Патент на изобретение №2386563

(54) СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к системе мониторинга состояния электропоездов. Система содержит 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. Технический результат заключается в повышении безопасности движения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к системе мониторинга состояния электропоездов, предназначенной для повышения безопасности движения и снижения эксплуатационных расходов.

Известна система диагностики электропоезда (Патент на полезную модель РФ RU 53253 U1, МПК В62К 9/00, 21.07.2005), предназначенная для контроля параметров буксовых узлов и/или тяговых редукторов электропоездов и включающая в себя датчики, воспринимающие рабочие параметры буксового узла и/или тягового редуктора, установленные на соответствующих узлах, измерительные устройства, расположенные на каждой тележке каждого вагона электропоезда, и устройство индикации.

Недостатком данной системы является недостаточный охват оборудования электропоезда, поскольку контроль параметров только буксовых узлов и/или тяговых редукторов без учета параметров работы прочих агрегатов электропоезда (давление в тормозной пневмосистеме, параметры электрического оборудования и т.д.) не обеспечивает всей полноты диагностирования. Другим недостатком данной системы 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. Наличие проводных каналов нарушает конструкцию электропоезда и снижает надежность системы диагностирования. Все эти факторы существенно снижают полноту и достоверность диагностики, а также надежность системы диагностирования.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является система мониторинга на железнодорожном транспорте (Свидетельство на полезную модель RU 61235 U1, МПК B60R 27/00, B61L 25/00, 09.11.2006), предназначенная для мониторинга подвижного транспортного средства, содержащая центр мониторинга, связанный радиоканалом с радиоканалом центра управления, расположенном на подвижном транспортном средстве около поездной бригады, и его бортовым компьютером, который взаимосвязан с подсистемой мониторинга головного вагона, и/или подсистемой мониторинга моторного вагона, и/или подсистемой мониторинга прицепного вагона, содержащими блоки диагностики соответственно колесных пар, буксовых узлов, компрессора, автотормозного оборудования, включающих соответствующие датчики,

Недостатками наиболее близкого аналога, принятого за прототип, также являются низкая полнота и достоверность диагностирования и низкая надежность системы. Известная система имеет громоздкую структуру за счет соединенных между собой с помощью громоздких проводных линий связи центра управления, расположенного в кабине машиниста, и подсистем мониторинга головного, моторного и прицепного вагонов. Монтаж подобной системы предполагает прокладку дополнительных междувагонных соединений, что резко снижает ее надежность. Кроме того, отсутствие единообразия выполнения блоков диагностики различных частей поезда, имеющих разное количество датчиков, усложняет производство, монтаж и эксплуатацию такой системы, снижает ее ремонтопригодность.

Существенным недостатком известной системы является отсутствие определения фактического местоположения поезда в процессе движения и привязки измеряемых параметров к данному местоположению. Это также существенно снижает достоверность диагностирования, поскольку на протяжении следования поезда на его режимы работы влияют различные факторы, например рельеф местности (крутые подъемы, спуски), параметры питающей сети, которые могут существенно изменяться как в зависимости от расстояния от текущего положения поезда до ближайшей тяговой подстанции, так и при переходе от одной тяговой подстанции к другой. Отсутствие учета данных факторов за счет привязки совокупности измеряемых параметров к фактическим географическим координатам положения электропоезда также существенно снижает достоверность диагностирования. Получение же истинных координат местоположения поезда на пути следования и привязка измеряемых параметров к этим координатам позволяют зафиксировать место возникновения и развития неисправности, что не только повышает достоверность диагностирования, но и увеличивает интервал прогноза, что, в свою очередь, позволяет сократить количество и длительность сеансов связи центра управления на транспортном средстве с центром мониторинга по радиоканалу и проводить их периодически, например при проходе МВПС вблизи промежуточных станций и/или депо, где расположен центр мониторинга, таким образом, сокращая стоимость эксплуатации системы.

Еще одним существенным недостатком известной системы является отсутствие контроля реальной скорости движения МВПС, что также снижает достоверность диагностирования, поскольку режимы работы агрегатов МВПС напрямую связаны со скоростным режимом движения поезда и достоверное диагностирование невозможно без привязки измеряемых параметров к скорости движения.

К существенным недостаткам известной системы также относится узкий диапазон контролируемых параметров, поскольку подсистемы мониторинга вагонов не осуществляют контроль параметров электрического оборудования (тяговые электродвигатели, преобразователи), силовых, вспомогательных и цепей управления, в т.ч. текущие положения крана и контроллера машиниста и т.д. Отсутствие контроля данных параметров не обеспечивает всей полноты диагностирования и существенно снижает достоверность диагностирования МВПС в целом.

Целью предлагаемого технического решения является повышение полноты, достоверности мониторинга и диагностики с одновременным повышением надежности работы системы.

Поставленная цель в системе мониторинга электропоездов, содержащей центр мониторинга, связанный радиоканалом с радиоканалом центра управления, расположенном на подвижном транспортном средстве около поездной бригады, и его бортовым компьютером, который взаимосвязан с подсистемой мониторинга головного вагона, и/или подсистемой мониторинга моторного вагона, и/или подсистемой мониторинга прицепного вагона, содержащими блоки диагностики соответственно колесных пар, буксовых узлов, компрессора, автотормозного оборудования, включающих соответствующие датчики, достигается тем, что подсистемы мониторинга вагонов оборудованы блоками диагностики силовых электрических цепей, вспомогательных электрических цепей и пневмоэлектрических цепей управления и выполнены в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей со встроенными высокоскоростными радиоканалами, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, радиоканалы центра мониторинга и центра управления также выполнены комбинированными и содержат высокоскоростные для коротких расстояний и низкоскоростные для дальних расстояний радиоканалы, 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, а также тем, что высокоскоростные для коротких расстояний радиоканалы выполнены на основе WiFi-модулей, низкоскоростные для дальних расстояний радиоканалы выполнены на основе GSM-модулей сотовых сетей связи, а поездная бригада оснащена PDA-терминалом со встроенным высокоскоростным радиоканалом.

Анализ отличительных признаков предлагаемой системы мониторинга электропоездов и обеспечиваемых ею технических результатов показал, что:

– введение в подсистемы мониторинга вагонов блоков диагностики силовых электрических цепей, вспомогательных электрических цепей и пневмоэлектрических цепей управления обеспечивает необходимую полноту и достоверность мониторинга состояния электропоезда;

– выполнение блоков диагностики в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей со встроенными высокоскоростными радиоканалами, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, позволяет построить систему мониторинга единообразно на базе типовых модулей, с одинаковым числом универсальных входов, воспринимающих информацию с любых датчиков системы, и исключить ненадежную проводную связь между ними и центром управления электропоезда, что одновременно существенно повышает достоверность и надежность системы;

– выполнение радиоканалов центра мониторинга и центра управления комбинированными, содержащими высокоскоростные для коротких расстояний и низкоскоростные для дальних расстояний радиоканалы, позволяет передавать большие объемы диагностической информации между блоками диагностики в вагонах и центром управления электропоезда, а также между ним и центром мониторинга в депо, что существенно повышает достоверность мониторинга и обоснованность принимаемых решений по срокам и объемам ремонта электропоезда, возможность передачи результатов мониторинга на дальние расстояния также повышает его достоверность, особенно в экстренных случаях;

– последовательное подключение в центре мониторинга к радиоканалу сервера, диагностической сети и компьютеров пользователей обеспечивает быстрое прохождение информации о состоянии поезда ответственным лицам, принимающим решения, позволяет заранее подготовиться к его ремонту и провести его в кратчайшие сроки, что существенно повышает достоверность и информационную надежность системы;

– оснащение центра управления на подвижном транспортном средстве приемником системы спутниковой навигации, подключенным к бортовому компьютеру, позволяет учитывать профиль пути – спуски, подъемы, повороты, разгоны и торможения, положение и скорость транспортного средства, которые существенно определяют нагрузки, действующие на тяговые электродвигатели, редукторы, буксы, пневмосистему и автотормозное оборудование, элементы силовых, вспомогательных электроцепей и цепей управления, поэтому учет информации, получаемой с приемника, позволяет существенно повысить достоверность диагностики и мониторинга электропоезда;

– выполнение на основе WiFi-модулей высокоскоростных для коротких расстояний радиоканалов обеспечивает скорость передачи до 50 МБод на расстояниях 300 м и более, что вполне достаточно для связи блоков диагностики и модулей в вагонах с центром управлении поезда и между ним и центром мониторинга в депо, когда поезд подходит к депо и сбрасывает большой объем диагностической информации, что существенно повышает достоверность системы;

– выполнение на основе GSM-модулей сотовых сетей связи низкоскоростных для дальних расстояний радиоканалов обеспечивает скорость передачи порядка 100 КБод на любые расстояния, что позволяет никогда не «терять» поезд и всегда знать его техническое состояние, т.е. обеспечить надежность и достоверность системы мониторинга;

– оснащение поездной бригады PDA-терминалом со встроенным высокоскоростным радиоканалом, который поездная бригада носит с собой, позволяет убрать бортовой компьютер в труднодоступное место, что повышает вандалоустойчивость системы, другим преимуществом является возможность оперативного разбирательства с неблагоприятной ситуацией на месте в любом вагоне, руководствуясь оперативной информацией, отображаемой PDA-терминалом в реальном времени, это повышает гибкость, достоверность и одновременно надежность предлагаемой системы.

Анализ совокупности отличительных признаков показал, что структура и состав предложенной системы обеспечивают комплексную диагностику и мониторинг состояния электропоезда с высокой степенью достоверности при одновременном обеспечении высокой надежности системы мониторинга, что позволяет значительно сократить затраты на поэлементную диагностику, ремонт и наладку выявленных системой на ходу неисправных элементов поезда. Совокупность отличительных признаков изобретения обеспечивает выявление таких неисправностей, которые возникают при экстремальных нагрузках в процессе движения и не могут быть обнаружены при обычных испытаниях в депо пока не «выйдут на поверхность».

Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая полученный результат, представляется новой на существующем этапе развития науки и техники и превосходит существующий мировой уровень. Изобретение соответствует изобретательскому уровню, поскольку достигаемый результат определяется не только суммой отличительных признаков, но и результатом их тесного взаимодействия между собой.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы. Система мониторинга электропоездов содержит центр 1 мониторинга, связанный радиоканалом 2 с радиоканалом 3 центра 4 управления, расположенном на подвижном транспортном средстве около поездной бригады 5, и его бортовым компьютером 6, который взаимосвязан с подсистемой 7 мониторинга головного вагона, и/или подсистемой 8 мониторинга моторного вагона, и/или подсистемой 9 мониторинга прицепного вагона. Подсистема 7 мониторинга головного вагона содержит блок диагностики колесных пар 10, блок диагностики буксовых узлов 11, блок диагностики компрессора 12, блок диагностики автотормозного оборудования 13, блок диагностики силовых 14 электрических цепей, блок диагностики вспомогательных 15 электрических цепей, блок диагностики пневмоэлектрических 16 цепей управления. Все блоки выполнены в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей 17₁-17_m со встроенными высокоскоростными радиоканалами 18, комбинирующих функции соответствующих блоков диагностики в соответствии с числом измерительных каналов модулей 17, как правило, равным 8. Подсистема 8 мониторинга моторного вагона содержит блок диагностики колесных пар 27, блок диагностики буксовых узлов 28, блок диагностики компрессора 29, блок диагностики автотормозного оборудования 30, блок диагностики силовых 31, электрических цепей, блок диагностики вспомогательных 32 электрических цепей, блок диагностики пневмоэлектрических 33 цепей управления. Все блоки выполнены в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей 17₁-17_n со встроенными высокоскоростными радиоканалами 18, комбинирующих функции соответствующих блоков диагностики в соответствии с числом измерительных каналов модулей 17, как правило, равным 8. Подсистема 9 мониторинга прицепного вагона содержит блок диагностики колесных пар 34, блок диагностики буксовых узлов 35, блок диагностики компрессора 36, блок диагностики автотормозного оборудования 37, блок диагностики силовых 38 электрических цепей, блок диагностики вспомогательных 39 электрических цепей, блок диагностики пневмоэлектрических 40 цепей управления. Все блоки выполнены в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей 17₁-17_р со встроенными высокоскоростными радиоканалами 18, комбинирующих функции соответствующих блоков диагностики в соответствии с числом измерительных каналов модулей 17, как правило, равным 8. Модули 17 и радиоканалы 18 во всех вагонах одинаковы. Блоки диагностики одинаковых названий имеют разные номера в вагонах разных типов, поскольку различаются между собой по номенклатуре и количеству датчиков, что вызвано разной конструкцией и разными электрическими и пневматическим схемами головных 7, моторных 8 и прицепных 9 вагонов. Радиоканалы центра 1 мониторинга и центра 4 управления выполнены комбинированными и содержат высокоскоростные 18 для коротких расстояний и низкоскоростные 19 для дальних расстояний радиоканалы, в центре 1 мониторинга к радиоканалу 2 последовательно подключены сервер 20, диагностическая сеть 21 и компьютеры 22₁-22_k пользователей, центр 4 управления на подвижном транспортном средстве оснащен приемником 23 системы спутниковой навигации, подключенным к бортовому компьютеру 6. Высокоскоростные 18 для коротких расстояний радиоканалы выполнены на основе WiFi-модулей 24, низкоскоростные 19 для дальних расстояний радиоканалы выполнены на основе GSM-модулей 25 сотовых сетей связи, а поездная бригада 5 оснащена PDA-терминалом со встроенным высокоскоростным радиоканалом 26. Диагностическая сеть 21 представляет собой Ethernet-совместимую сеть, выполненную кабелем, или беспроводную, с использованием WiFi-точек доступа, подключенных к компьютерам пользователей, либо является комбинированной.

Система мониторинга работает следующим образом. В центре 4 управления подвижного транспортного средства поездная бригада наблюдает на экране бортового компьютера 6 или экране PDA-терминала 26 (малогабаритный наладонный компьютер, оснащенный WiFi-радиоканалом), связанными между собой через радиоканал 3, состояние вверенного им транспортного средства, его узлов и текущую ситуацию в вагонах. При этом осуществляется непрерывное запоминание в базах данных бортового компьютера 6 значений текущих диагностических признаков, измеряемых параметров, поступающих по высокоскоростному радиоканалу 18 через модули 17 от датчиков блоков диагностики, установленных в каждом вагоне. Машинист или его помощник могут просматривать данные вручную по каждому вагону либо в автоматическом режиме по сигналу системы. Снабжение системы малогабаритным PDA-терминалом, который поездная бригада носит с собой, позволяет убрать бортовой компьютер в труднодоступное место, что повышает вандалоустойчивость системы. Другим преимуществом является возможность оперативного разбирательства с неблагоприятной ситуацией на месте в любом вагоне, руководствуясь оперативной информацией, отображаемой PDA-терминалом в реальном времени. Приемник системы спутниковой навигации 23 передает в бортовой компьютер 6 точное время, текущие координаты и скорость движения транспортного средства, которые одновременно отображаются на экранах компьютера 6 и терминала 26 совместно с другой информацией и учитываются при постановке диагноза. Профиль пути – спуски, подъемы, повороты, разгоны и торможения существенно определяют нагрузки, действующие на тяговые электродвигатели, редукторы, буксы, пневмосистему и автотормозное оборудование, элементы силовых, вспомогательных электроцепей и цепей управления. Поэтому учет информации, получаемой с навигатора 23, позволяет существенно повысить достоверность диагностирования электропоезда и любого транспортного средства. Высокоскоростные радиоканалы WiFi 18 передают информацию в диапазоне 2,4 ГГц со скоростью до 50 МБод и автоматически осуществляют трансляцию данных с удаленных передатчиков. Низкоскоростные GSM-радиоканалы 19 передают информацию со скоростью до 100 КБод в диапазоне частот 900, 1800 МГц и разнесены по частоте с каналами 18. Приемник 23 навигационной системы принимает сигналы, имеющие специальное кодирование, в диапазоне 2,4 ГГц, поэтому все эти системы связи обладают полной электромагнитной совместимостью, что и позволяет получить заявленный технический результат.

Блоки 10, 27 и 34 диагностики колесных пар, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с вибродатчиков, датчиков температуры, зазоров и др., установленных в подшипниковых узлах редукторных блоков и тяговых электродвигателей, которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17₁ вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра управления 4 на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности тяговый электродвигатель неисправной колесной пары может быть выключен, и машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения или даже – остановке поезда. В этом случае экстренная информация о предельном техническом состоянии поезда передается через GSM-радиоканал 19 комбинированного радиоканала 3 центра управления 4 в центр 1 мониторинга практически на любое расстояние. Вся информация о техническом состоянии колесных пар архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправной колесной пары.

Блоки 11, 28 и 35 диагностики буксовых узлов, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с вибродатчиков, датчиков температуры, зазоров, частоты вращения и др., установленных в подшипниковых узлах букс, которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18, через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения или даже – остановке поезда. В этом случае экстренная информация о предельном техническом состоянии поезда передается через GSM-радиоканал 19 комбинированного радиоканала 3 центра управления 4 в центр 1 мониторинга практически на любое расстояние. Вся информация о техническом состоянии буксовых узлов архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправного буксового узла.

Блоки 12, 29 и 36 диагностики компрессора и пневмосистемы, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с вибродатчиков, датчиков температуры, давления и др., установленных на подшипниковых узлах компрессора, его клапанах, питательной и тормозной магистралях и т.д., которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения или даже – остановке поезда. В этом случае экстренная информация о предельном техническом состоянии поезда передается через GSM-радиоканал 19 комбинированного радиоканала 3 центра управления 4 в центр 1 мониторинга практически на любое расстояние. Вся информация о техническом состоянии компрессора и пневмосистемы архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправного компрессора и/или узла пневмосистемы.

Блоки 13, 30 и 37 диагностики автотормозного оборудования, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с датчиков, установленных на автотормозном оборудовании и контролирующих работу тормозного цилиндра и автотормозов, которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения или даже – остановке поезда. В этом случае экстренная информация о предельном техническом состоянии поезда передается через GSM-радиоканал 19 комбинированного радиоканала 3 центра управления 4 в центр 1 мониторинга практически на любое расстояние. Вся информация о техническом состоянии буксовых узлов архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправного тормозного оборудования.

Блоки 14, 31 и 38 диагностики силовых электрических цепей, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с датчиков тока, напряжения и др., установленных на важнейших участках силовых электрических цепей, прежде всего питания тяговых двигателей, которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения или даже – остановке поезда. В этом случае экстренная информация о предельном техническом состоянии поезда передается через GSM-радиоканал 19 комбинированного радиоканала 3 центра управления 4 в центр 1 мониторинга практически на любое расстояние. Вся информация о техническом состоянии силовых электрических цепей архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправного участка силовых электрических цепей.

Блоки 15, 32 и 39 диагностики вспомогательных электрических цепей, выполненные на интеллектуальных модулях 17 со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с датчиков тока, напряжения, вибрации и др., установленных на важнейших участках вспомогательных электрических цепей, прежде всего вспомогательных машин, печей, калориферов и т.д., которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения. Вся информация о техническом состоянии архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправных агрегатов и участков вспомогательных электрических цепей.

Блоки 16, 33 и 40 диагностики пневмоэлектрических цепей управления, выполненные на интеллектуальных модулях 17_m, 17_n, 17_р со встроенным высокоскоростным радиоканалом 18, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, снимают информацию с датчиков тока, напряжения, установленных на поездных проводах, давления и др., установленных на важнейших участках пневмоэлектрических цепей управления, прежде всего для контроля состояния крана и контроллера машиниста, которая после фильтрации и обработки в интеллектуальных модулях 17 вагонов 7-9, передается встроенным радиоканалом 18 через радиоканал 3 центра 4 управления на бортовой компьютер 6, который по специальному алгоритму анализирует полученную информацию и выдает диагностическое сообщение на экран компьютера 6 и терминала 26. В случае возникновения неисправности машинистом принимается решение об уменьшении скорости движения. Вся информация о техническом состоянии архивируется в базах данных бортового компьютера 6 и при подходе к центру 1 мониторинга, который расположен в депо, автоматически сбрасывается на сервер 20 через высокоскоростной радиоканал 18 комбинированного радиоканала 2 центра 1. Диагностическая информация поступает через диагностическую сеть депо 21 на компьютеры пользователей 22₁-22_k – начальника депо, его заместителя по ремонту, старшим мастерам и мастерам цехов ТР-1 и, при необходимости, ТР-3 и т.д., которые принимают решение о проведении обслуживания и ремонта неисправных узлов и участков пневмоэлектрических цепей управления.

Интеллектуальные модули 17 имеют фиксированное число измерительных каналов, как правило, 8. Поэтому подключение разного количества и номенклатуры датчиков даже одних и тех же блоков диагностики в головном 7, моторном 8 и прицепном 9 вагонах приводит к перераспределению (комбинированию) совокупности датчиков так, чтобы их количество было кратно числу входов модуля 17, как правило, равным 8. Так, в практически испытанной системе в головном вагоне 7 блоки диагностики выполнены на трех, в моторном вагоне 8 – на двух, а в прицепном 9 вагоне – на одном интеллектуальном модуле 17, имеющем встроенный радиоканал 18.

Таким образом, в предлагаемой системе мониторинга обеспечивается достижение поставленной цели – повышение полноты и достоверности результатов диагностики и мониторинга при одновременном повышении надежности системы путем расширения диагностируемых узлов поезда, учета его местоположения и скорости движения, единообразного выполнения блоков диагностики и осуществления беспроводных соединений между блоками как внутри вагонов, так и между вагонами и центром управления, обеспечивая как высокоскоростную, так и дальнюю связь при передаче результатов мониторинга. Это позволяет существенно повысить безопасность и дисциплину пассажирских перевозок, снизить эксплуатационные расходы и перевести подвижной состав на эксплуатацию и ремонт по техническому состоянию.

Формула изобретения

1. Система мониторинга электропоездов, содержащая центр мониторинга, связанный радиоканалом с радиоканалом центра управления, расположенным на подвижном транспортном средстве около поездной бригады, и его бортовым компьютером, который взаимосвязан с подсистемой мониторинга головного вагона, и/или подсистемой мониторинга моторного вагона, и/или подсистемой мониторинга прицепного вагона, содержащими блоки диагностики соответственно колесных пар, буксовых узлов, компрессора, автотормозного оборудования, включающих соответствующие датчики, отличающаяся тем, что подсистемы мониторинга вагонов оборудованы блоками диагностики силовых электрических цепей, вспомогательных электрических цепей и пневмоэлектрических цепей управления и выполнены в виде распределенных по вагону интеллектуальных модулей со встроенными высокоскоростными радиоканалами, комбинирующих функции различных блоков диагностики в пределах одного вагона, радиоканалы центра мониторинга и центра управления также выполнены комбинированными и содержат высокоскоростные для коротких расстояний и низкоскоростные для дальних расстояний радиоканалы, 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.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что высокоскоростные для коротких расстояний радиоканалы выполнены на основе WiFi-модулей, низкоскоростные для дальних расстояний радиоканалы выполнены на основе GSM-модулей сотовых сетей связи, а поездная бригада оснащена PDA-терминалом со встроенным высокоскоростным радиоканалом.

РИСУНКИ