Система автоматической идентификации подвижного состава на сети железных дорог

Акмолинский колледж КазАТК им. М. Тынышпаева

 

 

Отчет по преддипломной практике

На тему: «Система автоматической идентификации подвижного состава на сети железных дорог»

 

 

Выполнил:

Студент группы ОП 41/2

Абубакиров А.А

Проверил:

Руководитель по практике

Имашев А.А.

 

 

Астана 2015

Содержание

1. Введение…………………………………………………………....................3

2. Система автоматической идентификации подвижного состава на сети железных дорог…………………………………………………….................4

3. Основные принципы работы системы………………………...................5

4. КБД-2. Состав и формат информации на датчике………………................6

5.  Пункт кодирования датчиков КБД-2…………………………….................7

6. КБД-2. Технические характеристики…………………………….................8

7. Состав и принцип работы КБД-2…………………………………................9

8. Основные положение……………………………………………….............14

9. Заключение………………………………………………………….............16
10. Список литературы…………………………………………………............18

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Железнодорожный транспорт играет огромную роль в развитии современного производства и является важной его отраслью. Значение транспорта непрерывно возрастает в связи с тем, что современные масштабы промышленности и товарооборота связаны с перемещением большого объема сырья, топлива, полуфабрикатов и готовой продукции. Это перемещение происходит в процессе производства продукта между цехами и складами предприятия, а после его изготовления – между предприятиями и пунктом примыкания подъездных путей к сети общего пользования с последующей транспортировкой в районы потребления. Транспортировка должна быть непрерывной и согласованной, так как все виды транспорта являются звеньями единой транспортной системы страны. Транспорт входит в технологический комплекс предприятий, оказывая прямое воздействие на эффективность их работы.

Грузовая и коммерческая работа на железнодорожном транспорте играет важную роль в обеспечении перевозок грузов. Она осуществляет оперативное квартальное и месячное планирование перевозок, разрабатывает и представляет на утверждение в установленном порядке тарифы, условия перевозок и технические нормы загрузки вагонов, внедряет мероприятия по рационализации и маршрутизации перевозок, сохранности грузов, прогрессивные формы взаимодействия дорог с предприятиями промышленности и других видов транспорта, выполнение перевозок, организует выгрузку и рассмотрение претензий грузовладельцев при недостаче, порче и повреждении грузов.

 

 

1. Система автоматической идентификации подвижного состава на сети железных дорог

Железнодорожный транспорт является самым популярным в Казахстане и странах СНГ. В восточной же части нашей страны он является едва ли не единственным средством круглогодичной доставки грузов и пассажиров.

При большой протяженности сети железных дорог время доставки груза от пункта отправления до пункта назначения может оказаться значительным. Естественно, что грузоотправитель хотел бы иметь достоверную информацию о том, где находится его груз в тот или иной момент времени.

Автоматизировать получение этих сведений (с исключением процедур ручного сбора данных) стало возможно с помощью системы автоматической идентификации подвижного состава, аналогов которой пока не существует в Казахстане и странах СНГ.

Назначение системы

Система обеспечивает оперативное получение данных о местонахождении каждого вагона и локомотива в любой момент времени, позволяя в реальном масштабе времени определять не только местонахождение составов, но и их состояние (например, в каком пункте прицеплен или отцеплен конкретный вагон, и т.д.).

Полученная оперативная информация используется при решении задач управления, анализа, учёта, взаиморасчёта за пользование вагонами, информирования клиентуры железных дорог.

 

1.1 Основные принципы работы системы

Весь подвижной состав оборудуется бортовыми датчиками КБД-2, несущими информацию о каждом подвижном объекте, а в опорных точках на трассе устанавливаются пункты считывания, при прохождении которых автоматически снимается информация о состоянии данного объекта.

Полученная информация через фиксированные временные интервалы передается на концентратор линейного уровня, осуществляющего ее сбор со всех пунктов считывания данного железнодорожного узла. Затем она обрабатывается и по сети Российских железных дорог поступает в концентратор дорожного уровня. Именно на этом уровне обеспечивается оперативное управление транспортными потоками.

Конечное сообщение содержит идентификационные данные подвижных единиц (8-значный код подвижного средства), код станции и код пункта считывания, направление следования и время прохождения, а также перечень подвижных единиц в составе поезда.

 

2. КБД-2. Состав и формат информации на датчике

России	89 и 20,
Белоруссии	88 и 21,
Украины	87 и 22,
Молдавии	86 и 23,
Латвии	85 и 24,
Литвы	84 и 25,
Эстонии	83 и 26,
Казахстана	82 и 27,
Грузии	81 и 28,

128 бит информационного слова  датчика могут состоять из двух частей. Первую часть образуют биты, предназначенные для технологических целей, а вторую - биты общего назначения. К технологическим относятся поля контроля ошибок, обнаружения информационного кадра из 128 бит, определения формата данных, защиты от несанкционированного дублирования датчиков. Для технологических функций предназначен 31 бит, 97 бит - для общего пользования (информационное поле пользователя). За время эксплуатации датчика информация пользователя может быть при необходимости изменена в стационарных условиях (со снятием датчика с подвижного состава).

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Пункт кодирования датчиков КБД-2

Состав пункта кодирования:

• ПЭВМ с программным обеспечением цикла программирования датчика КБД-2;
• АРМ ОПЕРАТОР Zd и программное обеспечение АРМ РД цикла контроля установки датчика на ПС и обмена информацией с СПД;
• программатор КБД-2 разработки ОЦВ;
• ручное считывающее устройство РСУ-0,9;
• принтер штрих-кода;
• радиомодем «Поток»;

• оборудование для установки датчика КБД-2, включающее:

• — кронштейн, на который монтируется датчик,
• — заклепочник,
• — вытяжные тяговые заклепки.

Программатор КБД-2

Программатор — электронное устройство, обеспечивающее программирование датчиков по информации, поступающей с ПЭВМ. Конструкция программатора предусматривает установку датчиков по направляющим таким образом, что контактное устройство программатора (в виде подпружиненных игольчатых контактов) стыкуется с контактными площадками на печатной плате датчика. В устройстве предусмотрен аппаратно-программный контроль фиксации стыковки датчика с программатором.

 

 

 

 

 

 

2. Кодовый бортовой датчик КБД-2

Кодовый бортовой датчик КБД-2 предназначен для установки на подвижном составе и содержит информацию о каждом его объекте.

Кодовый бортовой датчик КБД-2 ЖЛТК.464411.005 устанавливается на подвижных средствах наземного транспорта и содержит информацию об объекте идентификации. Использование датчика не требует наличия источника электропитания.

КБД-2 относится к категории RW-датчиков (с возможностью перепрограммирования от трех до шести раз).

 

 

 

 

 

 

 

3  КБД-2. Технические характеристики

Кодовый бортовой датчик КБД-2 ЖЛТК.464411.005 устанавливается на подвижных средствах наземного транспорта и содержит информацию об объекте идентификации. Использование датчика не требует наличия источника электропитания.

КБД-2 относится к категории RW-датчиков (с возможностью перепрограммирования от трех до шести раз).

По условиям эксплуатации КБД-2 соответствует изделиям категории Д1 ГОСТ 12997-84.

Допустимые условия эксплуатации:

• температура окружающей среды от – 50°C до +70°С;
• относительная влажность окружающей среды 100% при 25° C;
• воздействие дождя, солевого (морского) тумана, пыли и песка;
• обледенение слоем до 3 мм;
• покрытие слоем сажи, нефти или мазута до 1 мм;
• воздействие случайной вибрации со среднеквадратичным значением ускорения до 3 g в диапазоне частот 0,5-100 Гц;
• атмосферное давление от 650 до 800 мм рт. ст.

Максимальные допустимые воздействия:

• механический удар с параметрами полусинусоидального импульса 30 g, 11 мс при количестве 10 000 ударов частотой 40-80 ударов в минуту;
• температура от –70°С до +85°С;
• пиковое значение напряженности поля 50 В/м в течение 60 с.

Средняя наработка на отказ КБД-2 – 87600 часов.

Состав и принцип работы КБД-2

Датчик является пассивным СВЧ-элементом, то есть не содержит компонентов для генерации СВЧ-сигналов. Принцип действия датчика основан на модуляции отраженного СВЧ-сигнала, который генерирует облучающая и считывающая аппаратура пункта считывания. Модуляция осуществляется в соответствии с идентификационным кодом датчика.

Составные элементы датчика (рис. 2):

• полосковая антенна WA (симметричный линейный вибратор);
• четвертьволновый согласующий трансформатор волнового сопротивления;
• выпрямитель СВЧ колебаний;
• интегральная микросхема (ИМС563РТ1) функционального преобразователя кода со встроенным ПЗУ последовательного доступа емкостью 128 бит для хранения и выдачи кодовой последовательности и встроенным RC-генератором с подстраиваемой частотой генерации (КГ).

Рис. 2

Полосковая антенна WA выполнена на стеклотекстолитовой плате толщиной 1,5 мм с разнесенными плечами WA1, WA2. К одному плечу антенны подключен четвертьволновой согласующий трансформатор, позволяющий осуществить переход от низкоомного волнового сопротивления антенны к высокоомному входу выпрямителя СВЧ-колебаний, формирующего напряжение питания схемы датчика. Выпрямитель СВЧ-колебаний собран по схеме с удвоением напряжения на элементах VD2 (диодная сборка HSMS2822), С2, С3. Конструктивные конденсаторы C2 и С3 выполнены в виде широких пластин фольги. Конденсатор С1 сглаживает высокочастотные пульсации на клеммах питания ИМС (выводы 42, 23), диод VD1 служит для развязки выпрямителя датчика от внешнего источника питания при программировании. При появлении напряжения питания ИМС включается внутренний генератор тактовых импульсов ИМС, и на вывод 22 DD1 в непрерывном циклическом режиме поступает записанная во встроенном ПЗУ в соответствии со стандартом ISO 10374 информация в виде кодовой последовательности импульсов. При этом битам информационного кода соответствуют импульсные посылки:

 

                                 3.1 Основные положение.

Последовательность “M” (маркер) обозначает конец информационной посылки и занимает в информационном слове два последних бита - 126-й и 127-й (нумерация начинается с нулевого бита).

Ток через выпрямитель определяется потенциалом вывода 22 DD1. Импульс последовательности на выводе 22 формируется коммутацией вывода 22 на шину питания (вывод 42), при этом выпрямитель работает в режиме холостого хода. При паузе последовательности вывод 22 коммутируется открытым транзистором ИМС на шину “Земля” (клемма 3), формируя режим короткого замыкания выпрямителя. Изменение величины тока нагрузки выпрямителя меняет условие согласования антенны с его входным “волновым” для антенны сопротивлением, в результате меняется величина отражённой ею мощности СВЧ. Таким образом, мощность отраженного сигнала модулируется в соответствии с информацией, записанной в ПЗУ микросхемы.

Десятиконтактный разъём Х1 с круговым расположением контактов на плате под отверстием на тыльной стороне корпуса датчика предназначен для программирования установленной в датчик ИМС 563РТ1 с помощью программатора КБД-2. В соответствии со стандартом ISO 10374, при программировании в неё заносится 128-битный код с данными ПС, на который устанавливается датчик.

В состав считывателя входят приёмно-передающее устройство и модуль - центральное вычислительное устройство, управляющее работой считывателя (рис.3). Приёмно-передающее устройство содержит задающий генератор несущей частоты (ЗГ), усилитель мощности ВЧ-сигналов (УМ ВЧ), циркулятор (Ц), узел квадратурного расщепления сигнала на фазовращателе (ФВ) и фазовых детекторах (ФД), полосовые фильтры (ФП) и устройство первичной обработки сигналов. Вырабатываемый генератором сигнал поступает на усилитель ВЧ, где мощность сигнала увеличивается до 2 Вт. Этот сигнал подается на выходной ВЧ разъем блока через циркулятор развязки генерируемого и отраженного ВЧ-сигнала, откуда по кабельному соединению поступает в антенну. Отраженный промодулированный кодовой последовательностью датчика ВЧ-сигнал поступает на фазовые детекторы, где гетеродинный сигнал является ответвленной частью мощности выходного сигнала. Таким образом реализуется автодинный прием. Во избежание фазового затухания сигнала в смесителе реализовано квадратурное расщепление сигнала (один сигнал с помощью фазовращателя сдвинут относительно другого на 90°). Два продетектированных сигнала поступают на полосовые фильтры и формирователь уровней, где усиливаются и фильтруются по высокой частоте и поступают в устройство первичной обработки сигналов.