СИСТЕМА УЧЕТА ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ Российский патент 2008 года по МПК B61L25/00 B61K9/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к средствам автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом.

Уровень техники

Рост объема и стоимости грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, вызывает повышение требований к оперативности и полноте информации о виде и количестве перевозимых грузов, состоянии грузов и подвижного состава. Грузоотправитель, перевозчик и грузополучатель заинтересованы в своевременной доставке груза без потерь в его качестве и количестве.

Задача учета грузовых перевозок включает учет вагонного парка, учет перевозимых грузов, а также учет местонахождения вагонов и грузов. Идентификатором вагона служит уникальный 8-значный номер, основными характеристиками груза являются наименование и количество, местонахождение вагона и груза определяется его географическими координатами.

Автоматизация учета грузовых перевозок развивается, главным образом, в направлении автоматизации учета вагонного парка и учета движения вагонов.

Из уровня техники известны системы автоматического распознавания номеров вагонов "Авто-Интеллект" компании ITV (www.itv.ru). «Транзит-Инспектор» компании «Интеллектуальные системы безопасности» (ISS) (www.iss.ru), позволяющие осуществлять регистрацию и контроль перемещений подвижного состава, проверку формирования состава.

Важной задачей является учет вагонов и грузов не только в пунктах отправления и назначения железнодорожного состава, но и непрерывный контроль по ходу его движения.

Из уровня техники известна система автоматической идентификации вагонов в ходе движения железнодорожного состава, которая содержит пассивные системы идентификации (маркеры), установленные на вагонах, и активные напольные опрашивающие устройства, установленные в пунктах учета (патент России №2063895, кл. B61L 25/02).

Недостатками известной системы являются:

необходимость создания стационарных пунктов учета движения вагонов;

отсутствие возможности автоматизированного учета перевозимых грузов;

отсутствие возможности автоматизированного контроля движения вагонов вне пунктов учета.

Известна также система учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом, которая содержит пассивные или активные электронные метки, устанавливаемые на вагонах, сеть стационарных устройств управления, размещенных по маршруту следования железнодорожного состава, причем электронные метки содержат информацию о номере вагона и о перевозимом грузе (патент России №2170684, кл. B61L 25/00).

В этой системе, по совокупности признаков являющейся наиболее близкой к заявляемому изобретению, каждая электронная метка содержит приемопередатчик, идентификатор и контроллер; каждое устройство управления содержит приемопередатчик, контроллер, блок обработки и хранения информации и блок дальней связи.

Недостатками известной системы являются:

отсутствие возможности непрерывного автоматизированного контроля грузовых перевозок;

отсутствие возможности непрерывного автоматизированного контроля состояния вагона и груза в ходе движения железнодорожного состава по маршруту.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом заявляемого изобретения является: а) обеспечение возможности непрерывного автоматизированного контроля грузовых перевозок; б) обеспечение возможности непрерывного автоматизированного контроля состояния вагона и груза в ходе движения железнодорожного состава по маршруту.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом, содержащей по крайней мере одну электронную метку, установленную непосредственно на каждой единице подвижного состава, и устройство управления, причем каждая электронная метка содержит приемопередатчик, идентификатор и контроллер, а устройство управления содержит головной приемопередатчик, головной контроллер, блок обработки и хранения информации и блок дальней связи, устройство управления установлено на локомотиве железнодорожного состава, все электронные метки и устройство управления соединены между собой радиоканалом, каждая электронная метка оснащена дополнительно блоком датчиков, а устройство управления оснащено дополнительно головным идентификатором.

Благодаря размещению устройства управления на локомотиве и формированию радиоканала, связывающего все электронные метки и устройство управления в единую сеть, в заявляемой системе обеспечивается возможность непрерывного сбора информации с электронных меток.

За счет оснащения каждой электронной метки блоком датчиков обеспечивается контроль состояния вагонов и груза по различным параметрам (положение запорных механизмов вагона, температура и влажность воздуха в вагоне, освещенность вагона, объем груза).

Сопоставительный анализ конструкции прототипа и заявляемого изобретения показывает, что предлагаемая система учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом отличается тем, что в заявляемой системе устройство управления установлено на локомотиве железнодорожного состава, все электронные метки и устройство управления соединены между собой радиоканалом, каждая электронная метка оснащена дополнительно блоком датчиков, а устройство управления оснащено дополнительно головным идентификатором.

Структурная схема заявляемой системы представлена на чертеже.

Система состоит из электронных меток 1, размещаемых на вагонах железнодорожного состава, и устройства управления 6, размещаемого на локомотиве. Каждая электронная метка 1 содержит приемопередатчик 2, идентификатор 3, контроллер 4 и блок датчиков 5. Устройство управления 6 содержит головной приемопередатчик 7, головной контроллер 8, блок обработки и хранения информации 9, блок дальней связи 10 и головной идентификатор 11. Вход приемопередатчика 2 соединен с выходом контроллера 4, выход приемопередатчика 2 соединен с первым входом контроллера 4, выход идентификатора 3 соединен со вторым входом контроллера 4, выход блока датчиков 5 соединен с третьим входом контроллера 4. Вход головного приемопередатчика 7 соединен с первым выходом головного контроллера 8, выход головного приемопередатчика 7 соединен с первым входом головного контроллера 8, второй выход головного контроллера 8 соединен с первым входом блока обработки и хранения информации 9, второй вход головного контроллера 8 соединен с первым выходом блока обработки и хранения информации 9, выход головного идентификатора 11 соединен с третьим входом головного контроллера 8, второй выход блока обработки и хранения информации 9 соединен со входом блока дальней связи 10, второй вход блока обработки и хранения информации 9 соединен с выходом блока дальней связи 10, все электронные метки 1 и устройство управления 6 соединены между собой радиоканалом 12.

Идентификатор 3 содержит уникальный идентификационный номер электронной метки 1 и номер вагона, на котором установлена данная электронная метка 1. Головной идентификатор 11 содержит уникальный идентификационный номер устройства управления 6 и номер локомотива, на котором оно установлено.

Система учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом работает следующим образом.

После завершения процедуры формирования железнодорожного состава оператор загружает в устройство управления 6 электронный список вагонов, содержащий информацию о номерах вагонов, включенных в железнодорожный состав, о положении каждого номера в составе, о типе и количестве груза в каждом вагоне. Кроме того, список вагонов содержит уникальные идентификационные номера электронных меток 1 и устройства управления 6, хранящиеся в идентификаторах 3 и головном идентификаторе 11 соответственно.

Для инициализации системы устройство управления 6 с помощью радиоканала 12 посылает широковещательный запрос электронным меткам 1. Электронная метка 1, получившая запрос с помощью радиоканала 12, во-первых, ретранслирует его, обеспечивая прохождение запроса от головы к хвосту железнодорожного состава, а во-вторых, передает ответ устройству управления 6, содержащий идентификатор данной электронной метки 1.

Устройство управления 6 принимает ответы электронных меток 1 и сравнивает полученные идентификаторы электронных меток 1 с имеющимися в электронном списке вагонов идентификаторами. По завершении процедуры сравнения устройство управления 6 инициирует процедуру передачи электронным меткам 1 информации о положении соответствующего вагона в железнодорожном составе. Устройство управления 6 посредством головного приемопередатчика 7 по радиоканалу 12 поочередно в соответствии с электронным списком вагонов передает каждой электронной метке 1 порядковый номер соответствующего вагона.

В результате инициализации системы каждая электронная метка 1 получает информацию о положении соответствующего вагона в составе, а устройство управления 6 получает информацию об электронных метках 1, входящих в систему, и о вагонах, образующих железнодорожный состав.

В ходе движения железнодорожного состава по маршруту контроллер 4 электронной метки 1 с заданной частотой опрашивает блок датчиков 5 о состоянии вагона и груза. В качестве контролируемого выступает по крайней мере один из следующих параметров: положение запорных механизмов вагона, температура и влажность воздуха в вагоне, освещенность вагона, объем груза. При выходе значения контролируемого параметра из заданного диапазона электронная метка 1 генерирует аварийное сообщение, которое по радиоканалу 12 транслируется устройству управления 6.

Устройство управления 6 по радиоканалу 12 направляет подтверждение о получении аварийного сообщения электронной метке 1, передавшей это аварийное сообщение, и с помощью блока дальней связи 10 по каналу сотовой или спутниковой связи осуществляет передачу соответствующей информации в службу управления движением.

Краткое описание чертежа

На чертеже представлена структурная схема системы учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом

1. Электронная метка

2. Приемопередатчик

3. Идентификатор

4. Контроллер

5. Блок датчиков

6. Устройство управления

7. Головной приемопередатчик

8. Головной контроллер

9. Блок обработки и хранения информации

10. Блок дальней связи

11. Головной идентификатор

12. Радиоканал

Осуществление изобретения

Все используемые в системе принципы функционирования и узлы по отдельности известны из уровня техники и используются в различных отраслях промышленности.

В частности, электронная метка 1 может быть выполнена на основе одноплатного устройства MeshBean компании Мешнетикс, которое предназначено для использования в качестве узла беспроводной сенсорной сети. При этом функции приемопередатчика 2 выполняет интегральная схема СС2420 компании ChipCon, которая представляет собой приемопередатчик с диапазоном рабочих частот 2,4 ГГц, предназначенный для использования в устройствах с пониженным энергопотреблением, с внешней 2,4 ГГц антенной Comata компании GigaAnt; функции контроллера 4 и идентификатора 3 выполняет интегральная схема Atmega 128L, выпускаемая компанией Atmel и содержащая встроенное перепрограммируемое запоминающее устройство для реализации идентификатора 3; в качестве блока датчиков 5 используется штатный набор датчиков, встроенных в MeshBean, который включает датчик освещенности TSL2550T компании TAOS Inc., комбинированный датчик температуры и влажности SHT11 компании Sensirion.

Устройство управления 6 может быть реализовано на основе вышеописанного устройства MeshBean, выполняющего функции головного приемопередатчика 7, головного контроллера 8 и головного идентификатора 11; а также персонального компьютера, имеющего по крайней мере два USB порта и выполняющего функции блока обработки и хранения информации 9; двухрежимного спутникового/GSM абонентского терминала Thuraya Hughes 7101, выполняющего функции блока дальней связи 10.

Изобретение относится к средствам автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом и предназначено для непрерывного автоматизированного контроля состояния вагона и груза в ходе движения железнодорожного состава по маршруту. Система состоит из электронных меток, установленных на каждой единице подвижного состава, и устройства управления, установленного на локомотиве железнодорожного состава. Электронные метки и устройство управления образуют беспроводную вычислительную сеть, которая собирает информацию о состоянии грузов и вагонов с датчиков, входящих в состав электронных меток, и в случае отклонения контролируемых параметров от нормы генерирует аварийное сообщение, которое с помощью блока дальней связи, входящего в состав устройства управления, передается в службу управления движением. Техническим результатом заявленного изобретения является непрерывный автоматизированный контроль грузовых перевозок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом, содержащая, по крайней мере, одну электронную метку, установленную непосредственно на каждой единице подвижного состава, и устройство управления, причем каждая электронная метка содержит приемопередатчик, идентификатор и контроллер, вход приемопередатчика соединен с выходом контроллера, выход приемопередатчика соединен с первым входом контроллера, выход идентификатора соединен со вторым входом контроллера, устройство управления содержит головной приемопередатчик, головной контроллер, блок обработки и хранения информации и блок дальней связи, причем вход головного приемопередатчика соединен с первым выходом головного контроллера, выход головного приемопередатчика соединен с первым входом головного контроллера, второй выход головного контроллера соединен с первым входом блока обработки и хранения информации, второй вход головного контроллера соединен с первым выходом блока обработки и хранения информации, второй выход блока обработки и хранения информации соединен с входом блока дальней связи, второй вход блока обработки и хранения информации соединен с выходом блока дальней связи, отличающаяся тем, что устройство управления установлено на локомотиве железнодорожного состава, все электронные метки и устройство управления соединены между собой радиоканалом, каждая электронная метка оснащена дополнительно блоком датчиков, причем выход блока датчиков соединен с третьим входом контроллера, а устройство управления оснащено дополнительно головным идентификатором, причем выход головного идентификатора соединен с третьим входом головного контроллера.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок датчиков выполнен с возможностью контроля положения запорных механизмов вагона, параметров микроклимата вагона и/или контроля количественных и качественных параметров перевозимого груза.