Как осуществляется связь между системами

Для функционирования требуется коммуникация: интерфейсы заботятся о том, чтобы компоненты инфраструктуры железных дорог были оптимальным образом объединены в сеть.

Каждая сеть лишь настолько силь на, насколько сильны узлы, кото рые удерживают ее вместе. Это действительно и для объединенных в сеть систем инфраструктуры железных дорог с ее многочисленными уровнями и компонентами. Поэтому интерфейсы для передачи комплексных данных или целых пакетов данных и обмена ими настоль ко важны. Ведь они образуют основу для функционирования систем центра лизации, систем мониторинга и диагно стики, решений для железнодорожных переездов и систем сигнализации. Поэ тому производители компонентов долж ны убедиться в том, что их продукты мо гут поддерживать связь с имеющимися структурами и другими системами.

В зависимости от решения, требова ния и возможностей также используют ся различные форматы интерфейсов. В принципе, различаются параллельные и последовательные интерфейсы. К осо бенным свойствам обеих групп относят ся вид и объем данных, которые мож но передавать, кроме того, возможные стандарты безопасности и вид использу емых сред передачи данных.

Интерфейсы в значительной степени определяют информационную глубину данных. Интерфейсы в значительной степени определяют информационную глубину данных.

Просто и непосредственно: па раллельные интерфейсы

Когда прикладные данные выдают ся через переключающие контакты, для каждой передачи данных и каждо го направления передачи требуется экс клюзивный канал передачи данных. Это действительно для подсоединения дат чика к модулю обработки информации или для дальнейшей передачи проана лизированных данных в систему более высокого уровня. В результате этого, чем больше компонентов подключают ся, тем больше соединений необходи мо установить. Безопасность передачи данных, которая, как правило, реализу ется через медный кабель, должна быть очень высокого уровня, так как компо ненты на интерфейсе выполнены много кратно. Однако необходимо исключить возможность короткого замыкания меж ду проводами.

Через такие защищенные, беспо тенциальные аппаратные интерфей сы можно, например, просто и бы стро интегрировать счетчики осей и системы регистрации прохода колес в электромеханические, релейные и элек тронные системы централизации. Если счетчик осей используется исключитель но для контроля свободности участка пути, то, как правило, он передает ин формацию «Свободно/Занято» через релейный интерфейс как исходную ве личину. «Информацию о приведении в исходное состояние» он получает че рез бeспотeнциальный вход, например, оптрон.

Современные счетчики осей могут быть подсоеди нены через параллельные или последовательные интерфейсы. Современные счетчики осей могут быть подсоеди нены через параллельные или последовательные интерфейсы.

Разнонаправленные и гибкие: последовательные интерфейсы

Последовательные интерфейсы имеют различные преимущества по сравнению с параллельными решениями. К ним от носятся возможность простой реализа ции децентрализованной архитектуры и двухсторонняя передача различной ин формации по одной линии связи. Поэто му для более комплексных приложений они уже являются новым стандартом в железнодорожной отрасли. Тенденция же говорит о том, что в будущем они бу дут применяться еще чаще.

Передача различных прикладных данных

Для выдачи прикладных данных посред ством последовательных интерфейсов можно на уровне компонентов исполь зовать Ethernet, оптическое волокно или радиосвязь. По сравнению с система ми с параллельными интерфейсами за траты на аппаратное обеспечение зна чительно меньше, так как для различных данных можно использовать общее со единение. Уже за счет этого последова тельный интерфейс дополнительно к вы даче сигналов «Свободно/Занято» или «Приведение в исходное состояние» по зволяет выполнять обмен рядом ценной информации, такой как направление или скорость.

Диагностические данные также мож но при использовании протокольных ин терфейсов передавать тем же путем, что и данные, связанные с обеспече нием безопасности. Таким образом, не требуется создавать дополнительный ка нал передачи данных наряду с непосред ственным подключением системы. При использовании параллельных интерфей сов это гибкое расширение передачи данных невозможно. В данном случае для передачи каждого дополнительного объема информации необходимо созда вать специальные контакты.

Безопасные протоколы

Использование последовательных ин терфейсов предполагает, что доступны соответствующие безопасные протоко лы. Необходимые расходы на разработку могут на первый взгляд показаться поль зователю дополнительным фактором затрат. Благодаря растущему спросу уже доступны различные, разработан ные специально для железнодорожных приложений протоколы, которые мо гут для этого использоваться. Подоб ным протоколом является Frauscher Safe Ethernet FSE, который можно получить бесплатно. Более подробную информа цию об этом читайте в статье «Строго по протоколу».

Среды передачи данных

Программные интерфейсы могут предо ставлять данные через различные сре ды и сети. К средам относятся не толь ко волоконно-оптические кабели, но и линии радиосвязи и медные кабели. Ре шающим является то, что в железнодо рожной отрасли соблюдаются требова ния согласно стандарту EN 50159 для передачи данных, связанных с безопас ностью. Поскольку в сетях категории 3, как правило, присутствует определен ный риск постороннего доступа, реко мендуется для защиты инфраструктуры железных дорог использовать сети кате гории 2. Они обходятся без криптогра фической защиты передаваемых данных и, таким образом, без их обновлений че рез короткие промежутки времени.

Штефан Лугшитц, отдел исследова ний и разработок | системный менеджер, Frauscher АвстрияШтефан Лугшитц, отдел исследований и разработок | системный менеджер, Frauscher Австрия

Использование всего потенциала

Имеющиеся системы на основе аппарат ных интерфейсов, как правило, можно будет расширять и в будущем. Ведь но вые компоненты можно подсоединять, например, через релейные интерфей сы, если они оснащены соответствую щим образом. Однако полный потенци ал данных можно использовать только при больших расходах. В то время как переключающие контакты демонстриру ют очень хорошее поведение в режиме реального времени благодаря их крайне короткому времени отклика, конкретные входы и выходы, необходимые в связи с ранее описанной эксклюзивностью ли ний связи, стоят очень дорого.

При реализации новых систем по следовательные интерфейсы позволя ют значительно экономить, так как в последствии инфраструктуру можно ис пользовать для передачи различных дан ных. В результате возникает не только независимость от соответствующей сре ды передачи данных, но и возможность гибкого расширения системы. Дополни тельные компоненты можно подсоеди нить при использовании определенного протокола со сравнительно меньшими затратами на аппаратное обеспечение.

Перспективы: сети и облака

С возможностями, которые предостав ляет дигитализация, также возрастают требования к обработке и сохранению данных в железнодорожной отрасли. Со здание соответствующих сетевых струк тур быстро продвигается вперед. Как и во многих других отраслях использова ние облачных приложений становится заметно более значимым. В особенности они кажутся убедительными в отноше нии консервирования и постоянной до ступности данных.

Вышеописанные требования к безо пасности и эксплуатационной готовно сти, которые при этом имеют особенно большое значение в железнодорожной отрасли, ставят перед этими разработка ми трудные задачи. В основном необхо димо исходить из того, что соответству ющие решения становятся доступными в отношении диагностических данных не сколько раньше, а в областях, связан ных с обеспечением безопасности – не много позже.

Передача, обработка и сохранение данных – дигитализация ускоряет пе реход с одних технологий на другие и в железнодорожной отрасли. Этому есть множество примеров. Управление дан ными на основе облака уже использует ся в различных областях и повышает по тенциал еще больше за счет хранилищ больших массивов данных, машинного обучения или когнитивных вычислений. Однако в особенности в областях, свя занных с обеспечением безопасности, эти концепции также должны пройти ряд специфических этапов развития.


Рудольф Тальбауэр, руководитель отдела исследований и разработок, Frauscher Австрия

Ориентация на выгоду клиента

Параллельные и последовательные интерфейсы предлагают в зависимости от требований особые преимущества. Поэтому для нас естественно предлагать в ассортименте продукции все варианты интерфейсов, чтобы осуществлять все виды интеграции.

Мы желаем максимизировать выгоду для наших клиентов и предостав ляем наши данные об аналоговых или цифровых интерфейсах. Также возможна полноценная интеграция наших систем в сети более высокого уровня. На уровне интеграции 1 датчик колес RSR110 выдает индиви дуально анализируемый сигнал датчика через открытый аналоговый интерфейс. Наши системы регистрации прохода колес и счетчики осей на уровне 2 предоставляют проанализированные данные в виде ин формации через цифровые интерфейсы. Их, в свою очередь, можно на уровне 3, например, с помощью протокола Frauscher Safe Ethernet FSE или за счет реализации протоколов клиента, полностью интегрировать в архитектуры более высокого уровня. Разглашение ноу-хау предприятия, конечно же, вызывает множество дискуссий и расхождений во мнениях. Однако мы осознанно приняли такое решение, ведь для нас выгода клиента имеет приоритет и мы хо тим обеспечить возможность для клиента самостоятельно пользоваться нашими системами.

Рудольф Тальбауэр, руководитель отдела исследований и разработок, Frauscher Австрия

Stefan Lugschitz

Stefan Lugschitz

29.06.2017

Технологии

1289 слов

9 минут чтения

Как осуществляется связь между системами Как осуществляется связь между системами Как осуществляется связь между системами Как осуществляется связь между системами

Статьи по теме

«Строго по протоколу»

Приложения

«Строго по протоколу»

Fabian Schwarz | 28.06.2017 | 1013 слов | 7 минут чтения

Железнодорожные приложения становятся все более сложными. Мелани Кляйнпётцль, от дел управления продукцией Frauscher, объясняет в интервью, как высокопроизводительные программ ные протоколы обеспечивают необходимую безот казную связь между системами.

Читать дальше
Комбинация технологий для получения большего количества информации

Технологии

Комбинация технологий для получения большего количества информации

Mayank Tripathi | 27.06.2017 | 1383 слов | 10 минут чтения

Умное комбинирование для настоящей дополнительной выгоды: когда технология распределенного акустического зондирования (DAS) используется вместе со счетчиками осей и индуктивными датчиками колес, можно генерировать ценную информацию для различных приложений на железнодорожном транспорте.

Читать дальше
Безопасночерез пути

Рынки

Безопасночерез пути

Lee Walker | 25.06.2017 | 808 слов | 6 минут чтения

При разработке нового решения для железнодорожного переезда для John Holland компания RCS использовала счетчик осей Frauscher Advanced Counter FAdC и протокол FSE.

Читать дальше
железные дороги: цифровое в аналоговом

Технологии

железные дороги: цифровое в аналоговом

Stefan Marschnig | 30.06.2017 | 1388 слов | 10 минут чтения

Дигитализация является до минирующей темой также и в железнодорожной отрасли. Для этого необходимо интеллектуаль но использовать доступные дан ные. Так считает Штефан Марш ниг, старший доцент Грацского технического университета.

Читать дальше