Источник: Інформатика та комп'ютерні технології - 2008 .Матеріали IV науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих науковців. – Донецьк, ДонНТУ – 2008, с. 193-195.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ЕДИНИЦЫ ТИПА ЛОКОМОТИВ

 

Пасечник Д.А., Зеленёва И.Я.

Донецкий национальный технический университет

 

В наш век стремительного развития информационных технологий точная и своевременная информация является основой конкурентоспособности любой отрасли. Железная дорога не является исключением. Одной из основных задач в системе автоматизации управлением движения по железной дороге является задача определения месторасположения подвижных единиц (поездов, локомотивов, вагонов).

Основными решениями данной задачи являются радиочастотная идентификация и спутниковое позиционирование. Так, в Северной Америке введена в эксплуатацию система автоматической радиочастотной идентификации железнодорожных транспортных средств Amtech стандарта ISO 10374. 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. В настоящее время МПС России приняло решение о внедрении на всей сети Российских железных дорог системы «Пальма» в качестве основного средства автоматической идентификации железнодорожных транспортных средств [1]. В Украине, в основном, по-прежнему используется старая советская система «Луч», либо сообщения в базу данных отправляются непосредственно операторами на станциях. Относительно новыми являются системы «Каскад», «Юг» и «Тракт». При этом точность информации «до пути» значительно повышает стоимость такой системы.

Также для идентификации месторасположения подвижного состава используются системы спутникового позиционирования – GPS и ГЛОНАСС, которая активно внедряется в России. Известно, что радиус разброса стандартной системы GPS может составлять 10 метров. В данном случае точность информации довольно низкая для идентификации подвижной единицы на конкретном пути. Стоимость более точных данных значительно выше, чем у стандартной конфигурации.

Исходя из вышесказанного, целесообразным является создание альтернативы существующим концепциям идентификации подвижного состава, которая бы давала точную и своевременную информацию и была бы при этом достаточно дешёвой для повсеместного применения.

Прообразом альтернативной концепции выступает автоматическая локомотивная сигнализация (АЛСН). Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие). Путевыми устройствами АЛСН кодовый ток по одной из рельсовых нитей посыпается навстречу локомотиву, замыкается через его первую колесную пару и по второй рельсовой нити возвращается к источнику питания. Протекание в рельсах импульсов переменного тока сопровождается образованием вокруг рельсов переменного магнитного поля, в котором перемещаются приемные катушки локомотива, подвешенные перед первой колесной парой с каждой стороны по две. Наведенная в приёмных катушках э.д.с. через фильтр, поступает в локомотивный усилитель. Фильтр настраивается на частоту кодового тока и не пропускает в усилитель токи других частот, а усилитель преобразует кодовый сигнал до величины напряжения, используемого в цепях управления локомотива. В усилителе происходит также преобразование кодовых импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока. Включенное на выходе усилителя импульсное реле является повторителем кода, посылая его в дешифратор как закодированное показание сигнала [2].

Таким образом, предлагаемая альтернативная концепция заключается в самоидентификации подвижной единицы типа локомотив на определённом элементарном участке. Такая система идентификации состоит из путевого устройства, посылающего уникальный код данного элементарного устройства в рельсовую цепь, а также принимающего устройства в самом локомотиве, которое будет считывать и запоминать значение кода текущего элементарного участка до чтения его в бортовой компьютер стандартными средствами операционной системы (COM порт). Операционной системой может выступать любая ОС класса UNIX, так как требования к аппаратному обеспечению у таких систем достаточно невысокие. Также на этом бортовом компьютере могут быть установлены и другие модули, выполняющие свои задачи. Модуль обработки самоидентификации локомотива на элементарном участке считывает значение из буфера и, если оно изменилось с последнего вызова, посылает сообщение по каналу GPRS/EDGE и т.п. на стационарный компьютер (сервер), выполняющий обработку этих сообщений для записи в базу данных. Сообщение содержит код локомотива, код элементарного участка и время события.

Общая структура системы приведена на рис. 1.

 

Рис. 1. Общая структура системы определения месторасположения подвижной единицы типа локомотив

На основании проведенных исследований элементного базиса определено, что путевое устройство целесообразно сделать композицией из ПЗУ, содержащего уникальный код элементарного участка, таймера, который будет управлять синхронизацией посылки сообщений в рельсовую цепь, схемы кодирования сигнала (избыточное кодирование для достоверности данных) и самого передатчика, который будет посылать ток в рельсовую цепь. Локомотивное устройство в данном случае будет состоять из приёмника, который выполняет восприятие и фильтрацию сигнала из рельсовой цепи, схемы декодирования, которая будет выполнять декодирование и проверку данных на корректность с их восстановлением по возможности, а также из ОЗУ, которое будет выполнять функцию буфера.

Программная часть при этом будет состоять из UNIX-программы в бортовом компьютере, которая будет выполнять чтение данных из буфера, формировать сообщение в БД, а также отсылать сообщение стандартными средствами ОС. Передатчиком в данном случае может выступать стандартный GPRS-модем.

Резюмируя, получаем систему, которая позволяет позиционировать локомотив с точностью до элементарного участка. Время формирования и доставки сообщения к базе данных довольно мала из-за его малого размера. При этом она даёт возможность безболезненно добавлять и другие модули (контроль работы двигателя или силовой установки, расход топлива и т.д.). Цена такой системы сравнительно невысокая из-за отсутствия высокотехнологичных чувствительных механизмов считывания параметров подвижной единицы на расстоянии.

 

Литература:

[1]       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.

[2]       «Структура АЛСН и общий принцип работы» - www.oltep.km.ru/hepl_torm/9.1/9.1.htm

[3]       Соловьёв В.В. «Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем» - М.:Горячая линия-Телеком, 2001.- 636 с. ил.