Технологии N 1/2 2005 год

Перспективная АСДУ: структурная схема

В предыдущих публикациях по теме (см. "Омнибус" (N8, 2004 г.) и 12 за 2004 г.) были представлены обзор действующих систем и некоторые замечания о способах повышения качественных показателей и расширения функционального наполнения АСДУ при одновременном снижении себестоимости. Обобщая предложенные ранее концепции, переходим в практическую плоскость: ниже приводится описание варианта структуры перспективной системы диспетчерского управления.

 Существует два основных критерия выбора конечной схемы проекта: объем решаемых АСДУ задач и финансовые возможности предприятия, на котором внедряется система. Очевидным является то, что небольшие транспортные организации вряд ли смогут позволить себе полнофункциональную систему. Крупным объединениям под силу разработка АСДУ в максимальном составе решаемых задач. Рассмотрим такую систему подробнее.

Основной элемент оборудования ПЕ - контроллер, роль которого возложена на КПК (карманный персональный компьютер). Контроллер управляет работой подключенных к нему устройств, накапливает маршрутную и телеметрическую информацию между сеансами связи. На представленной структуре КПК содержит в своем составе интегрированный GPS-приемник, который с заданной периодичностью определяет географические координаты ПЕ. GPS-приемник может иметь и внешнее исполнение. В этом случае он будет подключаться через USB-концентратор. Необходимость использования концентратора продиктована ограниченным набором портов ввода/вывода типового КПК. Устройств для подключения достаточно много, а в распоряжении проектировщика, при использовании недорогого карманного компьютера - в лучшем случае один Com плюс, один USB порт. Помимо GPS-приемника, в состав оборудования ПЕ входят средства связи с диспетчерским пунктом (ДП) и датчики телеметрии. В качестве средств связи можно использовать высокоскоростные радиомодемы, либо платы RagioEthernet. Датчики представляют собой простейшие резистивные или индукционные устройства вида "перемещение"-"цифровая последовательность для USB порта (код либо частота)". Это достаточно простая задача, поскольку к телеметрическим устройствам не предъявляются высокие требования по точности. Десятипроцентная погрешность в показаниях вполне допустима. Датчики наполняемости можно разместить на рессоре ПЕ, уровень топлива снимать с показаний приборной доски. Устройства телеметрии - это единственные элементы структуры, которые, возможно, придется либо в заказном порядке изготовить, либо изыскать возможность и доработать серийные датчики для их подключения к портам USB.
Помимо указанных устройств, в структуру включено дополнительное оборудование, которое не связано непосредственно с задачами диспетчерского управления, но широко используется на городском транспорте. Это речевой информатор для оповещения пассажиров об остановочных пунктах и информационное табло для отображения номера и наименования маршрута. Каждое из этих устройств содержит контроллер. В предлагаемой структуре один единственный КПК используется для реализации всех перечисленных функций.
Поскольку одни и те же аудиовыходы нельзя использовать одновременно, громкоговорящая связь (ГГС) салона и гарнитура голосового канала АСДУ соединяются с КПК через простейший коммутатор, который по мере необходимости подключает либо гарнитуру, либо ГГС. При этом КПК полностью выполняет функции речевого информатора (программное обеспечение контроллера следует дополнить стандартными средствами воспроизведения MP3-файлов). Функции табло КПК выполняет частично (собственно матрица остается прежней, но существенно снижается себестоимость аппаратного комплекса ПЕ за счет использования КПК в качестве программирующего устройства матрицы).
Часть оборудования ПЕ, которая не относится к системе диспетчерского управления, выделена на рис.2. зеленым цветом.

Описание работы системы

Подводя итоги, можно кратко описать основные достоинства представленной структуры, которые выгодно отличают ее от известных аналогов:

•   в рассмотренной системе используются только серийно выпускаемые компоненты зарубежного производства. Структура не содержит заказных элементов, разработанных и изготовленных заказчиком (за исключением датчиков телеметрии). Это, во-первых, в значительной степени увеличивает надежность системы; во-вторых, делает возможным выполнения существенной части проектных и монтажных работ собственными силами транспортного предприятия. Относительно невысокая себестоимость серийного оборудования сводит ремонт в процессе будущей эксплуатации к "отверточной" технологии - замене неисправного устройства на новое;
• в представленной структуре используются стандартные физические порты для соединения отдельных компонентов с контроллером и, как следствие, стандартные протоколы обмена информацией. Это делает универсальной систему в целом, упрощает разработку, последующие модернизации и открывает возможность проектирования "гибридных" АСДУ. Например, в переходном варианте от одной системы к другой можно использовать различные виды связи на отдельных ПЕ. На практике это означает, что к контроллеру можно легко подключить любые каналообразующее средства (скоростные модемы, блоки RadioEthernet, транкинговую радиостанцию). При этом практически ничего в работающей системе изменять не нужно, достаточно обеспечить на диспетчерском пункте установку и согласование адекватного оборудования;
• в рассмотренной системе используется совмещение различных вспомогательных устройств, которые не относятся к АСДУ, но используют ресурсы КПК. Известно, что речевые информаторы и информационные табло в случае их автономного исполнения имеют достаточно высокую себестоимость. Передача различных функций общему контроллеру существенно снижает себестоимость оборудования ПЕ. Производительности среднего КПК будет вполне достаточно и в случае дальнейшего увеличения количества подключаемых к нему устройств. Например, в состав оборудования ПЕ можно добавить бегущую строку. Подобные устройства иногда устанавливаются внутри салона для вывода информации и рекламы;
• в предлагаемом варианте АСДУ не используются платные каналы связи. В последнее время достаточно популярно при проектировании подобных систем предлагать готовые решения, например спутниковые каналы связи, либо сотовые на базе SMS-сообщений. Это удобно для разработчика и надежно по сути, но даже льготные тарифы (специально предлагаемые транспортным предприятиям для диспетчерских задач) на практике могут привести к значительному удорожанию эксплуатационных расходов и нивелировать все достоинства системы. Возможно, со временем использование таких каналов связи станет экономически обоснованным, тем более, в последние годы прослеживается стабильная тенденция снижения стоимости телекоммуникационных услуг.