СИСТЕМА ДЛЯ СБОРА ИНФОРМАЦИИ О ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНАХ И ПЕРЕВОЗИМЫХ ГРУЗАХ

Полезная модель относится к автоматизированным системам контроля технического состояния железнодорожных вагонов и предназначена для анализа и сбора информации об их движении по железнодорожным магистралям и о перевозимых грузах.
Известно устройство контроля передвижения транспортных средств и учета транспортных перевозок [1], содержащее, по крайней мере, один кодовый бортовой датчик, размещенный непосредственно на каждой транспортной единице в составе транспортного средства, запорно-пломбировочные блоки, размещаемые на транспортных единицах в составе транспортного средства и на перевозимых крупнотоннажных контейнерах, а также дистанционно-считывающие блоки, связанные с блоками обработки, запоминания и передачи считанной информации на центр обработки информации, причем корпус каждого запорно-пломбировочного блока выполнен полым, первый конец троса запорно-пломбировочного блока жестко закреплен в корпусе, в корпусе каждого запорно-пломбировочного блока выполнено сквозное отверстие, ориентированное параллельно продольной оси корпуса, второй конец троса, образовывая дугообразную петлю, протягивается с возможностью жесткой фиксации в упомянутое отверстие, в корпусе каждого запорно-пломбировочного блока установлен радиодатчик, содержащий источник питания, первичная активизация которого происходит при фиксации второго конца троса, детектор облучения, антенну детектора облучения, по крайней мере, одну печатную плату, с одной стороны которой располагаются полосковые вибраторы приемной и излучающей антенн, а на другой стороне выполнен монтаж остальных радиоэлементов схемы, при этом печатная плата расположена в корпусе запорно-пломбировочного блока таким образом, что та ее сторона, на которой расположены полосковые вибраторы приемной и излучающей антенн, направлена в сторону считывающего блока, предусмотрено средство, удерживающее элементы радиодатчика внутри корпуса запорно-пломбировочного блока, предохраняющие радиодатчик от воздействия внешней среды и от несанкционированного доступа, каждый дистанционно-считывающий блок выполнен с возможностью дистанционного считывания информации как с кодовых бортовых датчиков, так и с радиодатчиков, установленных в запорно-пломбировочных блоках.
Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку данное устройство не позволяет в полной мере контролировать состояние транспортного средства одновременно по многим параметрам, а также недостаточная степень защиты от несанкционированного доступа.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известная автоматизированная система контроля технического состояния и мониторинга автотранспортных средств [2], состоящая из базовой станции, подвижных единиц, центрального диспетчерского пункта, причем на базовой станции установлены первое и второе приемопередающие устройства, соединенные своими выходами по шине портов ввода-вывода с соответствующими входами микроконтроллера базовой станции, который соединен своим выходом через соответствующий порт ввода-вывода с первой ПЭВМ, подключенной по шине ввода-вывода со входом автоматизированных рабочих мест базовой станции, на каждой подвижной единице установлен блок датчиков и регистратор параметров транспортного средства, состоящий из блока переработки информации, который своим входом соединен с выходом блока датчиков, центральный диспетчерский пункт содержит третье приемопередающее устройство, выход которого подключен через соответствующую шину порта ввода-вывода к второй ПЭВМ, соединенной через соответствующую шину порта ввода-вывода с автоматизированными рабочими местами центрального диспетчерского пункта, отличающаяся тем, что дополнительно содержит навигационную систему GPS/ГЛОНАСС, пункт весового и габаритного контроля, пункт контроля движения транспортных средств, объединение в единую автоматизированную систему осуществляется соответствующими каналами связи: каналом навигационной связи - объединяются подвижная единица и космический аппарат системы GPS/ГЛОНАСС, каналом дальней связи - объединяются подвижная единица и базовая станция, каналом связи - объединяются базовая станция и центральный диспетчерский пункт, каналом ближней связи - объединяются подвижная единица и пункт контроля движения транспортных средств, а также подвижная единица и пункт весового и габаритного контроля, причем пункт весового и габаритного контроля содержит четвертое приемопередающее устройство, третью ПЭВМ, первый блок видеонаблюдения и регистрации, соединенного по соответствующей шине ввода-вывода с входом третьей ПЭВМ, выполненного с возможностью по ее командам производить идентификацию транспортного средства, допустившего нарушение весовых или габаритных характеристик, блок весового контроля и блок габаритного контроля, выполненные с возможностью определения фактического веса и габаритных размеров перевозимого груза, подключенные своими выходами по соответствующей шине ввода-вывода с входом третьей ПЭВМ, выполненной с возможностью анализировать и выделять из принимаемой информации от подвижной единицы зафиксированные в ее регистраторе параметров транспортного средства признаки допущенных на маршруте следования нарушений весовых и габаритных характеристик на территории, контролируемой пунктом весового и габаритного контроля, выдавать управляющие сигналы в первый блок видеонаблюдения и регистрации на поиск из общего потока транспортных средств той подвижной единицы, которая допустила нарушение массо-габаритных характеристик, зафиксированное в ее регистраторе параметров движения, а также на основе произведенных массо-габаритных измерений в покое и движении и времени произведенного измерения определять дату и время нарушений по перегрузке транспортируемого груза и его габаритных размеров, определять ущерб, наносимый дорожному полотну, осуществлять ведение и организацию электронного архива данных подвижных единиц, прошедших весовой и габаритный контроль, назначать стоимость проезда, выдавать чек кассового сбора, рассчитывать штрафы при превышении допустимых весовых и габаритных параметров, а также автоматически оформлять акты на допущенные автоперевозчиком нарушения, и после проведения контроля передавать по каналу ближней связи через четвертое приемопередающее устройство подключенное своим выходом по соответствующей шине входа-вывода со входом третьей ПЭВМ фактические данные о выявленных нарушениях и штрафных санкциях за них в регистратор параметров транспортного средства, третья ПЭВМ своим выходом соединена по шине ввода-вывода с входом автоматизированного рабочего места, выполненного с возможностью отображения результативной информации контроля весовых и габаритных параметров транспортных средств, пункт контроля движения транспортных средств содержит пятое приемопередающее устройство, второй блок видеонаблюдения и регистрации, четвертую ПЭВМ, причем второй блок видеонаблюдения и контроля выполнен с возможностью по командам четвертой ПЭВМ производить идентификацию транспортного средства, допустившего нарушение правил дорожного движения на маршруте движения и подключен своим выходом по соответствующей шине ввода-вывода с входом четвертой ПЭВМ, выполненной с возможностью анализировать и выделять из принимаемой информации от подвижной единицы зафиксированные в ее регистраторе параметров транспортного средства признаки допущенных на маршруте следования нарушений правил дорожного движения на территории, контролируемой данным пунктом контроля движения транспортных средств, выдавать управляющие сигналы во второй блок видеонаблюдения и регистрации на поиск из общего потока транспортных средств той подвижной единицы, которая допустила нарушение правил дорожного движения, зафиксированное в ее регистраторе параметров транспортного средства, а также зафиксировать дату, время проезда, допущенные при этом нарушения правил дорожного движения, осуществлять ведение и организацию электронного архива данных автотранспортных средств, прошедших контроль на данном пункте контроля движения транспортных средств этого участка маршрута, рассчитывать величину штрафа за допущенные нарушения правил дорожного движения, автоматически оформлять акты о допущенных водителем транспортного средства нарушениях правил дорожного движения, передавать по каналу ближней связи через пятое приемопередающее устройство, соединенное своим выходом по соответствующей шине ввода-вывода со входом четвертой ПЭВМ, данные о выявленных нарушениях и штрафных санкций за них в регистратор параметров транспортного средства, четвертая ПЭВМ своим выходом соединена по шине ввода-вывода с входом автоматизированного рабочего места пункта контроля движения транспортных средств, причем это автоматизированное рабочее место выполнено с возможностью отображения результативной информации контроля соблюдения правил дорожного движения транспортными средствами; кроме того, микроконтроллер базовой станции выполнен с возможностью генерировать команды настройки и опроса подвижной единицы и определять координаты подвижной единицы по информации, полученной от регистратора параметров транспортного средства, а первая ПЭВМ базовой станции выполнена с возможностью расчета значений эксплуатационных и технических показателей подвижной единицы, определения фактического маршрута следования с помощью навигационной системы GPS/ГЛОНАСС и отображения информации о результатах работы подвижной единицы на автоматизированных рабочих местах базовой станции; вторая ПЭВМ центрального диспетчерского пункта выполнена с возможностью обобщать и анализировать информацию микроконтроллера базовой станции, полученной с помощью второго приемопередающего устройства канала связи базовой станции и третьего приемопередающего устройства центрального диспетчерского пункта по граничным значениям контролируемых параметров регистратора параметров транспортного средства, фиксировать координаты маршрута подвижной единицы и допущенные водителем нарушения правил перевозки грузов и дорожного движения и предоставлять эту информацию на автоматизированное рабочее место центрального диспетчерского пункта; регистратор параметров транспортного средства, выполненного с возможностью расчета, фиксации и хранения навигационных параметров, полученных на основе информации от глобальной навигационной информации по каналу навигационной связи о нахождения подвижной единицы на маршруте следования и информации контроля о технических и эксплуатационных параметрах подвижной единицы, сравнения ее с имеющимися ограничениями на участке маршрута следования, определения факта нарушения правил перевозки грузов и дорожного движения, адаптации хранимой информации к форматам и протоколам обмена в локальной вычислительной сети, управлением ее передачей через соответствующие приемопередающие устройства блока приемопередающих устройств регистратора параметров транспортного средства в микроконтроллер базовой станции и пункт весового и габаритного контроля, а также в пункт контроля движения транспортных средств; канал навигационной связи организован посредством приемника навигационных сигналов блока приемопередающих устройств регистратора параметров транспортного средства; канал дальней связи организован посредством первого приемопередающего устройства базовой станции и приемопередающего устройства дальней связи блока приемопередающих устройств регистратора параметров транспортного средства; канал связи организован посредством второго и третьего приемопередающих устройств; канал ближней связи организован посредством приемопередающего устройства ближней связи блока приемопередающих устройств регистратора параметров транспортного средства и четвертого приемопередающего устройства пункта весового и габаритного контроля; кроме того посредством приемопередающего устройства ближней связи блока приемопередающих устройств регистратора параметров транспортного средства и пятого приемопередающего устройства пункта контроля движения транспортных средств.
Недостатком известной системы является ее сложность, обусловленная избыточностью оборудования, в состав которого входят четыре ПЭВМ и пять приемопередающих устройств.
Технический результат, заключающийся в упрощении системы за счет оптимизации состава оборудования, достигается в предлагаемой системе для сбора информации о железнодорожных вагонах и перевозимых грузах, содержащая пункт приема и обработки информации о транспортных средствах, размещенные на железнодорожных вагонах RFID-метки, связанные посредством электромагнитной связи через блок считывания RFID-меток с упомянутым пунктом, а также блок датчиков, контроллер, блок анализа и управления, соединенный с блоком памяти, с приемопередающим блоком для связи с пунктом приема и обработки информации, и с приемопередающим блоком для связи с навигационной системой GPS/ГЛОНАСС, тем, что она содержит программатор и расположенные в железнодорожных вагонах блок защиты от несанкционированного доступа и блок интерфейса, при этом программатор соединен через блок защиты от несанкционированного доступа с блоком анализа и управления, соответствующие информационные выходы которого подключены к блоку интерфейса, а информационные входы соединены с выходом контроллера, входы которого подключены к выходам блока датчиков.
Кроме того, технический результат достигается тем, что система содержит блок считывания оптических меток, соединенный с пунктом приема и обработки информации о транспортных средствах, а на железнодорожных вагонах размещены идентификационные метки, оптически связанные с блоком считывания оптических меток. Это позволяет дополнительно повысить объем считываемой информации.
Вместе с тем, в предлагаемой системе в железнодорожных вагонах установлены сигнализаторы о попытке несанкционированного доступа, подключенные к соответствующему выходу блока защиты от несанкционированного доступа. Это позволяет оперативно реагировать на попытки несанкционированного доступа в транспортные средства.
Технический результат достигается также тем, что в железнодорожных вагонах блок датчиков содержит датчик температуры буксовых узлов и/или датчик уровня перевозимой жидкой среды в цистернах и/или датчик пройденного пути и/или датчик открывания двери и/или датчик противопожарной безопасности и/или датчик уровня вибрации платформы при движении вагона и/или объемный или емкостной датчик присутствия при несанкционированном проникновении. Указанные технические признаки позволяют в наиболее полном виде получать и контролировать техническое состояние железнодорожных вагонов и перевозимых грузов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемой системы.
Система содержит пункт 1 приема и обработки информации о транспортных средствах, размещенные на железнодорожных вагонах 2 RFID-метки 3, связанные посредством электромагнитной связи через блок 4 считывания RFID-меток 3 с пунктом 1.
В систему также входят блок 5 датчиков 6, 7, 8, контроллер 9, блок 10 анализа и управления, соединенный с блоком 11 памяти, с приемо-передающим блоком 12 для связи с пунктом 1 приема и обработки информации и с приемо-передающим блоком 13 для связи с навигационной системой GPS/ГЛОНАСС. Блок 10 анализа и управления предназначен для управления работой функциональных блоков системы по определенной программе и для предварительной обработки информации, поступающей от первичных источников.
Для обеспечения электропитания блоков и узлов, размещенных в вагонах 2, служит блок 14 питания.
В железнодорожных вагонах 2 размещены также блок 15 защиты от несанкционированного доступа и блок 16 интерфейса, связанные с блоком 10 анализа и управления, соответствующие информационные выходы которого подключены к блоку 16 интерфейса, а информационные входы соединены с выходом контроллера 9, входы которого подключены к выходам блока 5 датчиков 6, 7, 8.
Дополнительно каждый вагон оснащен сигнализатором 17 о попытке несанкционированного доступа, подключенный к соответствующему выходу блока 15 защиты от несанкционированного доступа и оптической меткой 18.
Кроме того, система содержит программатор 19, подключаемый через блок 15 защиты от несанкционированного доступа с блоком 10 анализа и управления, и блок 20 считывания оптических меток 18, соединенный с пунктом 1 приема и обработки информации о транспортных средствах.
Блок 5 датчиков содержит датчик температуры буксовых узлов и/или датчик уровня перевозимой жидкой среды в цистернах и/или датчик пройденного пути и/или датчик открывания двери и/или датчик противопожарной безопасности и/или датчик уровня вибрации платформы при движении вагона и/или объемный или емкостной датчик присутствия при несанкционированном проникновении.
Система работает следующим образом.
В блоке 11 памяти записана программа функционирования оборудования, размещенного в железнодорожном вагоне 2. Программа предварительно записывается в блоке 11 памяти. При необходимости изменения алгоритма функционирования перепрограммирование производится с помощью программатора 19, связанного через блок 15 защиты от несанкционированного доступа с блоком 10 анализа и управления.
При перепрограммировании осуществляется проверка кода доступности блоком 15. Если код не совпадает с заложенным в блоке 15 («пароль»), то срабатывает сигнализатор 17, оповещающий о попытке несанкционированного доступа.
Набор датчиков, содержащихся в блоке 5, позволяет осуществлять всесторонний контроль за состоянием транспортного средства и перевозимым грузом (контролируются температура буксовых узлов, уровень перевозимой жидкой среды в цистернах, пройденный путь в километрах, состояние дверей, противопожарная безопасность, уровень вибрации платформы при движении вагона и др.).
Опрос датчиков 6, 7, 8 осуществляется блоком 10 анализа и управления, который накапливает и анализирует информацию. Накопленная информация передается на пункт 1 приема и обработки информации по радиоканалу с помощью приемо-передающего блока 12, а также в случае необходимости по запросу через приемо-передающий блок 13 связи с навигационной системой GPS/ГЛОНАСС.
Пункт 1 приема и обработки информации принимает и обрабатывает одновременно информацию, поступающую от нескольких вагонов 2, находящихся в его зоне контроля по радиоканалу (на чертеже показано ломаными стрелками), либо по проводной связи.
При этом идентификация пунктом 1 каждого железнодорожного вагона при прохождении его во время движения состава обеспечивается с помощью RFID-меток 3, связанных посредством электромагнитной связи через блок 4 считывания RFID-меток 3.
Возможна также идентификация дополнительным оптическим каналом, с помощью оптических меток 18 и блока 20 считывания оптических меток 18, соединенного с пунктом 1 приема и обработки информации.
Система реализована на доступных и недорогих средствах цифровой и аналоговой вычислительной техники. Функциональные блоки системы, размещаемые в железнодорожном вагоне, конструктивно объединены в закрытом миниатюрном корпусе, закрепленном в труднодоступном месте. Электромагнитные RFID-метки 3 устанавливаются таким образом, чтобы не создавалось препятствий для прохождения электромагнитных сигналов. Оптические метки 18 располагаются на бортах вагонов или на днище вагонов с обеспечением технической возможности оптического взаимодействия со стационарно закрепленными на пункте контроля блока 20 считывания оптических меток 18.
Оснащение предлагаемой системой железных дорог позволяет осуществлять непрерывный и оперативный сбор и анализ информации о транспортных потоках, железнодорожных вагонах, их техническом состоянии и информации о перевозимых грузах.
Источники информации:
1. Свидетельство РФ №29171 на полезную модель, МПК G08G 1/01 от 28.01.2003.
2. Патент РФ №62726 на полезную модель, МПК G08G 1/01 от 21.12.2006.