СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПОДВИЖНЫХ СОСТАВОВ Российский патент 2001 года по МПК B61L25/00 

Изобретение относится к средствам автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом, а также автомобильным и другими видами транспорта.

Современные информационные технологии, используемые на железных дорогах, предъявляют высокие требования к полноте, достоверности и оперативности используемых в управлении исходных данных. Для систем железнодорожного транспорта это касается прежде всего информации о перевозимых грузах и местонахождении подвижного состава в период его следования от станции отправления к станции назначения.

Предлагаемая электронная система дистанционного считывания номеров вагонов и электронных запорно-пломбировочных устройств предназначена для автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта. Система дистанционного считывания номеров может быть применена на крупных железнодорожных, автомобильных, водных, авиа- и других крупных грузовых и таможенных терминалах. Она предусматривает снятие и ввод в персональный компьютер (ПК) или иные устройства обработки информации, подробной информации о грузах, включая номера вагонов, контейнеров, автомобилей, рейсов, станции отправки, станции назначения, характера груза и другой дополнительной информации, в ручном и полностью автоматическом, т.е. без участия человека, режимах работы.

В уровне техники известна система дистанционного считывания информации для подвижного состава, включающая электронную метку, расположенную на каждой единице подвижного состава и содержащую информацию в закодированной форме, а также переносное считывающее устройство, позволяющее производить опрос и считывание информации для инвентаризации единиц подвижного состава (заявка РСТ 87/02165, опубл. 09.04.87). Данная система не предусматривает наличие стационарных устройств считывания информации, расположенных по пути следования состава в заранее определенных для этого местах контроля, и передачу этой информации на центры обработки информации на станции. Конструкция метки не позволяет разместить ее на запорно-пломбировочных устройствах. Вся известная система не может обеспечить автоматизированный учет грузовых перевозок, включающий передачу информации о перевозимых грузах, включающую номера единиц подвижного состава, характера перевозимых грузов, номера рейсов, станций отправления и назначения как на центры обработки информации на станции, так и в единый центр контроля.

Известна дистанционного считывания информации для подвижного состава, включающая электронную метку с передающей антенной, передающую закодированную информацию на стационарные пункты опроса по радиоканалу, где сигнал детектируется и передается для дальнейшей обработки (RU 2063895, опубл. 20.07.96). Данная известная система дистанционного считывания подвижного состава не позволяет производить считывание информации в местах, не оборудованных специально для этого. Кроме того, в обеих известных системах дистанционного считывания не предусмотрена возможность одновременного размещения электронных меток на запорно-пломбировочных устройствах единиц подвижного состава и на самих единицах подвижного состава и одновременного считывания информации с указанных меток как в пунктах стационарного считывания информации, так и с использованием переносных считывающих устройств. Также не предусмотрена возможность передачи информации в центры обработки информации на станции. Отсутствие средств для обеспечения таких возможностей значительно снижает качество, информативность и оперативность контроля перевозок грузов подвижными составами, контроль за перемещением подвижных составов.

Техническим результатом изобретения является повышение качества и оперативности контроля перевозок грузов подвижными составами и контроля перемещения подвижных составов, а также повышение информативности контроля.

Обеспечивается указанный технический результат за счет того, что система дистанционного считывания информации для подвижных составов включает по крайней мере одну электронную метку, размещенную непосредственно на каждой единице подвижного состава, и электронную метку, размещенную на каждом запорно-пломбировочном устройстве каждой единицы подвижного состава, сеть стационарных устройств считывания информации, размещенных вдоль пути следования подвижного состава с возможностью считывания информации электронных меток по радиоканалу, запоминания и передачи по радио и/или телефонному каналам на сеть центров обработки информации на станциях и в диспетчерский центр обработки считанной информации и по крайней мере одно переносное считывающее устройство, обеспечивающее возможность последовательного считывания электронных меток по радиоканалу, запоминание и передачу считанной информации по радио или инфракрасному каналу на сеть центров обработки информации на станциях, при этом электронные метки, размещенные непосредственно на каждой отдельной единице подвижного состава и на запорно-пломбировочном устройстве этой единицы подвижного состава, пространственно разнесены на расстояние, обеспечивающее их последовательное считывание каждым стационарным устройством считывания информации, причем углы поля зрения электронной метки и стационарного устройства считывания информации выбираются с учетом расстояния между указанными электронными метками и максимальной скорости движения подвижного состава, кроме того, электронные метки, размещенные на запорно-пломбировочных устройствах, и электронные метки, размещенные непосредственно на единицах подвижного состава, имеют отличающуюся друг от друга по смысловому содержанию информацию.

В частных случаях:
- каждая электронная метка выполнена пассивной или активной, при этом каждая электронная метка включает приемо-передающую антенную систему, СВЧ узел, представляющий собой колебательный контур, шунтированный СВЧ диодом, ЧИП идентификатора, представляющий собой микросхему, имеющую в своем составе перепрограммируемое запоминающее устройство и устройство формирования кодовой последовательности, а также источник автономного питания;
- стационарное устройство считывания информации включает приемо-передающую считывающую систему, СВЧ передатчик, СВЧ приемник, блок обработки информации, систему управления, оперативное запоминающее устройство, средство, обеспечивающее возможность передачи информации по радио- или телефонному каналу.

Как правило, стационарные устройства считывания информации установлены непосредственно в месте контроля грузовых потоков, причем в одном месте контроля находится от одного и более стационарных устройств считывания информации, при этом передача информации в диспетчерский пункт обработки информации может осуществляться через концентратор информации.

Для предотвращения несанкционированного доступа информация по радиоканалу или телефонной линии передается в закодированном виде.

В частных случаях:
- центр обработки информации на станции включает персональный компьютер (ПК) или иное средство управления, накопления и обработки информации, а также инфракрасный порт приема/передачи информации, подключенный к персональному компьютеру, и/или средства приема информации по радио- или телефонному каналу;
- переносное считывающее устройство включает приемопередающую антенную систему, СВЧ передатчик, СВЧ приемник, блок обработки информации, оперативное запоминающее устройство, панель управления, индикационное табло, инфракрасный порт, и/или средство передачи информации по радиоканалу.

Как правило, информация электронных меток, размещенных на запорно-пломбировочных устройствах, включает сведения о перевозимых грузах, а информация электронных меток, размещенных непосредственно на единицах подвижного состава, включает сведения, касающиеся идентификации единиц подвижного состава и самого состава, и сведения о его прохождении по пути следования.

Схема системы дистанционного считывания информации, размещенной на подвижном составе, иллюстрируется графическими материалами (фиг.1 и 2).

Система включает пассивную или активную электронную метку 1 единицы подвижного состава (номера железнодорожного вагона), пассивную или активную электронную метку 2 запорно-пломбировочного устройства, стационарное устройство считывания информации 3, переносное считывающее устройство 4, центры обработки информации на станциях 5.

Одним из основных узлов системы является электронная метка 1, размещенная на каждой отдельной единице подвижного состава. Эта метка включает:
- приемо-передающую антенную систему 6,
- СВЧ узел 7, представляющий собой колебательный контур, шунтированный СВЧ диодом (варактором),
- ЧИПа идентификатора 8, представляющий собой микросхему, имеющую в своем составе тактовый RC генератор, перепрограммируемое запоминающее устройство ППЗУ, устройство формирования кодовой последовательности и другие сервисные узлы,
- источник 9 автономного электропитания - литиевую батарею GB, которая предназначена только для поддержания работоспособности ЧИП идентификатора 8 (сохранения информации в ППЗУ). В работе остальных узлов электронной метки она участия не принимает. Информация в электронную метку заносится однократно, при формировании грузового состава и в дальнейшем не может быть изменена, поэтому электронная метка используется однократно. Кроме текущей информации электронная метка содержит также постоянную информацию о ее заводском номере, внесенную при ее изготовлении. При облучении электронной метки внешним электромагнитным полем на резонансной частоте, на одном из входов ЧИПа появляется постоянное, после выпрямления варактором, напряжение питания, достаточное для работы, и ЧИП идентификатор начинает генерировать кодовую последовательность, представляющую собой информацию о заводском номере электронной метки и информацию, "зашитую" в ППЗУ. Этой кодовой последовательностью, с помощью варактора, модулируется СВЧ сигнал и излучается антенной системой 6.

Электронная метка, установленная в запорно-пломбирующем устройстве, устроена аналогично, но содержит отличную по смысловому содержанию информацию. Например, информация на электронной метке запорно-пломбировочных устройств включает сведения о характере перевозимого груза, а на электронных метках, размещенных на единицах подвижного состава, - сведения о номерах единиц подвижного состава, номере самого подвижного состава, станций отправления и назначения и т. д. Для уверенного съема информации с нескольких, в данном случае двух, электронных меток последние должны быть пространственно разнесены, с тем, чтобы в "поле зрения" антенной системы 10 считывающего устройства 3 одномоментно могла находиться только одна электронная метка. Варьируя пространственный разнос электронных меток, углы "поля зрения" антенных систем 6 электронной метки и 10 считывающего устройства можно подобрать максимальную скорость перемещения объекта, на котором установлены электронные метки.

Таким образом, энергетика электронной метки определяется только переизлученной СВЧ энергией электронного считывателя; батарея электронной метки (GB) в этом участия не принимает, что при незначительном токе потребления ЧИП идентификатора позволяет использовать последнюю в течение длительного срока, около 1 года.

Стационарное устройство считывания информации 3 состоит из:
- приемо-передающей антенной системы 10,
- СВЧ передатчика 11,
- СВЧ приемника 12,
- устройства обработки сигнала 13,
- системы управления 14,
- оперативного запоминающего устройства 15,
- линейного модема 16.

В зависимости от оснащения конкретного терминала в состав стационарного устройства считывания информации 3 могут входить либо серийная радиостанция 17, либо дополнительный линейный усилитель.

Стационарное устройство считывания информации представляет собой комплект стационарной аппаратуры, установленный непосредственно в месте контроля грузовых потоков: на транспортных "воротах", через которые проходит контролируемый подвижный состав или колонна грузовиков и т.п. Для дистанционного управления и считывания информации стационарное устройство считывания информации дополнительно оснащается радиоканалом, с помощью любой серийной радиостанции, имеющей стандартный телефонный канал, либо физической линией связи, представляющей собой проводную линию, позволяющую передавать стандартный телефонный сигнал.

Обмен информацией между стационарным устройством считывания информации 3 и аппаратурой центра обработки информации на станции 5 может осуществляться в двух направлениях, по стандартному телефонному каналу, с помощью специального модема, в зашифрованном виде, исключающем несанкционированный перехват и ввод любой информации в стационарное устройство считывания информации и аппаратуру центра обработки информации на станции.

На транспортных "воротах" одновременно могут находиться два, три, четыре или более комплектов стационарных устройств считывания информации для контроля проходящего транспорта со всех необходимых сторон.

По командам аппаратуры центра обработки информации на станции включается нужное количество стационарных устройств считывания информации, проводится контроль функционирования, после чего система дистанционного считывания информации готова к работе. По мере прохода грузового потока через "ворота" информация с электронной метки единицы подвижного состава (вагона или иного транспортного средства), а также электронной метки запорно-пломбировочного устройства - накапливается в оперативном запоминающем устройстве 15. Далее после окончания процесса считывания или в любой иной момент времени, по командам с аппаратуры центра обработки информации на станции 5 информация из оперативного запоминающего устройства 15 считывается в модем 16 и в аппаратуру центра обработки информации на станции 5, по радиоканалу или физической (телефонной) линии. Передача данных в центр обработки информации может осуществляться через концентратор информации 18, представляющий собой блок суммирования полученных данных, и/или запоминание информации, и/или уплотнение полученной информации для дальнейшей ее передачи по каналам связи.

На грузовых терминалах, необорудованных "воротами", или дополнительно к ним, в системе дистанционного считывания информации может быть применено переносное считывающее устройство 4, состоящее из аппаратуры, аналогичной стационарному устройству считывания информации 5 с некоторыми изменениями. Переносное считывающее устройство включает:
- приемо-передающую антенную систему 19,
- СВЧ передатчик 20,
- СВЧ приемник 21,
- устройство обработки сигнала 22,
- радиомодем 23,
- оперативное запоминающее устройство 24,
- панель управления 25,
- инфракрасный порт 26.

Работа переносного считывающего устройства аналогична работе стационарного устройства считывания информации, но команды подаются оператором непосредственно с передней панели прибора, и считывание информации в персональный компьютер (ПК) 27, или любое иное устройство, осуществляется оператором через специальный, например, инфракрасный порт 26, для чего оператору необходимо: придти на центр обработки информации на станции, установить переносное считывающее устройство рядом с ПК 27, инициализировать инфракрасный порт 26 и дать команду с передней панели переносного считывающего устройства на считывание информации из оперативного запоминающего устройства 24 переносного считывающего устройства. При этом должна быть также инициализирована программа приема информации ПК 27 через последовательный (СОМ) порт, используя стык RS232.

Для съема полной информации о грузовом составе оператору необходимо обойти состав со всех сторон, на которых установлены электронные метки и, последовательно поднося антенную систему переносного считывающего устройства 4 к каждой электронной метке вагона и запорно-пломбировочного устройства, считать информацию в переносное считывающее устройство.

Следующим основным узлом системы дистанционного считывания информации является аппаратура центра обработки информации на станции 5, которая включает:
- ПК 27 или иное средство управления, накопления и обработки информации,
- инфракрасный порт 26 приема/передачи информации,
- средство, обеспечивающее возможность приема информации, например линейный модем 28,
- стандартную радиостанцию 29.

В зависимости от конкретных условий работы данного грузового терминала в состав аппаратуры центра обработки информации на станции последние два вида аппаратуры могут не входить, если используется только, например, переносное считывающее устройство. Информация со стационарного устройства считывания информации через стандартную радиостанцию 29 с выхода линейного усилителя, входящего в ее состав, поступает на вход линейного модема 28, дешифрируется и поступает далее на вход инфракрасного порта, входящего в состав доработанной тангенты радиостанции. Далее по ИК лучу информация передается на инфракрасный порт 26, установленный рядом с ПК 27, подключенный к последовательному (СОМ) порту и собственно на ПК. Стыковка линейного модема 28 с инфракрасным портом 26 и инфракрасного порта 26 с ПК 27 осуществляется по стандартному стыку RS232. Команды для управления стационарным устройством считывания информации, сформированные ПК, передаются по этому же каналу в обратном направлении, для чего все соответствующие узлы аппаратуры, участвующие в этом процессе, являются двунаправленными.

В варианте работы аппаратуры центра обработки информации на станции АДП с переносным считывающим устройством прием/передача информации с/на ПК осуществляется также через два инфракрасных порта, один на прием, другой на передачу информации непосредственно на переносное считывающее устройство. При этом из ПК на переносном считывающем устройстве может быть передана полная информация о грузовом составе, включающая в себя информацию как о номерах вагонов, так и о номерах запорно-пломбировочных устройств, с тем, чтобы оператор, в целях упрощения обработки грузов, только считывая реальную информацию, сравнивал ее с записанной в оперативном запоминающем устройстве 24 переносного считывающего устройства. Информация, получаемая в центрах обработки информации на станциях, является рабочей и служит для оформления рабочей документации на линии.

Параллельно с передачей информации на сеть центров обработки информации на станциях со стационарных устройств считывания информации эта информация передается по телефонной линии (волоконно-оптической) в диспетчерский центр обработки информации, который осуществляет дополнительный контроль прохождения подвижного состава с перевозимым грузом.

Изобретение относится к средствам автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта. Техническим результатом является повышение качества и оперативности контроля перевозок грузов, а также повышение информативности контроля. Этот результат обеспечивается за счет того, что система включает электронные метки, размещенные непосредственно на каждой единице подвижного состава, и/или электронные метки, размещенные на каждом запорно-пломбировочном устройстве, сеть стационарных считывающих устройств, размещенных вдоль пути следования подвижного состава для считывания информации электронных меток по радиоканалу, и/или по крайней мере одно переносное считывающее устройство, обеспечивающее последовательное считывание электронных меток, размещенных на запорно-пломбировочных устройствах и/или непосредственно на единицах подвижного состава, передачу полученной информации по радиоканалу на сеть диспетчерских пунктов, связанных по радиоканалу с переносными считывающими устройствами. Электронные метки на запорно - пломбировочных устройствах и электронные метки, размещенные непосредственно на единицах подвижного состава, имеют отличающуюся друг от друга по смысловому содержанию информацию. 9 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Система дистанционного считывания информации для подвижных составов, включающая по крайней мере одну электронную метку, размещенную непосредственно на каждой единице подвижного состава, и/или электронную метку, размещенную на каждом запорно-пломбировочном устройстве каждой единицы подвижного состава, сеть стационарных устройств считывания информации, размещенных вдоль пути следования подвижного состава с возможностью считывания информации электронных меток по радиоканалу, запоминания и передачи по радио- и/или телефонному каналам на сеть центров обработки информации на станциях и в диспетчерский центр обработки считанной информации и по крайней мере одно переносное считывающее устройство, обеспечивающее возможность последовательного считывания электронных меток по радиоканалу, запоминание и передачу считанной информации по радио- или инфракрасному каналу на сеть центров обработки информации на станциях, при этом электронные метки, размещенные непосредственно на каждой отдельной единице подвижного состава и на запорно-пломбировочном устройстве этой единицы подвижного состава, пространственно разнесены на расстояние, обеспечивающее их последовательное считывание каждым стационарным устройством считывания информации, причем углы поля зрения электронной метки и стационарного устройства считывания информации выбираются с учетом расстояния между указанными электронными метками и максимальной скорости движения подвижного состава, кроме того, электронные метки, размещенные на запорно-пломбировочных устройствах, и электронные метки, размещенные непосредственно на единицах подвижного состава, имеют отличающуюся друг от друга по смысловому содержанию информацию. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждая электронная метка выполнена пассивной или активной. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что каждая электронная метка включает приемопередающую антенную систему, СВЧ узел, представляющий собой колебательный контур, шунтированный СВЧ диодом, ЧИП идентификатора, представляющий собой микросхему, и устройство формирования кодовой последовательности. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что микросхема ЧИПа идентификатора имеет в своем составе перепрограммируемое запоминающее устройство, а также источник автономного питания. 5. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что стационарное устройство считывания информации включает приемопередающую антенную систему, СВЧ передатчик, СВЧ приемник, блок обработки информации, оперативное запоминающее устройство, средство, обеспечивающее возможность передачи информации по радио- или телефонному каналу. 6. Система по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что стационарные устройства считывания информации установлены непосредственно в месте контроля грузовых потоков, причем в одном месте контроля находится от одного и более стационарных устройств считывания информации, при этом передача информации в диспетчерский пункт обработки информации может осуществляться через концентратор информации. 7. Система по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что информация по радио- или телефонному каналам передается в кодированном виде. 8. Система по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что центр обработки информации на станции включает персональный компьютер или иное средство управления, накопления и обработки информации, а также инфракрасный порт приема/передачи информации, подключенный к персональному компьютеру, и/или средства приема информации по радио- или телефонному каналам. 9. Система по любому из пп. 1 - 8, отличающаяся тем, что переносное считывающее устройство включает приемопередающую антенную систему, СВЧ передатчик, СВЧ приемник, блок обработки информации, оперативное запоминающее устройство, панель управления, инфракрасный порт и/или средство передачи информации по радиоканалу. 10. Система по любому из пп.1 - 9, отличающаяся тем, что информация электронных меток, размещенных на запорно-пломбировочных устройствах, включает сведения о перевозимых грузах, а информация электронных меток, размещенных непосредственно на единицах подвижного состава, включает сведения, касающиеся идентификации единиц подвижного состава и самого состава, и сведения о его прохождении по пути следования.