RU2774509C1 - Automated control system for multiple units - Google Patents

Automated control system for multiple units Download PDF

Info

Publication number
RU2774509C1
RU2774509C1 RU2021124134A RU2021124134A RU2774509C1 RU 2774509 C1 RU2774509 C1 RU 2774509C1 RU 2021124134 A RU2021124134 A RU 2021124134A RU 2021124134 A RU2021124134 A RU 2021124134A RU 2774509 C1 RU2774509 C1 RU 2774509C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monitoring
car
cars
head
wireless
Prior art date
Application number
RU2021124134A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Ададуров
Алексей Викторович Нерезков
Александр Александрович Перевязкин
Сергей Николаевич Рязанов
Алексей Викторович Шульгин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта"
Application granted granted Critical
Publication of RU2774509C1 publication Critical patent/RU2774509C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: railway transport.
SUBSTANCE: invention relates to means of monitoring the condition of multiple units and the quality of passenger transportation. The control system of multiple units contains a monitoring center, monitoring subsystems of head cars, motor and trailer cars, the monitoring center is connected via radio channels of the mobile communication network with the monitoring subsystem of head cars and contains a data processing server to which the application server for the personnel is connected, automated workstations of the personnel are connected to the latter, and via radio channels of the mobile communication network, the mobile automated workstations of personnel (for example, smartphones/tablets/communicators), the monitoring subsystems of head, motor and trailer cars are equipped with data collection and processing modules, intra-car and inter-car radio communication modules, and the monitoring subsystem of the head cars also contains a navigation module and a GSM radio communication module connected to the modules of inter-car radio communication of the head cars. Moreover, the monitoring center (1) also includes an application server for passengers (10) connected to the data processing server (6), made with the possibility of connecting to it via radio channels of the network (5) of mobile communication of passengers’ mobile devices, the monitoring subsystems of head, motor and trailer cars are equipped with wireless autonomous sensors (16-20) and wireless door opening and closing control modules (21), moreover, the wireless autonomous sensors (16-20) are connected via wireless communication channels to the data collection and processing module (12) and (through 12) to the inter-car radio communication module (13). Communication of the onboard components of the system is carried out using LoRa technology.
EFFECT: possibility of quality control of transportation services by passengers of multiple units is achieved.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к автоматизированной системе контроля состояния мотор-вагонного подвижного состава (МВПС), предназначенной для контроля качества предоставляемой услуги по перевозке пассажиров.The invention relates to the field of railway transport, in particular to an automated system for monitoring the condition of multiple unit rolling stock (MVPS), designed to control the quality of the passenger transportation service.

Известна система мониторинга подвижного состава содержащая первичные преобразователи параметров работы узлов в сигналы, доступные к передаче по поездным информационным каналам, бортовые устройства первичной обработки, накопления и передачи сигналов на внешние устройства считывания постов депо, центр обработки данных, центр управления ремонтом депо, специализированные посты, единый центр мониторинга подвижного состава. В пути следования поезда с узлов вагонов при помощи штатных датчиков бортовых систем, а также дополнительно установленных датчиков осуществляется сбор информации о текущих значениях параметров работы: тяговых электродвигателей, тяговой передачи, тягового редуктора, колесных пар; узлов рессорного подвешивания, автосцепных устройств; силовой электрической передачи; вспомогательного электрического оборудования. Первичная информация датчиков сравнивается с допустимыми значениями и хранится для последующей передачи на устройства считывания постов, затем обрабатываются в центре обработки данных и передаются диспетчеру центра управления ремонтом (патент на полезную модель RU 136780 U1, МПК B61L 25/00, опубл. 21.08.2012) - аналог.A known rolling stock monitoring system contains primary converters of the operating parameters of nodes into signals available for transmission via train information channels, on-board devices for primary processing, accumulation and transmission of signals to external devices for reading depot posts, a data processing center, a depot repair control center, specialized posts, unified rolling stock monitoring center. On the way of the train from the car units, with the help of regular sensors of the on-board systems, as well as additionally installed sensors, information is collected on the current values of the operating parameters: traction motors, traction transmission, traction gearbox, wheel sets; spring suspension units, automatic couplers; power electrical transmission; auxiliary electrical equipment. The primary information of the sensors is compared with the allowable values and stored for subsequent transmission to the post reading devices, then processed in the data center and transferred to the repair control center dispatcher (utility model patent RU 136780 U1, IPC B61L 25/00, publ. 21.08.2012) - analogue.

Недостатком данной системы является ограниченный перечень контролируемых параметров (буксовых узлов и тяговых редукторов без учета параметров работы прочих агрегатов электропоезда), ориентированных на информационное обеспечение ремонтов подвижного состава. Другим недостатком является необходимость проводных соединений между всеми устройствами системы, что приводит к образованию громоздкой структуры, образующейся за счет дополнительных проводных каналов, которые необходимо прокладывать на электропоезде при монтаже системы.The disadvantage of this system is a limited list of controlled parameters (box units and traction gearboxes without taking into account the operation parameters of other units of the electric train), focused on information support for rolling stock repairs. Another disadvantage is the need for wired connections between all devices of the system, which leads to the formation of a bulky structure formed by additional wire channels that must be laid on the train during installation of the system.

Известно устройство мониторинга и дистанционного управления оборудованием пассажирских вагонов железнодорожного транспорта, содержащее бортовые средства контроля технического состояния вагонов железнодорожного транспорта, не менее одного автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчерского пункта управления железнодорожным транспортом и сервер сбора данных и обработки результатов технического контроля железнодорожного транспорта. При этом бортовые средства контроля технического состояния вагонов железнодорожного транспорта оснащены средствами радиообмена данными с удаленными АРМ диспетчерских пунктов управления и сервером. Бортовые средства контроля технического состояния каждого вагона железнодорожного транспорта содержат модульный контроллер мониторинга технических параметров и управления основной аппаратурой вагона, блок управления электропитанием комплекса, соединенные с соответствующим диагностируемым оборудованием непосредственно и через сетевой коммутатор - с цифровым устройством обработки данных (панельный компьютер). Цифровое устройство обработки данных через сетевой адаптер соединен с межвагонной линией интерфейсной связи и непосредственно - с GPS-приемником и со средством радиообмена данными. Устройство обладает расширенными функциональными возможностями (заявка WO 2014/175768 A1, G05D 27/00, B60L 3/00, B61L 25/00 опубл. 30.10.2014) - аналог.A device for monitoring and remote control of equipment for passenger cars of railway transport is known, containing on-board means for monitoring the technical condition of railway cars, at least one workstation (AWP) of a dispatch control center for railway transport and a server for collecting data and processing the results of technical control of railway transport. At the same time, on-board means for monitoring the technical condition of railroad cars are equipped with means for radio data exchange with remote workstations of dispatching control points and a server. The on-board means for monitoring the technical condition of each railway car contain a modular controller for monitoring technical parameters and controlling the main equipment of the car, a power supply control unit of the complex, connected to the corresponding diagnostic equipment directly and through a network switch to a digital data processing device (panel computer). The digital data processing device is connected via a network adapter to the intercarriage interface communication line and directly to a GPS receiver and to a means of radio data exchange. The device has extended functionality (application WO 2014/175768 A1, G05D 27/00, B60L 3/00, B61L 25/00 publ. 10/30/2014) - analogue.

Недостатком устройства является жесткая структура системы мониторинга, использование внутрипоездной магистрали, ограниченный перечень параметров, характеризующих качество предоставляемых пассажирам услуг (только температура воздуха), отсутствие возможности информирования пассажиров. Монтаж подобной системы предполагает прокладку междувагонных соединений, что резко снижает ее надежность при необходимости перекомпоновки поездного состава МВПС.The disadvantage of the device is the rigid structure of the monitoring system, the use of an intra-train highway, a limited list of parameters characterizing the quality of services provided to passengers (only air temperature), and the inability to inform passengers. The installation of such a system involves the laying of inter-car connections, which sharply reduces its reliability if it is necessary to reconfigure the MVPS train stock.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является система мониторинга электропоездов, содержащая центр мониторинга, центр управления, бортовой компьютер, подсистему мониторинга головного вагона, и/или подсистему мониторинга моторного вагона, и/или подсистему мониторинга прицепного вагона, блоки диагностики колесных пар, буксовых узлов, компрессора, автотормозного оборудования, блоки диагностики силовых электрических цепей, блоки вспомогательных электрических цепей, блоки пневмоэлектрических цепей управления, радиоканалы центра мониторинга и центра управления. В центре мониторинга к радиоканалу последовательно подключены сервер, диагностическая сеть и компьютеры пользователей. Центр управления на подвижном транспортном средстве оснащен приемником системы спутниковой навигации, подключенным к бортовому компьютеру (патент на изобретение RU 2386563 C1, B61L 3/00, B61L 25/00, опубл. 07.10.2008) - прототип.The closest analogue of the proposed technical solution is a system for monitoring electric trains, containing a monitoring center, a control center, an on-board computer, a head car monitoring subsystem, and/or a motor car monitoring subsystem, and/or a trailer car monitoring subsystem, diagnostic units for wheel sets, axle boxes, compressor, auto-braking equipment, power circuit diagnostic blocks, auxiliary circuit blocks, pneumoelectric control circuit blocks, monitoring center and control center radio channels. In the monitoring center, the server, diagnostic network and user computers are connected in series to the radio channel. The control center on a mobile vehicle is equipped with a satellite navigation system receiver connected to an on-board computer (patent for invention RU 2386563 C1, B61L 3/00, B61L 25/00, publ. 07.10.2008) - a prototype.

Основным недостатком известных из уровня техники устройств, в том числе наиболее близкого аналога, принятого за прототип, является то, что диагностика параметров и контроль штатного функционирования бортового оборудования МВПС осуществляется только в интересах обслуживающего персонала (поездной бригады, работников депо, должностных лиц, отвечающих за эксплуатацию и управление движением МВПС), но не пассажиров. При этом отсутствует контроль ключевого показателя, - качества и достоверности предоставляемой пассажирам услуги.The main disadvantage of the devices known from the prior art, including the closest analogue taken as a prototype, is that the diagnostics of the parameters and control of the normal operation of the onboard equipment of the MVPS is carried out only in the interests of the service personnel (train crew, depot workers, officials responsible for operation and traffic management of IMPS), but not passengers. At the same time, there is no control over the key indicator - the quality and reliability of the service provided to passengers.

Кроме того, недостатками известных из уровня техники устройств является:In addition, the disadvantages of the devices known from the prior art are:

- система мониторинга формируется единой в физическом смысле, что затрудняет перекомпоновку вагонов в составе МВПС в случае необходимости увеличения (уменьшения) количества вагонов в составе, отказов, ремонтов, списания вагонов и т.д.;- the monitoring system is formed as a unified in the physical sense, which makes it difficult to re-arrange the cars as part of the MVPS if it is necessary to increase (decrease) the number of cars in the composition, failures, repairs, decommissioning of cars, etc.;

- в системе мониторинга используются датчики, требующие подключения к бортовой сети электроснабжения, что значительно снижает гибкость и возможности конфигурирования и адаптации системы мониторинга под конкретные условия эксплуатации МВПС;- the monitoring system uses sensors that require connection to the onboard power supply network, which significantly reduces the flexibility and the ability to configure and adapt the monitoring system to specific operating conditions of the MVPS;

- использование проводных соединений и датчиков, подключаемых к бортовой сети электропитания, возможно на стадии производства МВПС или его глубокой модернизации в заводских условиях. Вместе с тем, для оборудования системами мониторинга МВПС, находящегося в эксплуатации, требуются технические решения, обеспечивающие простоту, гибкость и технологичность монтажа и эксплуатации систем мониторинга МВПС;- the use of wired connections and sensors connected to the onboard power supply network is possible at the stage of MVPS production or its deep modernization at the factory. At the same time, for equipment with monitoring systems of MVPS, which is in operation, technical solutions are required that ensure simplicity, flexibility and manufacturability of installation and operation of MVPS monitoring systems;

- использование высокоскоростных каналов передачи данных (как правило, WiFi) от датчиков (модулей контроля) сопряжено с большим энергопотреблением, что исключает возможность применения автономных беспроводных датчиков, тем самым ограничивая возможность увеличения при необходимости количества датчиков и номенклатуры контролируемых параметров.- the use of high-speed data transmission channels (usually WiFi) from sensors (control modules) is associated with high power consumption, which excludes the possibility of using autonomous wireless sensors, thereby limiting the possibility of increasing the number of sensors and the range of controlled parameters if necessary.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение является создание автоматизированной системы контроля МВПС, обеспечивающей контроль качества предоставляемой пассажирам услуги, обеспечение возможности информирования персонала и пассажиров о качестве предоставляемой услуги, а также возможности оснащения системами мониторинга находящегося в эксплуатации МВПС без серьезной модернизации и вмешательства в конструкцию и штатные системы и устройства вагонов МВПС.The task to be solved by the claimed solution is the creation of an automated control system for the MVPS, which ensures quality control of the service provided to passengers, the possibility of informing staff and passengers about the quality of the service provided, as well as the possibility of equipping the MVPS in operation with monitoring systems without major modernization and intervention in the design and regular systems and devices of MVPS cars.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении достоверности мониторинга качества услуги в реальном масштабе времени.The technical result is to expand the functionality and increase the reliability of monitoring the quality of services in real time.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматизированная система контроля мотор-вагонного подвижного состава содержит центр мониторинга, подсистемы мониторинга головных вагонов, моторных и прицепных вагонов. Центр мониторинга связан по радиоканалам сети мобильной связи с подсистемой мониторинга головных вагонов и содержит сервер обработки данных к которому подключен сервер приложений для персонала, к последнему подключены автоматизированные рабочие места персонала, а по радиоканалам сети мобильной связи - мобильные автоматизированные рабочие места персонала. Подсистемы мониторинга головных, моторных и прицепных вагонов оборудованы модулями сбора и обработки данных, модулями внутривагонной и межвагонной радиосвязи, а подсистема мониторинга головных вагонов содержит также навигационный модуль и модуль радиосвязи GSM связанный с модулями межвагонной радиосвязи головных вагонов. При этом центр мониторинга содержит, подключенный к серверу обработки данных, сервер приложений для пассажиров, выполненный с возможностью подключения к нему по радиоканалам сети мобильной связи мобильных устройств пассажиров, подсистемы мониторинга головных, моторных и прицепных вагонов оборудованы беспроводными автономными датчиками и беспроводными модулями контроля открытия и закрытия дверей, а беспроводные автономные датчики подключены по каналам беспроводной связи к модулю сбора и обработки данных и модулю межвагонной радиосвязи.The specified technical result is achieved by the fact that the automated control system for motor-car rolling stock contains a monitoring center, monitoring subsystems for head cars, motor and trailer cars. The monitoring center is connected via radio channels of the mobile communication network with the head car monitoring subsystem and contains a data processing server to which the application server for personnel is connected, automated workstations of personnel are connected to the latter, and mobile automated workstations of personnel are connected via radio channels of the mobile communication network. The monitoring subsystems for head, motor and trailer cars are equipped with data collection and processing modules, intra-car and inter-car radio communication modules, and the head car monitoring subsystem also contains a navigation module and a GSM radio communication module connected to the head car inter-car radio communication modules. At the same time, the monitoring center contains, connected to the data processing server, an application server for passengers, configured to connect to it via radio channels of the mobile communication network of passenger mobile devices, monitoring subsystems for head, motor and trailer cars equipped with wireless autonomous sensors and wireless modules for controlling opening and closing the doors, and wireless autonomous sensors are connected via wireless communication channels to the data collection and processing module and the car-to-car radio communication module.

Система, характеризующаяся тем, что содержит беспроводные автономные датчики температуры, освещенности, влажности воздуха, состава воздуха и оборудована беспроводными автономными датчиками веса вагона.The system is characterized by the fact that it contains wireless autonomous sensors of temperature, illumination, air humidity, air composition and is equipped with wireless autonomous sensors of car weight.

Система, в которой модуль сбора и обработки данных подключен к модулю управления отоплением и кондиционированием.A system in which a data acquisition and processing module is connected to a heating and air conditioning control module.

Система, характеризующаяся тем, что беспроводные автономные датчики температуры воздуха, освещенности, влажности воздуха, состава воздуха, веса вагона связаны с модулем сбора и обработки данных по технологии LoRaWAN.A system characterized by the fact that wireless autonomous sensors for air temperature, illumination, air humidity, air composition, car weight are connected to a data collection and processing module using LoRaWAN technology.

Система, в которой для межвагонной радиосвязи используется технология LoRaWAN.A system that uses LoRaWAN technology for car-to-car radio communication.

Сущность изобретения поясняется на Фиг. 1, где представлена структурная схема автоматизированной системы контроля МВПС.The essence of the invention is illustrated in Fig. 1, which shows a block diagram of the automated control system MVPS.

Заявляемая автоматизированная система контроля МВПС содержит центр мониторинга 1, подсистемы мониторинга первого головного вагона 2, подсистему второго (находящегося в хвосте поезда) головного вагона 3, моторных и прицепных вагонов 4, центр мониторинга 1 связан по радиоканалам сети мобильной связи 5 с подсистемой мониторинга первого головного вагона 2 и подсистемой мониторинга второго головного вагона 3. Центр мониторинга содержит сервер обработки данных 6, к серверу обработки данных 6 подключен сервер приложений для персонала 7, к серверу приложений для персонала подключены автоматизированные рабочие места персонала 8, а по радиоканалам сети мобильной связи 9 -мобильные автоматизированные рабочие места персонала Подсистемы мониторинга (2 и 3) головных, моторных и прицепных вагонов 4 оборудованы модулями сбора и обработки данных 12, модулями внутривагонной и межвагонной радиосвязи 13, подсистема мониторинга головных вагонов 2 и 3 содержит также навигационный модуль 14 и модуль радиосвязи GSM 15 (шлюз) Подсистемы мониторинга вагонов связаны между собой по каналам беспроводной связи с помощью модулей межвагонной радиосвязи 13, модули межвагонной радиосвязи 13 головных вагонов подключены к шлюзам-модулям радиосвязи GSM 15. При этом центр мониторинга 1 содержит сервер приложений для пассажиров 10, подключенный к серверу обработки данных 6, к серверу приложений для пассажиров 10 по радиоканалам общедоступной сети мобильной связи 5 могут подключаться мобильные устройства пассажиров 11 с установленным на них приложением (клиентской программой), кроме того подсистемы мониторинга (2 и 3) головных, моторных и прицепных вагонов 4 оборудованы беспроводными автономными датчиками, по необходимости, например, беспроводными автономными датчиками температуры 16, беспроводными автономными датчиками освещенности 17, беспроводными автономными датчиками влажности воздуха 18, беспроводными автономными датчиками состава воздуха 19, беспроводными автономными датчиками веса вагона 20, беспроводными модулями контроля открытия и закрытия дверей 21 и т.д. Датчики подключены по каналам беспроводной связи к модулю сбора и обработки данных 12, который может быть подключен к модулю управления отоплением и кондиционированием 22, и модулю межвагонной радиосвязи 13.The claimed automated control system MVPS contains a monitoring center 1, a monitoring subsystem of the first head car 2, a subsystem of the second (located in the tail of the train) head car 3, motor and trailer cars 4, a monitoring center 1 is connected via radio channels of the mobile communication network 5 with the monitoring subsystem of the first head of the car 2 and the monitoring subsystem of the second head car 3. The monitoring center contains a data processing server 6, an application server for personnel 7 is connected to the data processing server 6, automated workstations of personnel 8 are connected to the application server for personnel, and via radio channels of the mobile communication network 9 - mobile workstations for personnel Monitoring subsystems (2 and 3) of head, motor and trailer cars 4 are equipped with data collection and processing modules 12, intra-car and inter-car radio communication modules 13, the monitoring subsystem of head cars 2 and 3 also contains a navigation module 14 and a radio communication module GSM 15 (gateway) Car monitoring subsystems are interconnected via wireless communication channels using inter-car radio communication modules 13, car-to-car radio communication modules 13 of head cars are connected to GSM 15 radio communication gateway modules. connected to the data processing server 6, to the application server for passengers 10 via radio channels of the public mobile communication network 5, mobile devices of passengers 11 with the application (client program) installed on them can be connected, in addition to the monitoring subsystems (2 and 3) of the head, motor and trailer wagons 4 are equipped with wireless autonomous sensors, if necessary, for example, wireless autonomous temperature sensors 16, wireless autonomous light sensors 17, wireless autonomous air humidity sensors 18, wireless autonomous air composition sensors 19, wireless autonomous sensors of car weight 20, wireless water modules for controlling the opening and closing of doors 21, etc. The sensors are connected via wireless communication channels to the data collection and processing module 12, which can be connected to the heating and air conditioning control module 22, and the car-to-car radio communication module 13.

Компании - операторы МВПС нуждаются в получении объективной оперативной информации не только о техническом состоянии оборудования и подвижного состава, но и о качестве и достоверности услуг, предоставляемых в том числе и пассажирам МВПС. Заявляемое решение обеспечивает решение обоих задач. Качество услуги, предоставляемой пассажирам МВПС, может характеризоваться набором следующих параметров (характеристик):IMPS operators need to obtain objective operational information not only about the technical condition of equipment and rolling stock, but also about the quality and reliability of services provided, including to IMPS passengers. The proposed solution provides a solution to both problems. The quality of the service provided to IMPS passengers can be characterized by a set of the following parameters (characteristics):

- соответствие графика движения МВПС расписанию;- compliance of the MVPS traffic schedule with the schedule;

- населенность вагонов МВПС (занятость пассажирских перевозочных мест);- population of MVPS wagons (employment of passenger transportation places);

- температура воздуха в вагоне;- air temperature in the car;

- влажность воздуха в вагоне;- air humidity in the car;

- процентное содержание в воздухе углекислого газа (С02), пыли и др.;- percentage of carbon dioxide (CO2), dust, etc. in the air;

- освещенность внутри вагона и т.д.- lighting inside the car, etc.

Автоматизированная система контроля МВПС устроена и работает следующим образом.The MVPS automated control system is designed and operates as follows.

Во всех вагонах МВПС (головных, моторных и прицепных) устанавливаются автономные (то есть имеющие собственный источник электропитания) беспроводные датчики контроля температуры воздуха, влажности воздуха, состава воздуха, освещенности (16, 17, 18, 19). Количество датчиков (например, не менее двух - в начале и в конце вагона) каждого типа может варьироваться в зависимости от требований владельца (эксплуатирующей организации) МВПС к полноте и достоверности мониторинга параметров предоставляемой пассажирам услуги. В каждый вагон МВПС на буксовые узлы устанавливаются 4 беспроводных датчика измерения веса вагона 20 - по одному в каждую точку подвески кузова вагона на тележку. Измерения веса вагона используются для мониторинга населенности (количества пассажиров) вагонов следующим образом. Определяется среднее значение веса кузова вагона относительно веса кузова пустого вагона по показаниям четырех датчиков. Полученное значение делится на 80 (80 кг - среднестатистический вес одного пассажира с багажом при проезде в пригородном МВПС) и определяется оценочное значение количества пассажиров в данном вагоне. К штатным датчикам контроля закрытия дверей каждого вагона подключаются беспроводные модули контроля открытия и закрытия дверей 21. В первый и второй головные вагоны МВПС устанавливаются навигационные модули ГЛОНАСС/GPS.All MVPS cars (head, motor and trailer) are equipped with autonomous (that is, having their own power supply) wireless sensors for monitoring air temperature, air humidity, air composition, and illumination (16, 17, 18, 19). The number of sensors (for example, at least two - at the beginning and at the end of the car) of each type may vary depending on the requirements of the owner (operating organization) of the MVPS for the completeness and reliability of monitoring the parameters of the service provided to passengers. In each MVPS car, 4 wireless sensors for measuring the weight of the car 20 are installed on the axle boxes - one at each point of suspension of the car body on the bogie. Wagon weight measurements are used to monitor the occupancy (number of passengers) of wagons as follows. The average weight of the car body relative to the weight of the empty car body is determined according to the readings of four sensors. The resulting value is divided by 80 (80 kg is the average weight of one passenger with luggage when traveling in a suburban MVPS) and the estimated value of the number of passengers in a given car is determined. Wireless modules for controlling the opening and closing of doors 21 are connected to the standard sensors for controlling the closing of the doors of each car. GLONASS / GPS navigation modules are installed in the first and second head cars of the MVPS.

Во время использования МВПС по назначению - при перевозке пассажиров информация от датчиков 16-21 в каждом вагоне поезда по каналам внутривагонной связи передается в модули сбора и обработки данных 12. В качестве каналов внутривагонной связи используются беспроводные технологии интернета вещей (IoT, Internet of Things) LPWAN (беспроводные сети передачи небольших по объему данных на дальние расстояния с низким энергопотреблением по протоколу IEEE 802.15.4). После предварительной обработки данных, включающей фильтрацию и формирование информационных пакетов, информация поступает из модулей сбора и обработки данных 12 передается в модули межвагонной радиосвязи 13, также использующие энергоэффективную технологию LPWAN. При отклонении измеренной температуры воздуха в салоне вагона от значений, рекомендуемых Санитарными правилами и нормами (СанПиН), в модуле сбора и обработки данных 12 формируется управляющий сигнал, который передается в модуль управления отоплением и кондиционированием 22. Информация из модулей межвагонной радиосвязи 13 поступает в модуль радиосвязи GSM 15 первого и второго головного вагона. Модули радиосвязи GSM 15 выполняют также функцию шлюза между сетью межвагонной передачи данных LPWAN и общедоступной сетью сотовой связи GSM/UMTS. В модуль радиосвязи GSM 15 также из навигационного модуля 14 поступает информация о местоположении и скорости МВПС. Далее информационные пакеты, содержащие информацию о температуре воздуха, влажности воздуха, составе воздуха, освещенности и количества пассажиров в каждом вагоне передается по каналам сотовой связи 5 в сервер обработки данных 6 центра мониторинга 1. В информационные пакеты также включаются данные о местоположении и скорости движения МВПС, а также зафиксированные моменты времени открытия и закрытия дверей в вагонах МВПС. Данная информация необходима, поскольку с точки зрения достоверности качества услуги, предоставляемой пассажиру, соблюдение графика движения МВВС характеризуется не только фактом нахождения МВПС в определенный момент времени на соответствующем остановочном пункте (станции, платформе), но более точно - моментами открытия и закрытия дверей вагона МВПС, так как только в этом промежутке времени пассажир имеет возможность войти в вагон или покинуть его.During the use of the MVPS for its intended purpose - when transporting passengers, information from sensors 16-21 in each car of the train is transmitted via intra-car communication channels to data collection and processing modules 12. Wireless technologies of the Internet of things (IoT, Internet of Things) are used as channels for intra-car communication LPWAN (wireless networks for the transmission of small data over long distances with low power consumption using the IEEE 802.15.4 protocol). After preliminary data processing, including filtering and formation of information packets, the information comes from data collection and processing modules 12 and is transmitted to inter-car radio communication modules 13, which also use energy-efficient LPWAN technology. If the measured air temperature in the car cabin deviates from the values recommended by the Sanitary Rules and Norms (SanPiN), a control signal is generated in the data collection and processing module 12, which is transmitted to the heating and air conditioning control module 22. Information from the inter-car radio communication modules 13 enters the module radio communication GSM 15 of the first and second head car. The GSM 15 radio communication modules also act as a gateway between the LPWAN inter-vehicle data transmission network and the public GSM/UMTS cellular network. The GSM radio communication module 15 also receives information about the location and speed of the MVPS from the navigation module 14. Further, information packets containing information on air temperature, air humidity, air composition, illumination and the number of passengers in each car are transmitted via cellular communication channels 5 to the data processing server 6 of the monitoring center 1. The information packets also include data on the location and speed of the MVPS , as well as fixed times of opening and closing doors in MVPS cars. This information is necessary because, from the point of view of the reliability of the quality of the service provided to the passenger, compliance with the MVVS traffic schedule is characterized not only by the fact that the MVPS is at a certain point in time at the corresponding stopping point (station, platform), but more precisely, by the moments of opening and closing the doors of the MVVS carriage , since only in this period of time the passenger has the opportunity to enter the car or leave it.

В сервере обработки данных производится сортировка и обработка информации, поступающей от МВПС. Полный поток информации, относящийся к конкретному поезду МВПС с разбивной на вагоны и привязкой к железнодорожным координатам и времени передается в сервер приложений для персонала 7, в котором формируются установленные отчетные формы о всех параметрах, характеризующих качество предоставляемой пассажирам услуги для каждого конкретного вагона МВПС. Указанные формы и таблицы передаются далее в автоматизированные рабочие места 8 обслуживающего персонала и должностных лиц, отвечающих за качество услуг по перевозке пассажиров. Эта же информация по каналам сотовой связи 5 передается на мобильные рабочие мета персонала 9, в качестве которых могут использоваться смартфоны и планшеты с установленной клиентской программой (мобильным приложением для персонала). Информация о параметрах предоставляемой услуги используется персоналом и ответственными должностными лицами при планировании технических и организационных мероприятий по улучшению качества обслуживания пассажиров, анализе обоснованности претензий, поступающих от пассажиров. Из сервера обработки данных 6 информация от МВПС поступает также в сервер приложений для пассажиров 10, в котором формируются обобщенные интуитивно понятные формы с информацией о соответствии фактического движения МВПС, например, расписанию, температуре воздуха, освещенности и количестве пассажиров в каждом конкретном вагоне МВПС. Из сервера приложений для пассажиров 10 информация по каналам общедоступной сотовой связи 5 передается на мобильные устройства пассажиров 11 (смартфоны, планшеты с установленным мобильным приложением для пассажиров). Пассажиры также имеют возможность отправлять сообщения в центр мониторинга 1 о несоответствии реальных параметров качества услуги отображаемым в приложении и иные претензии и предложения, относящиеся к достоверности предоставляемой услуги.The data processing server sorts and processes the information coming from the IMPS. The complete flow of information related to a particular train of the MVPS, broken down into wagons and tied to railway coordinates and time, is transmitted to the application server for personnel 7, in which the established reporting forms are generated on all parameters characterizing the quality of the service provided to passengers for each specific MVPS wagon. The specified forms and tables are transferred further to the automated workplaces 8 of the service personnel and officials responsible for the quality of passenger transportation services. The same information is transmitted via cellular communication channels 5 to mobile workers meta staff 9, which can be smartphones and tablets with an installed client program (mobile application for staff). Information about the parameters of the service provided is used by personnel and responsible officials when planning technical and organizational measures to improve the quality of passenger service, analyzing the validity of claims from passengers. From the data processing server 6, information from the MVPS also enters the application server for passengers 10, in which generalized intuitive forms are generated with information about the compliance of the actual movement of the MVPS, for example, timetable, air temperature, illumination and the number of passengers in each specific MVPS car. From the application server for passengers 10, information is transmitted via public cellular communication channels 5 to the mobile devices of passengers 11 (smartphones, tablets with an installed mobile application for passengers). Passengers also have the opportunity to send messages to the monitoring center 1 about the discrepancy between the actual parameters of the quality of the service displayed in the application and other claims and suggestions related to the reliability of the service provided.

Тем самым обеспечивается возможность получения информации о достоверности основных параметрах качества предоставляемой услуги не только пассажирами, непосредственно находящимся в конкретном вагоне МВПС, но любыми другими пассажирами, заинтересованными в получении такой информации (например, с целью выбора поезда и вагона).This ensures the possibility of obtaining information about the reliability of the main parameters of the quality of the service provided not only by passengers who are directly in a particular IMPS carriage, but by any other passengers interested in obtaining such information (for example, in order to select a train and carriage).

Использование в качестве источников первичной информации автономных беспроводных датчиков, отсутствие проводных соединений между вагонами обеспечивает аппаратную автономность оборудования любого вагона, простоту монтажа и обслуживания системы, широкие возможности по наращиванию (сокращению) количества и номенклатуры контролируемых параметров, простоту конфигурирования и настройки системы при изменении состава поезда (отцепке, замене и перекомпоновке вагонов, увеличения или уменьшения количества вагонов в составе).The use of autonomous wireless sensors as sources of primary information, the absence of wired connections between cars ensures hardware autonomy of the equipment of any car, ease of installation and maintenance of the system, ample opportunities to increase (reduce) the number and range of controlled parameters, ease of configuration and setup of the system when changing train composition (uncoupling, replacement and rearrangement of wagons, increase or decrease in the number of wagons in the train).

Применение беспроводных датчиков контроля параметров позволяет достичь большую гибкость конфигурирования, расширения (при необходимости), модернизации и обслуживания датчиков системы мониторинга. Объем информации, поступающей от датчиков системы мониторинга в единицу времени, небольшой и составляет единицы килобайт в секунду, что позволяет использовать для передачи данных с датчиков энергоэффективные технологии и протоколы интернета вещей. Применение технологии LPWAN для сбора информации датчиков контроля системы мониторинга обеспечивает энергетическую экономичность работы датчиков (период автономной работы беспроводного датчика увеличивается до нескольких лет).The use of wireless sensors for monitoring parameters allows you to achieve greater flexibility in configuring, expanding (if necessary), upgrading and maintaining the sensors of the monitoring system. The volume of information received from the sensors of the monitoring system per unit of time is small and amounts to a few kilobytes per second, which makes it possible to use energy-efficient technologies and protocols of the Internet of Things for transmitting data from sensors. The use of LPWAN technology to collect information from monitoring sensors of the monitoring system ensures the energy efficiency of the sensors (the battery life of a wireless sensor increases to several years).

Таким образом, предлагается автоматизированная система контроля мотор-вагонного подвижного состава, обеспечивающая в том числе и контроль качества услуги по перевозке пассажиров МВПС, возможность информирования пассажиров об основных параметрах предоставляемой услуги в реальном времени, повышение уровня безопасности при посадке и высадке пассажиров, анализ расхода электроэнергии в автоматическом режиме исключая при этом участие в процессах формирования и передачи информации человеческий фактор (вмешательство поездной бригады МВПС), а также возможность оснащения автоматизированными системами контроля находящегося в эксплуатации МВПС без серьезной модернизации и вмешательства в конструкцию и штатные системы и устройства вагонов МВПС.Thus, an automated control system for multi-unit rolling stock is proposed, which, among other things, provides quality control of the service for the transportation of passengers of the MVPS, the possibility of informing passengers about the main parameters of the service provided in real time, increasing the level of safety when boarding and disembarking passengers, and analyzing power consumption in automatic mode, while excluding the participation in the processes of formation and transmission of information the human factor (intervention of the MVPS train crew), as well as the possibility of equipping the MVPS in operation with automated control systems without major modernization and interference in the design and standard systems and devices of the MVPS cars.

Claims (5)

1. Автоматизированная система контроля мотор-вагонного подвижного состава, содержащая центр мониторинга, подсистемы мониторинга головных вагонов, моторных и прицепных вагонов, центр мониторинга связан по радиоканалам сети мобильной связи с подсистемой мониторинга головных вагонов и содержит сервер обработки данных, к которому подключен сервер приложений для персонала, к последнему подключены автоматизированные рабочие места персонала, а по радиоканалам сети мобильной связи - мобильные автоматизированные рабочие места персонала, подсистемы мониторинга головных, моторных и прицепных вагонов оборудованы модулями сбора и обработки данных, модулями внутривагонной и межвагонной радиосвязи, а подсистема мониторинга головных вагонов содержит также навигационный модуль и модуль радиосвязи GSM, связанный с модулями межвагонной радиосвязи головных вагонов, отличающаяся тем, что центр мониторинга содержит подключенный к серверу обработки данных сервер приложений для пассажиров, выполненный с возможностью подключения к нему по радиоканалам сети мобильной связи мобильных устройств пассажиров, подсистемы мониторинга головных, моторных и прицепных вагонов оборудованы беспроводными автономными датчиками и беспроводными модулями контроля открытия и закрытия дверей, причем беспроводные автономные датчики подключены по каналам беспроводной связи к модулю сбора и обработки данных и модулю межвагонной радиосвязи.1. An automated control system for multiple unit rolling stock, containing a monitoring center, subsystems for monitoring head cars, motor and trailer cars, the monitoring center is connected via radio channels of a mobile communication network with a subsystem for monitoring head cars and contains a data processing server to which an application server is connected for personnel, automated workstations of personnel are connected to the latter, and mobile automated workplaces of personnel are connected via radio channels of the mobile communication network, subsystems for monitoring head, motor and trailer cars are equipped with data collection and processing modules, modules for intra-car and inter-car radio communication, and the monitoring subsystem for head cars contains also a navigation module and a GSM radio communication module associated with the intercar radio communication modules of the head cars, characterized in that the monitoring center contains an application server for passengers connected to the data processing server, made with the possibility the possibility of connecting passenger mobile devices to it via radio channels of the mobile communication network, the monitoring subsystems for head, motor and trailer cars are equipped with wireless autonomous sensors and wireless modules for controlling the opening and closing of doors, moreover, wireless autonomous sensors are connected via wireless communication channels to the data collection and processing module and intercar radio communication module. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит беспроводные автономные датчики температуры, освещенности, влажности воздуха, состава воздуха и беспроводные автономные датчики веса вагона.2. The system according to claim 1, characterized in that it contains wireless autonomous sensors for temperature, illumination, air humidity, air composition and wireless autonomous sensors for the weight of the car. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль сбора и обработки данных подключен к модулю управления отоплением и кондиционированием.3. The system according to claim 1, characterized in that the data collection and processing module is connected to the heating and air conditioning control module. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что беспроводные автономные датчики температуры воздуха, освещенности, влажности воздуха, состава воздуха, веса вагона связаны с модулем сбора и обработки данных по технологии LoRaWAN.4. The system according to claim 1, characterized in that wireless autonomous sensors for air temperature, illumination, air humidity, air composition, car weight are connected to a data collection and processing module using LoRaWAN technology. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для межвагонной радиосвязи используется технология LoRaWAN.5. The system according to claim 1, characterized in that LoRaWAN technology is used for car-to-car radio communication.
RU2021124134A 2021-08-13 Automated control system for multiple units RU2774509C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774509C1 true RU2774509C1 (en) 2022-06-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024117935A1 (en) * 2022-12-02 2024-06-06 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") System for monitoring a railway vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386563C1 (en) * 2008-10-07 2010-04-20 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" System of electric trains monitoring
RU2550240C2 (en) * 2012-12-27 2015-05-10 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Electric train monitoring system
WO2020118373A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 Asiatic Innovations Pty Ltd Transport and rail infrastructure monitoring system
US20220009535A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Amsted Rail Company, Inc. Systems and methods for railway asset msanagement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386563C1 (en) * 2008-10-07 2010-04-20 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" System of electric trains monitoring
RU2550240C2 (en) * 2012-12-27 2015-05-10 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Electric train monitoring system
WO2020118373A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 Asiatic Innovations Pty Ltd Transport and rail infrastructure monitoring system
US20220009535A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Amsted Rail Company, Inc. Systems and methods for railway asset msanagement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024117935A1 (en) * 2022-12-02 2024-06-06 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") System for monitoring a railway vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103754242B (en) City regional railway signal system and control method thereof
RU2686262C1 (en) System and method of train formation and control
CN109229149A (en) Regional Rail Transit fully automatic operation interconnects train operation control system
RU2640389C1 (en) Train and railway depot management system
CN110712667B (en) Comprehensive train control system capable of adapting to foreign requirements
CN110733540B (en) Full-automatic unmanned train vehicle section delivery method
CN103744383B (en) subway signal fault early warning method and system
RU102345U1 (en) COMPREHENSIVE MANEUVER LOCOMOTIVE MANAGEMENT SYSTEM
CN106335523A (en) Method for long-distance collection and diagnosis treatment of vehicle-mounted equipment status
WO2012155835A1 (en) Ctcs -3 train operation control system
WO2022198946A1 (en) Rail transit signal system having multi-network integration
CN113562023A (en) Communication-based train operation control method with train positioning and integrity judgment
CN107547611A (en) Cab integrated radio communication dynamic monitoring method and its system
CN112758135B (en) Vehicle control system based on 5G network and Internet of vehicles and control method thereof
CN108189860B (en) Driving permission control system suitable for general speed railway
CN202018387U (en) Intelligent diagnostic system for running part of urban rail transit train running in transit
CN109050582B (en) Intelligent train state monitoring method and system
CN114611726A (en) Urban rail transit data fusion control system based on cloud platform
RU2387564C1 (en) System for train traffic centralised dispatching control
RU2774509C1 (en) Automated control system for multiple units
CN112572544A (en) Train auxiliary positioning system and method based on vehicle-mounted controller
RU2307041C1 (en) Monitoring system of traffic control technological discipline
CN106114562A (en) Subway line networking condition information system
CN111415604A (en) Intelligent carriage information display system and operation method
CN214565379U (en) Vehicle control system based on 5G network and Internet of vehicles