§ 49. Применение спутниковой навигации на железнодорожном транспорте

Определение местоположения объекта с помощью технологий спутниковой навигации на железнодорожном транспорте может быть полезным в различных областях, например:

• слежение за перемещением подвижного состава;

• регулирование парка подвижного состава;

• регистрация пробега подвижного состава (например, для оптимизации системы технического обслуживания и ремонта, определения платы за пользование инфраструктурой);

• информирование клиентуры (пассажиров, грузоотправителей и грузополучателей) о местоположении поездов, вагонов и грузов;

• оказание помощи машинисту (например, путем контроля за работой систем электроснабжения, сигнализации и связи, оптимизации режима ведения поезда в зависимости от его местоположения);

• локализация дефектов пути, обнаруженных инспекционным подвижным составом;

• контроль соблюдения требований безопасности при управлении движением поездов.

Как говорилось ранее, полностью доступна система спутниковой навигации Navstar, поэтому речь пойдет именно о её применении. Итак, что же необходимо для обеспечения эффективного слежения за вагоном? Для этого на подвижной состав устанавливается датчик, содержащий GPS-приемник с выносной антенной, GSM-модем и мощный аккумулятор, рассчитанный на 2-3 недели автономной работы.

GPS-приемник получает данные о местонахождении от спутника. GSM-модем передает полученные данные в систему, например, www.gdevagon.ru, где они хранятся и могут быть в любой момент предоставлены пользователю в текстовом виде или на карте.

Основные возможности системы:

- отображение на карте положения и маршрута движения вагона в оперативном (по запросу) и в регламентированном (по расписанию) режимах;

- возможность гибко настраивать расписание опроса объектов;

- хранение истории всех запросов о дислокации;

- возможность подключения к системе дополнительных карт (крупные города, зарубежные страны). Принцип действия системы представлен на рисунке 12.49.1.

Рисунок 12.49.1 - Принцип действия GPS\GSM системы слежения за вагонами

Система позволяет производить слежение за любыми подвижными объектами, находящимися в зоне покрытия GSM-сетей: вагонами, автомобилями, контейнерами и т.п. Также возможно предоставление дополнительных функций обеспечения безопасности и охраны объекта. Все услуги платные.

На российском рынке существуют и другие решения. Есть система RussGPS Independent для слежения за подвижными объектами и определения их местоположения, применяемая в отношении объектов, не имеющих источников питания, таких, как трейлеры, контейнеры железнодорожных вагонов и другие аналогичные предметы. Автономность работы системы достигается за счет независимости установленного на объекте мобильного терминала под названием Fleetec CTS от каких-либо прочих источников питания, кроме встроенных солнечных батарей и аккумулятора.

Сама же система RussGPS Independent состоит из GSM/GPRS-навигационного центра, который по каналу GPRS соединяется с сервером RussGPS и мобильными терминалами Fleetec CTS, установленными на мобильных объектах (см. рисунок 12.49.2).

В процессе работы GSM/GPS мобильный терминал Fleetec CTS посылает в GSM/GPRS-навигационный узел (диспетчерский пункт) периодические сообщения о своем текущем местоположении, а также сообщения о въезде в заданную область или выезде из нее. Кроме этого, из диспетчерского центра можно посылать запросы текущего положения и программировать режимы работы устройства, а также изменять конфигурацию и получать сообщения о разрядке батарей.

Рисунок 12.49.2 – Принципиальная схема взаимодействия компонентов системы RusGPS

GSM/GPS мобильный терминал «Fleetec CTS» состоит из следующих основных компонентов:

- солнечная батарея с регулятором заряда;

- источник резервного питания – аккумулятор;

- схема управления питанием;

- GSM-модем;

- GPS приемник;

- GSM / GPS комбинированная антенна;

- контроллер с RTC;

- корпус с отверстиями для крепления.

Благодаря особенностям конструкции и системе управления электропитанием GSM/GPS мобильный терминал «Fleetec CTS» способен работать до 6 лет без технического обслуживания.

В качестве GPS модуля применяется приемник М12 компании Motorola, GSM – двухдиапазонный модем ТС35 Siemens.

Специальный контроллер обеспечивает управление электропитанием, а также обеспечивает возможность обновления программного обеспечения. К контроллеру подсоединены часы истинного времени для управления временем системы и энергонезависимая память для сохранения настроек системы. Схема управления питанием обеспечивает напряжение 2,8 В и содержит коммутаторы для подачи питания на модули GSM и GPS. Первичным источником питания системы является солнечная батарея. Буферный аккумулятор является источником резервного питания при отсутствии освещения.

СРНС нашли своё применение и на локомотивах. Для автоматического определения координаты локомотива используется спутниковый навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС, интегрированный в КЛУБ-У (комплексное локомотивное устройство безопасности). Система ведет отсчет текущего времени с корректировкой по астрономическому времени спутниковой навигационной системы, формирует информацию о значениях скорости движения, определяет параметры движения поезда, ведет прием и запись данных электронной карты пути и графика движения поездов, сравнивает фактическую скорость движения с допустимой.

Существующие системы спутниковой навигации находят все большее распространение в железнодорожных приложениях, не связанных с обеспечением безопасности, то есть в системах управления парками подвижного состава и информационного обслуживания клиентов. Не за горами внедрение отечественной системы ГЛОНАСС, способной легко заменить GPS. Скоро будет полностью развернута европейская гражданская система спутниковой навигации Галилео, в которой устранены недостатки, присущие существующей GPS. Поэтому данная система в значительно большей степени пригодна для ответственных железнодорожных приложений с функциями определения местоположения подвижного состава, а также возможной реализацией на её основе системы сигнализации. Другими словами, самой перспективной в настоящее время выглядит именно Галилео.