Система дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств, устройство автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации, горловина топливного бака и кран-пистолет топливораздаточной колонки

Система содержит кодовый бортовой датчик (1) с кодированной идентификационной информацией, установленный, по меньшей мере, на одном тепловозе и связанный с системой автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС) (2) через активную антенну стационарного пункта считывания (3), установленного на въезде/выезде с территории склада топлива, устройство (4) автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации, связанное через Ethernet по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива (5) с САИ ПС, с системой автоматизированного учета дизельного топлива склада (САУ ДТ) (6) и с системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции (7), включающей идентификационную бесконтактную метку (8), закрепленную на горловине топливного бака и взаимодействующую с устройством (9) считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при его установке на горловине топливного бака. Устройство (9) выполнено, в частности, виде активной антенны и подключено к контроллеру (10) для передачи идентификационных данных в систему. Решается задача повышения уровня контроля за соблюдением адресной заправки посредством гарантированного соблюдения технологического процесса заправки железнодорожных транспортных средств, включая контроль нахождения железнодорожного транспортного средства или иных объектов заправки и топливных цистерн на территории склада топлива, а также контроль нахождения объекта заправки на экипировочной позиции, контроль физического отпуска топлива, а также регистрация находящихся на складе топливных цистерн, оборудованных бортовыми датчиками. 4 н.п. ф-лы, 4 илл.

Группа полезных моделей относится к комплексу технических средств линейного уровня управления на железнодорожном транспорте и предназначена для организации автоматического дистанционного контроля железнодорожных транспортных средств в технологическом процессе железнодорожных топливных складов, например, контроль нахождения на территории склада (въезд и выезд) и контроль процесса топливной заправки на экипировочной позиции.

Известен ряд систем, предназначенных для автоматизированного учета расхода текучей среды, в том числе жидкого топлива (например, RU: 94038311, 51255, 2005110675, 63346; US 6823270; GB 2433999; WO 200506659 1; ЕР 1760439; автоматическая система учета дизельного топлива (http://www.skat.kz/?r=10&id=76&podr=yes); контрольно-измерительная топливная система «Трасса» (http://skif-k700.oml.ru/product, 5594).

Для реализации задач любая из подобных систем, помимо контроля данных, содержит блок (устройство) для их автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля в зависимости функционального назначения системы. Например, устройство для автоматизированного сбора информации и контроля энергопотребляющих систем (RU 18756, МПК7: F24D 19/10 - прототип) содержит средства измерения учета и воздействия на параметры энергоносителей у потребителей, систему передачи данных и центр сбора и обработки информации (центральный компьютер). Средства учета, измерения и управления оснащены физическими интерфейсами, а система передачи данных от потребителей выполнена в виде цифровой сети, связывающей средства связи, абонируемые потребителями со средством связи, абонируемым информационным центром, при этом для передачи сигналов между средствами измерения, учета и управления и средством связи, установленным у потребителей, и средством связи, установленным в информационном центре и компьютером информационного центра применены физические интерфейсы.

Комплексная автоматизированная система учета поступления, хранения, отпуска и расхода дизельного топлива на железнодорожном транспорте (RU 79997, МПК: G01F 23/18 (2006.01), B67D 5/00 (2006.01), G06F 13/00 (2006.01) - прототип) содержит установленные, по меньшей мере, на одном тепловозе регистратор параметров движения и автоведения, подключенный к регистратору параметров работы тепловоза с топливно-измерительной системой, связанному по радиоканалу со стационарной системой обработки информации, включающей средства отображения и регистрации расхода топлива на тепловозах. Система содержит также установленные в резервуарах стационарной базы хранения топлива датчики уровня, температуры и плотности дизельного топлива, через передающие устройства связанные со стационарной системой обработки информации.

Недостаток системы - частичное решение задачи контроля технологического процесса топливной заправки, исключающее контроль адресной заправки и несанкционированного отпуска топлива, поскольку учет топлива обеспечивается только по данным бортовой системы тепловоза.

Известные технические средства, предназначенные для реализации контроля технологического процесса топливной заправки транспортных средств, в том числе железнодорожных, также не обеспечивают контроль ряда технологических параметров и идентификационной информации.

Так, топливный бак транспортного средства (RU 53980, МПК: 60К15/03 (2006.01) - прототип) представляет собой емкость с заливной горловиной и оснащен контрольно-измерительным блоком для идентификации топлива, обеспечивающим только экспресс-анализ и индикацию характеристических параметров топлива при его подаче в топливный бак.

Конструктивные решения известных топливораздаточных кран-пистолетов, включающих взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе функционально-технологические узлы, направлены на повышение производительности, надежности и удобства работы и снижение трудозатрат. (http://www.altsi.ru/complete/trkkranakt.htm; RU 42077, МПК7: F02M 65/00, B67D 5/00 - прототип).

Задачей заявляемой группы полезных моделей является повышение уровня контроля за соблюдением адресной заправки посредством гарантированного соблюдения технологического процесса заправки железнодорожных транспортных средств, включая контроль нахождения железнодорожного транспортного средства или иных объектов заправки и топливных цистерн на территории склада топлива, контроль нахождения железнодорожного транспортного средства на экипировочной позиции, контроль физического отпуска топлива, а также регистрация находящихся на складе топливных цистерн, оборудованных бортовыми датчиками.

Решение указанной задачи достигается тем, что:

1. Система дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств, включающая в качестве устройства идентификации объектов установленный, по меньшей мере, на одном тепловозе кодовый бортовой датчик и стационарную систему обработки информации с возможностью ее последующей визуализации, в отличие от прототипа дополнительно снабжена системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции, содержащей размещенную на горловине топливного бака идентификационную бесконтактную метку, взаимодействующую с устройством считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при установке последнего на горловине топливного бака, кроме того, кодовый бортовой датчик тепловоза через систему автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС) связан с системой автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ), при этом САИ ПС, САУ ДТ и система идентификации объекта заправки на экипировочной позиции соединены с устройством автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации.

Решение указанной задачи достигается также тем, что в заявляемой системе связь кодового бортового датчика с антенной САИ ПС и связь идентификационной бесконтактной метки горловины топливного бака с устройством считывания идентификационной информации на кран-пистолете осуществляется с помощью электромагнитного сигнала в диапазоне волн сверхвысокой частоты или другим бесконтактным способом, например, с помощью инфракрасного сигнала.

2. Устройство автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации системы дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств, содержащее размещенные в корпусе блоки функциональных подсистем, связанные сетью передачи данных с системами и средствами регистрации физических параметров технологического процесса, а также с аппаратными и программными интерфейсами, в отличие от прототипа заявляемое устройство связано с системой автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС), с системой автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ), а также с системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции и/или через VPN-туннель - с центральной сетью передачи данных российских железных дорог с возможностью сбора, обработки и последующей визуализации данных.

Решение указанной задачи достигается также тем, что:

- заявляемое устройство связано с САУ ДТ и с системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива;

- в число функциональных подсистем заявляемого устройства входят, например, интеграционная подсистема, подсистема формирования оперативной отчетности, подсистема видеоконтроля технологического процесса и подсистема формирования топливного баланса и другие.

3. Горловина топливного бака, включающая узел сопряжения с устройством идентификации, в отличие от прототипа устройство идентификации выполнено в виде идентификационной бесконтактной метки, а узел сопряжения содержит штуцер для позиционирования устройства считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при его установке на горловине топливного бака.

Решение указанной задачи достигается также тем, что идентификационная бесконтактная метка выполнена в виде пассивной радиочастотной метки, встроенной в диэлектрический корпус, выполненный, например, в виде кольца, закрепленного на горловине топливного бака.

В случае, когда склад топлива не оборудован системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции, узел сопряжения горловины топливного бака применяется без штуцера.

4. Кран-пистолет топливораздаточной колонки, содержащий функционально-технологические узлы и устройство быстроразъемного соединения кран-пистолета с горловиной топливного бака, в отличие от прототипа кран-пистолет дополнительно содержит устройство считывания идентификационной информации, установленное на наружной поверхности корпуса устройства быстроразъемного соединения и подключенное к контроллеру для передачи идентификационных данных в систему автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ) и в устройство автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации.

Решение указанной задачи достигается также тем, что:

- устройство считывания идентификационной информации выполнено в виде активной антенны, встроенной в диэлектрический корпус, выполненный в форме кольца, и связано с САУ ДТ по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива;

- устройство быстроразъемного соединения кран-пистолета с горловиной топливного бака является устройство типа «камлок».

В случае, когда горловина топливного бака временно не оборудована идентификационной бесконтактной меткой, на кран-пистолет с помощью быстроразъемного соединения устанавливается носик, выполняющий функцию заливной трубы.

На фиг.1 представлена функциональная схема заявляемой системы;

на фиг.2 - общий вид кран-пистолета топливораздаточной колонки;

на фиг.3 - общий вид узла сопряжения горловины топливного бака;

на фиг.4 - фотоизображение горловины топливного бака с установленным в нее кран-пистолетом, зафиксированным с помощью устройства типа «камлок».

Система содержит кодовый бортовой датчик 1 с кодированной идентификационной информацией, установленный, по меньшей мере, на одном тепловозе и связанный с системой автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС) 2 через активную антенну стационарного пункта считывания 3, установленного на въезде/выезде с территории склада топлива, устройство 4 автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации, связанное через коммутируемые соединения, построенные на принципах технологии Ethernet, по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива 5 с САИ ПС, с системой автоматизированного учета дизельного топлива склада (САУ ДТ) бис системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции 7, включающей идентификационную бесконтактную метку 8, установленную на горловине топливного бака и взаимодействующую с устройством 9 считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при его установке на горловине топливного бака. Устройство 4 содержит размещенные в корпусе блоки функциональных подсистем, например, блок интеграционной подсистемы 4.1, блок подсистемы формирования оперативной отчетности 4.2, блок подсистемы видеоконтроля технологического процесса 4.3, блок подсистемы формирования топливного баланса 4.4 и другие.

Узел сопряжения горловины топливного бака (фиг.3) содержит переходник 11, устанавливаемый с помощью резьбового соединения на горловине топливного бака (не показана). На переходнике закреплен корпус с идентификационной бесконтактной меткой 8, выполненный, например, в виде кольца из диэлектрического материала. В качестве идентификационной бесконтактной метки может быть использована пассивная радиочастотная метка. На внутренней поверхности переходника с помощью резьбового соединения установлен фильтр 12 для грубой очистки топлива и штуцер 13 для точного позиционирования устройства 9 относительно идентификационной бесконтактной метки 8 при установке на горловине топливного бака кран-пистолета путем его фиксации на штуцере 13 с помощью узла 14 быстроразъемного соединения. Устройство 9 размещено в корпусе, выполненном в виде кольца из диэлектрического материала и установленном на наружной поверхности узла 14, и связано с контроллером 10 с помощью информационно-питающего кабеля 15. В качестве устройства 9 используется, например, активная антенна, а в качестве узла быстроразъемного соединения - устройство типа «камлок». Кроме того, кран-пистолет оснащается съемным носиком (не показан), фиксируемым с помощью узла 14 и выполняющим роль заливной трубы в случае, если горловина топливного бака не оборудована узлом сопряжения горловины топливного бака с закрепленной на нем идентификационной бесконтактной меткой.

Работа системы осуществляется следующим образом.

Контроль нахождения железнодорожного транспортного средства на территории склада топлива осуществляется по кодовому бортовому датчику 1. Идентификация осуществляется бесконтактным методом в момент проследования железнодорожным транспортным средством активной антенны стационарного пункта считывания 3, установленного в горловине путей склада топлива, в качестве которой является, например, активная антенна САИ ПС. Фиксируется дата и время проследования, номер кодового бортового датчика, регистрационный номер железнодорожного транспортного средства и направление проследования. Идентификационная информация передается в САУ ДТ 6 и используется для реализации адресного отпуска топлива. Контроль процесса заправки железнодорожного транспортного средства на экипировочной позиции осуществляется с помощью системы 7 идентификации объекта заправки на экипировочной позиции через связь идентификационной бесконтактной метки 8 с устройством 9 считывания идентификационной информации в момент фиксирования на горловине топливного бака кран-пистолета топливораздаточной колонки. Посредством контроллера 10, связанного с устройством 9, фиксируется дата и время прохождения сигнала идентификации (установки кран-пистолета), номер идентификационной бесконтактной метки, например, пассивной идентификационной радиочастотной метки, а также регистрационный номер железнодорожного транспортного средства. Идентификационная информация по беспроводному соединению и/или локальной вычислительной сети склада топлива 5 передается в САУ ДТ, где регистрируется и используется в качестве информационного и разрешительного сигнала, информирующего оператора о занятости экипировочной позиции конкретным железнодорожным транспортным средством и разрешающего физический отпуск топлива с топливораздаточной колонки, закрепленной за этой позицией. В процессе физического отпуска топлива с топливораздаточной колонки поддерживается постоянная связь с устройством 9 считывания идентификационной информации (активной антенной). Прерывание связи блокирует отпуск топлива, в том числе в случае нештатного извлечения кран-пистолета из бака в процессе топливной заправки.

В идентификационной бесконтактной метке 8 закодирована информация, однозначно идентифицирующая транспортное средство. Метка работает по принципу однократной записи, соответственно, несанкционированное изменение информации в памяти метки невозможно ни технологически, ни программно. Кодирование меток осуществляется при их изготовлении на основе данных автоматизированной базы данных тягово-подвижного состава. Передача идентификационной информации в устройство 4 автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации происходит при сближении идентификационной бесконтактной метки 8 и устройства 9 считывания идентификационной информации кран-пистолета на расстояние, определяемое техническими параметрами мощности сигнала между ними, при фиксации кран-пистолета топливораздаточной колонки на горловине топливного бака. На практике это расстояние не превышает 5 см. Таким образом, реализуется адресный отпуск топлива, что позволяет исключить несанкционированный отпуск топлива на транспортные средства, не прошедшие идентификацию при въезде на территорию топливного склада, и осуществить адресный контроль топливной заправки или запрет и лимитирование отпуска топлива на конкретные подвижные единицы.

Этот процесс осуществляется с помощью ряда подсистем устройства 4, в которых фиксируются параметры технологических операций экипировки тепловозов на заправочных позициях (считыватель САИ ПС, идентификационная карта экипировщика, данные о заправке с колонки и другое), параметры топливного баланса склада топлива, параметры работы тепловоза (РПРТ). Полученные данные являются источником для журнала регистрации заправок в объеме следующих данных: идентификатор емкости, идентификатор колонки, идентификатор тепловоза, идентификатор экипировщика, масса топлива, дата и время заправки. Кроме того, через VPN-туннель или иной защищенный канал устройство 4 связано с центральной сетью передачи данных российских железных дорог с возможностью сбора, обработки и последующей визуализации данных и передачи их на корпоративный уровень Единой автоматизированной системы учета дизельного топлива (ЕАСУ ДТ). Конструктивное решение узла сопряжения горловины топливного бака с пассивной идентификационной меткой обеспечивает возможность унификации заливных горловин топливных баков для всех серий тепловозов для их автоматизированной идентификации, при этом монтаж узла сопряжения производится без изменения конструкции несъемных частей тепловоза и без производства сварочных работ. Для установки узла сопряжения используется штатное резьбовое отверстие топливного бака, в которое устанавливается переходник 11. В случае, когда склад топлива временно не оборудован системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции, то есть кран-пистолет не оборудован устройством считывания идентификационной информации, заправка топливом осуществляется без штуцера 13 узла сопряжения топливной горловины бака. Напротив, когда горловина топливного бака не оборудована узлом сопряжения горловины топливного бака с закрепленной на нем идентификационной бесконтактной меткой, на кран-пистолет топливораздаточной колонки устанавливается съемный носик, выполняющий функцию заливной трубы, и фиксируется с помощью узла быстроразъемного соединения. Такая возможность позволяет экипировать тепловоз на любой топливозаправочной колонке, применяемой в системе российских железных дорог, не влияя на процесс повсеместной реализации заявляемой системы дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств на российских железных дорогах.

Реализация заявленной совокупности признаков группы полезных моделей, объединенных общим творческим замыслом, позволит решить поставленную задачу повышения уровня контроля технологического процесса заправки железнодорожных транспортных средств путем соблюдения адресной заправки, то есть контроль нахождения железнодорожного транспортного средства или иных объектов заправки и топливных цистерн на территории склада топлива, контроль нахождения железнодорожного транспортного средства на экипировочной позиции, а также контроль физического отпуска топлива. Кроме того, позволит обеспечить регистрацию находящихся на складе топливных цистерн, оборудованных бортовыми датчиками.

1. Система дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств, включающая в качестве устройства идентификации объектов установленный, по меньшей мере, на одном тепловозе кодовый бортовой датчик и стационарную систему обработки информации с возможностью ее последующей визуализации, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции, содержащей размещенную на горловине топливного бака идентификационную бесконтактную метку, взаимодействующую с устройством считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при установке последнего на горловине топливного бака, кроме того, кодовый бортовой датчик тепловоза через систему автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС) связан с системой автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ), при этом САИ ПС, САУ ДТ и система идентификации объекта заправки на экипировочной позиции соединены с устройством автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что связь кодового бортового датчика с антенной САИ ПС и связь идентификационной бесконтактной метки горловины топливного бака с устройством считывания идентификационной информации осуществляется с помощью электромагнитного сигнала в диапазоне волн сверхвысокой частоты.

3. Устройство автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации системы дистанционной идентификации и контроля технологического процесса топливной заправки железнодорожных транспортных средств, содержащее размещенные в корпусе блоки функциональных подсистем, связанные сетью передачи данных с системами и средствами регистрации физических параметров технологического процесса, а также с аппаратными и программными интерфейсами, отличающаяся тем, что устройство связано с системой автоматической идентификации подвижного состава (САИ ПС), с системой автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ), а также с системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции и/или через VPN-туннель - с центральной сетью передачи данных российских железных дорог с возможностью сбора, обработки и последующей визуализации данных.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что с САУ ДТ и с системой идентификации объекта заправки на экипировочной позиции устройство связано по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в число функциональных подсистем входят, например, интеграционная подсистема, подсистема формирования оперативной отчетности, подсистема видеоконтроля технологического процесса и подсистема формирования топливного баланса.

6. Горловина топливного бака, включающая узел сопряжения с устройством идентификации, отличающаяся тем, что устройство идентификации выполнено в виде идентификационной бесконтактной метки, а узел сопряжения содержит штуцер для позиционирования устройства считывания идентификационной информации на кран-пистолете топливораздаточной колонки при его установке на горловину топливного бака.

7. Горловина по п.6, отличающаяся тем, что идентификационная бесконтактная метка выполнена в виде пассивной радиочастотной метки, встроенной в диэлектрический корпус, закрепленный на горловине топливного бака.

8. Горловина по п.6, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде кольца.

9. Кран-пистолет топливораздаточной колонки, содержащий функционально-технологические узлы и устройство быстроразъемного соединения кран-пистолета с горловиной топливного бака, отличающийся тем, что кран-пистолет дополнительно содержит устройство считывания идентификационной информации, установленное на наружной поверхности корпуса устройства быстроразъемного соединения и подключенное к контроллеру для передачи идентификационных данных в систему автоматизированного учета дизельного топлива (САУ ДТ) и в устройство автоматизированного сбора, обработки, учета и контроля идентификационной информации.

10. Кран-пистолет по п.9, отличающийся тем, что устройство считывания идентификационной информации выполнено в виде активной антенны, встроенной в диэлектрический корпус.

11. Кран-пистолет по п.9, отличающийся тем, что диэлектрический корпус выполнен в виде кольца.

12. Кран-пистолет по п.9, отличающийся тем, что устройство считывания идентификационной информации связано с САУ ДТ по беспроводному соединению и/или по локальной вычислительной сети склада топлива.

13. Кран-пистолет по п.9, отличающийся тем, что узлом быстроразъемного соединения кран-пистолета с горловиной топливного бака является устройство типа «камлок».

14. Кран-пистолет по п.9, отличающийся тем, что дополнительно оснащен съемным носиком, закрепляемым с помощью узла быстроразъемного соединения.