Реферат за темою випускної роботи
Вступ
Через територіальну віддаленість виробника та споживача товарів кожне виробництво має потребу в перевезенні вантажів до споживача. Однією із галузей, які займаються доставкою вантажів, є залізниця.
Як і в інших вантажних компаній, одним з основних сервісів залізниці є надання інформації про поточний стан і місцезнаходження вантажу клієнту. Тому дуже гостро поставлено питання про надійну, точну та швидкодійну систему визначення місцезнаходження рухомих одиниць на залізниці.
Існує декілька способів вилучення інформації такого роду:
- Ручне введення інформації операторами при ДСП на станціях (така форма переважає на території України);
- Ідентифікація рухомого складу за допомогою радіолокаційних пристроїв, розташованих як на землі біля колії, так і на самих рухомих одиницях (в Україні використовується рідко);
- Визначення місця розташування за допомогою пристроїв GPS / ГЛОНАСС (взагалі не використовується на території України не поточний час).
В умовах глобальної автоматизації ручна праця давно не є найбільш ефективною. Таким чином, залишаються два останні варіанти.
При цьому похибка пристроїв безкоштовного GPS може досягати 15 метрів [1] (для ГЛОНАСС – і того більше [2]). Більш точні системи є досить дорогими. Таким чином, такий підхід можливий тільки для отримання інформації для клієнтів про місцезнаходження вантажів. Потреби ж самої залізниці з ідентифікації рухомого складу він не задовольняє, так як не дозволяє достовірно визначити шлях парку чи перегону, де знаходиться рухома одиниця.
Найбільш прийнятним залишається варіант визначення дислокації рухомої одиниці з допомогою підлогових пристроїв. Вони дають потрібну точність і прийнятну ціну. У світі існує багато різних систем:
- У північній Америці діє система Amtech (ISO 10374) [3];
- У Європі використовують систему Dynicom – спільна розробка фірм Amtech і Alcatel [3];
- В Росії використовують системи «Пальма» [3] і САІПС [4];
- В Україні використовуються системи «Каскад» і САІРС.
Всі ці системи спільні за однією якістю – зчитувальні пристрої знаходиться на землі, і передають інформацію на БД самі по собі. Тільки в останніх розробках систем ідентифікації в Європі локомотив став мати зчитувальні елементи як джерело дублюючої інформації.
В моїй магістерській роботі пропонується альтернативна концепція визначення місцезнаходження рухомої одиниці типу локомотив. Вона полягає в тому, що на землі біля колії для кожної блок-ділянки розміщується пристрій-передавач. Він генерує кодований сигнал і передає його в рейковий ланцюг. Проїжджаючих по цій блок-ділянці локомотив оснащується датчиком, який зчитує цей сигнал. Потім цей сигнал потрапляє через COM-порт в бортовий комп'ютер локомотива, виконаний на ПЛІС і містить ОС Linux. Потім за спеціальним алгоритмом за допомогою GPRS / EDGE локомотивом надсилається відповідне повідомлення на базу даних. У повідомленні знаходиться інформація про цей локомотивів і блок-ділянку, на яку він в'їхав. При цьому бортовий комп'ютер буде універсальним – на нього можна буде додати інші програми стеження за станом систем локомотива. Загальна структура системи представлена на рис. 1.
Рис.1. Загальна структура системи визначення місцезнаходження рухомої одиниці типу
локомотив
Прообразом цієї системи стала АЛСН – автоматична локомотивних сигналізація, яка використовується на залізниці вже понад 30 років [5]. Вона теж використовує колійний пристрій для передачі сигналу локомотива через колію. Істотним нововведенням є наявність бортового комп'ютера.
Таким чином, дослідження можна розбити на кілька частин:
- Дослідження роботи АЛСН і рейкового ланцюга в цілому для виявлення найбільш відповідного способу передачі сигналу через колію;
- Дослідження способів розміщення ОС Linux на ПЛІС;
- Дослідження можливих ПЛІС як апаратної частини бортового комп'ютера;
- Дослідження відповідних програмних засобів розробки для вибраної ПЛІС;
- Дослідження можливих вбудованих ОС як програмної частини бортового комп'ютера;
- Дослідження способів отримання інформації від зчитувального пристрою через COM-порт;
- Дослідження механізмів роботи програм-демонів у вбудованих ОС Linux;
- Дослідження стека протоколів TCP / IP у вбудованих ОС Linux;
- Моделювання процесу передачі інформації через колію;
- Моделювання процесу накопичення та обробки повідомлень від локомотивів на стороні БД.
Висновок
В результаті були проведені дослідження за всіма частинами системи автоматичного визначення місцезнаходження локомотива, як технологічними, так і технічними.
Області, до яких відносяться різні частини системи, описані по-різному. Так, робота з різними завданнями в Linux описана досить добре, чого не скажеш про пристрій передачі інформації через рейковий ланцюг, що використовується в АЛСН.
В результаті досліджень були вибрані технічні засоби для системи, засоби розробки апаратної і програмної частини, а також відповідні засоби моделювання.
У процесі пошуку інформації склався в цілому позитивний образ опису даної проблеми в світі, хоча джерела інформації в Україні залишають бажати кращого.
Література
- Точность системы GPS
http://www.navgeocom.ru/gps/gps4/index.htm - Википедия - ГЛОНАСС
http://ru.wikipedia.org/wiki/Глонасс - Белов В.В., Гершензон М.М., Котлецов Д.С. «Внедрение системы идентефикации подвижного
состава на Российских железных дорогах», Железные дороги мира №7, 2003, Гл. редактор
Ершов Е.Ф.
http://www.css-rzd.ru/zdm/07-2003/03088-2.htm - На 40-м заседании Совета по железнодорожному транспорту стран СНГ было принято решение
о внедрении на железных дорогах системы автоматической идентификации подвижного
состава (САИПС)
http://www.vniizht.ru/_ru/5-index.php?type=&show=15 - Описание принципов работы АЛСН
http://www.oltep.km.ru/hepl_torm/9.1/9.1.htm - Библиотека магистра Рытова Александра Сергеевича
http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2002/fvti/rytov/library.htm - Eurostar повышает скорости поездов и продажи билетов, Travel.ru, август 2007
http://www.travel.ru/news/2007/08/22/113006.html - Википедия - Архитектура ARM
http://ru.wikipedia.org/wiki/Архитектура_ARM - Nios II Processor: The World's Most Versatile Embedded Processor
http://www.altera.com/products/ip/processors/nios2/ni2-index.html - Портал Embedded Linux/Microcontroller Project
http://uclinux.org/ - Windows Embedded CE 6.0
http://www.msembedded.ru/windowsCE6.0.aspx - Основы работы в пакете Quartus II
http://www.altera.ru/cgi-bin/go?33