СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ВАГОНАМИ Российский патент 2010 года по МПК B61L25/02 B61L27/00 

Изобретение относится, в общем, к области железнодорожного транспорта, а более конкретно оно относится к отслеживанию местоположений железнодорожных вагонов в пределах железнодорожной транспортной сети.

Железнодорожные грузоотправители нуждаются в возможности слежения за местоположением железнодорожных вагонов в пределах железнодорожной транспортной сети. Усовершенствования в управлении цепочкой поставки и повышение требований к безопасности усилили потребность в отслеживании и точном определении местоположений железнодорожных вагонов в любые моменты времени, находится ли железнодорожный вагон в неподвижном состоянии в железнодорожном отстойнике, на запасных путях или перемещается локомотивом по железнодорожной сети. В настоящее время железнодорожные вагоны могут быть оснащены метками радиочастотной идентификации (RFID-метками), такими как метки автоматической идентификации оборудования (AEI-метки), которые могут быть считаны придорожным устройством считывания, расположенным в известных местах в пределах железнодорожной сети и выполненным таким образом, чтобы распознавать и сообщать, когда мимо них проходит вагон, оснащенный AEI-меткой. Такие отчеты известны как Сообщения о местоположении вагона (CLM-сообщения). Соответственно, место и время прохождения железнодорожного вагона может быть сообщено из придорожного устройства считывания меток в централизованную базу данных, доступ к которой могут осуществлять грузоотправители и железнодорожные компании для отслеживания последних сообщенных местоположений их оснащенных метками железнодорожных вагонов. Однако такого рода AEI-система (система автоматической идентификации оборудования) может предоставлять только информацию о местоположении железнодорожного вагона в момент времени, когда вагон проходит мимо устройства считывания. Таким образом, точное местоположение железнодорожного вагона в моменты времени после того как он прошел мимо устройства считывания AEI-меток, как, например, когда он находится на промышленном предприятии, при использовании системы AEI-меток неизвестно. Кроме того, при том что имеется только относительно ограниченное количество устройств считывания AEI-меток, между соседними устройствами считывания AEI-меток может находиться рельсовый путь значительной протяженности (а потому и большое количество возможных местоположений железнодорожного вагона). Железнодорожные вагоны также были оснащены оборудованием для определения местоположения, таким как приемник глобальной спутниковой системы радиоопределения (GPS), соединенным с бортовым передатчиком для передачи информации о местоположении железнодорожного вагона центральному узлу связи для отслеживания железнодорожного вагона. Однако, как сказано ниже, эти системы обычно передают большой объем информации в длинных сообщениях таким образом, чтобы полностью идентифицировать местоположение железнодорожных вагонов и делают это через запланированные на регулярной основе интервалы времени, так что срок службы батареи оказался неприемлемо коротким. На некоторых поездах, известных как специализированные «единые» поезда, также были развернуты локальные сети (LAN) на базе поезда для связи вагонов в поезде с локомотивами поездов.

Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания при рассмотрении его совместно с чертежом, на котором показана функциональная блок-схема приведенной в качестве примера системы слежения за железнодорожными вагонами в железнодорожной транспортной сети.

Настоящее изобретение инновационным образом интегрирует информацию, аккумулируемую из множественных железнодорожных IT-систем (информационно-технических систем), с тем, чтобы предложить систему слежения за железнодорожными вагонами, действующую с увеличенными интервалами срока службы. Настоящее изобретение делает возможной систему слежения за железнодорожными вагонами, которая обеспечивает точность подачи отчетов о местоположении, которая улучшена по сравнению с существующими системами AEI-меток, точность которых ограничена расстояниями между придорожными устройствами считывания. Настоящее изобретение также делает возможным создание системы слежения за железнодорожными вагонами, которая обеспечивает передачу важной информации, имея низкие энергетические потребности расположенной в вагоне аппаратуры благодаря использованию подачи отчетов, приводимой в действие событиями, и сокращенных значений длины сообщений. В одном варианте осуществления изобретения возможности систем AEI-меток, систем связи локомотивов и систем GPS железнодорожных вагонов интегрированы с базами данных железнодорожных поездов, путей и расписаний, что обеспечивает эффективное по затратам и эффективное по энергопотреблению решение проблемы слежения за железнодорожными вагонами.

В прошлом железнодорожные вагоны обычно не оснащались независимыми средствами генерации электрической энергии для питания бортового электрического оборудования. Хотя и были предложены технические средства, такие как генераторы с пневматическим приводом или с приводом от вращения вала, такие системы работают только тогда, когда железнодорожный вагон соединен с источником сжатого воздуха, таким как локомотив, или когда железнодорожный вагон находится в движении. Вследствие этого в качестве первичного источника энергии для бортового электрического оборудования железнодорожных вагонов обычно используются батареи. Однако батареи, если они не перезаряжаются, не могут питать оборудование бесконечно. Кроме того, чем выше использование энергии от батареи, тем короче срок службы батареи. Хотя батареи и могут быть удобны для ограниченных энергетических потребностей железнодорожного вагона, техническое обслуживание и замена батареи увеличивает эксплуатационные затраты для железной дороги.

В отслеживающих приложениях, использующих GPS-приемник и передатчик, передача информации из железнодорожного вагона и, в частности, передача сообщений, содержащих относительно большие объемы информации, могут быстро полностью разрядить батарею, особенно если такие сообщения передаются на относительно частой периодической основе. Соответственно, желательно снизить потребность в энергии, испытываемую бортовым электрическим оборудованием железнодорожного вагона, таким как оборудование для определения местоположения железнодорожного вагона, и в то же время все-таки обеспечить усовершенствованную способность по отслеживанию и подаче отчетов о железнодорожном вагоне. Было обнаружено, что путем инновационного объединения различных технологий отслеживания железнодорожных вагонов и усвоения железнодорожной информации, приобретенной из множества ранее существующих источников, может быть достигнуто усовершенствованное отслеживания железнодорожных вагонов за счет уникального представления более всеобъемлющей информации по отслеживанию и расписаниям движения в единой дружественной по отношению к пользователю форме, наряду со снижением потребления энергии бортовым оборудованием железнодорожного вагона, предназначенным для отслеживания и подачи отчетов. Преимуществом является то, что срок службы батареи железнодорожного вагона может быть увеличен и интервалы времени на техническое обслуживание и замену могут быть сокращены по сравнению с традиционными технологиями предоставления информации о местоположении железнодорожного вагона.

На чертеже изображена функциональная блок-схема приведенной в качестве примера системы (10) слежения за железнодорожными вагонами в железнодорожной транспортной сети. Система (10) в общих чертах включает в себя оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи, образующее систему беспроводных сообщений, установленную на железнодорожном вагоне (22). Оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может включать в себя устройство определения местоположения, такое как GPS-приемник (приемник системы глобального спутникового радиоопределения) (24), приемопередатчик (26), процессор (28) и память (30) для хранения команд процессору. Железнодорожный вагон (22) может также быть оснащен комплектом (32) датчиков для восприятия рабочих состояний железнодорожного вагона (22) и источником энергии, таким как батарея (34) для питания комплекта (32) датчиков и оборудования (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи. Комплект (32) датчиков может включать в себя датчики, такие как акселерометр для обнаружения движения железнодорожного вагона (22), датчик температуры, датчик давления, датчик положения двери, датчик идентификации груза и датчик состояния пломбы груза. Железнодорожный вагон (22) может быть также снабжен AEI-меткой (меткой автоматической идентификации оборудования) (33), которая уникальным образом идентифицирует железнодорожный вагон (22) для устройства (36) считывания AEI-меток, мимо которого проходит этот вагон. Предпочтительно, чтобы AEI-метка являлась активной меткой, включающей в себя процессор, который позволяет метке считывать, равно как и быть считанной, и передавать результаты считывания внешних меток, таких как метки на придорожных маркерах или на других железнодорожных транспортных средствах (например, вагонах или локомотивах), оборудованию (12) с тем, чтобы местоположение внешних меток могло быть передано операции удаленного мониторинга и отслеживания в железнодорожной сети. Это позволяет сравнивать различные AEI-данные (данные автоматической идентификации оборудования) для определения местоположения железнодорожного имущества. Железнодорожный вагон может также воспринимать свойства груза, содержащегося внутри этого железнодорожного вагона. Например, с процессором (28) может поддерживать связь устройство считывания RFID-меток (меток радиочастотной идентификации) (на чертеже не показано) для распознавания груза, снабженного RFID-меткой, в железнодорожном вагоне (22). Такая информация может быть предоставлена клиентам железной дороги через интерфейс (56) грузоотправителя.

В одном аспекте изобретения оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может поддерживать связь с интерфейсом (16) слежения за железнодорожными вагонами, управляемым центральным процессором (19), имеющим доступ к централизованной базе (18) данных отслеживания поездов и вагонов. Интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами находится вне железнодорожного вагона и удален от оборудования (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи, что показано пунктирной линией (20). Интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами может включать в себя приемопередатчик для связи в обоих направлениях с одним или более железнодорожными вагонами, процессор, память и интерфейс связи, такой как интерфейс локальной сети (LAN) или интерфейс сети «Интернет», для связи с центральным процессором (19). Оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может поддерживать связь с интерфейсом (16) слежения за железнодорожными вагонами по подходящей для этого беспроводной линии (14) радиосвязи с железнодорожным вагоном, такой как сеть спутниковой или сотовой связи. Приемопередатчик (26) железнодорожного вагона может быть выполнен для двунаправленной работы, так что железнодорожный вагон (22) может передавать данные железнодорожного вагона и принимать команды, например, от интерфейса (16) слежения за железнодорожными вагонами. Информация, такая как данные о местоположении железнодорожного вагона, данные о скорости, данные о направлении движения, данные датчиков и данные о заряде батареи могут быть переданы из железнодорожного вагона (22) в соответствии с запрограммированными командами при запросе со стороны интерфейса (16) слежения за железнодорожными вагонами и/или когда происходит исключительное событие. Кроме того из железнодорожного вагона (22) на периодической основе или по запросу может быть также передана информация, сигнализирующая о простое, которая указывает, например, что железнодорожный вагон оставался неподвижным в течение определенного промежутка времени. Данные, сигнализирующие о простое, могут быть получены посредством мониторинга процессором (28) значений времени и GPS-координат (координат, полученных в системе GPS от GPS-приемника (24). В еще одном аспекте изобретения железнодорожный вагон (22) может передавать информацию о «преодолении геоограждений (географических «ограждений»)», такую как время, в которое железнодорожный вагон (22) переехал через заранее заданную географическую границу, в тот момент, когда железнодорожный вагон (22) пересекает эту виртуальную границу. Соответственно, реконфигурируемые «гео-ограждения» могут быть использованы для имитации устройств считывания AEI-меток посредством предоставления CLM-сообщений (Сообщений о местоположении вагона), когда вагон проходит мимо определенных мест.

В одном варианте осуществления изобретения оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может быть выполнено таким образом, чтобы поддерживать связь с локомотивом (38) по линии (40) связи с локомотивом, такой как локальная сеть (LAN), например, когда железнодорожный вагон (22) сцеплен с поездом, приводимым в движение локомотивом (38). Локомотив (38) может включать в себя оборудование (42) связи локомотива для поддержания связи с железнодорожным вагоном (22) по локальной сети (LAN) и для поддержания связи с интерфейсом (48) локомотива по беспроводной линии (14) радиосвязи с локомотивом. Оборудование (42) связи локомотива может воспринимать состояние бортовых систем (44) локомотива и сообщать об этом состоянии. Оборудование (42) связи локомотива может быть выполнено таким образом, чтобы передавать данные о местоположении локомотива, полученные из разнообразных источников, таких как устройство считывания AEI-меток и GPS-приемник (45), данные о скорости, направлении движения, информацию, сигнализирующую о простое, информацию о «преодолении геоограждений» и информацию о погрузке-разгрузке поезда интерфейсу (48) локомотива. В одном аспекте изобретения для сигнализации о возможном отцеплении железнодорожных вагонов (22) от поезда, ведомого локомотивом (38) интерфейсу (48) локомотива, могут быть переданы данные об операции локомотива, свидетельствующей о маневре при расцепке. Интерфейс (48) локомотива может включать в себя приемопередатчик для связи с одним или более локомотивами, процессор, память и интерфейс связи, такой как интерфейс локальной сети (LAN) или интерфейс сети «Интернет», для связи с центральным процессором (19).

Система (10) может дополнительно включать в себя системный интерфейс (50) для приема других входных данных, которые могут быть эффективны для отслеживания железнодорожных вагонов в системе (10). Системный интерфейс (50) может включать в себя входные интерфейсы связи, подходящие для приема этих других входных данных, такие как интерфейс беспроводной связи, интерфейс глобальной сети (WAN) или интерфейс сети «Интернет»; процессор; память; выходной интерфейс связи, такой как интерфейс локальной сети (LAN) или сети «Интернет», для связи с центральным процессором (19). В одном аспекте изобретения система (10) может быть выполнена таким образом, чтобы принимать данные от одного или более устройств (36) считывания AEI-меток. Посредством связи с базой (52) данных рельсового пути, которая содержит, например, данные о местоположении устройств (36) считывания AEI-меток по всей железнодорожной сети, системный интерфейс (50) при приеме указания на обнаруженный железнодорожный вагон от одного из устройств (36) считывания AEI-меток, например, по беспроводной линии (54) связи с AEI-устройствами, может быть выполнен таким образом, чтобы предоставить данные о местоположении железнодорожного вагона (22) в некоторый момент времени, когда железнодорожный вагон (22) проходит мимо устройства (36) считывания. Данная система (10) может использовать данные устройств считывания AEI-меток для распознавания группы железнодорожных вагонов как поезда и для ассоциативной связи этого поезда с одним или более локомотивов. Таким образом, данные о месте нахождения локомотива, принятые из интерфейса (48) локомотива, могут быть применены ко всем железнодорожным вагонам в этом поезде для обновления информации о месте нахождения железнодорожных вагонов без необходимости какой-либо передачи данных, относящейся к конкретным вагонам.

Системный интерфейс (50) может также включать в себя входные данные для информации о порядке выполнения железной дорогой работ, информации об оценочном времени прибытия (ЕТА) по данным железной дороги, информации о погоде, информации расписания поездов, информации рельсовой цепи и информации автоматической системы диспетчеризации (CAD). Такая информация, приобретенная из разнообразных источников, может быть усвоена и использована для предоставления более всеобъемлющих данных, связанных с местоположениями железнодорожного вагона (22) в единой дружественной по отношению к пользователю форме представления и более энергетически эффективным способом. В одном аспекте изобретения интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами, интерфейс (48) локомотива, системный интерфейс (50) и база (52) данных рельсового пути могут поддерживать связь друг с другом и центральным процессором (19) и базой (18) данных отслеживания поездов и вагонов, например, по подходящей для этого сети, такой как LAN-соединение или Интернет-соединение, что делает возможной интеграцию информации между этими источниками. База (18) данных отслеживания поездов и вагонов или часть базы (18) данных может быть также предоставлена, например, через центральный процессор (19), интерфейсу (56) грузоотправителя или интерфейсу (60) железнодорожной компании, к которым могут осуществлять доступ грузоотправители, например, по защищенной линии связи, что позволяет грузоотправителям определять местоположение своих железнодорожных вагонов в пределах железнодорожной сети.

Информация, собранная из источников ввода через интерфейсы (16), (48), (50), может быть использована для предоставления в реальном масштабе времени данных о местоположении железнодорожного вагона, скорости вагона, направления движения вагона, уведомлений, даваемых, когда вагон прибывает в заранее заданное место, уведомления, даваемого, когда состояния груза изменяются, как например, при открытии или закрытии пломбы, при превышении показаний датчиков температуры или давления заранее заданных значений, и оценочное время прибытия (ЕТА) в пункт назначения. В одном варианте осуществления изобретения рабочие команды, основанные на вводимых параметрах, таких как пункт назначения железнодорожного вагона, расписания движения поездов, и сведений о грузе, перевозимом железнодорожным вагоном (22), и генерируемые базой (18) данных отслеживания поездов и вагонов могут быть переданы на железнодорожный вагон (22) посредством, например, беспроводной передачи команд из интерфейса (16) слежения за железнодорожными вагонами. Железнодорожный вагон принимает рабочую информацию и может сохранить эту информацию в памяти (30) в качестве команд процессору осуществлять управление работой оборудования (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи таким образом, чтобы сберегать энергию батареи. Такая информация может быть передана на железнодорожный вагон (22) в любое время или в ответ на изменение в состоянии железнодорожного вагона (22), таком, как в случае, когда железнодорожный вагон присоединяется к поезду или отсоединяется от него, или в ответ на изменение погоды или условий рельсового пути. В случае если информация о месте нахождения железнодорожного вагона обновляется на основе определения поезда, объединяющего группу вагонов, и данных о месте нахождения локомотива поезда, то для системы (10) важно распознать, когда устанавливается железнодорожный вагон, соединяется или разъединяется с конкретным поездом.

Для снижения использования энергии на борту железнодорожного вагона система (10) может быть выполнена таким образом, чтобы передавать из железнодорожного вагона сколь можно мало данных, но при этом, в то же самое время, обеспечивая, чтобы важная информация передавалась своевременно. Данные, которые могут быть получены прямо или косвенно из других источников, не должны генерироваться в железнодорожном вагоне (и, таким образом, не должны передаваться из железнодорожного вагона), как например, в случае, описанном выше, при котором данные о местоположении вагона выводятся из данных о местоположении поезда, которые сообщаются в виде данных о местоположении локомотива. Центральный процессор (19) на основе входной информации, предоставляемой интерфейсами (16), (48), (50), и информации, хранящейся в базе (18) данных отслеживания поездов и вагонов, может генерировать команды для передачи в железнодорожный вагон (22), предназначенные для снижения частоты передачи (того, как часто осуществляется передача) и/или количества информации, передаваемой железнодорожным вагоном (22), для сбережения энергии батареи. Частота передачи данных может быть функцией переменных, отличных от времени, таких как расстояние от пункта назначения, начало движения, местоположение и т.д. Обычно должны передаваться только данные, которые являются новыми или изменены (или в ином случае не доступны из другого источника). Инновационный способ достижения сниженного энергопотребления железнодорожного вагона может включать в себя ограничение передачи информации до случаев исключительной ситуации по отношению к ожидаемому профилю функционирования, вместо того чтобы передавать с постоянной фиксированной частотой информацию, которая, возможно, не меняется или которая не изменяется в пределах заранее заданного диапазона требуемых значений. Оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи и комплект (32) датчиков могут быть выполнены таким образом, чтобы оставаться в режиме минимального энергопотребления до тех пор, пока не случится исключительная ситуация, как например, когда состояние, распознаваемое датчиком, изменяется или превышает заранее заданное значение. Процессор (28) может в таком случае передать сигнал об исключительной ситуации интерфейсу (16) слежения за железнодорожными вагонами. Такого рода сигнал об исключительной ситуации может быть сформатирован как сообщение, имеющее ограниченную длину, которая содержит только минимальное количество информации, необходимой для того, чтобы сообщить об этом исключительном состоянии. В одном аспекте изобретения интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами может быть выполнен таким образом, чтобы посылать железнодорожному вагону (22), от которого получен сигнал об исключительной ситуации, ответный сигнал. Ответный сигнал может содержать новые команды оборудованию (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи, основанные на сущности этой исключительной ситуации, или ответ может содержать указатель подтверждения, удостоверяющий, что сигнал об исключительной ситуации был принят. Оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может быть выполнено таким образом, чтобы передавать сигналы об исключительной ситуации до тех пор, пока от интерфейса (16) слежения за железнодорожными вагонами не принят ответ, удостоверяющий, что сигнал об исключительной ситуации принят.

Процессор (28) может быть запрограммирован командами, позволяющими ему распознавать условия, указывающие на то, что вагон не присоединен к локомотиву. Когда железнодорожный вагон находится на запасном пути и не движется, процессор (28) может быть запрограммирован на сообщение, что вагон на стоянке и после этого не подавать никакого другого отчета до тех пор, пока он не проследует мимо некого известного места, такого как местоположение AEI-метки. Во время таких периодов бездействия посредством системного интерфейса (50) могут быть подготовлены программные сообщения, и они могут быть сохранены в виртуальном ящике входящих сообщений для этого железнодорожного вагона. Оборудование железнодорожного вагона может быть запрограммировано на то, чтобы периодически пробуждаться и проверять свой ящик входящих сообщений на предмет наличия в нем сообщений, таких как измененные команды расписаний подачи отчетов.

Например, если температура превышает заранее заданное значение, то сигнал об исключительной ситуации, сообщающий о воспринятом экстремальном значении температуры, может быть передан интерфейсу (16) слежения за железнодорожными вагонами и сообщен в базу (18) данных отслеживания поездов и вагонов. Если железнодорожный вагон (22) наделен бортовой рефрижераторной функцией, то база (18) данных отслеживания поездов и вагонов может это выяснить и предоставить команду для отправки железнодорожному вагону (22) через интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами для исправления этого исключительного состояния, например, посредством управления бортовой рефрижераторной установкой, чтобы она дала дополнительное охлаждение. В том случае если произошла исключительная ситуация, параметры отчетности могут быть изменены, например, путем предоставления новых параметров через интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами для более тщательного мониторинга исключительного состояния. В другом примере, если датчик двери обнаруживает, что дверь железнодорожного вагона (22) была открыта, то может быть передан сигнал об исключительной ситуации, сообщающий о состоянии «открытая дверь». В этом сигнале об исключительной ситуации может быть предоставлена информация о местоположении, позволяющая обслуживающему персоналу определить местоположение железнодорожного вагона (22) и исправить это воспринятое состояние, например, посредством закрытия открытой двери. В еще одном примере, если датчик-акселерометр на железнодорожном вагоне воспринимает модель движения, указывающую на расцепку железнодорожных вагонов, то может быть передан сигнал об исключительной ситуации, идентифицирующий это состояние, включающий в себя информацию о местоположении.

В еще одном аспекте изобретения сигнал об исключительной ситуации с акселерометра может быть сгенерирован в случае, если воспринято изменение от состояния движения к остановленному состоянию, или наоборот. Например, если железнодорожный вагон (22) был отсоединен от поезда и оставлен неподвижным на запасном пути или в отстойнике поездов и акселерометр обнаруживает движение железнодорожного вагона (22), то для указания на то, что железнодорожный вагон (22) двинулся, может быть сгенерирован сигнал об исключительной ситуации, который может включать в себя информацию о местоположении. Аналогичным образом, если железнодорожный вагон (22) двигался, как например, в составе поезда, и обнаружено остановленное состояние, то для указания на неожиданную остановку может быть передан сигнал об исключительной ситуации, который может включать в себя информацию о местоположении. В другом варианте осуществления изобретения для восприятия ускорения или замедления может быть использован ртутный выключатель. Другие сигналы об исключительной ситуации могут быть сгенерированы для сообщения о состоянии отслеживающего оборудования на борту железнодорожного вагона, как например, в случае, когда имеет место состояние с низкой мощностью батареи, если отказывает линия связи с системой GPS, или если любое из бортового оборудования железнодорожного вагона отказывает или не работает в пределах требуемых технических условий. В еще одном другом аспекте, если железнодорожный вагон (22) оставался неподвижным в течение определенного количества времени, то оборудованию (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи могут быть запланированы периодические «пробуждения» для идентификации своего местоположения и/или приема новой информации от интерфейса (16) слежения за железнодорожными вагонами.

В еще одном другом аспекте изобретения, вместо того чтобы посылать данные о местоположении на постоянной периодической основе, как традиционно посылается такая информация, сбережение энергии на железнодорожном вагоне (22) может быть достигнуто посредством ограничения частоты передач данных с железнодорожного вагона, таких как информация о местоположении, в зависимости от расстояния от предполагаемого пункта назначения. Например, грузоотправитель может желать знать местоположение железнодорожного вагона (22), только когда железнодорожный вагон (22) приближается к своему пункту назначения. Если железнодорожный вагон (22) следует по маршруту известной длины, такому как маршрут длиной в одну тысячу миль, и средняя скорость железнодорожного вагона известна, как например, она может быть выведена из информации о локомотиве или получена в результате оценки как средняя скорость для этого маршрута на основе исторических данных и текущих условий рельсового пути, то железнодорожному вагону (22) может быть дана команда передать данные о своем местонахождении тогда, когда, как планируется, он будет в точке на расстоянии заранее заданного времени, такого как 10 часов, от пункта своего назначения, рассматриваемой как геоограждение, и может после достижения этой точки увеличить свою частоту передачи информации о местоположении. Центральный процессор (19) может выполнять расчеты скорости, времени и расстояния, чтобы спланировать, когда железнодорожному вагону необходимо сообщить данные о своем местоположении. Отсутствие таких данных, когда они ожидаются, может стимулировать запрос, посылаемый в «ящик входных сообщений» железнодорожного вагона для того, чтобы «подсказать» железнодорожному вагону сообщить о своем текущем местоположении/состоянии.

В другом аспекте сбережение энергии на железнодорожном вагоне (22) может быть достигнуто посредством ограничения частоты передач данных с железнодорожного вагона с использованием концепции геоограждений или электронным образом разграниченных областей эксплуатации железной дороги. Например, электронная граница может быть определена вокруг предместий города, что указывает поезду, пересекающему эту границу, что поезд покинул или въехал в предместье, в зависимости от направления его следования. Направление следования может быть определено из данных расписания движения поезда или данных локомотива, имеющихся в системе (10). Направление следования может быть также предоставлено информацией о направлении движения, полученной из данных GPS. Эта концепция может быть реализована посредством определения географического местоположения границы, так что, когда поезд, имеющий оборудование для определения собственного местоположения, переезжает через эту границу, в поезде может быть создана конфигурация, чтобы распознавать, что он пересек границу посредством соотнесения текущего местоположения с определенным географическим местоположением этой границы. Например, данные о местоположении соответствующих геоограждений могут быть предоставлены железнодорожному вагону (22) интерфейсом (16) слежения за железнодорожными вагонами в начале поездки, как например, когда железнодорожный вагон (22) цепляется к поезду, на основе пункта назначения этого железнодорожного вагона (12). Затем, вместо передачи информации о местоположении на периодической основе, железнодорожному вагону (22) может быть дана команда ограничить отправку информации о местоположении случаем, когда железнодорожный вагон переезжает через границу геоограждения. Например, железнодорожный вагон может сравнивать свое текущее местоположение, то, которое получено из принятых данных GPS о его месте нахождения, с информацией о границе геоограждения, хранящейся в памяти (30), для определения того, пересек ли железнодорожный вагон границу геоограждения, и, если пересечение границы произошло, то железнодорожный вагон (22) может передать указание на то, что он пересек эту границу.

Другой инновационный способ сокращения энергопотребления может включать в себя уменьшение частоты передачи данных в случае, когда информация о местоположении может быть логически выведена с использованием других средств, как например, посредством использования информации о месте нахождения локомотива или AEI-метки для того, чтобы логически вывести местоположение железнодорожного вагона, когда этот железнодорожный вагон (22) находится в поезде, присоединенном к этому локомотиву (38). Обычно информация о локомотиве может предоставляться относительно часто, поскольку энергопотребление оборудования (42) связи локомотива не имеет значения. Следовательно, когда железнодорожный вагон (22) присоединен к поезду, ведомому локомотивом (38), который поддерживает связь с интерфейсом (48) локомотива, информацию о местоположении железнодорожного вагона можно логически вывести из местоположения локомотива (38), вместо того, чтобы требовать у железнодорожного вагона, чтобы он независимо сообщал о своем местоположении. Кроме того, информация о состоянии железнодорожного вагона может быть логически выведена из действия локомотива, как например, когда информация о локомотиве, предоставленная интерфейсу (48) локомотива, указывает на то, что локомотив выполняет маневры «включение/торможение», свидетельствующие о расцепке железнодорожных вагонов. Если обнаружены такие маневры локомотива, то интерфейс (16) слежения за железнодорожными вагонами может отдать команду железнодорожному вагону (22), чтобы тот идентифицировал свое местоположение с тем, чтобы определить: был ли железнодорожный вагон (22) отцеплен или по-прежнему следует вместе с поездом.

В еще одном аспекте может осуществляться мониторинг железнодорожного вагона (22) на предмет определения остающегося срока службы батареи, основанный на прошлом использовании оборудования (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи. Например, остающийся срок службы батареи может быть смоделирован на основе количества и/или длины сообщений, переданных оборудованием (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи. Если совокупное количество и/или длина сообщений, переданных железнодорожным вагоном (22), превышает заранее заданное общее количество или общую длину, указывая, что энергия батареи может вскоре быть исчерпана, то железнодорожному вагону (22) может быть отдана команда, чтобы тот передал данные о своем местоположении и затем воздерживался от передачи до тех пор, пока батарея (34) не будет заменена или перезаряжена. В то же самое время обслуживающий персонал может быть также предупрежден о необходимости замены или перезарядки батареи на борту железнодорожного вагона. Оборудование (12) для определения местоположения железнодорожного вагона и для приемопередачи может быть выполнено с возможностью осуществления этой функции мониторинга батареи, или эта функция может выполняться дистанционно, например интерфейсом (16) отслеживания железнодорожных вагонов, на основе количества и длины передач, принятых по данному железнодорожному вагону (22).

В еще одном варианте осуществления изобретения локомотив может быть оснащен устройством считывания AEI-меток и может функционировать как странствующий искатель железнодорожных вагонов. На локомотиве может быть создана конфигурация для идентификации вагонов в составе его поезда. На локомотиве может быть также создана конфигурация для определения других вагонов, мимо которых он проезжает, таких как неподвижные вагоны на запасных путях, посредством считывания AEI-меток этих вагонов и посредством предоставления соответствующей информации о метке и о местоположении интерфейсу (28) локомотива для обработки центральным процессором (19).

При том что здесь были описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, должно быть очевидно, что такие варианты осуществления изобретения приведены только в качестве примера. Специалисты в данной области техники могут использовать многочисленные разновидности, изменения и замены, что не выходит за рамки изложенного здесь изобретения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к отслеживанию местоположений железнодорожных вагонов в пределах железнодорожной транспортной сети. Система содержит оборудование для определения местоположения железнодорожного вагона, установленное на железнодорожном вагоне, считываемую электронным способом метку, прикрепленную к железнодорожному вагону для идентификации этого железнодорожного вагона придорожным устройством считывания меток, и оборудование связи локомотива. Оборудование связи установлено в локомотиве и выполнено с возможностью осуществления связи с оборудованием определения местоположения железнодорожного вагона, когда железнодорожный вагон и локомотив сцеплены в общий поезд, при этом оборудование связи локомотива функционирует таким образом, чтобы идентифицировать прицепленный железнодорожный вагон, и включает в себя передатчик для передачи данных удаленному приемнику, причем эти данные включают в себя данные железнодорожного вагона. Оборудование определения местоположения железнодорожного вагона включает в себя передатчик для передачи данных о местоположении железнодорожного вагона удаленному приемнику, тем самым передача данных от железнодорожного вагона может быть осуществлена посредством своего передатчика либо посредством передатчика локомотива, когда он в поезде. Техническим результатом изобретения является сокращение передачи данных из передатчика железнодорожного вагона. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система слежения за железнодорожными вагонами, содержащая:
оборудование для определения местоположения железнодорожного вагона, установленное на железнодорожном вагоне,
считываемую электронным способом метку, прикрепленную к железнодорожному вагону для идентификации этого железнодорожного вагона придорожным устройством считывания меток; и
оборудование связи локомотива, установленное в локомотиве и выполненное с возможностью осуществления связи с оборудованием определения местоположения железнодорожного вагона, когда железнодорожный вагон и локомотив сцеплены в общий поезд, при этом оборудование связи локомотива функционирует таким образом, чтобы идентифицировать прицепленный железнодорожный вагон, и включает в себя передатчик для передачи данных удаленному приемнику, причем эти данные включают в себя данные железнодорожного вагона, отличающаяся тем, что оборудование определения местоположения железнодорожного вагона включает в себя передатчик для передачи данных о местоположении железнодорожного вагона удаленному приемнику, тем самым передача данных от железнодорожного вагона может быть осуществлена посредством своего передатчика, либо посредством передатчика локомотива, когда он в поезде, так что требующаяся передача данных из передатчика железнодорожного вагона сокращена.

2. Система слежения за железнодорожными вагонами по п.1, включающая в себя локальную сеть (LAN) для передачи данных между железнодорожным вагоном и локомотивом.

3. Система слежения за железнодорожными вагонами по п.2, включающая в себя множество датчиков состояния, присоединенных к железнодорожному вагону, причем каждый из датчиков предоставляет данные передатчику оборудования определения местоположения вагона для передачи посредством локальной сети (LAN) передатчику локомотива.

4. Система слежения по п.3, включающая в себя оборудование мониторинга систем локомотива, соединенное при связи с оборудованием связи локомотива для передачи данных локомотива удаленному приемнику.

5. Система слежения вагона по п.4, в которой удаленный приемник включает в себя: интерфейс слежения за железнодорожными вагонами, предназначенный для приема передачи данных из оборудования связи железнодорожного вагона; интерфейс отслеживания локомотива, предназначенный для приема данных, переданных из оборудования связи локомотива; системный интерфейс для идентификации железнодорожных вагонов, проходящих мимо устройства считывания; и центральный процессор для извлечения данных из всех интерфейсов для идентификации местоположения железнодорожного вагона.

6. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами, содержащая систему слежения за железнодорожными вагонами, выполненную в соответствии с п.1; и
множество неподвижных придорожных устройств считывания автоматической идентификации оборудования (AEI), расставленных в заранее заданных местах расположения вдоль железнодорожного пути для считывания идентификационных данных с AEI-меток (меток автоматической идентификации оборудования) на железнодорожных вагонах, проходящих по этому железнодорожному пути;
оборудование связи локомотива, включающее в себя бортовую систему GPS (систему глобального спутникового радиоопределения) для предоставления данных, определяющих местоположение локомотива, и
систему беспроводных сообщений железнодорожного вагона, прикрепленную к железнодорожному вагону для отправки периодических сообщений, указывающих местоположение железнодорожного вагона, причем система сообщений включает в себя систему GPS для генерирования данных, указывающих местоположение железнодорожного вагона.

7. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.6, включающая в себя удаленный процессор обработки данных для обработки данных, принятых удаленным приемником, и для извлечения из этих данных информации, идентифицирующей местоположение, скорость и направление следования этого связанного железнодорожного вагона.

8. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя множество датчиков состояния, установленных на железнодорожном вагоне, причем датчики предоставляют данные о состоянии системе сообщений железнодорожного вагона для передачи удаленному приемнику.

9. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.8, в которой датчики состояния включают в себя один или более датчиков из числа датчиков открытия/закрытия двери, датчиков давления, датчиков температуры и датчиков идентификации груза.

10. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.8, включающая в себя программное обеспечение, функционирующее на бортовом процессоре для считывания данных о времени и местоположении из системы GPS для указания времени простоя без существенного движения.

11. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя запоминающее устройство для данных на удаленном процессоре для хранения данных, представляющих расписание движения железнодорожного вагона, причем процессор сравнивает данные железнодорожного вагона с расписанием движения железнодорожного вагона для предоставления данных, указывающих отклонения от расписания движения.

12. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя программное средство, функционирующее в системе сообщений железнодорожного вагона для передачи периодических сообщений удаленному приемнику и для передачи сообщений об изменении состояния удаленному приемнику при обнаружении изменения состояния.

13. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя датчики состояния локомотива, установленные на локомотиве и подсоединенные к системе связи локомотива для предоставления данных, определяющих состояние локомотива, удаленному приемнику.

14. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.12, в которой одно из сообщений об изменении состояния содержит сообщение, указывающее на перемещение через заранее заданную географическую границу.

15. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя функцию сбережения батареи железнодорожного вагона, предназначенную для сокращения передач данных железнодорожным вагоном, когда железнодорожный вагон сцеплен с локомотивом.

16. Интегрированная система слежения за железнодорожными вагонами по п.7, включающая в себя функцию сбережения батареи железнодорожного вагона, предназначенную для сокращения передач данных железнодорожным вагоном, когда железнодорожный вагон остается неподвижным.