RU2800560C1 - Railway vehicle monitoring system - Google Patents
Railway vehicle monitoring system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800560C1 RU2800560C1 RU2022131481A RU2022131481A RU2800560C1 RU 2800560 C1 RU2800560 C1 RU 2800560C1 RU 2022131481 A RU2022131481 A RU 2022131481A RU 2022131481 A RU2022131481 A RU 2022131481A RU 2800560 C1 RU2800560 C1 RU 2800560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- board
- signals
- information
- navigation satellite
- module
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системе текущего контроля для железнодорожных поездов.The present invention relates to a monitoring system for railway trains.
Из патента РФ №2457131 на изобретение известна система мониторинга работы железнодорожного вагона, содержащего корпус вагона и множество тележек, каждая из которых несет один или более комплектов колес, и установленных на железнодорожном вагоне, содержащая один или более чувствительных блоков, каждый из которых содержит несущую подушку, размещенную между комплектом колес и соответствующей тележкой, один или более датчиков, размещенных на указанной подушке и предназначенных для измерения параметров, существенных для функционирования железнодорожного вагона, вычислительный элемент, размещенный на указанных подушках, запрограммированный для управления частотой дискретизации и периодичностью дискретизации считываний из одного или более датчиков и для выполнения анализа собранных данных указанных считываний, и блок связи, размещенный на указанных подушках и предназначенный для передачи данных, выбранных в результате анализа, блок управления данными, размещенный на железнодорожном вагоне и предназначенный для приема данных, переданных с одной или более подушек, анализа указанных данных и для выборочной передачи этих данных приемнику, размещенному в месте, дистанционно удаленном от железнодорожного вагона.From the patent of the Russian Federation No. 2457131 for the invention, a monitoring system for the operation of a railway car is known, containing a car body and a plurality of bogies, each of which carries one or more sets of wheels, and installed on a railway car, containing one or more sensitive units, each of which contains a carrier cushion , placed between the set of wheels and the corresponding bogie, one or more sensors placed on the specified pad and designed to measure parameters essential for the functioning of the railway car, a computing element located on the specified pads, programmed to control the sampling rate and sampling rate of readings from one or more than sensors and for performing analysis of the collected data of said readings, and a communication unit placed on said pads and designed to transmit data selected as a result of the analysis, a data control unit placed on a railway car and designed to receive data transmitted from one or more pads , analyzing said data and for selectively transmitting this data to a receiver located at a location remote from the railway car.
Из патента РФ №2470814 на изобретение известен способ оптимизации работы поезда, при котором: определяют параметр железнодорожного вагона для, по меньшей мере, одного вагона, подлежащего включению в поезд, и создают план поездки поезда на основании параметра вагона в соответствии с, по меньшей мере, одним эксплуатационным критерием для поезда, при этом способ дополнительно включает определение положения вагона в поезде на основании, по меньшей мере, одного параметра вагона.From the patent of the Russian Federation No. 2470814 for the invention, a method for optimizing the operation of a train is known, in which: a railway car parameter is determined for at least one car to be included in the train, and a train trip plan is created based on the car parameter in accordance with at least , one operational criterion for the train, the method further comprising determining the position of the car in the train based on at least one parameter of the car.
Из патента № CN107554556 известна Железнодорожная мобильная блок-система для большегрузных перевозок, основанная на беспроводной связи, характеризуется наличием:From patent No. CN107554556 known Railway mobile block system for heavy transport, based on wireless communication, is characterized by the presence of:
коммуникационное оборудование, оборудование для позиционирования, установленное на транспортном средстве контрольное оборудование, беспроводной блок-центр и система автоматического вождения, при этом,communication equipment, positioning equipment, vehicle-mounted control equipment, wireless block center and automatic driving system, while,
установленное на транспортном средстве управляющее оборудование размещается в поезде и используется для приема информации о местоположении поезда от оборудования определения местоположения, а оборудование определения местоположения содержит спутниковое оборудование определения местоположения;the vehicle-mounted control equipment is housed in the train and is used to receive train location information from the location equipment, and the location equipment includes satellite location equipment;
коммуникационное оборудование связано с установленной на вагоне аппаратурой управления и используется для передачи информации о местоположении поезда; а такжеcommunication equipment is connected to the control equipment installed on the car and is used to transmit information about the location of the train; and
центр радиоблока расположен на земле и используется для получения информации о местоположении поезда и отправки разрешения на движение в соответствии с информацией о местоположении поезда, а также для получения разрешения на движение используется оборудование связи;the center of the radio unit is located on the ground and is used to obtain train position information and send a traffic permit according to the train position information, and use communication equipment to obtain a traffic permit;
система автоматического вождения используется для:the automatic driving system is used for:
оценка того, заторможен ли поезд;assessing whether the train is stalled;
когда поезд не тормозится, оценивают, превышает ли градиентное эквивалентное ускорение максимальное замедление при электрическом торможении;when the train is not braked, it is judged whether the gradient equivalent acceleration exceeds the maximum electrical braking deceleration;
когда градиентное эквивалентное ускорение превышает максимальное замедление электрического тормоза, определяют, находится ли скорость поезда в рекомендуемом декомпрессионном интервале, при этом нижнее предельное значение рекомендуемого декомпрессионного интервала рассчитывается по следующей формуле: JY=max [(V1-a2×t1),(V2+a2×t2)], где JY - нижнее предельное значение рекомендуемого декомпрессионного интервала, V1 - наименьший предел скорости тела поезда, V2 - текущая скорость поезда, a2 - разница между ускорением, эквивалентным градиенту, и максимальным замедлением поезда (электротормоз на кузове вагона), t1 - время задержки срабатывания, t, для сброса давления в тормозах полного поезда, t2 - время остаточной зарядки воздухом после сброса последнего торможения полного поезда;when the gradient equivalent acceleration exceeds the maximum deceleration of the electric brake, it is determined whether the train speed is in the recommended decompression interval, and the lower limit value of the recommended decompression interval is calculated by the following formula: JY=max [(V 1 -a 2 ×t 1 ),( V 2 +a 2 ×t 2 )], where JY is the lower limit value of the recommended decompression interval, V 1 is the lowest limit of the speed of the train body, V 2 is the current speed of the train, a 2 is the difference between the acceleration equivalent to the gradient and the maximum deceleration trains (electric brake on the car body), t 1 - response delay time, t, to relieve pressure in the brakes of a full train, t 2 - time of residual air charging after resetting the last braking of a full train;
и когда скорость поезда не соответствует рекомендуемому интервалу декомпрессии, выполнение электрического торможения, чтобы гарантировать снижение скорости поезда до рекомендуемого интервала декомпрессии.and when the train speed is not within the recommended decompression interval, performing electrical braking to ensure that the train speed is reduced to the recommended decompression interval.
Из патента № US9365223 известна Система контроля вагона, содержащая:From US Pat. No. US9365223 a Wagon Control System is known, comprising:
множество сенсорных устройств, расположенных на вагоне, для контроля параметров или состояния вагона, причем каждое из указанных сенсорных устройств отделено друг от друга и включает в себя датчик для контроля одного из указанных параметров или состояний вагона;a plurality of sensor devices located on the car for monitoring parameters or states of the car, each of said sensor devices being separated from each other and including a sensor for monitoring one of said parameters or states of the car;
указанное множество сенсорных устройств, включая по меньшей мере одно сенсорное устройство температуры, имеющее:said plurality of sensor devices, including at least one temperature sensor device having:
кожух;casing;
датчик температуры, имеющий тепловую связь с элементом вагона, температура которого контролируется, причем этот элемент находится вне указанного корпуса;a temperature sensor in thermal communication with the element of the car, the temperature of which is controlled, and this element is located outside the specified housing;
электрическая схема связи с указанным датчиком температуры для получения информации, что касается измеряемой температуры, указанная электрическая схема расположена внутри указанного корпуса;an electrical circuit for communication with said temperature sensor to obtain information regarding the measured temperature, said electrical circuit is located inside said housing;
источник питания, электрически соединенный с указанной электрической схемой для подачи на нее питания, при этом указанный источник питания расположен внутри указанного корпуса;a power supply electrically connected to said electrical circuit for supplying power thereto, said power supply being located within said housing;
устройство связи, способное передавать информацию относительно температуры, измеренной посредством беспроводной связи, указанное устройство связи расположено в указанном корпусе; а такжеa communication device capable of transmitting information regarding the temperature measured by wireless communication, the specified communication device is located in the specified housing; and
блок управления связью, установленный на железнодорожном вагоне, обеспечивающий двустороннюю беспроводную связь с каждым из указанного множества сенсорных устройств для приема информации оттуда указанный блок управления связью, имеющий устройство беспроводной связи для широковещательной передачи Информации об отслеживаемом параметре или состоянии.a communication control unit installed on a railway car, providing two-way wireless communication with each of the specified plurality of sensor devices for receiving information from there, the specified communication control unit having a wireless communication device for broadcasting Information about the monitored parameter or status.
Из патента РФ № 2745168 на изобретение известно устройство мониторинга и диагностики грузового вагона, содержащее корпус, передняя часть которого полностью или частично выполнена из радиопрозрачного материала, при этом задняя часть корпуса является его основанием, в котором выполнены отверстия для его фиксации с внешней стороны буксового узла грузового вагона, внутри корпуса размещены блок GPS/ГЛОНАСС позиционирования для отслеживания местоположения грузового вагона, блок связи для передачи данных местоположения и состояния грузового вагона на удаленный сервер, блок датчиков, содержащий датчик оборотов колеса, блок внешнего интерфейса для подключения внешних дополнительных датчиков или систем, блок процессора, осуществляющий взаимодействие между блоками, и узел автономного электропитания для снабжения электрической энергией всех блоков устройства, при этом блок внешнего интерфейса выполнен в виде проводного или беспроводного цифрового интерфейса, выполненного с возможностью передачи электрической энергии от узла автономного электропитания, датчик оборотов колеса основан на эффекте Холла, блок процессора программным модулем инерциальной навигации дополнительно осуществляет обработку данных о местоположении грузового вагона по данным датчика ускорений, гироскопа и магнитометра, входящих в состав блока датчиков, с учетом триангуляции расстояния до ближайших станций мобильной сотовой связи от блока связи, при этом блок памяти обеспечивает постоянство записи данных о местоположении и состоянии грузового вагона, записывая новые данные поверх самых ранних, тем самым образуя кольцевой буфер. Узел автономного электропитания содержит электрический генератор, блок управления питанием, блок стабилизации мощности и аккумуляторную батарею. Блок управления питанием снабжен модулем управления уровнем заряда аккумуляторной батареи и контроля состояния аккумуляторной батареи. Блок процессора осуществляет периодический контроль фактического диаметра колеса, замеряя пройденное грузовым вагоном расстояние по данным блока GPS/ГЛОНАСС позиционирования и модуля инерциальной навигации блока процессора и деля его на количество оборотов колеса, полученное с датчика числа оборотов, и при соответствующем изменении делает запись в блок памяти. Данные о местоположении и состоянии грузового вагона фиксируются через равные расстояния или при превышении заданных критических значений, записываются в блок энергонезависимой памяти и передаются на удаленный сервер при наличии канала связи через блок связи. Антенны блока GPS/ГЛОНАСС позиционирования и блока связи установлены таким образом, чтобы диаграммы направленности каждой антенны своими максимальными лепестками были направлены между вертикальной и горизонтальной осями.From the patent of the Russian Federation No. 2745168 for the invention, a device for monitoring and diagnosing a freight car is known, containing a body, the front part of which is completely or partially made of a radio-transparent material, while the rear part of the body is its base, in which holes are made for fixing it on the outside of the axle box of a freight car, inside the body there is a GPS/GLONASS positioning unit for tracking the location of a freight car, a communication unit for transmitting data on the location and status of a freight car to a remote server, a sensor unit containing a wheel speed sensor, an external interface unit for connecting external additional sensors or systems, a processor unit that interacts between the units, and an autonomous power supply unit for supplying electrical energy to all units of the device, while the external interface unit is made in the form of a wired or wireless digital interface, configured to transfer electrical energy from the autonomous power supply unit, the wheel speed sensor is based on Hall effect, the processor unit by the inertial navigation software module additionally processes data on the location of the freight car according to the data of the acceleration sensor, gyroscope and magnetometer, which are part of the sensor unit, taking into account the triangulation of the distance to the nearest mobile cellular communication stations from the communication unit, while the memory unit ensures the persistence of the recording of the location and state of the freight car, overwriting the newest data over the earliest ones, thereby forming a ring buffer. The autonomous power supply unit contains an electric generator, a power control unit, a power stabilization unit and a storage battery. The power control unit is equipped with a module for controlling the level of charge of the battery and monitoring the state of the battery. The processor unit performs periodic monitoring of the actual wheel diameter by measuring the distance traveled by the freight car according to the data of the GPS/GLONASS positioning unit and the inertial navigation module of the processor unit and dividing it by the number of wheel revolutions received from the speed sensor, and, if the change is appropriate, makes a record in the memory block . Data on the location and state of the freight car are recorded at equal distances or when the specified critical values are exceeded, recorded in a non-volatile memory unit and transmitted to a remote server if there is a communication channel through the communication unit. The antennas of the GPS/GLONASS positioning unit and the communication unit are installed in such a way that the radiation patterns of each antenna with their maximum lobes are directed between the vertical and horizontal axes.
Из патента РФ № 2681275 на изобретение известна система дистанционного мониторинга железнодорожного транспортного средства, включающая мобильную и стационарную части, снабженные соответствующим программным обеспечением и связанные каналами внутренней и внешней связи, мобильная часть системы размещена на железнодорожном транспортном средстве, содержащем кузов, установленный на ходовые тележки, включающие надрессорные балки, боковые рамы, мобильная аппаратная часть системы, размещенная на железнодорожном подвижном составе, оснащена функциональными измерительными блоками, в состав которых входят измерительные датчики-преобразователи, связанные с микроконтроллером, который, в свою очередь, соединен с часами для синхронизации своей работы с другими элементами системы, с источником питания, с датчиком положения в пространстве, с датчиком внутренней температуры, с блоком связи для связи с центральным бортовым вычислительным блоком, который предназначен для сбора и обработки данных со всех функциональных измерительных блоков, формирования информационный посылки и ее отправки по каналам внешней связи на стационарную часть системы в виде центрального сервера и через него - на рабочие станции пользователей системы; центральным бортовым вычислительным блоком, который содержит микроконтроллер (ЦПУ), связанный с часами, источником питания, с датчиком внутренней температуры, с блоками связи для связи по каналам внешней связи на стационарную часть системы в виде центрального сервера, с блоком связи для связи с функциональными измерительными блоками по каналами внутренней связи, для определения координат железнодорожного транспортного средства центральный бортовой вычислительный блок обеспечен модулем глобальной навигационной спутниковой системы, отличающаяся тем, что для увеличения надежности и защищенности системы от внешних воздействий и внутренних сбоев в систему введены дополнительные контролирующие и резервирующие элементы, предназначенные для контроля работоспособности как отдельных частей системы, так и всей системы в целом, которые выполнены в виде дополнительных контрольных датчиков и энергонезависимых блоков памяти, дополнительные контрольные датчики содержат микроконтроллер, часы, источник питания, блок связи внутреннего канала связи, датчик внутренней температуры, датчик положения в пространстве; аналогичными датчиками положения в пространстве также дополнительно оснащены функциональные измерительные блоки, центральный бортовой вычислительный блок, резервирующие элементы выполнены в виде энергонезависимых блоков памяти, введенных в состав функциональных измерительных блоков, в состав центрального бортового вычислительного блока и в состав дополнительных контрольных датчиков.From RF patent No. 2681275 for the invention, a system for remote monitoring of a railway vehicle is known, including a mobile and stationary parts, equipped with appropriate software and connected by internal and external communication channels, the mobile part of the system is placed on a railway vehicle containing a body mounted on undercarriages, including bolsters, side frames, the mobile hardware of the system, located on the railway rolling stock, is equipped with functional measuring units, which include measuring transducers associated with a microcontroller, which, in turn, is connected to a clock to synchronize its work with other elements of the system, with a power source, with a position sensor in space, with an internal temperature sensor, with a communication unit for communication with the central onboard computing unit, which is designed to collect and process data from all functional measuring units, generate an information package and send it via external communication channels to the stationary part of the system in the form of a central server and through it to the workstations of system users; a central on-board computing unit that contains a microcontroller (CPU) connected to the clock, a power source, an internal temperature sensor, communication units for communication via external communication channels to the stationary part of the system in the form of a central server, with a communication unit for communication with functional measuring blocks via intercom channels, to determine the coordinates of a railway vehicle, the central onboard computing unit is provided with a module of the global navigation satellite system, characterized in that, in order to increase the reliability and security of the system from external influences and internal failures, additional control and redundant elements are introduced into the system, designed to monitoring the performance of both individual parts of the system and the entire system as a whole, which are made in the form of additional control sensors and non-volatile memory blocks, additional control sensors contain a microcontroller, a clock, a power source, an internal communication channel communication unit, an internal temperature sensor, a position sensor in space; the functional measuring units, the central onboard computing unit, the redundant elements are made in the form of non-volatile memory blocks introduced into the functional measuring units, into the central onboard computing unit and into the composition of additional control sensors.
Недостатком всех известных систем мониторинга является недостаточная достоверность контроля состояния железнодорожного вагона, неполнота информации, получаемой в процессе мониторинга.The disadvantage of all known monitoring systems is the lack of reliability of monitoring the state of the railway car, the incompleteness of the information obtained in the monitoring process.
Изобретение по патенту №2681275 выбрано в качестве наиболее близкого аналога.The invention according to patent No. 2681275 is selected as the closest analogue.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением – обеспечение полноты и достоверности сбора информации о состоянии железнодорожного транспортного средства, обеспечивающего повышение качества и эффективности мониторинга.The technical problem solved by the invention is to ensure the completeness and reliability of the collection of information about the state of the railway vehicle, which improves the quality and efficiency of monitoring.
Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение качества и эффективности мониторинга за счет повышения полноты и достоверности информации о состоянии поезда.The technical result achieved by the invention is to improve the quality and efficiency of monitoring by increasing the completeness and reliability of information about the state of the train.
Технический результат достигается за счет того, что в системе мониторинга железнодорожного транспортного средства, включающей бортовую и стационарную части, снабженные соответствующим программным обеспечением и связанные каналами внутренней и внешней связи, бортовая часть системы размещена на железнодорожном транспортном средстве, содержащем кузов, установленный на ходовые тележки, включающие надрессорные балки, боковые рамы, бортовая аппаратная часть системы, размещенная на железнодорожном подвижном составе, оснащена измерительными датчиками-преобразователями, связанными с бортовым микропроцессором, бортовым модулем навигационной спутниковой связи для определения координат железнодорожного транспортного средства, микропроцессор предназначен для сбора и обработки данных со всех функциональных измерительных блоков, формирования информационной посылки и ее отправки по каналам внешней связи через внешние стационарные приемники сигналов на стационарную часть системы в виде центрального процессора, согласно изобретению система содержит бортовой GSM-модем, внешние стационарные приемники сигналов представляют собой приемники сотовой связи стандарта GSM, измерительные датчики-преобразователи, оценка сигналов с которых осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходных сигналов с указанных датчиков-преобразователей, система снабжена модулем хранения информации, полученной от измерительных датчиков-преобразователей и от бортового модуля навигационной спутниковой системы, при этом модуль хранения информации выполнен с возможностью обеспечения сохранения поступающей информации, в том числе в период отсутствия связи между бортовым модулем навигационной спутниковой связи с внешним стационарным приемником сигналов до момента ее возобновления с синхронизацией сигналов с датчиков-преобразователей и сигналов от бортового модуля навигационной спутниковой связи, а также с возможностью передачи информации через GSM-модем на внешний стационарный приемник сигналов при наличии указанной связи, система содержит автономный источник электропитания для GSM-модема, микропроцессора, бортового модуля навигационной спутниковой связи, модуля хранения информации.The technical result is achieved due to the fact that in the monitoring system of a railway vehicle, including on-board and stationary parts, equipped with appropriate software and connected by internal and external communication channels, the on-board part of the system is placed on a railway vehicle containing a body mounted on undercarriages, including bolsters, side frames, the onboard hardware of the system, located on the railway rolling stock, is equipped with measuring transducers associated with the onboard microprocessor, the onboard navigation satellite communication module for determining the coordinates of the railway vehicle, the microprocessor is designed to collect and process data from all functional measuring units, generating an information package and sending it via external communication channels through external stationary signal receivers to the stationary part of the system in the form of a central processor, according to the invention, the system contains an on-board GSM modem, external stationary signal receivers are GSM cellular receivers, measuring sensors-converters, the evaluation of signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area on which the output signals from the indicated sensors-converters have changed, the system is equipped with a module for storing information received from the measuring sensors-converters and from the onboard module of the navigation satellite system, while the storage module information is configured to ensure the preservation of incoming information, including during the period of lack of communication between the onboard navigation satellite communication module with an external stationary signal receiver until it is resumed with synchronization of signals from transducers and signals from the onboard navigation satellite communication module, as well as with the possibility of transmitting information via a GSM modem to an external stationary signal receiver in the presence of the specified connection, the system contains an autonomous power supply for the GSM modem, a microprocessor, an onboard navigation satellite communication module, and an information storage module.
Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик оборотов оси.The measuring transducer, the evaluation of the signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area on which the change in the output signal occurred, is the axis revolution sensor.
Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик недопустимых ударных нагрузок, установленный на ходовой тележке.The measuring transducer, the evaluation of the signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area on which the change in the output signal occurred, is a sensor of unacceptable shock loads installed on the undercarriage.
Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик контроля технического состояния колесной пары, установленный на ходовой тележке. The measuring transducer, the evaluation of the signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area on which the change in the output signal occurred, is the sensor for monitoring the technical condition of the wheelset, installed on the undercarriage.
Источник электропитания выполнен в виде электрогенератора, ротор которого приводится во вращение от оси колесной пары.The power supply source is made in the form of an electric generator, the rotor of which is driven from the axis of the wheelset.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
Заявляемая система мониторинга железнодорожного транспортного средства включает бортовую (размещенная на транспортном средстве) и стационарную (размещенную вне транспортного средства) части, снабженные соответствующим программным обеспечением и связанные каналами внутренней и внешней связи; бортовая часть системы размещена на железнодорожном транспортном средстве, содержащем кузов, установленный на ходовые тележки, включающие надрессорные балки, боковые рамы; бортовая аппаратная часть системы, размещенная на железнодорожном подвижном составе, оснащена измерительными датчиками-преобразователями, связанными с бортовым микропроцессором, бортовым модулем навигационной спутниковой связи для определения координат железнодорожного транспортного средства, например GPS или GLONASS модули; микропроцессор предназначен для сбора и обработки данных со всех датчиков-преобразователей, формирования информационной посылки, в виде информационного сигнала, и ее отправки по каналам внешней связи через внешние стационарные приемники сигналов на стационарную часть системы в виде центрального процессора (центрального сервера). Система содержит бортовой GSM-модем, внешние стационарные приемники сигналов представляют собой приемники сотовой связи стандарта GSM, т.е. по сути представляют собой вышки сотовой связи. Измерительные датчики-преобразователи, оценка сигналов с которых осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходных сигналов с указанных датчиков-преобразователей. Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик оборотов оси, поскольку скорость вагона зависит от характеристики местности (наклон, подъем, изгиб). Поэтому анализировать состояние вагона необходимо с учетом именно особенностей местности, позволяющей наиболее адекватным образом учитывать показания датчика оборотов оси. Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик недопустимых ударных нагрузок, установленный на ходовой тележке, поскольку ударные нагрузки на вагон также могут быть обусловлены характером местности, по которой движется вагон (наклон, подъем, изгиб). Измерительным датчиком-преобразователем, оценка сигналов с которого осуществляется с учетом координат местности, на которой произошло изменение выходного сигнала, является датчик контроля технического состояния колесной пары, установленный на ходовой тележке, поскольку техническое состояние пары также необходимо учитывать с учетом нагрузок, воздействующих на колесную пару и обусловленных особенностью местности.The inventive monitoring system of a railway vehicle includes onboard (placed on the vehicle) and stationary (placed outside the vehicle) parts, equipped with appropriate software and connected by internal and external communication channels; the onboard part of the system is placed on a railway vehicle containing a body mounted on undercarriages, including bolsters, side frames; the on-board hardware of the system, located on the railway rolling stock, is equipped with measuring transducers associated with the on-board microprocessor, the on-board navigation satellite communication module for determining the coordinates of the railway vehicle, for example, GPS or GLONASS modules; the microprocessor is designed to collect and process data from all transducers, generate an information package in the form of an information signal, and send it via external communication channels through external stationary signal receivers to the stationary part of the system in the form of a central processor (central server). The system contains an on-board GSM modem, external stationary signal receivers are GSM cellular receivers, i.e. They are essentially cell towers. Measuring transducers, the evaluation of the signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area on which the change in the output signals from the specified transducers occurred. The measuring transducer, the evaluation of signals from which is carried out taking into account the coordinates of the terrain on which the change in the output signal occurred, is the axle revolution sensor, since the speed of the car depends on the characteristics of the terrain (tilt, rise, bend). Therefore, it is necessary to analyze the state of the car taking into account the specifics of the terrain, which makes it possible to take into account the readings of the axle speed sensor in the most adequate way. The measuring transducer, the signals from which are evaluated taking into account the coordinates of the area where the output signal has changed, is the sensor of unacceptable shock loads installed on the undercarriage, since shock loads on the car can also be due to the nature of the terrain on which the car is moving ( slope, rise, bend). The measuring transducer, the evaluation of signals from which is carried out taking into account the coordinates of the area where the output signal has changed, is the sensor for monitoring the technical condition of the wheelset, installed on the undercarriage, since the technical condition of the pair must also be taken into account, taking into account the loads acting on the wheelset and due to the characteristics of the area.
Система снабжена модулем хранения информации, полученной от измерительных датчиков-преобразователей и от бортового модуля навигационной спутниковой системы. Модуль хранения информации может представлять собой функциональный модель микропроцессора. Модуль хранения информации выполнен с возможностью обеспечения сохранения поступающей информации, в том числе в период отсутствия связи между бортовым модулем навигационной спутниковой связи с внешним стационарным приемником сигналов до момента ее возобновления с синхронизацией сигналов с датчиков-преобразователей и сигналов от бортового модуля навигационной спутниковой связи, а также с возможностью передачи информации через GSM-модем на внешний стационарный приемник сигналов при наличии указанной связи, система содержит источник электропитания для GSM-модема, микропроцессора, бортового модуля навигационной спутниковой связи, модуля хранения информации.The system is equipped with a module for storing information received from measuring transducers and from the onboard module of the navigation satellite system. The information storage module may be a functional model of a microprocessor. The information storage module is configured to ensure the storage of incoming information, including during the period of lack of communication between the on-board navigation satellite communication module with an external stationary signal receiver until it is resumed with synchronization of signals from transducers and signals from the onboard navigation satellite communication module, and also with the possibility of transmitting information via a GSM modem to an external stationary signal receiver in the presence of the specified connection, the system contains a power supply for the GSM modem, a microprocessor, an onboard navigation satellite communication module, and an information storage module.
Источник электропитания выполнен в виде электрогенератора, ротор которого приводится во вращение от оси колесной пары, например, в виде генератора, известного из патента РФ №2745168, или из патента РФ №2778174. Генератор перерабатывает механическую энергию вращения колёсных пар в электрическую энергию, благодаря чему обеспечивается питание модулей и высокая автономность системы. Наличие автономного источника электропитания с генератором обеспечивает надежность работы системы. Установка генератора на оси вагона исключает необходимость в использовании дополнительных источников питания для генератора, что существенно упрощает конструкцию системы и обеспечивает бесперебойное питание всех энергопотребляющих элементов системы.The power source is made in the form of an electric generator, the rotor of which is driven from the axis of the wheelset, for example, in the form of a generator known from the patent of the Russian Federation No. 2745168, or from the patent of the Russian Federation No. 2778174. The generator converts the mechanical energy of the rotation of the wheelsets into electrical energy, which ensures the power supply of the modules and high autonomy of the system. The presence of an autonomous power supply with a generator ensures the reliability of the system. Installing the generator on the axle of the car eliminates the need to use additional power sources for the generator, which greatly simplifies the design of the system and ensures uninterrupted power supply to all energy-consuming elements of the system.
Передача сигналов от измерительных датчиков-преобразователей по каналам сотовой связи на внешние стационарные приемники сигналов сотовой связи возможна только в моменты, когда такая связь обеспечена. При прохождении участков путей в зонах, в которых отсутствует связь с внешними стационарными приемниками сотовой связи, передача информации, поступающей от датчиков-преобразователей и от модуля навигационной спутниковой связи прекращается. В такие моменты времени мониторинг состояния вагона невозможен, информация о состоянии вагона теряется.Transmission of signals from measuring sensors-converters via cellular communication channels to external stationary receivers of cellular communication signals is possible only at the moments when such communication is provided. When passing sections of tracks in areas where there is no connection with external stationary cellular receivers, the transmission of information coming from the sensors-converters and from the navigation satellite communication module is terminated. At such moments of time, monitoring of the state of the car is impossible, information about the state of the car is lost.
В связи с этим, заявляемая система снабжена модулем хранения информации, полученной от измерительных датчиков-преобразователей и от модуля навигационной спутниковой системы. Для этого модуль хранения информации может быть соединен или непосредственно с датчиками-преобразователями, или с микропроцессором, осуществляющим обработку сигналов с датчиков-преобразователей, или одновременно с датчиками и микропроцессором. In this regard, the claimed system is equipped with a module for storing information received from the measuring transducers and from the module of the navigation satellite system. To do this, the information storage module can be connected either directly to the transducer sensors, or to a microprocessor that processes signals from the transducer sensors, or simultaneously to the sensors and the microprocessor.
Информация, получаемая от измерительных датчиков или микропроцессора характеризует состояние вагона. При наличии связи между внешним стационарным приемником сотовой связи и бортовым GSM-модемом модуль хранения информации может также хранить информацию, но такая функция модуля хранения информации является факультативной, страховочной, поскольку при наличии указанной связи информация сразу передается на центральный процессор (сервер), где обеспечивается прием, обработка и хранение информации. The information received from the measuring sensors or the microprocessor characterizes the state of the car. If there is a connection between an external stationary cellular receiver and an onboard GSM modem, the information storage module can also store information, but this function of the information storage module is optional, safety, because if there is a specified connection, the information is immediately transmitted to the central processor (server), where it is provided receiving, processing and storing information.
При прохождении местности, на которой отсутствует связь между бортовым GSM-модемом и внешним стационарным приемником сотовой связи, сигнал с бортового модуля GSM-модема на модуль хранения информации прекращается, что является командой для модуля хранения информации на обеспечение хранения информации с датчиков-преобразователей и/или микропроцессора до момента возобновления связи между бортовым GSM-модемом и внешним стационарным приемником сотовой связи. В этот период времени хранение информации, поступающей в модуль хранения информации должно обеспечиваться с синхронизацией сигналов с датчиков-преобразователей и сигналов от бортового модуля навигационной спутниковой связи с тем, чтобы обеспечить возможность мониторинга состояния вагона по сигналам с датчиков-преобразователей в соответствии с параметрами местности, на которой имело место то или иное изменение сигналов с датчиков.When passing through a terrain where there is no connection between the onboard GSM modem and an external stationary cellular receiver, the signal from the onboard GSM modem module to the information storage module stops, which is a command for the information storage module to store information from sensors-converters and / or microprocessor until the connection between the onboard GSM modem and the external stationary cellular receiver is resumed. During this period of time, the storage of information received by the information storage module should be provided with synchronization of signals from transducer sensors and signals from the on-board navigation satellite communication module in order to ensure the possibility of monitoring the state of the car using signals from transducer sensors in accordance with terrain parameters, on which one or another change in the signals from the sensors took place.
В момент появления связи между бортовым GSM-модемом и внешним стационарным приемником сотовой связи модуль хранения информации обеспечивает передачу сохраненной информации через бортовой GSM-модем на внешний стационарный приемник сотовой связи.At the moment of connection between the onboard GSM modem and the external stationary cellular receiver, the information storage module ensures the transfer of the stored information via the onboard GSM modem to the external stationary cellular receiver.
Таким образом обеспечивается абсолютная полнота информации, характеризующей синхронно как местность, по которой проходит вагон, так и сигналов, получаемых от датчиков-преобразователей. При этом система исключает возможность потери информации в моменты отсутствия связи между бортовым GSM-модемом и внешним стационарным приемником сотовой связи. Thus, the absolute completeness of information is ensured, characterizing simultaneously both the area through which the car passes, and the signals received from the transducers. At the same time, the system eliminates the possibility of information loss in the moments of lack of communication between the onboard GSM modem and an external stationary cellular receiver.
Существующие системы мониторинга (в том числе осуществляемые с помощью операторов мобильной связи) обеспечивают возможность сбора информации о состоянии вагона и местности, по которой проходит вагон, только в периоды наличия связи между бортовым модулем сотовой связи и внешним стационарным приемником сотовой связи.Existing monitoring systems (including those carried out with the help of mobile operators) provide the ability to collect information about the state of the car and the area through which the car passes, only during periods of communication between the on-board cellular communication module and an external stationary cellular receiver.
Возможность оценки показаний датчиков-преобразователей с учетом характеристики местности, по которой проходит вагон, без утери информации на участках местности, на которых отсутствует связь с внешними приемниками сотовой связи, обеспечивает во-первых полноту получаемой от датчиков-преобразователей информации, а во-вторых, обеспечивает абсолютную достоверность оценки, обработки такой информации, поскольку во все периоды времени, на каждом участке местности, по которой проходит вагон, сигналы с датчиков-преобразователей не только не терялись, но и оценивались именно с учетом местности. The possibility of evaluating the readings of transducer sensors, taking into account the characteristics of the terrain through which the car passes, without losing information in areas of the terrain where there is no connection with external cellular receivers, ensures, firstly, the completeness of the information received from the transducer sensors, and secondly, ensures the absolute reliability of the assessment, processing of such information, since in all periods of time, in each section of the terrain along which the car passes, the signals from the transducer sensors were not only not lost, but were also evaluated taking into account the terrain.
Система позволяет не только обеспечивать мониторинг состояния вагона в режиме онлайн, но и позволяет на основании полученных сведений моделировать поведение вагона (в частности, скорость вагона) при прохождении различных участков путей, что повышает безопасность движения вагона.The system allows not only to monitor the state of the car online, but also allows, based on the information received, to simulate the behavior of the car (in particular, the speed of the car) when passing through various sections of the track, which increases the safety of the car.
Управление функционированием модуля хранения информации организовано программными средствами. The operation of the information storage module is controlled by software.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижения технического результата, заключающегося в повышении качества и эффективности мониторинга за счет повышения полноты и достоверности информации о состоянии поезда.Thus, the claimed invention provides the achievement of the technical result, which consists in improving the quality and efficiency of monitoring by increasing the completeness and reliability of information about the state of the train.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2023/050216 WO2024117935A1 (en) | 2022-12-02 | 2023-09-12 | System for monitoring a railway vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800560C1 true RU2800560C1 (en) | 2023-07-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU225671U1 (en) * | 2023-12-13 | 2024-05-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ТН-Трек" | WIRELESS MODULE FOR CONTROL OF FREIGHT CAR PARAMETERS |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608206C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ" | System for remote monitoring of car conditions |
| RU2627959C1 (en) * | 2016-07-13 | 2017-08-14 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Информатизации, Автоматизации И Связи На Железнодорожном Транспорте" | Device for monitoring rail vehicle and magnetoelectric generator |
| RU2681275C1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-03-05 | Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") | System of distance monitoring of railway vehicle |
| WO2019141725A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Ovinto Cvba | Improved evaluation of filling state in cargo transport |
| RU2745168C1 (en) * | 2020-10-02 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "РаТорм" | Freight car monitoring and diagnostics device |
| RU214769U1 (en) * | 2022-08-01 | 2022-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр 2М" | Telematics block of the telematics system for monitoring the operation of freight cars |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608206C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ" | System for remote monitoring of car conditions |
| RU2627959C1 (en) * | 2016-07-13 | 2017-08-14 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Информатизации, Автоматизации И Связи На Железнодорожном Транспорте" | Device for monitoring rail vehicle and magnetoelectric generator |
| WO2019141725A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Ovinto Cvba | Improved evaluation of filling state in cargo transport |
| RU2681275C1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-03-05 | Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") | System of distance monitoring of railway vehicle |
| RU2745168C1 (en) * | 2020-10-02 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "РаТорм" | Freight car monitoring and diagnostics device |
| RU214769U1 (en) * | 2022-08-01 | 2022-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр 2М" | Telematics block of the telematics system for monitoring the operation of freight cars |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU225671U1 (en) * | 2023-12-13 | 2024-05-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ТН-Трек" | WIRELESS MODULE FOR CONTROL OF FREIGHT CAR PARAMETERS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2163626C (en) | Apparatus and method for detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks | |
| CA2163629C (en) | Mobile tracking unit capable of detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks | |
| CN114563169B (en) | Vehicle bearing unit state monitoring unit, system and method | |
| CA2744287C (en) | Device and method for a rail vehicle | |
| EP0705441B1 (en) | Mobile tracking units employing motion sensors for reducing power consumption | |
| CN110972066B (en) | Train and safety positioning system thereof | |
| AU2023251555A1 (en) | Transport and rail infrastructure monitoring system | |
| CN101159091B (en) | A train satellite positioning and information transmission system | |
| WO2017163819A1 (en) | Railway abnormality diagnosing system and data collecting device | |
| EA028937B1 (en) | Monitoring system for monitoring the axles of unpowered transport units | |
| RU2800560C1 (en) | Railway vehicle monitoring system | |
| WO2001089903A1 (en) | Monitoring system for railway vehicles | |
| WO2024117935A1 (en) | System for monitoring a railway vehicle | |
| RU2505861C1 (en) | Apparatus for controlling and recording fuel consumption on vehicle | |
| JP2018155541A (en) | Data collection system for railway vehicle vibration measurement | |
| CN112526570A (en) | Train positioning method and device | |
| AU2015268770B2 (en) | Device and Method for a Rail Vehicle | |
| TR2025007253T2 (en) | RAILWAY VEHICLE MONITORING SYSTEM | |
| AU2014280919B2 (en) | Device and method for a rail vehicle | |
| RU2698263C1 (en) | Device-system of identification of location and parameters of freight car movement | |
| Somà et al. | Study and design of a wireless monitoring device for intermodal freight wagons | |
| RU214769U1 (en) | Telematics block of the telematics system for monitoring the operation of freight cars | |
| RU214652U1 (en) | Module for collecting information of the telematic system for monitoring the operation of freight cars | |
| RU2848844C1 (en) | Automatic coupling device for freight cars | |
| RU2681472C1 (en) | Railway train mobile unit condition monitoring system |