Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Mikroprocesorové řadiče pro moderní řízení silniční dopravy

AŽD Praha je přední český dodavatel komplexních řešení pro železniční a silniční dopravu. Zajišťuje výzkum a vývoj, projektování, výrobu, montáž, údržbu a servis zabezpečovací, telekomunikační, informační, řídicí a automatizační techniky. Počátky působení společnosti AŽD Praha v oblasti techniky pro silniční dopravu jsou spojeny s rozvojem světelné signalizace na křižovatkách v Československu koncem šedesátých let minulého století. Od té doby se řadiče AŽD postupně staly standardem a pro česká a slovenská města jich byly vyrobeny stovky.
 

Historický vývoj řadičů

 
Již počátkem 70. let dvacátého století byla zakoupena licence na výrobu elektromechanických řadičů typu BX-2 od německé firmy Signalbau Huber. Tyto řadiče se v tehdejším Československu pouze kompletovaly z dovezených součástek, což výrobu prodražovalo, a proto bylo posléze rozhodnuto o úpravě řadiče. Prvním produktem vlastního vývoje byl řadič pod označením ER-1. Nejdůležitější částí elektromechanických řadičů BX-2 i ER-1 byl válec, na kterém se nastavoval řídicí program – signální plán pro řízení dané křižovatky.
 
Nahrazením mechanických válců digitální programovací jednotkou (DPJ) se podařilo vývojářům AŽD odstranit poslední mechanickou součástku – vznikl řadič s označením ER-1 DPJ. Digitální programovací jednotka tohoto řadiče se vkládala do kazety místo do mechanického válce a programovala se přímo na deskách plošných spojů.
 
S rostoucími požadavky na řízení dopravy a na koordinaci dopravních tahů a s pokrokem techniky, zvláště mikroprocesorů a programovatelných mikropočítačů začal vznikat počátkem 80. let vlastní mikroprocesorový řadič MR-1. Tento řadič je první moderní řadič, a právě z něj vychází koncepce současných řadičů z produkce AŽD. Řadiče MR 28 a MR 16 jsou technicky na vysoké úrovni a vhodně pokrývají požadavky trhu při minimalizaci výrobních nákladů.
 
V roce 2008 byly uvedené řadiče dále doplněny rozhraním umožňujícím komunikovat pomocí standardizovaného protokolu OCIT (Open Communication Interface for Road Traffic Control Systems) s nadřazenou dopravní řídicí ústřednou. OCIT je otevřená architektura (viz vložený rámeček) pro vytváření rozsáhlých sítí silniční dopravy, vytvořená pracovním společenstvím ODG (OCIT Developer Group). Řadiče a komponenty řídicí centrály jsou v takto vytvořeném seskupení zapojeny do systémové sítě.
 
Při řízení světelné signalizace je řadič propojen s řídicí centrálou prostřednictvím rozhraní OCIT-Outstations. Přenos dat s využitím rozhraní OCIT-Oustations je založen na standardním protokolu TCP/IP, který zajišťuje bezpečné datové spojení a lze jej použít na všech typech přenosových cest. Pro OCIT-Outstations byl vyvinut speciální přenosový protokol uživatelské úrovně BTPPL (Basis Transport Paket Protokoll Layer), který může koexistovat i s internetovými standardy. BTPPL může komunikovat pomocí protokolu TCP/IP prostřednictvím různých přenosových cest. Pro tyto způsoby komunikace existují standardy a jim odpovídající běžné komunikační zařízení.
 

Mikroprocesorové řadiče AŽD

 
Řadiče jsou řešeny jako multiprocesorová zařízení se dvěma řídicími počítači a několika dalšími inteligentními moduly sběru a přenosu dat. Řídicí software obsahuje dvě části: zdrojový program řadiče a modul s dopravně-technickými daty. Pro ukládání a přenos dat se používá paměť o minimální kapacitě 32 MB. V této paměti lze uchovávat kompletní data z provozu řadiče, z detektorů a data dopravní statistiky. Vhodný režim lze volit z dopravní ústředny, počítačem řadiče nebo pomocí obvodu RTC. Řadiče jsou vybaveny moduly pro dálkovou správu, dohled a přenos obrazu.
 
Velmi spolehlivý mikroprocesorový řadič MR 16 (obr. 2), který se snadno obsluhuje, zajišťuje optimalizované řízení silničního provozu. Je určen především k řízení provozu na křižovatkách typu T a přechodech pro chodce. Řadič MR 16 může také pracovat v koordinované skupině okolních řadičů libovolné technologie ve funkci skupinového nebo podřízeného řadiče.
 
Mikroprocesorový řadič MR 28 (obr. 3) lze vzhledem k jeho modularitě používat k řízení středních i velkých a složitých křižovatek. Program je možné rozšířit o funkci aktivní preference MHD. Režim lze volit z dopravní ústředny, počítačem řadiče nebo pomocí obvodu RTC. Řadič je vybaven modulem GSM pro dálkovou správu, dohled a přenos obrazu. Zároveň je však osazen dotykovým plně barevným diagnostickým panelem. Programové vybavení mikroprocesorových řadičů umožňuje práci ve všech běžných režimech, jakými jsou:
  • pevné časové cykly,
  • dynamické programy,
  • fázové řízení,
  • volná tvorba signálního plánu,
  • ruční řízení,
  • programová blikavá žlutá,
  • noční celočervená,
  • dynamická koordinace,
  • spolupráce s integrovaným záchranným systémem.
Řadiče jsou umístěny ve skříních z korozivzdorné oceli v provedení EMC a EMI.
 

Řadič pro dětská dopravní hřiště

 
Mikroprocesorový řadič MD-1 (obr. 4) je speciální produkt AŽD, jenž je určen pro dětská dopravní hřiště. Je to inteligentní jednotka umožňující z jednoho místa simulovat řízení provozu na křižovatkách včetně odezvy na výzvu tlačítkem pro chodce. Významným prvkem, který se stále častěji stává součástí vybavení dopravních hřišť, je světelně řízený železniční přejezd též propojený s řadičem MD-1. Cílem společnosti AŽD Praha je co nejvíce přispívat k dopravní výchově dětí, proto již vyrobila a dodala techniku např. pro dětská dopravní hřiště ve Zlíně, Plzni, Jihlavě, Kolíně, Příbrami, Třeboni, na pražském Proseku a v Radotíně.
 
Obr. 1. Architektura OCIT umožňuje budovat rozsáhlé sítě pro řízení silniční dopravy
Obr. 2. Přechod pro chodce řízený mikroprocesorovým řadičem MR 16
Obr. 3. Křižovatka řízená mikroprocesorovým řadičem MR 28
Obr. 4. Speciální mikroprocesorový řadič MD-1 navržený pro dětská dopravní hřiště
Obr. 5. Dopravní hřiště ukáže dětem, jak se chovat v dopravním provozu
 

Architektura OCIT
Architektura OCIT používaná při výstavbě rozsáhlých dopravních sítí tvoří úroveň řídicí centrály a úroveň provozních přístrojů. V architektuře se uplatňují tyto tři typy rozhraní:
  • OCIT-Instations – standardizovaná rozhraní mezi komponentami a systémy na úrovni řídicí centrály,
  • OCIT-Outstations – standardizovaná rozhraní mezi řídicí centrálou a provozními přístroji,
  • OCIT-LED – rozhraní na úrovni provozních přístrojů, které zajišťuje spojení mezi jednotkou pro řízení
  • světel a signálními LED (technika 40 V).
Prostřednictvím rozhraní OCIT-Instations jsou přenášeny soubory dat (archivní data, archivované naměřené hodnoty apod.) z řídicí centrály k oddělenému zpracování. Zpět se vrací výsledek zpracování také ve formě datového souboru.
 
Rozhraní OCIT-Outstations propojuje řídicí centrálu s provozními přístroji. Je určeno k řízení, dohledu a sběru dat. Provozní přístroje fungují jako samostatné stanice, které se přes rozhraní připojují k řídicí centrále, popř. k některé z jejích komponent nebo k určitému nástroji. Další podrobnosti jsou na www.ocit.org.