I. Elméleti modell
Frissítve: 2007.07.18. 23:54
1. A terepasztal felépítése
1.1. Sínek
- Fix feszültségű táplálás
- Fizikai szakaszolás csak ha feltétlen szükséges (hurok, delta)
- A váltók aktuális helyzete lekérdezhető
1.2. Biztosító berendezések
- Kizárólag a központi vezérlőrendszer okozhat állapotváltozást
A berendezések aktuális állapota lekérdezhető
1.3. Egyéb, elektromosan vezérelt berendezések
- Központi vezérlőrendszerrel összekötve
1.4. A vezérlést segítő jeladók, érzékelők
- Egyszerű jeladó
minden jármű a szerelvény elején és végén
- Egyedi RFID azonosító minden jármű alján
- Egyszerű érzékelő a pálya alatt szakaszhatáron
(máshol nem lehet ilyen érzékelő); legkisebb távolságuk nagyobb, mint a megengedett leghosszabb vonat hossza + egy kicsi
- RFID érzékelő a pálya egy kitüntetett szakaszán
- Esetleg sebességkalibrálást segítő érzékelők a pálya egy kitüntetett szakaszán
1.5. Járművek
- Egyedi azonosítóval ellátott mozdonyok
- A mozdonyok fix polaritású áramellátását beépített Graetz-híd biztosítja
- A mozdonyokon elhelyezett vezérlőegység képes fogadni (esetleg nyugtázni) a központi vezérlőrendszer parancsait
- A mozdonyokon elhelyezett vezérlőegység ismeri az "állj" utasítást és előre ill. hátra n db. sebességet kezel
- A mozdonyok alapállapota, mely bekapcsolás után azonnal életbe lép, az álló helyzet
2. Vezérlés
A terepasztal eseményeit egy központi számítógép érzékeli és annak alapján irányítja az összes járművet és berendezést. A járművek és egyéb berendezések nem kommunikálnak egymással és nem hoznak önálló döntéseket. A számítógépen futó program ismeri a pálya pontos felépítését, a jelzők és váltók helyzetét, azok aktuális állapotát, illetve minden szerelvény pillanatnyi helyzetét a pályán. Ismeri továbbá a szerelvények pontos felépítését és hosszát, valamint a terepasztalra helyezhető összes mozdony egyedi azonosítóját.
3. Normál üzem
A vezérlőprogram a felhasználó utasításainak megfelelően irányítja a rendszert. A vonatok helyzetét azok előző ismert pozíciója, az utolsó sebesség parancs, a szakaszhatárokon elhelyezett érzékelők és az idő mérése alapján folyamatosan nyomon követi. A szakaszhatáron levő érzékelők segítségével a szerelvények teljességét ellenőrzi. Az esetleges hibákról (lekapcsolódott vagon, elakadt mozdony) tájékoztatja a felhasználót, megjelölve a hiba helyét és okát, és szükség esetén leállítja az összes vonatot. Az egyes vonatok által elfoglalt szakasz(ok)nak megfelelően állítja a jelzőberendezéseket. Vonatot egy adott szakaszra csak akkor enged, ha azon más jármű nem tartózkodik. Az jelzőberendezések állapotának megfelelően szimulálja a mozdonyvezető "szabálykövető" viselkedését. A váltókat a felhasználói igények szerint állítja, de csak akkor, ha biztonságos. Ilyenkor a jelzők állapotát is aktualizálja. A terepasztal aktuális állapotát a monitoron visszajelzi.
3. Speciális esetek
3.1. Kezdőállapot kezelése
A vezérlőrendszer indításkor a terepasztalról csak annyit tud, hogy mi a váltók aktuális állapota. A szerelvények elhelyezkedését illetve összetételét meg kell tudnia határozni. E probléma megoldásához felhasználjuk, hogy a terepasztal jelenleg biztonságos állapotban van. Ehhez a következő szabályokat kell betartani:
- új szerelvényt csak úgy lehet elhelyezni a pályán, ha az olyan szakaszra kerül, amelyet más vonat részben sem foglal el
- váltót állítani csak olyan szakaszon lehet, amelyen nincs szerelvény
3.1.1. A szerelvények elhelyezkedése
A vonatok helyének meghatározásához a vezérlőprogram sorban minden mozdonynak elküld egy "előre" sebességparancsot (egyszerre csak egynek). Ha nincs nyugtázás*, az adott mozdony nincs a pályán. Ellenkező esetben a "megszólított" szerelvény elindul előre. (Ilyenkor még azt sem tudjuk, ez pontosan melyik irány is.) Ekkor az alábbi esetek fordulhatnak elő:
- A vonat nincs szakaszhatár fölött
- A vonat szakaszhatár fölött van
Mindkét lehetőségnél a vonat egyik jeladója előbb-utóbb működteti az egyik szakaszhatár-érzékelőt. Ekkor, ugyancsak mindkét esetben, az lesz a helyes, ha a rendszer erre válaszul egy "hátra" parancsot küld, és megvárja, amíg a szerelvény a mögötte levő (tehát egy másik) érzékelővel is jelt ad. Ezzel meghatároztuk egy tetszőleges szerelvény elhelyezkedését a pályán.
*: Ha csak egyirányú kommunikáció van (a vezérlőegységtől a mozdonyok irányába), akkor megfelelő időkorlátot kell választani, amely alatt bármely szerelvény eléri az előtte/mögötte levő szakaszhatárt.
3.1.2. A szerelvények összetétele
Az előző pont alapján már tudjuk, melyik mozdony melyik pályaszakaszon van, de a szerelvényekről még nem tudtunk meg semmit. Azt sem tudjuk, a mozdony elejére vagy végére vannak-e kötve a vagonok. Ahhoz, hogy a szerelvényt alkotó járműveket detektálhassa a vezérlőrendszer, minden egyes vonatot a pálya e célra kialakított, RFID-olvasóval ellátott szakaszára kell mozgatni, ahol megtörténik az azonosítás.
3.2. Hurok
Hurkot csak fizikai szakaszolással lehet megvalósítani. Többféle megoldási lehetőség létezik a problémára, de mi olyat keresünk, ami a fenti modellbe leginkább illeszkedik. Legyen a hurok belseje egy önálló szakasz. A vonatérzékelőket a fizikai szakaszhatáron belül helyezzük el. A bevezető vágány a váltóval együtt már egy másik szakaszhoz tartozik.
3.2.1. Normál üzem
Ekkor a hurok belseje a váltó állásától függően megkapja a megfelelő polaritású táplálást. A vonat bemegy a hurokba, és elér a belső szakasz végéig, ahol (még a fizikai szakaszhatár előtt) működteti az ott elhelyezett érzékelőt. A vezérlőrendszer ennek hatására a vonat alatti szakasz polaritását megfordítja, és a bejárati váltót átkapcsolja. Ezután a szerelvény folytathatja útját, mivel a hurok belsejének polaritása illeszkedni fog a kijárat polaritásához.
3.2.2. Kezdőállapot
A kezdőállapotot problémamentesen tudjuk kezelni, ha a hurok belsejének alapállapota a feszültségmentes állapot. A vezérlőrendszer induláskor megvizsgálja a bejárati váltó állását, és ennek megfelelő polaritást kapcsol a belső szakaszra. Így a vonat akár teljes egészében a belső szakaszon van, akár a váltó felett áll, nem jön létre rövidzárlat. A szerelvény érzékelése ezután már a fentebb leírt módon történhet.
3.3. Delta
Ha elég nagy a delta ahhoz, hogy a leghosszabb engedélyezett szerelvény is elférjen a háromszög csúcsait alkotó váltók között, akkor a huroknál leírt polaritásváltásos szakaszolás is alkalmazható. Egyébként a háromszög valamely oldala legyen egy logikai szakasz, és a vele szemben levő bejárat a váltójával együtt pedig fizikailag leválasztott szakasz.
3.4. Vakvágány
A vakvágány végén is el kell helyezni szakaszhatár-érzékelőt, és ezen túl nem mehet a vonat.
II. Gyakorlati megvalósítás