RU2718160C1

RU2718160C1 - System for recording data on railway rolling stock car parameters, analyzing and processing data and transmitting said data

Info

Publication number: RU2718160C1
Application number: RU2019135856A
Authority: RU
Inventors: Филипп Михайлович Александровский
Original assignee: Закрытое акционерное общество "АйТи Десижн"
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-03-30

Abstract

FIELD: computer equipment.SUBSTANCE: invention relates to computer engineering. Technical result is achieved due to metro rolling stock data metering system, data analysis and processing, data transmission to at least one remote computing device of user and creation, based on analyzed and processed data, electronic passport of each railcar car containing: a plurality of sensors; two data recorders on train movement parameters; two modules of buffering unit; two traffic balancing modules; two modules of receiving and transmitting data units; two high-speed data reception and transmission modules; remote network module for receiving and transmitting data; remote data storage server; remote data analysis server; remote user device.EFFECT: technical result consists in improvement of accuracy of analysis, processing and creation, based on analysis and processing, of electronic passport of each rail car of metro with simultaneous improvement of accuracy of transmitted data by means of an encrypted noise-immune connection and efficiency of data analysis.7 cl, 1 dwg

Description

Область техники:Field of Technology:

[0001] Изобретение относится к области вычислительной техники для приема и передачи данных между вычислительными устройствами.[0001] The invention relates to the field of computing for receiving and transmitting data between computing devices.

Уровень техники:The prior art:

[0002] В настоящее время существует множество систем для анализа подвижного состава поезда. Одним из примеров таких систем является система управления поездом и железнодорожным депо. Известная система выполнена с возможностью выполнения следующих функций: (a) логического формирования составов поездов; (b) валидации сформированных составов поездов; и (c) логического роспуска составов поездов, описанная в RU 2640389 C1. Данное решение предусматривает систему управления депо для управления железнодорожными вагонами, покрытыми ячеистой вагонной сетью, и составами поездов, покрытыми ячеистой поездной сетью, которая содержит ячеистую сеть депо с одним или несколькими приводными беспроводными шлюзами, размещенными в указанном депо в качестве сетевых узлов. Известная система выполнена с возможностью выполнения следующих функций: (a) логического формирования составов поездов; (b) валидации сформированных составов поездов; и (c) логического роспуска составов поездов.[0002] Currently, there are many systems for analyzing the rolling stock of a train. One example of such systems is the train and train depot management system. The known system is configured to perform the following functions: (a) the logical formation of trains; (b) validation of formed train sets; and (c) the logical dissolution of train compositions described in RU 2640389 C1. This solution provides a depot management system for managing railway cars covered by a mesh carriage network and train trains covered by a mesh train network, which contains a depot mesh network with one or more wireless drive gateways located in the indicated depot as network nodes. The known system is configured to perform the following functions: (a) the logical formation of trains; (b) validation of formed train sets; and (c) the logical dissolution of train trains.

[0003] Однако известному решению присущи недостатки. В числе недостатков известного решения имеется низкая точность анализа, обработки данных. Также в числе недостатков имеется низкая точность передаваемых данных ввиду отсутствия зашифрованного помехоустойчивого соединения.[0003] However, the known solution has inherent disadvantages. Among the disadvantages of the known solution is the low accuracy of analysis, data processing. Also among the disadvantages is the low accuracy of the transmitted data due to the absence of an encrypted noise-resistant connection.

Раскрытие изобретения:Disclosure of the invention:

[0004] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.[0004] The objective of the invention is to remedy the above disadvantages.

[0005] Техническим результатом при этом является повышение точности анализа, обработки и создания, на основании анализа и обработки, электронного паспорта каждого вагона подвижного состава метрополитена (ПСМ) с одновременным повышением точности передаваемых данных посредством зашифрованного помехоустойчивого соединения и оперативности анализа данных.[0005] The technical result in this case is to increase the accuracy of analysis, processing and creation, based on analysis and processing, of an electronic passport of each subway rolling stock car (PSM), while increasing the accuracy of the transmitted data through an encrypted noise-resistant connection and the efficiency of data analysis.

[0006] Для достижения данного технического результата предложена система регистрации данных о параметрах вагонов подвижного состава метрополитена (ПСМ), анализа и обработки данных, передачи данных, по меньшей мере, одному удаленному вычислительному устройству пользователя и создания, на основании проанализированных и обработанных данных, электронного паспорта каждого вагона ПСМ, содержащая: множество датчиков, расположенных в каждом вагоне ПСМ, и выполненных с возможностью измерений и регистрации данных о параметрах вагона ПСМ, при этом каждый датчик из множества датчиков содержит процессор, выполненный с возможностью первичной обработки зарегистрированных данных о параметрах, где первичная обработка обеспечивает компенсацию погрешностей измерений упомянутых данных о параметрах и их фильтрацию; по меньшей мере, два регистратора данных о параметрах движения поезда (РПДП), каждый из которых расположен в головном и хвостовом вагоне ПСМ и выполнен с возможностью приема, регистрации и вторичной обработки данных о параметрах, поступивших от упомянутых датчиков по экранированной от электромагнитных полей, влаго- и пылезащищенной кабельной сети, где вторичная обработка включает: разбиение данных на блоки, их маркировка текущей датой и временем, заводским номером вагона, и выявление сбоя работы упомянутых датчиков посредством сравнения принятых данных с эталонными данными; по меньшей мере, два модуля узла буферизации (модули УБ), каждый из которых расположен в головном и хвостовом вагоне ПСМ, и выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от РПДП; по меньшей мере, два модуля балансировки трафика (модули БТ), каждый из которых расположен в головном и хвостовом вагоне ПСМ и выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от модуля УБ, анализа качества каналов передачи данных и передачи вторично обработанных данных удаленному сетевому модулю, посредством модуля УПД и/или модуля ВПД, вторично обработанных данных на основе упомянутого анализа качества, где каждый модуль БТ на основе упомянутого анализа направляет поток передаваемых вторично обработанных данных в канал передачи данных, имеющий наибольшую пропускную способность в данный момент времени; по меньшей мере, два модуля узлов приема и передачи данных (модули УПД), каждый из которых расположен в головном и хвостовом вагоне ПСМ, соединен с модулем БТ и выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от модуля БТ, передачи, посредством сети зашифрованного помехоустойчивого соединения, вторично обработанных данных удаленному сетевому модулю приема и передачи данных; по меньшей мере, два модуля высокоскоростной приема и передачи данных (модули ВПД), каждый из которых расположен в головном и хвостовом вагоне ПСМ, соединен с модулем БТ и выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от модуля БТ, передачи, посредством сети зашифрованного помехоустойчивого соединения, вторично обработанных данных удаленному сетевому модулю приема и передачи данных; удаленный сетевой модуль приема и передачи данных, выполненный с возможностью приема от упомянутых модулей УПД и модулей ВПД вторично обработанных данных и их передачи по меньшей мере, одному удаленному серверу хранения данных; по меньшей мере, один удаленный сервер хранения данных, выполненный с возможностью приема от упомянутого удаленного сетевого модуля вторично обработанных данных и обеспечения их хранения, архивации и управления; по меньшей мере, один удаленный сервер анализа данных, содержащий базу данных, выполненный с возможностью приема от упомянутого сервера хранения вторично обработанных данных и их заключительной обработки, где под заключительной обработкой подразумевается выполнение поиска данных, соответствующих вторично обработанным данным в базе данных упомянутого сервера, группировки и кластеризации вторично обработанных данных, прогнозирования и статистического анализа вторично обработанных данных, где прогнозирование выполняется для прогноза возникновения неисправностей элементов ПСМ; по меньшей мере, одно удаленное вычислительное устройство пользователя, выполненное с возможностью: приема от упомянутого сервера анализа заключительно обработанных данных и их предоставления пользователю в режиме реального времени; создания электронного паспорта каждого вагона ПСМ, где электронный паспорт включает электронные формуляры каждого компонента вагонов ПСМ; и дополнения и корректировки упомянутого электронного паспорта по результатам анализа заключительно обработанных данных.[0006] To achieve this technical result, a system is proposed for recording data on the parameters of subway rolling stock cars (PSM), analyzing and processing data, transmitting data to at least one remote user computing device, and creating, based on the analyzed and processed data, an electronic passports of each PSM car, comprising: a plurality of sensors located in each PSM car and made with the possibility of measuring and recording data on the parameters of the PSM car, each sensor from a plurality of sensors comprises a processor configured to initially process the recorded parameter data, where the primary processing compensates for measurement errors of the mentioned parameter data and filters them; at least two registrars of data on the parameters of the movement of the train (RRP), each of which is located in the head and tail cars of the PSM and is configured to receive, register and secondary process data on the parameters received from the above sensors shielded from electromagnetic fields, moisture - and a dustproof cable network, where secondary processing includes: splitting the data into blocks, marking them with the current date and time, the factory number of the car, and detecting a malfunction of the said sensors by comparing received data with reference data; at least two modules of the buffering unit (UB modules), each of which is located in the PSM head and tail carriage, and is configured to receive second-processed data from the RPD; at least two traffic balancing modules (BT modules), each of which is located in the PSM head and tail carriage and is configured to receive second-processed data from the UB module, analyze the quality of data transmission channels and transmit second-processed data to the remote network module, by module UPD and / or module VPD, secondary data processed on the basis of the mentioned quality analysis, where each module BT on the basis of the above analysis directs the stream of transmitted secondary processed data to the channel data feeds having the highest throughput at a given time; at least two modules of data receiving and transmitting nodes (UCS modules), each of which is located in the PSM head and tail carriage, connected to the BT module and configured to receive secondary data from the BT module, transmitting via an encrypted noise-resistant network secondly processed data to a remote network module for receiving and transmitting data; at least two modules for high-speed data reception and transmission (VPD modules), each of which is located in the PSM head and tail carriage, is connected to the BT module and is capable of receiving secondary data from the BT module, transmission via an encrypted noise-resistant network secondly processed data to a remote network module for receiving and transmitting data; a remote network module for receiving and transmitting data, configured to receive second-processed data from said UPD modules and VPD modules and transmit it to at least one remote data storage server; at least one remote data storage server, configured to receive the processed data from said remote network module and provide storage, archiving and management thereof; at least one remote data analysis server containing a database configured to receive secondary data from said storage server and process them, where final processing means searching for data corresponding to secondary data in the database of said server, grouping and clustering secondary processed data, forecasting and statistical analysis of secondary processed data, where forecasting is performed for forecasting and the occurrence of malfunctions of the PSM elements; at least one remote computing device of the user, configured to: receive from the server analysis of the final processed data and provide them to the user in real time; creating an electronic passport of each PSM carriage, where the electronic passport includes electronic forms of each component of the PSM carriages; and additions and adjustments of the said electronic passport based on the analysis of the final processed data.

[0007] Дополнительно каждый модуль УБ содержит энергонезависимый ударопрочный твердотельный накопитель (ТН), выполненный с возможностью хранения всех принятых модулем УБ данных в течение заданного времени, при этом в случае, если ни один из упомянутых каналов передачи данных не способен передавать вторично обработанные данные, то они сохраняются в ТН для их последующей передачи в момент времени, когда, по меньшей мере, один канал для передачи данных сможет передавать вторично обработанные данные удаленному сетевому модулю приема и передачи данных.[0007] In addition, each UB module contains a non-volatile shock-resistant solid-state drive (VT) configured to store all the data received by the UB module for a predetermined time, while in the event that none of the mentioned data transmission channels is capable of transmitting second-processed data, then they are stored in the VT for their subsequent transmission at a time when at least one channel for data transmission will be able to transmit the processed data to a remote network receiving and transmitting module and data.

[0008] Дополнительно управление вторично обработанными данными, по меньшей мере, одним удаленным сервером хранения данных заключается в их изменении, удалении, восстановлении, обеспечении контроля доступа.[0008] Additionally, the management of the secondary data processed by the at least one remote data storage server consists in changing, deleting, restoring, and providing access control.

[0009] Дополнительно по меньшей мере, одно удаленное вычислительное устройство пользователя выполнено с возможностью создания электронного формуляра машиниста, содержащего идентификатор (ID) машиниста на основании результатов анализа заключительно обработанных данных, где электронный формуляр машиниста представляет собой персональную базу данных машиниста, содержащую данные о всех действиях машиниста, а также данные о квалификации и состоянии его здоровья: ФИО, фотография, возраст, класс, личное дело, типы управляемых составов, общее количество часов поездок, ошибки ведения составов, поощрения и медицинские показатели.[0009] Additionally, at least one remote computing device of the user is configured to create an electronic form for the driver containing the identifier (ID) of the driver based on the results of the analysis of the processed data, where the electronic form of the driver is a personal database of the driver containing data on all the driver’s actions, as well as data on qualifications and state of his health: name, photo, age, class, personal file, types of controlled personnel, general t he traveling hours, errors of reference compounds, promotion and medical records.

[0010] Дополнительно регистрируемые посредством РПДП данные включают дату и время, заводской номер вагона, скорость вагона, местоположение вагона, состояние каждой двери, датчик стояночного тормоза, давление в тормозной магистрали, давление в напорной магистрали, напряжение на башмаке токоприемника, внутренняя температура вагона, внешняя температура вагона, данные о загрузке вагона, ток, потребляемый вагоном, направление движения, предупредительная скорость, допустимая скорость, положение контроллера машиниста, давление тормозного цилиндра каждой тележки, экстренное торможение, разрыв рессоры, срыв муфты, данные, указывающие на то, что токоприемники отжаты, неисправность вентилятора тормозного реостата, неисправность токоприемника, срабатывание быстродействующего выключателя, отказ электротормоза, истощение электротормоза, данные, указывающие климат лето/зима внутри вагона ПСМ, срабатывание датчика противозажатия, перегрев инвертора, неисправность системы климат-контроля, а также данные, характеризующие взаимодействие машиниста с каждым исполнительным устройством в кабине машиниста: кнопки, переключатели, тумблеры и ручки управления.[0010] Additionally, data recorded by the RPM includes the date and time, wagon serial number, wagon speed, wagon location, condition of each door, parking brake sensor, pressure in the brake line, pressure in the pressure line, voltage on the shoe of the current collector, internal temperature of the car, the external temperature of the car, data on the load of the car, current consumed by the car, direction of travel, warning speed, permissible speed, position of the driver's controller, brake pressure each car’s core, emergency braking, spring breakage, clutch breakage, data indicating that the current collectors are depressed, a brake rheostat fan malfunction, a current collector malfunction, a quick-breaker operation, an electric brake failure, an electric brake depletion, data indicating the summer / winter climate inside the car PSM, operation of the anti-shock sensor, overheating of the inverter, malfunction of the climate control system, as well as data characterizing the interaction of the driver with each executive device m in the driver's cab: buttons, switches, toggle switches and knobs.

[0011] Дополнительно сеть представляет собой сеть Internet, а зашифрованное помехоустойчивое соединение является соединением с использованием VPN-технологии связи.[0011] Additionally, the network is an Internet network, and the encrypted noise-resistant connection is a connection using VPN communication technology.

[0012] Дополнительно модули ВПД выполнены с возможностью передачи данных по сети, стандарта LTE.[0012] Additionally, the VPD modules are configured to transmit data over a network of LTE standard.

[0013] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.[0013] It is obvious that both the previous general description and the following detailed description are given by way of example and explanation only and are not limitations of the present invention.

Краткое описание чертежей:Brief Description of the Drawings:

[0014] Фиг. 1 - схематичное изображение системы регистрации данных о параметрах вагонов подвижного состава метрополитена (ПСМ), анализа и обработки данных, передачи данных.[0014] FIG. 1 is a schematic illustration of a data recording system for the parameters of subway rolling stock cars (PSM), data analysis and processing, and data transmission.

Осуществление изобретения:The implementation of the invention:

[0015] Схематическое изображение системы регистрации данных о параметрах вагонов подвижного состава метрополитена (ПСМ), анализа и обработки данных, передачи данных показано на фиг. 1. Система 100 содержит множество датчиков N, расположенных в вагонах ПСМ, по меньшей мере, два регистратора 102 параметров движения поезда (РПДП), по меньшей мере, два модуля 103 узла буферизации (модули УБ), по меньшей мере, два модуля 104 балансировки трафика (модули БТ), по меньшей мере, два модуля 105 узлов приема и передачи данных (модули УПД), по меньшей мере, два модуля 106 высокоскоростного приема и передачи данных (модули ВПД), сеть 107 приема и передачи данных, удаленный сетевой модуль 108 приема и передачи данных, по меньшей мере, один удаленный сервер 109 хранения данных, по меньшей мере, один удаленный сервер 110 анализа данных, и по меньшей мере, одно удаленное вычислительное устройство 111 пользователя. При этом два РПДП 102, два модуля 103 УБ, два модуля 104 БТ, два модуля 105 УПД, и два модуля 106 ВПД расположены в головном и хвостовом вагоне 101 ПСМ.[0015] A schematic illustration of a system for recording data on the parameters of subway rolling stock cars (PSM), analysis and data processing, data transmission is shown in FIG. 1. The system 100 comprises a plurality of N sensors located in PSM wagons, at least two registrars of train motion parameters (RPS), at least two modules 103 of the buffering unit (UB modules), at least two balancing modules 104 traffic (BT modules), at least two modules 105 of the data receiving and transmitting nodes (DRC modules), at least two high-speed receiving and transmitting data modules 106 (VPD modules), a network 107 for receiving and transmitting data, a remote network module 108 receiving and transmitting data of at least one remote server p 109 data storage, at least one remote server 110 data analysis, and at least one remote computing device 111 user. In this case, two RPDP 102, two modules 103 UB, two modules 104 BT, two modules 105 UPD, and two modules 106 VPD are located in the head and tail carriage 101 PSM.

[0016] Датчики N расположены в каждом вагоне ПСМ, и обеспечивают регистрацию параметров вагона ПСМ. Каждый датчик из множества датчиков содержит процессор, который выполняет первичную обработку зарегистрированных данных о параметрах. Первичная обработка обеспечивает компенсацию погрешностей измерений упомянутых данных о параметрах и их фильтрацию. Упомянутые погрешности вызваны влиянием температуры, деградацией (старением) первичного преобразователя. Также каждый из упомянутых датчиков содержит первичный преобразователь (не показан на фиг.), выполненный с возможностью преобразования какого-либо физического явления в измеряемую величину, т.е. в данные о параметрах.[0016] Sensors N are located in each PSM car, and provide registration of PSM car parameters. Each sensor from a plurality of sensors contains a processor that performs primary processing of the recorded parameter data. Primary processing provides compensation for measurement errors of the mentioned parameter data and their filtering. The mentioned errors are caused by the influence of temperature, degradation (aging) of the primary transducer. Each of these sensors also contains a primary transducer (not shown in FIG.) Configured to convert any physical phenomenon into a measurable quantity, i.e. in the parameter data.

[0017] Каждый из регистраторов 102 параметров движения поезда (РПДП) выполнен с возможностью приема, регистрации и вторичной обработки данных, поступивших от упомянутых датчиков по экранированной от электромагнитных полей, влаго- и пылезащищенной кабельной сети. Вторичная обработка включает: разбиение данных на блоки, их маркировка текущей датой и временем, заводским номером вагона, и выявление сбоя работы упомянутых датчиков посредством сравнения принятых данных с эталонными данными. В данном случае в результате вторичной обработки данных происходит проверка работоспособности упомянутых датчиков: датчику отправляется посредством регистратора 102 пакет данных, который каждый из датчиков обрабатывает и посылает обратно в регистратор 102 обработанные данные. Принятые регистратором обработанные данные сравниваются с эталоном, и в случае, если они не совпадают с эталоном, то это означает, что датчик вышел из строя и не работает, т.е. требуется его замена. В противном случае это будет означать, что датчик работает исправно. Регистрируемые посредством РПДП данные включают дату и время, заводской номер вагона, скорость вагона, местоположение вагона, состояние каждой двери, датчик стояночного тормоза, давление в тормозной магистрали, давление в напорной магистрали, напряжение на башмаке токоприемника, внутреннюю температуру вагона, внешнюю температуру вагона, данные о загрузке вагона, ток, потребляемый вагоном, направление движения, предупредительная скорость, допустимая скорость, положение контроллера машиниста, давление тормозного цилиндра каждой тележки, экстренное торможение, разрыв рессоры, срыв муфты, данные, указывающие на то, что токоприемники отжаты, неисправность вентилятора тормозного реостата, неисправность токоприемника, срабатывание быстродействующего выключателя, отказ электротормоза, истощение электротормоза, данные, указывающие климат лето/зима внутри вагона ПСМ, срабатывание датчика противозажатия, перегрев инвертора, неисправность системы климат-контроля, а также данные, характеризующие взаимодействие машиниста с каждым исполнительным устройством в кабине машиниста: кнопки, переключатели, тумблеры и ручки управления. Наличие экранированной от электромагнитных полей, влаго- и пылезащищенной кабельной сети может быть обусловлено: сложной электромагнитной обстановкой внутри тоннеля метрополитена при протекании электрического тока по проводам, расположенных внутри тоннеля, наличием контактного рельса, создающего радиопомехи, наличие работающих электродвигателей поезда, рельефом местности.[0017] Each of the registrars 102 of the parameters of the movement of the train (RAP) is made with the possibility of receiving, recording and secondary processing of data received from these sensors on shielded from electromagnetic fields, moisture and dust cable network. Secondary processing includes: splitting the data into blocks, marking them with the current date and time, the factory number of the car, and detecting a malfunction of the said sensors by comparing the received data with the reference data. In this case, as a result of the secondary data processing, the operability of the said sensors is checked: a data packet is sent to the sensor by means of the registrar 102, which each of the sensors processes and sends the processed data back to the registrar 102. The processed data received by the registrar is compared with the standard, and if they do not coincide with the standard, this means that the sensor is out of order and does not work, i.e. its replacement is required. Otherwise, this will mean that the sensor is working properly. The data recorded by the RAP includes the date and time, the serial number of the car, the speed of the car, the location of the car, the condition of each door, the parking brake sensor, pressure in the brake line, pressure in the pressure line, voltage on the shoe of the current collector, internal temperature of the car, external temperature of the car, data on the loading of the car, the current consumed by the car, direction of travel, warning speed, permissible speed, position of the driver's controller, brake cylinder pressure of each truck and, emergency braking, spring breakage, clutch breakdown, data indicating that the current collectors are depressed, a brake rheostat fan malfunction, a current collector malfunction, a quick-breaker operation, an electric brake failure, an electric brake depletion, data indicating the summer / winter climate inside the PSM car, operation of the anti-shock sensor, overheating of the inverter, malfunction of the climate control system, as well as data characterizing the interaction of the driver with each actuator in the cab Those: buttons, switches, toggle switches and control knobs. The presence of a shielded from electromagnetic fields, moisture and dustproof cable network may be due to: the complex electromagnetic environment inside the subway tunnel when electric current flows through the wires located inside the tunnel, the presence of a contact rail that creates radio interference, the presence of working electric motors of the train, and the terrain.

[0018] Каждый из модулей 103 узла буферизации выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от РПДП. Каждый модуль УБ содержит энергонезависимый ударопрочный твердотельный накопитель (ТН), выполненный с возможностью хранения всех принятых модулем БТ данных в течение заданного времени. В случае, если ни один из упомянутых каналов передачи данных не способен передавать вторично обработанные данные, то они сохраняются в ТН для их последующей передачи в момент времени, когда, по меньшей мере, один канал для передачи данных сможет передавать вторично обработанные данные удаленному сетевому модулю приема и передачи данных.[0018] Each of the modules 103 of the buffering unit is configured to receive second-processed data from the RAP. Each UB module contains a non-volatile impact-resistant solid-state drive (VT) configured to store all the data received by the BT module for a predetermined time. If none of the mentioned data channels is capable of transmitting processed data, then they are stored in the VT for subsequent transmission at a time when at least one data channel can transmit processed data to a remote network module receiving and transmitting data.

[0019] Каждый из модулей 104 балансировки трафика выполнен с возможностью анализа качества каналов передачи данных и передачи удаленному сетевому модулю, посредством модуля УПД и/или модуля ВПД, вторично обработанных данных на основе упомянутого анализа качества. Каждый модуль БТ на основе упомянутого анализа направляет поток передаваемых вторично обработанных данных в канал передачи данных, имеющий наибольшую пропускную способность в данный момент времени. [0019] Each of the traffic balancing modules 104 is configured to analyze the quality of the data transmission channels and transmit to the remote network module, through the DLC module and / or the VPD module, the second-processed data based on said quality analysis. Each BT module, on the basis of the above analysis, directs the stream of transmitted secondary processed data to the data transmission channel having the highest throughput at a given time.

[0020] Каждый из модулей 105 узлов приема и передачи данных выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от модуля БТ, и передачи, посредством сети зашифрованного помехоустойчивого соединения, вторично обработанных данных удаленному сетевому модулю приема и передачи данных. Модуль 105 может быть Wi-Fi модулем, модулем канала сотовой связи и т.д.[0020] Each of the modules 105 of the data receiving and transmitting nodes is configured to receive second-processed data from the BT module and transmit, through the network of the encrypted noise-resistant connection, the second-processed data to a remote network data receiving and transmitting module. Module 105 may be a Wi-Fi module, a cellular channel module, etc.

[0021] Каждый из модулей 106 ВПД также выполнен с возможностью приема вторично обработанных данных от модуля БТ, и передачи, посредством упомянутой сети передачи данных, вторично обработанных данных удаленному сетевому модулю приема и передачи данных. Дополнительно, каждый из модулей 106 ВПД выполнен с возможностью передачи данных по сети, стандарта LTE.[0021] Each of the VPD modules 106 is also configured to receive second-processed data from the BT module, and transmit, via said data network, the second-processed data to a remote network data receiving and transmitting module. Additionally, each of the VPD modules 106 is configured to transmit data over a network of the LTE standard.

[0022] Сеть 107 передачи данных обеспечивает связь модулей 105 УПД, модулей 106 ВПД с удаленным сетевым модулем 108 приема и передачи данных. Сеть представляет собой сеть Internet, и обеспечивает зашифрованное помехоустойчивое соединение. Данное соединение может являться соединением с использованием VPN-технологии связи. Сеть 107 содержит множество каналов передачи данных, которые, в зависимости от рельефа местности, могут иметь низкую пропускную способность (низкое качество канала передачи данных). Об анализе качества более подробно указывалось выше.[0022] The data network 107 provides communication between the DLC modules 105, the DAP modules 106, and the remote network data reception and transmission module 108. The network is an Internet network, and provides an encrypted noise-resistant connection. This connection may be a connection using VPN communication technology. The network 107 contains many data transmission channels, which, depending on the terrain, may have low bandwidth (low quality data transmission channel). Quality analysis was described in more detail above.

[0023] Удаленный сетевой модуль 108 приема и передачи данных обеспечивает прием данных от модулей 105 УПД и 106 ВПД и их передачу, по меньшей мере, одному удаленному серверу хранения данных. В качестве модуля 108 может использоваться один из: маршрутизатор, коммутатор, сетевой концентратор и т.д.[0023] The remote network module 108 receiving and transmitting data provides the reception of data from the modules 105 UPD and 106 VPD and their transmission to at least one remote storage server. As the module 108 can be used one of: a router, switch, network hub, etc.

[0024] По меньшей мере, один удаленный сервер 109 хранения данных выполняет управление вторично обработанными данными. Управление заключается в изменении вторично обработанных данных, их удалении или восстановлении, обеспечении контроля доступа к вторично обработанным данным.[0024] At least one remote storage server 109 performs secondary processing of the data. Management consists in changing the second processed data, deleting or restoring it, and providing access control to the second processed data.

[0025] Удаленный сервер 110 анализа данных выполняет прием от сервера 109 вторично обработанных данных и их заключительную обработку. Под заключительной обработкой подразумевается выполнение поиска данных, соответствующих вторично обработанным данным в базе данных упомянутого сервера, группировки и кластеризации вторично обработанных данных, прогнозирования и статистического анализа вторично обработанных данных, где прогнозирование выполняется для прогноза возникновения неисправностей элементов ПСМ. Для заключительной обработки может применяться множество алгоритмов поиска, алгоритмов группировки и кластеризации, алгоритмов прогнозирования и алгоритмов статистического анализа. [0025] The remote data analysis server 110 receives, from the server 109, the secondary data and their final processing. By final processing is meant the search for data corresponding to the secondly processed data in the database of the mentioned server, grouping and clustering of the secondly processed data, forecasting and statistical analysis of the secondly processed data, where forecasting is performed to predict the occurrence of failures of the PSM elements. For the final processing, many search algorithms, grouping and clustering algorithms, forecasting algorithms and statistical analysis algorithms can be used.

[0026] В частности, для алгоритмов поиска может быть выбран, по меньшей мере, один из следующих алгоритмов: алгоритм последовательного поиска, алгоритм поиска в списке, алгоритм поиска в дереве, алгоритм поиска по графу, алгоритм эвристического поиска, алгоритм семантического поиска и т.д. В качестве примера рассмотрим алгоритм последовательного поиска. Данный алгоритм работает так - он последовательно из базы данных сервера 110 просматривает подряд все записи и как только найдет искомую запись, ту, которая удовлетворяет условиям поиска, останавливается. В данном случае результат будет положительный - запись найдена. Если при последовательном просмотре таблицы искомая запись не найдена, он останавливается. В данном случае результат будет отрицательный - запись не найдена.[0026] In particular, for search algorithms, at least one of the following algorithms can be selected: sequential search algorithm, list search algorithm, tree search algorithm, graph search algorithm, heuristic search algorithm, semantic search algorithm, etc. .d. As an example, consider a sequential search algorithm. This algorithm works as follows - it sequentially from the database of the server 110 scans all the records in a row and stops as soon as it finds the desired record, the one that satisfies the search conditions. In this case, the result will be positive - the record is found. If during sequential viewing of the table the desired record is not found, it stops. In this case, the result will be negative - the record was not found.

[0027] В частности, для алгоритмов группировки может быть выбран, по меньшей мере, один из следующих алгоритмов: алгоритм топологической группировки, алгоритм структурной группировки, алгоритм аналитической группировки и т.д. В качестве примера рассмотрим алгоритм топологической группировки. Данный алгоритм работает так - на первом этапе формируются необходимые группы (например, группы машинистов по принадлежности к депо) и затем при помощи одного из алгоритмов поиска (см. выше) в базе данных сервера 110 осуществляется поиск искомых записей для включения в одну из групп, которые были заранее сформированы.[0027] In particular, for grouping algorithms, at least one of the following algorithms can be selected: topological grouping algorithm, structural grouping algorithm, analytical grouping algorithm, etc. As an example, consider the topological grouping algorithm. This algorithm works as follows: at the first stage, the necessary groups are formed (for example, the group of drivers by belonging to the depot) and then using one of the search algorithms (see above) in the database of the server 110, the required records are searched for inclusion in one of the groups, which were preformed.

[0028] В частности, для алгоритмов кластеризации может быть выбран, по меньшей мере, один из следующих алгоритмов: алгоритм иерархической кластеризации, алгоритм квадратичной ошибки, нечеткий алгоритм, алгоритм, основанный на теории графов, алгоритм выделения связных компонент, алгоритм минимального покрывающего дерева, алгоритм послойной кластеризации и т.д. В качестве примера рассмотрим алгоритм иерархической кластеризации. Данный алгоритм работает так - в начале работы каждый объект (данные) помещается в отдельный кластер, а затем кластеры объединяются (по какому-либо признаку, например, по размеру расстояния между объектами) во все более крупные, пока все объекты выборки не будут содержаться в одном кластере. Таким образом строится система вложенных разбиений. Результат работы такого алгоритма представляется в виде дерева - дендрограммы. Пример результата работы такого алгоритма - дерево классификации животных и растений.[0028] In particular, at least one of the following algorithms can be selected for clustering algorithms: a hierarchical clustering algorithm, a quadratic error algorithm, a fuzzy algorithm, a graph theory algorithm, a connection component extraction algorithm, a minimum spanning tree algorithm, layer-by-layer clustering algorithm, etc. As an example, consider a hierarchical clustering algorithm. This algorithm works like this - at the beginning of work, each object (data) is placed in a separate cluster, and then the clusters are combined (by some sign, for example, by the size of the distance between objects) into ever larger ones, until all the objects in the sample are contained in one cluster. Thus, a system of nested partitions is constructed. The result of this algorithm is presented in the form of a tree - a dendrogram. An example of the result of such an algorithm is the tree of classification of animals and plants.

[0029] В частности, для алгоритмов прогнозирования может быть выбран, по меньшей мере, один из следующих алгоритмов: алгоритм экстраполяции тренда, алгоритм скользящего среднего, алгоритм взвешенного скользящего среднего, алгоритм математического моделирования, алгоритм вероятностного моделирования, алгоритм на основе нейронных сетей и др. В качестве примера рассмотрим алгоритм экстраполяции тренда. Данный алгоритм работает так - на основе измеренных значений параметров (на текущий момент времени Т0) вычисляются параметры линии тренда (например, с использованием метода наименьших квадратов). Затем, используя параметры линии тренда, вычисляется прогнозное значение параметра, которое еще не измерено, на некоторое время Т1 вперед, т.е. какое значение у него будет в будущем. Результат работы такого алгоритма - будущее значение интересующего параметра.[0029] In particular, for prediction algorithms, at least one of the following algorithms can be selected: trend extrapolation algorithm, moving average algorithm, weighted moving average algorithm, mathematical modeling algorithm, probabilistic modeling algorithm, algorithm based on neural networks, etc. As an example, consider the trend extrapolation algorithm. This algorithm works like this - based on the measured values of the parameters (at the current moment of time T0), the parameters of the trend line are calculated (for example, using the least squares method). Then, using the parameters of the trend line, the forecast value of the parameter, which has not yet been measured, is calculated for a while T1 forward, i.e. what value he will have in the future. The result of this algorithm is the future value of the parameter of interest.

[0030] В частности, для алгоритмов статистического анализа может быть выбран, по меньшей мере, один из следующих алгоритмов: алгоритм сравнения средних, алгоритм анализа главных компонент, алгоритм корреляционного анализа, алгоритм регрессионного анализа, алгоритм канонического анализа, алгоритм частотного анализа, алгоритм факторного анализа и др. В качестве примера рассмотрим алгоритм сравнения средних. Данный алгоритм работает так - для каждой выборки - серии экспериментов (измерения какого-либо параметра) вычисляется среднее значение (например, математическое ожидание) и затем эти средние сравниваются с использованием критерия Стьюдента на предмет равенства этих выборок. Результат работы такого алгоритма - принятие гипотезы о равенстве двух выборок.[0030] In particular, for statistical analysis algorithms, at least one of the following algorithms can be selected: average comparison algorithm, principal component analysis algorithm, correlation analysis algorithm, regression analysis algorithm, canonical analysis algorithm, frequency analysis algorithm, factorial algorithm analysis and others. As an example, consider the algorithm for comparing means. This algorithm works like this - for each sample - a series of experiments (measuring a parameter), an average value (for example, mathematical expectation) is calculated and then these averages are compared using Student's test for the equality of these samples. The result of this algorithm is the adoption of the hypothesis that two samples are equal.

[0031] Все вышеприведенные алгоритмы приведены лишь для пояснения и не являются ограничениями в рамках данного технического решения.[0031] All of the above algorithms are for illustration only and are not limitations within the framework of this technical solution.

[0032] Удаленное вычислительное устройство 111 пользователя выполняет прием от упомянутого сервера 110 заключительно обработанных данных и предоставляет их пользователю в режиме реального времени. Также вычислительное устройство 111 выполняет создание электронного паспорта каждого вагона ПСМ. Электронный паспорт включает электронные формуляры каждого компонента вагонов ПСМ. Под электронным формуляром подразумевается электронный регистр параметров каждого компонента вагонов ПСМ. Вычислительное устройство 111 обеспечивает также дополнения и корректировки упомянутого электронного паспорта по результатам анализа заключительно обработанных данных. Дополнительно вычислительное устройство 111 может быть выполнено с возможностью создания электронного формуляра машиниста, содержащего идентификатор (ID) машиниста на основании результатов анализа заключительно обработанных данных. Электронный формуляр машиниста представляет собой персональную базу данных машиниста, содержащую данные о всех действиях машиниста, а также данные о квалификации и состоянии его здоровья: ФИО, фотография, возраст, класс, личное дело, типы управляемых составов, общее количество часов поездок, ошибки ведения составов, поощрения и медицинские показатели.[0032] The remote user computing device 111 receives, from said server 110, the final processed data and provides it to the user in real time. Also, the computing device 111 performs the creation of an electronic passport of each PSM car. The electronic passport includes electronic forms for each component of PSM wagons. By electronic form is meant an electronic register of parameters for each component of PSM wagons. Computing device 111 also provides additions and corrections to said electronic passport based on the analysis of the final processed data. Additionally, the computing device 111 may be configured to create an electronic form for the driver containing the driver identifier (ID) based on the analysis of the final processed data. The driver’s electronic form is a driver’s personal database containing data on all actions of the driver, as well as data on qualifications and state of his health: name, photo, age, class, personal file, types of controlled trains, total number of hours of trips, mistakes in maintaining trains , promotions and medical indicators.

[0033] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения.[0033] Although the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, those skilled in the art will understand that various changes and modifications can be made therein without departing from the actual scope of the invention.

Claims

1. A system for recording data on the parameters of subway rolling stock cars (PSM), analyzing and processing data, transmitting data to at least one remote computing device of a user, and creating, based on the analyzed and processed data, an electronic passport of each PSM car, containing:

- a plurality of sensors located in each PSM wagon and capable of measuring and recording data on the parameters of the PSM wagon, each sensor from a plurality of sensors comprising a processor configured to initially process the recorded parameter data, where the primary processing compensates for measurement errors of the above-mentioned data about parameters and their filtering;

- at least two registrars of data on the parameters of the movement of the train (RPDP), each of which is located in the head and tail cars of the PSM and is configured to receive, register and secondary-process data on the parameters received from the said sensors via moisture-shielded electromagnetic fields and a dustproof cable network, where the secondary processing includes: dividing the data into blocks, marking them with the current date and time, the serial number of the car and detecting a malfunction of the said sensors by comparing received data with reference data;

- at least two modules of the buffering unit (UB modules), each of which is located in the head and tail cars of the PSM and is configured to receive second-processed data from the RPD;

- at least two traffic balancing modules (BT modules), each of which is located in the PSM head and tail cars and is configured to receive second-processed data from the UB module, analyze the quality of data transmission channels and transmit secondary-processed data to the remote network module, by module UPD and / or module VPD, secondary processed data based on the mentioned quality analysis, where each module BT on the basis of the above analysis directs the stream of transmitted secondary processed data to channel p soap has data having the highest capacity at a given time;

- at least two modules of data receiving and transmitting nodes (UPD modules), each of which is located in the PSM head and tail cars, is connected to the BT module and is configured to receive second-processed data from the BT module, transmitting via an encrypted noise-resistant network secondly processed data to a remote network module for receiving and transmitting data;

- at least two modules for high-speed data reception and transmission (VPD modules), each of which is located in the PSM head and tail cars, is connected to the BT module and is capable of receiving secondary data from the BT module, transmission via an encrypted noise-resistant network secondly processed data to a remote network module for receiving and transmitting data;

- a remote network module for receiving and transmitting data, configured to receive second-processed data from the said DLC modules and the DPS modules and transmit them to at least one remote data storage server;

- at least one remote data storage server, configured to receive the processed data from said remote network module and provide storage, archiving and management thereof;

- at least one remote data analysis server containing a database configured to receive secondary data from said storage server and process them, where final processing means searching for data corresponding to secondary data in the database of said server, grouping and clustering secondary processed data, forecasting and statistical analysis of secondary processed data, where forecasting is performed for forecasting and malfunctions elements PSM;

- at least one remote computing device of the user, configured to:

- receiving from said server an analysis of the final processed data and providing it to the user in real time;

- creating an electronic passport of each PSM car, where the electronic passport includes electronic forms of each component of PSM cars; and

- additions and adjustments of the said electronic passport based on the analysis of the final processed data.

2. The system according to claim 1, characterized in that each UB module contains a non-volatile impact-resistant solid-state drive (VT) configured to store all data received by the UB module for a predetermined time, in case if none of the mentioned transmission channels Since the data is not capable of transmitting the processed data, it is stored in the VT for subsequent transmission at a time when at least one data channel can transmit the processed data to the remote network mode th receiving and transmitting data.

3. The system according to p. 1, characterized in that the management of the processed data by at least one remote data storage server consists in changing, deleting, restoring, providing access control.

4. The system according to claim 1, characterized in that at least one remote computing device of the user is configured to create an electronic form for the driver containing the identifier (ID) of the driver based on the analysis of the final processed data, where the electronic form of the driver is a personal database data of the driver, containing data on all the actions of the driver, as well as data on the qualifications and state of his health: name, photograph, age, class, personal file, types of managed line-ups, total number of hours of trips, line-up errors, promotions and medical indicators.

5. The system according to p. 1, characterized in that the data recorded by the RAP include the date and time, the serial number of the car, the speed of the car, the location of the car, the condition of each door, the parking brake sensor, pressure in the brake line, pressure in the pressure line, voltage on the shoe of the current collector, the internal temperature of the car, the external temperature of the car, data on the load of the car, current consumed by the car, direction of travel, warning speed, permissible speed, position of the driver's controller, pressure the brake cylinder of each truck, emergency braking, spring breakage, clutch breakage, data indicating that the current collectors are depressed, a malfunction of the brake rheostat fan, a malfunction of the current collector, the operation of the quick switch, failure of the electric brake, depletion of the electric brake, data indicating the summer / winter climate inside the PSM car, operation of the anti-shock sensor, inverter overheating, malfunction of the climate control system, as well as data characterizing the interaction of the driver with each execution An integral device in the driver's cab: buttons, switches, toggle switches and control knobs.

6. The system according to claim 1, characterized in that the network is an Internet network, and the encrypted noiseless connection is a connection using VPN communication technology.

7. The system according to claim 1, characterized in that the VPD modules are configured to transmit data over an LTE network.