Для Белорусской железной дороги сейчас самые насущные задачи - модернизация технологического хозяйства и повышение скорости поездов до ста шестидесяти километров в час. В рамках решения обеих проблем совместно с другими предприятиями работает и конструкторско-технологический центр магистрали (КТЦ), занимающийся созданием аппаратного и программного обеспечения, предназначенного для управления движением.

О тонкостях "перевода стрелок на высокотехнологичные рельсы" рассказывает нам сегодня начальник отдела разработки программного обеспечения КТЦ Геннадий Зенюк.

Насколько я знаю, коллектив отдела занят сейчас разработкой системы сбора информации о движении?

Уточню: системы сбора информации с железнодорожных станций, откуда она поступает к диспетчерам и другим регулирующим движение специалистам. Основные потребители нашей информации - поездные диспетчеры. Полное название системы звучит так: программно-аппаратный комплекс "Микропроцессорная система диспетчерской централизации "Неман"". Кроме системы, мы делаем и АРМы диспетчеров.

На железных дорогах любого государства есть подобная система - например, в Москве наши конкуренты (впрочем, какая тут конкуренция) и друзья являются разработчиками аналогичного комплекса под названием "Сетунь". И у нас, и у них периодически появляются интересные идеи и решения, и мы поочередно делимся ими друг с другом. Иногда даже работать приходится вместе, например, в Одессе и Саратове мы совместно оборудовали своей системой несколько станций на одном участке.

Расскажите о принципах действия комплекса.

Я думаю, читателям газеты небезынтересно будет узнать о том, как вообще организовано на железной дороге управление движением. На многих станциях (но не на всех) находятся дежурные. У них на больших табло с помощью светодиодов и ламп отображается движение поездов и другой железнодорожной техники. Информация к дежурным поступает со специальных датчиков, отслеживающих перемещение составов. О движении поездов, находящихся за пределами участков, отображаемых табло, специалисты узнают через компьютер, по сети, а если эта возможность отсутствует, то от дежурного по соседней станции, по телефону. Быть может, эта технология - не самое последнее слово, но она вполне надежна.

Вся информация от дежурных стекается к поездному диспетчеру, у которого в кабинете также стоят табло и компьютер. С ее помощью он планирует занятость подъездных путей на станциях и возможность принятия составов на какие-то из них. Поместятся ли они на всю длину ветки, или хвостовые вагоны останутся на перегонах, что может вызвать крушение, - этот и другие вопросы находятся в ведении диспетчера. Он должен знать, сколько поездов на перегоне, и распределять их по необходимым направлениям как можно быстрее. Поэтому и говорят, что от качества работы поездных диспетчеров во многом зависит зарплата железнодорожников. Ведь чем больше грузов они смогут провезти за единицу времени, тем выше окажутся доходы нашей "чугунки". К примеру, неопытный диспетчер в состоянии пропустить по своему участку 20-25 пар поездов в сутки. А опытный по этому участку за то же время - пятьдесят пар.

А в целом, обязанности диспетчера значительно шире. Есть станции, на которых дежурных нет или они уходят на время ремонта, к примеру, или даже обеда. На этот случай у диспетчера существует способ управления станцией. Он имеет возможность переводить стрелки, включать и выключать освещение, громкую связь, светофоры и многое другое. Для этой цели до недавних пор верой и правдой служила система "Нева". Она была внедрена еще в советские времена и вполне всех устраивала. А кое-где сохранилась даже самая первая система, работавшая под DOS, под названием ДЦ "Минск". Она до сих пор существует в Минске, Могилеве, Витебске. Несмотря на свой возраст, техника эта вполне надежная, мощные реле, весом не один килограмм, отказывают раз в пятнадцать лет.

Все бы хорошо, но спустя двадцать пять лет после установки оборудование все же нуждается в замене. Но старые агрегаты, как правило, больших размеров и содержат немалое количество драгоценных металлов, килограммы меди. А заводы, которые когда-то все это производили, уже давно не существуют, а если и остались, то подобную продукцию выпускают только в качестве эксклюзива за немалые деньги. Например, кнопочки на табло дежурных по станции, износившиеся от постоянных нажатий, стоят по четырнадцать долларов за штуку. А всего их там - до пятисот.

Самое главное, что старые комплексы дают недостаточно информации о картине движения на участке, да и работают медленно. Поэтому и назрела необходимость в новой, относительно недорогой и современной системе. Ее создание поручили центру, и мы уже практически выполнили основной объем работ. Что касается принципов действия комплекса нового поколения, то они аналогичны тем, по которым работали старые системы.

В первую очередь, мы усовершенствовали свои электронные устройства съема информации и управления, оснастили их процессорами. Сейчас они подключаются ко всем точкам контроля на станции. По отношению к старым системам, количество данных, которое получает диспетчер, значительно больше. "Щупальца" комплекса подключаются к стрелкам, светофорам, путям, телефонам, многому другому и переправляют всю полученную информацию диспетчеру, позволяя ему полнее оценить ситуацию, а значит - принять наиболее верное решение.

Система визуализации выводит на экран одного из дисплеев диспетчера все полученные данные в привычном для него виде (это одно из требований заказчика), а с помощью другого он может подключиться к наиболее интересующей его в данный момент станции.

Получается, что диспетчер уже может заменить на некоторых станциях дежурных. Ведь он теперь знает, где и на каких перегонах находятся поезда, может переводить стрелки, создавать маршруты, управлять объектами энергоснабжения и даже вызывать кого-нибудь из станционной обслуги к телефону при помощи громкой связи или сирены.

Так и происходит. Когда мы ставим систему ДЦ "Неман" на какой-то участок, несколько станций, как правило, закрываются. Так произошло недавно на станции Домашевичи (что неподалеку от Барановичей). Теперь ее оборудование включается дистанционно. Так же работает и станция Снитово на Брестском направлении.

Программные средства для комплекса вы разрабатывали собственными силами?

Да, программы, работающие на станции и обеспечивающие связь, написаны нами, на Ассемблере. На основе этого языка мы создали свой собственный "диалект" для решения сугубо специфических задач. Пакеты у нас получились достаточно компактные, но выполняющие при этом сложные операции.

Они, например, не только осуществляют связь между компьютерами и электронными устройствами сбора информации и управления, а еще и выполняют логику сложных команд. К примеру, компьютеру поступает команда принять поезд на запасной путь, он должен перевести на станции стрелки. Если стрелок всего пять, а мощности энергоустановки станции хватает на одновременный перевод только двух, ЭВМ включает их по две, или по одной.

Система связи тоже непростая. Она способна поддерживать любое количество логических подканалов связи. По каждому из них можно качать любое количество информации по телесигнализации, телеуправлению. Мы можем выделить подканал, например, для переговоров или перекачки файлов. Они годятся и для передачи служебной, коммерческой, информации. У нас ведь собственный протокол передачи данных, и мы не боимся, что в него кто-то влезет по сети, потому что это совсем непросто.

Если говорить об операционной системе, то для нужд комплекса используется Windows 2000. Перед тем, как пойти на этот шаг, мы рассмотрели несколько различных операционных систем. Была даже попытка работать в защищенном режиме под DOS, но никакого выигрыша в производительности мы не получили, хотя практически переписали ядро операционки. В итоге, системные средства "окон" нас вполне устроили. В принципе, платформа сейчас не играет определяющей роли. Больше всего нас интересует логика, функции и алгоритмы программ.

Сейчас пробуем "научить" "Неман" работать с другими комплексами, например, с автоматизированной системой организации управления движением (АСОУП). Нужно это для того, чтобы из общего потока информации со станций (там ведь много чего происходит) выделить полезную для диспетчера - о поездах.

АСОУП существует на всех железных дорогах СНГ. Она аккумулирует всю информацию обо всех движущихся по всем направлениям всех магистралей поездах. В ее файлах есть все - номера локомотивов, фамилии машинистов, количество и наименование груза, время отправления и прибытия на все крупные станции по пути следования. АСОУП поддерживается железнодорожными администрациями Польши, Литвы, Украины, России и Беларуси, конечно, тоже. Наш сервер АСОУП находится в главном вычислительном центре магистрали, расположившемся на Стекольном переулке, в Минске. Сейчас мы отлаживаем механизм взаимодействия АСОУП с "Неманом". В результате, диспетчер сможет получить не только обычные данные о местонахождении поездов, но и полную информацию о каждом из них. Это лишь часть работы по созданию алгоритмов и технологий, делающих "Неман" надежнее. Ведь диспетчер легко может "потерять" поезд, если связисты, например, перережут где-то кабель, и вся информация исчезнет с дисплея компьютера. При следующем ее появлении система должна самостоятельно определить, где находятся сейчас исчезнувшие давеча поезда. В этом может помочь АСОУП. Для той же цели руководство дороги собирается внедрить и другую систему - автоматической идентификации подвижного состава (САИПС). Она предусматривает крепление на обшивке поездов специальных устройств, содержащих информацию о вагоне или локомотиве.

Расскажите об аппаратной составляющей комплекса "Неман".

Аппаратная часть представляет собой, в основном, компьютеры в промышленном исполнении, отличающиеся высокой надежностью, повышенной механической прочностью и достаточно широким температурным диапазоном, в котором возможно их использование. Имеют они и некоторые элементы защиты от сбоев, систему автоматической перезагрузки.

Аппаратная составляющая промышленного компьютера аналогична офисному варианту. Они отличаются друг от друга только конструктивно. В промышленном исполнении компьютер представляет собой пассивную кросс-плату, на которой, кроме разъемов, ничего нет. И процессорная (материнская) плата вставляется, как и любое другое периферийное оборудование, в специальный слот. На процессорной плате обычно интегрирована почти вся машина, включая видеоадаптер, флэш-память, IDE-контроллер, адаптеры гибкого диска, COM-порты и прочее. Мощность процессора может варьироваться от пятидесяти до нескольких тысяч мегагерц.

Говорят, как только появилась персоналка, умельцы сразу попытались переделать ее для решения производственных задач. Так появились промышленные компьютеры. Один из ведущих их производителей - американская компания Octagon-System, она выпускает компьютеры в промышленном исполнении, которые работают в температурных диапазонах то -45 до +80 градусов. Мощность и возможности такой ЭВМ наращивать и изменять даже легче, чем персоналки. Можно установить любую память, процессор. Шина PS104 позволяет подключать большой и разнообразный набор периферийных устройств. И при этом компьютер остается небольшим металлическим ящиком, легко встраиваемым в любую панель.

У нас существуют и собственные разработки - это блоки телеуправления и телесигнализации, которые устанавливаются на станции и передают данные о состоянии устройств железнодорожной автоматики - стрелок, сигналов, рельсовых цепей, а также систем управления. Длительное время у нас в эксплуатации находится порядка пятисот или шестисот таких блоков. Внутри у них однокристальные процессоры и гальванические развязанные входные цепи в виде оптронов.

Для создания устройства мы использовали PIC-процессоры американского производства, которые широко применяются в автомобильной технике. Они выполнены по RISK-архитектуре с ограниченным набором команд, причем все команды выполняются за один такт, из-за чего этот чип имеет большое преимущество перед некоторыми другими кристаллами аналогичного назначения и не требует высоких частот для эффективной работы.

Из устройств связи мы применяем, в основном, модемы ZyXEL336S - почти легендарные по устойчивости соединения. Слишком высоких коммуникационных скоростей нам не нужно - достаточно 19200. При этом мы получаем производительность 10000 импульсов телесигнализации в секунду. На крупном участке Белорусской железной дороги едва наберется пять тысяч. В итоге, за пять секунд (норма времени обновления информации) система "Неман" может принять 125 тысяч двоичных данных - столько, сколько выдает вся наша магистраль со всеми своими путями, перегонами и станциями. Это не считая возможностей, которые дает протокол сжатия информации модемов.

Что Вы считаете наиболее трудным в работе над комплексом?

Преодоление инерции человеческого мышления, как ни странно. Железнодорожники - довольно консервативные люди. Возможно, это связано с той огромной ответственностью, которую им приходится нести. Приведу вам пример.

Мы разрабатываем автоматизированные рабочие места для специалистов-железнодорожников разных профессий. Все обновления этих программ размещаем для скачивания на сайтах локальной сети магистрали. Так вот, нашим программистам приходится ездить по всей "железке" с дискетами и устанавливать обновления прямо на клиентские машины, потому что железнодорожники боятся делать это сами.

То же с диспетчерами, дежурными. Порой, они по-настоящему против новой программы или интерфейса. Приходится все переделывать, упрощать, адаптировать, и не только.

Вот другой пример. Диспетчеры за свою работу отчитываются перед начальством, и одной из форм этой отчетности является график исполненного движения. Это огромный лист, где специалисты в процессе работы рисуют разноцветными карандашами графики движения всех поездов, которые проходят через их участки за смену. Одна координата графика - время, другая - станции, куда прибывает состав. В конце смены лист подписывает диспетчер, старший диспетчер и так далее. Затем исполненные графики передаются анализаторам, которые проверяют, правильно ли сработал дежурный, не создал ли угрозу безопасности движения?

Естественно, что диспетчеры, как и все люди, допускают ошибки и корректируют графики в конце смен. Ведь работа у них не простая, не зря же в железнодорожных вузах есть специальные логические задачи по регулировке движения. Дабы нивелировать недочеты, диспетчеры даже договариваются по радио с машинистами, чтобы те прибавили скорость на каких-то участках, или, наоборот, подождали.

Скоро графики исчезнут - их будет вести комплекс "Неман". Естественно, подкорректировать никто ничего не сможет. Разработчики встали перед дилеммой - если не дать диспетчерам возможности "подкручивать" хвосты у графиков исполненного движения, то у них появится много проблем с вышестоящим руководством. И... решили оставить пользователям маленькую лазейку - создать функцию редактирования уже составленного ЭВМ графика. Вот так, не предусмотренный технологией этап "народного тестирования" добавил нашему "Неману" новые функциональные возможности.

Спасибо за беседу!

Эдуард ТРОШИН