Cel przedmiotu
Głównym celem rozwijanego Laboratorium Integracji Systemów Automatyki (aktualnie został zakończony 2 etap budowy) jest integracja różnych systemów automatyki obiektów rozłożonych, na przykładzie sterowania ruchem kolejowym na zbudowanym unikalnym modelu - makiecie Pomorskiej Kolei Metropolitalnej (PKM). Głównymi użytkownikami laboratorium są studenci realizujący zadania dydaktyczne w zakresie projektów grupowych, prac inżynierskich i prac magisterskich, oraz naukowcy zajmujący się problematyką systemów rozłożonych, sieci komputerowych, diagnostyki technicznej i systemów wizyjnych.
Sprzęt laboratoryjny
Podstawę architektoniczno-mechaniczną makiety PKM stanowi odwzorowanie części rzeczywistej sieci kolejowej obejmującej Dworzec Wrzeszcz wraz z wybramymi przystankami trójmiejskiej kolejki (Strzyża, Kiełpinek i Osowa). Docelowy projekt uwzględnia również stację Port Lotniczy wraz z funkcjonalnością Gdyńskiego Portu Kontenerowego.
Kluczowe systemy aktualne wchodzące w skład sprzętu laboratoryjnego to fizyczne torowisko makiety (z funkcjami zasilania elektrycznego oraz komunikacji elektronicznej/komputerowej), tabor kolejowy (zespół lokomotyw i wagonów w skali TT, wyposażonych w elementy wykonawcze umożliwiające zdalne sterowanie), główna cyfrowa magistrala zarządzania systemem sensorów zajętości toru (balis) i elementów wykonawczych torowiska (rozjazdów i semaforów) oraz system wizyjny, służący do monitorowania i zarządzania transportem, z uwzględnieniem diagnostyki i bezpieczeństwa.
Przykładowe zagadnienia projektowe
Integracja w systemie sterowania zestawami kolejkowymi pozwala na zastosowanie rozmaitych systemów sprzężenia zwrotnego (np. w wykorzystaniem balis wykrywających obecność pociągu lub wizualnej estymacji położenia zestawu pociagowego). Możliwe jest też stworzenie systemu harmonogramowania zarówno na podstawie obrazu z kamer, jak i pomiarów z systemu balis. W ten sposób, metodą zautomatyzowaną lub w pełni autonomiczną, można budować bezpieczne systemy unikania kolizji pociągów z innymi obiektami. Zadanie takie może być realizowane zarówno w oparciu o zarządzanie centralne, jak i z wykorzystaniem teorii klasycznych agentów lub metod sztucznej inteligencji (agent w tym przypadku stanowi autonomiczny inteligentny system lokalnego zarzadzania współdziałający z rozpoznawalnym otoczeniam). Agenty takie mogą być implementowane w pociągach i elementach semaforowo-zwrotnicowych. Dodatkowo, dzięki balisom (podtorowym czujnikom położenia) możliwe jest modelowanie Europejskiego Systemu Sterowania Pociągiem ETCS.
Perspektywy badań
Laboratorium poszerza możliwości praktycznego projektowania systemów integracji sterowania obiektami rozłożonymi i rozwijania niezbędnych teorii oraz widowiskowego demonstrowanie różnych metod zarządzani ruchem mobilnych agentów (pociągów) zwłaszcza, że koncepcja laboratorium wzorowana jest na projekcie aktualnie uruchomionej Pomorskiej Kolei Metropolitalnej.
System makiety PKM umożliwia też badania z zakresu identyfikacji prostych i złożonych zdarzeń,
wizyjnego rozpoznawania obiektów i ich dynamicznych parametrów, modelowania matematycznego (np. dynamiki składów pociągowych), komputerowego sterowania rozłożonymi obiektami (w tym planowanego w obrębie Rębiechowa rejonu rozładunkowego, emulującego terminal kontenerowy w Gdyni). Możliwe jest także rozwijanie różnego rodzaju systemów sterowania opartych na metodach sztucznej inteligencji (a w tym praktyczna implementacja systemów agentowych).
Oprócz zautomatyzowanego sposobu sterowania, możliwe jest oczywiście emulowanie centralnego stanowiska operatorskiego (dyspozytorskiego), które pozwala na ręczne sterowanie poszczególnymi pociągami oraz elementami taboru i torowiska. Stanowisko panelu operatorskiego zapewnia też sposobnośc nauki obsługi powszechnie spotykanych przemysłowych urzadzeń sterowania liniami produkcyjnymi.
