Celkový pohled na učebnu

Příloha č. 1 – Řídící, simulační a zobrazovací systémy

1. Technická specifikace Předmětem díla je vypracování a dodávka řídicího, ovládacího a zobrazovacího systému simulace dopravy a řídícího SW (viz. návrh smlouvy) pro tento trenažér. Pořízený trenažér bude sloužit především pro výuku žáků. Technická specifikace je rozdělena do následujících funkčních celků: a) Konstrukce kolejiště (není součástí VZ tohoto VŘ). b) Konstrukce modelu tramvaje (není součástí tohoto VŘ VZ). c) Konstrukce pracoviště řidiče (žákovská pracoviště). d) Řídicí SW. e) Vybudování pracoviště řízení tramvaje prostřednictvím tramvajového pultu. f) Systémový simulátor. g) Kamerový systém (částečně není součástí tohoto VŘ VZ), viz část 5. Kamerový

systém. Celkový pohled na učebnu


2. Způsob výuky spojený s kolejištěm Veškeré vybavení učebny je koncipováno jako výuková pomůcka a výukový trenažer z oblasti řízení a zabezpečení dopravy: 1) Řídící a informační systém (RIS) – k tomuto účelu bude v učebně vybudováno tramvajové kolejiště, které bude simulovat skutečný provoz. Pro řízení kolejiště bude také vybudován samotný systém RIS, který bude: - sledovat vozidla dle předem připraveného jízdního řádu, - zobrazovat jejich polohu na obrazovce PC, popř. na velkoplošné televizi, - automaticky stavět výhybky (mimo vozovnu) na trati dle kurzu vozidla. - využívat možnosti preference vozidel na světelně řízené křižovatce s rozlišením směru jízdy vozidla dle kurzu a na přejezdu samostatně vedeného tramvajového tělesa a pozemní komunikace řízené také světelnou signalizací, - bude vizuálně zobrazovat a akusticky hlásit názvy zastávek, informace pro cestující apod., - komunikovat bezdrátovým systémem (týká se kamerového systému ve vozidlech a komunikace s vozidly). 2) Trenažer skutečného provozu vozidla - umožní řídit jedno vozidlo skutečným způsobem a bude mít skutečný pult tramvaje. Poznámka: součástí VZ bude vybudování vlastního trenažéru mimo zdroj napájení a rozvod propojení pultu s PC na učitelském stole. Možnosti výuky RIS: Žáci budou v učebně provádět tyto výukové moduly - postupně procházet a vytvářet data pro tramvaje: 1) Sestavovat jízdní řády – prostřednictvím PC budou moci sestavit jízdní řád pro maximálně tři linky a šest vozidel. Žák musí navrhnout způsob sestavení JŘ, který vloží do základního řídícího SW. V budoucnu se uvažuje o rozšíření počtu vozidel a linek. 2) Nahrávat názvy zastávek, popřípadě různá hlášení ve vozidle – jedná se o práci se zvukem (předem připravený text nahrát, sestříhat a popřípadě zvukově upravit). Žák je bude muset správně sestavit podle kurzu vozidla. Bude mít také možnost sestavovat hlášení pro cestující do palubního počítače. Ve výsledku může běžet i


více změn současně dle toho, kolik pojede vozidel v daném čase na kolejišti. 3) Stavění výměn a preference – žáci budou muset zadat, kdy se podle kurzu bude přestavovat příslušná výměna do správného směru a kdy bude dáván požadavek na preferenci u světelně řízené křižovatky a světelně řízeného přejezdu. Žák nebude navrhovat logiku řízení křižovatky a přejezdu, pouze mezi správnými zastávkami (žák si bude moci navrhnout vlastní názvy zastávek) vloží požadavek na preferenci, aby se mohla preference reálně uskutečnit. Jednotlivé změny, které budou moci žáci navrhovat a provádět uvedené v bodech 1 až 3, se budou dít prostřednictvím slepých map. Žák bude mít k dispozici pouze plán kolejiště s místy zastávek a tvarem křižovatky a přejezdu (včetně jejich vybavení návěstidly a možnostmi preferencí ). Do této mapy pak bude moci žák navrhovat kurzy a linky vozidel, názvy zastávek, tím pádem jejich správné zobrazení a hlášení, preferenci na křižovatce a přejezdu a správnou polohu výměn pro linku. Bude moci také naplánovat jízdní řád od určitého, předem zadaného času pro jedno vozidlo, skupinu vozidel (např. jednu linku) nebo všechna vozidla (všechny linky). 4) Kontrolovat svoji práci v provozu – předem připravené moduly 1 a 2 nahrát do základního SW a během jízdy vozidla po kolejišti zkontrolovat, jestli se vše zobrazuje správně na systémovém simulátoru nebo obrazovce PC a velkoplošné TV, jestli probíhají správná hlášení a jestli souhlasí možnost plnění jízdního řádu. Pro časový soulad bude možno systém nastavit od určitého času. Vlastní nastavení času bude provádět učitel. 5) Řídit tramvaj – trenažer umožní na jednom pracovišti řídit tramvaj ze skutečného ovládacího pultu. Ostatní vozidla bude možné řídit ze žákovských PC nebo učitelského PC. Jedná se tak o základy v oblasti dynamické jízdy vozidla, činnost otevírání a zavírání dveří a jejich výstraha před uzavřením, stavění výhybek, celkového provozu a dodržování předpisů daných Zákonem o provozu na pozemní komunikaci i Drážního zákona, zobrazování a hlášení informací pro cestující, apod. 6) Kamerové systémy – učebna bude vybavena jednou stacionární kamerou sledující provoz křižovatky a jednou otočnou kamerou sledující celé kolejiště. Obraz stacionární kamery bude přenášen na obrazovky PC, které budou v daný okamžik řídit tramvaj nebo na velkoplošnou TV. Otočnou kameru bude řídit učitel a její obraz bude přenášen pouze na PC kamerového systému. Dále pak bude každé tramvajové vozidlo vybaveno kamerou v jeho čele. Pokud se žák přihlásí k některému z vozidel, bude automaticky (pomocí IP adresy) přiřazena i příslušná čelní kamera ve vozidle, jejíž obraz se bude zobrazovat na obrazovce PC,


popřípadě velkoplošné TV, pokud bude vozidlo řízeno z pultu tramvaje. Poznámka: v modulu odstavci 6 nejsou součástí této kapitoly tohoto VŘ VZ není součástí dodávka stacionární a otočná otočné kamera. 3. Konstrukce kolejiště Tramvajové kolejiště slouží pro simulaci reálného provozu tramvají a případně i jiných vozidel.

Situační plán kolejiště Bude vytvořeno v měřítku „0“ jako dvojkolejná tramvajová trať s vozovnou, třemi smyčkami (dvě z nich budou dvojkolejné), jednou křižovatkou řízenou světelnými signály a jedním přejezdem řízeným světelnými signály. V kolejišti je umístěno 8 elektricky stavěných výhybek (z toho 6 automaticky stavěných a blokovaných) a 8


výhybek pojížděných po hrotu. Na kolejišti je vystavěno 8 zastávek s 16 sloupky. Součástí bude i vozovna se třemi kolejemi, situovaná u jedné z konečných stanic (podobně jako v Brně Pisárkách). Kolejiště a řídící SW musí zajistit schopnost vozidla určovat svoji polohu na trati a současně simulovat odezvu traťových zařízení na jízdu tramvaje, tj. zajistit: - bezkontaktní detekci pohybu vozidla po dráze (informace o poloze je vysílána z kolejiště směrem do vozidla), - přihlašování vozidla k řízené křižovatce a přejezdu (žádost o preferenci), - na vybraných výhybkách automatické stavění, blokování a odblokování výhybek. Napájení modelu tramvaje je z kolejí a to trvalým stejnosměrným napětím 12 V. V kolejišti jsou umístěny infračervené diody LED, které vysílají jednoznačný kód místa směrem nahoru nad koleje. Tento kód slouží k lokalizaci vozidla (simulace GPS). Řídicí systém musí kontrolovat správnou činnost každé vysílané LED diody a musí být dimenzován na max. počet 255 míst, přičemž aktuálně osazený počet bude cca 200 míst. Tato poloha bude vysílána prostřednictvím bitového kódu infračervenou LED diodou. Informace pro řadiče (křižovatky a přejezdu řízeného světelnými signály) a pro automatické přestavování výměn bude snímáno stejným způsobem, respektive bezdrátovým přenosem z vozidla tramvaje do PC (řídícího SW) a z něho impulzem do řadičů nebo na systém přestavování výměn. Názvy zastávek pro základní program řídícího SW: 1, 1a Čichnov, letiště (konečná A) tarifní zóna 101 2, 2a Ředitelská (celodenně na znamení) tarifní zóna 101 3, 3a Učitelská (od 20 do 5 na znamení) tarifní zóna 100 4, 4a Hlavní nádraží tarifní zóna 100 5, 5a Před školou tarifní zóna 101 6, 6a Jelenova čtvrť (konečná B) tarifní zóna 101 7, 7a Mašinkova třída tarifní zóna 215 8, 8a Křižíkova (konečná C) tarifní zóna 215

4. Přestavování výměn Na kolejišti jsou výměny přestavovány elektromagnetickými přestavníky, kromě sjížděcích výměn. Sjížděcí výměny přestavník nepotřebují. Zůstávají v poloze potřebné pro poslední projetou tramvaj. Z celkem osmi výměn stavěných elektricky se pouze šest staví i automaticky. Následný popis se týká automaticky stavěných výměn, zbylé dvě (ve vozovně) mají pro


svoji obsluhu pouze tlačítka a LED diody (signalizující aktuální polohu) na okraji kolejiště. Přestavníky jsou vybaveny dvěma elektromagnety, které mají vyvedený společný elektrický pól. Každý elektromagnet staví výměnu do jedné z poloh, jeden do základní polohy (+) a druhý do opačné polohy (-). Přestavování elektromagnetických přestavníků se děje dvojím způsobem: 1) Ručně – pomocí tlačítek vyvedených na okraj kolejiště. 2) Automaticky – pomocí systému RIS spolu s náhradou GPS a řízení tramvaje. V tomto případě rozhoduje linka tramvaje, kam se bude výměna stavět a systém RIS po minutí předem daného bodu (náhrada GPS) musí dát příslušnému relé impulz. Z pultu řízení tramvaje nebo klávesnice PC lze také zadat „násilné“ přestavení výměny v případě, že je nutný odklon trasy. V takovém případě se výměna musí přestavit do opačné polohy, než by volil výstup systému RIS.

Blokové schéma zapojení přestavníků výměn Převodník je výstupním členem systému RIS a náhrady GPS a také řízení tramvaje (tramvajového pultu nebo žákovského nebo učitelského PC).


Je napájen sběrnicí RS 485 (pin 1, 2, 3, 4). Řídící logika napájí relé A, Ba C (pin 7, 8 a 9) a také LED diody stavu výměny (pin 5 a 6). Dále pak přijímá vstupní informace od tlačítek na okraji kolejiště (pin 10 a 11), které nahrazují ruční přestavení výměny řidičem. Tyto vstupy musí být nadřazeny logice ze vstupních dat, aby se předešlo stavění do obou směrů současně v případě, že by logika například stavěla výměnu do polohy + a někdo tisknul tlačítko stavění výměny do polohy -. Vždy musí být napájeno pouze jedno relé A nebo B (v závislosti na požadovaném směru výměny). Jejich spínací kontakty přivedou proud do příslušného elektromagnetu, který přestaví výměnu a zároveň připraví elektrický obvod pro rozsvícení příslušných LED diod indikace stavu a polohy výměny. Po uplynutí maximálně dvou sec od přitažení relé A nebo B musí přitáhnout i relé C, které svým přepínacím kontaktem automaticky zablokuje další eventuelní přestavování výměny a spojí připravený obvod pro LED diody indikátoru polohy a stavu výměny, které se rozsvítí. Odpadnutí relé C (a A nebo B) musí být ovlivněno polohou vozidla na kolejišti (musí spolupracovat se systémem nahrazujícím GPS). Odblokování výměny musí nastat tehdy, až ji mine konec vozidla, tedy ve vzdálenosti minimálně 45 cm od stavěné výměny, což je délka tramvaje v modelu. Po přejetí tohoto bodu odpadne relé C (a A nebo B), čímž se ukončí blokování pro další stavění výměny a zhasnou LED diody indikátoru polohy a stavu výměny. Informace o poloze a blokování stavění výměny bude přenášena na modelová návěstidla, která budou umístěna na kolejišti. Vždy spolu svítí společně levá horní a pravá dolní LED dioda nebo pravá horní a levá dolní LED dioda v závislosti na postaveném směru výměny. Střední LED dioda je napájena přes diody D1 nebo D2, aby svítila v obou úhlopříčkách. Indikátor polohy a stavu výměny svítí pouze v případě, je-li výměna pod závěrem. Relé mohou být nahrazena polovodičovými prvky. V každém případě však musí být dodržena zásada galvanického oddělení napětí převodníku a napětí v kolejišti. Ruční přestavování se provádí přímo na kolejišti tlačítky vyvedenými na okraj kolejiště. Poloha výměny je indikována LED diodami (trvalým svitem) v blízkosti tlačítek. Tlačítka a LED diod polohy výměny mohou být přímo součástí plošného spoje. Poznámka: elektromagnetické přestavníky nejsou součástí tohoto VŘ VZ. 5. Kamerový systém V prostoru kolejiště budou umístěny kamery, které budou přenášet obraz bezdrátově a budou snímat: 1. Celkový pohled (otočná kamera) – tato kamera bude obsluhována učitelem a její obraz se bude zobrazovat jen na PC kamerového systému. 2. Světelně řízená křižovatka (stacionární kamera) – tato kamera bude trvale snímat situaci na světelně řízené křižovatce. Její obraz bude součástí obrazu na PC


žákovských pracovišť, učitelském PC a velkoplošné televizi. Nahrazuje rozhled skutečného řidiče před vjezdem do křižovatky. 3. Kamery ve vozidlech - snímají obraz před vozidlem a přenášejí ho na obrazovku PC, který danou tramvaj řídí nebo na velkoplošnou TV nebo na obrazovku učitelského PC. Podrobný popis viz část 7. Modelové vozidlo tramvaje. Poznámka: kamery dle bodu 1 a 2 této kapitoly nejsou součástí tohoto VŘ VZ. Jsou zde uvedeny pro představu celkové realizace systému. 6. Křižovatka a přejezd řízený světelnými signály Křižovatka řízená světelnými signály Na kolejišti bude křižovatka, která bude řízena světelnými signály.

Situační nákres křižovatky


Křižovatka má tvar kříže. Ze směrů A, C a D je vedeno tramvajové kolejiště propojené do úplného trianglu. Chodci mají ze všech směrů podchod, a proto nemá křižovatka chodecká návěstidla ani přechody. Řadič křižovatky je nahrazen mikroprocesorem, který řídí základní program s fázemi číslo 1 až 5. Jednotlivé fáze trvají 20 sec, kromě fáze 2, která trvá 10 sec. Takto probíhají jednotlivé fáze (po fázi číslo 5 se vrací řadič k fázi číslo 1). Přijíždí-li vozidlo s preferencí ke křižovatce, prostřednictvím systému nahrazujícího polohu GPS zažádá o preferenci a tím umožnění projetí křižovatky nezávisle na pořadí fází. U fází číslo 8 a 9 (preference 3 a 4) navíc rozhoduje ještě i linka vozidla, protože je nutné postavit správný směr tramvaji, tedy polohu příslušné výměny. U fáze číslo 10 (preference 5) je myšlena do budoucna pro nekolejová vozidla.

Fáze číslo Směr 1

A C

Signál pro vozidla Signál pro tramvaje Poznámka volno volno

2

A

volno

3 4

B D

volno volno

D

stůj

B

stůj + zelená šipka vpravo

6

A

stůj

7

C

volno

8

D

stůj

9 10

D B

5

volno pro jízdu rovně volno volno pro jízdu doleva

svítí šipka pro opuštění křižovatky

volno pro jízdu doleva volno pro jízdu doprava

volno pro jízdu rovně a doleva volno volno pro jízdu doprava volno pro jízdu doleva

preference 1 preference 2 preference 3

volno preference 4 preference 5 volno Tabulka jednotlivých fází a preferencí křižovatky

Pokud dojde k požadavku na preferenci, řadič přejde do požadované fáze preference a setrvá v ní 15 sec. Pak se automaticky vrátí do základního programu. Jestli-že dojde k požadavku na preferenci v době, kdy probíhá jiná fáze preference, přejde řadič po ukončení dřívější fáze preference na nově požadovanou fázi preference a teprve po jejím ukončení se vrátí do základního programu.


Přejezd řízený světelnými signály Na kolejišti je bude také přejezd, tedy křížení pozemní komunikace s tramvajovým samostatným tělesem. Tento přejezd je bude řízen, obdobně jako křižovatka, řadičem a světelnými signály.

Situační nákres přejezdu Přejezd bude řešen jako kolmé křížení pozemní komunikace a samostatného tramvajového tělesa. Chodci mají vybudovaný pod kolejemi podchod, a proto nemá přejezd chodecká návěstidla, ani přechody. Řadič v základním programu přechází mezi fázemi číslo 1 a 2. Fáze číslo 1 trvá 30 sec a fáze číslo 2 trvá 20 sec. Pokud dojde k požadavku na preferenci, řadič přejde do požadované fáze preference a setrvá v ní 7 sec. Pak se automaticky vrátí do základního programu. Jestli-že dojde k požadavku na preferenci v době, kdy probíhá jiná fáze preference, přejde řadič ihned i na nově požadovanou fázi preference a teprve po jejím ukončení se vrátí do základního programu. Fáze číslo Směr 1 BaD 2 AaC 3 A 4 C

Signál pro vozidla volno stůj v obou směrech stůj v obou směrech stůj v obou směrech

Signál pro tramvaje Poznámka stůj v obou směrech volno v přímém směru volno v přímém směru preference 1 volno v přímém směru preference 2

Tabulka jednotlivých fází a preferencí přejezdu Pro tramvajovou signalizaci je přejezd vybaven také předvěstmi. Tyto předvěsti musí změnit svůj znak vždy 3 sec před změnou znaku na návěstidle přejezdu.


Vozidlo, jedoucí po kolejišti, snímá svoji polohu v jednotlivých pevně stanovených bodech. Tento systém (náhrada skutečného systému GPS) a systém RIS předává prostřednictvím relé informaci o žádosti na příslušnou preferenci daného vozidla. Řadič sepnutím kontaktu relé preferenci přijme a vyhodnotí. Místo, ze kterého se bude žádost o preferenci vysílat, není možné v současné době přesně určit (vzhledem k jízdním vlastnostem tramvají) a proto tento problém musí být řešen až na zkušebních jízdách na kolejišti, které jsou zadavatelem požadovány. Převodník je napájen sběrnicí RS 485. Řídící logika vyhodnocuje stav ze systému RIS a náhrady GPS. Výsledkem je krátkodobé přitažení příslušného relé a sepnutím jeho kontaktu zažádání o preferenci. Pro křižovatku to jsou relé A až E, pro přejezd to jsou relé F a G. Relé budou přitažena maximálně 3 sekundy. Převodník bude mít vyvedeny ještě paralelní výstupy ke kontaktům jednotlivých relé, které budou indikovat LED diodou sepnutí daného kontaktu. Ty nejsou z důvodu místa nakresleny v blokovém schématu. Relé mohou být nahrazena například optočleny. V každém případě však musí být dodržena zásada galvanického oddělení napětí řadiče a převodníku jak u křižovatky, tak i u přejezdu. Poznámka: řadiče uvedené v této kapitole nejsou součástí tohoto VŘ VZ – řešení převodníků ano.


Princip zapojení preferencí křižovatky a přejezdu 7. Modelové vozidlo tramvaje Model tramvaje bude simulovat vybrané prvky chování vozidla MHD nejen v systému RIS, ale i v reálném provozu: -

pohyb po tramvajové dráze, detekce pohybu po trati pomocí infračervených kódů simulujících GPS pozici, které jsou snímány přímo z kolejiště, cílené informace pro cestující, automatické stavění výhybek, preference vozidla na křižovatce a přejezdu, simulaci ovládání a indikací vybraných prvků tramvaje.

Vozidlo tramvaje bude simulovat svojí jízdou po kolejišti skutečný vůz a tedy i provoz. Z hlediska průjezdu oblouků, délky celého vozu a jednoduchosti modelu, se pro daný účel nejlépe jeví typ Anitra, která je provozována také v brněnském dopravním podniku. Z důvodu umístění všech komponentů ve vozidle, především plošných spojů, bude skříň vozu konstruována jako neprůhledná. Pouze přední sklo vozu bude i na modelu průhledné (nebo alespoň musí umožnit průhled kamery) z důvodu kamerového snímání situace před vozidlem. Kamera musí být vybavena objektivem, který snímá obraz minimálně v úhlu vidění 100 stupňů. Předpokládaná citlivost je nejméně 1 megapixel. Pomocí IP adresy bude vybrána čelní kamera příslušného vozu. Vozidlo bude napájeno z kolejí stálým stejnosměrným napětím o velikosti 12 V. Toto napětí slouží k napájení všech komponentů ve vozidle, především řídící jednotky a kamerového systému. Motor je napájen a ovládán řídící jednotkou a pro dokonalý modelový provoz musí mít sedm stupňů rychlosti (otáček motoru) a impulzní systém napájení pro dosažení pomalé, avšak plynulé jízdy. Sedm stupňů rychlosti je zvoleno z důvodu, že páka ručního řízení na skutečném pultu tramvaje má také sedm jízdních a sedm brzdných stupňů. Jízda musí být obousměrná. Změnu směru bude možné volit pouze v případě, že vozidlo stojí. Z řídící jednotky jsou napájeny i všechny diody LED, sedmisegmentové displeje a akustický měnič. Anitra bude přijímat bezdrátově příkazy pro řízení motoru, svit všech diod LED, sedmisegmentové displeje a akustický měnič. Naopak bezdrátově bude vysílat informaci o své poloze na kolejišti, svoji identifikaci (kurz) a kamerový obraz. Polohu na kolejišti bude snímat infračervenou diodou z předem určených míst, které budou vysílat kód dané polohy. Vozidlo bude simulovat otevření dveří rozsvícením červené diody LED nad dveřmi. Pokud jsou dveře otevřeny, nelze se s vozidlem rozjet (rozjezd je blokován jako ve


skutečném vozidle) a pokud vozidlo není zastaveno a zabrzděno, nelze povolit otevírání dveří a tím i jejich otevření. Jestli budou dveře v zastávce otevřeny či nikoli (simulace toho, jestli cestující vystoupí nebo nastoupí) je provedeno softwarově generátorem náhodných impulzů (simulace zmáčknutí tlačítka cestujícím ve vozidle, popřípadě zvenčí na jeho skříni). Podobně je simulován i požadavek zatavení v zastávce na znamení – prostřednictvím generátoru náhodných impulzů. Dveře budou rozděleny na dvě skupiny: - první dveře u řidiče a - ostatní dveře (otevírají se vždy všechny společně). Model Anitry: 1) Signalizuje otevření dveří červenými LED nad dveřmi. Přední samostatně od všech ostatních. 2) Bílými LED vpředu a červenými LED vzadu simuluje tlumená a koncová světla. 3) Bílými LED vzadu signalizuje směr jízdy vzad. 4) Červenými LED vzadu simuluje brzdová světla. LED se musí rozsvítit vždy, když je páka ručního řízení v polohách brzdového režimu (polohy 1 až 7 a obě polohy kolejnicových brzd). 5) Oranžovými LED vpředu, vzadu a po stranách simuluje směrová světla. 6) Na třech sedmisegmentových displejích (vpředu, na pravém boku a vzadu) zobrazuje: - číslo linky (čísla 1 až 9), - číslem „0“ služební jízdu, - písmenem „L“ cvičnou jízdu, - písmenem „H“ školní jízdu, 7) Umístěnou kamerou v čele, na místě řidiče, snímá obraz před vozidlem. 8) Anitru nebude možné ovládat po předchozím nastartování vozidla, podobně jako ve skutečnosti. Další podmínkou jízdy bude poloha sběrače na troleji. 9) Po dojetí vozidla do vozovny musí být stažen sběrač a vozidlo regulérně zaparkováno uvedením přepínače řízení do polohy vypnuto. Jinak nebude možné opustit část řídícího SW, který řídí tramvaj. 10) Snímá svoji polohu na kolejišti. 11) Vydává zvuk zvonce a výstrahy před uzavřením dveří v závislosti na počtu stisků klávesy M. Při použití brzdy prostřednictvím kolejnicových brzd (nouzové brzdění) zvoní nezávisle na klávese M jak v PC, tak i na vozidle po dobu, kdy je páka v poloze brzdění kolejnicovými brzdami. 12) Komunikuje bezdrátovým způsobem. 13) Je napájen z kolejí trvalým stejnosměrným napětím 12 V.


Náčrtek základních rozměrů modelu Anitry Jednotlivé plošné spoje a komponenty ve vozidle mohou být propojeny vhodnými konektory. Poznámka: samotná Anitra (podvozky, motor, skříň vozu, všechny diody LED, infračervená dioda a sedmisegmentové displeje) nejsou součástí tohoto VŘ VZ.

8. PC (notebooky na žákovských stolech a učitelském stolu) a PC pultu tramvaje V učebně bude instalováno celkem 24 kusů počítačů (notebooků), dále jen PC:

-

20 ks PC – žákovská pracoviště, 1 ks PC – řídící pult tramvaje, 1 ks PC – kamerový systém, 1 ks PC – náhrada GPS a systém RIS, 1 ks PC – učitelský.

Poznámka: všechny PC nejsou Žádné PC není součástí tohoto VŘ VZ.

Následující popis se týká dvaceti kusů PC žákovských pracovišť a jednoho kusu učitelského PC. Tyto PC budou mít shodný SW. Kterýkoli PC bude mít možnost ovládat kteroukoli Anitru. Přiřazení PC – Anitra bude na základě zadání kurzu do palubního počítače a čtyřmístného inventárního čísla vozu (prostřednictvím IP adresy bude vybrán obraz příslušné kamery). Kurz se zadá prostřednictvím numerické klávesnice do


virtuálního palubního počítače (žákovského nebo učitelského) nebo do skutečného palubního počítače na tramvajovém pultu Řízení vozu bude prováděno příkazy z klávesnice, jedním, popřípadě opakovaným stisknutím. Řízení může být prováděno paralelně z externí numerické klávesnice připojené přes USB, která není součástí VŘ Klávesnice na PC může být nahrazena jinou klávesnicí vhodného provedení, která bude s PC spojena prostřednictvím konektoru USB. PC, který neřídí tramvaj, musí být schopen zobrazovat polohu všech vozidel na kolejišti a pokud budou dostupné údaje, tak i jejich kurz a plnění jízdního řádu. Zastaví-li tramvaj v zastávce a bylo-li povoleno otevření dveří, musí být řídící SW schopen náhodně otevřít přední dveře, ostatní dveře nebo všechny dveře, popřípadě žádné dveře. Blíží-li se tramvaj k zastávce na znamení, musí být řídící SW schopen vyvolat náhodně potřebu zastavení (simulace stisku tlačítka cestujícího ve voze nebo osoba na zastávce) rozsvícením kontrolky na monitoru PC, velkoplošné televizi a pultu tramvaje. Pouze PC řídícího pultu tramvaje bude ovládán i skutečným pultem tramvaje. Všechny ovládací, kontrolní a řídící prvky na pultu tramvaje budou přes převodník spojeny prostřednictvím konektoru USB do PC. Převodník tedy bude pracovat oboustranně: - příkazy a řídící povely směrem od pultu k PC a - indikace kontrolních a měřících prvků směrem od PC do pultu tramvaje. Řízení rychlosti a směr jízdy vozidla bude ovládán levou rukou pákovým řadičem rychlosti a přepínačem směru rychlosti. Součástí bude i přepínač řízení vozidla (VYPNUTO, ZAPNUTO, START VOZIDLA). Jednotlivé příkazy od PC:

1) Řídí a ovládá přiřazené tramvajové vozidlo dle kurzu a čtyřmístného evidenčního čísla vozu. 2) Klávesami „W“ a „X“ jednotlivými stisky přičítá nebo odečítá jednotlivé rychlostní, popřípadě brzdné stupně. 3) Stiskem klávesy „S“ se zvolí ihned nulová poloha rychlostní páky – vozidlo jede výběhem nebo po zastavení stojí. 4) Klávesou „SHIFT“ (pravou i levou) se vyvolá maximální brzdný stupeň (rychlobrzda). Po dobu stisku klávesy zvoní zvonek nezávisle na klávese M jak ve vozidle, tak i v PC. Uvede se také ihned páka řízení automaticky do polohy kolejnicové brzdy (obě). Vozidlo je dynamicky zastaveno v závislosti na původní rychlosti a sklonových poměrech. 5) Klávesa „H“ ovládá výhybku v případě odklonu linky a přestavuje ji do opačného směru, než by byla poloha ze systému RIS. Blokuje systém RIS.


6) Klávesou „P“ otevírá přední dveře u řidiče (pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno). 7) Klávesou „O“ otevírá všechny dveře (pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno). 8) Klávesou „U“ uvolňuje otevření všech dveří ( pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno). 9) Stiskem klávesy „Z (Y)“ (v závislosti na eventuelním přepnutí klávesnice) se spustí výstraha a po jejím uvolnění se uzavřou všechny otevřené dveře. 10) Klávesou „M“ se volí vypnutí/zapnutí zvukových projevů v PC a ve vozidle kromě zvuku zvonce při nouzovém brzdění (tato signalizace je zapnuta vždy ve vozidlo i v PC). 11) Klávesa „T“ průjezd zastávkou. 12) Klávesou „←“ zapíná a vypíná směrová světla doleva. 13) Klávesou „→“ zapíná a vypíná směrová světla doprava. 14) Klávesa „mezerník“ ovládá zvonek v závislosti na klávese M. 15) Klávesa „L“ ovládá přední tlumená a zadní koncová světla. 16) Klávesa „G“ ovládá dálková světla pouze v případě, že jsou zapnuta tlumená světla. Na vozidle se však tato funkce nijak neprojeví. 17) Klávesa „B“ ovládá nezávisle na tlumených světlech světelnou houkačku (pokud nejsou zapnuta tlumená světla, musí se na modelu rozsvítit přední bílé LED diody tlumených světel). 18) Klávesa „R“ volí směr jízdy vpřed (pouze, pokud vozidlo stojí). 19) Klávesa „F“ volí páku směru do nulové polohy (pouze, pokud vozidlo stojí, s vozidlem nelze odjet). 20) Klávesa „V“ volí směr jízdy vzad (pouze, pokud vozidlo stojí). 21) Klávesa „J“ ovládá jeden kyv stěračů. 22) Klávesa „K“ ovládá trvalou práci stěračů. 23) Klávesa „F12“ ovládá sběrač. 24) Klávesa „F1“ vypíná řízení tramvaje (poloha „VYPNUTO“). 25) Klávesa „F2“ uvádí přepínač řízení do polohy „ZAPNUTO“. 26) Klávesa „F3“ uvádí přepínač řízení do polohy „START“. 27) Klávesa „F5“ umožňuje nouzové pojíždění. 28) Řízení rychlosti jízdy musí odpovídat skutečnosti, tzn., že musí být dynamické a při výběhu se rychlost z kopce musí zvyšovat a naopak, na rovině jen lehce zpomalovat. 29) Počítač (jeho SW) simuluje prostřednictvím generátoru náhodných impulzů otevření dveří v zastávce (výstup/nástup cestujících) a také to, chce-li někdo


vystupovat/nastupovat v zastávce na znamení, pokud se vozidlo k takové zastávce blíží.

9. Obrazovka PC, velkoplošná obrazovka Obrazovky jednotlivých PC a obraz velkoplošné televize (tou bude vybaven pouze PC řídícího pultu tramvaje) budou přenášet identický obraz (stejná aplikace): -

ve spodní části virtuální pult tramvaje (obdobu skutečného pultu tramvaje použitého na kolejišti), virtuální palubní počítač a symboly zapnutí/vypnutí zvuku na vozidle a v PC, uprostřed online obraz kamery řízeného vozu, v horní části online obraz kamery snímající křižovatku a zobrazení tramvajového simulátoru (číslo linky, čelní a boční panel, informační panel pro cestující ve vozidle), při stírání stěrače jedním kyvem se zobrazí pouze činnost stěrače, při stírání trvalém se zobrazí práce stěrače a obraz z čelní kamery potemní.

.Velkoplošná obrazovka není součástí tohoto VŘ

10. Pult na monitorech a velkoplošné televizi tramvaje skutečný i virtuální Pult tramvaje skutečný

Pult včetně převodníku bude napájen stejnosměrným stálým napětím 24 V. Poznámka: zdroj však není předmětem tohoto VŘ VZ.

Všechny příkazy bude posílat prostřednictvím povely ze skutečných prvků na ovládacím pultu budou odesílány do PC prostřednictvím převodníku po datovém kabelu i včetně zpětných informací z PC, která se budou pultě a pomocí převodníku (ten bude napájen stejnosměrným stálým napětím o velikosti 24 V přímo z pultu) do PC prostřednictvím datového kabelu mezi pultem a PC a zobrazovat prostřednictvím měřících přístrojů a kontrolek (LED diod a žárovek) data z PC stejnou cestou na pultu tramvaje.


Pult se bude aktivovat pouze spínačem blokovaným klíčem. Takto zajištěným spínačem se přivede napětí do pultu řízení tramvaje. Zamezí se tak nežádoucímu pokusu o řízení. Pult na monitorech a velkoplošné televizi tramvaje skutečný i virtuální: 1) Bude ukazovat stav rychloměru v závislosti na rychlosti jízdy vozidla (modelová rychlost bude přiřazena skutečné na rychloměru, respektive sedmi jízdním/brzdným stupňům). 2) Bude ukazovat simulovaný odběr proudu. 3) Bude ukazovat aktuální stav napětí 24 V ss (prakticky napájecí napětí zdroje). 4) Bude ukazovat trolejové napětí 600 V (kontrolka na místě kontrolky vytápění zrcátek). 5) Bude ukazovat polohu přepínače řízení vozidla. 6) Bude ovládat a zobrazovat: - otevření dveří u řidiče (pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno), - otevření všech dveří (pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno), - uvolnění všech dveří (pouze v případě, že vozidlo stojí a je zabrzděno), - výstrahu a uzavření všech dveří, - průjezd zastávkou, - zvonek, - tlumená světla, - dálková světla, - světelnou houkačku, - indikaci požadavku na zastavení v zastávce na znamení, - stav činnosti kotoučových brzd, - směrová světla, - skluz při maximálním rozjezdu z nulové rychlosti, - bude volit rychlost jízdy (ručním ovladačem) včetně jeho blokování a případného nouzového zabrzdění při puštění ovladače rukou za jízdy, - bude volit směr jízdy (pokud bude vozidlo stát), v nulové poloze přepínače nebude možné s vozidlem odjet, - bude ovládat sběrač (pokud nebude sběrač v poloze na troleji, nebude možné s vozidlem odjet), - bude mít aktivní tlačítko „STOP“, které vypne jistič v rozvodné skříni (v případě nebezpečí), - stěrače, jak jeden kyv, tak stálý chod.


7) Součástí pultu bude palubní počítač (skutečný na pultu tramvaje) nebo virtuální na obrazovce PC a velkoplošné obrazovce. Příkazy a reakce vozidla a pultu jsou v tabulce viz příloha B, pohled na pult, jeho popis a přiřazení kláves je v příloze C. 11. Datová koordinace a řídicí SW Všechny prvky výukového systému budou co nejvěrněji simulovat skutečné využívání systému RIS v běžném provozu: - práci řidiče, - jízdu vozidla na lince podle jízdního řádu, - nastavení kolejové cesty, - preference na řízené křižovatce a přejezdu světelnými signály, - hlášení informací pro cestující, - podklady pro dispečerské řízení (náhrada systému GPS a plnění jízdního řádu), - řešení mimořádných situací. Datová komunikace probíhá dvěma způsoby: 1) Bezdrátově – jedná se o přenos obrazu šesti čelních kamer v Anitrách směrem z vozu k PC kamerového systému. Tento obraz se musí zobrazovat na PC (nebo velkoplošné TV), které příslušnou tramvaj momentálně řídí. Bezdrátově také probíhá komunikace mezi řídícím PC (učitelským nebo žákovského pracoviště) a samotnou tramvají. Jedná se o řídící povely, zvukové povely, zobrazovací povely (komunikace směrem do Anitry) a identifikace vozidla, určení polohy vozidla (směrem od Anitry do PC náhrady GPS a systému RIS). 2) Pomocí datových kabelů nebo SYKFY komunikuje řídící SW se všemi ostatními prvky v učebně. Činnost řídícího SW v jednotlivých částech trenažéru. Modelové vozidlo tramvaje Řídící SW musí umožňovat řízení konkrétního vozidla a to pomocí buď skutečného palubního počítače (na pultu tramvaje) nebo pomocí virtuálního palubního počítače zobrazeného na monitorech PC a velkoplošné TV. Po nastavení vstupních kódů do palubního počítače na PC nebo na skutečném pultu (kurz a čtyřmístné inventární číslo vozu) se automaticky nastaví informační systém na systémovém simulátoru (u tramvaje řízené z reálného pultu), nebo na obrazovkách PC, a na modelu příslušné tramvaje. Tato tramvaj se zároveň vybere pro řízení a zobrazení obrazu čelní kamery na obrazovce PC a velkoplošné TV.


Do palubního počítače jsou zavedeny signály zabrzděno + povolení otevření dveří, jimiž se definuje pobyt v zastávce, a tlačítko průjezd zastávkou na znamení. Rozjezd modelu tramvaje bude omezen jako na skutečném vozidle zavřením dveří. Dveře nebude možno otevřít za jízdy. Zastávka bude definovaná vstupy signálů zabrzděno + uvolnění všech dveří. Řídící SW umožní zobrazení kamery vybrané tramvaje na obrazovce PC nebo velkoplošné TV a zkombinuje ho s ostatními obrazy viz část 9. Obrazovka PC, velkoplošná obrazovka. Přes řídící jednotku zadává bezdrátově veškeré příkazy pro Anitru a rovněž bezdrátově přijímá její identifikaci a místo, kde se aktuálně nachází. V závislosti na tom, kde se vozidlo nachází, také musí řídící SW simulovat jízdu skutečného vozidla podle sklonových poměrů hlavně v případě, že ruční páka řídící rychlost je v nulové poloze, kdy vozidlo jede výběhem. Rychlost jízdy se tak musí projevit na tom, jestli vozidlo jede po rovině, z kopce nebo do kopce. Křižovatka a přejezd Křižovatku i přejezd řízený světelnými signály řídí v základním stavu řadič nezávisle na okolní dopravě. Aby mohl řadič přijmout žádost o preferenci. Musí k tomu dát řídící SW přes převodník (řízený sběrnicí RS 485) příkaz. Tzn., že řídící SW musí porovnat výsledky z náhrady GPS, polohy vozidla a její linky a na základě toho uskutečnit žádost na příslušnou preferenci. Po přejetí vozidlem předem naprogramovaného místa (pomocí systému náhrady GPS) se tak aktivuje žádost preference tramvaji na světelně řízené křižovatce a přejezdu. Poznámka: samotné řadiče křižovatky a přejezdu nejsou součástí tohoto VŘ VZ. Náhrada GPS Aby bylo možno snímat polohu vozidel na kolejišti, je nutné nahradit skutečný systém snímání polohy GPS. To se děje vysílacími infračervenými diodami LED, které jsou rozmístěny na předem určených místech na kolejišti tak, aby je projíždějící tramvaj mohla svými přijímacími diodami snímat. Každé místo je kódově určené dané poloze. Těchto bodů se počítá cca 200 na celém kolejišti, maximální počet je však 255. Řídící SW přijímá bezdrátově přenesenou informaci o tom, na kterém bodě se vozidlo nachází a tím určuje jeho polohu. Tuto polohu každého vozidla musí být řídící SW schopen zobrazit na obrazovce PC žákovských pracovišť a učitelského PC nebo velkoplošné TV. Zároveň také předává svoje informace pro automatické stavění výměn a žádosti o preferenci vozidel na křižovatce a přejezdu.


Kamerový systém (mimo kamer ve vozidlech) Otočná kamera – obraz z této kamery se přenáší na PC kamerového systému na stole učitele, který ji také ovládá. Do řídícího SW nijak nezasahuje. Učitel také může řízení a zobrazení kamery „předat“ kterémukoliv žákovskému PC. Stacionární kamera – sleduje staticky obraz světelně řízené křižovatky. Její obraz se musí přenášet přes PC kamerového systému na obrazovky PC žákovských stolů a učitelský stůl s velkoplošnou obrazovku v případě, že právě tento PC řídí některé vozidlo na kolejišti. Obraz křižovatky je nutný proto, že kamera na čele vozidla neposkytne ideální obraz o tom, jestli nepřijíždí jiné vozidlo z boční ulice. Stacionární kamera tedy musí nahradit dokonalý přehled řidiče o provozu v blízkosti křižovatky. Tramvajový pult Částí řídícího SW bude i převodník mezi skutečným pultem a učitelským PC, aby i SW žákovských PC a PC pultu tramvaje mohl být shodný. PC pultu tramvaje tak musí být schopen přijímat řídící povely prostřednictvím tlačítek, přepínačů a rychlostní/brzdové ruční páky a jednak umožnit signalizaci kontrolek a polohy ruček měřících přístrojů v závislosti na stavu řízeného vozidla. Automatické stavění výměn Po přejetí předem určeného místa (náhrada GPS) a linky vozidla se výhybka přestaví do žádaného směru a zablokuje prostřednictvím převodníku, který musí řídící SW ovládat prostřednictvím sběrnice RS 485. Zablokováním se rozumí nemožnost automatického přestavování v době, kdy je na výhybce vozidlo. Výhybku je ale možno přestavit prostřednictvím tlačítek na okraji kolejiště. Odblokuje se po skutečném opuštění výhybky modelem opět pomocí polohy vozidla z náhrady GPS. Učitelský stůl Na učitelském stole se nacházejí všechny PC, mimo žákovských PC, a to: - PC kamerového systému, - PC tramvajového pultu, - PC náhrady GPS a dat RIS, - PC učitelský. Vzájemně jsou PC propojeny datovými kabely. Celkové propojení obstará SWITCH. Poznámka: switch není součástí tohoto VŘ VZ.


Žákovská pracoviště Každé žákovské pracoviště disponuje jedním PC. Jejich celkový počet je 20. Z tohoto každým PC musí být možné řídit kteroukoliv Anitru. Musí být zajištěno, aby nedošlo k přihlášení více PC k jednomu vozidlu stejným zadáním. Takový případ musí být řešen prvním přihlášením, ostatní pak musí být k danému vozidlu blokována. Zároveň také musí být schopno každé pracoviště zajistit, aby bylo možno do základního řídícího SW vložit jiné, předem připravené, názvy zastávek a hlášení pro cestující, správného automatického stavění výměn, správných žádostí o preference na křižovatce a přejezdu a jízdního řádu. Ty se pak musí uplatnit při jízdě vozidla po kolejišti a popřípadě na systémovém simulátoru. Žáci si tak musí ověřit správnost své práce. Vkládání bude provedeno prostřednictvím slepé mapy, viz část 2. Způsob výuky spojený s kolejištěm. Každé PC musí mít možnost zobrazit svoje data na systémovém simulátoru volbou učitelského PC. Systémový simulátor Jak je popsáno v části č. 12. Systémový simulátor, bude simulátor pracovat ve dvou režimech. V režimu výukového prvku bude čerpat data (základní program) z PC náhrady GPS a dat RIS a simulací tlačítky (zabrzděno, povolení otevření dveří a průjezd zastávkou) se bude řídit. V režimu zobrazovacím bude čerpat data z PC ovládacího pultu tramvaje, který řídí tramvaj prostřednictvím skutečného pultu nebo z kteréhokoliv žákovského PC, který v dané chvíli řídí tramvaj. O zobrazení rozhodne učitel prostřednictvím učitelského PC. Základní program Základním programem řídícího SW se rozumí SW naprogramovaný od dodavatele, který bude sloužit prvotní výuce. Na základě tohoto programu bude možné celý trenažer spustit, řídit a ovládat. Tento program pak bude možné ovlivnit předem připravenými částmi činnosti žáků a učitele (vkládáním vyplněných map), aby bylo možno měnit názvy zastávek, jízdní řád, preference a hlášení pro cestující. Vždy však musí být možnost vrátit se k základnímu programu a musí být zajištěno, aby nebylo možno základní program trvale přepsat ani žáky, ani učitelem. Učitel také musí mít možnost nastavit počáteční čas simulace.


Hlášení a zobrazení názvu zastávek a informací pro cestující Zobrazení se týká systémového simulátoru, čísla linek na vozidlech a na informačních tabulích na obrazovkách PC a velkoplošné TV, hlášení potom na systémovém simulátoru, a dle klávesy M i ve vozidlech a PC právě řídících vozidlo řízeného vozidla. Řídící SW musí zajistit zobrazení a hlášení. Ve vozidle: - po zastavení a uvolnění dveří se musí zobrazit číslo linky a název konečné stanice a musí se ohlásit název zastávky, ve které vozidlo stojí, - po uzavření dveří a rozjedu se krátce zobrazí čas a tarifní pásmo a ohlásí se název další zastávky, - následně se musí zobrazit název zastávky následující, popřípadě informace o zastávce na znamení a eventuelně další informace (zastávka na znamení, divadlo, letiště, nádraží apod. nejlépe i v anglickém a německém jazyce), který zůstane až do uvolnění dveří v následující zastávce nebo stisku tlačítka průjezd zastávkou. Na vozidle, čelní panel: - číslo linky, - název konečné stanice, a pokud je, tak i místní název nebo přívlastek. Po odjetí z poslední zastávky před konečnou se zobrazí v inverzním písmu NENASTUPOVAT a ve spodní části text v anglickém i německém jazyce. Po odjetí z výstupní zastávky se zobrazí text pro další směr dle linky vozidla. Na vozidle, boční panel: - číslo linky, - název konečné stanice, - pod ním název místa, přes které linka jede, pokud není k dispozici, tak se nezobrazuje nic, Po odjetí z poslední zastávky před konečnou se zobrazí v inverzním písmu NENASTUPOVAT a ve spodní části text v anglickém i německém jazyce. Po odjetí z výstupní zastávky se zobrazí text pro další směr dle linky vozidla. Pokud bude systémový simulátor v činnosti, musí být zajištěno i hlášení z digitálního hlásiče. Z učitelského PC bude přes mikrofon zajištěno hlášení na kterékoliv zvolené vozidlo a to nezávisle na klávese M. Toto hlášení bude slyšet vždy ze zvoleného vozidla a na příslušeném učitelském PC.


12. Systémový simulátor Systémový simulátor vozidla je sestava optických a akustických informačních systémů vozidla, umístěná na stojanu vedle dveří do skladu: 1. Čelní LED tablo. 2. Boční LED tablo. 3. Zadní LED tablo. 4. Vnitřní dvouřádkový LCD LED panel. 5. Digitální hlásič a reproduktory 6. LCD obrazovka. 7. Zdroj. Systémový simulátor bude sloužit dvojímu účelu (o jeho účelu bude rozhodovat učitel): -

jako výukový prvek a jako zobrazovací prvek.

Systémový simulátor jako výukový prvek Tento účel bude sloužit výuce. V tomto případě bude jako datová základna sloužit PC náhrady GPS a dat RIS. Simulátor bude vybaven třemi tlačítky (zabrzděno, povolení otevření dveří a průjezd zastávkou), aby bylo možno fiktivně „posouvat“ informace v závislosti na pohybu fiktivního vozidla. Systémový simulátor jako zobrazovací prvek V tomto režimu budou tlačítka (zabrzděno, povolení otevření dveří a průjezd zastávkou) neaktivní. Jako datová základna bude sloužit jeden vybraný žákovský nebo učitelský PC (o vybrání PC rozhodne učitel), který bude v daném okamžiku řídit tramvajové vozidlo. Na simulátoru se budou zobrazovat informace ze základního řídícího SW nebo informace připravené žákem nebo učitelem (vyplněním slepé mapy vložené do řídícího SW).


13. Dodávka náhradních komponentů Součástí VZ je dodávka náhradních komponentů: - 2 ks řídící jednotka tramvaje, - 1 ks převodník pro křižovatku, - 1 ks převodník pro přejezd, - 2 ks klávesnice k žákovským PC, pokud bude dodána jiná vhodná klávesnice, - Není součástí tohoto VŘ - 1 ks převodník pro tramvajový pult, - 2 ks převodník s blokováním pro automatické stavění výměn. - 1 ks indikátor stavu a polohy výměny - Není součástí tohoto VŘ Příloha A: Blokové schéma trenažéru Příloha B: Příkazy a reakce vozidla a pultu Příloha C: Pohled na pult, jeho popis a přiřazení kláves

Celkový pohled na učebnu

Recommend Documents