Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

КОСМОТРАНС 2009


Версия для печати
Обсудить в форуме

Инерциальные навигационные системы для железных дорог

О том, какое практическое применение на стальных магистралях страны находят решения, опирающиеся на космические технологии, наша газета рассказывала неоднократно. На сей раз мы предоставляем свои страницы сотрудникам Центра инновационных технологий ОАО НИИАС (ЦИнТ) Александру Петровичу Клепачу, к.т.н., руководителю центра, и Алексею Валентиновичу Проскурякову, заместителю руководителя центра.

Инерциальные навигационные системы для железных дорог
Инерциальные навигационные системы для железных дорог
Инерциальные навигационные системы для железных дорог
Инерциальные навигационные системы для железных дорог
Инерциальные навигационные системы для железных дорог
Планомерно и целенаправленно выполнять важнейшее требование руководства компании «Российские железные дороги» существенно наращивать эффективность перевозочного процесса и при этом обеспечивать и повышать безопасность движения поездов было бы невозможно без реинжиниринга и синтеза нового поколения систем управления. В этих системах необходимо реализовать переход от автоматизации отдельных рутинных функций к автоматизации функций интеллектуальных – к анализу ситуации, выбору оптимального решения, расчетам с применением сложных динамических моделей… Чтобы достичь названных целей, необходимо использовать самые современные технологии контроля местоположения и параметров движения подвижного состава на впечатляющей по масштабам сети железных дорог нашей страны.

В рамках решения Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 – 2010 годы)» создана система, обеспечивающая достоверную и точную информацию о местоположении (дислокации) подвижных единиц в масштабе реального времени. Ее основа – комплекс, объединяющий информацию целого ряда источников: бортовых навигационных систем, сети станций дифференциальных поправок, высокоточных цифровых моделей и т.п.

Высокую точность определения местоположения подвижных объектов гарантируют спутниковые навигационные системы на базе координатно-временной информации ГЛОНАСС и GPS (в особенности при использовании дифференциальных поправок). Однако есть у этих систем существенный недостаток – они прекращают работу при «затенении» мостами и тоннелями, а также выдают значительные и непредсказуемые ошибки при близости навигационного приемника к отражающим радиосигналы объектам инфраструктуры.

Надежный способ устранения обозначенного минуса – применение инерциальных датчиков.

Дело в том, что инерциальные системы не требуют взаимодействия с внешней средой и формируют непрерывный поток информации, что обеспечивает предсказуемость данных. Недостатком же инерциальных систем является постоянно накапливающаяся ошибка, которая не позволяет использовать их как самостоятельные навигационные устройства.

Оптимальное решение данной проблемы – интеграция спутниковых и инерциальных навигационных систем. Она позволяет в значительной степени взаимно компенсировать их недостатки.

Эффективность интеграции двух принципиально разных систем навигации обусловлена различным характером ошибок, присущих каждой из них. Кроме того, инерциальные датчики предоставляют возможность эффективно и с высокой степенью точности измерять такие параметры, как угловое положение подвижного объекта, угловые скорости и линейные ускорения объекта.

Для решения задачи обеспечения повышения достоверности и точности информации о дислокации подвижных единиц разработан сотрудниками ООО «ТСС» и ЦИнТ ОАО «НИИАС» бортовой вычислительный комплекс, оснащенный двумя навигационными системами. Бегло (учитывая дефицит газетного места) познакомим с ним читателя.

Комплексная обработка информации от двух различных типов навигационных систем выполняется непосредственно в бортовом устройстве.

Полученные сведения о положении объекта в масштабе реального времени передаются по различным беспроводным каналам передачи данных (GSM, TETRA, спутниковым, WiFi и др.).

Комплекс позволяет также собирать информацию с бортовых систем – о расходе топлива, параметрах, характеризующих работоспособность объекта. Это достигается за счет наличия нескольких типов интерфейсов сопряжения.

Базовым элементом инерциального компонента интегрированной навигационной системы служит группа датчиков, определяющих линейное и угловое ускорение (это – гироскопы и акселерометры).

В современных комплексах используются в основном не механические, а кольцевые лазерные волоконно-оптические гироскопы, обладающие как преимуществами, так и недостатками (в первую очередь – высокой ценой и практической невозможностью миниатюризации решений). В разработанном нами устройстве применены гироскопы и акселерометры, выполненные по принципам микромеханики. Три гироскопа и три акселерометра собраны в единый миниатюрный блок с цифровым интерфейсом.

На отладочной плате установлен инерциальный сенсор.

Имея достаточную для решения поставленных задач точность, устройство существенно дешевле по сравнению с лазерными и традиционными механическими приборами. Предложенный блок позволяет создать доступное по цене и обладающее высокими техническими характеристиками устройство.

Опытный образец бортового устройства подтвердил вывод: решения на базе новейших комплексов позиционирования подвижных объектов с применением инерциальной навигационной компоненты позволяют справляться с задачами по определению дислокации подвижного состава с точностью до пути, по контролю параметров кривых, передаче телеметрических данных с применением защищенных радиоканалов для систем КЛУБ, САВП, РПДА, РПРТ и т.п.

За счет универсальности платформы с набором различных интерфейсов разработанное устройство предоставляет техническую возможность взаимодействия с различным бортовым оборудованием.

Специальное программное обеспечение по комплексированию данных GPS-ГЛОНАСС и инерциальных датчиков (акселерометров и гироскопов) позволяет определять параметры движения объекта, обработанные по следующим направлениям:

– формирование несущей параметра;

– снижение мелкой шумовой составляющей;

– отбрасывание ложных значений;

– определение промежутков времени «зависания» параметра;

– экстраполяция параметра при отсутствии спутниковых данных.

Комплексирование данных, полученных от спутникового навигационного приемника и инерциального блока, помогает получить «сглаженную» траекторию движения объекта даже при кратковременном отсутствии спутникового сигнала (проезд мостов, путепроводов, тоннелей и т.д.).

Длительные испытания нашей системы показали возможность определения глобальных координат объекта с ошибкой, достаточной для получения местоположения подвижного объекта с точностью до железнодорожного пути.

В новом устройстве заложен существенный резерв вычислительных возможностей и ресурс встроенной памяти, сделана ориентация на максимальную универсальность применения, что позволяет использовать его на различных подвижных объектах с большим спектром выполняемых технологических задач и интеграцией во внедряемые и существующие информационно-управляющие системы ОАО «РЖД».

Важнейшая и неотъемлемая часть комплекса – центр обработки. Первый такой центр введен в эксплуатацию на Московской железной дороге. В его задачи входит сбор первичной информации с подвижных объектов, контроль беспроводного канала, предварительная обработка и накопление информации в базе данных, авторизация пользователей и распределение по множественным группам, поддержка интерфейсов и логического взаимодействия с другими автоматизированными комплексами (ГИС РЖД, АСУ пригородных перевозок и т.п.).

Разработанный в ООО «ТСС» и ЦИнТ ОАО «НИИАС» комплекс высоконадежного позиционирования подвижных объектов с учетом инерциальной навигационной компоненты, кроме контроля дислокации подвижного состава, обеспечит получение необходимой информации для автоведения, прицельного торможения поездов, экспресс-контроля состояния железнодорожного пути и других систем.

© Евразия Вести VII 2009







VII 2009

Евразия Вести VII 2009

Наметить главные пути инновационного прорыва

Инновационные технологии в транспортной отрасли

Рациональное использование спутниковых технологий в комплексе антикризисных мероприятий ОАО «РЖД»

Внедрение современных спутниковых технологий в ОАО «РЖД»

Научно-образовательный центр в области геоинформатики и навигации железнодорожного транспорта

Мониторинг пути с помощью спутникового радиолокационного зондирования

Системы обеспечения безопасности подвижного состава нового поколения

Спутниковые системы связи для обеспечения безопасности движения поездов

Скоростную магистраль Москва - Санкт-Петербург освоит «Автодиспетчер»

Система высокоточного координатного обеспечения инфраструктуры железнодорожного транспорта

Прогноз аварийных ситуаций на железных дорогах под влиянием опасных природных процессов

Концерн «Созвездие» - новые решения, комплексный подход

«MOTOROLA»: перспективные мобильные системы передачи цифровой информации

ОАО «Росжелдорпроект» - современный подход к комплексному выполнению проектных работ

Железнодорожный профиль «Аэрокосмических технологий»

Транспортное страхование: обращайте внимание на детали!

ВТБШ - школа подготовки лидеров транспортных компаний

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести