СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО БЕСПРОВОДНОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и метро и может быть использована для дистанционного контроля железных дорог.
Железные дороги имеют значительную протяженность, и в некоторых случаях проходят по участкам местности со сложными геологическими процессами (подводные переходы, участки с повышенной сейсмической активностью и т.д.). Наличие информации об этих процессах позволит предотвратить и/или минимизировать возможные потери, связанные с прекращением (даже временным) функционирования железной дороги. Железные дороги также проходят по участкам, на которых может отсутствовать постоянное электропитание в точках контроля геологических и технологических процессов, отсутствуют кабельные коммуникации для передачи данных от точек контроля до пунктов обработки данных, имеют место жесткие климатические условия размещения оборудования, отсутствует необходимая охрана точек контроля и наблюдения за оборудованием систем. Все это делает задачу автоматизированного сбора данных вдоль железнодорожного полотна исключительно важной.
Известны системы передачи и обработки сигналов, содержащие датчики о состоянии объектов, информация о которых передается на которого через блок подключения датчиков, выполненный тем или иным способом, поступают сигналы с датчиков [1].
Недостатком данной системы передачи и обработки сигналов является необходимость наличия постоянного энергообеспечения, высокое энергопотребление, жесткая централизованность работы, проводные линии связи. Кроме того, при выходе из строя оборудования центральной станции система полностью теряет работоспособность.
Наиболее близкой к предлагаемому устройству является система технического диагностирования и мониторинга, содержащая по крайней мере один линейный пункт диагностирования, соединенный со станционными контроллерами, подключенными через станционные преобразователи к системам железнодорожной автоматики и телемеханики, линейный пункт диагностирования включает автоматизированное рабочее место электромеханика и концентратор и соединен с возможностью управления с перегонным контроллером, соединенным с перегонными первичными преобразователями, подключенными к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, по крайней мере один центральный пост диагностирования и мониторинга, соединенный через аппаратуру передачи данных с линейными пунктами диагностирования и включающий по крайней мере одну станцию связи, сервер центрального поста и автоматизированные рабочие места пользователей дистанционного уровня, объединенные в локальную вычислительную сеть. Система дополнительно содержит центр диагностирования и мониторинга, соединенный с центральными постами диагностирования и мониторинга и включающий сервер центра и автоматизированные рабочие места пользователей центра, объединенные в локальную вычислительную сеть, а автоматизированное рабочее место электромеханика оборудовано программно-аппаратными средствами автоматизации работ по техническому обслуживанию устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающими измерение электрических параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, формирование и документирование журналов автоматизированного учета результатов измерений, формирование и документирование таблиц нормативной и справочной информации, выявление в автоматическом режиме факта проведения технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики эксплуатационным персоналом [2].
Недостатком системы мониторинга-прототипа является недостаточная точность и надежность диагностирования, а также небольшая область применения из-за использования кабельных коммуникаций.
Задача полезной модели - повышение точности и надежности диагностирования безопасности железных дорог, а также расширение области применения за счет отсутствия проводной связи.
Поставленная задача достигается тем, что в системе дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащей по крайней мере один линейный пункт диагностирования, центральный пост, расположенный дистанционно относительно железнодорожного полотна и выполненный в виде сервера и автоматизированные места пользователей, контроллеры, концентратор, аппаратуру передачи данных, дополнительно введен пункт контроля, состоящий мобильного центра наблюдения, аппаратура передачи данных выполнена в виде антенн, модемов и базовой станции, поддерживающих стандарт TETRA, на каждом линейном пункте диагностирования размещены сенсорные устройства, выполненные в виде беспроводных датчиков, подключенные к аккумуляторному питанию, в систему дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог дополнительно введены устройства сбора данных, каждое из которых выполнено в виде блока, содержащего концентратор, соединенный с контроллером, соединенным с дополнительно введенным модемом, причем концентратор, контроллер и модем соединены с дополнительно введенным блоком питания, при этом базовая станция через IP сеть соединена со центральным постом, а мобильный центр наблюдения дополнительно содержит модем, посредством которого соединяется с базовой станцией.
Поставленная задача достигается также тем, что беспроводные датчики выполнены в стандарте IEEE 802.15.4 и (или) IEEE 802.11, концентратор поддерживает стандарт IEEE 802.15.4.
Достигаемым техническим результатом является построение системы сбора и передачи данных от большого количества пространственно распределенных точек контроля при отсутствии проводных линий связи, с использованием унифицированных протоколов беспроводной передачи информации.
На фигуре представлена схема предлагаемой системы дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащей железнодорожное полотно 1 и устройства сбора данных 2, датчики 3, подключенные к аккумуляторам 4 и соединенные с концентратором 5, соединенным с контроллером 6, подключенным к модему 7 и блоку питания 8. Пункт контроля системы состоит из стационарного (центральный пост) 9 и мобильного 10 центров наблюдения, включающих сервер 11, автоматизированные рабочие места пользователей 12 и модем 13, входящий в мобильный центр наблюдения 10, а также из базовой станции 14.
Система работает следующим образом: датчики 3 устанавливаются на железнодорожном полотне 1 или в непосредственной близости от него и передают информацию о контролируемых параметрах концентраторам 5 по беспроводным интерфейсам IEEE 802.15.4 и(или) IEEE 802.11. От концентраторов 5 информация поступает на контроллеры 6, где проходит предварительную обработку, после чего передается по радиоинтерфейсу стандарта TETRA в пункт контроля. Стационарный центр наблюдения получает данные по IP-интерфейсу от базовой станции стандарта TETRA, мобильный центр наблюдения получает данные посредством модема 13 TETRA. Состояние контролируемых параметров отображается на экране автоматизированных рабочих мест пользователей 12, входящих в состав центров наблюдения 9 и 10. В случае отклонения параметров от нормы подается световая и звуковая сигнализация, событие фиксируется. В обратном направлении стационарный и мобильный центры наблюдения осуществляют передачу команд управления, конфигурирования и диагностики по радиоинтерфейсу стандарта TETRA, принимаемые модемами 7 в составе устройств сбора данных. Команды передаются контроллеру 6, который осуществляет указанные в них действия.
Источники информации
1. Патент США N 4462022, кл. G08D 1/08, опубл.
2. Патент №95153, G08C 19/00, опублю 10.06.2010