Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относиться к автоматизированной системе контроля и оперативного управления наземными транспортными средствами, в частности к средствам регистрации ответственного технологического транспорта, и может быть использовано в системах оперативного контроля и управления горнотранспортными процессами на карьерах для сопровождения междугородних и международных автобусов и межгосударственных транспортных коридоров.
Задача изобретения - разработать автоматизированную систему контроля и управления ответственными транспортными средствами с возможностью постоянного мониторинга за местоположением, техническим и технологическим состоянием объектов, исключающую возможности возникновения помех при приеме-передаче информации, с оперативной сменой рабочей несущей частоты системы, с локальным накоплением информации и оперативным доступом к ней с диспетчерского пункта, обеспечивающую возможность персонального опроса ответственных объектов, повышенную эксплуатационную надежность в тяжелых промышленных и климатических условиях, построенную с использованием современных технических средств и решений, что обеспечивает надежность работы и существенный запас по модернизации.
Технический результат, достигаемый изобретением, - значительное расширение функциональных возможностей и области применения, исключение помех при передаче информации, повышение практической и эксплуатационной надежности системы, создание модуля энергонезависимой памяти с возможностью оперативного доступа либо через эфир, либо с переносного персонального компьютера, бесперебойное функционирование системы в тяжелых промышленных и климатических условиях за счет конструктивного исполнения, увеличение скорости обработки и передачи информации, что значительно снизит скорость реакции ответственных узлов и элементов и повысит оперативность управления и отображения устройств системы.

Текст

Смотреть все

(51) 08 1/00 (2009.01) 08 1/01 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача изобретения разработать автоматизированную систему контроля и управления ответственными транспортными средствами с возможностью постоянного мониторинга за местоположением, техническим и технологическим состоянием объектов, исключающую возможности возникновения помех при приеме-передаче информации, с оперативной сменой рабочей несущей частоты системы, с локальным накоплением информации и оперативным доступом к ней с диспетчерского пункта,обеспечивающую возможность персонального опроса ответственных объектов,повышенную эксплуатационную надежность в тяжелых промышленных и климатических условиях,построенную с использованием современных технических средств и решений, что обеспечивает надежность работы и существенный запас по модернизации. Технический результат,достигаемый изобретением,значительное расширение функциональных возможностей и области применения, исключение помех при передаче информации,повышение практической и эксплуатационной надежности системы, создание модуля энергонезависимой памяти с возможностью оперативного доступа либо через эфир, либо с переносного персонального компьютера,бесперебойное функционирование системы в тяжелых промышленных и климатических условиях за счет конструктивного исполнения, увеличение скорости обработки и передачи информации, что значительно снизит скорость реакции ответственных узлов и элементов и повысит оперативность управления и отображения устройств системы.(72) Колесников Владимир Александрович Намазбаев Тлеухан Серикбаевич Галиев Сейтгали Жолдасович Байжаханов Багдат Ильясович Смагулов Насипбай Каргулович Жусупов Канат Куатжанович Муравлв Вячеслав Константинович Бояндинова Асия Адылкановна Моисеенко Владимир Юрьевич Шабельников Евгений Алексеевич Сагинова Куляш Мусиновна Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт горного дела им. Д.А. Кунаева Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан (на праве хозяйственного ведения) Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 18553, кл. 08 1/00, 08 1/01, 2007(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ(57) Изобретение относиться к автоматизированной системе контроля и оперативного управления наземными транспортными средствами, в частности к средствам регистрации ответственного технологического транспорта, и может быть использовано в системах оперативного контроля и управления горнотранспортными процессами на карьерах для сопровождения междугородних и международных автобусов и межгосударственных транспортных коридоров. 22445 Изобретение относиться к автоматизированной системе сопровождения и оперативного управления наземными транспортными средствами, в частности к регистрации технологического транспорта путем автоматической передачи информации о местоположении, состоянии и номере транспортной единицы, и, может быть использовано для сопровождения междугородних и международных пассажирских транспортных средств,межгосударственных автомобильных транспортных коридоров и в горнодобывающей отрасли. Известна система диспетчерского управления наземным транспортом (Патент 2113013, кл.08 1/01, 1998). Система содержит центральный диспетчерский пункт, подвижные единицы и контрольные пункты. На центральном диспетчерском пункте введены соединенный с портом ввода-вывода приемопередатчика адаптер каналов связи, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, блок вводавывода речи и аналого-цифровой преобразователь,выходы которого подключены к группе входов адаптера каналов связи, первая группа выходов которого соединена с входами цифро-аналогового преобразователя, а вторая группа выходов - с управляющими входами блока ввода-вывода речи, а также объединенные в локальную вычислительную сеть с адаптером каналов связи файл-сервер и автоматизированные рабочие места диспетчеров и вспомогательного персонала. На подвижной единице введены подключенный к группе входов блока управления аналого-цифровой преобразователь и соединенный с одним из портов ввода-вывода блока управления пульт управления и индикации с индикатором местоположения подвижной единицы в зоне действия контрольного пункта, индикатором вызова водителя на голосовую связь с центральным диспетчерским пунктом,индикатором успешного обмена информацией между подвижной единицей,центральным диспетчерским пунктом и органами ввода дискретной информации. К первой группе выходов блока управления подключены входы цифроаналогового преобразователя,выходом соединенного с информационным входом блока ввода-вывода речи, управляющие входы которого подключены ко второй группе входов блока управления, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя,причем приемопередатчик выполнен двухканальным, а блок управления на подвижной единице выполнен на микроконтроллере. На каждом контрольном пункте установлены приемопередатчики ближнего и дальнего радиоканалов,соединенные с микроконтроллером. Описанная система достаточно гибка и мобильна на ограниченной местности и расширяет свои функциональные возможности за счет использования на центральном диспетчерском пункте файл-сервера, объединенного в локальную вычислительную сеть с автоматизированными рабочими местами диспетчеров и вспомогательного персонала. Однако в данной системе приходится использовать контрольные пункты, так как в 2 системе не предусмотрена возможность сбора и передачи информации о техническом и технологическом состоянии транспортного средства, полученной от бортовых датчиков, что приводит к весьма ограниченной области применения системы. Таким образом, известное техническое решение имеет ограниченную область применения и низкую эксплуатационную надежность. Наиболее близкой по конструкции и функциональному назначению к предлагаемому изобретению является автоматизированная система контроля и управления подвижными объектами(Предварительный патент на изобретение 18553,кл.081/00, 08 1/01, опубл. в бюл.6 от 15.06.2007 г.). Система включает в себя базовую станцию и бортовой комплекс, установленный на каждое транспортное средство, который содержит бортовые датчики технического и технологического состояния транспортного средства,- приемник,выходы которых соединены с входами микроконтроллера, первый выход которого связан с входом усилителя, подключенного к передающей антенне, а второй выход связан с индикатором технических и технологических параметров и устройство отображения управляющих сообщений,выполненное в виде пейджера базовая станция содержит приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника, выход которого соединен с входом радиомодема, выход которого соединен с входом сервера, выход которого соединен с входом пейджерного передатчика, сервер по локальной сети соединен с различными клиентами (пользователями) системы. Указанная Автоматизированная система контроля и управления подвижными объектами работает следующим образом.-приемник, установленный на кабине транспортного средства,определяет местоположение последнего и передает эту информацию контроллеру, в который также поступает информация от бортовых датчиков, после чего контроллер обрабатывает входную информацию и передает на индикатор данные с датчиков, а также формирует пакет данных,представляющих собой последовательность бит,модулированную низкочастотной ЧМ-модуляцией. Сформированный ЧМ-сигнал проходит 4-модуляцию, и ВЧ-сигнал через усилитель и антенну передается на диспетчерский пункт. На диспетчерском пункте через приемную антенну ВЧсигнал поступает в радиоприемник, где происходит его демодуляция в НЧ-сигнал, этот НЧ-сигнал поступает в радиомодем, где происходит его преобразование в цифровой вид и дальнейшая передача на сервер, на сервере с помощью программного обеспечения производится обработка полученных данных, и по локальной сети передается необходимая клиентам информация, так же сервер на основании полученной информации вырабатывает управляющие сообщения, которые через пейджинговый передатчик передаются в эфир. Все команды с диспетчерского пункта поступают на 22445 устройство отображения управляющих сообщений и отображаются в виде текстового сообщения. В известном техническом решении во время передачи информации от бортовых комплексов возможно возникновение взаимных помех,обусловленных несовершенством системы анализа и передачи. Действительно, бортовой комплекс системы имеет низкую скорость обработки информации,что приводит к некоторому запаздыванию фактической информации, при этом нет возможности оперативной смены рабочей частоты, что значительно снижает возможности быстрой адаптации и развертывания системы в локальной области. Кроме того, использование сервера и пейджера для передачи и отображения управляющей информации приводит к информационной загруженности,а также увеличивает нагрузку на каналы передачи информации и при ее обработке - на процессоры. И,как следствие,отсутствие возможности персонального опроса состояния объектов, т более тщательного контроля над определенными подвижными объектами. Использование средства связи малой мощности значительно сокращает дальность уверенной работы системы. Отсутствие возможности удаленного получения сохраненной информации от бортового комплекса системы отрицательно сказывается на полноте получаемой информации. Необходимо отметить, что технические решения,используемые в прототипе,не отвечают современным требованиям производства. В основу изобретения поставлена задача разработать автоматизированную систему контроля и управления транспортными средствами с постоянным мониторингом за местоположением,техническим и технологическим состоянием объектов, исключающую возникновение взаимных помех при приемо-передаче информации, с оперативной сменой рабочей несущей частоты системы, с локальным накоплением информации и оперативным доступом к ней с диспетчерского пункта, обеспечивающую персональный опрос ответственных объектов,повышенную эксплуатационную надежность в тяжелых промышленных и климатических условиях,построенную с использованием современных технических средств и решений, с возможностью ее модернизации и адаптации при использовании в различных отраслях промышленности. Технический результат,достигаемый изобретением,значительное расширение функциональных возможностей и области применения, увеличение скорости обработки и передачи информации, исключение помех при передаче информации, обеспечение возможности оперативного доступа к технической и технологической информации через модуль энергонезависимой памяти либо через эфир, либо с персонального компьютера,обеспечение бесперебойного функционирования системы в условиях резкоконтинентального климата за счет конструктивного исполнения, а также повышение точности определения местоположения транспортного средства в любой момент времени,повышение оперативности управления. Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой автоматизированной системе контроля и управления подвижными объектами,содержащей базовую станцию, где установлены последовательно соединенные рабочие места диспетчера, локальная компьютерная сеть и сервер,радиоантенна базового комплекса с введенными в нее последовательно соединенными первым приемо-передающим устройством,модулемсогласования и контроллером со скоростным пакетным модемом, при этом первый и второй входы-выходы модуля согласования соединены соответственно с входами-выходами локальной компьютерной сети и сервера, вход-выход радиоантенны базовой станции соединен с другим входом-выходом первого приемо-передающего устройства и бортовые комплексы, устанавливаемые на подвижных объектах, включающие бортовые датчики технического и технологического состояния транспортного средства, навигационную антенну,соединенную с-приемником,радиоантенну бортового комплекса, в которые введены второе приемо-передающее устройство,блок согласования для сбора информации от подсистемы , модуль согласования с системами верхнего уровня, стабилизированный источник питания, память энергонезависимая,модуль индикации режимов работы, входы-выходы которых соединены, соответственно, с первым,вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами-выходами трехпроцессорного контроллера,при этом вход-выход -приемника и бортовых датчиков технического и технологического состояния транспортного средства соединены,соответственно, с седьмым и восьмым входамивыходами трехпроцессорного контроллера, входвыход радиоантенны бортового комплекса соединен с входом-выходом второго приемо-передающего устройства. Такое исполнение автоматизированной системы контроля и управления подвижными объектами дает возможность использования ее не только в различных отраслях промышленности,где необходимо оперативно контролировать подвижные объекты с возможностью передачи различной информации от датчиков и подсистемы , но и позволяет исключить возникновение взаимных помех и потери технической и технологической информации о подвижных объектах за счет применения энергонезависимой памяти. Применение вышеизложенных технических решений позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность автоматизированной системы по сравнению с прототипом, и существенно расширить область ее применения. Предлагаемое изобретение поясняется чертежом блок-схемы автоматизированной системы контроля и управления подвижными объектами. Система включает в себя базовую станцию 1 и бортовой комплекс 2, устанавливаемый на каждое 3 22445 транспортное средство, которые содержат рабочие места диспетчера 3, локальную компьютерную сеть 4, сервер 5, радиоантенну базовой станции 6, первое приемо-передающее устройство 7,модуль согласования 8, контроллер со скоростным пакетным модулем 9, навигационную антенну 10,-приемник 11, бортовые датчики технического и технологического состояния транспортного средства 12, радиоантенну бортового комплекса 13,второе приемо-передающее устройство 14, блок согласования для сбора информации от подсистемы, трехпроцессорный контроллер 16, модуль согласования с системами верхнего уровня 17,стабилизированный источник питания 18, память энергонезависимую 19 и модуль индикации режимов работы 20. Рабочие места диспетчера 3 могут быть представлены в виде, например, стационарных рабочих персональных компьютеров. Локальная компьютерная сеть 4 может быть представлена в виде обычной вычислительной сети с топологией типа звезда. Сервер 5 может быть представлен в виде персонального компьютера повышенной производительности. Радиоантенна базовой станции 6 может быть представлена, например, в виде-22. Первое и второе приемо-передающее устройства 7 и 14 могут быть представлены, например, в виде промышленной радиостанции-140, они используются для непосредственной передачи информации в эфир. Модуль согласования 8 базовой станции с сервером может быть представлен, например, в виде микропроцессора 8 серии , фирмы вместе со специализированной микросхемой МАХ 232 и позволяет осуществить сопряжение сервера и базовой станции. Контроллер со скоростным пакетным модемом 9 может быть представлен, например, в виде микропроцессора 8 серии , фирмыи промышленным пакетным модемом,обеспечивающим уверенную передачу информации со скоростью 9600 бод. Навигационная антенна 10 может быть представлена, например, в виде промышленной-приемник 11 может быть представлен,например, в виде промышленного -модуля ЕТ 332. Бортовые датчики технического и технологического состояния транспортного средства 12 могут быть представлены, например, в виде промышленных датчиков расхода электроэнергии и топлива и других технологических параметров,соответствующих общепринятым стандартам. Радиоантенна бортового комплекса 13 может быть представлена,например,в виде промышленной антенны РА-156. Блок согласования для сбора информации от подсистемы 15, может быть представлен,например,в виде промышленного радиосчитывателя, рассчитанного на дальнее 4 расстояние работы, и позволяет однозначно идентифицировать подвижный объект в условиях неоднозначности показаний модуля . Трехпроцессорный контроллер 16 состоит из трех однокристальных микропроцессоров процессора пакетного модема, центрального процессора и процессора обработки подсистемы. Представленное техническое решение позволяет разгрузить центральный процессор,полностью исключить взаимное влияние микропроцессоров и значительно повысить быстродействие контроллера, этим достигается расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости бортового комплекса. Все процессоры могут быть представлены, например, в виде микропроцессоров серии , фирмы . Модуль согласования с системами верхнего уровня 17 может быть представлен, например, в виде микропроцессора 8 серии , фирмывкупе со специализированной микросхемой МАХ 232 и позволяет получить доступ к внутренней памяти комплекса бортового с помощью переносного персонального компьютера. Стабилизированный источник питания 18 может быть представлен, например, в виде отдельного автономного модуля и позволяет обеспечивать работоспособность устройства в условиях нестабильного питания,значения которого отличаются от стандартных. Память энергонезависимая 19 может быть представлена, например, в виде компактной карты ММС и позволяет реализовать простой и быстрый способ сохранения информации в течение длительного периода времени и обеспечить удаленный доступ к сохраненной информации. Модуль индикации режимов работы 20 может быть представлен, например, в виде обособленной печатной платы и позволяет визуально контролировать режимы работы бортового комплекса. Автоматизированная система контроля и управления подвижными объектами работает следующим образом. Сервер 5, установленный в диспетчерском пункте, в соответствии с запросами пользователей 3 инициирует запрос, содержащий уникальный номер бортового комплекса и команду, к тому или другому бортовому комплексу и передает его базовой станции,модуль согласования 8 которой преобразует и передает запрос контроллеру со скоростным пакетным модемом 9, который с помощью второго приемо-передающего устройства 14 с радиоантенной бортового комплекса 10 передает его в эфир. Каждый бортовой комплекс каждую секунду получает информацию от модуля 11 с навигационной антенной 10 о местоположении, скорости и направлении движения подвижного объекта, а также информацию от бортовых датчиков технического и технологического состояния подвижного объекта 12 и подсистемы 15 и формирует ответ на запрос из диспетчерского пункта, помещая его в 22445 промежуточный внутренний буфер, при условии,что запрос не приходит в период установленного времени, подготовленная информация записывается в энергонезависимую память 19, таким образом, в каждый момент времени каждый бортовой комплекс имеет оперативную информацию о подвижном объекте, на котором он установлен. При передаче базовой станцией запроса в эфир, его получает каждый бортовой комплекс, затем выделяет из запроса уникальный номер бортового комплекса,сравнивает с номером,записанным в энергонезависимой памяти, и, если номера совпадают, а также совпадает контрольная сумма запроса, что указывает на правильность приема запроса и расшифровки номера бортового комплекса и выполнение команды начинается с помощью второго приемо-передающего устройства 14 с подключенной к нему радиоантенной бортового комплекса 13, позволяющей передавать имеющуюся в буфере информацию, таким образом, достигается минимальное значение времени запроса - ответ для диспетчерского пункта. После чего происходит расшифровка полученной информации базовой станцией с подсчетом контрольной суммы и передача готовой информации на сервер, а затем отображение на экранах пользователей и занесение обработанной информации в базу данных. Команды,посылаемые сервером бортовому комплексу, могут быть двух типов первая содержит запрос на выдачу текущей информации о подвижном объекте, а вторая на выдачу информации, сохраненной в энергонезависимой памяти за определенный промежуток времени. При необходимости предусмотрена возможность считывания информации из энергонезависимой памяти с помощью переносного персонального компьютера,за это отвечает модуль согласования с системами верхнего уровня 17 бортового комплекса. Положительный эффект от использования предлагаемой автоматизированной системы контроля и управления подвижными объектами, по сравнению с ближайшим аналогом, достигается за счет полного исключения одновременной передачи информации от двух бортовых комплексов и исключаются взаимные помехи работы бортовых комплексов, осуществляется функция накопления информации с возможностью ее оперативного получения, кроме того, бортовые комплексы способны работать в тяжелых климатических и производственных условиях,от различных источников питания даже в условиях его нестабильности, надежность бортовых комплексов обеспечивается за счет использования быстродействующего контроллера с пакетным модемом и мощным приемо-передающим устройством на базовой станции, обеспечивающего значительное сокращения времени запрос-ответ диспетчерского пункта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Автоматизированная система контроля и управления подвижными объектами, содержащая базовую станцию и бортовые комплексы,установленные на подвижных объектах,включающие бортовые датчики технического и технологического состояния транспортного средства, навигационную антенну, соединенную с-приемником,радиоантенну бортового комплекса, а на базовой станции установлены последовательно соединенные рабочие места диспетчера, локальная компьютерная сеть и сервер,радиоантенна базовой станции, отличающаяся тем,что в нее введены последовательно соединенные первое приемо-передающее устройство, модуль согласования и контроллер со скоростным пакетным модемом, при этом первый и второй входы-выходы модуля согласования соединены соответственно с входами-выходами локальной компьютерной сети и сервера, вход-выход радиоантенны базовой станции соединен с другим входом-выходом первого приемо-передающего устройства, а в бортовые комплексы, устанавливаемые на подвижных объектах, введены второе приемо-передающее устройство,блок согласования для сбора информации от подсистемы , модуль согласования с системами верхнего уровня,стабилизированный источник питания, память энергонезависимая, модуль индикации режимов работы,входы-выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим,четвертым, пятым и шестым входами-выходами трехпроцессорного контроллера, при этом входвыход-приемника и бортовых датчиков технического и технологического состояния транспортного средства соединены, соответственно,с седьмым и восьмым входами-выходами трехпроцессорного контроллера,вход-выход радиоантенны бортового комплекса соединен с входом-выходом второго приемо-передающего устройства.

МПК / Метки

МПК: G08G 1/01, G08G 1/00

Метки: контроля, подвижными, объектами, автоматизированная, управления, система

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/6-ip22445-avtomatizirovannaya-sistema-kontrolya-i-upravleniya-podvizhnymi-obektami.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Автоматизированная система контроля и управления подвижными объектами</a>

Похожие патенты