Система электронных запорно-пломбировочных устройств

Убытки от хищений на железных дорогах России составили в 2002 г. 8616,8 тыс. руб., в 2003 г. - 14 579,7 тыс. руб., за первое полугодие 2004 г. -1251,6 тыс. руб., что составляет от 33 до 50% всех потерь от несохранных перевозок. Внедрение запорно-пломбировочных устройств (ЗПУ) является одним из основных мероприятий по снижению несохранных перевозок и борьбе с хищениями грузов. Однако существующие ЗПУ не могут в полной мере решить поставленные перед ними задачи. В первую очередь это относится к исключению человеческого фактора на результаты контроля наличия и состояния ЗПУ.

Поэтому наряду с усовершенствованием механических ЗПУ в последнее время уделяется немалое внимание созданию систем электронных ЗПУ (СЭЗПУ), которые позволяют:

- исключить умышленные или случайные ошибки приемосдатчиков при визуальной и ручной проверке замкнутости ЗПУ на вагонах;

- реализовать дистанционный контроль за наличием и состоянием ЭЗПУ как в статике, так и при движении вагонов в составе поезда;

- повысить надежность контроля соответствия номеров ЭЗПУ номеру вагона;

- получить электронный документ о наличии ЭЗПУ и занесенной в них информации, что обеспечивает автоматизацию сверки, контроль действий приемосдатчиков и исключает фальсификацию документов;

- получить информацию о месте нахождения грузов и времени их прибытия на станцию назначения;

- улучшить условия труда приемосдатчиков грузов при приеме, вы даче грузов и осмотре вагонов в пути следования.

Для разработки СЭЗПУ, которая в полной мере отвечала бы потребностям железнодорожного транспорта, были разработаны «Исходные технические требования на систему электронных запорно-пломбировочных устройств для железнодорожных грузовых вагонов и контейнеров» (далее ИТТ), утвержденные 15 сентября 2002 года МПС России.

СЭЗПУ - это комплекс программно-технических средств, обеспечивающих автоматизированный дистанционный контроль наличия и состояния электронных запорно-пломбировочных устройств (далее ЭЗПУ) от момента их установки на грузовых вагонах (контейнерах) у грузоотправителей и до момента передачи грузополучателю.

Исходными требованиями были предопределены как конструкции ЭЗПУ, так и состав приборов, из которых должна состоять СЭЗПУ: ручное программирующее устройство - РПУ, ручное считывающее устройство -РСУ, напольное считывающее устройство - НСУ и ПЭВМ.

ЭЗПУ представляет собой механическое запорно-пломбировочное устройство с электронным блоком, в который вносится постоянная и дополнительная информация.

Постоянная информация вносится предприятием при изготовлении ЭЗПУ и включает контрольный номер, последнюю цифру года выпуска, код железной дороги отправителя, код типа ЭЗПУ.

Дополнительная информация (номер вагона, код грузополучателя) вносится при пломбировании вагонов грузоотправителем.

В соответствии с ИТТ система должна обеспечивать считывание информации с ЭЗПУ, установленных на всех типах грузовых вагонов (контейнеров) согласно Правилам пломбирования вагонов и контейнеров и контроль следующих устойчивых состояний ЭЗПУ:

- «Незамкнуто и исправно» — соответствие постоянной информации, внесенной в электронный блок ЭЗПУ предприятием-изготовителем, и готовность к работе;

- «Замкнуто и исправно» (после установки на вагон и механического замыкания ЗПУ) - констатация замкнутого состояния ЭЗПУ;

- «Неисправно» (от момента приемки вагона или контейнера к отправлению и до момента сдачи грузополучателю) - наличие сигнала о нарушении механической замкнутости, целостности ЭЗПУ.

ИТТ предусматривается, что считывание информации с ЭЗПУ должно производится при их установке на всех типах грузовых вагонов, согласно Правилам пломбирования вагонов и контейнеров. Это означает, что достоверное и раздельное считывание информации должно обеспечиваться при расположении ЭЗПУ на расстоянии друг от друга не менее 0,6 м ( на вагонах-хопперах моделей 19-752,11-739 ) по горизонтали и не менее 4,14 м по вертикали (расстояние между ЭЗПУ, установленных на вагонах-хопперах всех моделей и цистернах моделей 15-500,15-144 и др.).

В Исходных требованиях также сформулированы основные характеристики РПУ, РСУ и НСУ. Одним из основных требований, предъявляемых к НСУ, является исключение считывания информации с ЭЗПУ, установленных на вагонах, находящихся на соседних путях.

Перед установкой ЭЗПУ на вагоны с помощью РСУ производится проверка состояния «Незамкнуто и исправно». При этом определяются соответствие постоянной информации, внесенной в электронный блок ЭЗПУ предприятием-изготовителем, с нанесенной на корпусе, а также возможность внесения дополнительной информации. Далее производится установка ЭЗПУ на вагоне и с помощью РПУ внесение его номера, кода грузополучателя. Затем с использованием РСУ (РПУ) производится проверка состояния ЭЗПУ «Замкнуто и исправно».

В пути следования при движении вагона в составе поезда напольными считывающими устройствами производится считывание информации из ЭЗПУ, в том числе информации о состоянии ЭЗПУ.

На станции назначения или непосредственно у грузополучателя с помощью РСУ производится контрольное считывание внесенной ранее информации.

Для разработки и изготовления технических средств системы, а именно ЭЗПУ, РСУ, РПУ и НСУ были привлечены две организации ЗАО «ИПК«Страж» и ЗАО «Энергет и К°».

Основным различием между техническими средствами этих организаций является используемый для работы частотный поддиапазон.

Так, технические средства и ЭЗПУ системы ЗАО «Энергет и К°» рассчитаны для работы в поддиапазоне 950 (868) МГц, а ЗАО «ИПК «Страж» - в поддиапазонах 2400 МГц и 125 МГц.

Для проведения полигонных испытаний макетных образцов систем были разработаны специальные программа и методика.

Испытания обеих систем производились дважды.

Первые полигонные испытания макетных образцов систем были проведены в декабре 2000 года на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ в условиях возможного влияния электроподвижного состава, тяговых подстанций, устройств связи и СЦБ, посторонних электромагнитных полей и радиопомех, в реальном температурном режиме при воздействии случайной вибрации со среднеквадратичным ускорением до 3g, механических ударов и т.п.

Программой испытаний предусматривалось определение функционально-параметрических показателей:

- функциональные показатели - состояния ЭЗПУ;

- параметрические показатели РСУ, РПУ и НСУ - радиус действия в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также допустимые утлы отклонения плоскостей считывания РСУ, РПУ по отношению к ЭЗПУ.

Кроме того, у приборов РСУ и РПУ проверялось удобство пользования ими, четкость и контрастность высвечиваемых на панели индикации букв и цифр.

Испытания проводились в статике и в динамике. При статических испытаниях проверялись ЭЗПУ, РСУ и РПУ, а при динамических — ЭЗПУ и НСУ.

Динамические испытания проводились при движении опытного состава вагонов со скоростями 40,50,60 и 65 км/ч.

По результатам проведенных испытаний установлено, что выбранные основные показатели элементов систем ЭЗПУ не в полной мере соответствуют предъявленным к ним требованиям.

Организации - разработчики в инициативном порядке доработали макетные образцы систем ЭЗПУ. В 2002 г. были проведены испытания этих СЭЗПУ в условиях грузовой станции Москва - Товарная Октябрьской железной дороги.

Для проведения статических и динамических этапов испытаний были выделены пять крытых вагонов, пять вагонов - хопперов для зерна и четыре цистерны для перевозки темных нефтепродуктов. ЭЗПУ были установлены на указанных вагонах в соответствии с Правилами пломбирования вагонов и контейнеров. Схема размещения антенн при считывании ЭЗПУ приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема размещения антенн при считывании ЭЗПУ

ЗАО «ИПК «Страж» представило на испытания две системы, работающие на частотах 2400 МГц и 125 кГц.

Система, работающая на частоте 2400 МГц, была представлена всеми техническими средствами согласно ИТТ: ЭЗПУ, РПУ, РСУ и НСУ.

Система, работающая на частоте 125 кГц, предусматривала контроль состояний ЭЗПУ и считывание информации только в статических условиях и в соответствии с назначением была представлена техническими средствами: ЭЗПУ, РПУ и РСУ.

Как и при первых испытаниях, СЭЗПУ разработки ЗАО «Энергет и К°» не предусматривала внесение дополнительной информации в ЭЗПУ при его установке на вагон, на испытания были представлены только ЭЗПУ, РСУ и НСУ.

На этапе проведении статических испытаний, которые соответствуют работе с ЭЗПУ приемосдатчиков у грузоотправителей и грузополучателей при приемке и сдаче вагонов с грузами, производилось внесение дополнительной информации (номер вагона, код грузополучателя) с последующим контрольным считыванием при помощи соответственно РПУ и РСУ. Проверялось наличие сигнала неисправности ЭЗПУ при разрушении силового элемента — троса. По результатам этапа статических испытаний только системы ЗАО «ИПК «Страж» по своим функционально-параметрическим показателям соответствовали ИТТ.

Следует отметить, что эти системы не реализовывали непосредственного контроля состояний ЭЗПУ «Незамкнуто и исправно» и «Замкнуто и исправно».

На этапе проведения динамических испытаний для считывания информации из ЭЗПУ при движении контрольного состава по обеим сторонам пути были установлены антенны НСУ, которые линиями связи были соединены с ПЭВМ. Для обеспечения считывания информации из ЭЗПУ, установленных и на вагонах-хопперах для зерна, и цистернах на разной высоте от поверхности земли, антенны НСУ также были установлены на разной высоте. На рис. 2 приведена схема установки антенн НСУ.

Для проверки влияния находящихся на вагонах соседнего пути ЭЗПУ на считываемость информации из ЭЗПУ, установленных на движущихся вагонах контрольного состава, на соседнем пути были установлены пять крытых вагонов с навешенными на них ЭЗПУ (рис.2).

По результатам динамических испытаний был сделан вывод, что представленные конструкции НСУ не позволяют обеспечить считывание информации с ЭЗПУ со всех типов вагонов. Не обеспечивалось устойчивое считывание ЭЗПУ, установленных на штангах запорных устройств верхних загрузочных люков вагонов—хопперов для зерна. Особенно это было характерно при считывании информации из установленных на штангах ЭЗПУ после считывания информации из ЭЗПУ, установленных на штурвалах разгрузочных люков.

Практически не обеспечивалось считывание информации из ЭЗПУ, установленных на запирающих узлах крышек загрузочных люков цистерн. Кроме того, не исключался прием информации из ЭЗПУ, установленных на вагонах, находящихся на соседних путях. Таким образом, предъявленные в 2002 г. на испытания СЭЗПУ также не соответствовали ИТТ.

Рис. 2. Схема проверки считывания ЭЗПУ с учетом влияния ЭЗПУ вагонов на соседнем пути

По результатам испытаний ЗАО «ИПК «Страж» в инициативном порядке доработало СЭЗПУ, изготовило опытный образец и представило его к дальнейшим испытаниям.

В 2003 г. в соответствии с Указанием МПС России и в 2004 г. по Распоряжению ОАО «РЖД» проводились ведомственные функциональные испытания опытного образца СЭЗПУ, работающей на частоте 125 кГц и имеющей в своем составе ЭЗПУ, РПУ, РСУ и ПЭВМ.

Испытания в 2003 г. были проведены при опытной перевозке апатитового концентрата между станциями Титан Октябрьской ж. д. и Воскресенск Московской ж. д. 57 ЭЗПУ были установлены на 49 вагонах-хопперах, наложение ЭЗПУ было проведено в соответствии с порядком пломбирования вагонов механическими ЗПУ «Спрут-Универсал», принятыми к использованию в МПС, состав находился в пути 5 суток, погодные условия - кратковременные дожди и температура от + 16 до + 20 °С.

Время программирования на станции отправления одного ЭЗПУ с учетом времени набора на клавиатуре РПУ дополнительной информации, проверки работоспособности ЭЗПУ и соответствия внесенной в ЭЗПУ на заводе-изготовителе постоянной информации контрольным знакам, нанесенным на корпусах шайбы и зажима ЭЗПУ, в среднем составило 28 сек.

При обследовании на станции прибытия было установлено, что все 57 ЭЗПУ находятся в исправном состоянии. Одно ЭЗПУ имело видимые следы возникшего в пути следования повреждения, выразившиеся в существенной вогнутости поверхности корпуса и разрушении его лакокрасочного покрытия. Однако это повреждение не оказало влияния на качество считывания информации.

На станции прибытия с каждого из 57 ЭЗПУ была считана постоянная и переменная информация. Было установлено полное совпадение с той информацией, которая была ранее внесена на заводе-изготовителе и при программировании ЭЗПУ на станции отправления.

Считывание информации из ЭЗПУ показало, что РСУ обеспечивает бесконтактное, уверенное и достоверное считывание в полном объеме информации из ЭЗПУ, а также обеспечивает хранение считываемой информации в памяти на 240 ЭЗПУ и обеспечивает обмен информации с ПЭВМ на основе команд стандартного стыка RS - 232.

Испытания подтвердили работоспособность СЭЗПУ в реальных условиях эксплуатации.

Следует отметить, что представленная в 2003 г. к испытаниям СЭЗПУ не предусматривала проведение непосредственного контроля состояний ЭЗПУ «Незамкнуто и исправно», «Замкнуто и исправно», «Неисправно». Поэтому ЗАО «ИПК «Страж» провело доработку опытного образца СЭЗПУ и в 2004 г. представило его на ведомственные функциональные испытания при опытной перевозке груза в крытых вагонах от ст. Комиссаровка Горьковской ж.д. до ст. Беслан Северо-Кавказской ж.д. с промежуточным контролем на ст. Батайск. В доработанной системе использовалось устройство (РПСУ), в котором функции ручного программирующего и считывающего устройств были объединены.

Испытания подтвердили работоспособность СЭЗПУ в реальных условиях эксплуатации (14 ЭЗПУ с функцией контроля состояний «Незамкнуто и исправно», «Замкнуто и исправно», «Неисправно» были установлены на 7 крытых вагонах, наложение ЭЗПУ было проведено в соответствии с порядком пломбирования вагонов механическими ЗПУ, состав находился в пути 10 суток, погодные условия - мокрый снег, моросящие дожди, ясная погода, температура воздуха от - 2С°до + 20С).

Время программирования с учетом времени набора на клавиатуре РПСУ дополнительной информации, проверки работоспособности ЭЗПУ и соответствия внесенной в ЭЗПУ на заводе-изготовителе постоянной информации контрольным знакам, нанесенным на корпусах ЭЗПУ, не превысило 34 секунды.

Подтверждена однократность внесения информации в электронную часть ЭЗПУ: независимо от состояния ЭЗПУ («Замкнуто и исправно» или «Неисправно»), попытки записи в них номеров вагонов и кодов грузополучателя, отличных от введенных на станции отправления, не привели к изменению введенной ранее постоянной и дополнительной информации, которая устойчиво считывалась РПСУ.

Подтверждена сохранность информации в ЭЗПУ после нарушения в опытном порядке на станции промежуточного контроля целостности троса, а также невозможность изменения ранее введенной в ЭЗПУ информации после нарушения целостности троса.

Подтверждена правильная реакция СЭЗПУ на нарушение целостности троса в петле при снятии ЭЗПУ на станции назначения (переход ЭЗПУ из состояния «Замкнуто и исправно» в состояние «Неисправно»). После снятия ЭЗПУ была зафиксирована сохранность постоянной и дополнительной информации, а также невозможность изменения ранее введенной в ЭЗПУ информации.

При испытаниях в 2003,2004 гг. было установлено, что для обеспечения считывания информации передний торец РСУ должен быть приближен к лицевой стороне ЭЗПУ на расстояние не более 35 мм.

Испытания подтвердили соответствие основных показателей системы значениям, заданным в ИТТ. Вместе с тем, для подтверждения полного соответствия СЭЗПУ требованиям ИТТ необходимо провести испытания с включением в состав системы НСУ, а также испытания опытных образцов на стойкость к механическим и климатическим внешним воздействующим факторам.

Дальнейшие работы по созданию СЭЗПУ будут направлены на доработку технических средств для полного соответствия исходным техническим требованиям, а также на разработку порядка взаимодействия СЭЗПУ с автоматизированными системами линейного уровня.