Prędkościomierze/rejestratory

Czym jest ATM-RPS3

   ATM-RPS3 jest nowoczesnym urządzeniem elektronicznym łączącym w sobie funkcję urządzenia pomiaru prędkości pociągu i cyfrowego Rejestratora Parametrów. Został zaprojektowany i wykonany przez firmę ATM – krajowego lidera w dziedzinie rejestratorów lotniczych tzw. „Czarnych Skrzynek”. ATM-RPS3 został oparty na doświadczeniach z eksploatacji analogicznego systemu w który od 1996 roku wyposażane były pociągi Metra Warszawskiego będącego z kolei wprost przeniesieniem rozwiązań z lotnictwa. „Lotnicze” pochodzenie zaowocowało bardzo dużą niezawodnością i sprawnością urządzeń. Warto dodać, że zespoły produkowane są na tej samej linii co inne wyroby ATM, wg. jednolitego systemu utrzymania jakości obejmującego min. ISO 9001 i certyfikat Organizacji Produkującej wydawany przez Europejską Agencję Bezpieczeństwa Lotnictwa (EASA).

   Ponadto do analizy zarejestrowanych danych, dostarczane jest oprogramowanie MDS, które jest przystosowaną do pojazdów szynowych wersją oprogramowania FDS – od lat najlepszego oprogramowania do analizy danych w lotnictwie (doskonalone od 20 lat! – jego wczesna wersja służyła do analizy katastrofy samolotu IŁ62M w 1987r w lesie Kabackim).

   ATM-RPS3 został zaprojektowany ze szczególnym uwzględnieniem możliwości adaptacyjnych tak by był odpowiedni zarówno dla nowoprojektowanych jak i modernizowanych jedno lub wieloczłonowych pasażerskich pojazdów szynowych. Jest przystosowany do sprzężenia z innymi systemami wagonu i wypełnia zadania zgodne z potrzebami jego eksploatacji.

Aktualnie liczba instalacji sięga 100 zestawów ATM-RPS3 6-ciu wersji, na następujących pojazdach:
PESA Bydgoszcz: SA133, SA103, SA106, EN81, EN95, 15WE, 16WE, 121N, 610M
NEWAG Nowy Sącz: 14WE

Do końca 2007 roku, przewidywana ilość instalacji przekroczy 120.

Szczegółowy opis ATM-RPS3 znajduje się Tutaj

Funkcje systemu

System spełnia następujące zadania:
- Podczas pracy pojazdu:

• Pomiar i wyliczenie prędkości rzeczywistej wagonu
• Obliczanie aktualnej drogi całkowitej przebytej przez pojazd.
• Wyznaczenie aktualnej daty i czasu astronomicznego.
• Wyznaczanie czasu i przebytej odległości dziennej lub od ruszenia z ostatniej stacji.
• Wyznaczenia położenia geograficznego i kierunku ruchu pojazdu.
• Wizualizacja w kabinie maszynisty prędkości, czasu astronomicznego, czasu i odległości dziennej lub czasu od ruszenia z ostatniej stacji, informacji o sprawności oraz zależnie od użytego pulpitu wyświetlania wielu innych parametrów dowolnie wybranych spośród rejestrowanych przez system.
• Zbieranie informacji o pracy istotnych zespołów pojazdu.
• Rejestracja zebranych i wypracowanych informacji.

- Podczas obsługi technicznej pojazdu:

• Podgląd OnLine aktualnych wartości mierzonych parametrów za pomocą podłączonego do systemu przenośnego komputera, lub bezpośrednio na pulpicie wyświetlania (tylko w wersji z monitorem PIXY)
• Odczyt zarejestrowanej informacji i archiwizacja w postaci plików komputerowych
• Analiza danych za pomocą programu komputerowego MDS:
• automatyczna deszyfracja danych (zamiana kodów na wielkości fizyczne)
• prezentacja przebiegu przejazdu w postaci wykresu czasowego, zestawienia numerycznego lub animowanego obrazu podstawowych elementów w kabinie maszynisty ukazujących wielkości i położenia zarejestrowane podczas przejazdu.
• automatyczna analiza przebiegu przejazdu wykrywająca nieprawidłowości pracy maszynisty, zaistniałe awarie i symptomy zagrożenia niesprawnością
• automatyczne wyliczanie danych statystycznych
• przenoszenie danych do bazy danych
• wyznaczanie trendów na podstawie informacji z bazy danych

Konfiguracja systemu do konkretnego pojazdu

    ATM-RPS3 to rodzina urządzeń. Każda wersja została dostosowana do specyficznych wymagań danego pojazdu.

Typowa konfiguracja to:

Blok zbierania i przetwarzania informacji ATM-Rp3

Pulpity wyświetlacza prędkości ATM-PW3 lub monitor PIXY

Czujniki ciśnień w układzie hamulcowym.

Antena GPS

    Opcjonalnie można dołączyć analogowy wskaźnik prędkości (ATM-PW1) lub w przypadku starszego typu obiektów pozostawić stary wskaźnik. Ponadto zestaw można uzupełnić o moduł transmisji danych GPRS (ATM-RP3GP1) i moduł bezprzewodowej automatycznej transmisji zarejestrowanych danych łączem WiFi (ATM-RP3WN1+nadajnik WiFi).

Blok ATM-RP3B

Blok ATM-RP3T

Podstawowe dane techniczne

Napięcie zasilania	24VDC (18-36V) lub 110VDC (72-150V)
Moc pobierana	<  50W
Zakres temperatury pracy	-25...+70C
Zakres temperatury przetrwania	-40...+85C
Masa	ok. 5.kg
Wymiary	19"

Pomiar prędkości

Ponieważ prędkość jest najważniejszym z mierzonych parametrów jej układ pomiarowy jest rozbudowany i posiada szereg zabezpieczeń zapewniających wiarygodność wskazań i pracę nawet przy częściowym uszkodzeniu systemu. Pobierany jest sygnał z dwóch czujników umieszczonych na dwóch osiach co pozwala na pracę systemu przy niesprawności jednego z nich (np. uszkodzenie kabla) oraz eliminuje możliwość złego wskazania w wyniku uszkodzenia czujnika. Algorytm wyznaczenia prędkości rzeczywistej jest bardzo złożony i uwzględnia aktualną średnicę kół, poślizgi kół i wykrywanie ewentualnej awarii toru pomiarowego. Pomiar prędkości realizowany i rejestrowany jest z rozdzielczością 0,125km/h, a wyświetlany na pulpicie co 1 km/h z zachowaniem histerezy. Zakres pomiarowy 0–125 km/h, 0-160km/h lub 0-254km/h.

Źródła informacji

Czujniki obrotów kół

W systemie przewidziano podłączenie dwóch czujników. Mogą być wykorzystane oferowane przez ATM hallotronowe czujniki obrotu kół serii ATM-CO (CO1 – NEWAG 14WE, CO2 – lokomotywa SM42) lub dowolne czujniki impulsowe. Czujnik może być zasilany z ATM-RP3 (12 / 24VDC) lub z innego systemu. Obecnie obsługiwane są czujniki z wyjściem PNP lub NPN, napięciowym lub prądowym. Ze względu na dokładność pomiaru prędkości, czujnik musi generować nie mniej niż 22 impulsy na obrót koła (max. 2048).

Czujnik ATM-CO1 na maźnicy wózka pociągu 14WE

Wejścia dwustanowe

Blok ATM-RP3 posiada 32 izolowane galwanicznie wejścia dwustanowe, w tym 8 specjalnych, przystosowanych do sygnałów krótkotrwałych np. sygnał przyciśnięcia czuwaka. Każde wejście, zależnie od podłączenia okablowania, może być sterowane podaniem zasilania lub masy. Wejścia typowo przystosowane są do sterowania napięciem 24 lub 110 VDC, ale można je indywidualnie dostosować do innego napięcia np. 5VDC.

Wejścia analogowe

Blok ATM-RP3 posiada 8 kanałów analogowych, z których jeden jest na stałe wewnątrz urządzenia podłączony do pomiaru napięcia zasilania, a pozostałe siedem służy do podłączenia sygnałów napięciowych lub prądowych. Typowo są to zasilane z bloku ATM-RP3 czujniki ciśnień w układzie hamulcowym. Przewidziano podłączenie czujników napięciowych typu ATM-PX1 w wykonaniu na 0,5MPa i 1MPa lub typowych czujników z wyjściem 4-20mA.

Podłączenie do innych systemów

Jeśli pojazd posiada cyfrowe urządzenie sterujące napędem, hamulcami itp. z którego można pobierać informacje o pracy tych zespołów, zestaw ATM-RPS3 wyposażany jest w moduł realizujący protokół komunikacji z konkretnym systemem. Na dziś przewidziane łącza to: RS232C, RS422/485, CAN-OPEN, ETHERNET 10/100. Możliwe jest też obsługiwanie dwóch połączeń jednocześnie.

GPS

System ATM-RPS3 jest wyposażony w moduł GPS. W skład zestawu wchodzi antena GPS przeznaczona do zamontowania na dachu pojazdu. W przypadku korzystania z transmisji GPRS, można zastosować antenę obsługującą oba systemy.

Identyfikator maszynisty

ATM-RPS3 posiada w komplecie gniazdo identyfikatora maszynisty typu ATM-IM1. Włożenie identyfikatora dodatkowo zwiera obwód który może być wykorzystany do aktywacji kabiny (np. jak na 14WE prod. NEWAG).

Wypracowanie informacji do innych systemów

Blok ATM-RP3, zależnie od wersji, wypracowuje następujące informacje/sygnały dla innych systemów

• prędkość większa od 5km/h (obwód przekaźnika – wartość do ustalenia)
• prędkość większa od 10km/h (obwód przekaźnika – wartość do ustalenia)
• sygnał z odbiornika GPS (wyjście transmisji RS422)
• wyjście danych do jednego lub dwóch pulpitów wyświetlania (RS422)
• wyjście strumienia wszystkich zbieranych danych np. do systemu
informacji pasażerów (wyjście transmisji RS422)
• wyjście do podłączenia przenośnego komputera (wyjście transmisji RS232C)

Nośnik informacji

Dane zapisywane są na specjalnie przystosowanych kasetach CompactFlash. Kasetę umieszcza się w kieszeni na przedniej ściance urządzenia. Kieszeń zamykana jest na kluczyk (jednakowy dla wszystkich urządzeń).Czas zapisu dla kasety 2MB wynosi 4400 godzin dla pojedynczych instalacji i 2200 dla bloków pracujących w tandemie. Oczywiście dostępne są mniejsze kasety czyli 1GB i 512MB

Kieszeń kaset

Praca dwóch bloków w tandemie

Typowo w pojeździe montowany jest jeden blok ATM-RP3 z podłączonymi dwoma pulpitami wyświetlania, po jednym w każdej z dwu kabin maszynisty. W pojazdach wieloczłonowych (np. 4-ro członowych), ze względu na odległość pomiędzy kabinami, zalecane jest zastosowanie dwóch bloków ATM-RP3 połączonych linią synchronizacji i wymiany danych. Takie rozwiązanie dodatkowo wprowadza pełną redundancję zapisu – każdy blok rejestruje dane zebrane przez siebie i przez blok na drugim końcu pociągu. Rozwiązanie takie przyjęto np. w pociągu 16WE produkcji PESA Bydgoszcz.

Pulpit wyświetlania ATM-PW3

Jest to cyfrowy pulpit przeznaczony do zamontowania w kabinie maszynisty. Zawiera wysokiej klasy wyświetlacz fluorescencyjny i przyciski do regulacji jasności. Posiada specjalny filtr kontrastu i powłokę przeciwodblaskową.

Pulpit wyświetlania ATM-PW3

Podczas normalnej pracy w kabinach maszynisty wyświetlane są następujące parametry

Zestaw wyświetlanych informacji zmienia się zależnie od trybu pracy i może być dostosowany do konkretnych wymagań odbiorcy.

Opcjonalnie do pulpitu ATM-PW3 może być dołączony wskaźnik analogowy ATM-PW1 lub inny wskazany przez odbiorcę (sterowany PWM).

Pulpit ATM-PW3 i identyfikator ATM-IM1 na pociągu 14WE prod. NEWAG

Pulpit wyświetlania w oparciu o monitor firmy PIXY

W nowszych wdrożeniach, pulpit wyświetlania w kabinie maszynisty zrealizowany został w oparciu o monitor typu INC-62 lub INC-72 firmy PIXY. Jest to wielofunkcyjny pulpit pozwalający na wyświetlanie jednocześnie wielu informacji i co ważniejsze, wybierania zestawu informacji. Służy on nie tylko do typowych przejazdów, ale także zawiera szereg funkcji ułatwiających prace serwisowe pociągu.

Pulpit wyświetlania na INC-61 (jedna z konfiguracji)

Pulpit wyświetlania na INC-72
Ekran techniczny – jazda próbna

Przykładowe ekrany lub ich fragmenty

Odczyt danych

Odczytu danych dokonuje się w komputerze wyposażonym w gniazdo PCMCIA z adapterem do CompactFlasch.Jeżeli system wyposażony jest w moduł transmisji WiFI, dane są automatycznie przenoszone do komputera gdy pociąg znajdzie się w zasięgu punktu WiFi ulokowanego zwykle na stacji macierzystej.

Analiza danych

Do analizy danych służy pakiet oprogramowania MDS,

Podstawowe funkcje MDS:

• obsługa urządzeń do odczytu danych
• automatyczna deszyfracja i skalowanie danych (parametry są prezentowane w wielkościach fizycznych)
• prezentacja danych w postaci:
• >graficznej – wykres wartości w funkcji czasu
• >numerycznej
• >animacji – na ekranie komputera zamodelowany jest obraz przyrządów w kabinie maszynisty i organów sterowania pociągiem, przedstawiający dynamicznie ich stan w danym momencie przejazdu, odtwarzając sytuacje zaistniałe podczas jazdy
• tworzenie wykresów zależności pomiędzy parametrami
• automatyczna analiza danych na podstawie reguł zdefiniowanych przez użytkownika lub uprawnioną komórkę
• >wykrywanie zdarzeń
• >wykrywanie błędów prowadzeniu pociągu
• >wykrywanie usterek technicznych lub ich symptomów
• >automatyczne wyliczanie danych statystycznych
• archiwizacja zapisów
• tworzenie bazy danych przejazdów
• wyznaczanie trendów na podstawie informacji z bazy danych
• tworzenie (drukowanie) raportów
• eksport danych do MS Excel i obrazów (ekranów z wykresami) do MS Word
• kontrola dostępu do zapisów – ochrona przed osobami nieupoważnionymi