СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области транспорта и может быть использована при эксплуатации строительно-дорожных, путевых, коммунальных машин и автотранспорта в качестве «ящика» для определения давления масла, температуры охлаждающей жидкости, давления во впускном коллекторе, оборотов двигателя, давления смазки в коробке перемены передач, давления рабочей жидкости в коробке перемены передач, давления рабочей жидкости в гидросистеме транспортного средства.
Известно устройство для замера и фиксации параметров движения транспортного средства, а также контроля технического состояния и прогноза его изменения (см. патент на полезную модель №61446, МПК G07C 5/08), содержащее блок съема визуальной информации, блок съема акустической информации, датчик скорости, блок датчиков контроля параметров технического состояния двигателя транспортного средства, блок датчиков контроля параметров технического состояния, характеризующих безопасность транспортного средства при использовании, блок предварительной обработки сигналов датчиков, блок предварительной обработки аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, таймер, блок памяти для хранения значений параметров технического состояния транспортного средства и их анализа, подблок прогноза состояния транспортного средства по контролируемому параметру, подблок данных о допустимых, номинальных и предельных значениях параметров, подблок значений параметров технического состояния транспортного средства для прогноза по контролируемому параметру, блок индикации данных и прогноза, блок предварительной обработки цифровой информации, блок памяти, блок считывания информации, блок передачи информации по радиоканалу, зуммер, блок блокировки транспортного средства. Устройство обеспечивает безопасность дорожного движения и предназначено для контроля параметров движения и технического состояния транспортного средства и прогноза изменения этих параметров в предстоящий период использования, предупреждения возникновения аварийных ситуаций на дороге и обеспечения условий для объективного расследования обстоятельств дорожно-транспортного происшествия. Главной задачей устройства является стимулирование водителей соблюдать правила дорожного движения, а также вести контроль параметров, выход за допустимые пределы которых может привести к аварийной ситуации на дороге.
К недостаткам системы можно отнести следующее: ограничения при использовании на строительных и дорожных машинах, невозможность осуществления прогноза технического состояния транспортного средства, невозможность производить оценку расхода топлива, хищения топлива, не имеет возможности передавать информацию о техническом состоянии транспортного средства на большие расстояния, отсутствует функция определения местоположения транспортного средства, а также маршрута движения транспортного средства в течение дня.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой системе является навигационное устройство мониторинга и контроля технического состояния транспортного средства (см. патент на полезную модель №96275 МПК G08G 1/123). Устройство содержит съемный блок, в котором установлены энергонезависимая память, LCD-дисплей, коммутатор LCD-дисплея, модуль питания съемного блока, главный процессор, периферийный процессор, интерфейсный модуль, индикатор отказа устройства, навигационный приемник, GSM-модем, контроллер радиосети, внутреннюю аккумуляторную батарею, антенну для приема сигналов космических навигационных систем связи, GSM-антенну, первые информационные входы главного процессора и периферийного процессора соединены с выходом навигационного приемника, связанного через антенну с космическими аппаратами навигационной системы связи, первые информационные входы/выходы указанных процессоров связаны с информационными входами/выходами GSM-модема, к высокочастотному входу которого подключена GSM-антенна, связанная через средства обеспечения GPRS-обмена и сеть Интернет с сервером сбора и передачи информации о текущей загруженности дорог, телеметрическим сервером и ПЭВМ оператора диспетчерского центра, указанные процессоры связаны между собой высокоскоростной шиной обмена данных, их первые выходы подключены к индикатору отказа устройства, а их вторые выходы подключены к управляющим входам коммутатора LCD-дисплея, вторые информационные входы/выходы указанных процессоров соединены с информационными входами/выходами энергонезависимой памяти, информационный вход периферийного процессора связан с интерфейсным модулем, обеспечивающим информацию о текущем техническом состоянии транспортного средства от датчиков, установленных на транспортном средстве, третий информационный вход/выход периферийного процессора через контроллер радиосети связан с блоком радиомодулей, при этом навигационный приемник выполнен в виде приемника GPS/ГЛОНАСС/GALILEO. Устройство предназначено для помощи водителю при навигации на местности путем вывода на LCD-экран маршрутных карт о местоположении транспортного средства и отображением на них информации о пробках и загруженности дорог. Кроме того, устройство может сохранять данные о передвижении, скорости и пробеге проделываемом автомобилем за день. Главной задачей устройства является обеспечение информационной поддержкой водителя автомобиля при помощи отображения текущей ситуации на дороге и контроле параметров автомобиля, которые могут привести к аварийной ситуации на дороге. Вся информация собирается со штатных датчиков транспортного средства.
Основными недостатками системы является ограниченная область использования (только автотранспорт), невозможность определения технического состояния агрегатов транспортного средства, наработки на отказ, невозможность производить оценку расхода топлива, хищения топлива.
Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является повышение надежности работы транспортного средства, из-за большей информативности за счет повышения количества информации о техническом состоянии транспортных средств при упрощении системы, универсальность системы, за счет установки на любую технику.
Поставленная задача решается тем, что система мониторинга, включающая съемный блок, в котором установлены процессор, блок питания устройства, соединенный с аккумуляторной батареей, панель индикаторов состояния устройства, GPS-модуль приема сигналов космических навигационных систем связи, внутреннюю память устройства, GSM-модем передачи данных, информационные входы и выходы процессора связаны с GSM-модемом, к высокочастотному входу которого подключена GSM-антенна, и с выходом GPS-модуля, связанного через антенну с космическими аппаратами спутниковой навигационной системы связи GPS, при этом GSM-антенна связана через средства обеспечения GPRS-обмена и сеть Интернет с серверами баз данных, связанных с устройством обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства, снабжена бортовыми часами, аналого-цифровым преобразователем, информационные входы/выходы которого соединены с установленными на транспортном средстве датчиками: датчиком давления масла, датчиком температуры охлаждающей жидкости, датчиком давления во впускном коллекторе, датчиком оборотов двигателя, датчиком давления смазки в коробке перемены передач, датчиком давления рабочей жидкости в коробке перемены передач, датчиком давления рабочей жидкости в гидросистеме транспортного средства, устройством для обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства и определения их работоспособности, при этом информационные входы процессора связаны с выходами аналого-цифрового преобразователя, а информационный выход с бортовыми часами, кроме того информационные выходы панели индикаторов состояния связаны с блоком питания системы, GPS-модулем, процессором и GSM-модемом.
Система мониторинга позволяет решать следующие задачи:
- автоматическое определение изменения параметров технического состояния агрегатов транспортного средства: давления масла в двигателе для контроля избыточного или недостаточного давления масла, давления во впускном коллекторе о техническом состоянии турбонаддува и условиях его эксплуатации, температуры охлаждающей жидкости, температуры окружающей среды, оборотов двигателя, давления смазки в коробке перемены передач, характеризующем общее состояние подшипниковых узлов, давления рабочей жидкости в коробке перемены передач, давления рабочей жидкости в гидросистеме, характеризующем состояние гидронасоса рабочего оборудования, напряжение в бортовой электросети, информирует о состоянии генератора, аккумулятора;
- при подключении к устройству для обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства и определения их работоспособности, вести автоматическую передачу и фиксацию параметров технического состояния через канал связи GPRS в каждый фиксированный момент времени;
- сигнализирует диспетчеру о возможных неисправностях при выходе диагностических параметров за допустимые пределы, производит расчет наработки на отказ агрегатов транспортных средств.
Система мониторинга технического состояния обеспечивает:
- информирование оператора транспортного средства о работоспособности системы на панели индикаторов состояния устройства при помощи светодиодных ламп, в случае выхода технических параметров за допустимые пределы;
- получение информации о местоположении транспортного средства, координатах пройденного маршрута, времени стоянок и работы транспортного средства.
Заявляемая система поясняется блок-схемой, представленной на чертеже. Система мониторинга технического состояния транспортных средств содержит съемный блок 1, в котором установлены главный процессор 2, блок питания устройства 3, панель индикаторов состояния устройства 4, GPS-модуль 5 для приема сигналов космических навигационных систем связи, бортовые часы 6, аналогово-цифровой преобразователь 7, соединенный с установленными на транспортном средстве датчиками: датчиком давления масла 8, датчиком давления во впускном коллекторе 9, датчиком температуры охлаждающей жидкости 10, датчиком температуры окружающей среды 11, датчиком оборотов двигателя 12, датчиком давления смазки в коробке перемены передач 13, датчиком давления рабочей жидкости в коробке перемены передач 14, датчиком давления рабочей жидкости в гидросистеме транспортного средства 15, внутреннюю память устройства 16, GSM-модем 17, спутник GPS 18, GPS-антенну 19, GSM-антенну 20, средства обеспечения GPRS обмена 21, Интернет 22, серверы баз данных 23, устройство обработки данных по отказам агрегатов транспортного средств 24, в виде ПЭВМ, аккумуляторная батарея 25. Информационные входы и выходы процессора 2 соединены с выходом GPS-модуля 5, связанного через GPS-антенну 19 со спутниками GPS 18 и с GSM-модемом 17, к высокочастотному входу которого подключена GSM-антенна 20, связанная через средства обеспечения GPRS обмена 21 и сеть Интернет 22 с серверами баз данных 23, связанных с устройством обработки данных по отказам агрегатов транспортного средств 24, к информационному входу процессора 2 подсоединен выход аналого-цифрового преобразователя 7, информационные входы и выходы которого связаны с датчиками 8-15, а к информационному выходу процессора 2 бортовые часы 6, кроме того информационный вход и выход процессора связан с внутренней памятью устройства 16, информационные выходы панели индикаторов состояния устройства 4 связаны с блоком питания устройства 3, GPS-модулем 5, процессором 2 и GSM-модемом 17, блок питания устройства 3 связан с аккумуляторной батареей 25.
Предлагаемая система мониторинга технического состояния транспортных средств работает следующим образом. Для формирования отчетов о техническом состоянии транспортного средства, сигналы с датчиков 8-15 собираются в аналого-цифровой преобразователь 7, где происходит преобразование аналоговых сигналов в цифровой формат, далее цифровые сигналы поступают в процессор 2, где идет формирование отчета о состоянии транспортного средства, в отчете указываются координаты местоположения транспортного средства, передаваемые спутниками GPS 18 через GPS-антенну 19 на модуль GPS 5, который передает информацию в процессор 2, в отчете указывается время, которое бортовые часы 6 передают в процессор 2, соответствующее координатам местоположения транспортного средства и показаниям датчиков, сформированный отчет из процессора сохраняется на внутреннюю память устройства 16 и передается на GSM-модем 17, где через GSM-антенну 20 отправляется на средства обеспечения GPRS а через Интернет 22 на серверы баз данных 23, связанные с устройством обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства 24, питание система получает из аккумуляторной батареи 25 используя блок питания 3 соединенный с панелью индикаторов состояния устройства 4, на которой отображаются сведения о приеме или отправке сигнала на GSM-модем 17, информация о приеме сигналов GPS, получаемая с модуля GPS 5, а также происходит ли обработка отчетов в процессоре 2. По мере поступления сигналов в устройство обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства 24 значений параметров его технического состояния происходит их сравнение с предельными и допустимыми значениями, заложенными в устройстве и при превышении параметров установленных пределов система мониторинга автоматически отправляет сигнал диспетчеру, который будет принимать решение о необходимости проведения требуемого технического воздействия.
При установке на транспортное средство система мониторинга технического состояния транспортных средств позволяет вести автоматическую передачу данных о текущей скорости, местонахождении, времени стоянок, состоянии двигателя, гидрооборудования, электрики, подключенных датчиков, о расходе топлива через канал связи GSM/GPRS на устройство обработки данных по отказам агрегатов транспортного средства диспетчеру, следящего за парком транспортных средств. Всю необходимую информацию о техническом состоянии транспортного средства система сохраняет в электронном бортовом журнале, который имеется на каждом транспортном средстве. Система мониторинга технического состояния повышает надежность парка транспортных средств. Это достигается за счет постоянного слежения за техническим состоянием узлов и агрегатов транспортного средства. Надежность транспортного средства повышается за счет уменьшения вероятности появления внезапного отказа, так как слежение за всеми параметрами технического состояния транспортного средства происходит в автоматическом режиме и в реальном времени.