Szerkesztő:Ashmelia/Elektronikus biztosítóberendezés
Az elektronikus biztosítóberendezések jellemzően mozgó alkatrész nélküli, formális logikára támaszkodó, nagybiztonságú rendszerek, melyeket speciális, a vasutak érdekeinek megfelelő hardver és szoftver jellemez.
A kifejlesztés szükségessége[szerkesztés]
A hagyományosnak tekintett, mechanikus vagy jelfogófüggéses biztosítóberendezések működése során számos alkatrész kopik, törik. Ezeket pótolni, karbantartani szükséges, amelyet nagy élőmunkaigény jellemez. Ha egy ilyen berendezéssel felszerelt vasúti szolgálati hely átépül, komoly tervezési és kivitelezési munka szükséges, hogy az új vágányhálózathoz illeszthető legyen a berendezés. Célszerűnek mutatkozott nyitni a már elérhető számítógépes rendszerek felé, kezdetben csak a visszajelentő-naplózó funkciók, később a teljes rendszer szintjén.
Elméleti háttér[szerkesztés]
Az elektronikus biztosítóberendezés élesztése során a rendszer architektúrája miatt nincs lehetőség a biztonságkritikus funkciókat olyan mélységben vizsgálni, mint arra a korábbi berendezések esetén lehetőség volt, ezért a megfelelőséget a tervezés, gyártás megfelelően magas színvonalával (és dokumentálásával) kell biztosítani.
Mivel a rendszerelemek megbízhatósága külön-külön nem vizsgálható úgy, mint azt pl. a II. osztályú jelfogók esetében megszoktuk, szükséges akár hardveres, akár szoftveres redundanciát alkalmazni. Ennek lényege, hogy párhuzamosan két (vagy több) hardvert, szoftvert alkalmazunk, melyeket egymáshoz képest folyamatosan összehasonlítunk.
Hazánkban telepített berendezések[szerkesztés]
- SIMIS C: Tata (1997).
- SIMIS IS:
- 2-es vonal: Óbuda (2015.08.20), Solymár (2015.08.20), Pilisvörösvár (2015.08.20), Őrhegy (2015.08.20), Piliscsaba (2015.08.20);
- 30-as vonal: Nagytétény (2013), Tárnok (2003), Martonvásár (2013), Kápolnásnyék (2013), Gárdony, Ódinnyés (2013);
- 100-as vonal: Cegléd, Abony elágazás, Szajol, Törökszentmiklós elágazás;
- 120-as vonal: Tiszatenyő elágazás, Tiszatenyő, Kétpó forgalmi kitérő.
- 40-es vonal: Háros (2018), Nagytétény-Diósd (2018) Érd elágazás, Érd (2019), Százhalombatta (2021.11.19), Ercsi elágazás (2021.11.26), Iváncsa (2021.11.28), Pusztaszabolcs (2021.12.04)
- ILTIS: Veresegyházi KÖFI.
- SICAS ECC: M2-es metró (2012), M4-es metró (2014)
- Elektra1:
- 1-es vonal: Almásfüzitő felső (1998), Komárom (2006), Komárom-Rendező (2006), Hegyeshalom (2000);
- 15-ös vonal: Nagycenk (2006), Lövő (2006), Bük (2006), Acsád (2006);
- 25-ös vonal: Zalaszentiván elágazás, Zalaszentiván, Pókaszepetk, Zalabér-Batyk, Ötvös forg. kit., Ukk, Andráshida elágazás, Andráshida, Zalacséb-Salomvár (2002), Zalalövő (2002), Pankasz mrh. (2002), Őriszentpéter (2002), Hodoš;
- 26-os vonal: Nemeskeresztúr, Jánosháza mrh., Jánosháza elágazás;
- 100-as vonal: Pestszentlőrinc (2009), Vecsés (2006), Üllő (2006), Monor (2006);
- HÉV: Boráros tér (2000), Csepel (2000).
- Elektra2:
- 1-es vonal: Győr (2008);
- 21-es vonal: Ják-Balogunyom, Egyházasrádóc, Körmend, Csákánydoroszló, Alsórönök, Szentgotthárd;
- 30-as vonal: Székesfehérvár (2016);
- 70-es vonal: Vác (2014);
- 120-as vonal: Békéscsaba (2015);
- HÉV: Batthyány tér (2007), Aquincum elágazás (2007), Békásmegyer (2007)
- Nem besorolt:
SZALAD (Szajol - Püspökladány) (2015); Gyoma - Békéscsaba (2015);
Rendszertechnika[szerkesztés]
Siemens SIMIS rendszerek[szerkesztés]
A kezelőfelület neve: ILTIS, Tatán Windows alapú, VMS-en fut, Digital Alpha processzoron.
Létező megvalósítások:
SIMIS: Sicheres Mikrocomputersystem von Siemens
- SIMIS-D (Deutsche Bahn AG részére)
- SIMIS-C (kompakt felépítésű)
- SIMIS-IS (Interlocking Small)
- SIMIS-W (Weltmarkt, ugyanazt az ECC-platformot használja, mint a SIMIS-IS)
- SIMIS-LC (Level Crossing) - sorompó rendszer: 15 db. ilyen települt 2013-ban a 30-as vonalon Kelenföld (kiz.) - Székesfehérvár (kiz.) szakaszon.
- A városi vasutaknál is alkalmazott SICAS ECC platform hardveresen megfelel a SIMIS IS-nek.
SIMIS-C[szerkesztés]
A Siemens első nagy sorozatban gyártott elektronikus biztosítóberendezése. Kifejlesztése már az 1980-as években elkezdődött, az első sötétüzem 1986-ban történt. Svájcban az első berendezést 1989-ben, Chiasso állomásán adták át(forrás: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronisches_Stellwerk). Európában sok helyen alkalmazzák: Németország, Svájc, Hollandia, Norvégia, Nagy-Britannia, illetve Magyarországon Tata állomáson (első hazai elektronikus biztosítóberendezés).
Központi számítógépe (EKIR) köré vannak szervezve a körzeti számítógépek (BSTR). Az EKIR a konfigurációs adatokat tárolja, illetve olyan feladatokat végez, melyeket csak központilag lehetségesek. A BSTR-ek valósítják meg a biztosítóberendezési logikát, a vágányúti logika nyomvonal-elvű. Az alkalmazott buszrendszer biztonsági buszrendszer, erre kapcsolódnak a buszvezérlő (SBUZ) stb. számítógépek (SSR stb.) is.
A SIMIS-C számítógépei:
- EKIR (Eingabe-, Kontroll- und Interpretationsrechner)
Az EKIR tárolja a berendezés-specifikus adatokat, átveszi az ILTIS kezelőfelülettől a parancsokat, illetve átadja az ILTIS-nek a visszajelentéseket, feltölti és konfigurálja a körzeti számítógépeket, a központi biztosítóberendezési funkciókat végrehajtja (pl. váltóállító lánc). 2×(2v2) kiépítésű.
- BSTR (Bereichsstellrechner, körzeti állító számítógép)
Az állomás egy-egy körzetében található külső téri objektumok vannak egy-egy számítógépre bízva. A szomszédos BSTR-ekkel együttműködik, így hozza létre a nyomvonalelvű logikát. Tatán 2v2 kiépítésben épült, de elvi lehetősége van a 2×(2v2)-nek is.
- SSR
A biztonsági szempontból fontos adatok tárolása történik itt, a BSTR kiesésének esetére (pl. váltók lezártsági állapota).
- KGS
Kapcsolattartó számítógép, az ILTIS-szel és a diagnosztikai géppel tartja a kapcsolatot.
Külön elemvezérlő-jellegű kialakítással történik a váltók és a jelzők állítása. A jelzők esetében tisztán elektronikusan, a váltók és a többi periféria (pl. sorompók) esetében jelfogós illesztéssel. A Magyarországra szállított kiépítésben a 75 Hz-es nemzeti jelfeladáshoz szükséges információkat itthoni fejlesztésű PLC vezérlő biztosítja.
SIMIS-IS[szerkesztés]
A SIMIS-IS számítógépei ún. profibus-ra (EIM bus) kapcsolódnak. Mai berendezésekben a Profibust felváltotta az ethernet hálózat, a korai SIMIS IS berendezések is át lettek alakítva (Cegléd, Szajol). Erre kerülnek felfűzésre a SIMIS-PC-k és az ECC számítógépek. Az egyik ECC számítógép része a kezelő és megjelenítő interfész (ODI); ehhez a számítógéphez csatlakozik egy másik profibus vagy Ethernet hálózat, amihez a kezelő és megjelenítő rendszer kapcsolódik. Mindegyik számítógépen a COM kommunikációs berendezés biztosítja a kommunikációt, a CU vezérlőegység (ECC esetén CU, PC esetén PC CU) pedig a processzort tartalmazza. Az ECC számítógépek ezen kívül az EIM (eleminterfész) kártyákat (perifériavezérlő kártyákat) tartalmazzák.
A SIMIS-PC (SIMIS-IS-hez) hardver- és szofverdiverzitása: Feladata a biztosítóberendezési logika megvalósítása. A teljes állomási biztosítóberendezés logikai függőségeit a PC szint látja el. Az alkalmazott vágányúti logika táblázatos, vágányutas elvű (de nem nyomvonalas). 2×(2v2) azaz 2 × kettő a kettőből kétcsatornás rendszer: hardver diverzitás: Intel vs. AMD processzor; szoftver diverzitás: Windows 2000 vs. Linux.
ECC (elemvezérlő) számítógépek: 2v3 (azaz három a kettőből) felépítésűek a növelt rendelkezésre állás érdekében: egy csatorna kiesésekor a másik kettő csatorna továbbra is működőképes, ez a leállt csatorna üzem közben is cserélhető. A hardverbázist 486-os processzorok jelentik. Ehhez csatlakoznak a kommunikációs kártyák (öt fajta), a CU kártya (processzort tartalmazza) és a kommunikációs kártyák.
A SIMIS-IS perifériavezérlői (ECC perifériavezérlő kártyák):
- SOM - jelzővezérlő kártya (1 kártya = 8 fénypont);
- POM - váltóvezérlő kártya (1 kártya = 1 váltó);
- INOM - univerzális ki- és bemeneti modul opto-leválasztással (8 biztonsági vagy 16 nem biztonsági ki-bemenet);
- UNOM - univerzális ki- és bemeneti modul jelfogós leválasztással (8 biztonsági ki-bemenet).
- UCOM-I - 4 csatornás ISDN modem kártya ami a kihelyezett jelzővezérlőkkel (MSTT) kommunikál.
A SIMIS-IS rendszerhez alkalmazott grafikus fejlesztőrendszer neve GRACE. Ezzel a moduláris felépítésű fejlesztőrendszerrel a jelfogós technikáknál megismert módszertanhoz nagyon hasonlóan lehet a biztosítóberendezési logikát leírni. Az ebből generált szimuláció alapján a megrendelővel a kért termék egyeztethető, a biztosítóberendezés kódja ebből generálható (Pascal86 kódolással).
SIMIS-W[szerkesztés]
A rendszer alapjai az ACC számítógépek. Ez biztosítja a perifériavezérlést, ez valósítja meg a biztosítóberendezési logikát 486-os processzorokon. A vágányúti logika nyomvonalelvű. Az ACC számítógépek kommunikációját ún. biztosítóberendezési busz (IL-bus) biztosítja. A tengelyszámlálók és más elektronikus egységek közvetlenül az IL-bus-ra csatlakoztathatóak. A kialakítás 2v2 vagy 2v3 lehet. A perifériavezérlők (EIM kártyák) egyeznek a SIMIS-IS-nél alkalmazottakkal.
A rendszer érdekessége, hogy csak annyi ACC számítógép kerül telepítésre, amennyit az állomás mérete indokol. A kezelés-visszajelentés (O&D) és a diagnosztika céljára tetszőleges rendszer illeszthető az IIC/OMC interfészen keresztül.
Alcatel Elektra rendszerek[szerkesztés]
Az első Elektra-1 berendezést Fribourg (CH) állomáson adták át 1997 novemberében (forrás: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronisches_Stellwerk). Az alkalmazott kétfajta szoftver a CHILL és a Pamela. Előbbi egy eljáráselvű, telekommunikációs célra kifejlesztett nyelv (CHILL = CCITT High Level Language). Itt a programrészek csak adott sorrendben követhetik egymást, a feltételek az eljárások részeiként kerülnek a programba ágyazásra. Ezzel szemben a Pamela szabály-orientált nyelv, azaz: ha a feltétel bal oldala teljesül, a program a jobb oldalt végrehajtja. Míg a CHILL sorban halad a kódon, a Pamela minden időpillanatban minden feltételt egyszerre vizsgál.
Az Elektra1 hardverbázisa 486-os processzorra épül. A vágányúti logika táblázatos, vágányutas elvű.
Az Elektra2 kifejlesztését a pont-pont összeköttetések mellőzésének szándéka és korszerűbb hardverek alkalmazhatósága indokolta. Hardverbázisa ipari Pentium processzorral szerelt számítógép. A számítógépeket LAN hálózat köti össze, a perifériaszint könnyebben skálázható a buszrendszerű összeköttetés miatt.
A kezelőfelület (MMI, újabban HMI) neve: EBO, EBO2.
Az EBO2 egy ipari pc-n fut (Intel kompatibilis processzorral, Pentium MEN D2 alaplappal), Linux operációs rendszerrel, és legalább egy, legfeljebb négy monitorral, valamint billentyűzettel, egérrel. A kezelői szint a kereskedelemben kapható eszközökből épül fel. A kezelői szint redundáns LAN hálózatra kapcsolódik, szükség esetén a pc-k között átkapcsolóegységgel.
Az eseményrögzítő neve ESM Elefant.
Az EBO2 és a CC szint között TCP/IP protokollon küldött CHILL jelekkel történik a kommunikáció.
Elektra1 szintjei:
Mindegyikből kettő van:
- VC szint: Video Control (ezen belül: SGIOS, MV, GV, COM)
- CC szint: Central Control (ezen belül: AC, OC, IC, GC)
- PC szint: Peripheral Control (ezen belül: PP, EP, Scanner, POB)
VCA, VCB, CCA, CCB, PCA, PCB.
RCU-hoz kapcsolódik az SSU.
Üzemviteli rendszer neve: BOS. Együtt: Elektra-BOS.
A menetrendi üzemet az AULI rendszer biztosítja.
Elektra2 szintjei:
Mindegyikből kettő van, a két csatornának megfelelően:
- CC szint: Central Control
- EC szint: Element Control
- IC szint: Interface Control
Az A csatorna neve logikai csatorna, a B csatorna neve biztonsági csatorna.
A menetrendi üzemet a GRAULI rendszer biztosítja.
Programozott tolatási mozgások (szalasztások, átállások): ABUM.
A forró és a meleg tartalék között az a különbség, hogy a meleg tartalék csak leállással tudja átvenni a feladatokat.
- CC
Létezik CC1 és CC2, ezeken együtt fut az A és B csatorna. A tartalékok meleg tartalékok.
- EC
Az EC1, EC2, ..., ECx forró tartalékok, A és B csatorna fut.
- IC
Két csatornás kialakítású.
Lehetséges kártyák:
- Váltóvezérlő egység - 3 kártya
- Főjelzővezérlő egység - 4 kártya (LAM2C, 1. LAM3C, 2. LAM3C, 3. LAM3C)
- Előjelzővezérlő egység - 2 kártya
- SIGWBG, Ismétlőjelző-vezérlő egység - 2 kártya (2 kártya = 1 ismétlőjelző)
- Tolatásjelző-vezérlő - 1 kártya
- Tengelyszámlálóismétlő
- Sorompó
- Hívásfeloldó-vezérlő egység - 2 kártya (1 REM (ESABG) kártya 2 HiF-enként, minden HiF-hez egy LAM3C (LABG2C))
- Univerzális bemeneti egység
- Univerzális kimeneti egység
- 75 Hz-es jelefeladás-vezérlő
- 75 Hz-es sugárzókábel-vezérlő
- Áramellátási kártya
- Előjelzésátviteli kártya
- Kulcsos váltó vezérlő
- DGP
Ebből egy kerül telepítésre.
- SSU
Az SSU1 és SSU2.
A CC szintek meleg tartalékként, az EC szintek forró tartalékként kerülnek telepítésre. Az IC szinten egy ICA-ICB páros négy elemkártyát(EC) tud üzemeltetni: IF1-IF4. Egy-egy elemkártya 21-21 interfész-kártyát (IC) tud üzemeltetni. Tehát egy CC 4×4×21=336 IC kártyát tud üzemeltetni.
A távolsági kommunikáció X.25-ös protokollon zajlik, az EC-IC kommunikáció TTP (Time-Triggered Protocol) elvű.