8(499)343-27-33
8(964)647-88-49
m-pereezd@mail.ru
Главная Схема проезда
Звоните!
8(499)343-27-33
8(964)647-88-49

Определение местоположения вагона-лаборатории с помощью GPS

Для определения местонахождения вагона-лаборатории на перегоне обычно используется датчик, установленный на колесе вагона и генерирующий импульсы. Каждый импульс свидетельствует о перемещении вагона на фиксированное расстояние, но не информирует о его местоположении. Чтобы определить текущую позицию вагона-лаборатории, необходимо задать его первоначальное местонахождение и, учитывая направление движения, добавлять (или вычитать) константную длину при каждом сигнале от датчика. Этот способ неудобен, так как оператору необходимо постоянно контролировать правильность показаний и устанавливать новую точку отсчета при выезде на участок с другой нумерацией километров. Причем при повторном проезде по участку настройка проводится заново. Кроме того, датчик не учитывает износ колеса, который приводит к изменению показаний и, как следствие, к нарастающей ошибке при расчете местоположения вагона. Негативные метеоусловия также отражаются на точности измерений.

Чтобы снизить влияние описанных недостатков на позиционирование вагона-лаборатории на Западно-Сибирской дороге используется спутниковая радионавигационная система GPS, известная также под названием NAVSTAR. Принцип действия системы заключается в том, что каждый спутник орбитальной группировки излучает специальный навигационный сигнал. Измерение его параметров в приемной аппаратуре позволяет потребителю автономно определять свое местоположение.



Приемник GPS, установленный в вагоне, по протоколу NMEA-0183 через интерфейс RS-232 сообщает географическую широту и долготу своего местонахождения. Однако эта информация не может быть использована в "чистом виде", поскольку на железнодорожном транспорте применяется "своя" система координат, определяемая такими показателями, как участок дороги, километр, пикет. На работу с железнодорожной системой координат настроено и имеющееся в вагоне-лаборатории программное обеспечение, с помощью которого выполняются основные измерения параметров радиосвязи. Поэтому мною совместно со специалистами дорожной лаборатории связи было разработано программное обеспечение, осуществляющее перевод географических координат в железнодорожные. Рабочее место оператора показано на рис. 1.

Суть процесса состоит в следующем. При первичном проезде участка оператор системы запускает программное обеспечение в режиме создания нового участка. Он также юстирует датчик колеса и задает направление движения и начальную позицию (участок - У, километр - К, пикет - П). При движении программа начинает привязывать принятые от GPS координаты к железнодорожным. Создается база данных участка. Окончание процесса создания базы задается оператором. По результату первого проезда участка в системе появляется таблица соответствия, которая используется в дальнейшем. Таким образом, создав однажды (в хорошую погоду при качественной настройке датчика колеса) таблицу, можно пользоваться ею многократно, причем уже в менее благоприятных условиях.

Для решения задачи был создан комплекс, состоящий из двух основных частей: аппаратной, реализующей функции получения географических координат и передачи их на компьютер, и программной, выполняющей сопоставление географических и железнодорожных ко автоматика, связь, информатика ординат и передачу результатов на ПО вагона-лаборатории, осуществляющее измерения.

В качестве аппаратной части используется специальный радиоэлектронный GPS приемник, созданный на основе модуля RGPSM002 и преобразователя интерфейсов. Последний представляет собой электронную схему на основе конвертора протоколов FT232BM, позволяющего подключать приемник к USB порту компьютера. Использование этого преобразователя интерфейсов позволяет получить преимущество USB порта (автоопределение устройства, питание от порта, высокая помехоустойчивость) одновременно с простотой программного обращения к устройству по RS-232.



Созданный GPS приемник представляет собой внешний блок с размерами 50х150х20 мм. Он имеет интерфейсные разъемы для подключения антенны и шнур для подключения к компьютеру по порту USB, два светодиодных индикатора режима работы приемника, а также источник резервного питания внутреннего таймера для уменьшения времени выхода модуля на рабочий режим.

Аппаратно-программный комплекс позволяет получать следующие сведения: текущее мировое время (GMT) в формате hhmmss,sss, текущую дату в формате ddmmyy, географическую широту и долготу текущего местоположения, скорость относительно земли, азимут направления перемещения вагона.

Для определения по полученным от приемника GPS координатам километров и пикетов написана программа "GPS" на языке программирования Delphi. Ее основой является база данных, содержащая информацию о географических координатах каждого участка дороги. Программа представляет собой исполняемый файл и два файла базы данных, хранящих информацию о координатах каждого пикета на полигоне Западно-Сибирской дороги и маршрут следования вагона.

Вид программы "GPS" в основном режиме работы и режиме создания новой базы представлен на рис. 2 и 3.

Программа дает возможность оператору получать следующие сведения: текущее местоположение вагона в системе глобальных географических координат (У\Ю8-84), текущее местоположение вагона в системе железнодорожных координат, величину скорости и направление (азимут направления) движения вагона, точные показания мирового времени и даты.

При этом оператор может корректировать базу данных в случае обнаружения расхождений, работать с комментариями (вводить/удалять/редактировать), в качестве комментариев представлены названия станций и населенных пунктов.

Для создания участка оператору необходимо лишь выбрать соответствующую опцию программы и ввести название участка. Точность создаваемой базы напрямую зависит от работы датчика колеса и правильности задания точки отсчета. Это же является обязательным условием для проведения измерений вагоном-лабораторией. Созданный и занесенный в базу данных участок существует постоянно. При повторном его проходе вагоном оператору не нужно использовать датчик колеса и совершать рутинную работу по его настройке.

При необходимости оператор, основываясь на показаниях километровых знаков вдоль железнодорожного полотна, может откорректировать базу данных средствами программы, сведения о корректировке сохраняются в базе и учитываются при следующем обращении. Таким образом, однажды проведя полную проверку (или корректировку) базы, ее можно считать верной и в будущем не тратить время и силы на проверку правильности показаний. Для сравнения напомню, что при использовании датчика колеса проверку правильности и корректировку показаний необходимо проводить постоянно даже на одном и том же участке дороги.

Результатом работы программы является передача сведений о текущем местоположении вагона-лаборатории в программу, осуществляющую измерения параметров линий радиосвязи и формирование графика напряженности электромагнитного поля на перегонах между станциями.



Следует отметить и тот факт, что с комплекса, установленного в вагоне-лаборатории, можно одновременно рассылать железнодорожные координаты (У, К и П) по сети СПД на все рабочие места операторов вагона, проводящих измерения.

В процессе эксплуатации программа "ОР8_Уадоп" совершенствуется. Уже написана четвертая версия. Она реализует следующие функции: информационный обмен с ОР8 приемником, в том числе для отображения статуса подключения и настройки параметров (номер порта, скорость и др.); проверку достоверности принятых ОР8 сведений; вывод географических координат и даты/времени на экран; вывод информации о текущем пикете (участок, км, пикет); корректировку пикета; создание нового участка с заданным названием; ввод и правку комментариев для данного участка; автоматический и ручной выбор текущего участка; возможность отключения формирования файлов У, К и П для других программ. Комплекс успешно работает на Западно-Сибирской дороге более года.



Звоните!
8(499)343-27-33
8(964)647-88-49