Система автоматической идентификации подвижного состава (САИ)

При большой протяженности железных дорог России время доставки груза от пункта отправления до пункта назначения может оказаться значительным. Естественно, что грузоотправитель хотел бы постоянно знать, где в данный момент находится его груз.

Система автоматической идентификации подвижных средств железнодорожного транспорта РФ и стран СНГ позволяет оперативно и объективно получать данные о времени и местонахождении каждого вагона и локомотива.

С помощью этой системы можно в реальном масштабе времени следить за движением составов, видеть, в каком пункте прицеплен или отцеплен конкретный вагон и т.д.

Кроме того, система автоматической идентификации очень много дает и самой дороге - не нужен неэффективный ручной труд списчиков номеров вагонов, точно известно, где и в каком состоянии находятся локомотивы, необходимые для движения поездов, и т.д.

Информация, поступающая из САИ, позволит не только повысить оперативность и качество решения существующих проблем, но и решать совершенно новые технологические задачи.

Основной целью внедрения системы автоматической идентификации подвижного состава является оптимизация управления перевозочным процессом.

Назначение системы автоматической идентификации подвижного состава (САИ)

Система обеспечивает оперативное получение данных о местонахождении каждого вагона и локомотива в любой момент времени, позволяя в реальном масштабе времени определять не только местонахождение составов, но и их состояние (например, в каком пункте прицеплен или отцеплен конкретный вагон, и т.д.).

Полученная оперативная информация используется при решении задач управления, анализа, учёта, взаиморасчёта за пользование вагонами, информирования клиентуры железных дорог.

Использование САИ позволяет обеспечивать:

- повышение интенсивности грузоперевозок за счет сокращения простоев, порожних пробегов;

- повышение безопасности движения и сохранности грузов;

- увеличение срока межремонтной эксплуатации узлов и деталей за счет именного контроля длительности их эксплуатации, исключающего необоснованную замену (или подмену) в процессе ремонта вагонов и локомотивов;

- повышение пропускной способности на таможенных и контрольно-пропускных пунктах на автострадах, железных дорогах между государствами;

- сокращение низкоквалифицированных работников железных дорог - списчиков номеров вагонов, конторских служащих, ремонтных рабочих;

- уменьшение коэффициента порожнего пробега (на 2,4 %);

- освоение дополнительных перевозок на 1,6 %;

- уменьшение затрат на ремонт вагонов (при ремонте по пробегу) на 2,5%;

- сокращение потребности в локомотивах.

Основные принципы работы системы САИ «Пальма»

Рисунок 7.31.1 - Кодовый бортовой датчик

Весь подвижной состав оборудуется кодовыми бортовыми датчиками КБД-2 (рисунок 7.31.1), несущими информацию о каждом подвижном объекте, а в пунктах контроля (пограничные переходы, границы дорог, входы и выходы сортировочных, участковых, крупных грузовых станций, границы поездных участков, контрольные пункты локомотивных и вагонных депо) устанавливаются пункты считывания (ПСЧ), при прохождении которых автоматически снимается информация о состоянии данного объекта (рисунок 7.31.2).

Рисунок 7.31.2 - Пункт считывания

Полученная информация об идентификаторе, номере ПСЧ, времени прохода подвижным составом контрольной точки, о направлении движения через фиксированные временные интервалы передается на концентратор линейного уровня, осуществляющего ее сбор со всех пунктов считывания данного железнодорожного узла. Количество ПСЧ и их размещение должны обеспечивать слежение за переходом подвижного состава по всем без исключения пунктам входа и выхода выделяемых объектов управления (управление сетью - пограничные переходы, дорогой - границы дорог, отделением - межотделенческие стыковые пункты, выделенной станцией (сортировочной, участковой, крупной грузовой) - границы станции по всем входам и выходам).

Конечное сообщение содержит идентификационные данные подвижных единиц (8-значный код подвижного средства), код станции и код пункта считывания, направление следования и время прохождения, а также перечень подвижных единиц в составе поезда.

Система «Пальма» позволяет определить порядковый номер транспортного средства в составе поезда, что дает возможность выявлять вагоны или локомотивы с неисправными бортовыми датчиками. При выходе из строя бортовых датчиков на вагонах или их отсутствии в автоматизированную систему организации управления перевозками (АСОУП) будут поступать данные о количестве проходящих через пункт считывания транспортных средств в составе поезда, а при формировании сообщения о проходе поезда считанные идентификационные номера вагонов соотносятся с порядковыми номерами подвижных единиц в составе поезда.

На очередной станции технического обслуживания (участковой станции) в систему должна быть введена информация об идентификаторах подвижных единиц, у которых КБД временно отсутствуют или неисправны. До пункта завершения следования в составе поезда эта информация должна поддерживаться программно, а после прибытия в пункт назначения (выгрузки) до исправления неисправности по КБД вагон или локомотив использоваться в перевозках не должен

В сообщение о проходе транспортного средства входят:

• информация о дате и времени прохода поезда или маневрового состава через пункт считывания;
• порядковый номер подвижной единицы в поезде и привязанная к этому номеру информация, считанная с кодового бортового датчика.

Схема прохождения информации представлена на рисунке 7.31.3.

Рисунок 7.31.3 - Схема прохождения информации в системе САИ

Структура Системы автоматической идентификации подвижного состава

Структура Системы автоматической идентификации подвижного состава представлена на рисунке 7.31.4

Рисунок 7.31.4- Структура системы САИ

Информация, считанная с подвижного состава радиочастотными средствами, увязывается с информацией, полученной от средств железнодорожной автоматики, и передается от ПСЧ на концентратор линейного уровня КСАИ-Л. С этого концентратора обработанные и представленные в виде стандартных сообщений данные поступают на концентратор дорожного уровня КСАИ-Д или в АРМы линейных предприятий. На уровне КСАИ-Д осуществляется логический контроль правильности cчитанной информации, а затем полученные сведения пополняют информационные массивы задач управления. Структура САИ позволяет с минимальными затратами оперативно донести результаты считывания до комплексов решаемых в АСОУП задач (управление движением, грузовой работой, вагонным хозяйством, сервисное обслуживание клиентуры железнодорожного транспорта и др.).

Функции Системы автоматической идентификации подвижного состава

Система идентификации при комплексной ее реализации:

- полностью реализует функции контроля состава поездов, что позволяет уменьшить штат сотрудников, контролирующих составы поездов;

- обеспечивает внедрение безбумажных информационных технологий;

- повышает достоверность и оперативность отчетности о состоянии вагонных и локомотивных парков;

- обеспечивает высокий уровень информационного сервиса во внутренних и транзитных международных перевозках;

- повышает эффективность решаемых задач в составе АСУ железнодорожного транспорта.

Средства и технические требования системы САИ «Пальма»

Система автоматической идентификации (САИ) «Пальма» работает на основе СВЧ-технологии с применением частот 865, 867 и 869 МГц, что позволяет считывать информацию на больших расстояниях и при высоких скоростях движения. Базовый уровень системы образует облучающая считывающая аппаратура. В ее состав входят считыватель с антенной и кодовый бортовой датчик. Датчик представляет собой пассивный элемент, не содержащий источника питания; необходимая для его работы энергия поступает от считывателя в виде электромагнитного сигнала. Дальность работы напрямую зависит от мощности считывателя. Преимуществом пассивных кодовых бортовых датчиков перед активными, имеющими источник питания, является практически неограниченный срок службы - не требуется замена элемента питания. Кодовый бортовой датчик КБД-2 относится к категории RW-датчиков (с возможностью многократной записи и считывания информации).

Датчик КБД-2, устанавливаемый на вагонах, имеет память в 128 бит, достаточную в том числе для записи 12-значного номера подвижной единицы. С антенной он взаимодействует на расстоянии до 5 метров. Обеспечивает сохранность данных в диапазоне температур от -60°С до +100°С, нормально функционирует при температуре окружающей среды от -50°С до +70°С, при относительной влажности воздуха до 100%, при дождях и тумане, при обледенении до 3 мм, при покрытии слоем сажи, нефти или мазута толщиной до 1 мм. Датчик защищен от вибраций и ударов.

Имеется возможность перезаписывать данные до пяти раз, однако для предотвращения несанкционированного перекодирования предусматриваются меры, не допускающие повторной записи. Это достигается благодаря особой конструкции датчика, позволяющей устанавливать его на борт транспортного средства только один раз. При попытке снять датчик, что необходимо для перекодирования, его внутренние элементы разрушаются.

Радиочастотная идентификация (СВЧ-технология) имеет следующие преимущества по сравнению с другими техническими решениями (оптическое считывание - визуальное распознавание бортового номера, нанесенного на транспортное средство; использование поверхностных акустических волн; штриховое кодирование и др.): в радиочастотный датчик можно записать, причем значительно быстрее, гораздо больше данных; такие датчики долговечны (средний срок службы не менее 10 лет); расположение датчика не имеет особого значения для считывателя; датчик лучше защищен от воздействия окружающей среды.

Параметры системы в части достоверности считывания и передачи информации близки к требованиям технического задания.

Перспективы использования САИ «Пальма»

1. Применение САИ с вагонными весоизмерительными системами.

2. Для получения данных о крупнотоннажных грузовых контейнерах, об эксплуатации вагонов и автомобилей (объемах перевозок, пробеге, ремонтах и т. п.).

3. Идентификация составных узлов железнодорожных и автомобильных объектов (при использовании электронных меток, устанавливаемых на эти узлы и считываемых в процессе оперативного контроля как в стационарном положении, так и в процессе движения средствами САИ).

Система автоматической идентификации подвижного состава «Транстелекарт»

Система автоматической идентификации подвижного состава САИ «Транстелекарт» предназначена для автоматической фиксации проследовавших через заранее установленные пункты считывания единиц железнодорожного подвижного состава, определения их типа, индивидуального номера и других параметров (грузовых и пассажирских вагонов, локомотивов, большегрузных контейнеров, установленных на платформы и т.д.).

Для осуществления автоматической идентификации на подвижный состав устанавливаются информационные бортовые кодированные датчики (ИД), в которые записывается информация, характеризующая подвижное средство в соответствии с принятым международным стандартом ISO 10374. Записанная в ИД информация автоматически считывается в пунктах считывания, обрабатывается и передается в автоматизированную систему управления перевозками железной дороги.

Считывание информации осуществляется с подвижных средств, движущихся со скоростью до 140 км/ч.

Считывание информации с ИД осуществляется в автоматическом режиме на реальных скоростях движения. Система идентифицирует количество подвижных единиц в составе, определяет их тип (вагон, локомотив), наличие информационных датчиков, а также фиксирует время прохождения через пункт считывания.

Принцип работы САИ «Транстелекарт» основан на использовании СВЧ радиосигналов, с помощью которых происходит облучение датчика, установленного на подвижное средство, прием отраженного от датчика сигнала, декодирование и передача его в автоматизированную систему управления грузоперевозчиками железной дороги.

Состав Системы автоматической идентификации подвижного состава «Транстелекарт»

Система автоматизированной идентификации подвижного состава САИ «Транстелекарт» состоит из следующих составных частей.

Пункта кодирования датчиков бортовых информационных (ИД) – является составной частью системы автоматической идентификации подвижного состава и большегрузных контейнеров «Транстелекарт» (САИ «Транстелекарт») и предназначен для записи и чтения информации датчика бортового информационного кодируемого типа ИД. В его состав входит:

- датчик бортовой информационный кодируемый – для идентификации подвижного состава. Конструктивно представляет собой электронный блок со встроенной антенной, заключенные в герметичный ударопрочный корпус; обеспечивает считывание информации в диапазоне частот от 860 до 880 МГц. Обеспечивает запись, хранение и считывание информации емкостью 128 бит.

- устройство программирования датчиков предназначено для программирования информационных датчиков перед их установкой на подвижное средство;

- устройство считывающее переносное (терминал) предназначено для считывания данных, записанных в ИД оператором.

Возможен вариант использования терминала, который осуществляет перезапись изменяемой (коммерческой) части информации.

Пункта считывания системы автоматической идентификации (ПСЧ) – является составной частью системы автоматической идентификации подвижного состава и большегрузных контейнеров «Транстелекарт» (далее САИ «Транстелекарт») и предназначен для объединения всех ее компонентов. Он обеспечивает формирование необходимых управляющих сигналов, питающих напряжений, а также осуществляет связь с концентратором информации. ПСЧ устанавливается в специально выбранных местах в непосредственной близости от железнодорожных путей с выдерживанием габарита приближения к строениям. ПСЧ состоит из устройства, считывающего высокочастотного (УСВ) – для считывания данных с бортовых ИД. УСВ в составе САИ «Транстелекарт» может работать в диапазоне частот от 865 до 869 МГц. Вероятность ошибочного считывания информации в ИД не более одной необнаруженной ошибки на 1 млн. эпизодов считывания.

Основные параметры УСВ:

- диапазон частот от 865 до 869 МГц;

- мощность излучаемая антенной УС во всем диапазоне частот составляет от 1,8 до 2,2 Вт;

- передача информации от УС осуществляется по интерфейсу RS232;

- электропитание УС осуществляется от источника постоянного тока 24 В;

- потребляемая мощность не более 50Вт.;

- датчика фиксации прохождения осей (ДФПО) для фиксации момента прохождения колесной пары ЖД средства в зоне считывания.

Шкаф ПСЧ принимает от УС данные, считанные с информационных бортовых датчиков (ИД), определяет число и тип подвижных средств в составе при скоростях движения до 140 км/ч и передает информацию по двухпроводной выделенной линии с помощью модема. ПСЧ переключается на питание от резервной линии при пропадании напряжения на основной линии. Переходит на питание от аккумуляторной батареи при пропадании напряжения основной и резервной линий.

Шкаф ПСЧ предназначен для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом на открытом воздухе:

- температура окружающей среды от - 50°С до + 70°С;

- относительной влажности окружающей среды 100% при 25°С;

- степень защиты IP 64.

САИ «Транстелекарт» в части параметров обмена данных совместима с информационными датчиками аналогичных систем, используемых в России («Пальма»), Польше (SSD) и других странах, и соответствующих международному стандарту ISO 10374.

Основные параметры Системы автоматической идентификации подвижного состава "Транстелекарт"

1. Диапазон рабочих частот 865 – 869 МГц;

2. Информационная емкость датчика 128 Бит;

3. Считывание информации с ИД перемещающихся со скоростью от 0 до 140 км/час;

4. Считывание информации с ИД на удалении от оси пути не более 5,8 м;

5. Хранение информации не менее чем на 1000 ИД считанных последними по счету;

6. Скорость передачи информации от 300 до 115200 бод;

7. Электропитание аппаратуры осуществляется от сети переменного тока 220В+10%, -15% частотой 50±1 Гц;

8. Максимальная потребляемая мощность не более 50 Вт;

9. Габаритные размеры 1697х650х542 мм;

10. Масса не более 120кг.

«ARSCIS» - система идентификации вагонов, цистерн, платформ

Автоматизированная оптико-электронная система считывания номеров вагонов подвижного состава железнодорожного транспорта «ARSCIS» предназначена для распознавания, регистрации (считывания) и автоматической проверки по натурному листу идентификационных номеров грузовых вагонов подвижного состава железнодорожного транспорта. Система может быть расширена дополнительными функциями коммерческого осмотра грузовых вагонов (проверка наличия или отсутствия груза), а также выполнять функцию охранной системы на контрольном участке железной дороги (автоматическое обнаружение, регистрация и классификация посторонних объектов на железнодорожных путях). Система относится к автоматизированным средствам обработки информации и предназначена для работы в условиях непрерывного технологического процесса.

Применение системы позволяет ускорить процесс переработки вагонов (тем самым повышая их пропускную способность), снизить связанные с этим эксплуатационные затраты, автоматизировать идентификацию грузовых подвижных составов, обеспечит получение и долговременное хранение информации о прохождении железнодорожных составов через зону контроля.

Область применения системы «ARSCIS»:

· нефтеперерабатывающие заводы;

· металлургические, горно-обогатительные комбинаты;

· топливно-заправочные комплексы;

· сортировочные станции;

· продуктохранилища;

· промышленные предприятия;

· таможенные терминалы.

Основные функциональные возможности «ARSCIS»

· формирование и ввод в ЭВМ видеопоследовательности изображений рабочей сцены (телевизионный сигнал с камеры);

· автоматизированная диагностика появления железнодорожного состава в зоне контроля (при появлении железнодорожного состава автоматически включается запись видеосигнала и осуществляется распознавание номеров);

· локализация, сопровождение и подсчёт вагонов подвижного состава;

· выявление и распознавание номеров вагонов;

· формирование списка вагонов подвижного состава;

· сверка номеров вагонов по натур-листу;

· оповещение оператора в случае несоответствия результатов распознавания данным натур-листа и предоставление изображений с нераспознанными или отсутствующими номерами оператору для принятия решения;

· ручной и автоматический режим сверки;

· запись и долговременное хранение информации о прошедших составах;

· хранение видеофрагментов прошедших составов, с возможностью последующего просмотра;

· ведение базы данных прошедших составов с информацией о времени и дате прохождения, результатах проверки, работника осуществлявшего контроль, изображений с номерами всех вагонов соответствующего подвижного состава;

· обеспечение дополнительных функций по работе с данными: архивация, просмотр, вывод на печать, формирование отчётов;

· защита информации от несанкционированного доступа, изменение параметров и доступ в систему осуществляется через систему паролей с разграничением прав доступа;

· ведение журнала работы с системой;

· время и дата включения и выключения системы;

· смена работника осуществляющего контроль;

· регистрация действий, произведённых в системе;

· система сигнализации и голосового оповещения;

· взаимодействие с другими модулями и программами, используемыми в рамках интегрированной системы автоматизированного управления станционными технологиями.

Автоматизированные системы идентификации подвижного состава других стран

В Северной Америке эксплуатируется система автоматической радиочастотной идентификации железнодорожных транспортных средств Amtech стандарта ISO 10374. Систему выпускает компания Amtech Systems Division - подразделение корпорации Intermec Technologies (США).

В 1991 г. Ассоциация американских железных дорог приняла решение об обязательной установке кодовых бортовых датчиков Amtech на всех без исключения железнодорожных вагонах и локомотивах в США. Экономический эффект от внедрения системы заключается в уменьшении числа ошибок в расчетах оплаты за перевозки, оперативной передаче информации клиентам, снижении затрат на отыскание вагонов, загрузке вагонов точно по графику, создании условий для точного регулирования парка подвижного состава, расширении услуг железных дорог, сквозной обработке данных и росте качества перевозок.

Система позволяет автоматически отслеживать прибытие вагонов на станции назначения или разгрузки, подъездные пути предприятий, сортировочные станции, а также их отправление. С ее помощью реализован также контроль за использованием локомотивов.

В Европе для идентификации транспортных средств используется система Dynicom - совместная разработка фирм Amtech и Alcatel. Она отличается от североамериканской системы рабочими характеристиками, местами расположения считывателя и датчика. Считыватель размещается в колее между рельсами, бортовой датчик крепится к кузову вагона снизу. Используются радиочастоты в диапазоне 2400 - 2500 МГц. Максимальная скорость движения состава мимо пункта считывания достигает 400 км/ч. На железнодорожном транспорте система Dynicom используется во Франции, Швейцарии, Польше, Испании. Она применяется также на метрополитенах Брюсселя, Парижа и Гамбурга.

Автоматизированная система идентификации подвижного состава на железнодорожном транспорте Dynicom позволяет решать следующие задачи:

- мониторинг транспортных потоков, подвижного состава и грузов в режиме реального времени;

- повышение эффективности использования подвижного парка за счет снижения времени простоя и сроков ремонта;

- повышение качества перевозок грузов;

- усиление контроля за состоянием дорожных магистралей;

- усиление контроля за условиями эксплуатации подвижного состава;

- интеграция в общеевропейскую автоматизированную систему идентификации подвижного состава;

- ликвидация источников ошибок, связанных с ручным вводом исходных данных.

Развитие компьютерных систем управления, внедрение информационных технологий, в том числе Системы автоматической идентификации подвижного состава, позволяют поэтапно устранять существующие недостатки в организации перевозочного процесса, сделать его полностью детерминированным, повысить сохранность подвижного состава, тем самым обеспечить большую безопасность перевозок.