Система контроля транспортировки опасных грузов (ск тог)
Владельцы патента RU 2661076:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Транспортная Кибернетика" (RU)
Изобретение относится к области обеспечения длительного автономного автоматического контроля за перевозкой опасных грузов подвижным составом, не оборудованным бортовой системой электроснабжения с целью определения и контроля их параметров. Система состоит из устройства контроля (УК) с длительным периодом автономной работы без замены источников, выполненного во взрывобезопасном исполнении с элементами крепления к подвижному составу, автономного датчика (АД) контроля состояния опасного груза, выполненного во взрывобезопасном исполнении с элементами крепления к подвижному составу, стационарного сервера на пункте контроля. АД связан с УК по радиоканалу малой мощности. УК связан с сервером по сети Internet с применением подвижной сотовой связи. УК помимо собственных измерений передаёт данные, полученные от АД, подписывая все свои сообщения электронно-цифровой подписью. Технический результат заключается в возможности непрерывного удаленного контроля, фиксации и анализа параметров транспорта и перевозимого им груза в различных условиях. 26 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области обеспечения длительного автономного автоматического контроля за перевозкой опасных грузов подвижным составом, не оборудованным бортовой системой электроснабжения (грузовых вагонов–цистерн, специализированных контейнеров и пр.), с целью: определения их местоположения, скорости их движения, температуры окружающей среды при погрузке-выгрузке опасных грузов, контроля: состояния датчиков давления вблизи вентилей, исправности мембранных предохранительных устройств; превышения предельно допустимых концентраций паров опасных веществ, превышения предельно допустимых ударных нагрузок на экипажную часть вагона; документирования факта погрузки, транспортировки и выгрузки опасного груза как при обычных условиях эксплуатации с заданной периодичностью, так и при возникновении аварийных ситуаций. Система контроля транспортировки опасных грузов (СК ТОГ) обеспечивает потребителя юридически значимым документом с показаниями, зафиксированными средствами измерений и подписанных электронной цифровой подписью (вырабатывается микросхемой асимметричного шифрования).
СК ТОГ состоит из:
1. устройства контроля (УК) с длительным периодом автономной работы без замены источников не менее 6 лет, выполненного во взрывобезопасном исполнении с элементами крепления к подвижному составу (при установке не требующих внесения изменений в его конструкцию),
2. автономного датчика (АД) контроля состояния опасного груза (давления вблизи вентилей, исправности мембранных предохранительных устройств, превышения предельно допустимых концентраций паров в воздухе опасных веществ) с периодом автономной работы без замены источников тока не менее 1 года выполненного во взрывобезопасном исполнении с элементами крепления к подвижному составу (при установке не требующих внесения изменений в его конструкцию),
3. стационарного сервера на пункте контроля.
АД связан с УК по радиоканалу малой мощности. УК связан с сервером по сети Internet с применением подвижной сотовой связи. УК помимо собственных измерений передаёт данные, полученные от АД, подписывая все свои сообщения электронно-цифровой подписью. Сроки поверки АД и УК могут не совпадать.
Известна Система слежения за подвижными объектами RU 35444 U1, выбранная в качестве прототипа, содержащая стационарный наземный сервер для получения, обработки и систематизации данных, получаемых с мобильных телематических терминалов, по крайней мере, один мобильный телематический терминал, имеющий возможность определения своих координат на местности посредством связи со спутниками, находящимися на околоземной орбите, причем указанный терминал имеет возможность беспроводной связи со стационарным наземным сервером для передачи координат своего местоположения, к каждому из мобильных телематических терминалов подключен радиопередатчик, имеющий возможность передачи в эфир данных, содержащих координаты точного местоположения телематического терминала, к которому он подключен, каждый из мобильных телематических терминалов с радиопередатчиком оснащен автономным источником питания, при этом предусмотрен, по крайней мере, один радиоприемник, совмещенный с портативным компьютером, причем радиоприемник имеет возможность приема, обработки и отображения точных координат местоположения телематического терминала на электронной карте посредством портативного компьютера, передаваемых в эфир совмещенным с упомянутым телематическим терминалом радиопередатчиком; спутники, находящиеся на околоземной орбите, являются спутниками глобальной системы определения местоположения GPS (Global Positioning System) Navstar и/или глобальной навигационной спутниковой системы "ГЛОНАСС"; автономный источник питания без подзарядки обеспечивает работу мобильного телематического терминала и связанного с ним радиопередатчика не менее недели; мобильный телематический терминал, радиопередатчик и автономный источник питания размещены в одном корпусе; радиопередатчик может быть активирован внешним радиосигналом; радиопередатчик может активироваться автоматически при отсутствии связи мобильного телематического терминала со стационарным наземным сервером; связь мобильного телематического терминала со стационарным наземным сервером осуществляется по сотовой телефонной сети (стандарт GSM). Кроме того, Система может быть применена на транспортном средстве и/или на транспортной единице в составе транспортного средства и/или при транспортировке партии груза (товара).
Недостатками системы являются:
1. отсутствие возможности регистрации фактов нарушения технологии эксплуатации железнодорожного несамоходного подвижного состава, предназначенного для транспортировки и хранения опасных грузов с точной координатно-временной привязкой выявленных нарушений, зарегистрированных и измеренных посредством средств измерений внесённых в государственный реестр и подписанных квалифицированной электронно-цифровой подписью;
2. отсутствие длительного интервала непрерывной автономной работы телематических терминалов от 6 лет, обеспечивающего замену элементов электрического питания только во время прохождения плановых ремонтов и сервисного обслуживания грузовых вагонов в условиях депо, мест их ремонта и технического обслуживания;
3. отсутствие средств измерений, обеспечивающих фиксацию факта утечки опасных грузов;
4. отсутствие герметичного корпуса, обеспечивающего возможность круглогодичного применения телематических терминалов на открытом воздухе и в условиях выбросов опасных веществ, приводящих к быстрому повреждению электрических цепей терминала;
5. отсутствие средств взрывозащиты;
6. отсутствие в телематическом терминале средств измерений вибрации и удара, позволяющих регистрировать нарушение режимов эксплуатации подвижного состава, контейнеров, тары и пр.;
7. отсутствие в телематическом терминале средства измерения температуры, позволяющего регистрировать температуру погрузки и выгрузки опасных грузов, а также их возгорание, в том числе и во время их транспортирования;
8. отсутствие датчиков отрыва телематического терминала, позволяющего регистрировать попытку несанкционированного съёма или перестановку с объекта слежения;
9. отсутствие встроенных микросхем асимметричного шифрования (электронной цифровой подписи) на телематическом терминале и сервере для подтверждения подлинности передаваемой информации.
10. отсутствие возможности оперативной смены оператора сотовой телефонной сети (GSM) за счёт применения до 4-х микросхем М2М применения (аналога Sim карт) различных операторов сотовой связи;
11. отсутствие прочного к внешним воздействиям корпуса, обеспечивающего дополнительную защиту телематичекого терминала от несанкционированных попыток вмешательства в его работу и обеспечивающего ярко выраженное повреждение корпуса при попытке его незаконного вскрытия;
12. корпус устройств данной системы не герметизируется таким образом, чтобы его открытие было возможно лишь при разрушении оболочки телематичекого терминала;
13. телематический терминал не содержит в своём составе средств измерений, включённых в государственный реестр;
14. телематический терминал не содержит датчик отрыва, обеспечивающий дистанционный контроль несанкционированного съёма УК с экипажной части транспортного средства, и датчик наклона в АД, обеспечивающим контроль вскрытия люка ёмкости с опасным грузом;
15. телематический терминал требует внешнего управления, как минимум получения команды на включение.
Технической задачей представленного решения является:
• выявление и документирование фактов превышения ударных нагрузок на подвижной состав, регламентированных нормами для расчёта и проектирования вагонов железных дорог колеи 1520 мм (несамоходных);
• выявление и документирование фактов нарушения температурных режимов погрузки-выгрузки опасных грузов;
• выявление и документирование фактов нарушения температурных режимов эксплуатации подвижного состава, определённых техническими условиями;
• выявление и документирование фактов превышения давления вблизи вентилей;
• выявление и документирование фактов неисправности мембранных предохранительных устройств;
• выявление и документирование фактов превышения предельно допустимых концентраций паров опасных веществ;
• отказ от непосредственного сопровождения сотрудниками предприятий изготовителей хлора железнодорожных вагонов, перевозящих жидкий хлор, в вагонах сопровождения (дистанционный контроль позволит сохранить жизни людей, которые сегодня следуют в вагонах сопровождения и не имеют возможности остановить поезд при возникновении утечки хлора);
• оповещение собственников или арендаторов грузовых вагонов о выявленных фактах нарушений условий эксплуатации принадлежащих им вагонов, с точной координатно-временной привязкой выявленных нарушений, зарегистрированных и измеренных посредством средств измерений внесённых в государственный реестр и подписанных квалифицированной электронно-цифровой подписью (которая генерируется микросхемой асимметричного шифрования).
Результат достигается за счёт реализации следующих технических решений:
• УК и АД выполняются во взрывозащищённом исполнении, с пыле- и влагонепроницаемым корпусом, все элементы внутри корпуса заливаются компаундом;
• время автономной работы УК не менее 6 лет;
• время автономной работы АД не менее 1 года;
• информация о текущем местоположении подвижного состава с заданной периодичностью передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация о превышении допустимых: ударных нагрузок, периодичных вибрационных нагрузок, температуры; с координатно-временной привязкой к месту их возникновения передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация о состоянии датчиков давления вблизи вентилей, исправности мембранных предохранительных устройств; превышении предельно допустимых концентраций паров опасных веществ с координатно-временной привязкой к месту их возникновения передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация о попытках несанкционированного съёма УК и АД с подвижного состава или попыткой несанкционированной перестановки их на другой подвижной состав передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация об изменении углового положения АД, свидетельствующего о попытках открытия люка цистерны, танк контейнера и пр. передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация об уровне заряда первичных химических источников электрической энергии УК и АД передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• информация об используемом операторе сотовой телефонной сети (GSM) передаётся потребителю, и по команде потребителя производится замена того или иного оператора сотовой телефонной сети (GSM) в зависимости от района нахождения, ценовой политики операторов сотовой телефонной сети (GSM) и качества предоставляемых ими услуг;
• при отсутствии услуг сотового оператора в месте возникновения трагедии УК автоматически переключается на услуги альтернативного оператора сотовой связи;
• информация о попытках несанкционированного вскрытия УК и АД посредством контроля за датчиками отрыва, наклона и акселерометра передаётся на сервер системы для дальнейшего извещения потребителя;
• имеется возможность хранения в энергонезависимой памяти УК информацию обо всех произошедших с УК и АД событиях, которую оно зарегистрировало, которая в случае отсутствия оперативной возможности передать её на сервер посредством радиоканала передачи данных в местах отсутствия связи сотовой телефонной сети (GSM) собирается и передаётся потребителю, при возобновлении сеансов связи, при попадании УК в зоны стабильной работы сотовой телефонной сети (GSM) (при изменении пространственного положения подвижного состава, обеспечивающего возобновление устойчивой работы каналов сотовой телефонной сети (GSM));
• сервер имеет возможность автоматически обновлять программное обеспечение УК в независимости от их числа посредством передачи данных по сотовой сети связи;
• при возникновении сбоя во время обновления и записи программного обеспечения УК в УК происходит автоматический возврат к первоначальным заводским установкам и версии программного обеспечения, которое записано в нестираемую часть памяти УК;
• достоверность передаваемых данных всегда подтверждается посредством использования микросхемы асимметричного шифрования (электронно-цифровой подписи);
• первичные химические литиевые источники электрического тока после исчерпания своего ресурса утилизируются вместе с изделиями, в которых они использовались (УК и АД);
• УК и АД являются необслуживаемыми, неремонтируемыми изделиями, эксплуатируемыми до исчерпания ресурсов встроенных первичных химических источников электрического тока, выхода из строя какого-либо внутреннего компонента, неподтверждения заявленных метрологических характеристик или невозможности обновления данных электронно-цифровой подписи в независимости от того что наступит раньше.
Поставленная задача принципиально решается тем, что в прототип - Систему слежения за подвижными объектами RU 35444 U1 внесли существенные изменения, которые позволили получить систему с новыми качествами.
УК связан с сервером по сети Internet с применением сотовой телефонной сети (GSM). В УК внутри одного корпуса размещены следующие функционально связанные электронные компоненты: приёмник радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS с антенным блоком, канал сотовой телефонной сети (GSM) и дополнительно введены: 3 микросхемы M2M применения (заменяющие собой Sim карты), канал радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee), преобразователь электрического питания, первичный литиевый химический источник электрического тока, микропроцессор, энергонезависимая память, акселерометр, термометр внутренний с функцией термостата (для измерения температуры внутри устройства), термостат внешний (для измерения температуры окружающей среды и прерывания электрической цепи между источником тока и нагрузкой при превышении предельно допустимой температуры эксплуатации первичного химического источника тока), 3 геркона, полевой N (P) канальный транзистор, микросхема асимметричного шифрования, вибрационный сигнализатор, технологический разъём для тестирования УК после его частичной сборки и установки системного программного обеспечения (до окончательной заливки в корпус компаунда). Корпус УК выполняется из негорючего ударопрочного антистатического пластика, или неантистатического пластика, покрытого антистатической негорючей краской. С внешней стороны корпуса, снизу, в месте установки УК крепится магнит, взаимодействующий с герконом (датчик отрыва).
АД связан с УК посредством канала радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee). АД содержит в своём составе газоанализатор (на хлор, аммиак, водород и пр., в зависимости от того, какой именно груз требуется контролировать), канал радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee), технологический разъём (необходим для первоначальной записи программного обеспечения на заводе-изготовителе), микропроцессор, микросхему постоянного запоминающего устройства, инклинометр (датчик наклона), три геркона, 2 полевых N (P) канальных транзистора, термостат, преобразователь электрического питания и первичные химические литиевые источники электрического тока. Все внутренние элементы АД заливаются компаундом. Корпус АД выполняется из негорючего ударопрочного антистатического пластика или неантистатического пластика, покрытого антистатической негорючей краской. С внешней стороны корпуса, снизу, в месте установки АД крепится магнит, взаимодействующий с герконом (датчик отрыва).
УК может обмениваться данными между близко расположенными аналогичными УК посредством канал радиосвязи IEEE 802.15.4, а также с любыми другими устройствами, оборудованными каналом радиосвязи IEEE 802.15.4, в том числе и АД. Посредством канала радиосвязи IEEE 802.15.4 УК и АД могут выстраивать ретрансляционную сеть передачи данных любой конфигурации, ограниченной числом используемых УК и АД (что позволяет в случае выхода из строя УК на одном вагоне использовать УК следующего вагона для передачи данных – увеличение живучести системы).
УК и АД выполнены во взрывобезопасном исполнении 0Ex ma ia e nC II T5 Ga / Ex ma ia IIIC T95C Da.
Одна из двух торцевых крышек оболочки (корпуса) содержит элемент крепления заземляющего проводника электричества - металлическая втулка с резьбой, для возможности крепления токопроводящего провода для выравнивания электрического потенциала поверхности устройства с электрическим потенциалом поверхности кузова вагона. Металлическая втулка соединена в корпусе УК с термостатом и используется в качестве нагревательного элемента. Корпуса УК и АД предназначены для нанесения на них текстовой и графической информации о производителе и условиях эксплуатации. Назначенный срок службы УК не менее 6 лет, АД не менее 3-х лет.
УК и АД содержат в своём составе датчик отрыва на базе 1 геркона (каждый), который, взаимодействуя с магнитом, установленным под устройством (УК и АД используют каждый свой магнит), сигнализирует об отрыве (снятии) устройства с места своей первоначальной установки. Два других геркона в каждом из УК и АД сигнализируют о попытке злоумышленников посредством внешнего магнитного поля замкнуть геркон датчика отрыва в процессе демонтажа УК и/или АД с места их первоначальной установки.
Технический результат достигается за счёт комплексного применения современных вычислительных средств, современной радиоэлектронной элементной базы, современных первичных (незаряжаемых) химических источников электрического тока и композитных материалов, предназначенных для эксплуатации во всех климатических зонах РФ и стран СНГ.
На фиг. 1 приведена функциональная схема УК с расшифровкой её компонент. Согласно представленной функциональной схеме работы УК электрический ток от первичного литиевого химического источника электрического тока 1, через контакты термостата 2 поступает на преобразователь электрического питания 3, реализующий требования искробезопасного исполнения, который представляет собой высокоэффективный импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок. От преобразователя электрического питания 3 ток напрямую поступает на:
− дискретный датчик отрыва, выполненный в виде геркона 4 (нормально замкнутого) и магнита 18, и двух контрольных герконов (нормально разомкнутых), наличия внешнего, превышенного над естественным Земным фоном магнитного поля 5 и 6, все герконы включены последовательно в электрическую цепь, замкнутую на микропроцессор 7;
− микропроцессор 7;
− цифровой термометр 8;
− цифровой акселерометр 9;
− технологический разъём 10.
При изменении состояния цифровых датчиков с одного запрограммированного состояния на другое или размыкании электрической цепи герконов микропроцессор 7 получает команду на выход из режима ожидания. Такая схема подведения электрического питания обусловлена необходимостью постоянно контролировать превышение значений заданных параметров с цифровых датчиков и наличие замыкания электрической цепи посредством герконов у аналоговых датчиков отрыва. При этом от цифрового преобразователя электрического питания 3 электрический ток напрямую поступает и на микропроцессор 7, который он перенаправляет на элементы, с которыми взаимодействует по заранее заложенной программе:
− на энергонезависимую память 11;
− на микросхему асимметричного шифрования 12;
− на канал связи сотовой телефонной сети (GSM) 13, с четырьмя микросхемами М2М применения (аналогами Sim карт) 20 (при его активации, только при передаче данных на сервер удалённого пункта контроля или в назначенное время выхода на связь, в остальное время канал связи сотовой телефонной сети (GSM) обесточен);
− на приёмник радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS 14 с антенным блоком 15;
− на радиоканал стандарта IEEE802.15.4 16;
− вибрационный сигнализатор 17;
но только тогда, когда возникла нештатная ситуация при превышении допустимых значений измеряемых параметров цифровых датчиков состояния (акселерометр и термометр) и дискретных датчиков отрыва или перед выходом на связь, в остальное время данные элементы обесточены.
На вибрационный сигнализатор 17 подаёт ток микропроцессор 7, на который поступает сигнал при изменении состояния датчиков отрыва 4, 5 и 6, превышении заданных значений, регистрируемых акселерометром 9 и термометром 8, передачи данных по радиоканалам, определении местоположения с использованием систем ГЛОНАСС/GPS. Для каждого действия, или при каждом изменении состояния датчиков микропроцессор подаёт ток различной модуляции, что приводит к вибрации внутри УК СКТОП различной длительности и интенсивности для информирования оператора, находящегося рядом с УК.
Микропроцессор УК управляет: чтением и записью данных в энергонезависимую память 11; приёмом данных от: преобразователя электрического питания 3, цифрового акселерометра 9, цифрового термометра 8, приёмника радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS 14, канала связи сотовой телефонной сети (GSM) 13, радиоканала стандарта IEEE802.15.4 16 и технологического разъёма 10. Антенный блок приёмника радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS имеет прямую связь с приёмником радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS 14.
Микропроцессор 7 имеет только электрическую связь с датчиками отрыва нормально замкнутого геркона 4 и двух нормально разомкнутых герконов 5 через полевой N (P) канальный транзистор 6, получая от них непрерывно данные об их состоянии. При размыкании электрической цепи герконов 4 и 5 N (P) канальный транзистор 6 выполняет функцию энергонезависимой ячейки памяти, информирует микропроцессор 7 после его включения (при отрицательных температурах ниже минус 40°С микропроцессор 7 автоматически отключается, а при достижении температуры процессора выше минус 40°С микропроцессор 7 автоматически включается), это надо убрать, так как не соответствует действительности о срабатывании датчиков отрыва.
Микропроцессор 7 имеет только прямую связь с вибрационным сигнализатором 17, посредством которого он информирует потребителя о производимых с УК действиях.
Микропроцессор 7 имеет прямую и обратную связь с микросхемой асимметричного шифрования 12.
Информация от УК посредством сотовой телефонной сети (GSM) достигает инфраструктуры связи оператора сотовой телефонной сети (GSM), которая посредством сети Internet передаёт их на сервер.
Радиоканал стандарта IEEE802.15.4 16 используется для приёма и передачи данных между несколькими или более УК, а также любыми другими устройствами, оборудованными радиоканалом стандарта IEEE802.15.4. Кроме того, посредством радиоканала стандарта IEEE802.15.4 УК могут перепрограммироваться и тестироваться без использования сотовой телефонной сети (GSM).
Двухполюсный магнит 18 устанавливается на внешней стороне УК. Корпус 19 УК выполнен во взрывобезопасном исполнении с двумя уровнями защиты, защита оболочкой и заливка компаундом по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 «Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования».
На фиг. 2 приведена функциональная схема пункта контроля с расшифровкой его компонент. Согласно представленной функциональной схеме работы сервер соединен с ключом асимметричного шифрования. На пункте контроля сервер 21 взаимодействует с ключом асимметричного шифрования 22 и сетью передачи данных Internet 23.
На фиг. 3 приведена схема взаимодействия СК ТОГ с расшифровкой его компонент. Согласно представленной функциональной схеме работы сервер на пункте контроля 21 посредством сети Internet 23 и сотовой сети связи 24 связан по радиоканалу 25 с УК 26.
На фиг. 4 приведена функциональная схема АД с расшифровкой её компонент. Согласно представленной функциональной схеме работы АД электрический ток от первичного литиевого химического источника электрического тока 27 через термостат 28 поступает на преобразователь электрического питания 29, реализующий требования искробезопасного исполнения, который представляет собой высокоэффективный импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок. От преобразователя электрического питания 29 ток напрямую поступает на:
− микропроцессор 30;
− дискретный датчик отрыва, выполненного в виде геркона 31 (нормально замкнутого), и магнита 32, и двух контрольных герконов 33 (нормально разомкнутых) наличия внешнего, превышенного над естественным Земным фоном, магнитного поля, все герконы включены последовательно в электрическую цепь, замкнутую через полевой N (P) канальный транзистор 34 на микропроцессор 30;
− технологический разъём 35;
− инклинометр 36 через полевой N (P) канальный транзистор 37 на микропроцессор 30.
Микропроцессор 30 управляет подачей электрического питания на:
− газоанализатор 38;
− канал радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee) 39;
− микросхему постоянного запоминающего устройства 40.
Микропроцессор 30 периодически даёт команду на включение газоанализатору 38, получает от него результаты измерений и передаёт посредством канала радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee) 39.
При размыкании электрической цепи герконов 31 вследствие отрыва корпуса устройства от магнита 32, установленного под днищем АД в непосредственной близости от геркона 31, и внесении стороннего магнита в зону срабатывания геркона 33 N (P) канальный транзистор 34 выполняет функцию энергонезависимой ячейки памяти, информирует микропроцессор 30 после его включения (при отрицательных температурах ниже минус 40°С микропроцессор 30 автоматически отключается, а при достижении температуры процессора выше минус 40°С микропроцессор 30 автоматически включается) это надо убрать, так как не соответствует действительности о разрыве электрической цепи герконов трёх герконов – нормально замкнутого 31 и двух нормально разомкнутых 33.
При срабатывании инклинометра происходит размыкание электрической цепи, которая контролируется N (P) канальным транзистором 37, который выполняет функцию нестираемой ячейки памяти, информирует микропроцессор 30 после его включения об изменении углового положения АД, т.е. открытия люка цистерны с опасным грузом.
При изменении состояния герконов и инклинометра микропроцессор 30 получает команду на аварийный выход из режима ожидания с передачей данных о состоянии герконов и инклинометра посредством канала радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee) 39.
АД содержит в своём составе корпус 41.
Микропроцессор АД 30 по двунаправленной шине связан с запоминающим устройством 40 и управляет: преобразователем электрического питания 29, газоанализатором 38, каналом радиосвязи IEEE 802.15.4 (ZigBee) 39, микросхемой постоянного запоминающего устройства 40.
Микропроцессор 30 контролирует датчики отрыва 31, 33, получая от них непрерывно данные об их состоянии, инклинометр, а также связан с технологическим разъёмом 35.
Информация от АД посредством радиоканала стандарта IEEE802.15.4 39 используется для приёма и передачи данных между одним и более УК и АД. Кроме того, посредством радиоканала стандарта IEEE802.15.4 39 АД могут перепрограммироваться и тестироваться без использования технологического разъёма 35. Технологический разъём 35 используется только при первой установке встроенного программного обеспечения на микросхему постоянного запоминающего устройства 40.
Двухполюсный магнит 32 устанавливается на внешней стороне УК. Корпус 41 АД выполнен во взрывобезопасном исполнении с двумя уровнями защиты, защита оболочкой и заливка компаундом по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 «Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования».
Краткое описание чертежей:
1. Фигура 1. Функциональная схема УК.
2. Фигура 2. Функциональная схема пункта контроля.
3. Фигура 3. Функциональная схема СК ТОГ.
4. Фигура 4. Функциональная схема АД.
1. Система контроля транспортировки опасных грузов, содержащая стационарный сервер на пункте контроля для получения, обработки и систематизации данных, получаемых с устройств контроля, устанавливаемых на подвижной состав, по крайней мере, одно устройство контроля, имеющее возможность определения своих координат на местности посредством связи со спутниками, находящимися на околоземной орбите, причем устройство контроля имеет возможность беспроводной связи со стационарным сервером на пункте контроля для передачи координат своего местоположения, к каждому из устройств контроля подключен радиопередатчик, имеющий возможность передачи в эфир данных, содержащих координаты точного местоположения устройства контроля, к которому он подключен, каждое из устройств контроля оснащено автономным источником питания; спутники, находящиеся на околоземной орбите, являются спутниками глобальной системы определения местоположения GPS Navstar и/или глобальной навигационной спутниковой системы "ГЛОНАСС"; устройство контроля, радиопередатчик и автономный источник питания размещены в одном корпусе; радиопередатчик может быть активирован внешним радиосигналом; радиопередатчик может активироваться автоматически при отсутствии связи устройства контроля со стационарным наземным сервером; связь устройства контроля со стационарным наземным сервером осуществляется по сотовой телефонной сети (стандарт GSM), отличающаяся тем, что в неё дополнительно ввели автономный датчик контроля состояния опасного груза по давлению вблизи вентилей и превышению предельно-допустимых концентраций паров в воздухе опасных веществ с периодом автономной работы без замены источников тока не менее 1 года, выполненного во взрывобезопасном исполнении с элементами крепления к подвижному составу, к автономному датчику подключается радиопередатчик, имеющий возможность передавать в устройство контроля данные о состоянии контролируемого опасного груза.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и в автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели по одному микропроцессору.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и в автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели первичные химические литиевые источники электрического тока.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и в автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели преобразователи электрического питания.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля дополнительно ввели микросхему асимметричного шифрования, позволяющую осуществлять шифрование передаваемых сообщений на стационарный сервер пункта контроля, расшифровывать сообщения, передаваемые от стационарного сервера пункта контроля на устройство контроля, формировать электронно-цифровую подпись методом асимметричного шифрования.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля дополнительно ввели средство измерения ударных и вибрационных ускорений – трёхосевой акселерометр.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля дополнительно ввели средство измерения температуры окружающей среды с функцией термостата – цифровой термометр.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели для каждого по одному термостату, непосредственно связанному с источником тока.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели радиопередатчик малой мощности и малой дальности действия стандарта IEEE 802.15.4 для передачи и получения информации на малых расстояниях без применения GSM связи.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели для каждого по одному постоянному магниту и по три геркона, один из них нормально замкнутый, два других нормально разомкнутые, нормально замкнутый геркон выполняет функцию датчика отрыва от постоянного магнита, который располагается под днищем корпуса, нормально разомкнутые герконы контролируют превышение естественного Земного фона магнитного поля вокруг корпуса для предотвращения его несанкциорованного съёма с экипажной части подвижного состава злоумышленниками с использованием дополнительного внешнего магнита, замыкающего нормально замкнутый геркон в момент их съёма.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что в автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели инклинометр.
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели по одному полевому N (P) канальному транзистору, для контроля состояния герконов при отрицательных температурах окружающей среды ниже минус 40оС, когда микропроцессор автоматически отключается, при превышении температуры окружающей среды выше минус 40оС микропроцессор опрашивает полевой N (P) канальный транзистор и устройство контроля передаёт на стационарный сервер пункта контроля информацию об отсутствии или наличии факта несанкционированного отрыва от экипажной части подвижного состава устройства контроля и/или автономного датчика контроля состояния опасного груза во время временного отключения микропроцессоров.
13. Система по п.1, отличающаяся тем, что в автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели полевой N (P) канальный транзистор, для контроля состояния инклинометра при отрицательных температурах окружающей среды ниже минус 40оС, когда микропроцессор автоматически отключается, при превышении температуры окружающей среды выше минус 40оС микропроцессор опрашивает полевой N (P) канальный транзистор и автономный датчик контроля состояния опасного груза передаёт на устройство контроля, которое в свою очередь передаёт на стационарный сервер пункта контроля информацию об изменении углового положения автономного датчика контроля состояния опасного груза во время временного отключения микропроцессора.
14. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля дополнительно ввели 4 микросхемы M2M применения, заменяющие собой Sim карты, что позволяет использовать 4 независимых поставщика услуг сотовой связи.
15. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля дополнительно ввели вибрационный сигнализатор для оповещения оператора, осуществляющего легальные действия с устройством контроля о его состоянии и режимах работы в условиях повышенного шума.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза дополнительно ввели по одному технологическому разъёму для их тестирования после частичной сборки и установки системного программного обеспечения.
17. Система по п.1, отличающаяся тем, что в устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза, в каждый из них, дополнительно ввели энергонезависимую память.
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что все внутренние элементы устройства контроля и автономного датчика контроля состояния опасного груза залиты компаундом.
19. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпуса устройства контроля и автономного датчика контроля состояния опасного груза выполнены в антистатическом исполнении.
20. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпуса устройства контроля и автономного датчика контроля состояния опасного груза содержат элементы крепления заземляющего проводника электричества.
21. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпуса устройства контроля и автономного датчика контроля состояния опасного груза выполнены из негорючего ударопрочного материала.
22. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство контроля и автономный датчик контроля состояния опасного груза выполнены во взрывобезопасном исполнении.
23. Система по п.1, отличающаяся тем, что в стационарный сервер на пункте контроля введена микросхема асимметричного шифрования.
24. Система по п.1, отличающаяся тем, что автономный датчик контроля состояния опасного груза содержит в своём составе газоанализатор.
25. Система по п.3, отличающаяся тем, что автономный датчик контроля состояния опасного груза без замены первичных химических источников тока может автономно функционировать не меньше одного года.
26. Система по п.3, отличающаяся тем, что устройство контроля без замены первичных химических источников тока может автономно функционировать не меньше шести лет.
27. Система по п.7, отличающаяся тем, что связь устройства контроля со стационарным сервером на пункте контроля осуществляется по сети Internet с применением сотовой телефонной сети (стандарт GSM).
