СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ЗАМКНУТОЙ ТЕРРИТОРИИ
SYSTEM FOR AUTOMATIC IDENTIFICATION OF MOVEMENT OF RAILWAY OBJECTS ON CLOSED TERRITORY

Изобретение относится к области средств регистрация и опознавания подвижного состава или поезда.
Патентуемые Системы автоматической идентификации подвижных объектов средствами RFID технологий, как правило, ограничиваются структурами считыватель RFID датчик (патент США 4739328, кл. G01S 13/00, НКИ 342/44: 342/51, 1988, патент РФ №2291468).
Наиболее близкой по составу и принятой за прототип является Система автоматической идентификации движения железнодорожных объектов (САИ ПС) - патент РФ №2222030, G01S 13/82, опубликовано 20.01.2004.
В САИ ПС входят кодовый бортовой датчик КБД-2 стандарта ИСО 10374, пункт считывания, содержащий считыватель, модем проводной или GSM модем, блок сетевого и вторичного питания, колесные датчики и концентратор информации с проводным модемом или без модема.
В настоящее время RFID датчиками оснащено менее 500000 вагонов железнодорожного парка РФ и процесс полного охвата вагонов датчиками отодвигается к 2020-2022 г.г. В условиях неполной комплектации вагонов состава RFID датчиками система САИ ПС обеспечивает распознавание на уровне количества вагонов в составе, исключая реальное распознавание вагона.
Техническим результатом, на решение которого направлено данное изобретение, является повышение точности распознавания и идентификации подвижного состава в условиях неполной комплектации вагонов состава RFID датчиками.
Технический результат достигается тем, что в систему идентификации железнодорожного транспорта для замкнутых транспортных территорий, характеризующуюся тем, что включает кодовые бортовые RFID датчики, устанавливаемые на подвижных железнодорожных объектах, аппаратуру считывания кода датчика колесные датчики фиксации колесных осей подвижного объекта и средства передачи информации, концентраторы информации, вводятся элементы видеонаблюдения состава в виде прожектора подсветки состава и видеокамеры с блоком распознавания видимых сюжетов, концентратор, при этом блок распознавания видимых сюжетов связан со считывателем и снабжен таймером, синхронизированным с таймером считывателя с возможностью включения прожектора и видеокамеры по сигналу наезда первого колеса состава на первый упомянутый колесный датчик, блок распознавания видимых сюжетов подключен вместе со считывателем к концентратору, так что массив кадров изображения вагонов состава привязывается к своему вагону по результату формирования в концентраторе по информации считывателя структуры состава с временными отметками начала и конца каждого вагона состава, которые передаются в блок распознавания видимых сюжетов, где производится разбивка массива изображений на пакеты изображений, привязанных к вагону и после фильтрации и определения номера вагона эти данные передаются в концентратор для формирования структуры полностью распознанного состава и последующей передачи данных, характеризующих указанную структуру для хранения и последующего использования.
Концентратор содержит средства контроля корректности надписи в сочетании с номером вагона, осуществляемого при наличии считанного кода RFID датчика вагона.
Считыватель выполнен с возможностью формирования сигнала ддя передачи кодов датчиков в концентратор с привязкой к реальному времени этих событий.
Система выполнена с возможностью фиксации и передачи в концентратор данных о времени отключения и восстановления сетевого питания аппаратуры идентификации подвижного состава и содержит аппаратное средство фиксирования и передачи в концентратор состояние цепей колесных датчиков.
Также считыватель выполнен с возможностью отключения СВЧ излучения и питания прожектора подсветки и видеокамеры через фиксированный отрезок времени после прохождения состава мимо считывающей аппаратуры.
Таким образом в отличие от САИ ПС предлагаемая система включает в свой состав элементы видимого контроля в виде снятия видеоизображений вагона видеокамерой в условиях прожекторной засветки. При этом считыватель с колесными парами обеспечивает привязку работы системы технического зрения к моменту наезда состава на первый датчик фиксации - или проследования - колесной оси (также может быть обозначаен как датчик положения колеса - ДПК) и обеспечивает привязку пакетов изображений к соответствующим вагонам, обеспечивая возможность оптимальной фильтрации надписи номера вагона от ложных надписей с последующей адресной привязкой в конечном сообщении о составе. В результате в концентраторе формируется структура состава с полностью идентифицированными вагонами. Обязательное наличие датчиков RFID на локомотивах состава позволяет контролировать корректность процедуры фильтрации надписи номера вагона средствами технического зрения.
Кроме этого в системе в отличие от САИ ПС есть возможность реализации аппаратно-программными средствами режима реального времени для пакета данных прошедшего состава и диагностика контроля состояния цепей колесных датчиков, а также моменты отключения и включения сетевого питания пункта считывания. САИ ПС завершаются формированием файла структуры прошедшего состава и передачи этого файла в СПД РЖД (sdf файл - 266 сообщение), а также осуществляется мониторинг состояния полученных данных от считывателя (наличие или отсутствие импульсов колесных датчиков). АПК ИПС воспроизводит указанные функции САИ ИС в расширенном отмеченном ранее формате и отправляет данные от концентраторов в сервер АПК ИПС, где организуется обработка и хранение этих данных, мониторинг работы комплекса и передача данных в информационную сеть заказчика.
Рис. 1 показывает структурную схему предлагаемой системы.
Система включает в себя кодовые бортовые RFID датчики 1, устанавливаемые на подвижных железнодорожных объектах, аппаратуру считывания (считыватель) 2 кода датчика, колесные датчики 3 фиксации - или проследования - колесных осей подвижного объекта (известные так же как датчики положения колеса - ДПК), концентратор 4, прожектор 5 подсветки состава, видеокамеру 6, блок 7 распознавания видимых сюжетов. При этом прожектор 5 и видеокамера 6 связаны со считывателем 2 с возможностью включения по сигналу наезда первого колеса состава на первый упомянутый колесный датчик 3. Видеокамера 6 подключена к блоку 7 распознавания видимых сюжетов, снабженному таймером (не показан) и подключенному вместе со считывателем 2 к концентратору 4, так что массив кадров изображения вагонов состава привязывается к своему вагону по результату формирования в концентраторе по информации считывателя структуры состава с временными отметками начала и конца каждого вагона состава, которые передаются в блок 7 распознавания видимых сюжетов, где производится разбивка массива изображения на пакеты изображений, привязанных к вагону, и после фильтрации и определения номера вагона эти данные передаются в концентратор 4 для формирования структуры полностью распознанного состава и последующей передачи данных, характеризующих указанную структуру на сервер 8 для хранения и последующего использования 9.
Концентратор 4 содержит средства контроля корректности надписи в сочетании с номером вагона, осуществляемого при наличии считанного кода RFID датчика вагона.
Считыватель 2 выполнен с возможностью формирования сигнала ддя передачи кодов датчиков в концентратор 4 с привязкой к реальному времени этих событий.
Система выполнена с возможностью фиксации и передачи в концентратор данных о времени отключения и восстановления сетевого питания аппаратуры идентификации подвижного состава и содержит аппаратное средство фиксирования и передачи в концентратор состояние цепей колесных датчиков.
Также считыватель 2 выполнен с возможностью отключения СВЧ-излучения и питания прожектора подсветки и видеокамеры через фиксированный отрезок времени после прохождения состава мимо считывающей аппаратуры.
Работа АПК ИПС осуществляется следующим образом
При прохождении состава в зоне действия излучения считывающей аппаратуры, колесных датчиков (ДПК), формирующих базовый отрезок расстояния, проходимого колесной парой железнодорожного объекта, по первому сигналу от колесного датчика считыватель передает в блок распознавания видимых сюжетов сигнал на включение прожектора видеокамеры и таймер видеокамеры. Таймер в блоке распознавания видимых сюжетов синхронизированного с таймером считывателя. Считыватель фиксирует и распознает считанные коды RFID датчиков и временные моменты пересечения колесной парой зоны чувствительных элементов колесных датчиков, а видеокамера считывает изображения состава с частотой 25 Гц в блок распознавания видимых сюжетов. При этом каждому событию считыватель присваивает время его фиксации в виде год, месяц, день, часы, минуты, секунды. Информация от считывателя считывается по запросам концентратора, который обрабатывает информацию от считывателя в виде временной структуры состава, где фиксируется время начала и конца каждого вагона. По данной временной сетке, передаваемой концентратором в блок распознавания видимых сюжетов, массив изображений разбивается на блок кадров, привязанных к своему вагону, и запускается процедура распознавания в каждом блоке кадров надписи номера вагона, результаты которой с временной индикацией пересылаются в концентратор, где происходит достройка недостающих номеров вагона в информацию, полученную от считывателя. При этом при наличии RFID датчика производится контрольное сравнение результатов декодирования считывателя и видеоизображений. Результатом декодирования информации является файл структуры состава с привязкой номеров вагонов, который поступает в сервер АПК ИПС. Сервер проводит дополнительную обработку информации (например, по заказу формирует натурный лист состава) и заносит полученную информацию от концентраторов в память, считывание данных из которой осуществляется по запросам информационной сети заказчика. Заказчику предоставляется возможность вносить изменения в конфигурацию концентратора, управляя состоянием аппаратуры распознавания.
Для реализации функций в системе используется зарегистрированное программное обеспечение, включающее:
- программу ПАРС автоматического распознавания состава - программа первичного автоматического распознавания состава пунктом считывания,
- программу САПКИ - программа - сервер транспортирования, хранения и подготовка данных для мониторинга состояния системы,
- программу МАПКИ - программа - клиент для мониторинга и управления пунктами считывания с экранными формами работы системы,
- программу распознавания надписей номеров вагонов.