Slow-scan, a sterowanie i kontrola urządzeń na kolei

Funkcje i opis systemu

Na polecenie operatora dostosowywać ustawienie semaforów i punktów, tak by zapewnić bezpieczny przejazd pociągów. System ma również uchronić operatora przed takim skierowaniem pociągów, które mogłoby doprowadzić do kolizji.
SSI  i urządzenia współpracujące

Rys. 1

SSI (Solid State Interlocking) - system kontrolujacy
TFM (Track-side Functional Modules) - moduły przytorowe (sterujace mechanizami, np. semaforem, zwrotnica)

Wymagania stawiane systemowi

Ze względów bezpieczeństawa wymagane jest, by SSI szybko wykrywał uszkodzenia, zarówno na łączu, jak i w modułach przytorowych.

Jak to działa?

SSI odpytuje wszystkie moduly w ustalonej kolejności raz na sekunde. SSI wysyła wiadomość (TFM-adres, stan) i czeka kilka milisekund na potwierdzenie. Taki sposób działania zapewnia szybkie wykrywanie błędów, jednak wymaga szybkiego łącza.

Problem

Ze względu na duże odległości pomiędzy modułami przytorowymi, połączenie ich szybkim łączem jest bardzo kosztowne. W związku z tym rozpoczęto prace nad zastąpieniem szybkiego łącza wolniejszym i tańszym łączem. System ten nazwano Slow-Scan.

Rozwiązanie

Slow scan system
Rys. 2
SPC - konwerter protokołu po stronie SSI
TPC - konwerter protokołu po stronie modułów

Funkcje SPC:

  1. odebrać wiadomość od SSI
  2. porównać wiadomość z zapmietanym stanem, jeśli się zmieniła to zapamietać i przesłać wolnym łączem do TPC
  3. odpowiedzieć SSI ze stanem z pamięci lokalnej.
  4. sprawdzić poprawność działania wolnego łącza 

Funkcje TPC:

  1. odebrać wiadomości ze stanem przez wolne łącze i przechowywać je
  2. emulować SSI, czyli wysyłać wszystkie przechowywane wiadomości, przy tyknięciu zegara
  3. odbierać wiadomości od modułów przytorowych, porównywać z zapisanym stanem, a ewentualne zmiany przekazywać do SPC wolnym łączem
  4. sprawdzić poprawność działania wolnego łącza 

Ważne zdanie

"We also want a model simple enough to be checked with the Concurrency Workbench."

 Modelowanie

SPC

Rys. 3 SPC

Slow-scan

Rys 4. Slow-scan  (SS1)


Model składa się z trzech komponentów: SPC, TPC i wolnego łącza(LGL)

Model bez detekcji uszkodzenia łącza (SS1)
Wersja SS1 zrozumiała dla cwb
Polecenia minimalizacyjne dla SS1
Wersja SS1 po minimalizacji
Sprawdzane właściwości SS1

3
agent
rozmiar
SPC
109
SPCm
72
SPCmu
73
SPCmum
10
LGL
10
LGLm
9
TPC
73
TPCm
48
TPCmu
49
TPCmum
48
Clock
3
Clockm
3
SS1
10192
SS1mu
2849
SS1mum
260

m  - zminimalizowany
u - uogólnienie statIn(x), statOut(x) na stat. (stat jak status)
SS1 - złożony z nie zminimalizowanych agentuów




Rys. 5 Slow-scan z detekcją (SS2)

Model z detekcją uszkodzenia łącza (SS2)
Wersja SS2 zrozumiała dla cwb
Polecenia minimalizacyjne dla SS2
Wersja SS2 po minimalizacji
Sprawdzane właściwości w SS2

agent rozmiar
SPC
1489
SPCm
1224
SPCmu
1225
SPCmum
192
LGL
13
LGLm
12
TPC
85
TPCm
56
TPCmu
57
TPCmum
10
Clock
3
Clockm
3
SS2
niepoliczalne*
SS2mu
23097
SS2mum
822 (~20 min.*)


* - PIII 700, 192MB