Система для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к системам автоматики для управления устройствами электроснабжения технологических объектов и может быть использовано для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте.

Известны системы в электроснабжении металлургических комбинатов, в которых используется метод SCADA. Основными функциями таких систем является мониторинг состояния системы электроснабжения, контроль токораспределения, технический и коммерческий учет потребленной электроэнергии, дистанционное управление коммутационной аппаратурой. Однако применение многоуровневых потенциальных линейных кодов в системах связи автоматизированных комплексов не целесообразно ввиду их недостаточной помехозащищенности.

Известна система АМТ для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте, содержащая установленный в диспетчерском пункте многофункциональный программно-аппаратный комплекс автоматизированного рабочего места энергодиспетчера, сеть передачи данных, включающую локальную вычислительную сеть и сетевые коммутаторы, выходами/выходами подключенные к локальной вычислительной сети, линейные контрольные пункты, каждый из которых имеет свой уникальный адрес, при этом каждый линейный контрольный пункт содержит контроллер, выходы которого подключены к управляющим входам устройств электроснабжения объектов телесигнализации и к цепям телеуправления, и датчики контроля объектов телесигнализации и исправности цепей телеуправления, выходами подключенные к соответствующим входам контроллера (Л.А. Агашева, И.В. Невдачин, Организация системы мониторинга и диагностики устройств электроснабжения на базе цифровой микропроцессорной системы телемеханики АМТ, Електрифiкацiя транспорту, 2012 г., №3, Днепропетровск: Изд. Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна).

Известная система осуществляет управление объектами системы электроснабжения железнодорожного транспорта, расположенными на тяговых подстанциях, постах секционирования, пунктов параллельного соединения с возможностью диагностики устройств электроснабжения.

При этом для исключения несанкционированного дополнительного подключения к контрольным пунктам в известной системе вся информация кодируется в соответствии с закрытым протоколом информационного обмена, команда управления будет проигнорирована на контрольном пункте, если несанкционированный пользователь не имеет точной информации о конфигурации системы телемеханики, доступной ограниченному кругу лиц.

Недостатком известной системы для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте в части защиты информации является то, что она способна предупредить несанкционированное подключение только посредством установленных правил доступа в сеть.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности управления устройствами электроснабжения за счет безопасной передачи информационных сообщений устройствам электроснабжения объектов телемеханики, исключения неправомерного внесения изменений в передаваемые данные, которое может привести к нарушению управления электроснабжением железных дорог, перебоям в движении электрифицированного подвижного состава, управлению устройствами автоблокировки и СЦБ, а также к выходу из строя устройств управления электроснабжением.

Технический результат достигается тем, что система для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте содержит установленное в диспетчерском пункте многофункциональное аппаратно-программное устройство автоматизированного рабочего места энергодиспетчера, сеть передачи данных, включающую локальную сеть IP и сетевые коммутаторы, выходами/выходами подключенные к локальной сети IP, линейные контролируемые пункты, каждый из которых имеет свой уникальный сетевой адрес и выполнен в виде аппаратно-программного устройства, к входам/выходам которого подключены выходы/входы контролируемых им устройств электроснабжения объектов телесигнализации, а также - цепи телеуправления, программное обеспечение многофункционального аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места энергодиспетчера выполнено с возможностью обеспечения визуального отображения на мониторе мнемосхемы диспетчерского круга, передачи информационных пакетов для управления устройствами электроснабжения объектов телесигнализации, каждый из которых имеет свой уникальный адрес, и отображения на мониторе их состояния, а устройства электроснабжения объектов телесигнализации - с возможностью самодиагностики, а также модуль защиты диспетчерского пункта, включенный между входами/выходами многофункционального аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места энергодиспетчера и первого сетевого коммутатора, и модули защиты линейных контролируемых пунктов, при этом выходы/входы аппаратно-программного устройства каждого линейного контролируемого пункта через соответствующий модуль защиты контрольного пункта подключены к выходам/входам соответствующего сетевого коммутатора, модуль защиты диспетчерского пункта выполнен в виде микропроцессора, программное обеспечение которого выполнено с возможностью подписания исходящих сетевых пакетов электронной цифровой подписью, проверки электронной цифровой подписи входящих сетевых пакетов и обеспечения общей координации модулей защиты контрольных пунктов, а каждый модуль защиты контрольного пункта также выполнен в виде микропроцессора с программным обеспечением, осуществляющим прием данных, подписание полученных данных электронной цифровой подписью с последующей их передачей.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема предлагаемой системы для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте.

Система для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте содержит установленный в диспетчерском пункте 1 многофункциональный программно-аппаратный комплекс автоматизированного рабочего места 2 энергодиспетчера, включающий центральный процессор 3 с многофункциональным блоком 4 отображения и блоком 5 ввода/вывода, сеть передачи данных, включающую локальную вычислительную сеть 6 и сетевые коммутаторы 7, 8, 9 и 10, выходами/выходами подключенные к локальной вычислительной сети 6, модуль 11 защиты диспетчерского пункта (МЗДП 11), включенный между входами/выходами первого сетевого коммутатора 11 и центрального процессора 3, линейные контрольные пункты 12, 13 и 14 (КП 12, 13 и 14), каждый из которых имеет свой уникальный адрес, и модули 15, 16 и 17 защиты линейных контрольных пунктов (МЗКП 15, 16 и 17).

Каждый КП 15, 16 и 17 имеет свой уникальный сетевой адрес и выполнен в виде аппаратно-программного устройства, к входам/выходам которого подключены выходы/входы контролируемых им устройств электроснабжения объектов телесигнализации, а также - соответствующие цепи телеуправления (на чертеже не показаны). Устройства электроснабжения объектов телесигнализации выполнены с возможностью самодиагностики.

Выходы/входы каждого КП 12, 13 и 14 через соответственно МЗКП 15, 16 и 17 подключены к входам/выходам соответствующего сетевого коммутатору 8, 9 и 10.

Программное обеспечение центрального процессора 3 АРМ 2 ЭЧЦ выполнено с возможностью обеспечения визуального отображения на мониторе мнемосхемы диспетчерского круга, передачи информационных пакетов для управления устройствами электроснабжения объектов телесигнализации, каждый из которых имеет свой уникальный адрес, и отображения на мониторе состояния объектов, контролируемых КП 12, 13 и 14.

МЗДП 11 выполнен в виде микропроцессора, программное обеспечение которого выполнено с возможностью подписания исходящих сетевых пакетов электронной цифровой подписью, проверки электронной цифровой подписи входящих сетевых пакетов и обеспечения общей координации МЗКП 15, 16 и 17.

Каждый МЗКП 15, 16 и 17 также выполнен в виде микропроцессора с программным обеспечением, осуществляющим прием данных, подписание полученных данных электронной цифровой подписью с последующей их передачей.

Система для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте работает следующим образом.

Для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики КП 12 центральный процессор 3 формирует информационный пакет, содержащий уникальный адрес данного КП 12, и кодовую информацию номера контролируемого устройства электроснабжения управляемого объекта телесигнализации.

Сформированный информационный пакет центральный процессор 3 направляет в МЗДК 11, который подписывает его цифровой подписью посредством создания ключей обмена: закрытого и открытого ключей. МЗДК 11 передает через сетевой коммутатор 8 в МЗКП 15 сообщение обмена ключами.

МЗКП 15 узнает открытый ключ из сообщения обмена ключами от МЗДК 11 и сообщает об этом МЗДК 11 в сообщении обмена ключами от данного КП12.

Только после этого информационный пакет МЗКП 15 передает в КП 12. Аппаратно-программное устройство КП 12 в соответствии с информационным сообщением обеспечивает выдачу двухпозиционных (включить-отключить) команд на управление устройствами электроснабжения объектов телесигнализации, контролируемых им.

Аналогичным образом осуществляется передача информационных пакетов от центрального процессора 3 в КП 13 и 14, используя при этом соответствующие сетевые коммутаторы 8 и 10 и МЗКП 16 и 17.

Кроме того, каждый КП 12, 13, 14 в режиме реального времени осуществляет мониторинг состояния контролируемых устройств и исправность цепей телеуправления. Данные о результатах мониторинга КП 12, 13, 14 передают центральному процессору 3 в виде информационных пакетов данных, которые соответствующий МЗКП 15, 16, 17 подписывает цифровой подписью посредством закрытого и открытого ключей и передает через локальную сеть в МЗДК 11.

При этом на мониторе блока 4 АРМ ЭЧЦ отображаются мнемосхемы диспетчерского круга, данные о результатах мониторинга устройств электропитания объектов телемеханики и состояние цепей телеуправления.

Таким образом, предлагаемая система для управления устройствами электроснабжения объектов телемеханики на железнодорожном транспорте обеспечивает безопасную передачу информационных сообщений устройствам электроснабжения объектов телемеханики, исключает возможность неправомерного внесения изменений в передаваемые данные, которое может привести к нарушению управления электроснабжением железных дорог, перебоям в движении электрифицированного подвижного состава, управлению устройствами автоблокировки и СЦБ, а также к выходу из строя устройств управления электроснабжением.