АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА ОТВЕТСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННУЮ МЕТКУ, РАСПОЛОЖЕННУЮ НА ОТВЕТСТВЕННЫХ ДЕТАЛЯХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОННОЙ МЕТКИ НА ОТВЕТСТВЕННОЙ ДЕТАЛИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2003 года по МПК B61L25/02 

Изобретение относится к средствам автоматического контроля и учета работы ответственных деталей подвижного состава, к которым относятся, например, вагонные тележки, колесные пары, автосцепки и т.д.

Из уровня техники известна система дистанционного считывания информации для подвижного состава, описанная в заявке WO 87/02165. Эта известная система включает электронную метку (ЭМ), расположенную на единице подвижного состава, и переносное считывающее устройство для считывания информации с ЭМ.

Из уровня техники известна система дистанционного считывания информации для подвижных составов, описанная в патенте RU 2170684. Эта известная система включает пассивную электронную метку, расположенную на транспортном средстве, а также переносное считывающее устройство с антенной и электронным блоком.

Общим недостатком указанных известных в уровне техники систем являются их ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью осуществления контроля за деталями подвижного состава в процессе перемещения подвижного состава от станции к станции по пути следования.

Из уровня техники известно устройство для пломбировки к дисковому шифровому замку, описанное в а.с. 370331, которое может быть использовано для крепления ЭМ, однако обладает недостатками, связанными прежде всего с его ненадежностью, и не может быть использовано ввиду его конструктивных особенностей для закрепления на ответственных деталях подвижного состава.

Техническим результатом изобретения является обеспечение оперативного контроля за сохранностью ответственных деталей подвижного состава, повышение качества учета их эксплуатационной работы для принятия решения об их своевременной замене, а также создание простого в изготовлении, дешевого устройства для крепления электронной метки к ответственным деталям подвижного состава.

Этот результат обеспечивается за счет того, что автоматизированная система контроля и учета ответственных деталей подвижного состава содержит электронные метки (ЭМ), размещаемые непосредственно на ответственных деталях подвижного состава, кодовые бортовые датчики (КБД), размещаемые на каждой подвижной единице, напольные считывающие устройства (НСУ), размещаемые на выходных путях в каждом вагонном депо, на пунктах технического осмотра вагонов, на станциях перехода с одной железной дороги на другую, на пограничных станциях перехода с другими пограничными государствами, ручные считывающие устройства (РСУ), служащие для осуществления проверки работоспособности ЭМ при ее установке на ответственную деталь или при замене ЭМ и для передачи информации от РСУ по радиоканалу или непосредственно в ПЭВМ, откуда информация передается в информационно-вычислительные центры железной дороги и в главный вычислительный центр государства, например МПС, для формирования баз данных о номерах вагонов и номерах ответственных деталей данного вагона.

К ответственным деталям (ЭЛЕМЕНТАМ) подвижного состава относятся детали, которые необходимы и связаны с выполнением определенных функций подвижного состава, например, такие, как вагонные тележки, колесные пары, автосцепки и т.д., относительно которых есть необходимость их контролирования на всех этапах их эксплуатации.

Информационно-вычислительные центры по сети передачи данных обеспечиваются информацией о номерах вагонов и номерах ответственных деталей между собой и ПЭВМ, установленными в вагонных депо, на пунктах технического осмотра, на железнодорожных пунктах стыкования, на пограничных станциях для передачи по запросу информации о номерах ответственных деталей, которые должны быть установлены на подвижной единице с заданным номером.

ПЭВМ, установленные на пограничной станции одного государства, должны быть связаны с ПЭВМ, установленной на пограничной станции другого пограничного государства, которая в свою очередь должна быть связана с напольным считывающим устройством пункта считывания информации с КБД и ЭМ, установленных на ответственных деталях, и информационно-вычислительным центром, где дублируется база данных о номерах вагонов и номерах ответственных деталей, которые находятся на территории данного государства.

Информация КБД содержит информацию о номере подвижной единицы, государстве-собственнике, типе КБД и т.д. ЭМ, установленная на ответственной детали, должна нести информацию о номере, типе детали и дате установки (месяц, последняя цифра года).

Согласно изобретению устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава предлагается выполнять следующим образом. Оно включает болт, который имеет цилиндрическую головку с внутренним шестигранным углублением для взаимодействия с инструментом для ввинчивания болта в ответственную деталь подвижного состава. При этом на цилиндрическом теле болта последовательно размещены пружинная шайба и гладкая шайба и корпус, выполненный в виде стакана со сквозным отверстием в его дне и с кольцевой проточкой на внутренней боковой поверхности. Ввинчивание болта в ответственную деталь подвижного состава осуществляется до тех пор, когда пружинная шайба упрется в поверхность этой детали, а взаимодействующая с ней гладкая шайба упирается с одной стороны в донную поверхность стакана, а с другой стороны в тыльную поверхность головки болта, которая при этом вместе с гладкой шайбой размещается внутри стакана. После ввинчивания болта в ответственную деталь подвижного состава корпус электронной метки, в котором предварительно размещена метка, размещается внутри чашки и фиксируется в ней посредством пружинного кольца, предварительно закрепленного на боковой поверхности корпуса электронной метки и вставляемого в кольцевую проточку на внутренней боковой поверхности стакана. Стакан размещается на болте с возможностью вращения. Диаметр пружинной шайбы меньше диаметра сквозного отверстия в дне стакана, а диаметр гладкой шайбы больше диаметра сквозного отверстия в дне стакана. Внутреннее шестигранное углубление в цилиндрической головке болта предназначено для размещения в нем инструмента для ввинчивании болта в ответственную деталь подвижного состава. Обычно электронная метка в корпусе устанавливается в устройстве после его размещения на ответственной детали подвижного состава.

Изобретение поясняется с помощью графических материалов, где блок-схемы составных частей предложенной системы изображены на фиг.1-6. На фиг.7 показано устройство для крепления электронной метки на ответственной детали подвижного состава.

ЭМ (фиг. 1) включает приемопередающую антенную систему АС 1, блок идентификационного кода метки 2, СВЧ блок 3, источник питания 4 (данный блок может отсутствовать).

ЭМ облучается немодулированным СВЧ сигналом на частоте 850-950 МГц или 2400-2500 МГц. Принятый ЭМ сигнал модулируется в блоке СВЧ 3 в соответствии с кодом, содержащимся в блоке идентификационного кода метки 2, и отражается антенной системой 1 в сторону напольного считывающего устройства (НСУ) 5.

Пункт считывания информации (ПСИ) (см. фиг.2) содержит два считывающих устройства (СУ) 6 и 7, которые размещены на траверсе короткой мачты 8 высотой примерно 1,5 м. СУ 6 и 7 предназначены для считывания информации с ЭМ, установленных на ответственных деталях подвижного состава. Считывание осуществляется на частоте 2400-2500 МГц. Для обеспечения считывания меток, расположенных на расстоянии от 0,5 до 1,0 м, ЭМ должны быть различной поляризации: горизонтальной (В) и вертикальной (Н), соответственно СУ 6 и 7 имеют антенны с горизонтальной (В) и вертикальной (Н) поляризацией. В состав СУ 6 и 7 (фиг. 2а) входят СВЧ передатчик с антенной 9 и СВЧ приемник с антенной 10, блок обработки информации 11, предназначенный для приема информации, проверки правильности принимаемой информации и хранения ее в ОЗУ 12. По запросу от связного процессора (СП) 13 НСУ 5 информация, считанная с ЭМ, через интерфейсный блок (ИБ) 14 передается в НСУ 5. На мачте 8 также расположена антенна 15 для считывания информации с КБД на частоте 850-950 МГц. НСУ 5 (фиг. 2б) содержит СВЧ передатчик 16 и СВЧ приемник 17, соединенные с антенной 15. Блок обработки 18 управляет работой СВЧ приемопередатчика, принимает, дешифрирует и проверяет на достоверность принятую с КБД информацию и при ее правильности направляет ее ОЗУ 19 временного хранения. После принятия информации с ЭМ в связном процессоре (СП) 13 формируется макет информации, содержащий информацию о номере вагона и номере ответственной детали данного вагона, который через модем 20 по телефонному каналу или через радиомодем 21 передается в персональный компьютер ПЭВМ 22. В СП 13 также поступает сигнал от счетчика осей 23, установленного на рельсе 24, о первой и последней оси каждого очередного вагона. Этот сигнал служит началом формирования макета информации о вагоне и его окончании. Исходная информация для работы системы формируется в вагонном депо, где осуществляется установка ЭМ 27 на ответственных деталях, например на колесных парах 25, на которых ЭМ 27 могут быть закреплены на кромке буксы или на вагонной тележке 26.

В вагонном депо (фиг.3) перед установкой ЭМ на колесную пару с помощью программатора 31, управляемого ПЭВМ 22, в ЭМ 27 заносится информация о коде детали, месяце и последней цифре года. Номер ЭМ занесен в нее в заводских условиях. Правильность записи информации контролируется с помощью ручного считывающего устройства РСУ 28, после чего ЭМ 27 устанавливается на колесную пару 25.

После установки ЭМ на все колесные пары вагон проходит мимо ПСИ 29, где происходит автоматическое считывание информации с каждого вагона и передача ее в ПЭВМ 22. До этого момента информация с КБД 30 вагона с помощью РСУ 28 и по радиоканалу или непосредственно была сброшена в ПЭВМ 22. В ПЭВМ 22 осуществляется сравнение информации, считанной с помощью РСУ 28 и ПСИ 29. При правильных результатах сравнения информация передается в информационно-вычислительный центр (ИВЦ) 32 дороги и далее в Главный вычислительный центр МПС 33, где формируется база данных о номерах всех ответственных деталей данного вагона.

Если вагон пришел в ремонт, то по номеру вагона с помощью ПЭВМ 22 можно запросить ИВЦ 32 дороги о номерах всех деталей, которые должны быть установлены на нем, и сравнить с рассчитанным сигналом.

На пункте технического контроля вагонов (см. фиг.4) осуществляется проверка наличия ЭМ 27 на ответственных деталях. По номерам вагонов, считанным ПСИ 29 с КБД 30, с ПЭВМ 22 осуществляется запрос ИВЦ 32 железной дороги о номерах ответственных деталей, установленных на каждом вагоне, и в ПЭВМ 22 осуществляется сравнение информации о номерах, фактически полученных при считывании информации с ЭМ 27, и номерах, полученных из ИВЦ 32 железной дороги.

При наличии осложнений осуществляется поиск мест, где произошла подмена детали. При обнаружении ответственных деталей с вышедшей из строя ЭМ 27 происходит ее замена. При этом с помощью ПЭВМ 22 набирается информация о типе детали, месяце и годе ее установки, и через программатор 31 (ПУ) информация заносится в ЭМ 27, после установки которой на ответственную деталь с помощью РСУ 28 производится контроль считывания информации с КБД 30 и всех ЭМ 27 ответственных деталей вагона, после передачи считанной информации в ПЭВМ 22, проверки ее правильности эта информация предается в ИВЦ 32 железной дороги и в ГВЦ МПС РФ 33 для внесения изменений в базы данных.

В пунктах перехода с одной железной дороги на другую (см. фиг.5) при движении состава от станции А к станции В на станции А осуществляется считывание информации о номерах вагонов и номерах ответственных деталей с помощью ПСИ 29_A и сравнение с информацией, полученной по запросу с базы данных о вагонах с ИВЦ 32 i-й железной дороги. При совпадении результатов сравнения информация с ПЭВМ 22_A от станции А передается на ПЭВМ 22_B станции В. При движении состава по станции В с помощью ПСИ 29_B осуществляется контрольное считывание информации о составе и сравнение ее с информацией, переданной в ПЭВМ от станции В, при правильности результатов сравнения информация с ПЭВМ от станции В передается в ИВЦ (i+1)-й железной дороги в базу данных о вагонах, находящихся на (i+1)-й железной дороги.

Если при сравнении информации, полученной с ИВЦ 32 i-й железной дороги и считанной ПСИ 29_А станции А, обнаруживается несоответствие номеров ответственных деталей, необходимо предпринять меры по определению места, где произошла подмена ответственных деталей.

На пограничной станции (см. фиг.6) перед уходом состава за рубеж на станции А осуществляется проверка номеров ответственных деталей всех вагонов путем сравнения в ПЭВМ 22_А станции А информации, считанной ПСИ 29_А станции А и полученной от ИВЦ 32 i-й железной дороги. При правильном результате информация с ПЭВМ 22_А станции А поступает на пограничную станцию В государства, например, СНГ, где она еще раз сравнивается в ПЭВМ 22_B станции В с информацией, считанной ПСИ 29_B станции В. При положительном результате сравнения информация с ПЭВМ 22_B станции В поступает в ИВЦ железной дороги государства СНГ. При пересечении границы в обратном направлении на станции С осуществляется сравнение в ПЭВМ 22_C информации, считанной с ПСИ 29_C и полученной из ИВЦ 35 железной дороги государства СНГ. При правильных результатах сравнения информация со станции С передается на пограничную станцию D, где также осуществляется сравнение полученной информации с информацией, считанной с ПСИ 29_D. При правильных результатах сравнения информация с ПЭВМ 22_D станции D поступает в базу данных ИВЦ 32 К-й железной дороги Российских железных дорог.

Как показано, в системе осуществляются зарождение информации (вагонное депо), контроль информации на всех уровнях (вагонное депо, ПТО, пункт перехода с дороги на дорогу, пограничные станции), своевременное обнаружение факта подмены ответственной детали и установление виновных, своевременное выявление неисправных ЭМ.

Устройство для установки электронной метки (ЭМ) на ответственной детали подвижного состава включает болт 36, предназначенный для ввинчивания в ответственную деталь подвижного состава, последовательно размещаемые на цилиндрическом теле болта 36 пружинную шайбу 37 и гладкую шайбу 38. Устройство включает также корпус 39, выполненный в виде стакана со сквозным отверстием 40 в его дне и с кольцевой проточкой 41 на внутренней боковой поверхности. При этом болт 36 имеет цилиндрическую головку 42 с внутренним шестигранным углублением 43. При размещении устройства на ответственной детали подвижного состава болт 36 ввинчивается в нее до тех пор, пока пружинная шайба 37 начинает упираться в ее поверхность. При этом взаимодействующая с ней гладкая шайба 38 упирается с одной стороны в донную поверхность стакана, а с другой стороны в тыльную поверхность головки болта 36, которая при этом вместе с гладкой шайбой 38 размещается внутри стакана. После размещения устройства на ответственной детали подвижного состава корпус 44 электронной метки 27 вместе с ней размещается внутри стакана и фиксируется в нем посредством пружинного кольца 45, предварительно закрепленного на боковой поверхности корпуса 44 электронной метки и вставляемого в кольцевую проточку на внутренней боковой поверхности стакана. Такое предлагаемое устройство очень технологично и дешево в изготовлении, удобно в эксплуатации, что позволяет широко применять его на практике.

Таким образом, технический результат, обеспечиваемый изобретением, осуществляется совокупностью его признаков, каждый из которых решает свою задачу, а вместе во взаимосвязи они решают поставленную задачу.

Изобретение относится к средствам автоматического контроля и учета преимущественно на железной дороге. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава включает болт для ввинчивания в ответственную деталь подвижного состава, последовательно размещаемые на цилиндрическом теле болта пружинную шайбу и гладкую шайбу, корпус, выполненный в виде стакана со сквозным отверстием в его дне и с кольцевой проточкой на внутренней боковой поверхности. При ввинчивании болта в деталь пружинная шайба упирается в поверхность ответственной детали, а взаимодействующая с ней гладкая шайба упирается с одной стороны в дно стакана, а с другой - в тыльную поверхность головки болта, которая вместе с гладкой шайбой размещается внутри стакана. Корпус электронной метки фиксируется внутри чашки посредством пружинного кольца, закрепленного на боковой поверхности корпуса электронной метки и вставляемого в кольцевую проточку на внутренней боковой поверхности стакана. Система содержит напольные устройства для осуществления считывания информации с меток и передачи ее в вычислительные машины, связанные с информационными вычислительными центрами. Изобретение обеспечивает оперативный контроль за сохранностью ответственных деталей подвижного состава, способствует повышению качества учета их эксплуатационных работ для принятия решения об их своевременной замене центра МПС. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Автоматизированная система контроля и учета ответственных деталей подвижного состава, содержащая электронные метки (ЭМ), размещаемые непосредственно на ответственных деталях подвижного состава, кодовые бортовые датчики (КБД), размещаемые на каждой подвижной единице состава, напольные считывающие устройства (НСУ) для осуществления считывания информации с КБД и ЭМ и передачи ее в персональные электронно-вычислительные машины (ПВЭМ), размещаемые на выходных путях в каждом вагонном депо, на пунктах технического осмотра вагонов, на станциях перехода с одной железной дороги на другую, на пограничных станциях перехода с другими (пограничными) государствами, ручные считывающие устройства (РСУ), предназначенные для считывания информации с КБД на вагоне и с установленных на вагонах электронных меток, с возможностью передачи информации от РСУ по радиоканалу или непосредственно в ПЭВМ (персональную электронно-вычислительную машину), которые выполнены с возможностью передачи по сетям информации в информационно-вычислительные центры (ИВЦ) железных дорог и главного вычислительного центра железных дорог государства для формирования баз данных о номерах вагонов и номерах ответственных деталей данного вагона, а ПЭВМ, установленная на пограничной станции одного государства, связана с ПЭВМ, установленной на пограничной станции другого государства, для обеспечения дублирования баз данных о номерах вагонов и номерах ответственных деталей, которые находятся на территории данного государства. 2. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что ответственными деталями подвижного состава являются вагонные тележки, колесные пары, автосцепки и т.д. 3. Автоматизированная система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что номер ЭМ заносится в нее в процессе изготовления в заводских условиях. 4. Автоматизированная система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в вагонном депо с помощью программатора, управляемого ПЭВМ, в ЭМ заносится информация о типе ответственной детали, месяце и последней цифре года, после чего подготовленная таким образом метка устанавливается на ответственную деталь подвижного состава. 5. Автоматизированная система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что ИВЦ содержат базы данных о номерах вагонов и номерах ответственных деталей по каждому из вагонов и выполнены с возможностью передачи и приема по сети информации о номерах вагонов и номерах ответственных деталей между собой и ПЭВМ, которые, в свою очередь, связаны с пунктами считывания информации, установленными в вагонных депо, на пунктах технического осмотра, на железнодорожных пунктах стыкования на пограничных станциях для передачи по их запросу информации о номерах ответственных деталей, установленных на подвижной единице с заданным номером. 6. Автоматизированная система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что на пункте технического контроля вагонов осуществляется проверка наличия ЭМ на ответственных деталях подвижного состава, а по номерам вагонов, считанных ПСИ с КБД осуществляется запрос ИВЦ железной дороги о номерах ответственных деталей, установленных на каждом вагоне, и в ПЭВМ осуществляется сравнение информации о номерах, фактически полученных при считывании информации с ЭМ, и номерах, полученных из ИВЦ железной дороги. 7. Автоматизированная система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что в пунктах перехода с одной железной дороги на другую осуществляется считывание информации о номерах вагонов и номерах ответственных деталей с помощью ПСИ и сравнение с информацией, полученной по запросу с базы данных о вагонах с ИВЦ одной железной дороги, при совпадении результатов сравнения информации эта информация передается на ПЭВМ станции другой железной дороги, а при несовпадении результатов сравнения эта информация используется для принятия мер по определению места, где произошла подмена ответственных деталей. 8. Автоматизированная система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что на пограничной станции перед уходом состава за рубеж осуществляется проверка номеров ответственных деталей всех вагонов путем сравнения в ПЭВМ пограничной станции информации, считанной ПСИ этой станции и полученной от ИВЦ железной дороги, при правильном результате сравнения информация с ПЭВМ пограничной станции поступает в ПЭВМ пограничной станции другого государства, где она еще раз сравнивается с информацией, считанной ПСИ этой пограничной станции, и при положительном результате сравнения информация с ПЭВМ пограничной станции другого государства поступает в ИВЦ железной дороги этого государства, а при пересечении границы в обратном направлении на пограничной станции осуществляется повторное считывание информации, ее сравнение и дальнейшее поступление в базу данных ИВЦ железной дороги соседнего государства. 9. Автоматизированная система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что КБД содержит информацию о номере подвижной единицы, государстве собственнике единицы подвижного состава, типе КБД. 10. Автоматизированная система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что ЭМ содержит информацию о номере, типе ответственной детали и дате ее установки на подвижной единице. 11. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава, включающее болт для ввинчивания в ответственную деталь подвижного состава, последовательно размещаемые на цилиндрическом теле болта пружинная шайба и гладкая шайба, а также корпус, выполненный в виде стакана со сквозным отверстием в его дне и с кольцевой проточкой на внутренней боковой поверхности, при этом болт имеет цилиндрическую головку с внутренним шестигранным углублением, при ввинчивании болта в ответственную деталь подвижного состава пружинная шайба упирается в поверхность ответственной детали, а взаимодействующая с ней гладкая шайба упирается с одной стороны в донную поверхность стакана, а с другой стороны в тыльную поверхность головки болта, которая при этом вместе с гладкой шайбой размещается внутри стакана, корпус электронной метки вместе с меткой размещается внутри чашки и фиксируется в ней посредством пружинного кольца, предварительно закрепленного на боковой поверхности корпуса электронной метки и вставляемого в кольцевую проточку на внутренней боковой поверхности стакана. 12. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава по п.11, отличающееся тем, что стакан размещается на болте с возможностью вращения. 13. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава по любому из пп.11 и 12, отличающееся тем, что диаметр пружинной шайбы меньше диаметра сквозного отверстия в дне стакана, а диаметр гладкой шайбы больше диаметра сквозного отверстия в дне стакана. 14. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава по любому из пп.11-13, отличающееся тем, что внутреннее шестигранное углубление в цилиндрической головке болта предназначено для размещения в нем инструмента для ввинчивании болта в ответственную деталь подвижного состава. 15. Устройство для установки электронной метки на ответственной детали подвижного состава по любому из пп.11-13, отличающееся тем, что электронная метка в корпусе устанавливается в устройстве после его размещения на ответственной детали подвижного состава.