Технология перевозки рефрижераторных контейнеров с использованием энергетического модуля

1. 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.

4. 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.

5. 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

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.