Система и способ связи между транспортными средствами и станцией наблюдения
Изобретение относится к системе и способу наблюдения за одним или несколькими объектами и/или управления ими. Технический результат заключается в ускорении и повышении эффективности процедуры проверки состояния и/или управления. В предлагаемой системе наблюдения за одним или несколькими движущимися объектами, например, транспортными средствами, каждый объект имеет адрес в интерсети и содержит интерфейс для подключения к интерсети через устройство беспроводной связи, через которое датчики и/или исполнительные устройства, предназначенные для наблюдения и/или воздействия на отдельные детали, узлы или системы объекта и/или на режим работы объекта, соединены с интерфейсом, что позволяет устанавливать через интерсеть связь между станцией наблюдения и каждым объектом, для оценки состояния отдельных деталей, узлов или систем объекта с помощью датчиков и/или оказания на них воздействия с помощью исполнительных устройств. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к системе и способу наблюдения за одним или несколькими объектами и/или управления ими, в частности к системе и способу связи между одним или несколькими движущимися объектами, например транспортными средствами, и, по крайней мере, одной станцией наблюдения с помощью передающих и приемных средств.
Предлагаемые в изобретении система и способ предназначены в первую очередь для обмена информацией и данными между движущимися объектами, такими как легковые и грузовые автомобили или транспортные средства иных типов, с одной стороны и одной или несколькими центральными станциями с другой стороны, например станцией обслуживания автомобилей фирмы-производителя или головной диспетчерской станцией, управляющей движением транспортных средств. Кроме того, предлагаемые в изобретении систему и способ можно использовать для связи с расположенными в отдаленных районах установками и оборудованием, управление, контроль, обслуживание или наблюдение за которыми осуществляется одной или несколькими центральными станциями.
Разработка новых транспортных средств, как правило, связана с очень большими затратами времени. Значительная часть времени, затрачиваемого на разработку транспортных средств, обусловлена необходимостью проведения испытаний как отдельных деталей, узлов или систем, так и всего транспортного средства. Проведение таких испытаний связано с различного рода проблемами. Оценить качество проведения таких испытаний и их результаты или проверить достоверность полученных данных можно только после возвращения транспортного средства на испытательную станцию. Кроме того, во время таких испытаний невозможно внести какие-либо коррективы в программу испытаний, связанные с режимом испытаний, например с изменением температуры масла, или расхода топлива, или с изменениями погодных условий, например повышением или понижением температуры воздуха. Для этого транспортное средство должно вернуться на центральную станцию, на которой в программу испытаний будут внесены соответствующие изменения. Кроме того, между сбором данных и их обработкой и проверкой достоверности полученных результатов обычно проходит достаточно длительный период времени. Определенные трудности при проведении таких испытаний, которые увеличивают их стоимость, связаны также с необходимостью одновременного проведения испытаний на большом количестве транспортных средств.
Такие же проблемы возникают и при нормальной эксплуатации, например в транспортном агентстве, сразу нескольких транспортных средств. Транспортное агентство обычно разрабатывает маршруты движения транспортных средств в зависимости от расположения мест получения и доставки различных товаров или продуктов. Очевидно, что маршруты, проходящие через отдаленные и малонаселенные места, необходимо тщательно планировать с учетом условий пребывания каждого транспортного средства во всех пунктах маршрута, а также различных условий эксплуатации каждого транспортного средства, таких как расход топлива и масла, сроки технического обслуживания и возможные поломки отдельных деталей и узлов транспортного средства.
В патенте US 5917405 описаны система и способ контроля транспортных средств с использованием первого устройства управления, которое формирует и выдает первый сигнал, в соответствии с которым происходит включение или выключение какого-либо узла, устройства, системы или подсистемы транспортного средства. Первое устройство управления расположено на транспортном средстве и принимает второй сигнал, сформированный и переданный вторым устройством управления, которое находится на некотором расстоянии от транспортного средства. Второе устройство управления принимает третий сигнал, сформированный и переданный третьим устройством управления, находящимся на расстоянии от транспортного средства и от второго устройства контроля. Однако решения, предложенные в этом патенте, направлены в первую очередь на устранение недостатков и улучшение работы различных противоугонных систем и/или систем сигнализации транспортных средств.
В основу настоящего изобретения была положена задача облегчить и ускорить разработку новых транспортных средств или других подвижных объектов, сократив для этого время, необходимое для проведения испытаний транспортного средства и его отдельных систем, узлов и деталей.
Вторая задача настоящего изобретения состояла в повышении эффективности и экономичности эксплуатации одного или нескольких транспортных средств или других подвижных объектов за счет увеличения их работоспособности и сведения к минимуму или полного сокращения простоев, связанных с проведением технического обслуживания и/или заправкой транспортного средства топливом.
Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке системы и способа связи между, по крайней мере, одним движущимся объектом, например транспортным средством, и, по крайней мере, одной станцией наблюдения (например, центральной станцией) с помощью передающих и приемных средств, которые облегчают, ускоряют и повышают эффективность, а тем самым повышают и экономичность испытаний и процедуры проверки состояния, наблюдения, управления и/или регулировки отдельных узлов или систем и/или всего объекта.
Эти и другие задачи решаются с помощью предлагаемой в изобретении системы наблюдения за одним или несколькими движущимися объектами типа транспортных средств и/или управления ими, в которой каждому движущемуся объекту присвоен адрес в интерсети и каждый такой движущийся объект имеет устройство связи, которое снабжено интерфейсом, предназначенным для соединения с интерсетью через устройство беспроводной связи, и которое предназначено для сбора и анализа данных и обмена через интерсеть программами и данными со станцией наблюдения и соединено с датчиками и/или исполнительными устройствами, предназначенными для наблюдения за отдельными деталями, узлами или системами объекта и/или за режимом их работы и/или для воздействия на них посредством установленного через интерсеть соединения между станцией наблюдения и каждым движущимся объектом, а также соединено с одним или несколькими находящимися на движущемся объекте каналами связи, памятью и компьютером для конфигурирования в соответствии с загружаемым настроечным файлом прикладной программы дистанционных испытаний (ДИТС) и выполнения заранее предусмотренных операций по наблюдению за состоянием движущегося объекта.
Предпочтительно компьютер выполнить с возможностью формирования начальной страницы, предназначенной для воспроизведения информации, содержащейся в выходных сигналах датчиков, и/или для приведения в действие исполнительных устройств со станции наблюдения.
Поставленные в изобретении задачи решаются также с помощью способа испытания, управления, контроля, наблюдения или проверки состояния, по крайней мере, одного объекта, удаленного, по крайней мере, от одной станции наблюдения объекта, прежде всего в указанной выше системе, заключающегося в том, что через интерсеть и систему мобильной или спутниковой связи устанавливают соединение между станцией наблюдения и одним или несколькими объектами, выбирают показания расположенных в объекте датчиков для воспроизведения этих показаний на начальной странице или для их загрузки на станцию наблюдения для оценки контролируемого датчиками состояния объекта и воздействуют на отдельные детали, узлы или системы объекта расположенными на объекте исполнительными устройствами в соответствии с показаниями датчиков, контролирующих состояние объекта, при этом выбор датчиков и/или исполнительных устройств в объекте осуществляют путем загрузки настроечного файла для конфигурирования прикладной программы дистанционных испытаний (ДИТС), в соответствии с которой выполняются заранее определенные процессы наблюдения за состоянием объекта.
Отмеченные выше задачи изобретения решаются также с помощью машиночитаемого носителя, на котором хранится представленный в программных кодах компьютерный программный продукт, который допускает его загрузку в компьютер, установленный на движущемся объекте в указанной системе, и который предназначен при его выполнении на этом компьютере для осуществления указанного способа.
Предлагаемое в изобретении решение обладает целым рядом преимуществ. Наблюдение за состоянием отдельных частей транспортного средства и условиями их работы непосредственно в процессе эксплуатации транспортного средства позволяет существенно повысить качество оценки и прогноза таких эксплуатационных факторов, как режим работы, условия загрузки и перевозки, надежность, срок службы и время работы до возможного отказа. Надежность и достоверность такой оценки и прогноза можно повысить, если с помощью исполнительных устройств изменять определенные условия эксплуатации транспортного средства и следить за ответной реакций его соответствующих систем и узлов. За счет этого можно не только сократить время создания нового транспортного средства и решить первую задачу изобретения, но и упростить составление транспортных маршрутов, решив тем самым вторую задачу изобретения, что с учетом высокой степени вероятности прогноза поломки какого-либо узла или детали (или нехватки топлива) позволяет заранее заменить их во время запланированной остановки, например при загрузке или разгрузке товаров или продуктов, сократив тем самым время простоя транспортного средства, необходимое для его ремонта.
Дистанционное наблюдение за любым физическим параметром объекта, контролируемым соответствующим датчиком, а также оперативный анализ данных можно производить на станции наблюдения, в частности на центральной станции, связанной с объектом через интерсеть. Дистанционная передача результатов испытаний позволяет значительно сократить продолжительность испытаний и контроля состояния транспортных средств и их компонентов при разработке новых транспортных средств. Предлагаемая в изобретении система быстро приводится в действие и обладает большой гибкостью, ее можно легко адаптировать к различным требованиям и условиям потребителя, при этом она отличается компактностью и не требует больших расходов для внедрения.
Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительных вариантов его возможного осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - первая схема, на которой изображены элементы предлагаемой в изобретении системы, предназначенной для наблюдения за транспортным средством,
на фиг.2 - вторая схема, на которой изображены элементы предлагаемой в изобретении системы, предназначенной для наблюдения за транспортным средством с платформой мобильной связи, выполненной по первому варианту изобретения,
на фиг.3 - начальная страница, являющаяся существенной частью платформы связи,
на фиг.4 - второй вариант выполнения платформы мобильной связи и
на фиг.5 - блок-схема процедуры установки (инсталляции и настройки) программы и наблюдения за транспортным средством.
На фиг.1 показана предлагаемая в изобретении система связи между транспортными средствами 10 и центральной станцией 11, которая имеет компьютер 111 с клавиатурой и монитором 110. Такая система позволяет объединить в единый комплекс и использовать функциональные возможности многочисленных отдельных систем связи и других элементов связи, например одного или нескольких находящихся на транспортном средстве каналов 12 связи (или сетей связи, которые в свою очередь могут различаться своим типом, например, могут использовать каналы оптической связи), интерсети 13, поддерживающего WAP-протокол (протокол мобильной интерактивной связи с Интернет) либо работающего в любом ином стандарте мобильного устройства 126 связи, сети мобильной связи (стандарта GSM), использующей сотовую систему 14 связи или спутниковую систему 15 связи, интрасети 16, которая является частной компьютерной системой связи на центральной станции и может собирать сведения от работающих в сети инженеров, или спутниковой навигационной системы 17 типа GPS (глобальная система определения местоположения).
Внутренний канал 12 связи транспортного средства соединен с датчиками 121, измеряющими различные физические величины, с памятью 122, в которой хранятся измененные датчиками значения, исполнительными устройствами 123, воздействующими на происходящие в транспортном средстве процессы, а также с компьютером 124, имеющим клавиатуру, и монитором 125. Все эти элементы, установленные на транспортном средстве, образуют платформу мобильной интерактивной связи.
Предлагаемая в изобретении система объединяет все эти элементы для совместной работы. Систему, которая имеет модульную структуру и состоит из перечисленных выше блоков, можно постоянно совершенствовать, соединяя ее с другими соответствующими блоками, системами связи или компонентами.
Находящийся на центральной станции 11 пользователь, когда ему необходимо связаться с одним из транспортных средств 10, сначала запускает соответствующую компьютерную программу на своем настольном компьютере 111. В качестве такой программы предпочтительно использовать обычный Web-браузер или иную аналогичную программу. После запуска программы пользователь указывает в ней (вводит с клавиатуры) наименование (или IP-адрес) транспортного средства 10. Наименование транспортного средства затем транслируется (переводится) в присвоенный ему IP-адрес, предпочтительно интрасетью 16 центральной станции, и затем при соответствующей возможности передается в интерсеть 13. После поиска и нахождения в сети соответствующего устройства 126 связи транспортного средства 10 по номеру его телефона между ним и центральной станцией 11 через сотовую сеть устанавливается связь, например через работающую в стандарте GSM систему 14 связи или через спутниковую систему 15 связи, по которой пользователь получает доступ к платформе связи транспортного средства. Затем по карте, содержащейся на Web-браузере пользователя, графически определяется место нахождения транспортного средства. Для этого можно использовать спутниковую навигационную систему 17 (GPS) и установленный на транспортном средстве GPS-приемник, передавая через поддерживающее WAP-протокол мобильное устройство 126 связи координаты транспортного средства на центральную станцию 11.
На фиг.2 более подробно показан еще один вариант выполнения предлагаемой в изобретении системы. Расположенное на транспортном средстве устройство связи в этом варианте выполнено в виде платформы 20 мобильной связи, имеющей память 21 для HTML-страниц, FTP-сервер 22, HTTP-сервер 23 и межсетевой интерфейс 24. Управление этими компонентами платформы осуществляет операционная система 25 и приложение 26 запуска и регистрации. Испытываемый элемент 30 транспортного средства связан с межсетевым интерфейсом 24 через интерфейс RS-232/Ethernet с использованием протокола TCP/IP (протокол управления передачей/межсетевой протокол) (или с использованием протокола РРР (протокол двухточечной связи)). Кроме того, клавиатура с монитором 31 и GPS-приемник 32 связаны с операционной системой 25, а расположенные внутри транспортного средства каналы или шинные системы 33 (типа J 1708/J 1587) связаны с приложением 26 запуска и регистрации. FTP-сервер 22 и HTTP-сервер 23 через интерфейс RS-232/Ethernet с использованием протокола TCP/IP (РРР) связаны с передающими и приемными устройствами 34, выполненными в виде работающих в стандарте GSM или GPRS (обобщенные услуги пакетной радиосвязи) устройств сотовой связи или устройств спутниковой связи, через которые можно установить соединение 40 с пулом модемов и телефонным IP-маршрутизатором 41. Маршрутизатор 41 связан через интерсеть или интрасеть 42 с прикладной программой 43 для персональных компьютеров центральной станции, где прикладная программа содержит специальные программы 44 настройки любого испытываемого элемента 30 транспортного средства, прикладную программу 45 запуска и регистрации для программы настройки и web-броузер 46 пользователя центральной станции. Испытываемым элементом 30 может быть любая деталь или узел транспортного средства, доступ к которым с центральной станции возможен через начальную страницу (homepage), сформированную платформой связи транспортного средства.
На фиг.3 схематично показана такая начальная страница, которую видит пользователь после установления связи с искомым транспортным средством (или иным объектом). Эта начальная страница является главной частью платформы связи, в которую, кроме того, входят компьютер 124 и программное обеспечение, формирующее начальную страницу. Показанная на фиг.3 начальная страница содержит любую информацию и данные, полученные от упомянутых выше датчиков 121 и/или исполнительных устройств 123 и связанные, например, с разработкой проекта, испытаниями, эксплуатацией, обслуживанием, расположением, нагрузкой или управлением транспортным средством и/или одним из его элементов 30. Пользователь может задать и другие данные, которые должны быть отображены на мониторе. Все эти данные и информация хранятся в памяти 122 (фиг.1) или 21 (фиг.2) и доступны для пользователя для оценки или в других целях через начальную страницу платформы связи.
Начальная страница содержит также интерактивные поля или кнопки, управляя которыми с помощью мыши пользователь воздействует на исполнительные или другие устройства, имеющиеся на транспортном средстве. С помощью этих исполнительных устройств пользователь может менять любые параметры, связанные с эксплуатацией, режимом работы или обслуживанием транспортного средства, порядок или объем испытаний или конфигурацию программного обеспечения.
Благодаря наличию оперативной связи и возможности управления исполнительными устройствами в оперативном режиме и, как следствие этого, за счет более эффективного наблюдения за ходом испытаний, уменьшения пробега, более быстрого решения проблем, возникающих в ходе испытаний, существенно более эффективного использования испытываемого транспортного средства, возможности быстрой проверки результатов испытаний непосредственно в полевых условиях, большей возможности проводить испытания в любой части земного шара, быстрой диагностики неисправностей и немедленного реагирования на результаты испытаний применение предлагаемой в изобретении системы в процессе разработки нового транспортного средства позволяет существенно сократить продолжительность его испытаний. Иными словами, применение предлагаемой системы позволяет сократить общее время, необходимое для проведения испытаний нового транспортного средства и составления итогового отчета, снизить затраты на проведение испытаний и повысить их качество.
Еще одно преимущество предлагаемой в изобретении системы дистанционного управления испытаниями транспортных средств состоит в возможности более совершенного анализа (диагностики) и регистрации данных. Связано это с тем, что соответствующие измерения, направленные на решение той или иной возникшей проблемы, могут быть выполнены пользователем непосредственно с центральной станции 11. Предлагаемая в изобретении система, обладающая более эффективными возможностями для повторного включения после остановки, позволяет выявить любые неисправности, возникающие в транспортном средстве при проведении испытаний, или допущенные при испытаниях ошибки. При анализе данных в оперативном режиме в полосе пропускания работающей в стандарте GSM системы при передаче тех или иных файлов не возникает никаких помех. При отсутствии связи между транспортным средством 10 и центральной станцией 11 информация, снятая с датчиков, сохраняется в памяти 122 для последующего доступа к ней со стороны пользователя. Кроме того, водитель транспортного средства также всегда может получить доступ к начальной странице и выяснить причины отказа или получить другую необходимую ему информацию.
Предлагаемая в изобретении система содержит также полный набор устройств для регистрации данных и диагностики, которыми оборудуется транспортное средство. Возможность дистанционного управления этими устройствами существенно повышает эффективность испытаний. Имеющая модульную структуру система может быть использована в любых целях и объединена с другими средствами измерений. Предлагаемая в изобретении система позволяет отслеживать (например, по шинам J 1939 и J 1587) всю информацию, получаемую с установленных на транспортном средстве аналоговых и цифровых датчиков любого типа.
Имеющая модульную структуру система состоит из нескольких подсистем. Во-первых, в ней имеется подсистема дистанционных испытаний транспортного средства, которая обладает лучшими возможностями запуска (например, широким диапазоном входа, поуровневым запуском, использованием булевых выражений для комбинированных триггеров) и контролирует передаваемые по шине J 1587 данные и GPS-данные. Эта подсистема, соединенная с центральной станцией 11 через систему связи, работающую в стандарте GSM, CDMA (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) или GPRS, позволяет анализировать данные в оперативном режиме (в режиме "он-лайн"). Система содержит также компьютер 124 с Web-сервером и используется для формирования начальной страницы.
Во-вторых, в системе имеется также высокопроизводительная подсистема сбора данных с расположенным на транспортном средстве внутренним каналом 12 передачи данных, с помощью которой (подсистемы) можно измерять любой физический параметр. Эта подсистема, включающая датчики 121 и исполнительные устройства 123, обладает широкими функциональными возможностями для быстрого запуска и оперативного анализа данных (например, методом анализа потоков/пар, построением гистограмм, методом многомерного анализа и т.д.). Этой подсистемой можно управлять дистанционно через первую подсистему. В системе, прежде всего для наблюдения за нормально эксплуатируемым транспортным средством, можно использовать обычные средства регистрации статистических данных, а также так называемый "черный ящик", с помощью которого можно воспроизвести ход происшедших событий, и платформу связи, позволяющую следить за состоянием транспортного средства и проводить его диагностику после его продажи.
Предлагаемую в изобретении систему можно также с успехом использовать при нормальной эксплуатации транспортных средств для планирования маршрутов движения диспетчером центральной станции или транспортного агентства. Связавшись с платформой связи нужного ему транспортного средства, диспетчер может получить сведения, которые могут быть использованы для планирования маршрутов. Так, например, при движении транспортного средства в малозаселенной области диспетчер может запросить данные о количестве имеющегося в наличии топлива, о среднем расходе топлива, а также о месте нахождения транспортного средства в данный момент. На основании полученных сведений диспетчер может выбрать оптимальный маршрут движения транспортного средства к одному или нескольким местам назначения с учетом наличия заправочных станций.
На фиг.4 показан второй, несколько модифицированный вариант выполнения предлагаемой в изобретении платформы 50 мобильной связи (ПМС), предназначенной для сбора и анализа данных, а также для обмена программами и данными с центральной станцией. ПМС имеет межсетевой интерфейс 51 для связи с другими устройствами транспортного средства по внутреннему каналу 12 связи (фиг.1). Платформа имеет также Web-сервер 52, FTP-сервер 53 и устройство 54 доступа к сети связи. Работой ПМС управляет микропроцессор 59 с операционной системой реального времени типа RTOS, прикладной программой 55 дистанционных испытаний транспортного средства (ДИТС), а также с другими прикладными программами 56. Для связи с центром обслуживания межсетевой интерфейс 51, Web-сервер 52, FTP-сервер 53 и устройство 54 доступа к сети связи необходимо соединить с устройством 57 кодирования и декодирования передаваемых и принимаемых программ и данных соответственно, а также с РРР-сервером 58. ПМС 50 предпочтительно выполнить в виде сменного компактного устройства стандартных размеров, легко устанавливаемого на транспортном средстве.
ПМС 50, которая соединена с клавиатурой и монитором 31 (фиг.2), а также через внутренний канал 12 связи (фиг.1) соединена с датчиками 121, предназначенными для измерения физических, эксплуатационных и других параметров транспортного средства, имеет доступ к постоянной памяти 122 (например, жесткому мини-диску), в которой можно сохранять значения измеренных датчиками параметров. Исполнительные устройства 123, воздействующие на протекающие в транспортном средстве процессы, также соединены с ПМС, управляющей их работой. Внутренний канал 12 связи может быть выполнен, например, в виде шины J 1587 или так называемой CAN-шины (от англ. "controller area network", зона обслуживания контроллером). Кроме того, для получения и обработки данных о расположении транспортного средства используется соединенный с ПМС GPS-приемник 32 (фиг.2).
Связь с центральной станцией (например, со станцией техобслуживания) обеспечивается работающими в стандарте GSM или UMTS (универсальная мобильная телекоммуникационная сеть) устройствами мобильной связи 126 (фиг.1) и 34 (фиг.2) через сеть мобильной связи (т.е. через сотовую систему 14 связи или спутниковую систему 15 связи, показанные на фиг.1), интерсеть 13 и интрасеть 16 центральной станции 11.
Предлагаемую в изобретении систему предпочтительно использовать для дистанционного наблюдения за узлами и деталями транспортного средства, а также за условиями их работы, контролируемыми упомянутыми выше датчиками 121, которые измеряют такие параметры, как температура, давление, количество топлива, расход топлива, расположение транспортного средства, его пробег, скорость, нагрузка, электрические величины и другие подлежащие контролю параметры отдельных узлов и систем транспортного средства, находящегося вдали от центральной станции. По результатам этих измерений в зависимости от значений соответствующих параметров можно привести в действие те или иные имеющиеся на транспортном средстве исполнительные устройства.
Обычно при наблюдении за состоянием каких-либо определенных деталей или узлов транспортного средства, например трансмиссии, тормозов или двигателя, контролируют только наиболее существенные параметры, характеризующие их состояние и работу. Для этого, как очевидно, необходимо выбрать датчики, контролирующие эти параметры. Кроме того, иногда возникает необходимость в измерении и оценке тех или иных параметров только в определенных случаях или в определенное время либо в определенных условиях работы транспортного средства с четким определением начала и/или конца испытаний. Кроме того, следует определять и необходимость сохранения результатов измерений в памяти 122 и/или их указания на начальной странице ПМС 50.
Обычно все эти указания содержатся в настроечном файле, используемом для настройки прикладной программы 55 дистанционных испытаний (ДИТС), которая хранится в ПМС 50. Настроечный файл формируется обладающим соответствующими правами администратором, который на центральной станции работает с запущенной на его компьютере программой настройки и запуска прикладной программы ДИТС. Последовательность выполняемых при этом операций и функции, выполняемые прикладной программой ДИТС, которая состоит из удаленной (первой) части 55, выполняемой на ПМС, и второй части, предназначенной для формирования и загрузки настроечного файла на центральной станции, описана ниже со ссылкой на блок-схему, показанную на фиг.5.
После запуска на шаге 200 программного обеспечения по настройке и запуску прикладной программы ДИТС и начала первого этапа Т1 наблюдений на шаге 210 из базы данных о всех имеющихся на транспортном средстве датчиках выбирают набор датчиков, необходимых для измерения подлежащих оценке параметров.
Далее на шаге 220 задают условия начала наблюдений, для чего выбирают один или несколько датчиков, каждый из которых настраивают на некоторое пороговое значение контролируемого параметра, и объединяют их в соответствии с булевыми условиями таким образом, чтобы в тот момент, когда один или несколько контролируемых параметров достигают своего порогового значения, начинался первый этап Т1 наблюдений.
На шаге 230 подобным же образом задают условия прекращения наблюдений, для чего выбирают один или несколько датчиков, каждый из которых настраивают на некоторое пороговое значение контролируемого параметра, и объединяют их в соответствии с булевыми условиями таким образом, чтобы в тот момент, когда один или несколько контролируемых параметров достигают своего порогового значения, первый этап Т1 наблюдений прекращался.
На шаге 240 для каждого выбранного датчика определяют, нужно ли результаты измерений, полученные датчиками после начала и до прекращения процесса наблюдений согласно условиям его запуска и прекращения соответственно, сохранить в постоянной памяти 122 и/или вывести для просмотра на начальную страницу ПМС, сформированной Web-сервером 52.
На шаге 250 при необходимости уменьшают количество измерений, для чего формируют критерий уменьшения. При этом подобный критерий можно, например, задать таким образом, чтобы в памяти сохранялось и/или воспроизводилось на начальной странице только каждое 10-е измерение или только наибольшее значение и/или среднее значение, например, по 10 измерениям. Кроме того, такой критерий можно задать таким образом, чтобы сохранять в памяти и/или воспроизводить, например, сумму по 10 измерениям.
Затем, повторяя шаги 210-250, для другого набора датчиков проводят второй этап Т2 наблюдений.
На основе принятых решений и введенной информации программа настройки формирует соответствующий настроечный файл, который при необходимости кодируют и сжимают и на шаге 260 временно сохраняют в памяти, в которой он хранится до момента загрузки в соответствующую ПМС для настройки прикладной программы 55 ДИТС.
Для запуска настроечного файла на подлежащем наблюдению или контролю транспортном средстве администратор на станции обслуживания устанавливает связь между центральной станцией и ПМС этого транспортного средства в соответствии с принципами, которые были описаны выше со ссылкой на фиг.1 и 2.
На шаге 300 администратор запускает на своем компьютере прикладную программу ДИТС и вводит адрес ПМС соответствующего транспортного средства. Этот адрес, в котором указано наименование соответствующей ПМС, транслируется на шаге 310 в IP-номер и передается через интрасеть и интерсеть в маршрутизатор, который на шаге 320 преобразует IP-номер в телефонный номер находящегося на транспортном средстве устройства мобильной связи 126 (фиг.1) или 34 (фиг.2) и на шаге 330 по этому номеру устанавливает телефонную связь через мобильную (сотовую) 14 или спутниковую 15 систему связи (фиг.1) с ПМС транспортного средства.
После установления связи с ПМС транспортного средства и подтверждения прав администратора на шаге 400 загружают настроечный файл, а на шаге 410 в устройстве 57 кодирования его декодируют (и при необходимости распаковывают). Затем на шаге 420 микропроцессор 59 и операционная система RTOS вносят в соответствии с настроечным файлом необходимые изменения в прикладную программу ДИТС, которая после ее запуска начинает формировать свою начальную страницу, после чего связь между центральной станцией и ПМС может быть прервана.
Обновление или изменение прикладной программы ДИТС осуществляют при необходимости загрузкой в нее дополнительной информации с центральной станции описанным выше способом. При этом до внесения изменений старую прикладную программу 55 ДИТС следует временно сохранять в памяти. Если обновленная программа будет работать нормально, то старую программу можно удалить. В противном случае с помощью микропроцессора 59 и операционной системы RTOS восстанавливают и вновь запускают старую программу.
Для проведения наблюдений за транспортным средством, которое работает в отдаленном районе, в соответствии с первым и вторым этапами Т1 и Т2 диспетчер, который ведет наблюдение за транспортным средством, запускает на своем компьютере браузер интерсети и указывает наименование соответствующей ПМС. После установления связи в соответствии с описанными выше шагами 310-330 между диспетчером и транспортным средством диспетчер на шаге 500 через браузер начинает выполнять соответствующие этапы Т1 и Т2 наблюдения, нажимая на соответствующую кнопку начальной страницы и передавая тем самым команду на начало работы в прикладную программу ДИТС. Получив эту команду, программа ДИТС проверяет соответствующие датчики и ждет выполнения определенных условий для начала проведения этапов Т1 и Т2 наблюдения в соответствии с описанными выше шагами 210-250.
После того, как прикладная программа ДИТС определит, что все условия для начала наблюдений выполнены, на шаге 510 начинается сам процесс наблюдения, и результаты измерений выбранных датчиков согласно требованиям, установленным на шаге 240, сохраняются в постоянной памяти 21 (фиг.2) и/или воспроизводятся на начальной странице ПМС в полном или сокращенном объеме в зависимости от условий, заданных на шаге 250.
В определенный прикладной программой ДИТС момент окончания наблюдения выдаваемые датчиками результаты измерений перестают фиксировать, и процесс наблюдения на шаге 520 прекращается до того момента, когда вновь возникнут условия для начала наблюдений.
Для оценки показаний датчиков диспетчер на шаге 600 выходит на главную начальную страницу ПМС транспортного средства, которая находится на Web-сервере 52. Главная начальная страница содержит несколько дополнительных страниц с различной информацией, связанной с ранее выполненными измерениями и оценкой показаний.
Первая дополнительная страница содержит общие сведения, а именно, идентификационный номер ПМС, наименование этапа контроля, последнее обновление программы и некоторую информацию о проведенных измерениях, в частности их краткое описание, время начала последних измерений и другую предварительную информацию. На второй дополнительной странице указано, какие из отобранных полученных от ПМС сигналов, т.е. какие из фактически полученных датчиками результатов измерений, следует отобразить на начальной странице в соответствии с упомянутым выше шагом 240. На третьей дополнительной странице указаны коды неисправностей, которые были выявлены при передаче данных по шине J 1587 с момента начала наблюдений. В другом варианте на этой дополнительной странице можно указать только последние десять кодов неисправностей.
На последней, четвертой дополнительной странице приведена карта, на которой показано местоположение транспортного средства, определенное с помощью GPS-приемника 32 (фиг.2), а также, например, фактическое время, маршрут, скорость транспортного средства и высота над уровнем моря места, где оно в данный момент находится.
На шаге 610 диспетчер может загрузить в соответствии с шагом 240 результаты измерений, полученные выбранными датчиками, в постоянную память 21 ПМС через систему мобильной связи и интерсеть, как это рассмотрено выше при описании шагов 300-330. Для экономии времени результаты измерений предпочтительно сжимать общеизвестным методом. Затем указанные данные перед загрузкой можно закодировать в соответствии с описанным выше шагом 260. После загрузки, разуплотнения и декодирования полученных данных диспетчер для более эффективного анализа и оценки полученных результатов может представить их в виде соответствующего графика.
Для изменения оценки показаний датчиков диспетчер на шаге 620 может изменить критерий уменьшения количества измерений, установленный на шаге 250.
Для окончания наблюдения за транспортным средством и прекращения выполнения этапов Т1 и Т2 испытаний необходимо вновь перейти к начальной странице ПМС. Для прекращения испытаний предпочтительно предусмотреть возможность использования определенного пароля, позволяющего закончить работу только знающему этот пароль администратору или другому наделенному соответствующими правами работнику центральной станции.
ПМС имеет кнопку неисправности, которую должен нажать водитель транспортного средства (шаг 700), заметивший какое-либо отклонение от нормальной работы транспортного средства или необычный шум одного из его узлов. При нажатии на эту кнопку на шаге 710 прикладная программа ДИТС запускает заданную подпрограмму проверки, по которой результаты измерений и режим работы определенных датчиков, а также действия водителя, относящиеся к управлению транспортным средством, на шаге 720 сохраняются в постоянной памяти 21 с тем, чтобы диспетчер (или администратор) мог в соответствии с шагами 600 и 610 установить причину появившихся отклонений от нормальной работы. Такая возможность позволяет существенно ускорить и упростить весь процесс диагностики и устранения неисправностей. Программу проверки водитель может запустить независимо от выполнения этапов Т1 и Т2 наблюдений, закрыв ее в тот момент, когда отклонение от нормальной работы или необычный шум транспортного средства прекратятся.
Кроме того, обнаружить возникшие на транспортном средстве неисправности можно и на расстоянии с центральной станции, для чего необходимо установить связь с ПМС транспортного средства и загрузить коды неисправностей соответствующих узлов с учетом условий и режима работы того или иного узла транспортного средства и его состояния.
Такой метод сбора данных и их оценки при испытаниях и наблюдении за узлами и деталями транспортного средства и условиями его работы может оказаться весьма эффективным в процессе разработки нового транспортного средства.
Однако и при нормальной эксплуатации транспортного средства предлагаемый в изобретении способ, дающий возможность прогнозировать износ, отказы и дефекты узлов и деталей в зависимости от условий эксплуатации и, следовательно, планировать необходимое техническое обслуживание и межремонтные интервалы, позволяет существенно улучшить планирование маршрутов.
Зная, например, частоту торможения транспортного средства при его нормальной эксплуатации, по показаниям датчиков, контролирующих работу тормозов, можно сделать прогноз о продолжительности работы транспортного средства до замены тормозных колодок. Такой же прогноз можно сделать и по другим изнашиваемым элементам транспортного средства, учитывая при этом условия окружающей среды и специфику работы конкретного водителя.
На основании такого прогноза деталь или узел, которые могут в ближайшее время выйти из строя, можно заменить заблаговременно, например, во время остановки для заправки топливом или маслом. Следя за показаниями соответствующих датчиков, можно в большинстве случаев избежать необходимости возвращения транспортного средства на центральную станцию для ремонта. Тем самым, как очевидно, существенно повышается эффективность использования транспортного средства.
Предлагаемые в изобретении система и способ могут быть с успехом использованы и применительно к другим подвижным объектам, например к самолетам и кораблям, оснащенным соответствующими датчиками и исполнительными устройствами, позволяющими вести дистанционное наблюдение за их работой и/или регулировку. Более того, с помощью предлагаемой в изобретении системы и предложенным в изобретении способом можно вести наблюдение даже за стационарными установками и оборудованием и проводить их регулировку.
В качестве прикладной программы ДИТС предпочтительно использовать компьютерную программу, хранящуюся на соответствующем машиночитаемом носителе, с которого ее в любой момент можно загрузить в ПМС.
Изобретение может быть успешно использовано для испытаний, контроля, наблюдений, управления и/или регулировки стационарных объектов, например оборудования, установок или других объектов и прежде всего, если они расположены в местах, удаленных от центральной станции или станции обслуживания.
1. Система наблюдения за одним или несколькими движущимися объектами типа транспортных средств и/или управления ими, в которой каждому движущемуся объекту (10) присвоен адрес в интерсети и каждый такой движущийся объект (10) имеет устройство (20, 50) связи, которое снабжено интерфейсом, предназначенным для соединения с интерсетью через устройство (126, 34) беспроводной связи, и которое предназначено для сбора и анализа данных и обмена через интерсеть программами и данными со станцией (11) наблюдения и соединено с датчиками (121) и/или исполнительными устройствами (123), предназначенными для наблюдения за отдельными деталями, узлами или системами объекта и/или за режимом их работы и/или для воздействия на них посредством установленного через интерсеть соединения между станцией (11) наблюдения и каждым движущимся объектом, а также соединено с одним или несколькими находящимися на движущемся объекте каналами (12) связи, памятью (122) и компьютером (124, 59) для конфигурирования в соответствии с загружаемым настроечным файлом прикладной программы дистанционных испытаний (ДИТС 55) и выполнения заранее предусмотренных операций по наблюдению за состоянием движущегося объекта.
2. Система по п.1,отличающаяся тем, что компьютер (124; 59) выполнен с возможностью формирования начальной страницы, предназначенной для воспроизведения информации, содержащейся в выходных сигналах датчиков, и/или для приведения в действие исполнительных устройств со станции (11) наблюдения.
3. Способ испытаний, управления, контроля, наблюдения или проверки состояния по крайней мере одного объекта, удаленного по крайней мере от одной станции наблюдения объекта, прежде всего в системе по п.1, заключающийся в том, что через интерсеть и систему мобильной или спутниковой связи устанавливают соединение между станцией наблюдения и одним или несколькими объектами, выбирают показания расположенных в объекте датчиков для воспроизведения этих показаний на начальной странице или для их загрузки на станцию наблюдения для оценки контролируемого датчиками состояния объекта и воздействуют на отдельные детали, узлы или системы объекта расположенными на объекте исполнительными устройствами в соответствии с показаниями датчиков, контролирующих состояние объекта, при этом выбор датчиков и/или исполнительных устройств в объекте осуществляют путем загрузки настроечного файла для конфигурирования прикладной программы дистанционных испытаний (ДИТС), в соответствии с которой выполняются заранее определенные процессы наблюдения за состоянием объекта.
4. Машиночитаемый носитель, на котором хранится представленный в программных кодах компьютерный программный продукт, который допускает его загрузку в компьютер, установленный на движущемся объекте в системе по п.1, и который предназначен при его выполнении на этом компьютере для осуществления способа по п.3.
