Admin

Считывание информации с подвижного состава

От точности и своевременности информации о перемещении подвижного состава и грузов в процессе перевозок зависит эффективность использования ресурсов железнодорожного транспорта. На железных дорогах промышленно развитых стран одним из основных средств получения информации о прибытии вагона на станцию назначения, в пункт погрузки, об отправлении со станции или поступлении с подъездных путей служат системы автоматической идентификации подвижного состава. В настоящее время корпорация Amtech занимается вопросом разработки и внедрения разночастотных средств автоматической идентификации грузовых вагонов (АVI) для железных дорог Европы. Система, получившая название Denicom, рекомендована Международным союзом железных дорог (МСЖД) в качестве единого стандарта для создания унифицированной системы автоматической идентификации. Он будет применяться по всему подвижному составу, используемому в международных перевозках и, возможно, на расчетных железных дорогах в рамках модернизированной системы АСОУП. Для нас эта система представляет определенный интерес, поэтому остановимся на некоторых принципах функционирования Denicom.

В основу системы Denicom положено использование стандартных электронных маркеров, которые крепятся под кузовами вагонов и локомотивов, а также стационарных напольных считывателей, устанавливаемых в рельсовой колее. Структурная схема Denicom приведена на рис. 4.9.1.

Электронный маркер представляет собой пассивный датчик, в который записывается постоянная или изменяемая информация (номер вагона, код груза, станция назначения и т.д.). При прохождении маркера над считывателем последний разночастотным импульсом включает электронные схемы датчика, которые возвращают на считыватель кодированный сигнал, содержащий информацию о вагоне или локомотиве. Информация в реальном режиме времени поступает на локальный компьютер и при необходимости далее через сеть передачи данных в центральный компьютер автоматизированной системы управления.


Считыватели обрабатывают сигналы чтения (записи), транслируют радиосигналы считывания данных с маркера и, используя разночастотную модуляцию, генерируют сигналы для записи информации в маркеры. В считывателе предусмотрены также функции по определению направления движения, счета числа осей проходящего состава (при подключении дополнительного датчика), самотестирование.

В зависимости от конфигурации системы для взаимодействия с компьютером несколько рядом расположенных считывателей могут быть подключены к концентратору. Общая концепция системы отображена на рис. 4.9.2. В соответствии со стандартом МСЖД для единой европейской системы автоматической индентификации подвижного состава система Denicom имеет открытый протокол обмена, отвечающий потребностям сетевого взаимодействия.


Конструктивно электронный маркер выполнен в виде прочного герметичного контейнера, благодаря чему устройство выдерживает перепады температуры от -40 до +50 °С, а также толчки и вибрации большой амплитуды. Срок службы электронного маркера составляет не менее 15 лет. Считыватель также размещен в прочном корпусе для защиты от ударов и поставляется в комплекте с универсальной монтажной платформой, снабженной амортизаторами для гашения вибрации.

Среди достоинств системы Denikom — возможность записи в электронный маркер переменной информации на ходу поезда. При этом информация может записываться как от считывающего устройства, что позволяет передавать данные с пути на локомотив, так и от датчиков, устанавливаемых на самом подвижном составе, что позволяет создавать системы дистанционной диагностики и регистрации состояния вагонов, локомотивов и грузов. При этом емкость памяти электронного маркера 4096 бит в 32 кадрах. Система устойчиво работает при скоростях движения до 400 км/ч.

Аппаратура автоматической идентификации подвижного состава может быть использована в режиме ДИСПАРК, а также для информирования клиентов в реальном масштабе времени о продвижении их грузов. Кроме того, возможно отслеживание перевозок опасных грузов, а также отслеживание температуры рефрижераторного подвижного состава с помощью специальных датчиков (рис. 4.9.3).


В то же время на российских железных дорогах работы по созданию систем автоматической идентификации подвижного состава еще не вышли из экспериментальной стадии. Поэтому проблема совместимости отечественных средств автоматической идентификации с аналогичными системами, действующими за рубежом, сегодня наиболее актуальна.

На головных объектах в настоящее время отрабатывается технология устройств считывания номеров подвижного состава САИД «Пальма» (более 40 тыс. считываний без сбоев), однако предлагаемая модель не обеспечивает возможности массового использования в ближайшие несколько лет устройств автоматического считывания номеров вагонов и контейнеров. Полнота и достоверность информации в этот период должны обеспечиваться строгим контролем цепочек операций с каждым объектом и сквозной диспетчерской технологией восстановления их разрывов.

Система автоматической идентификации (САИД) подвижного состава «Пальма» обслуживающая, поэтому в будущем позволяет обеспечивать достоверной информацией функциональные подразделения железнодорожного транспорта, что приведет к увеличению эффективности всего комплекса.

Система «Пальма» основана на использовании радиосигналов сверхвысоких частот (СВЧ-технология). На локомотиве, вагоне, крупнотоннажном контейнере крепится кодовый бортовой датчик (КБД).

Внешне эта коробочка в пластмассовом корпусе по форме и объему чуть больше плитки шоколада.

Датчик модулирует (изменяет) отражаемые сигналы, поступающие от облучающе-считывающей аппаратуры (ОСА), устанавливаемой в точках контроля движения поездов. КБД имеет полосковую антенну, модулятор волнового сопротивления и интегральную микросхему функционального преобразования кода с пассивным запоминающим устройством. ОСА передает в направлении КБД сигналы в диапазоне СВЧ, КБД поглощает часть этих сигналов и отражает поступающее СВЧ-излучение обратно в ОСА. Эти сигналы в ОСА декодируются, а расшифрованная информация по каналам передачи данных передается в обрабатывающую ЭВМ. Датчик КБД-2, устанавливаемый на вагонах, имеет память 128 бит, достаточную для записи 12-значного номера вагона. Он взаимодействует с антенной ОСА на расстоянии до 5 м, обеспечивает сохранность данных в диапазоне температур от -60° до +80° С при относительной влажности воздуха до 100 %, при обледенении до 3 мм, при покрытии слоем сажи, нефти или мазута толщиной до 1 мм. Датчик защищен от вибрации и ударов. ОСА дополняет считанную с КБД информацию сведениями о пункте и времени считывания и записи данных, о направлении движения, о количестве осей подвижного состава. Фиксируются подвижные единицы, у которых КБД отсутствует или неисправен. После прохода поезда блок накопленной информации по каналу связи передается в перерабатывающий компьютер дорожного ИВЦ. Считывание информации ведется при скоростях движения до 140 км/ч. За один эпизод считывания ОСА производит многократный опрос каждого КБД, чем достигается достоверность информации. Наряду с пассивным датчиком КБД-2 имеет активный датчик, в который можно вносить оперативно изменяемую информацию. Он размещается на локомотиве, и в него с помощью специального программатора можно заносить сведения о номере и индексе поезда, времени явки локомотивных бригад и т.д. Датчики для крупнотоннажных контейнеров работают от малогабаритной батарейки питания. Аппаратура ОСА производит одновременное считывание информации с вагона и с контейнера. Предусмотрены средства для контроля и диагностики всего оборудования системы считывания по сигналам ЭВМ.

При использовании автоматизированной системы считывания резко возрастает достоверность и оперативность функционирования вагонных моделей. Это позволит улучшить продвижение груженых вагонопотоков, оптимально организовать регулирование порожних потоков, перейти на безбумажную систему управления, отказаться от сопровождения вагонов и грузов бумажными перевозочными документами.

Наряду с опытной эксплуатацией системы «Пальма» проходят испытания и другие отечественные системы считывания информации с подвижного состава. Наиболее известной из них является система «Лотос». Система автоматического считывания информации с движущегося подвижного состава «Лотос» используется в рамках информационно-управляющей системы станции Москва-Пассажирская-Курская. Начиная с 1993 г., она находилась в опытной эксплуатации, а в мае 1994 г. переведена в режим постоянной.

Информационно-управляющая система «Лотос», техническое задание на которую утверждено Главным управлением перевозок, предназначена для отображения в реальном масштабе времени поездного положения в Горьковском парке станции и на прилегающих участках. Конечной целью ее создания является обеспечение персонала служб управления перевозками и локомотивного хозяйства реальной оперативной информацией для принятия оптимальных решений при управлении движением поездов.

Система «Лотос» состоит из идентификаторов тягового подвижного состава, пункта считывания информации, средств управления считыванием, сервера станции, автоматизированных рабочих мест ряда пользователей и средств увязки с устройствами электрической централизации стрелок и сигналов.

Рассмотрим структурную схему информационно-управляющей системы «Лотос», представленную на рис. 4.9.4, а, б.

Источником первичной информации о поездах являются идентификаторы головных вагонов электропоездов депо Железнодорожная, содержащие информацию о бортовых номерах каждого из них. В течение ряда лет такие же идентификаторы использовались на обращающихся на указанном участке пассажирских поездных локомотивах депо Москва-Техническая-Курская.

Пункт считывания установлен на дальнем участке приближения к станции первого главного пути перегона Кусково—Москва-Пассажирская-Курская. Благодаря увязке с устройствами блочной маршрутно-релейной централизации (БМРЦ) отслеживается местонахождение поездов на участках приближения, станционных изолированных участках горловины и приемоотправоч-ных путях.

Средства управления обеспечивают включение пункта считывания и съем информации с подвижного состава, разделение вагонов поезда и подсчет как физических объектов, так и количества осей в каждом из них, определение направления движения поезда. Кроме того, благодаря им исключается считывание движущихся по параллельному пути объектов и радикально решается вопрос обеспечения электромагнитной совместимости приемопередатчика системы считывания с посторонними радиоустройствами, средствами автоматики и электрооборудованием.


Сервер станции обеспечивает накопление нормативной информации о движении поездов, обработку считанной информации, переход от бортовых номеров подвижного состава к графиковым номерам поездов, протоколирование выполненной станцией поездной работы с детализацией до времени прибытия и отправления поезда и номера приемо-отправочного пути, распределение и вывод соответсгвующей информации на автоматизированные рабочие места пользователей.

Система была введена в постоянную эксплуатацию решением начальника Московско-Курского отделения Московской дороги.

На стадии разработки получено разрешение Государственной комиссии по радиочастотам на использование частотного диапазона для системы автоматического считывания информации. Установка идентификаторов на подвижном составе была санкционирована Московско-Курским отделением Московской дороги. Расположение напольного считывающего устройства было согласовано с руководством станции Москва-Пассажирская-Курская, а его установка утверждена руководством отделения дороги. Увязка напольного считывающего устройства с рельсовой цепью утверждена службой сигнализации и связи Московской дороги.

Проект увязки станционного сервера с БМРЦ разработан институтом «Мосжелдорпроект», а его применение разрешено Департаментом сигнализации и связи ОАО «РЖД».

Чертежи установки точечных путевых датчиков на рельсе и блока формирования колесных импульсов в серийной путевой коробке согласованы с Главным управлением путевого хозяйства и утверждены Департаментом сигнализации и связи ОАО «РЖД».

Идентификатор представляет собой пассивный режекторный фильтр, выполненный с учетом используемого для считывания сверхвысокочастотного спектра в виде отрезка прямоугольного волновода, одна сторона которого заканчивается короткозамкну-той стенкой, а другая переходит в приемопередающую рупорную антенну. На широких стенках волновода размещены резонаторы, настроенные на определенные частоты в соответствии с номером подвижного объекта. Во избежание попадания внутрь идентификатора влаги и грязи, что может нарушить настройку резонаторов и исключить нормальную работу системы, открытый конец антенны закрыт радиопрозрачной крышкой.

Идентификатор содержит 16 симметрично расположенных резонаторов, что позволяет кодировать 8 десятичных знаков номера любого подвижного объекта, и размещается между тележками подвижного объекта на его продольной оси таким образом, чтобы раскрыв антенны был направлен в сторону колеи.

Первоначально идентификатор содержал диэлектрический кожух и уплотнительную прокладку между ним и крепежным фланцем. Однако практика показала, что под воздействием вибрации и изменяющейся в широких пределах температуры нарушалась герметичность устройства. Поэтому от указанного технического решения пришлось отказаться и найти другое, более подходящее для условий эксплуатации подвижного состава российских железных дорог. Стоимость оборудования подвижного объекта идентификатором составляет 20 долл. США.

Снижение стоимости идентификатора имеет существенное экономическое значение при развертывании системы на железных дорогах, поскольку стоимость идентификатора является решающей составляющей капиталовложений в проект.

В нынешнем виде идентификатор стал необслуживаемым, что сократило затраты на его содержание, срок эксплуатации превышает время эксплуатации любого подвижного объекта. Так, выпущенные в середине 80-гг. идентификаторы работают по сей день, и, как показали измерения резонансных частот настройки резонаторов и анализ механической целостности изделий, они будут работать и дальше.

Новая реализация идентификатора, выбор места его размещения и исключение эксплуатационных затрат на содержание привели к тому, что оборудование подвижного объекта идентификаторами системы «Лотос» выгоднее по сравнению с аналогами систем «Пальма», а тем более Amtech. Идентификатор «Лотоса» представляет собой отливку из металла, а крышка выполнена из стеклотекстолита. Не вызывает никаких сомнений, что подобное устройство выдержит без каких бы то ни было отрицательных последствий как повышенные температуры в горячих цехах, например при оттаивании смерзшихся грузов в тепляках или при пропаривании цистерн, так и пониженные в условиях сибирских морозов на ветру. Иными словами, оно способно устойчиво работать в значительно более широком температурном диапазоне, чем указанные аналоги.

Напольное считывающее устройство работает в сантиметровом диапазоне радиоволн, причем излучаемая в пространство мощность сигнала опроса идентификаторов не превышает единиц милливатта. Оно состоит из антенного блока, приемопередатчика, радиоэлектронного блока, формирователя сообщения ФС о прошедшем поезде и блока питания БП (рис. 4.9.4, б).

Антенный блок размещается в колее и состоит из передающей и приемной рупорных антенн. Практика показала, что СВЧ-сигнал боится только воды, поэтому обтекатели антенн выполнены в форме, обеспечивающей стекание капель жидкости с рабочей поверхности. Кроме того, предусмотрен обогрев обтекателей О в диапазоне температур от -5° до +5° С, позволяющий удалять с поверхностей антенн мокрый снег. Автоматическое включение и выключение обогрева обтекателей антенн осуществляется по показаниям термодатчика ТД.

СВЧ-блок, состоящий из генератора Г опросного сигнала, синхронного приемника Пр и предварительного усилителя информационных сигналов ПУС, располагается в путевой коробке на обочине, что упрощает обслуживание и обеспечивает требования охраны труда обслуживающего персонала.

СВЧ-блок соединен с антенным блоком волноводом, а не кабелем, что уменьшает затухание полезного сигнала при передаче, а следовательно, и излучаемую мощность передатчика.

Радиоэлектронный блок может размещаться как в релейном шкафу, так и в расположенном поблизости капитальном помещении. Единственным ограничивающим условием является длина соединительного кабеля, которая не должна превышать 12 м. Радиоэлектронный блок обеспечивает управление излучением, прием и обработку сигналов считывания в блоке БОС, их накопление в накопителе Н, формирование сообщения в блоке ФС и передачу его по выбранному стыку в станционный сервер. В состав радиоэлектронного блока входит источник энергоснабжения всех входящих в состав пункта считывания узлов и электрообогрева обтекателей приемной и передающей антенн.

Установке и эксплуатации напольного считывающего устройства предшествовала разработка технических решений по синхронизации его работы от движущихся поездов. Прежде всего, радиоэлектронный блок был увязан с рельсовой цепью, в пределах которой он расположен. Это позволило автоматически с помощью блока БВР переводить считывающее устройство из режима ожидания в рабочий при занятии поездом рельсовой цепи и обратно при ее освобождении. В рабочем режиме автоматически подается питающее напряжение в цепи, обеспечивающее считывание идентификаторов подвижных объектов. Опыт показал, что для этой цели можно использовать также электронную рельсовую цепь наложения или укороченную на участках, не оборудованных рельсовыми цепями автоблокировки.

Далее в состав пункта считывания были включены счетчики осей подвижных объектов, которые позволили определить направление движения поезда, включать излучение только в зоне расположения идентификатора каждого подвижного объекта, разделить объекты поезда при считывании и дать сигнал об объекте без идентификатора или с неисправным идентификатором. Последнее обстоятельство имеет исключительно важное значение с эксплуатационной точки зрения, поскольку позволяет в сформированном сообщении дать оперативному персоналу станции возможность приема информации о полном составе поезда. В противном случае, что кстати имеет место в системе «Пальма», при отсутствии идентификатора на вагоне последний никак не отражается в натурном листе поезда, и тот представляется в урезанном виде до прибытия на станцию. Дальнейшие проработки позволили не только показать количество физических единиц в каждом проследовавшем пункт считывания поезде, но и восстанавливать его номер до прибытия на станцию. Разработан алгоритм восстановления нормальной работы при сбоях в подсчете осей.

Включение передатчика пункта считывания только в зоне расположения идентификаторов подвижного состава, то есть тогда, когда излучение экранируется металлическими конструкциями локомотива или вагона, существенно улучшает электромагнитную обстановку в зоне считывающего устройства.

Каждый пункт считывания, таким образом, дополнен двумя счетчиками осей, расположенными на равном расстоянии от приемной и передающей антенн. При этом на кривых участках датчики, фиксирующие прохождение осей, должны быть установлены на внешнем рельсе. Счетчики осей состоят из двух точечных путевых датчиков ТПД, объединенного блока формирования колесных импульсов ВФКИ и блока управления генератором БУГ считывающего устройства. Энергоснабжение счетчиков осей обеспечивается от источника питания радиоэлектронного блока, а модуль электронной схемы сопряжения счетчиков встроен в радиоэлектронный блок.

Станционный сервер представляет собой персональный компьютер, связанный информационной сетью с пунктом считывания, источниками нормативной информации НСИ и пользователями. Кроме того, он через плату ввода дискретных сигналов ПВДС связан с контактами реле электрической централизации станции БМРЦ, отображающими состояние рельсовых цепей, положение стрелок и показания сигналов.

В качестве нормативной информации для обеспечения управления перевозками использованы ежемесячный график ремонта тягового подвижного состава, из которого на каждый день текущего месяца получается привязка бортовых номеров электропоездов к маршрутам и локомотивов к поездам дальнего следования; расписание движения поездов и ведомость занятия приемо-отправочных путей станции.

Плановая привязка подвижного состава к поездам вводится один раз и затем корректируется автоматически, за исключением случаев сбоя, информация о которых поступает с автоматизированного рабочего места дежурного по депо. Этот учет традиционно непрерывно выполняется в настольном журнале вручную, так что изменяется только форма отображения, но отнюдь не ее содержание.

Расписание движения и ведомость занятия путей вводятся по мере перехода на новый сезон, оперативные изменения по телеграммам поступают с АРМ графиста станции.

В качестве пользователей системы выступают дежурный по станции и дежурный по депо, причем на станции установлено рулонное печатающее устройство, на которое выводится информация о времени прибытия и отправления поездов с указанием номера приемо-от-правочного пути по форме ДУ-2. На основании получаемого таким образом протокола выполненной станцией поездной работы в течение всего времени постоянной эксплуатации системы быстро разрешались все вопросы, связанные с разночтением причин задержки поездов диспетчерским аппаратом отделения дороги, а также отделами управления перевозками и локомотивного хозяйства.

Кроме того, предусмотрено информационное табло, на которое выводятся сведения о номерах находящихся на участках приближения прибывающих на станцию поездов, количестве вагонов в них и плановых путях их приема. На рабочее место дежурного по станции автоматически выводится также информация о номерах прибывающих поездов по обороту с указанием времени отправления и станции назначения. На рабочем месте дежурного по депо предусмотрена, кроме того, привязка к номеру поезда бортового номера состава и номера маршрута, по которому он обращается в текущие сутки.

Дополнительно сервер обслуживает информационный оперативный дисплей, на который выводятся диагностические сообщения о состоянии основных узлов пункта считывания, в частности источника питания, генератора и приемника блока СВЧ, а также работоспособности счетчиков осей. Диагностическое сообщение выводится на операционный дисплей при подходе каждого поезда к пункту считывания. Таким образом, имеется возможность для обслуживающего персонала получить информацию о работоспособности пункта считывания и в случае неисправности установить ее причину еще до прибытия на место повреждения.

В состав сервера входят сетевой фильтр СФ и источник бесперебойного питания ИБП, поскольку неоднократно наблюдались случаи кратковременного снятия напряжения в питающей сети станции и при переходе с одного питающего фидера на другой.

Считывающее устройство связано с сервером токовой петлей по паре кабеля связи со скоростью передачи информации 600 бит/с через преобразователь стыка (ПС) ИРПС в стык КЗ 232 на входе компьютера, а пользователи — каналами межмашинного обмена.

Нет принципиальных трудностей для передачи информации о прибытии и отправлении поездов на рабочее место поездного диспетчера для автоматизированного построения графика исполненного движения на участке.

В процессе опытной эксплуатации разработан график технологического процесса обслуживания системы. Идентификаторы в обслуживании не нуждаются, а суммарные затраты времени на выполнение профилактических работ в пункте считывания не превышают 1 дня в месяц и сводятся в основном к измерению контролируемых параметров устройств системы и плановой замене электронных плат и кабелей.

Как показал опыт эксплуатации, при наличии полного комплекта ЗИП на каждом пункте считывания время восстановления при отказе не превышает 1 ч с момента прибытия электромеханика на место повреждения.

Что касается счетчиков осей, то не реже 1 раза в квартал необходимы измерения напряжения порога обнаружения колесного импульса и установка его оптимального значения. Измерения проводятся типовыми измерительными приборами электромеханика СЦБ или связи.

Плановая замена находящихся в круглосуточной работе электронных плат считывающего устройства и формирователя колесных импульсов должна производиться не реже чем через два года.

Не реже одного раза в полгода должны заменяться коаксиальные кабели в СВЧ-блоке, работающие в условиях повышенной вибрации и колебаний температуры окружающей среды.

Отказов идентификаторов за время эксплуатации отмечено не было.

Наиболее типичным повреждением считывающего устройства является перегорание предохранителей источника питания радиоэлектронного блока. За время эксплуатации системы произошло до десятка таких случаев.

Практика показывает, что надежность сервера должна быть повышена путем дублирования ПЭВМ и создания, как минимум, двухмашинного комплекса, работающего параллельно. В этом случае удастся исключить потери информации и повысить живучесть системы.

За время постоянной эксплуатации с мая 1994 по май 2001 г. было считано более полумиллиона номеров подвижных объектов и подсчитано двумя счетчиками осей около 25 миллионов осей. Достоверность считывания составила при этом около 0,9998, а подсчета осей — около 0,99996. Итоговая достоверность информации, полученной на одном пункте считывания, может быть оценена величиной порядка 0,9994, что, по мнению пользователей, вполне достаточно для управления перевозками. Следует заметить, что такой результат получен, по сути дела, на опытных образцах системы, так как в процессе эксплуатации во все практически изделия, кроме серийной аппаратуры, входящей в состав сервера, в полевых условиях вносились схемные и конструктивные изменения, что не могло не сказаться на качестве работы.

Если же на направлении установить несколько серийных пунктов считывания, работающих на общий сервер, то в условиях независимого характера сбоев в считывании номеров и подсчете осей при сравнении результатов есть все основания полагать, что итоговая достоверность информации о перевозочном процессе существенно возрастет.

Для выполнения своих функций КБД имеет полосковую антенну, модулятор волнового сопротивления и интегральную микросхему функционального преобразователя кода с постоянным запоминающим устройством. Считывающая аппаратура передает в направлении КБД сигналы в диапазоне сверхвысоких частот, КБД поглощает часть этих сигналов и отражает поступающие СВЧ-излучения обратно в считыватель (рис. 4.9.4, а). Здесь радиосигналы, отраженные датчиком, установленным на транспортном средстве, декодируются, а расшифрованная информация затем по каналам передачи данных собирается на концентраторе САИ и передается через СПД отраслевого технологического назначения обрабатывающей ЭВМ.

Пример сообщения о проследовании составом пункта считывания показан на рис. 4.9.5.


Применение устройств и методов СВЧ позволяет идентифицировать транспортные средства при высоких скоростях движения, надежно считывать информацию на сравнительно больших расстояниях и в неблагоприятных условиях окружающей среды при большом разбросе температур.

Комплекты считывающих устройств рассчитаны на работу в диапазоне частот 860—870 МГц. В то же время, несмотря на некоторые преимущества системы «Лотос», она находит ограниченное применение и используется в основном в структуре пассажирских перевозок. В грузовом движении предпочтение отдается системе «Пальма» как наиболее надежной при организации движения грузовых поездов. Рассмотрим ее основные преимущества.

Контейнеры и подвижной состав, оборудованные КБД «Пальма», могут распознаваться не только на отечественных дорогах, но и в любой стране мира, где установлена отвечающая международному стандарту 180 10374 считывающая аппаратура. Точно так же зарубежный подвижной состав и контейнеры, оснащенные КБД, могут идентифицироваться отечественной аппаратурой.

Считывающая аппаратура через антенну излучает радиосигнал в направлении трассы следования железнодорожного транспортного средства. Если КБД находится в зоне облучения антенны передатчика, то сигнал СВЧ, принятый антенной КБД, модулируется в соответствии с заложенной в памяти КБД информацией. Модулированный радиосигнал направляется к антенне считывателя, демо-дулируется, расшифровывается и запоминается.

После прохождения всего состава считыватель формирует блок данных, содержащий информацию о каждом считанном транспортном средстве. Блок данных поступает в сервер, концентратор или местную ЭВМ, где проверяется, преобразуется в используемый формат и передается для дальнейшей обработки.

Практические работы по освоению и внедрению системы «Пальма» на железных дорогах России ведутся Отраслевым центром внедрения и его дорожными филиалами с 2000 г. К 2002 г. датчиками КБД оборудовано около 140 тыс. подвижных единиц. Установлено и задействовано 180 напольных считывающих устройств. С 2005 г. намечается оснастить КБД все локомотивы и вагоны парка ОАО «РЖД», а также подвижной состав собственников, не входящих в систему ОАО «РЖД». Принято решение о внедрении «Пальмы» на всех железных дорогах, имеющих колею 1520 мм.

На полигоне железных дорог России пунктами считывания «Пальма» намечено оборудовать пограничные переходы, входы и выходы сортировочных и участковых станций, примыкания крупных подъездных путей. На рис. 4.9.6 приведена примерная схема размещения пунктов считывания (ПСЧ) на полигоне Забайкальской дороги.

Внедрение системы «Пальма» позволит перевести на качественно новый уровень работу автоматизированной системы управления отраслью при условии, что весь подвижной состав, находящийся на путях магистрального железнодорожного транспорта, включая собственные (частные) вагоны и локомотивы, будет оборудован кодовыми бортовыми датчиками системы «Пальма». Все структуры, имеющие собственный и арендованный подвижной состав, используемый для перевозок по линиям магистральных железных дорог, информированы о том, что с 1 января 2003 г. эксплуатация на путях железных дорог России вагонов и локомотивов, не оборудованных датчиками системы «Пальма», запрещена.

Дислоцирующиеся на железных дорогах структуры, имеющие собственный подвижной состав, будут прикреплены к пунктам кодирования и установки бортовых датчиков системы «Пальма». Производство бортовых датчиков и дополнительных материалов для их установки ведется с учетом потребностей владельцев частного подвижного состава. При этом следует разработать систему контроля достоверности кодирования сведений, заносимых в бортовые датчики частного подвижного состава, обеспечить автоматизированный учет хода работ по оборудованию КБД подвижного состава, включая локомотивы и вагоны физических и юридических лиц, не входящих в структуру ОАО «РЖД».

На железных дорогах для перевозки ценных партионных грузов все большее применение находят крупнотоннажные контейнеры. Актуальна задача автоматического слежения за этим видом перевозок. Система идентификации крупнотоннажных контейнеров — составная часть общей задачи идентификации подвижного состава.


На современном этапе «Пальма» предусматривает установку КБД на локомотивах и вагонах (без контейнеров). Метод контроля за контейнерами разработан в СССР в начале 80-гг. Он успешно используется для слежения за крупнотоннажными транзитными контейнерами в сообщении Япония—Западная Европа и основан на привязке идентификатора контейнера к номеру фитинговой платформы, на которой этот контейнер перевозится. Суть его состоит в том, что с пункта приема (погрузки) контейнера в обрабатывающий центр (ГВЦ) передается сообщение, привязывающее номер контейнера к номеру платформы, на которую контейнер погружен. Далее все процедуры идентификации ведутся по номеру платформы, а синтез необходимой информации по идентификации контейнеров ведет обрабатывающий центр (ГВЦ) на основе увязки идентификаторов контейнера и платформы. Такой прием положительно себя зарекомендовал в условиях ручного сбора данных (АСОУП, АСУСС).

Внедрение комплекса «Пальма» резко улучшает качество контроля за работой крупнотоннажных контейнеров, так как во много раз увеличивает число пунктов контроля, повышает достоверность и оперативность слежения. Новая система наверняка удовлетворит все запросы отправителей и получателей контейнерных грузов и потребности железнодорожных администраций по управлению перевозками.

По мере практического освоения «Пальмы» и при наличии финансовых ресурсов может быть решена задача считывания данных непосредственно с контейнеров. Ее технические решения уже разработаны. Они позволят отказаться от подготовки и передачи в пунктах погрузки контейнеров кодограмм, связывающих идентификаторы контейнера и платформы, с передачей этих кодограмм в обрабатывающий центр.

Для реализации системы считывания данных с контейнеров необходимо, чтобы контейнер был оборудован двумя специальными маркерами (они разработаны), крепящимися на левом и правом бортах контейнера; ПСЧ имел дополнительную антенну для считывания данных маркеров контейнеров; были разработаны и дополнительные средства программного обеспечения.

При решении вопросов об установке КБД непосредственно на контейнере нужно учитывать следующее.

Датчик, установленный на контейнере, имеет автономное питание от малогабаритной аккумуляторной батареи, срок службы которой не менее 10 лет. Такой датчик воспринимает и передает сигналы на расстояние до 13 м. Вагоны и локомотивы оснащают КБД, не имеющими батарей, с дальностью передачи сигнала до 5 м.

Датчик должен быть работоспособен в температурном диапазоне от -50 до +80 °С; сохранять информацию в температурном диапазоне от -70 до +85 °С; работать надежно при механических ударах, испытываемых транспортными средствами и контейнерами в условиях ускорений до 30 g с полусинусоидальными импульсами в течение 11 мс; вибрациях с осевым воздействием до 3 g в течение 2 ч; ударе от падения с высоты 3,3 м; воздействии электромагнитного поля с максимальной напряженностью 50 В/м в течение 60 с.

Оптимальные размеры: 240x55x20 мм (с учетом конфигураций, ширины и глубины гофрирования на стенках контейнеров).

На датчике должны быть указаны тип, идентификатор категории используемого оборудования, код владельца и маркер контейнера, серийный номер контейнера, контрольное число, код габаритов и типа контейнера (все по требованиям ISO 6346), максимальная масса (брутто) контейнера согласно требованиям ISO 6346 и ISO 668, собственная масса контейнера (тары) и его номинальная длина. Эта информация имеет буквенно-цифровое выражение.

Например, интермодальный контейнер обозначается буквой U, а российские железные дороги — сочетанием букв RZD. Выражения переводятся в десятичный эквивалент и далее в двоичном исчислении записываются в электронную память датчика. Информация, которая вводится в датчик, не должна противоречить данным таблички CSC UN/IMO Международной конвенции ООН по безопасным контейнерам.

В автоматизированной системе управления железнодорожным транспортом роль средств автоматической идентификации в принципе ограничена обеспечением снабжения системы информацией о проследовании через контрольные пункты (ПСЧ) единиц подвижного состава, оборудованных кодовыми бортовыми датчиками. После проследования через зону контроля ПСЧ очередной группы единиц подвижного состава (поезда) ПСЧ вводит в вычислительную сеть сообщение, содержащее информацию о месте и времени события, направлении следования, перечень считанных с КБД идентификаторов единиц подвижного состава (условный код обмена, государство-собственник, восьмизначный бортовой номер вагона или локомотива). Если ПСЧ оборудованы реверсивными счетчиками осей, то в сообщение включается информация о проследовавших единицах подвижного состава, у которых КБД неисправен или отсутствует.

Система автоматической идентификации при оборудовании КБД всех единиц подвижного состава и установке ПСЧ на всех необходимых по технологии перевозок контрольных точках обеспечивает полноту, достоверность и оперативность ввода в вычислительную сеть отслеживаемой информации. По сравнению с ручным сбором и вводом данных в систему качество информации, используемой в управлении перевозками, сервисном обслуживании клиентуры, решении задач учета, отчетности, значительно повышается. Это позволяет реально оптимизировать управление перевозками, перейти к безбумажным информационным технологиям.

Создание программного обеспечения АСУ с учетом использования поставляемой средствами автоматической идентификации информации поручено ВНИИУП и его Барыбинскому филиалу. Эти работы должны вестись параллельно с оборудованием локомотивов и вагонов датчиками и установкой ПСЧ.

По программе локомотивы и вагоны, включая частный подвижной состав, должны быть оборудованы КБД к началу 2003 г. К этому времени было организовано более 1000 пунктов ПСЧ. Это позволит эффективно решить ряд задач, среди которых контроль за вагонами, принадлежащими другим государствам, и взаиморасчет за пользование иностранными вагонами, реализация безбумажной технологии на крупных сортировочных станциях, информирование о ходе перевозок клиентуры железнодорожного транспорта. В полном объеме преимущества работы с использованием системы идентификации проявят себя в 2004—2007 гг. после установки на железных дорогах России примерно 3000 ПСЧ и после завершения работ по системе идентификации на всем полигоне железных дорог колеи 1520 мм.

Первоочередные задачи разработки и совершенствования программного обеспечения АСУ, связанные с системой идентификации, сводятся к следующему.

1. Необходимо разработать комплекс программ обработки поступающих от ПСЧ сведений, включая отслеживание логических цепочек последовательности сообщений от ПСЧ по маршрутам перемещения подвижного состава, контроль и корректирование поступающей информации, тестирование ПСЧ, информирование исполнителей о единицах подвижного состава с неисправными КБД и обеспечение контроля ремонта или замены неисправных КБД.

2. Следует модифицировать комплексы программ АСОУП и ДИСПАРК по формированию модели текущего состояния перевозочного процесса и ее архивных файлов, ориентируя эти программы в первую очередь на обработку оперативной информации, поставляемой ПСЧ. Нужно объединить информацию натурного листа и дорожной ведомости, формируя в базе данных детализированную и полную информацию о вагоне и грузе, объединяя в единую запись сведения строки натурного листа и дорожной ведомости. Ключом (поисковым символом) в такой записи должен быть идентификатор (номер) подвижной единицы, вводимый в вычислительную сеть ПСЧ.

3. Необходимо адаптировать структуру модели перевозочного процесса, организацию доступа к информации к новым условиям использования данных, связанных с изменяющимся уровнем их полноты, достоверности и оперативности, расширением круга пользователей, с учетом требований, налагаемых новыми задачами оптимизации принятия решений. На период оборудования подвижного состава КБД в модели перевозочного процесса для каждого отслеживаемого вагона и локомотива должна присутствовать метка, характеризующая наличие или отсутствие (неисправность) КБД.

Пользователи системы, включая клиентуру железнодорожного транспорта (в пределах принятых правил санкционированного доступа), должны иметь возможность выяснить с помощью АСУ, оборудована ли интересующая пользователя единица подвижного состава КБД, и запросить сведения о ее дислокации (время и направление проследования последнего ПСЧ и в составе какого поезда), о пройденном маршруте (перечень, время проследования, направление по всем ПСЧ на маршруте, начиная с пункта погрузки или выгрузки).

После завершения оснащения подвижного состава КБД и оснащения железнодорожной станции (прежде всего крупной сортировочной, узла) ПСЧ по всем входам и выходам объекта слежения на станции ликвидируются пункты телетайпного списывания данных составов прибывающих поездов, так как эту информацию будут достоверно представлять ПСЧ, смонтированные на подходах к станции; дорожная (региональная) вычислительная сеть дополняет набор идентификаторов (номеров) вагонов состава прибывшего поезда данными в объеме сведений натурного листа — дорожной ведомости с выдачей всех необходимых технологических документов для работы с поездом, включая сортировочный листок, корректируемый по результатам обработки состава по прибытии. По окончании формирования состава на основе перечня номеров вагонов, вводимых в дорожный обрабатывающий центр (ВЦ), проверяется выполнение условий, накладываемых нормативами перевозочного процесса (вес, длина, размещение вагонов в составе поезда). Машинисту локомотива при отправлении поезда выдается соответствующая справка. При проследовании зоны ПСЧ на выходе со станции в вычислительную систему вводится достоверный перечень идентификаторов (номеров) подвижных единиц, по которым синтезируется развернутый натурный лист. Сведения этого натурного листа предоставляются персоналу по пути следования поезда и на станцию расформирования. Наличие достоверных и пономерных сведений по входу локомотивов и вагонов на станцию и их отправлению со станции позволяет автоматизировать практически все операции учета, отчетности и анализа, что приведет к свертыванию функций станционного информационного центра (технической конторы).

Изложенные подходы позволяют поэтапно отказаться от пересылки с поездами перевозочных документов, перейдя на машинную (электронную) документацию, пересылаемую по каналам передачи данных вычислительных сетей.

Система идентификации может активно использоваться при ремонте подвижного состава. Процесс ее ввода в эксплуатацию займет около двух лет. После этого АСУ будет в состоянии выдавать ремонтным предприятиям информацию о находящихся в их зоне вагонах, нуждающихся в ремонте. По окончании ремонта система с участием устройств идентификации приступает к суммированию информации о пробеге после очередного ремонта.

Система идентификации незаменима при развитии задач АСУ, оптимизирующих перевозочный процесс. Она значительно повышает полноту, достоверность и оперативность ввода в вычислительную сеть АСУ информации, отражающей состояние перевозочного процесса, дислокацию и работу подвижного состава, достоверность архивной информации. Это создает базу для эффективного решения задач оптимизации планирования, прогнозирования и реализации перевозочного процесса. Сами по себе они не выдвигают каких-либо новых требований к системе идентификации, но могут потребовать новых решений при построении системы моделей перевозочного процесса.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК