транспортом в городах России насчитывает уже бо-лее 30 лет, первые шаги на базе применения индуктивных датчи-ков в контрольных пунктах (так называемые петли индуктивно-сти на осветительных опорах для автобуса и в межрельсовом пространстве для трамвая) были предприняты в 1972 году в г.Тюмени (автобус) и в 1973 году в г.Горьком (трамвай). Затем появились аналогичные, а в 80-х годах более сложные системы, с использованием радиоканалов и бортовых компьютеров в Наль-чике, Свердловске (Екатеринбурге), Москве, Воронеже, Омске, Ульяновске, Горьком (Нижнем Новгороде) и ряде других горо-дов.
Существует несколько как бы параллельных классификаций этих систем по ряду признаков (средствам технического обеспе-чения, способу передачи данных, назначению системы, ее функ-циональным возможностям и т.д.). Современная концепция науч-ных подходов к проблеме, на наш взгляд, в числе прочих исход-ных положений, должна исходить из отрицания правомерности таких классификаций. Действительно, что означает в содержа-тельном смысле подразделение систем, например, по функцио-нальному признаку на системы с непрерывным, выборочным или отсутствующим мониторингом, с непрерывным или дискретным режимом контроля, с активным или пассивным контролем, нако-нец, с наличием или отсутствием возможности обмена информа-цией? Строго говоря, все сводится только к трем альтернативным оценкам:
функциональной пригодности, ограниченной функциональ-ной пригодности и функциональной непригодности. Аналогично можно задать вопрос: какой смысл классифицировать системы по способу передачи данных – по проводам контактной сети, по го-родским телефонным проводам, по автономной проводной сети, в режиме радиосвязи? И дать аналогичный ответ: все это последо-вательные этапы, сменявшие друг друга по мере совершенство-вания технического обеспечения системы. И так далее. Автома-тизированная система управления и контроля движением должна объединить в себе все три обязательных блока: АСОК (оператив-ный контроль), АСОИ (обработка информации), АСДУ (диспет-черское управление). И классификация целесообразна лишь по назначению (оперативное управление с непрерывной или дис-кретной – по КП - выдачей управляющих воздействий в реальном режиме времени и накопительно-аналитическое) по реконструк-тивным возможностям (возможности или невозможности расши-рения сферы действия или переключения на другие виды транс-порта на модульной основе), по конкретным инженерным реше-ниям и типам применяемого оборудования. Очевидны при этом преимущества систем, допускающих непрерывный мониторинг и достаточно высокую степень приспособляемости к изменениям условий эксплуатации. Приходится, правда, при всей категорич-ности этих утверждений допускать вынужденную целесообраз-ность в определенных условиях считаться с финансовыми воз-можностями предприятий и принимать промежуточные варианты решений, но делать это осознанно, заведомо соглашаясь и с огра-ниченностью возможной эффективности.
В значительной мере изложенным концептуальным требова-нием отвечает реализованная в МУП «Нижегородэлектротранс» система диспетчерского управления и контроля (СДУиК), дейст-вующая на базе использования Глобальной системы спутниковой навигации.
Оборудование информационно-диспетчерского пункта (ИДП) СДУиК состоит из приемо-передающего оборудования (ППО) радиостанции любого класса, включая сотовую связь (в данном случае на базе «Алтай ЦС-3М» 8 дуплексных каналов), компьютера с радиомодемом и автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров и оператора АСУД, которые объедине-ны в единую локальную сеть с файл-сервером. ППО позволяет вести обмен информацией между ИДП и ПЕ в диапазоне радио-частот 300-340 МГц.
В условиях города работа систем радиосвязи в дециметровом диапазоне длин волн сопряжена с множеством помех из-за нали-чия отраженных сигналов (многолучевой характер распростране-ния радиоволн), зон радиотени, различных источников радиоволн с широким спектром излучения и многих других факторов, что приводит в результате к случайным изменениям мощности сиг-нала в точке приема. С целью повышения достоверности переда-чи сообщений в составе программного обеспечения (ПО) радио-модема реализованы процедуры каскадного помехоустойчивого кодирования. При приеме дискретных информационных пакетов на первом этапе выполняется декодирование в режиме исправле-ния ошибок, а на втором этапе для обнаружения возможных ошибок после декодирования используется дополнительная про-верка. Кроме того, в ПО ИДП заложена проверка на достовер-ность поступившего сообщения.
ПО ИДП, разработанное в МУП «Нижегородэлектротранс», включает в себя программы, осуществляющие информационный обмен между ИДП и ПЕ, обработку получаемой информации и интерфейс автоматизированного рабочего места диспетчера (АРМД), а так же пакет «сервисных» программ, позволяющих контролировать работу АСУД, вести учет перемещения оборудо-вания (ПЕ, ремонт, резерв), готовить исходную базу данных и т.д. Оно обеспечивает подключение к одному радиоканалу до шести рабочих АРМД и одно резервное (число АРМД может быть уве-личено коррекцией ПО). Местоположение ПЕ отображается на маршрутных схемах, сгруппированных в территориальные зоны, либо на плане города. Каждое АРМД может контролировать ра-боту до 100 ПЕ в трех территориальных зонах, включающих до 27 маршрутов (по 9 маршрутов в каждой зоне).
Компьютерный пульт позволяет диспетчеру получать опера-тивную информацию о любой ПЕ, получать и передавать форма-лизованные сообщения в режиме передачи данных, а так же пе-реключаться на канал речевой связи. На экран монитора может быть вынесена также масштабная карта города или отдельные ее участки с расположенными на них ПЕ.
Комплекты оборудования для ПЕ разработаны и изготовле-ны по заказу МУП «Нижегородэлектротранс» в ФГУП КБ «Ква-зар» (г.Н.Новгород) и включают в себя:
- мобильную радиостанцию «Алтай АС-НН» с встроенными цифровым модемом и GPS-приемником;
- терминал водителя со съемным пультом, оснащенным инди-каторным табло и кнопками управления;
- источник вторичного электропитания, обеспечивающий галь-ваническую развязку бортовой сети транспортного средства с аппаратурой АСДУ и имеющий защиту от бросков напряже-ния по входу и короткого замыкания по выходу;
- приемопередающую и навигационную антенны;
- конструктивные элементы крепления, обеспечивающие защи-ту от несанкционированного доступа.
Диспетчер в СДУиК располагает постоянной информацией о расположении ПЕ на маршруте, времени ее проследования через последний контрольный пункт, о плановом и фактическом нали-чии ПЕ, месте и времени задержки или простоя, интервалах дви-жения, всех нарушениях графика, аварийных и иных нештатных ситуациях (вызов спецслужб). При необходимости диспетчер может связаться с любым водителем по каналу речевой связи, получить или передать дополнительную информацию, а также передать циркулярную информацию.
На индикаторное табло в кабине водителя в дежурном режи-ме выводится единое время системы, номер маршрута, время прибытия на пункт, отклонение от поездного расписания, а также в запросном режиме время начала и конца смены, обеденного перерыва, время оборотного рейса.
Автоматически ведется электронная ведомость исполненно-го движения, содержащая информацию о продолжительности ра-боты ПЕ, графике работы поездных бригад, изменениях маршру-тов движения; задержках, простоях, возвратах и выбытиях ваго-нов и машин, нарушениях регулярности движения, принятых диспетчером регулировочных мерах. На основе этой информации формируется электронная версия путевого листа.
Внедрение АСДУиК на троллейбусных маршрутах Нижнего Новгорода – в рамках первого этапа в систему включены 107 ПЕ – показало ее высокую эффективность.
Диспетчер, работающий с ПЕ, оснащенными аппаратурой АСУД, видит ситуацию на маршрутах в реальном времени и име-ет возможность более эффективно влиять на нее, внося поправки в график движения на линии, не дожидаясь прихода троллейбуса на конечную станцию. Зная местоположение ПЕ и имея прямую телефонную связь с водителем, диспетчер может изменить мар-шрут движения троллейбусов, не допуская большого скопления их в аварийной зоне. Водители троллейбусов передают информа-цию о возможных местах отказа контактной сети (обрыв растяж-ки, провис контактного провода и т.д.) и способствуют предот-вращению аварийных ситуаций, приводящих к остановке движе-ния. В случае же аварийной ситуации водителю не надо тратить время на поиск исправного телефонного аппарата, чтобы сооб-щить диспетчеру, что в свою очередь сократит время на устране-ние аварии и простоя подвижного состава. По каналу телефонной связи СДУиК неоднократно передавались сообщения о вызове скорой помощи, милиции, пожарной команды при ДТП и в дру-гих случаях.
За один и тот же период времени в троллейбусном депо №1, где на 80% подвижного состава установлено оборудование АСУД, среднее время линейного простоя составило 2,6 часа, в то время как в троллейбусном депо №3, где СДУиК пока не внедре-но -6,2 часа. В троллейбусном депо №2, где число оборудован-ных ПЕ возросло с 5% до 30% среднее время линейного простоя снизилось с 4,4 часа до 2,7 часа.
Очевиден и косвенный эффект внедрения СДУ и К за счет сокращения продолжительности поездки и, в том числе, времени ожидания на остановках и, как следствие, уменьшения «транс-портной усталости» пассажиров. Можно отметить и значимость своевременности информации, не связанной прямо с работой транспорта, той, которая поступает в адрес спецслужб при ис-пользовании оборудования ПЕ в качестве мобильных пунктов телефонной связи для чрезвычайных вызовов общего назначения.
Дальнейшее повышение эффективности СДУиК возможно за счет увеличения парка ПС, оснащенного комплектами ПЕ, более рационального использования оборудования ИДП и неразрывно связано с развитием системы в целом. Прорабатывается и совре-менный путь развития – это переход на сотовую связь стандарта CDMA. Здесь количество ПЕ включенных в СДУиК определяется возможностями оператора и может составлять несколько тысяч. В перспективе на базе уже действующей СДУиК возможно соз-дание общегородской интегрированной системы диспетчерского управления ГОТ.


© S.Waksman 2002.