МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО МОНИТОРИНГА МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ О ЦЕЛОСТНОСТИ ПОДВИЖНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к области контроля и сигнализации о состоянии грузов и тары, и предназначена, преимущественно, для передачи и обработки сигналов в системах, служащих для контроля состояния объектов преимущественно железнодорожного транспорта и перевозимых железнодорожным транспортом грузов. Полезная модель может также применяться для пожарной, противоугонной, антивандальной, тревожной сигнализации, сигнализации о технических неисправностях, критическом состоянии тары и грузов, грабежах, кражах, в системах контроля и т.п.
Известна система контроля за транспортировкой грузов, которая включает в себя бортовую аппаратуру транспортного средства (БАТС), содержащую приемоизмеритель радионавигационных систем "Глонас" или "GPS", устройство сопряжения с радиотелефоном, пульт сигнальных сообщений и радиотелефон сотовой системы связи. Кроме того, система контроля за транспортировкой грузов содержит информационно-аналитический центр (ИАЦ), включающий в себя приемно-передающий пункт (ППП), устройство сопряжения, вычислительный комплекс и автоматизированное рабочее место (АРМ), содержащее пульт оператора и пульт диспетчера правоохранительных органов. Пульт оператора содержит пульт управления вычислительным комплексом и дисплей оператора вычислительного комплекса. Пульт диспетчера правоохранительных органов содержит дисплей с отображением на электронной карте региона всех подвижных транспортных средств грузоперевозчика, отображение даты передачи сигнального сообщения, отображение текущего времени, отображение содержания сигнальной информации и номера транспортного средства, радиотелефон, динамический громкоговоритель, магнитофон, дисплей с отображением на электронной карте отдельного транспортного средства и прилегающей местности. (Патент РФ №2157565, МПК G08G 1/123, опубл. 10.10.2000 г., стр.2-3 описания)
Работает система следующим образом. Задают маршрут движения, номер и координаты маршрута транспортного средства, на транспортном средстве принимают навигационные сигналы от глобальной спутниковой системы радионавигации, обрабатывают сигналы и вычисляют текущие сигналы транспортного средства, информацию о подвижном транспортном средстве преобразуют в электрический сигнал и периодически передают через систему сотовой связи в информационно-аналитический центр, где информацию принимают, обрабатывают, хранят и отображают, сравнивают текущие координаты транспортного средства с координатами маршрута, а при
возникновении нештатной ситуации отображают на электронной карте местности текущие и заданные координаты этого подвижного транспортного средства, при наличии сигнального сообщения отображают также смысловое содержание, время передачи сигнального сообщения и номер транспортного средства, на основе анализа полученной информации принимают решение об оперативных действиях.
Недостаток системы состоит в том, что фактически эта система является системой контроля за состоянием транспортного средства на маршруте, что не в полной мере отвечает требованиям сохранности груза. В действительности хищения груза и его частей могут происходить без отклонений транспортного средства от маршрута.
Так же известна система контроля за транспортировкой грузов, которая включает в себя бортовую аппаратуру транспортного средства (БАТС), охранную сигнализацию и информационно-аналитический центр (ИАЦ). БАТС содержит приемоизмеритель радионавигационной системы "Глонас" или "GPS" с антенной, блок сопряжения, пульт сигнальных сообщений, передатчик сотовой системы связи с антенной, приемник кодовых сигналов от охранной сигнализации. Охранная сигнализация содержит датчик доступа, приемник кодовых сообщений, передатчик состояния охранной сигнализации, блок управленияи пульт управления доступом. В состав информационно-аналитического центра (ИАЦ) входят: приемно-передающий пункт (ППП), устройство сопряжения, вычислительный комплекс и автоматизированное рабочее место (АРМ), содержащее пульт оператора и пульт диспетчера правоохранительных органов. Приемно-передающий пункт (ППП) предназначен для обмена информацией между всеми транспортными средствами, находящимися на маршрутах и ИАЦ. Приемно-передающий пункт (ППП) выполнен в виде приемника и передатчика с соответствующими антеннами. (Патент РФ №2177647, МПК G08G 1/123, опубл. 27.12. 2001 г., стр.3-7 описания)
Навигационная информация и информация о состоянии охранной сигнализации периодически через систему сотовой связи передается в ИАЦ, где она принимается, хранится и отображается. При срабатывании сигнализации как при санкционированных, так и при несанкционированных вскрытиях контейнеров, а также по запросам водителя формируются сигнальные сообщения, которые оперативно передаются в ИАЦ, где они отображаются, на электронных картах местности отмечается местоположение транспортного средства и принимается решение об оперативной реакции.
Недостаток этой системы состоит в том, что она фактически является системой контроля за состоянием транспортного средства, водителя и груза на маршруте и при отклонении от маршрута, но не учитывает специфики железнодорожных перевозок, отсутствия водителя как на автотранспорте, характера тары (вагон, полувагон, контейнер, цистерна, платформа и т.п.), возможного отсутствия штатных систем сигнализаций и
подключения электропитания, а так же не предусмотрено дублирование системы оповещения по различным каналам связи, что не в полной мере отвечает требованиям сохранности груза.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по назначению и достигаемому техническому результату является система контроля за транспортировкой грузов включает в себя бортовую аппаратуру транспортного средства (БАТС), охранную сигнализацию и информационно-аналитический центр (ИАЦ). БАТС содержит приемоизмеритель радионавигационной системы "Глонас" или "GPS" с антенной, блок сопряжения, пульт сигнальных сообщений, приемопередатчик дуплексной радиосвязи с антенной, приемник кодовых сигналов от охранной сигнализации, исполнительный блок. Охранная сигнализация содержит датчик доступа, приемник кодовых сообщений, передатчик состояния охранной сигнализации, блок управления и пульт 13 управления. В состав информационно-аналитического центра (ИАЦ) входят приемно-передающий пункт (ППП), устройство сопряжения, вычислительный комплекс и автоматизированное рабочее место (АРМ), содержащее пульт оператора и пульт диспетчера правоохранительных органов. (Патент РФ №RU 2269821, МПК G08G 1/123, опубл. 06.07.2004 г., стр.5-7 описания).
На транспортном средстве принимают навигационные сигналы от глобальной спутниковой системы радионавигации, вычисляют текущие координаты транспортного средства, формируют и передают через систему радиосвязи в информационно-аналитический центр сигнал, содержащий информацию о коде транспортного средства и его текущих координатах, сигнал принимают в информационно-аналитическом центре, выделяют, запоминают информацию и сравнивают текущие координаты транспортного средства с заданными координатами маршрута транспортного средства для осуществления контроля за маршрутом движения транспортного средства и в случае отклонения от маршрута формируют сигнал оповещения, в контейнере, установленном на транспортном средстве, размещают охранную сигнализацию, при несанкционированном вскрытии контейнера охранная сигнализация формирует сигнал, на основании которого в контейнере формируют сигнал, содержащий информацию о коде контейнера и информацию о несанкционированном вскрытии контейнера, передают его на транспортное средство, на транспортном средстве из принятого сигнала выделяют, запоминают информацию, а также осуществляют оповещение о несанкционированном вскрытии контейнера, информацию о несанкционированном вскрытии контейнера и коде контейнера добавляют в сигнал к информации о коде транспортного средства и его текущих координатах, из принятого в информационно-аналитическом центре сигнала так же выделяют и запоминают информацию о несанкционированном вскрытии контейнера и
коде контейнера, формируют сигнал оповещения для принятия мер, между транспортным средством и информационно-аналитическим центром устанавливают дуплексную радиосвязь.
Недостаток этой системы состоит в том, что, она, как и вышеупомянутая система, является системой контроля за состоянием транспортного средства, водителя и груза на маршруте и при отклонении от маршрута, но не учитывает специфики железнодорожных перевозок, отсутствия водителя как на автотранспорте, характера тары (вагон, полувагон, контейнер, цистерна, платформа и т.п.), возможного отсутствия штатных систем сигнализаций и возможности подключения электропитания. Так же не предусмотрено дублирование системы оповещения по различным каналам связи, что не в полной мере отвечает требованиям сохранности груза и задачам безопасности перевозок на железнодорожном транспорте. Кроме того, основное нововведение системы, а именно возможность внешнего дистанционного управления операторами техническими системами транспортного средства, на железнодорожном транспорте трудно выполнимо либо нерентабельно.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является
- обеспечение комплексного мониторинга состояния грузов и тары за счет возможности применения всех имеющихся на сегодняшний день датчиков и регистраторов, контролирующих технические параметры;
- повышение надежности работы системы оповещения о любых нештатных ситуациях за счет возможности дублирования передачи информации о состоянии грузов и тары по различным каналам связи.
Поставленная техническая задача решается тем, что мобильная система оперативного мониторинга местоположения и оповещения о целостности подвижных железнодорожных объектов, включающая антенный блок, блок обработки и кодирования, сотовый канал связи, спутниковый канал связи, спутниковая система позиционирования Глонасс/GPS, центр приема-передачи, хранения и обработки информации, переносной блок управления и тестирования, согласно предложенной полезной модели, снабжена железнодорожным каналом связи, обеспечивающим передачу сигнала с информацией между антенным блоком и центром приема-передачи, хранения и обработки информации, блок обработки и кодирования снабжен программным обеспечением, выполненным с возможностью выбора одного или нескольких каналов связи в зависимости от управляющего сигнала, поступающего из центра приема-передачи, хранения и обработки информации. Кроме того, мобильная система оперативного мониторинга местоположения и оповещения о целостности подвижных железнодорожных объектов включает, по
меньшей мере, один извещатель, связанный с блоком обработки и кодирования посредством собственного канала связи. По меньшей мере, один извещатель снабжен индивидуальной радиоантенной для связи с блоком обработки и кодирования.
Введение в систему железнодорожного канала связи, а также обеспечение блока обработки и кодирования программным обеспечением, выполненным с возможностью выбора одного или нескольких каналов связи в зависимости от управляющего сигнала, повышает сопротивляемость системы помехам, повышает надежность и достоверность получаемых сигналов при обмене информацией с объектами мониторинга, обеспечивает расширение возможностей системы в целом, а введение в систему извещателей, снабженных индивидуальной радиоантенной для связи с блоком обработки и кодирования, обеспечивает возможность комплексного мониторинга местоположения и целостности подвижных железнодорожных объектов, состояния грузов и тары.
Полезная модель поясняется чертежом, где на рис.1 представлена блок-схема заявляемой системы.
Мобильная система оперативного мониторинга местоположения и оповещения о целостности подвижных железнодорожных объектов включает антенный блок 1, блок 2 обработки и кодирования, по меньшей мере, один извещатель 3, сотовый канал связи 4, спутниковый канал связи 5, железнодорожный канал связи 6, спутниковая система позиционирования Глонасс/GPS 7, центр 8 приема-передачи, хранения и обработки информации, переносной блок 10 управления и тестирования.
Антенный блок 1 обеспечивает двустороннюю проводную или беспроводную связь с блоком 2 обработки и кодирования, доступным сотовым каналом связи 4, доступным спутниковым каналом связи 5, доступным железнодорожным каналом связи 6. Антенный блок 1 выполнен в едином или раздельном корпусе и включает комплекс антенн, выполненный с элементом электропитания или без него.
Блок 2 обработки и кодирования обеспечивает обработку, прием и передачу сигналов между извещателями 3 и антенным блоком 1. Блок 2 выполнен в едином или раздельном корпусе и включает антенну или проводной разъем связи с извещателями 3 и антенным блоком 1, устройство обработки и кодирования сигналов. Блок 2 обработки и кодирования снабжен программным обеспечением, выполненным с возможностью выбора одного или нескольких каналов связи в зависимости от управляющего сигнала, поступающего из центра 8 приема-передачи, хранения и обработки информации или заданного по умолчанию.
Извещатели 3 представляют собой применимые на железнодорожном транспорте первичные технические средства (датчики) контроля технического состояния, обнаружения несанкционированного доступа к объекту охраны и сигнализации,
преобразующие информацию в цифровой или аналоговый сигнал, выполненные в едином или раздельном корпусе с элементом электропитания или без него, Дополнительно к охранной функции способны обнаруживать физические факторы, сопровождающие пожар - открытое пламя, дым и т.д.
Извещатель 3 снабжен индивидуальной радиоантенной для связи с блоком 2 обработки и кодирования. Наличие радиоантенн у извещателей 3 позволяет устанавливать их в любых местах тары или груза без учета местонахождения блока 2 обработки и кодирования.
В качестве извещателей могут быть использованы пассивные или активные инфракрасные датчики движения, акустические датчики разбития стекла, вибрационные извещатели для определения разрушения или пролома поверхности, радиоволновые датчики для контроля внутреннего объема помещения, датчики утечки жидкостей, датчики температуры и т.д.
Железнодорожным канал связи 6 обеспечивает передачу сигнала с информацией между антенным блоком 1 и центром 8 приема-передачи, хранения и обработки информации. Железнодорожным канал связи 6 представляет собой используемую на Российских железных дорогах и стран СНГ проводную и радио систему связи между станциями и подвижными составами. Использование железнодорожного канала связи повышает надежность и достоверность получаемых сигналов при обмене информацией с объектами мониторинга, обеспечивает расширение возможностей системы в целом.
Центр 8 приема-передачи и хранения информации включает в себя: комплекс модемов, антенн и сетевых подключений, обеспечивающих двустороннюю связь с каналом 4 сотовой связи, каналом 5 спутниковой связи, железнодорожным каналом связи 6, доступ в Интернет, а так же службу поддержки двусторонней связи с внешним получателем 9 информации; серверный блок обработки и хранения информации; операторские места и аппаратуру, и т.п.
Внешним получателем информации 9 может быть любая организация или лицо, заинтересованное в получении данной информации, (например, МВД, РЖД, Собственник груза, собственник тары, и т.п.) в соответствии с действующим законодательством и договорными отношениями.
Переносной блок 10 управления и тестирования выполнен в виде устройства, снабженного программным обеспечением и радиоантенной для связи с блоком 2 обработки и кодирования. Переносной блок 10 управления и тестирования служит для активации и выключения антенного блока 1, блока 2 обработки и кодирования, извещателей 3 и тестирования их состояния.
Система работает следующим образом.
Антенный блок 1, блок 2 обработки и кодирования и извещатели 3, установленные на охраняемый груз и тару, включают в систему оповещения в Центре 8 приема - передачи, обработки и хранения информации. Упомянутые блоки 1, 2 и извещатели 3 оповещают путем передачи сигналов с данными о своем местоположении и состоянии с заданной периодичностью или по запросу по доступным каналам связи с приоритетом выбора канала связи, задаваемым из центра 8 либо установленным по умолчанию. Система может быть активирована и протестирована из центра 8 приема-передачи, обработки и хранения информации или с переносного блока 10 управления и тестирования.
Антенный блок 1, блок обработки и кодирования 2, извещатели 3 и переносной блок 10 управления и тестирования используют автономный источник электропитания с возможностью подключения к штатным сетям в случае их доступности. Антенный блок 1, блок 2 обработки и кодирования и извещатели 3 могут быть установлены стационарно или временно на грузе, таре ином подвижном железнодорожном объекте.
В случае возникновения любого изменения состояния груза или тары, которое фиксируется установленным одним или несколькими извещателями 3, а так же в случае отсутствия своевременного сигнала «норма» от одного или нескольких извещателей 3 блок обработки и кодирования 2 через антенный блок 1, формирует и посылает тревожное сообщение по имеющимся доступным каналам связи 4, 5, 6, 7 с приоритетом выбора канала связи задаваемом из центра 8 либо установленном по умолчанию.
В случае получения сигнала, содержащего тревожное сообщение о внештатной ситуации, либо отсутствия своевременного сигнала «норма» от установленных на тару, груз или иной подвижный железнодорожный объект антенного блока 1, блока обработки и кодирования 2 и извещателей 3, центр 8 формирует и отправляет тестовый сигнал на пославшие сигнал с тревожным сообщением, или не приславшие сигнал «норма», антенный блок 1, блок обработки и кодирования 2 и извещатели 3 с использованием всех доступных каналов связи, с целью исключения формирования ошибочных тревожных сообщений. Тестовый сигнал может быть сформирован и отправлен с переносного блока 10 управления и тестирования.
Программное обеспечение системы, которым снабжен блок 2 обработки и кодирования, позволяет производить тестовый опрос боков 1, 2 и извещателей 3 с использованием наиболее удобного канала связи из центра 8. При этом алгоритм опроса, или подачи сигналов от извещателей 3, характер используемых извещателей 3, периоды и частоты связи, а так же методы кодирования сигналов являются непостоянными с целью затруднения перехвата информации.
Поступившие в центр 8 сигналы с информацией регистрируются, обрабатываются,
хранятся, анализируются и передаются по любому из доступных каналов связи Внешнему получателю информации 9 для принятия управляющего решения и оперативного реагирования.
Предлагаемая полезная модель позволяет, учитывая специфику железнодорожного транспорта, обеспечить комплексный мониторинг местоположения и состояния подвижных железнодорожных объектов, грузов и тары с возможностью применения всех имеющихся на сегодняшний день датчиков и регистраторов, контролирующих технические параметры, а так же повысить надежность оповещения о любых нештатных ситуациях.