Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Информационные технологии (Коды Хэмминга)

Содержание

Введение 2

1. Методика разработки однониточного плана станции 3

2. Описание разработанного однониточного плана станции 6

3. Кодирование сигналов телеуправления и телесигнализации

3.1. Составление кодов Хэмминга 8

3.2. Определение места ошибки, допущенной при передачи кода Хэмминга 11

4. Описание команд телеуправления и телесигнализации заданной станции 12

5. Описание оборудования и особенностей функционирования

ДЦ системы «Нева»

5.1. Основные особенности ДЦ системы «Нева» 20

5.2. Принципы циклической передачи сигналов телесигнализации 21

5.3. Характеристики системы 26

5.4. Техническое обеспечение системы 31

Заключение 41

Библиографический список 42

Приложение А. Схематический (однониточный) план станции 43

Введение

Одним из важнейших направлений развития железнодорожного транспорта является совершенствование и широкое применение технических средств управления движением поездов.

Применение систем регулирования движения поездов является эффективным средством повышения пропускной способности железных дорог, снижение эксплуатационных расходов в результате ускорения продвижения поездов, улучшения использования локомотивов и вагонов, а также повышение производительности труда работников железнодорожного транспорта.

Все эти задачи наиболее последовательно и полно решаются при строительстве диспетчерской централизации (ДЦ), дающей возможность управлять на значительном расстоянии стрелками и сигналами целого диспетчерского участка.

При выполнении проекта осуществляется изучение базовых принципов организации систем ДЦ на примере рассматриваемой в соответствии с заданием системы, а также получение знаний по методам и способам организации безопасной работы системы ДЦ в таких аспектах, как защита кодов телеуправления и телесигнализации, применение необходимой аппаратуры, взаимодействие диспетчера с объектами управления и контроля.

В ходе выполнения проекта решаются задачи, связанные с разработкой плана станции и обеспечение станции необходимыми устройствами для включения станции в систему ДЦ. Кроме того, при разработке проекта изучаются принципы построения кодов телеуправления и телесигнализации, а также способ их защиты от возможных сбоев в работе системы.

Таким образом, целью курсового проекта является приобретение профессионально важных знаний по вопросам обеспечения безопасности движения поездов при организации на участках железных дорог систем диспетчерской централизации в целях рационализации перевозочного процесса.

1. Методика разработки однониточного плана станции

Однониточный план станции является основным документом для проектирования устройств СЦБ (сигнализации, централизации и блокировки) и составления таблицы взаимных замыканий стрелок и сигналов.

Однониточный план представляет собой немасштабное однолинейное изображение путей, стрелок, светофоров, изолирующих стыков и других объектов станции с соблюдением их взаимного расположения и пропорции в длинах путей.

В соответствии с заданием на разрабатываемом однониточном плане заданной станции необходимо указать следующие объекты:

1. стрелки;

2. светофоры (входные, выходные, маневровые);

3. путевые участки (стрелочные, бесстрелочные, приближения).

Порядок составления однониточного плана станции:

1. В соответствии с заданием вычерчиваем путевое развитие станции. Необходимо соблюдать следующие размеры: ширина междупутья равна 10 мм, наклон стрелок к оси пути равен 30⁰.

2. Производим расстановку изостыков, опираясь на следующие правила:

изолирующими стыками станция отделяется от перегона;
выделяются рельсовые цепи главных и приемоотправочных путей станции;
устанавливаются изолирующие стыки, выделяющие бесстрелочные участки пути за входными светофорами, а также участки пути, удобные для производства маневровой работы;
отделяется изолирующими стыками нецентрализованная зона (грузовые дворы, депо, тупиковые и подъездные пути);
стрелки, примыкающие к приемоотправочным путям, выделяются в отдельную рельсовую цепь;
отдельные рельсовые цепи выделяются каждая из стрелок стрелочной улицы;
устанавливаются изолирующие стыки, обеспечивающие одновременные параллельные передвижения (стыки между стрелками съездов, параллельно расположенными съездами и т.п.);
далее должен быть выполнен анализ полученных разветвленных рельсовых цепей: во-первых, все ли рельсовые цепи имеют центр секции и, во-вторых, не входит ли в одну рельсовую цепь более трех одиночных или двух перекрестных стрелок;
при необходимости устанавливаются дополнительные изолирующие стыки, причем желательно, чтобы число изолирующих стыков по главным путям было минимальным.

3. Указываем специализацию путей.

Железнодорожные пути на станциях подразделяются на две группы: станционные пути и пути специального назначения.

К станционным путям относятся пути в границах станции: главные, приемоотправочные, сортировочные, вытяжные, ходовые, погрузочно-выгрузочные, выставочные, деповские (локомотивного и вагонного хозяйств), соединительные, а также прочие пути. К путям специального назначения относятся предохранительные и улавливающие тупики, а также подъездные пути к различным предприятиям и организациям.

Главные станционные пути являются продолжением путей перегонов. Приемоотправочные пути предназначены для приема и отправления поездов, сортировочные — для сортировки, накопления вагонов и формирования поездов по назначениям в соответствии с планом формирования. Вытяжные пути служат для маневровой работы по перестановке групп вагонов и целых составов, погрузочно-выгрузочные пути — для стоянки вагонов в процессе погрузки или выгрузки, а выставочные — для отстоя вагонов в ожидании погрузки, выгрузки или уборки для включения в составы.

4. Производим нумерацию путей.

Главные пути на станциях нумеруются римскими цифрами (I, II), а приемоотправочные пути нумеруются арабскими цифрами (3,4,5,6) начиная со следующего номера за номером главного пути: по нечетному направлению — нечетными, по четному направлению — четными.

5. Производим нумерацию стрелок.

Каждая стрелка нумеруются со стороны прибытия четных поездов порядковыми четными номерами, а со стороны прибытия нечетных поездов — порядковыми нечетными номерами с увеличением номера в направлении оси станции.

6. Наносим условные обозначения входных, выходных и маневровых светофоров, расстановку светофоров осуществляем напротив изостыков.

Входные светофоры обозначаются литерами Н или Ч соответственно для приема на станцию нечетных и четных поездов. При наличии нескольких подходов на станции к литеру светофора добавляется первая буква названия ближайшей участковой станции. На двухпутных линиях для приема поездов, движущихся по неправильному пути, в створе с основными устанавливаются дополнительные входные сигналы. При невозможности обеспечения габарита они размещаются с левой стороны.

Выходные светофоры устанавливаются с каждого пути с учетом специализации по направлениям движения. Допускается установка группового выходного светофора для нескольких путей, кроме главных. При числе отправляющихся поездов по групповому выходному сигналу более 10 поездов в сутки, светофор дополняется маршрутным указателем номера пути, с которого разрешается отправление. На станциях полупродольного и продольного типа перед стрелочной зоной, разделяющей последовательно располагающиеся парки или пути, устанавливаются маршрутные светофоры.

Поездные светофоры (входные, маршрутные и выходные) могут применяться с маршрутными указателями, дополняющими разрешающее показание основного сигнала:

– при наличии группового выходного или маршрутного светофора; маршрутный указатель в этом случае имеет зеленые лампы и служит для индикации машинисту номера пути, с которого разрешается отправление;

– при наличии двух и более направлений, примыкающих к станции и на которые возможно отправление поездов с одних и тех же путей, а также при двусторонней АБ на двухпутных линиях; применяется индикация белым цветом номера главного пути, условной буквы направления следования поезда или указателя положения;

– для указания машинисту прибывающего поезда номера пути или парка приема поезда, в этом случае маршрутный указатель устанавливается на входном светофоре, а используемая индикация имеет белый цвет.

Нумерация выходных светофоров выполняется добавлением номера приемоотправочного пути к литеру соответствующего направления, например, Н2, Ч3.

Маневровые светофоры устанавливаются в соответствии с маршрутизацией маневровых передвижений станции. Обычно применяются карликовые светофоры. Мачтовые сигналы устанавливаются на выходе из нецентрализованной зоны.

В соответствии с заданным направлением движения четных и нечетных поездов входным светофорам присваиваются литеры Ч и Н, а горловины станции называют четной или нечетной.

Маневровые светофоры нумеруются четными или нечетными арабскими цифрами для соответствующих горловин с увеличением номера по мере приближения к оси станции (М4, М7).

Рекомендуется расстановку светофоров вести в следующей последовательности:

– на границе станции в створе с изолирующими стыками устанавливаются входные светофоры Ч и Н, при наличии нескольких подходов к станции к литеру входного светофора добавляется первая буква ближайшей участковой станции;

– на двухпутных линиях для приема поездов с неправильного пути устанавливаются дополнительные входные светофоры ЧД и НД, по условиям габарита они могут быть установлены с левой стороны;

– с приемоотправочных путей с учетом их специализации устанавливаются выходные светофоры;

– при наличии на станции нескольких парков с приемоотправочных путей устанавливаются маршрутные светофоры;

– при нарушении условий видимости выходных и маршрутных светофоров устанавливаются повторительные светофоры;

– со специализированных приемоотправочных путей устанавливаются маневровые светофоры;

– для въезда на станцию из нецентрализованных зон устанавливаются маневровые светофоры;

– стрелки, примыкающие к приемоотправочным путям, ограждаются маневровыми светофорами;

– для производства маневровой работы со всех бесстрелочных участков пути в горловинах станции устанавливаются маневровые светофоры;

– в горловине станции устанавливаются маневровые светофоры, исключающие перепробег при маневровой работе.

7. Наносим условные знаки тупиков.

Нанесение условных графических обозначений устройств СЦБ на однониточный план станции выполняем в соответствии с требованиями ГОСТ 2.749-84 «Единая система конструкторской документации. Элементы и устройства железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки. Обозначения условные графические в схемах».

В табл.1 приведены графические обозначения, используемые в ходе разработки однониточного плана станции.

Таблица 1 - Обозначение элементов однониточного плана станции

Элемент	Обозначение
Стрелка, оборудованная стрелочным электроприводом
Изолирующий стык габаритный
Тупиковый путь с упором
Светофор входной
Светофор входной карликовый по неправильному пути
Светофор выходной карликовый сдвоенный
Светофор маневровый карликовый одиночный
Светофор маневровый карликовый одиночный из тупика

Схема однониточного плана станции представлена в приложении А.

2. Описание разработанного однониточного плана станции

Разработанный план станции включает в себя пять станционных путей, к двум из которых примыкают тупиковые выставочные пути. К чётной и нечётной горловинам станции примыкают двухпутные перегоны. В общей сложности, на станции имеется двенадцать централизованных стрелок, двадцать два светофора и двадцать три изолированных участка (секции).

Специализация путей:

1. Путь IП: главный станционный, предназначен для движения только в нечётном направлении.

2. Путь IIП: главный станционный, предназначен для движения только в чётном направлении.

3. Путь 4П: станционный приёмо-отправочный, предназначен для движения в нечётном и чётном направлениях.

4. Путь 6П: станционный приёмо-отправочный, предназначен для движения в нечётном и чётном направлениях.

5. Путь 3П: станционный приёмо-отправочный, предназначен для движения в нечётном и чётном направлениях, но отправление с этого пути возможно только в нечётном направлении, поскольку путевым развитием не предусмотрено наличие стрелочного съезда, соединяющего путь 3П с главным путем IIП.

6. Путь 1ТП: станционный тупиковый выставочный путь. Предназначен для отстоя вагонов в ожидании погрузки, выгрузки, и уборки вагонов для включения их в составы в соответствии с планом формирования. Примыкает к пути 3П.

7. Путь 2ТП: станционный тупиковый выставочный путь. Предназначен для отстоя вагонов в ожидании погрузки, выгрузки, и уборки вагонов для включения их в составы в соответствии с планом формирования. Примыкает к пути 6П.

Специализация и конструктивное выполнение светофоров:

1. НI: выходной с пути IП. Мачтовый. Позволяет следовать с пути IП поездным и маневровым порядком в нечётном направлении.

2. Н3: выходной с пути 3П. Карликовый сдвоенный. Позволяет следовать с пути 3П поездным и маневровым порядком в нечётном направлении.

3. Н4: выходной с пути 4П. Карликовый сдвоенный. Позволяет следовать с пути 4П поездным и маневровым порядком в нечётном направлении.

4. Н6: выходной с пути 6П. Карликовый сдвоенный. Позволяет следовать с пути 6П поездным и маневровым порядком в нечётном направлении.

5. ЧII: выходной с пути IIП. Мачтовый. Позволяет следовать с пути IIП поездным и маневровым порядком в чётном направлении.

6. Ч4: выходной с пути 4П. Карликовый сдвоенный. Позволяет следовать с пути 4П поездным и маневровым порядком в чётном направлении.

7. Ч6: выходной с пути 6П. Карликовый сдвоенный. Позволяет следовать с пути 4П поездным и маневровым порядком в чётном направлении.

8. М1, М3, М7: маневровые. Карликовые. Предназначены для осуществления маневровой работы в нечётной горловине станции.

9. М5: маневровый из тупика. Карликовый. Предназначен для следования с пути 1ТП маневровым порядком.

10. М13: маневровый из тупика. Карликовый. Предназначен для следования с пути 2ТП маневровым порядком.

11. М9: маневровый. Карликовый. Предназначен для следования с пути IП маневровым порядком.

12. М11: маневровый. Карликовый. Предназначен для следования с пути 3П маневровым порядком.

13. М2, М4, М6: маневровые. Карликовые. Предназначены для осуществления маневровой работы в чётной горловине станции.

14. М8: маневровый. Карликовый. Предназначен для следования с пути IIП маневровым порядком.

15. Н: нечётный входной. Мачтовый. Позволяет следовать на пути IП, 3П, 4П, 6П поездным порядком.

16. НД: нечётный входной по неправильному пути. Карликовый. Позволяет следовать на пути 4П, 6П поездным порядком при приёме по неправильному пути.

17. Ч: чётный входной. Мачтовый. Позволяет следовать на пути IIП, 4П, 6П поездным порядком.

18. ЧД: чётный входной по неправильному пути. Позволяет следовать на пути IIП, 4П, 6П, 3П поездным порядком при приёме по неправильному пути.

3. Кодирование сигналов телеуправления и телесигнализации

В диспетчерской централизации существует возможность искажения приказов, т.е. команд телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС). Причинами искажения сигналов могут являться повреждения аппаратуры железнодорожной автоматики, повреждения монтажа, повреждение линейных проводов, наведенные ЭДС.

Возможно появление двух видов искажений: качественных и количественных. В первом случае изменяется качество импульса (логический «ноль» или «единица»), во втором - число импульсов определенного качества.

Задача защиты от количественных искажений решается с помощью применения счётчиков импульсов. Задача защиты от качественных искажений, которые являются более опасными, решается с применением избыточного кодирования, при котором коды различаются друг от друга в двух и более разрядах.

В рамках данного проекта рассматривается один из способов избыточного кодирования - применение кода Хэмминга.

Коды Хэмминга являются самоконтролирующимися и самокорректирующимися. Коды Хэмминга позволяют обнаруживать ошибки при передаче данных. Построены коды Хэмминга применительно к двоичной системе счисления.

Сущность избыточного кодирования с применением коды Хэмминга состоит в том, что к коду, наряду с информационными импульсами, приписываются контрольные импульсы. Для удобства декодирования контрольные импульсы устанавливаются на местах с номерами степеней основания кода, т.е. на позициях 1,2,4,8,16 и т.д. в соответствии со степенями цифры 2, которая является основанием используемой при кодировании двоичной системы счисления. Значение контрольных импульсов определяется с помощью проверочной матрицы. Метод определения значения контрольных символов (0 или 1) основан на проверки четности числа единиц в соответствующих каждому контрольному импульсу строках проверочной матрицы.

В соответствии с заданием необходимо составить коды Хэмминга для пятиразрядных информационных кодов и в соответствии с номером варианта допустить ошибку в коде и определить, в каком символе она была допущена.

3.1. Составление кодов Хэмминга

3.1.1. Определяем суммарное число импульсов (информационных и контрольных). Для этого необходимо, чтобы выполнялось неравенство:

2^k ≥ k + Ɩ + 1, (1)

где k - количество контрольных импульсов;

Ɩ - количество информационных импульсов.

Решая данное неравенство, устанавливаем, что для пяти информационных импульсов необходимо четыре контрольных импульса:

2⁴ ≥ 4 + 5 + 1.

Таким образом, код Хэмминга будет иметь вид: k₁k₂ Ɩ₅k₃ Ɩ₄ Ɩ₂k₄ Ɩ₁

3.1.2. Составляем проверочную матрицу. Проверочная матрица составляем следующим образом:

- столбиком записываем четырехразрядные двоичные числа в диапазоне от одного до девяти. Каждый разряд соответствует одному из контрольных импульсов (например, четвертый разряд соответствует контрольному импульсу k₄);

- слева от столбиков записываем общий вид кода Хэмминга, полученный в п.3.1.1.;

- для каждого контрольного импульса определяем контролируемый им информационный символ (группу символов). Для того, чтобы это сделать, необходимо определить, напротив каких символов в вертикальном столбце стоят единицы.

	k₄	k₃	k₂	k₁
1	0	0	0	1	k₁
2	0	0	1	0	k₂
3	0	0	1	1	Ɩ₅
4	0	1	0	0	k₃
5	0	1	0	1	Ɩ₄
6	0	1	1	0	Ɩ₃
7	0	1	1	1	Ɩ₂
8	1	0	0	0	k₄
9	1	0	0	1	Ɩ₁

Таким образом, проверочная матрица имеет вид:

k₁	Ɩ₅	Ɩ₄	Ɩ₂	Ɩ₁
k₂	Ɩ₅	Ɩ₃	Ɩ₂
k₃	Ɩ₄	Ɩ₃	Ɩ₂
k₄	Ɩ₁

3.1.3. С помощью проверочной матрицы составляем тридцать две девятиразрядных комбинации кодов Хэмминга.

Пример составления кода Хэмминга.

Составим код Хэмминга для информационного кода 00001:

а) в данном коде Ɩ₅ имеет значение 0, Ɩ₄ - 0, Ɩ₃ - 0, Ɩ₂ - 0, Ɩ₁ - 1.

б) заносим эти данные в проверочную матрицу:

k₁	0	0	0	1
k₂	0	0	0
k₃	0	0	0
k₄	1

в) определяем значения контрольных импульсов таким образом, чтобы в каждой строчке было чётное число единиц:

k₁	1	0	0	0	1
k₂	0	0	0	0
k₃	0	0	0	0
k₄	1	1

г) составляем код Хэмминга в соответствии с его общим видом, полученным в п.3.1.1.

Получаем код: 100000011

Аналогичным образом составляем остальные коды. Полученные коды приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Коды Хэмминга

Номер	Информационный код	Код Хэмминга
0	00000	000000000
1	00001	100000011
2	00010	110100000
3	00011	010100111
4	00100	010101000
5	00101	110101011
6	00110	100001100
7	00111	000001111
8	01000	100110000
9	01001	000110011
10	01010	010010100
11	01011	110010111
12	01100	110011000
13	01101	010011011
14	01110	000111100
15	01111	100111111
16	10000	111000000
17	10001	011000011
18	10010	001100100
19	10011	101100111
20	10100	101101000
21	10101	001101011
22	10110	011001100
23	10111	111001111
24	11000	011110000
25	11001	111110011
26	11010	101010100
27	11011	011110111
28	11100	101011000
29	11101	101011011
30	11110	111111100
31	11111	011111111

Информационные технологии (Коды Хэмминга) 📙 Курсовая → 🆔 93299