Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для дистанционного контроля железных дорог. Задача полезной модели - повышение точности и надежности диагностирования безопасности железных дорог за счет отсутствия проводной связи. Поставленная задача достигается тем, что в системе дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащей по крайней мере один линейный пункт диагностирования, центральный пост, расположенный дистанционно относительно железнодорожного полотна и выполненный в виде сервера и автоматизированные места пользователей, контроллеры, концентратор, аппаратуру передачи данных, дополнительно введен пункт контроля, состоящий мобильного центра наблюдения, аппаратура передачи данных выполнена в виде антенн, модемов и базовой станции, поддерживающих стандарт TETRA, на каждом линейном пункте диагностирования размещены сенсорные устройства, выполненные в виде беспроводных датчиков, подключенные к аккумуляторному питанию, в систему дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог дополнительно введены устройства сбора данных, каждое из которых выполнено в виде блока, содержащего концентратор, соединенный с контроллером, соединенным с дополнительно введенным модемом, причем концентратор, контроллер и модем соединены с дополнительно введенным блоком питания, при этом базовая станция через IP сеть соединена со центральным постом, а мобильный центр наблюдения дополнительно содержит модем, посредством которого соединяется с базовой станцией. Поставленная задача достигается также тем, что беспроводные датчики выполнены в стандарте IEEE 802.15.4 и (или) IEEE 802.11, концентратор поддерживает стандарт IEEE 802.15.4.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и метро и может быть использована для дистанционного контроля железных дорог.

Железные дороги имеют значительную протяженность, и в некоторых случаях проходят по участкам местности со сложными геологическими процессами (подводные переходы, участки с повышенной сейсмической активностью и т.д.). Наличие информации об этих процессах позволит предотвратить и/или минимизировать возможные потери, связанные с прекращением (даже временным) функционирования железной дороги. Железные дороги также проходят по участкам, на которых может отсутствовать постоянное электропитание в точках контроля геологических и технологических процессов, отсутствуют кабельные коммуникации для передачи данных от точек контроля до пунктов обработки данных, имеют место жесткие климатические условия размещения оборудования, отсутствует необходимая охрана точек контроля и наблюдения за оборудованием систем. Все это делает задачу автоматизированного сбора данных вдоль железнодорожного полотна исключительно важной.

Известны системы передачи и обработки сигналов, содержащие датчики о состоянии объектов, информация о которых передается на которого через блок подключения датчиков, выполненный тем или иным способом, поступают сигналы с датчиков [1].

Недостатком данной системы передачи и обработки сигналов является необходимость наличия постоянного энергообеспечения, высокое энергопотребление, жесткая централизованность работы, проводные линии связи. Кроме того, при выходе из строя оборудования центральной станции система полностью теряет работоспособность.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является система технического диагностирования и мониторинга, содержащая по крайней мере один линейный пункт диагностирования, соединенный со станционными контроллерами, подключенными через станционные преобразователи к системам железнодорожной автоматики и телемеханики, линейный пункт диагностирования включает автоматизированное рабочее место электромеханика и концентратор и соединен с возможностью управления с перегонным контроллером, соединенным с перегонными первичными преобразователями, подключенными к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, по крайней мере один центральный пост диагностирования и мониторинга, соединенный через аппаратуру передачи данных с линейными пунктами диагностирования и включающий по крайней мере одну станцию связи, сервер центрального поста и автоматизированные рабочие места пользователей дистанционного уровня, объединенные в локальную вычислительную сеть. Система дополнительно содержит центр диагностирования и мониторинга, соединенный с центральными постами диагностирования и мониторинга и включающий сервер центра и автоматизированные рабочие места пользователей центра, объединенные в локальную вычислительную сеть, а автоматизированное рабочее место электромеханика оборудовано программно-аппаратными средствами автоматизации работ по техническому обслуживанию устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающими измерение электрических параметров устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, формирование и документирование журналов автоматизированного учета результатов измерений, формирование и документирование таблиц нормативной и справочной информации, выявление в автоматическом режиме факта проведения технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики эксплуатационным персоналом [2].

Недостатком системы мониторинга-прототипа является недостаточная точность и надежность диагностирования, а также небольшая область применения из-за использования кабельных коммуникаций.

Задача полезной модели - повышение точности и надежности диагностирования безопасности железных дорог, а также расширение области применения за счет отсутствия проводной связи.

Поставленная задача достигается тем, что в системе дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащей по крайней мере один линейный пункт диагностирования, центральный пост, расположенный дистанционно относительно железнодорожного полотна и выполненный в виде сервера и автоматизированные места пользователей, контроллеры, концентратор, аппаратуру передачи данных, дополнительно введен пункт контроля, состоящий мобильного центра наблюдения, аппаратура передачи данных выполнена в виде антенн, модемов и базовой станции, поддерживающих стандарт TETRA, на каждом линейном пункте диагностирования размещены сенсорные устройства, выполненные в виде беспроводных датчиков, подключенные к аккумуляторному питанию, в систему дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог дополнительно введены устройства сбора данных, каждое из которых выполнено в виде блока, содержащего концентратор, соединенный с контроллером, соединенным с дополнительно введенным модемом, причем концентратор, контроллер и модем соединены с дополнительно введенным блоком питания, при этом базовая станция через IP сеть соединена со центральным постом, а мобильный центр наблюдения дополнительно содержит модем, посредством которого соединяется с базовой станцией.

Поставленная задача достигается также тем, что беспроводные датчики выполнены в стандарте IEEE 802.15.4 и (или) IEEE 802.11, концентратор поддерживает стандарт IEEE 802.15.4.

Достигаемым техническим результатом является построение системы сбора и передачи данных от большого количества пространственно распределенных точек контроля при отсутствии проводных линий связи, с использованием унифицированных протоколов беспроводной передачи информации.

На фигуре представлена схема предлагаемой системы дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащей железнодорожное полотно 1 и устройства сбора данных 2, датчики 3, подключенные к аккумуляторам 4 и соединенные с концентратором 5, соединенным с контроллером 6, подключенным к модему 7 и блоку питания 8. Пункт контроля системы состоит из стационарного (центральный пост) 9 и мобильного 10 центров наблюдения, включающих сервер 11, автоматизированные рабочие места пользователей 12 и модем 13, входящий в мобильный центр наблюдения 10, а также из базовой станции 14.

Система работает следующим образом: датчики 3 устанавливаются на железнодорожном полотне 1 или в непосредственной близости от него и передают информацию о контролируемых параметрах концентраторам 5 по беспроводным интерфейсам IEEE 802.15.4 и(или) IEEE 802.11. От концентраторов 5 информация поступает на контроллеры 6, где проходит предварительную обработку, после чего передается по радиоинтерфейсу стандарта TETRA в пункт контроля. Стационарный центр наблюдения получает данные по IP-интерфейсу от базовой станции стандарта TETRA, мобильный центр наблюдения получает данные посредством модема 13 TETRA. Состояние контролируемых параметров отображается на экране автоматизированных рабочих мест пользователей 12, входящих в состав центров наблюдения 9 и 10. В случае отклонения параметров от нормы подается световая и звуковая сигнализация, событие фиксируется. В обратном направлении стационарный и мобильный центры наблюдения осуществляют передачу команд управления, конфигурирования и диагностики по радиоинтерфейсу стандарта TETRA, принимаемые модемами 7 в составе устройств сбора данных. Команды передаются контроллеру 6, который осуществляет указанные в них действия.

Источники информации

1. Патент США N 4462022, кл. G08D 1/08, опубл.

2. Патент 95153, G08C 19/00, опублю 10.06.2010

1. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог, содержащая по крайней мере один пункт диагностирования, центральный пост, расположенный дистанционно относительно железнодорожного полотна и выполненный в виде сервера и автоматизированных мест пользователей, контроллеры, концентратор, аппаратуру передачи данных, отличающаяся тем, что дополнительно введен пункт контроля, состоящий из мобильного центра наблюдения, аппаратура передачи данных выполнена в виде антенн, модемов и базовой станции, на каждом линейном пункте диагностирования размещены сенсорные устройства, выполненные в виде беспроводных датчиков, подключенных к аккумуляторному питанию, в систему дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог дополнительно введены устройства сбора данных, каждое из которых выполнено в виде блока, содержащего концентратор, соединенный с контроллером, соединенным с дополнительно введенным модемом, причем концентратор, контроллер и модем соединены с дополнительно введенным блоком питания, при этом базовая станция через IP сеть соединена с центральным постом, а мобильный центр наблюдения дополнительно содержит модем, посредством которого он соединяется с базовой станцией.

2. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог по п.1, отличающаяся тем, что беспроводные датчики выполнены в стандарте IEEE 802.15.4.

3. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог по п.1, отличающаяся тем, что беспроводные датчики выполнены в стандарте IEEE 802.11.

4. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог по п.1, отличающаяся тем, что концентратор поддерживает стандарт IEEE 802.15.4.

5. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог по п.1, отличающаяся тем, что концентратор поддерживает стандарт IEEE 802.11.

6. Система дистанционного беспроводного мониторинга состояния безопасности железных дорог по п.1, отличающаяся тем, что базовая станция поддерживает стандарт TETRA.