Изобретение относится к области учета потребляемой электроэнергии и контроля параметров работы электрической и информационной сетей и предназначено для использования на транспортном средстве в составе измерительного комплекса автоматизированного учета электроэнергии и параметров работы транспортных средств. Такие комплексы автоматически осуществляют, в режиме реального времени, сбор, обработку и передачу на удаленный сервер единой системы мониторинга информации о значениях потребленной электроэнергии и типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительной информации о конфигурации информационной сети.
В частности, устройство может быть использовано на железнодорожном транспорте и может устанавливаться на электровозах постоянного и переменного тока, пассажирских и багажных вагонах, на других железнодорожных транспортных средствах; на подвижных единицах городского общественного транспорта: вагоны метро, трамваи и троллейбусы.
Существующие системы учета электроэнергии представляют собой отдельно стоящие приборы учета с индикатором и различным набором интерфейсов. Они предназначены для сбора параметров электрической сети и значений потребленной электроэнергии, расчета энергетических параметров и хранения накопленной и расчетной информации по временным интервалам. Существующие системы учета позволяют оператору считывать расчетные и накопленные значения визуально на дисплее системы учета с помощью команд, вводимых с клавиатуры, а также автоматически передавать их с помощью различных коммуникационных каналов (проводных RS 485, RS 232 и беспроводных IrDA). Пример такого решения представлен в патенте №2251117, МПК: G01R 21/133, опубл. 27.04.2005 г. «Устройство сбора и передачи данных»
Недостатком устройства, описанного в патенте №2251117, МПК: G01R 21/133, опубл. 27.04.2005 г., является сложность и трудоемкость использования данного устройства на подвижном железнодорожном и городском транспорте, так как проводные интерфейсы RS 485, RS 232 и беспроводной интерфейс IrDA в данном случае не позволяют организовать автоматическую передачу накопленной и расчетной информации на удаленный сервер в головной офис эксплуатирующей компании.
В настоящее время существуют технические решения систем сбора данных с возможностью передачи информации с приборов учета на удаленный сервер с использованием беспроводных GSM сетей (телефонные сети общего пользования). Пример такого технического решения представлен в патенте №2314542, МПК G01R 22/00, опубл. 10.01.2008 г. «Система дистанционного сбора данных о потреблении электрической энергии и дистанционного управления распределительными пользовательскими пунктами, также и бытового типа». Использование в данной системе беспроводных GSM сетей (телефонная сеть общего пользования) для передачи информации на центральный сервер позволяет применить данное техническое решение на подвижном железнодорожном и городском транспорте.
Недостатком системы, описанной в патенте №2314542, МПК G01R 22/00, опубл. 10.01.2008 г., является отсутствие информации о местоположении потребителя электроэнергии (подвижного транспортного средства), что является необходимым при осуществлении работ по учету электроэнергии на транспортном средстве, в особенности на железнодорожном транспортном средстве, обращающемся на больших расстояниях, что затрудняет контроль над расходом электроэнергии. Таким образом, информация о координатах месторасположения транспортного средства, источника питающего напряжения и поставщика электроэнергии является весьма актуальной в особенности для пассажирских вагонов при смене локомотива, смене рода питающего напряжения: контактная сеть постоянного или переменного тока с номинальным значением питающего напряжения 3000 В или стационарный источник питания в депо с номинальным значением питающего напряжения 3000 В (все вышеперечисленное подразумевает при этом смену поставщика электроэнергии, что необходимо для автоматизированного проведения взаиморасчетов между поставщиком и потребителем).
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для учета электрической энергии на железнодорожном транспортном средстве, содержащее счетчик электроэнергии, подключаемый к электрической сети транспортного средства, блоки энергонезависимой памяти, информационный вход одного из которых подключен к выходу счетчика электроэнергии для регистрации значений потребленной электроэнергии, блок мобильной связи, содержащий процессор, связанный с приемопередатчиком (RU 97829 U1). Данное устройство производит учет электроэнергии на подвижном составе постоянного и переменного тока с помощью универсального счетчика электрической энергии, производит обработку полученных данных, т.е. регистрацию, архивацию, хранение, а также передачу по запросу стационарным устройствам сбора и подготовки данных с помощью модуля радиосвязи УКВ и антенны АНТ1, модуля сотовой связи GPRS и антенны АНТ2 или устройствам сбора данных подвижного состава. Указание на возможность архивации полученных данных означает наличие энергонезависимого блока памяти, информационный вход которого связан с выходом счетчика электроэнергии. В данном устройстве в реальном времени осуществляется сбор и регистрация полученных данных, а их передача устройствам сбора и подготовки данных осуществляется по запросу с помощью указанных модулей с соответствующими антеннами. Кроме того, указанные данные ограничиваются показателями затраченной электроэнергии.
Техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым изобртением, является возможность автоматически в режиме реального времени собирать, хранить, обрабатывать и передавать информацию о показателях бортовых устройств железнодорожного транспортного средства, учитывая сбои и проследование поездом зон с отсутствием покрытия мобильной связью.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля показателей бортовых устройств транспортного средства, содержащее счетчик электроэнергии, подключаемый к электрической сети транспортного средства, блоки энергонезависимой памяти, информационный вход одного из которых подключен к выходу счетчика электроэнергии для регистрации значений потребленной электроэнергии, блок мобильной связи, содержащий процессор, связанный с приемопередатчиком, снабжено блоком индикации и приемником сигналов информационной сети вагона, выход которого подключен к процессору блока мобильной связи, связанному с информационным входом другого блока энергонезависимой памяти, а также с выходами и управляющими входами обоих блоков энергонезависимой памяти и блоком индикации.
В предлагаемом устройстве обеспечена возможность автоматически в режиме реального времени собирать, обрабатывать и передавать информацию о значениях потребленной электроэнергии и типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительной информации о конфигурации информационной сети на удаленный сервер единой системы мониторинга. Данные накапливаются в энергонезависимых блоках памяти и передаются при возобновлении сигналов мобильной связи.
Информация о потребленной электроэнергии и типе электрической сети накапливается в энергонезависимой памяти счетчика. Информация о текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительная информация о конфигурации информационной сети обрабатывается процессором блока мобильной связи и накапливается в его энергонезависимой памяти, При возобновлении зоны покрытия мобильной связи (наличие устойчивого сигнала мобильной сети) процессор блока мобильной связи дает команду на передачу информации, накопленной в энергонезависимой памяти блока мобильной связи и счетчика электроэнергии на удаленный сервер. Также эта информация может быть получена по запросу с удаленного сервера единой системы мониторинга.
Предлагаемое устройство оснащено блоком мобильной связи с GPS/ГЛОНАСС модулями и процессором. Применение блока мобильной связи со встроенным процессором и GPS/ГЛОНАСС модулем позволяет автоматически в режиме реального времени собирать, обрабатывать и передавать информацию о значениях потребленной электроэнергии и типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительной информации о конфигурации информационной сети на удаленный сервер единой системы мониторинга.
Поставщик электроэнергии через контактную электрическую сеть подает электропитание в высоковольтную сеть транспортного средства, питая потребители транспортного средства (электровоз, вагон, троллейбус, трамвай и т.п.). Транспортное средство оборудуется устройством для контроля показателей бортовых устройств транспортного средства, содержащим счетчик электроэнергии, подключаемый к электрической сети транспортного средства, содержит блоки энергонезависимой памяти, информационный вход одного из которых подключен к выходу счетчика электроэнергии для регистрации значений потребленной электроэнергии, блок мобильной связи, содержащий процессор, связанный с приемопередатчиком, а также снабжено блоком индикации и приемником сигналов информационной сети вагона, выход которого подключен к процессору блока мобильной связи, связанному с информационным входом другого блока энергонезависимой памяти, а также с выходами и управляющими входами обоих блоков энергонезависимой памяти и блоком индикации. Блок мобильной связи оборудован совмещенной GSM и GPS/ГЛОНАСС антенной. В электросеть вмонтирован шунт, связанный со счетчиком. Устройство автоматически в режиме реального времени собирает, обрабатывает и передает информацию о значениях потребленной электроэнергии и типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительную информации о конфигурации информационной сети на удаленный сервер единой системы мониторинга. В случае отсутствия покрытия мобильной связью зоны местонахождения вагона информация о потребленной электроэнергии и типе электрической сети сохраняется и накапливается во внутренней энергонезависимой памяти счетчика, информация о типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительная информация о конфигурации информационной сети обрабатывается процессором блока мобильной связи и сохраняется во внутренней энергонезависимой памяти блока мобильной связи. При возобновлении зоны покрытия мобильной связи (наличие устойчивого сигнала мобильной сети) процессор блока мобильной связи дает команду на передачу информации, накопленной в энергонезависимой памяти блока мобильной связи и счетчика электроэнергии, на удаленный сервер. Также эта информация может быть получена по запросу с удаленного сервера единой системы мониторинга.
При необходимости визуального контроля и считывания оператором данных, передаваемых измерительным комплексом, он может оборудоваться отдельным индикатором, подключаемым к счетчику и блоку мобильной связи.
