2 Система автоматического сбора информации о подвижном составе
2.1 Описание системы и технология автоматической идентификации подвижного состава
При большой протяженности сети железных дорог Российской Федерации время доставки груза от пункта отправления до пункта назначения может оказаться значительным. Естественно, что грузоотправитель хотел бы иметь достоверную информацию о том, где находится его груз в тот или иной момент времени.
Автоматизировать получение этих сведений стало возможно с помощью системы автоматической идентификации подвижного состава САИ ПС. Она обеспечивает автоматизацию сбора исходных данных о текущем состоянии перевозочного процесса.
Основная идея работы САИ ПС состоит в следующем. На подвижном составе крепят пассивные кодовые бортовые датчики (КБД) с закодированной информацией о номере локомотива (вагона). При прохождении поезда ПСЧ излучает в сторону КБД высокую частоту. Кодовый бортовой датчик при облучении его высокой частотой модулирует ее, закодировав в нее информацию, содержащуюся в памяти КБД, и отражает. ПСЧ принимает отраженный сигнал, дешифрует его и передает информацию на концентратор системы автоматической идентификации линейного уровня (КСАИ-Л) вместе с номером пункта считывания, сведениями о срабатывании датчиков фиксации прохождения колесной оси.
В КСАИ-Л полученные данные обрабатываются и используются при формировании 266 сообщения. При этом КСАИ-Л формирует время проследования поездом ПСЧ, задаваемым в соответствии с временем формирования сообщения, код станции, в пределах которой произведено считывание, и направление движения поезда. Структура сообщения 266 строго регламентирована, макет сообщения приведен в приложении 1.
Сформированное 266 сообщение, содержащее данные о проезде поездом пункта считывания и сведения о составе поезда, поступает в концентратор дорожного уровня (КСАИ-Д), где хранится в течение определенного периода времени и используется другими железнодорожными системами сбора информации. В приложении 2 приведена схема взаимодействия САИ ПС и система управления локомотивами и перевозками.
Принципиальная схема идентификации подвижного состава показана на рисунке 2.1.
ПСЧ также позволяют осуществлять фиксацию порядковых номеров в составе проследовавших локомотивов (вагонов). Автоматическая идентификация всего подвижного состава осуществляется в режиме реального времени на всем полигоне железных дорог, оборудованном данной системой. Техника высоких частот обеспечивает и достаточно высокие показатели достоверности информации, автоматически фиксирующей место расположения и идентифицирующей каждую подвижную единицу, что позволяет улучшить качество перевозочного процесса.
Аппаратура САИ ПС поддерживает международный стандарт ISO 10374 и обеспечивает совместимость системы с оборудованием других производителей. Вагон, оборудованный кодовым бортовым датчиком, будет идентифицирован аналогичной аппаратурой других производителей, так же как любой вагон или контейнер, оборудованный КБД другого производителя, будет идентифицирован считывающей аппаратурой САИ.
САИ ПС состоит из аппаратной и программной частей.
В аппаратную часть входят:
кодовый бортовой датчик КБД-2;
пункт считывания;
концентратор линейного уровня;
концентратор дорожного уровня;
линии связи.
В программную часть входят:
SAID_PALMA – программа, собирающая данные с ПСЧ и сохраняющая их на жесткий диск, находится на линейном концентраторе;
«RWSoft» – программа, отсылающая данные в АСОУП, находится на дорожном концентраторе;
«transporter» - программа, служащая для пересылки 266 сообщений с линейного на дорожный концентратор, клиентская часть находится на линейном концентраторе, серверная – на дорожном.
«d_Server2» – программа, собирающая данные с линейных концентраторов, находится на дорожном концентраторе.
Рисунок 2.1 - Принципиальная схема идентификации ПС
Следует отметить два фактора, обеспечивающих широкую перспективу развития информационных технологий, базирующихся на применении подобной аппаратуры:
- способность работать по принципу 24 часа в сутки 365 дней в году;
- высокая достоверность считывания.
Аналогичные кодовые бортовые датчики КБД могут быть размещены не только на вагонах и локомотивах, но и на автотранспорте и даже на таре. При этом данная аппаратура становится незаменимым средством объективного инструментального контроля исполнения договорных обязательств, в т.ч. полноты и своевременности выполнения технологических процессов.
2.2 Кодовый бортовой датчик КБД
Кодовый бортовой датчик КБД устанавливается на подвижных средствах железнодорожного транспорта и содержит информацию об объекте идентификации: идентификатор - номер единицы подвижного состава, код государства-собственника и некоторые другие сведения. Сами датчики пассивны: СВЧ-сигналы не генерируют, а лишь модулируют отражаемые сигналы, которые поступают от облучающее-считывающей аппаратуры (ОСА). Использование датчика не требует наличия источника электропитания и имеет память в 128 бит. Кодовый бортовой датчик КБД-2 показан на рисунке 2.2.
Датчик КБД-2 взаимодействует со считывающей аппаратурой ОСА, которая устанавливается на расстоянии не более 5 метров от железнодорожного пути.
Рисунок 2.2 – Кодовый бортовой датчик КБД-2
2.3 Пункт считывания ПСЧ
Пункт считывания ПСЧ предназначен обеспечивать автоматическую фиксацию параметров проследовавшего мимо данного ПСЧ железнодорожного состава и передачу их в концентратор для автоматической идентификации ПС. Напольное считывающее устройство показано на рисунке 2.3.
В состав ПСЧ входят:
облучающая и считывающая аппаратура (ОСА), состоящая из считывателя и антенны;
контролер подсчёта осей колёсных пар (КПО);
холодостойкий модем TGSA с блоком питания;
два устройства фиксации колёсных пар (ПЭ-1);
двухканальная система сетевого питания;
обогреватель ПСЧ.
Рисунок 2.3 - Напольное считывающее устройство
ПСЧ, считывая информацию с датчиков, ведет контроль числа подвижных единиц в составе поезда, определяет порядковый номер вагона или локомотива и осуществляет сверку номеров вагонов по сообщению 266, которое было сформировано предыдущими ПСЧ, расположенными по маршруту следования. Затем формируется новое сообщение 266.
При несоответствии сообщений ПСЧ через концентратор САИ уведомляет обслуживающий персонал об этом факте. В качестве датчиков фиксации прохождения колес используется электронная педаль ПЭ-1, рассчитанная на работу со скоростями до 200 км/ч.
2.4 Концентратор линейного уровня
Концентратор линейного уровня КСАИ-Л обеспечивает прием сигналов от модемов, проверку целостности и корректности принятой информации с последующим преобразованием в 266 сообщения, подготовленные к передаче через сети передачи данных ОАО «РЖД», построенные на базе стандартных протоколов обмена (ТСР/IP). Блок-схема построения КСАИ-Л приведена на рисунке 2.4.
Состав концентратора:
системный блок с последовательными портами и сетевой картой;
мультипортовая плата (HUB), посредством которой осуществляется связь КСАИ-Л по протоколу RS-232 с модемами, подключенными по линии связи к ПСЧ;
сетевая карта, установленная в системном блоке, используется для обмена информацией с системой передачи данных (СПД) ОАО «РЖД»;
блок бесперебойного питания (UPS);
блоки питания многоразъемные (Pilot);
аппаратура диагностики (клавиатура, монитор, мышь);
модемы (для обеспечения связи с ПСЧ);
шкаф концентратора;
программное обеспечение: SAID_PALMA – программа, собирающая данные с ПСЧ и сохраняющая их на жесткий диск.
Рисунок 2.4 - Блок-схема КСАИ-Л
2.5 Концентратор дорожного уровня
Считанная информация с каждого ПСЧ обрабатывается на КСАИ-Л и поступает в концентратор дорожного уровня КСАИ-Д в виде сообщения 266-го. Полученные данные хранятся на жестком диске концентратора и могут быть использованы для передачи в различные системы сбора данных по линиям системы передачи данных линейного уровня (СПД). Таким образом, концентратор дорожного уровня предназначен для организации взаимодействия САИ с АСОУП, ДИСТПС и ДИСПАРК, т.е. осуществляет физическое и логическое сопряжения. Он формирует различные виды сообщений: 266, 2032, которые характеризуют дислокацию и состояние подвижного состава и передаются на сервер системы автоматизации управления движением поездов САУДП. Макеты сообщений 266, 2032 приведены в приложениях 1 и 3 соответственно.
Схема поступления информации от ПСЧ к КСАИ-Д приведена на рисунке 2.5.
Формирование сообщений 200-202, 2031, 2032 осуществляется на основании первичного сообщения 266. Необходимость применения данных сообщений обусловлена согласованием устройств СЦБ и связи с системой автоматической идентификации.
Состав дорожного концентратора:
ПЭВМ, подключенная к СПД ОАО «РЖД», с операционной системой Windows 2000;
«d_Server2» – программа, собирающая данные с линейных концентраторов.
Макеты сообщений 200-202, приведены в приложениях 4,5.
Рисунок 2.5 - Схема поступления информации от ПСЧ к КСАИ-Д
2.6 Линии связи
Связь между пунктом считывания и концентратором линейного уровня обеспечивается с помощью холодостойких модемов TGSA, которые между собой соединяются телефонной парой проводов.
Концентраторы линейного уровня и дорожного взаимодействуют на основе СПД ОАО «РЖД», используя протоколы TCP/IP.