ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕВОЗКИ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МОДУЛЯ.

Как вам известно в настоящее время перевозка рефрижераторных контейнеров железнодорожным транспортом производится в составе рефрижераторных сцепов состоящих из вагона дизель-электростанции и платформ с самими контейнерами подключёнными к электросети сцепа.

Такой способ перевозки гарантирует срок доставки от Владивостока до Москвы 25-30 суток. Для таких перевозок применяется высокий железнодорожный тариф который в том числе включает в себя риск повреждения груза в пути следования, а так же неравномерность распределения объёмов перевозки по году . (Вернее сказать так предусматривалось когда подвижной состав был в собственности перевозчика*).

Получается что перевозка рефрижераторных контейнеров (читай скоропортящегося , замороженного товара) осуществляется в с использованием дорогостоящего специализированного подвижного состава с малой скоростью. Причём все риски и ответственность за груз лежит на собственнике подвижного состава. Ситуация осложняется естественным старением парка вагонов электростанций которые в настоящее время практически все изношены более чем на 100% и парк не обновляется по причине отсутствия производителей данного вида подвижного состава.

Наше предложение заключается в разработке энергетического модуля для обеспечения электроэнергией рефрижераторных контейнеров перевозимых железнодорожным транспортом.Модуль загружается в стандартный контейнер ISO и раскрепляется в нём. Проводится ряд процедур обеспечивающих отведение выхлопных газов и поступление чистого воздуха.Контейнер пломбируется и грузится на платформу.

Для поддержания заданных температурных параметров в

процессе перевозки энергетический модуль оборудован системой

автоматизированного мониторинга и управления (далее система) для перевозки

скоропортящихся грузов (далее СПГ) в крупнотоннажных рефрижераторных контейнерах

(далее КРК) в составе электрифицированных платформ и контейнера с энергетическим

модулем.

Данная технология перевозки предполагает отсутствие обслуживающего персонала в пути

и обслуживание оборудования в контрольных точках пути на установленных ЖД

станциях.

Состав системы. Компоненты и технологии.

В состав системы входят следующие компоненты:

- Модули управления рефрижераторной установкой КРК

- Силовые блоки управления КРК

- Модуль управления и диагностики ДГУ

- Центральный сервер

- Радиомодем на основе технологии XBee

- 3G/4G/LTE модем

- Резервный GSM/GPRS модем

- Глонасс приемник

- Пульт диспетчера перевозки СПГ

Рассмотрим каждый компонент системы в отдельности.

Модули управления рефрижераторной установкой КРК.

Модуль управления предназначен для управления и контроля реф. установки. В частности,

для задания температуры через цифровой порт контроллера, для получения данных о

текущей температуре и другой сервисной информации, в том числе для удаленного

прохождения PTI (предрейсовой проверки). Также модуль управления позволяет

включать/выключать контейнер с помощью силового блока по команде с сервера. Команды

модуль управления получает по радиоканалу на частоте 2,4ГГц. Радиоканал двусторонний,

причем каждый модуль выступает в качестве ретранслятора информации, идущей от

сервера к контейнеру. Тем самым достигается устойчивая связь на значительных

расстояниях. Модули управления находятся постоянно на связи с центральным сервером,

находящимся в блок-контейнере с ДГУ. По команде с сервера блоки управления включают

и выключают соответствующие контейнера. При возникновении аварийной ситуации

модуль управления посылает информацию на сервер, а сервер, в свою очередь, пересылает

данные через интернет на пульт дежурного диспетчера.

Силовые блоки управления КРК.

Силовые блоки выполняют функцию подключения/отключения КРК к электросети по

команде с модуля управления. Силовой блок состоит из контактора и электронной схемы

защиты. Силовой блок размещен в герметичном корпусе.

Модуль управления и диагностики ДГУ.

Модуль управления ДГУ осуществляет запуск/останов ДГУ удаленно с диспетчерского

пульта управления или по расписанию или по необходимости включения РК для

поддержания температурного режима перевозки. Модуль ДГУ измеряет параметры работы

ДГУ и уровень топлива в баке ДГУ. Вся информация с модуля ДГУ передается через

центральный сервер на пульт диспетчера и может контролироваться в режиме онлайн.

Центральный сервер.

Центральный сервер находится в блок-контейнере ДГУ. Центральный сервер

координирует работу всех компонентов системы автоматизированной перевозки СПГ.

Центральный сервер построен на основе промышленного ПК. Для повышения общей

надежности системы центральный сервер может быть перезапущен с помощью резервного

GSM/GPRS модема. Сервер получает координаты с ГЛОНАСС-приемника и передает на

пульт диспетчера информацию о местоположении сцепа, а также все данные о текущих

температурах внутри РК и параметрах работы ДГУ. При отсутствии интернет/связи сервер

сохраняет все данные о перевозке в архиве и работает согласно заданному при отправке

алгоритму. Диспетчер может удаленно из офиса подключиться к центральному серверу и

изменить параметры перевозки в пути.

Радиомодем на основе технологии XBee.

Радиомодем подключен к центральному серверу и осуществляет обмен данным с

модулями управления РК. В модулях управления также присутствуют радиомодули для

двустороннего обмена данными с центральным сервером, оснащенным радиомодемом.

3G/4G/LTE модем.

3G/4G/LTE модем предназначен для связи центрального сервера и диспетчерского пульта

управления посредством GSM-сети.

Резервный GSM/GPRS модем.

Резервный модем необходим для контроля состояния сервера и 3G/4G/LTE модема.

Резервный модем может осуществить перезапуск сервера и основного модема в случае

возникновения нештатной ситуации.

Глонасс приемник.

Глонасс приемник подключается непосредственно к центральному серверу и раз в секунду

отправляет текущие координаты серверу. Сервер в свою очередь пересылает полученные

координаты на пульт диспетчера. Перемещение сцепа отображается на карте

диспетчерского пульта в режиме реального времени.

Пульт диспетчера перевозки СПГ.

Пульт диспетчера представляет собой ПК, подключенный к сети интернет и находящийся

в офисе компании-перевозчика. Управление режимами перевозки осуществляется

непосредственно с пульта диспетчера и перевозка контролируется в режиме реального

времени.

Человеческий фактор в предлагаемой технологии перевозки сведен к минимуму,

производится своевременный ремонт и техобслуживание оборудования и, тем самым,

исключаются порчи груза в пути и экономические потери клиента.

Немного о технологии передачи данных по радиоканалу XBee.

Беспроводные модули XBee позволяют построить радиоканал без больших временных

затрат. Простота конфигурации, удобные интерфейсы и невысокая стоимость пришлись по

душе разработчикам во всем мире. Оборудование с модулями XBee может работать в сети

со сложной топологией, принимая сообщения на расстояниях до трех километров.

Предельная дальность связи радиомодулей составляет 3 км. Использование сети с

ретрансляторами (mesh-сеть) существенно снижает требования к бюджету прямой

радиолинии между отправителем и приемником информации, хотя и требует введения

избыточных узлов-роутеров. Разумеется, в качестве ретрансляторов могут выступать и

сами беспроводные модули управления РК, так как они расположены достаточно часто, с

точки зрения ретрансляции данных, местах. Маршрутизация сообщений узлами ZigBee-

сети выполняется в фоновом режиме. Мы будем создавать модули управления реф.

контейнером на основе радиомодулей XBee 2,4 ГГц с протоколом ZigBee-Pro, также для

этих целей можно также использовать маломощные радиомодули XBee 868 МГц с

протоколом DigiMesh.

     

  

Рис. XBee-модули 2,4 ГГц

В качестве центрального узла сети используется центральный сервер(промышленный

ПК) с подключенным через USB-интерфейс ХBee-радиомодемом. Радиомодем позволяет

организовать беспроводную передачу данных в диапазоне 2400 МГц в режимах точка-

точка, звезда и mesh. Модем поддерживает шифрование передаваемых данных по

стандарту AES-128 бит и может работать в сетях ZigBee. Выходная мощность модема

достигает 100 МВт, что обеспечивает дальность связи до 3 км на открытом пространстве.

Управление модемом производится с помощью простых AT-команд через порт RS-

232(стандартный разъем DB-9) или удаленно по эфиру с любого другого модема,

подключенного к единой сети. Для подключения к внешним устройствам с интерфейсом

RS-485 существует специальная версия модема. Повышенная помехоустойчивость связи

обеспечивается расширением спектра сигнала кодовой последовательностью

(DHSS). Скорость передачи полезных данных достигает 35 Кб/сек в режиме точка-точка.

Для каждого принятого пакета модем позволяет определять силу принимаемого сигнала

(RSSI, дБ в цифровом виде), что очень важно на этапе монтажа оборудования и

проведении периодического обслуживания. Модем выполнен в прочном, не подверженном

коррозии корпусе и способен выдерживать значительные механические нагрузки.

Внешняя штыревая антенна 2,1 дБ входит в комплект поставки. Питание модема

осуществляется от внешнего источника питания с напряжением от 9 до 30 В.

Технические параметры радиомодема:

Рабочая частота 2.4 ГГц (16 частотных каналов)

Режим работы точка-точка, звезда, mesh

Стандарт передачи данных ZigBee

Поддерживаемые интерфейсы RS-232

Скорость передачи данных в радиоканале 250 Кбит/с

Напряжение питания 9…30 В

Мощность передатчика 18 дБ

Чувствительность приёмника -102 дБ

Размер 9.14 x 4.82 x 3.04 см

Рабочая температура -40…70 °C

Применение такой технологии перевозок на наш взгляд позволит.

1. Перевозить контейнер с энергетическим модулем в стандартном контейнере ISO и добиваться тарификации контейнерной перевозки как для контейнера с модулем так и для контейнеров с товаром.

2. Даст возможность создать прицедент постановки реф контейнеров во включённом состоянии в контейнерный поезд тем самым снизив срок доставки.

3. Организовать обслуживание энергетических модулей на терминалах погрузки выгрузки.