Концепция межкафедрального учебно-научного инновационного комплекса с возможностью удалённого доступа москва (стр. 3 из 6)
Для освоения программы бакалавриата необходимо проводить лабораторные практикумы как и при подготовке по программе специалист. Для обучения по магистерским программам особое значение имеет проведение научных исследований в различных областях техники. Поэтому лабораторно-исследовательские комплексы ориентированы не только на проведение лабораторных практикумов, но и для проведения научных исследований, результатами которых будет выполнение магистерских диссертаций на высоком уровне. Это позволит студентам непрерывно проходить обучение по двухуровневой системе подготовки. К тому же наличие «обратной связи» между магистерскими работами и научно-исследовательскими комплексами позволит совершенствовать и модернизировать базу для проведения лабораторных практикумов, что приведёт к более эффективной и современной подготовке и бакалавров по двухуровневой системе подготовки, и специалистов при традиционной системе образования.
Наличие логических и функциональных связей между лабораторно-исследовательскими комплексами МУНИК позволяет проводить исследования на стыке научных направлений, т.е. комплексные междисциплинарные научные поиски.
Схема проведения лабораторных практикумов и научных исследований для освоения программ бакалавриата и магистратуры представлена на рис. 2.3.
Рис. 2.3 - Функциональная схема проведения лабораторных практикумов и научных исследований
АРМ «Лаборатория» представляет собой ПЭВМ с установленным специализированным программным обеспечением и интерфейсами, которые связывают его со средствами измерения и диагностики и непосредственно с объектом исследования. Объект исследования меняет своё состояние при управляющих воздействиях от АРМа «Лаборатория» и (или) непосредственно человека. Средства диагностики, датчики и измерительные приборы проводят измерения и диагностирование объекта исследования и передают полученные сигналы (информацию) через соответствующие интерфейсы на АРМ «Лаборатория», не исключая при этом возможности визуального контроля, проводимых измерений. Прикладное программное обеспечение АРМа «Лаборатория» преобразует полученную информацию в результаты измерений и диагностирования и (или) обрабатывает результаты, формирует статистику и отчёты. Подключение ПЭВМ АРМ «Лаборатория» к локально-вычислительной сети (ЛВС) МУНИК предоставляет возможность удалённого доступа к ней.
Взаимосвязи между отдельными частями МУНИК можно представить в виде иерархической структуры (рис. 2.4) на примере существующей лаборатории «Станционных систем автоматики и диспетчерской централизации» (система ДЦ «Диалог»). Системой является совокупность всего потенциала МУНИК и представляет из себя виртуальный участок железной дороги. Подсистемы – отдельные лабораторно – исследовательские комплексы соответствующих кафедр РОАТ.
Виртуальным объектом исследования является комплекс технических средств, макетов, компьютерных моделей и виртуальных объектов, объединённых в основную функциональную структуру системы. Процесс исследования может происходить как отдельно, так и в совокупности с другими объектами. Территориально объект располагается на отдельной кафедре и представляет узкоспециализированный набор технических устройств. В общем случае объект исследования может состоять из следующих элементов:
1. Реальных технических средств – действующие устройства инфраструктуры железнодорожного транспорта;
Рис. 2.4 – Иерархическая структура МУНИК
2. Виртуальных технических средств – устройства, смоделированные посредством компьютерных технологий;
3. Макетов технических средств – устройства, выполняющие функции реальных устройств инфраструктуры железнодорожного транспорта, которые реализованы посредством технических средств и адаптированы для места использования (лаборатории).
К примеру, объектом исследования является действующая лаборатория станционных систем автоматики и телемеханики и систем диспетчерского управления на кафедре «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь». Лабораторная установка представляет собой систему диспетчерской централизации «Диалог», которая осуществляет контроль и управление устройствами СЦБ. В данном случае объект исследования состоит из реальных технических средств (стрелочный электропривод (СП), АРМ ДСП, АРМ ШН), виртуальных технических средств (моделирование движения поездов и действия устройств СЦБ) и макета (релейный статив системы «Диалог», рельсовые цепи). Вся информация о процессе исследования координируется посредством АРМ «Лаборатория».
Таким образом, каждая кафедра реализует укрупнённый объект исследования, выполняющий функции соответствующего подразделения ОАО «РЖД». Взаимоувязка данных объектов в единую систему осуществляется посредством АРМов «Лаборатория», сервера и локальной сети РОАТ.
Причём объектом лабораторных и научных исследований может являться любая система, подсистема, объект, реальное техническое средство, его макет или виртуальная модель, входящие в структуру МУНИК и находящиеся на любом уровне иерархии.
Кафедра «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь» в настоящее время осуществляет обучение по двум направлениям подготовки и четырём специализациям. Поэтому представляется целесообразным организовать на базе кафедры «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь» два лабораторно-исследовательских комплекса: лабораторно-исследовательский комплекс «Ш» и лабораторно-исследовательский комплекс «С». Структурно-функциональная схема указанных лабораторно-исследовательских комплексов приведена на рис. 2.5.
Посредством лабораторного комплекса «С» студенты будут иметь возможность изучать принципы организации и построения оперативно-технологической связи (ОТС) и волоконно-оптических систем передачи железной дороги на основе современного цифрового оборудования: станций ОТС, радиостанций и мультиплексоров, с возможностью их программирования и проведения пуско-наладочных работ. Использование современных измерительных и диагностических средств позволит проводить как лабораторные практикумы по дисциплинам специальности, так и научные исследования в различных направлениях теории связи и телетрафика. На основе уже имеющегося и внедрения более современного сетевого оборудования возможно построение, конфигурирование и мониторинг типовых сетей передачи данных, используемых на железной дороге.
Таким образом, данный лабораторный комплекс позволит исследовать интегрированную сеть связи железной дороги и её роль в технологическом процессе.
Рис. 2.5 - Структурно-функциональная схема лабораторно-исследовательских комплексов «Ш» и «С»
Основу лабораторного комплекса «Ш» будет составлять существующий лабораторная установка на базе системы диспетчерской централизации «Диалог-Ц». Система «Диалог» является диспетчерской централизацией нового поколения. Эта система не имеет ограничений для применения:
- железнодорожные узлы и участки железных дорог при однопутном или многопутном движении поездов с автономной или электрической тягой,
- участки с высокоскоростным движением, системы контроля движения специализированного подвижного состава - далеко не полный перечень возможных сфер применения системы.
Устройства системы «Диалог» функционально включают в себя современную систему телемеханики с дуплексным высокоскоростным обменом информацией между центральным постом и линейными пунктами.
В системе используется помехозащищенное кодирование и защита информации от несанкционированного доступа.
Устройства ЦП с помощью адаптера могут подключаться к каналам связи существующих систем ДЦ («Нева», «Луч», «Лиена», МСТ и др.) с сохранением всех функций этих систем и расширением возможностей рабочего места поездного диспетчера по автоматизации его действий и оптимизации управляемого процесса.
Система «Диалог» рассчитана на использование любых устройств автоматики на станциях и перегонах, а также средств связи. Длина управляемого и контролируемого участка железной дороги может достигать 200... 400 км и более в зависимости от интенсивности движения поездов. Количество управляемых и контролируемых системой «Диалог» объектов на ЛП практически не ограничено.
Система «Диалог» выполняет следующие функции:
— непрерывный контроль поездной ситуации на участке в автоматическом режиме с учетом номеров, индексов поездов, их ходовых качеств и других данных в реальном масштабе времени;
—автоматическое управление движением поездов на участке при отсутствии отклонений от заданного графика (задание маршрутов на станциях, управление стрелками, светофорами, объектами энергоснабжения и др.);
—прогнозирование возможного отклонения от заданного графика движения поездов и выдача рекомендаций ДНЦ (в режиме «советчика») о необходимых мерах по предотвращению этого отклонения от заданного графика с выходом на регулярный график;
—отображение и документирование графика исполненного движения (ГИД) поездов, действий ДНЦ по управлению движением поездов и информации, вырабатываемой в автоматическом режиме;
—отображение прогнозируемого или регулярного графика движения поездов на задаваемый период времени;
—контроль и отображение (при необходимости и регистрация) состояния путевых объектов, энергообъектов и подвижных единиц в объеме, обеспечиваемом средствами автоматики на участке;