Система контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения

Система контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения

Реферат

 

Изобретение относится к области контроля и регистрации работы транспортных средств и может быть использовано на космических и воздушных, а также водных транспортных средствах, предпочтительно находящихся вне зоны действия наземного центра управления и контроля. Технический результат заключается в повышении безопасности эксплуатации. Система содержит множество датчиков, характеризующих техническое состояние транспортного средства, бортовой регистратор, бортовой контроллер, содержащий информацию о предельно допустимых величинах измеренных датчиками параметров и/или предельно допустимых комбинациях указанных параметров, бортовой сегмент спутниковой связи, наземный сегмент спутниковой связи и наземный центр управления и контроля. 1 ил.

Изобретение относится к области средств сигнализации, а именно к области средств, подачи сигналов, характеризующих состояние транспортного средства, на котором размещены указанные средства сигнализации, а также местонахождение транспортного средства, и может быть использовано на космических и воздушных, а также водных транспортных средствах, предпочтительно находящихся вне зоны действия наземного центра управления и контроля.

Известно использование системы "КОСПАТ - САРСАТ" (см., например, Большой энциклопедический словарь "Политехнический", "Большая Российская энциклопедия", 1998, стр. 250) для определения в аварийных ситуациях с использованием искусственных спутников Земли координат радиобуев, расположенных транспортных средствах - судах и самолетах. При аварии судна или самолета искусственные спутники Земли определяют местонахождение радиобуя, подающего аварийный сигнал. Погрешность определения задается количеством используемых при определении искусственных спутников Земли.

Недостатком известной системы следует признать невозможность определения с ее использованием технического состояния транспортного средства в рейсе, а также отсутствие передачи информации на наземный центр управления и контроля о местонахождении транспортного средства до момента аварии.

Известно использование автоматической записи технического состояния самолета и обстановки на его борту в процессе полета на магнитную ленту (система "черных ящиков").

Недостатком этой системы следует признать отсутствие возможности передачи в наземный центр управления и контроля полетами указанной информации, а также сравнительно короткий срок (до 3 часов) хранения на магнитной ленте указанной информации.

Все вышеизложенное приводит к тому, что центр управления и контроля не имеет точной информации о состоянии и местонахождении транспортного средства, находящегося в рейсе. Это приводит к невозможности определения причин аварии транспортного средства и точного определения ее места, а также оценки состояния транспортного средства после аварии. Последнее препятствует своевременному оказанию помощи пострадавшим, а также ликвидации последствий аварии, если транспортное средство имело груз, ухудшающий экологическую обстановку в зоне аварии.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке системы контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения, позволяющей контролировать в рейсе состояние и местонахождение транспортного средства.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении безопасности эксплуатации транспортных средств, а также в обеспечении определения причин катастрофы до обнаружения аварийного транспортного средства.

Указанный технический результат достигается использованием системы контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения. Указанная система содержит множество датчиков, характеризующих техническое состояние транспортного средства, бортовой регистратор, бортовой контроллер, содержащий информацию о предельно допустимых величинах измеренных датчиками параметров и/или предельно допустимых комбинациях указанных параметров, бортовой сегмент спутниковой связи, наземный сегмент спутниковой связи и наземный центр управления и контроля, причем выход указанной системы датчиков соединен с входом бортового регистратора и первым входом бортового контролера, второй вход которого выполнен с возможностью приема информации с борта транспортного средства о его местонахождении, выход бортового контроллера соединен с входом бортового сегмента спутниковой связи, выход которого посредством спутника-ретранслятора соединен с входом наземного сегмента спутниковой связи, выход которого соединен с терминалом наземного центра управления и контроля, а бортовой контроллер выполнен с возможностью программирования, в зависимости от информации, поступающей от системы датчиков, частоты и/или объема передачи информации о состоянии и местонахождения транспортного средства с борта транспортного средства. Транспортное средство представляет собой атмосферный летательный аппарат, космический летательный аппарат или плавсредство. Предпочтительно, ко второму входу бортового контроллера подсоединен выход GPS-приемника, антенна которого входит в комплект станции спутниковой связи, установленной на транспортном средстве.

Система может быть использована в двух основных режимах работы.

Первый режим предназначен для наблюдения за поведением транспортного средства (в основном, он применим для самолетов), работой его систем и действиями экипажа, а также для отладки работы самой системы. В этом режиме идет непрерывная передача информации с борта транспортного средства на наземный пункт управления и контроля. В этом режиме канал связи "борт - пункт контроля" занят постоянно и информация, поступающая с борта, на мониторе наземного пункта обновляется постоянно.

Второй режим работы системы является основным. В процессе движения транспортного средства датчики, расположенные в различных местах транспортного средства (двигательный отсек, корпус, система управления, топливные баки и т. д.), передают информацию о состоянии контролируемых узлов транспортного средства бортовому регистратору, который может быть выполнен в виде средства записи на магнитную ленту, оптический носитель, бумажный носитель и т. д. Одновременно указанная информация поступает на первый вход бортового контроллера. На второй вход указанного бортового контроллера от навигационного оборудования поступает информация о местонахождении транспортного средства, определенного либо по результатам счисления, либо с использованием ориентации по навигационным средствам (оптические маяки, радиомаяки, визуальные ориентиры и т.д.), либо от GPS-приемника. Бортовой контроллер, выполненный с возможностью программирования времени между сеансами радиосвязи в зависимости от величины измеренных датчиками параметров, с обусловленной периодичностью через бортовой сегмент спутниковой связи, спутник - ретранслятор и наземный сегмент спутниковой связи передает полученную информацию (протокол событий, суть внештатной ситуации, если она возникла, а также полную траекторию полета за межсеансный промежуток) в наземный центр управления и контроля.

В случае соответствия всех измеренных датчиками параметров условиям нормальной эксплуатации транспортного средства, а места нахождения транспортного средства - плановому месту нахождения, передача информации с борта транспортного средства в наземный центр управления и контроля происходит с заданной периодичностью (например, один раз в час). При превышении хотя бы одного из измеренных параметров заданного уровня или отклонения места нахождения транспортного средства от планового места нахождения, период между передачами сокращается, причем при создании аварийной ситуации информацию передают с борта транспортного средства непрерывно. Режим передачи информации бортовым контроллером может быть также изменен решением командного состава транспортного средства или наземным центром управления и контроля. При возвращении контролируемых параметров к допустимым значениям, а также соответствия места нахождения транспортного средства плановому месту нахождения, период между передачей информации будет снова увеличен.

Предлагаемая система контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения приведена на чертеже в предпочтительном варианте реализации. Элементы системы обозначены следующими позициями: множество датчиков 1, характеризующих техническое состояние транспортного средства, бортовой регистратор 2, GPS-приемник 3, бортовой контроллер 4, бортовой сегмент 5 спутниковой связи, спутник - ретранслятор 6, наземный сегмент 7 спутниковой связи и наземный центр 8 управления и контроля.

В дальнейшем изобретение будет раскрыто с использованием следующих примеров реализации.

1. В процессе движения авиалайнера датчики, расположенные в моторных отсеках, на корпусе, рулях, в топливных баках и т.д., передают информацию о состоянии контролируемых узлов авиалайнера штатному бортовому магнитному регистратору. Одновременно указанная информация поступает на первый вход бортового контроллера, выполненного на базе одноплатного компьютера Octagon. На второй вход указанного бортового контроллера от GPS-приемника поступает информация о местонахождении транспортного средства. Бортовой контроллер, выполненный с возможностью программирования времени между сеансами радиосвязи в зависимости от величины измеренных датчиками параметров, с периодичностью один раз в 30 мин через бортовой сегмент спутниковой связи, спутник - ретранслятор и наземный сегмент спутниковой связи передает полученную информацию в наземный центр управления и контроля. При поступлении сигнала об увеличении температуры одного из двигателей частота передачи информации увеличилась вдвое, а затем с увеличением температуры двигателя время между сеансами связи сократили до 5 мин. По результатам анализа ситуации наземным центром управления и контроля было принято решение об отключении неисправного двигателя. Поскольку в течение следующих 15 мин все параметры, поступающие с борта самолета, соответствовали нормам, за исключением места нахождения самолета, было принято решение пересчитать график прохождения самолетом контрольных точек и увеличить время между сеансами связи до 30 мин.

2. В процессе движения морского танкера датчики, расположенные в моторном отсеке, на корпусе, рулях, в топливных баках и т.д., передают информацию о состоянии контролируемых узлов танкера, а также состоянии моря и атмосферы района плавания, штатному бортовому магнитному регистратору. Одновременно указанная информация поступает на первый вход бортового контроллера, выполненного на базе одноплатного компьютера Octagon. На второй вход указанного бортового контроллера от GPS-приемника поступает информация о местонахождении танкера. Бортовой контроллер, выполненный с возможностью программирования времени между сеансами радиосвязи в зависимости от величины измеренных датчиками параметров, с периодичностью один раз в час через бортовой сегмент спутниковой связи, спутник-ретранслятор и наземный сегмент спутниковой связи передает полученную информацию в наземный центр управления и контроля, расположенный в порту, к которому приписан танкер. При поступлении сигнала об увеличении бокового ветра и обусловленного им крена танкера свыше допустимого значения промежуток между сеансами связи уменьшили до 30 мин, а затем с изменением ветра на порывистый и значительным отклонением места нахождения танкера от планового время между сеансами связи сократили вначале до 15 мин, а затем до 5 мин. По результатам анализа ситуации наземным центром управления и контроля было принято решение рекомендовать капитану танкера изменить курс и скорость движения с уменьшением влияния шквалистого ветра на крен танкера. Поскольку в течение следующих 8 часов ветер ослабел, и все параметры движения танкера соответствовали нормам, за исключением места нахождения танкера, была предложена рекомендация об изменении курса и режима движения танкера, а время между сеансами связи увеличено вначале до 15 мин, затем до 30 мин и до часа.

Предлагаемая система может быть применена при контроле выполнения рейсов воздушными и морскими транспортными средствами, контроле учений авиации дальнего действия и морского флота, полете пилотируемых и беспилотных искусственных спутников Земли, обеспечении испытаний авиационной и морской техники за пределами видимости средств испытательных баз, контроле за работой малоопытных экипажей и изношенной техники.

Использование изобретения позволит обеспечить возможность принятия решений по действию в нештатных ситуациях в момент их возникновения, возможность передачи на борт транспортного средства рекомендаций по действиям при развитии нештатных ситуациях, выдачу указаний службам спасения ведомств и МЧС при неблагоприятном развитии нештатных ситуаций, выдачу точного целеуказания на поиск потерпевшего аварию транспортного средства. Все вышеизложенное приводит к повышению безопасности эксплуатации транспортных средств, а также к обеспечению определения причин катастрофы до обнаружения аварийного транспортного средства.

Формула изобретения

Система контроля технического состояния летательного аппарата или плавсредства и его местонахождения, содержащая систему датчиков, характеризующих состояние летательного аппарата или плавсредства, подключенную к первому входу бортового контроллера, ко второму входу бортового контроллера подсоединен выход GPS-приемника, установленного на летательном аппарате или плавсредстве, выход бортового контроллера соединен с входом бортового сегмента спутниковой связи, выполненного с возможностью передачи информации с борта летательного аппарата или плавсредства на центральную станцию через канал спутниковой связи, при этом бортовой контроллер выполнен с возможностью изменения частоты передачи информации в зависимости от информации, поступающей от системы датчиков, отличающаяся тем, что бортовой контроллер, выполненный на базе одноплатного компьютера Octagon, дополнительно содержит информацию о предельно допустимых комбинациях измеренных датчиками параметров, выход указанной системы датчиков соединен с входом бортового регистратора, а бортовой контроллер дополнительно выполнен с возможностью программирования в зависимости от информации, поступающей от системы датчиков, объема передачи информации о состоянии и местонахождении транспортного средства с борта летательного аппарата или плавсредства.

РИСУНКИ

Рисунок 1