Řízení kolejišť KMŽ Brno I

8.1. 2022

K tomuto článku nás přimělo stále více dotazů s tématem: „jak řídíte vaše klubovní kolejiště“ a určitým způsobem navazuje na článek o systému MTB.

Rekonstrukcí velkého klubovního kolejiště H0 od roku 2003 došlo i na rekonstrukci elektrických obvodů, kde zastaralý a málo spolehlivý releový systém nahradila elektronika v součinnosti s výpočetní technikou. Navíc s dostupností DCC (digitálního řízení modelové železnice) došlo v tomto směru k přechodu od analogového řízení k řízení digitálnímu, které umožňuje využívat možnosti, které by v analogu byly jen těžko nebo vůbec realizovatelné. Digitální provoz umožňuje řídit lokomotivy pomocí povelů nezávisle na trakčním napětí, lze ovládat osvětlení vozidel a v současnosti lze lokomotivy také ozvučit, ovládat osvětlení vozů a pod.

Při rozsahu našeho kolejiště ale vznikl zásadní problém, jak celé kolejiště ovládat. Jedním z požadavků bylo, aby se ovládání co nejvíce podobalo ovládání na skutečné železnici. Dalším požadavkem bylo, aby se každá stanice dala ovládat samostatně, ale aby také byla možnost ovládat kolejiště i jedním člověkem.
Původní varianta ovládacích pultů byla postupně zavržena pro svou pracnost a i proto, že některé složitější funkce by se na nich daly jen velmi obtížně realizovat. Následně bylo rozhodnuto, že řízení a ovládání bude realizováno pomocí počítačů. Problém byl, že v té době neexistoval dostupný software, který by vyhovoval našim představám a možnostem využít stávající hardware, které jsme měli k dispozici. Tím pádem jsme se pustili do vlastního vývoje řídícího systému. Inspirovali jsme moderním systémem jednotného obslužného pracoviště (JOP), které se používá v současnosti na skutečné železnici v českých končinách. Přes určité vývojové překážky jsme se v současnosti (2021) propracovali do fáze, kdy jsme schopni řídit kolejiště tak, jak jsme si představovali.

Takže, jak to celé funguje?

Celý systém se skládá z několika částí. Hlavní částí je technologický server (hJOPserver). Technologie zpracovává veškeré logické vazby zabezpečení provozu na základě uživatelských vstupů a informací vstupujících z kolejiště. Zpracovaná výstupní data jsou posílána prvkům v kolejišti, obslužným pracovištím a také centrále, která řídí jízdu vlaků.

Schéma prvků používaných k řízení kolejiště

Jak se dostávají data z kolejiště do počítače?

V kolejišti jsou nainstalovány moduly MTB, které mají vstupní a výstupní svorky.
K těmto svorkám jsou připojeny prvky v kolejišti jako např. přestavníky, detektory obsazení, IR snímače a pod. Všechny moduly jsou propojeny sběrnicí až k hlavnímu řídícímu modulu MTB-USB, který s moduly komunikuje a předává data mezi moduly a řídícím počítačem. Tímto způsobem se dostanou data z kolejiště do počítače a po zpracování zase zpět do kolejiště k přestavníkům, návěstidlům a pod.

Jak se kolejiště ovládá?

Ovládání jednotlivých stanic je řešeno pomocí samostatných obslužných pracovišť. Obslužné pracoviště je v našem případě počítač, na kterém běží aplikace, která zobrazuje reliéf dané stanice. Samozřejmě, že je možno ji spustit i na počítači, kde běží hJOPserver. Tuto aplikaci jsme se snažili naprogramovat tak, aby se základní zobrazení a ovládání co nejvíce přiblížilo skutečnému jednotnému obslužnému pracovišti na železnici. Samozřejmě, že v modelu bylo nutno některé funkce upravit nebo přizpůsobit našim požadavkům, ale základní koncepce zůstala zachována.

Ukázka reliéfu stanice na obslužném počítači
Ukázka reliéfu stanice se zobrazenými popisky bloků na obslužném počítači

Jak se ovládají mašinky?

V digitálním systému má každá lokomotiva svůj dekodér s adresou. Do napájení kolejí jsou kódovány informace pro jednotlivé lokomotivy a dekodéry v nich tyto informace dekódují a používají tyto informace pro ovládání motorů, světel a případně i jiných prvků.
Srdcem je centrála, která je připojena k technologickému serveru. Ten posílá centrále příkazy pro jednotlivé adresy lokomotiv. Ta tyto požadavky zpracovává a zakóduje do signálu, který putuje do trakčních zesilovačů, kde je proudově zesílen. Ještě než je zesílený signál přiveden do kolejí, tak projde přes detektor obsazení. To je zařízení, které nám umožní detekovat, zda je kolej obsazena a to i malým proudem procházejícím přes odporovou nápravu vagónu. To je jeden z nejdůležitějších prvků pro zabezpečení provozu. Mimo řízení přímo počítačem, lze převzít mašinku na ruční ovladač a jezdit si s ní sám. Dnes (2021) používáme pro ruční řízení především mobilní aplikaci hJOPdriver, kterou si sami vyvíjíme. Všimněte si například přenosu návěsti pro strojvedoucího.

Ukázka ovládání aplikace hJOPdriver
Ukázka ovládání aplikace hJOPdriver

Editor

Další důležitou součástí projektu je editor reliéfů. Bez něj by byla techologie a obslužné pracoviště jen velmi obtížně nastavitelné. V editoru se vytvářejí tratě, z prvků se kreslí jednotlivé stanice, vytvářejí se bloky a vazby pro zabezpečení provozu, tvoří se vlakové a posunové cesty a zadávají se veškeré vstupní a výstupní adresy. Po zadání všech údajů se z editoru vygenerují data pro technologický server a jednotlivá obslužná pracoviště.
Všechny tři programové části tohoto projektu na sebe vzájemně navazují. Pro testování všech částí programu i bez přítomnosti kolejiště bylo potřeba vytvořit simulaci jízdy vlaku. Tím pádem je možno si s programem hrát podobně jako s Gordikonem s možností editace vlastních stanic.

Editor reliéfů
Editor reliéfů

Odlišnosti v řízení různých klubovních kolejišť

Systém řízení všech klubovních kolejišť je stejný: hJOP, MTB moduly, digitální centrála. Modulovka TT navíc umožňuje řízení pomocí ručních ovladačů Roco Multimaus, které se ale nepřipojují k centrále, ale k obslužným pracovištím s reliéfy. To umožňuje snadné předávání vlaků z reliéfu přímo na ruční ovladač a především zamezuje nechtěnému rozjetí cizího vlaku.

Kolejiště H0 má trochu jiné provozní požadavky a navíc jsou dnes smartphony běžně dostupné. Takže na kolejiště H0 jsme ruční ovladače ani nenasazovali, používáme na něm pouze mobilní aplikaci. Aplikace má sice své nevýhody, ale také má mnoho výhod.

Máte-li zájem o více informací, doporučujeme navštívit

Systém hJOP i MTB si vyvíjíme sami. Systémy vyvíjíme jako otevřené. Dáváme k dispozici všechna data, zdrojové kódy, spustitelné soubory. Každý si může vyzkoušet tyto systémy používat.

Autoři článku: Honza Horáček, Petr Trávník.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.