108811, г. Москва, километр Киевское Шоссе 22-й (п. Московский), домовлад 4, строение 1 блок б, этаж 4 офис 408б/10

+ 7 (495) 761-43-50 iztdw@mail.ru

Кибернетическая система контроля

Кибернетическая система контроля (КСК) неравноценной замены комплектации вагонов съёмными частями состоит из:

−   вспомогательных электронных пломбировочных устройств (ЭПУ);

−   бортового серийного регистратора (БСР);

−   программного комплекса (ПК).

 

Технической задачей КСК является:

−       контроль штатной/нештатной замены узлов и агрегатов вагонов    (тележки, колёсные пары, автосцепных устройств и пр.) с привязкой к дислокации проведённых работ с частотой опроса 1 раз в три часа;

−       хранение любой информации в БСР о контролируемой детали вагона (колёсная пара, боковая рама, надрессорная балка и пр.);

−       контроль местонахождения вагонов (в том числе и при перевозке опасных грузов) на участке железнодорожных путей сообщений, мест их отстоя, переформирования, сортировки и перегрузки с обеспечением потребителя информацией о текущей целостности вспомогательных ЭПУ, их местоположении и времени произошедшего события;

−       контроль превышения допустимых ускорений необресоренных частей вагонов, в том числе при прохождении ими тормозных позиций;

−       образования ползуна на колёсной паре;

−       контроль схода колёсных пар с пути;

−       установка взамен запорно-пломбировочных устройств на устройства запирания дверей и люков вагонов.

Бортовые устройства состоят из: БСР (располагаемого на экипажной части вагона) и вспомогательных ЭПУ, располагаемых на литых деталях тележки грузового вагона и элементах узлов запирания дверей и люков грузового вагона. На ЭПУ и вспомогательные ЭПУ технический комитет Федерального агентства по метрологии и стандартизации РФ №246 «Контейнеры» разработал сборник стандартов системы ГОСТ Р и ГОСТ, которые вступают в силу в первом полугодии 2014 г.:

  •  ГОСТ Р 55557.1 – 2013 (ИСО 18185-1:2007) «Контейнеры грузовые, пломбы электронные, часть 1, протокол связи».
  •  ГОСТ Р 55557.2 – 2013 (ИСО 18185-2:2007) «Контейнеры грузовые, пломбы электронные, часть 2, требования по применению».
  • ГОСТ Р 55557.3 – 2013 (ИСО 18185-3:2007) «Контейнеры грузовые, пломбы электронные, часть 3, характеристика окружающей среды».
  • ГОСТ Р 55557.4 – 2013 (ИСО 18185-4:2007) «Контейнеры грузовые, пломбы электронные, часть 3, защита данных».
  • ГОСТ Р 55557.5– 2013 (ИСО 18185-5:2007) «Контейнеры грузовые, пломбы электронные, часть 5, физический уровень».
  • ГОСТ 31315-2014 «Устройства пломбировочные электронные. Общие технические требования».

БСР состоит из:

−       GSM/GPRS канала связи с держателями под 4 Sim карты;

−       ГЛОНАСС/GPS приёмника с антенным блоком;

−       каналов связи радиочастотной идентификации (RFID) на частотах 125-136 кГц, 13.56МГц, 433 МГц (комплектация по выбору заказчика);

−       канала связи малого радиуса действия со сверхнизким энергопотреблением и системой шифрования стандарта IEEE 802.15.4;

−       оптических приёмников и излучателей контроля целостности пломбы (комплектация по выбору заказчика);

−       элементов запирания одноразового силового, оптико-электронного крепёжа (тросика);

−       микропроцессора;

−       датчика температуры;

−       датчика регистрации ударов и вибрации;

−       литий тионил-хлоридных первичных источников тока;

−       средств криптографической защиты Рутокен ЭЦП (электронная цифровая подпись).

Канал радиосвязи IEEE 802.15.4 используется для взаимодействия с ЭПУ, а также любыми видами датчиков контроля состояния перевозимых грузов (датчики давления, газоанализаторы и пр.), дополнительно установленными на вагоне, которым необходимо использование подвижной сотовой связи для передачи данных на сервер ПК данных о регистрируемых параметрах и своём состоянии.

Время автономной работы БСР  – 3 года. Назначенный срок службы 10 лет, гарантийный срок эксплуатации 3 года 6 месяцев. Межповерочный интервал 3 года. Сертификация на взрывобезопасность по группе IIC и IIIC, уровень взрывозащиты Ga и Da. Корпус выполнен по стандарту IP 68.

Подробное описание БСР представлено в разделе БОРТОВОЙ СЕРИЙНЫЙ РЕГИСТРАТОР.

Рис. 1. Пример установки  и взаимодействия БСР и ЭПУ на полувагоне.

 

Вспомогательное ЭПУ может изготавливаться в двух вариантах исполнения корпуса:

−        в виде стандартной базальтовой или стеклотестолитовой трубы (рис. 2);

−  в  виде элемента, с посадочными местами поверх болтов торцевого крепления буксового узла колёсной пары (рис. 3).

Рис. 2. Вариант крепления вспомогательного блока ЭПУ на буксовый узел колёсной пары грузового вагона.

Рис. 3. Альтернативный вариант возможного исполнения корпуса вспомогательного блока ЭПУ и его крепление на буксовом узле колёсной пары грузового вагона.

Вспомогательное ЭПУ состоит из:

−       канала связи малого радиуса действия со сверхнизким энергопотреблением и системой шифрования стандарта IEEE 802.15.4;

−       оптических приёмников и излучателей контроля целостности пломбы;

−       элементов запирания одноразового силового, оптико-электронного крепёжа (тросика, рис. 6 и 7);

−       датчика регистрации ударов и вибрации (тип и диапазон работы акселерометра зависит от варианта комплектации);

−       литий тионил-хлоридного первичного источника тока.

Время автономной работы – 10 лет. Назначенный срок службы 10 лет, гарантийный срок эксплуатации 3 года 6 месяцев. Межповерочный интервал 3 года. Сертификация на взрывобезопасность по группе IIC и IIIC, уровень взрывозащиты Ga и Da. Корпус выполнен по стандарту IP 68.

Габаритные размеры вспомогательного блока ЭПУ: длина 90 мм, внешний диаметр трубы корпуса 58 мм, масса 150 гр.

Одноразовый силовой, оптико-электронный крепёж (рис. 4 и 5) состоит из:

−       оптического волокна торцевого свечения;

−       троса авиационного с усилием на разрыв не менее 3.7 кН;

−       RFID метки частотного диапазона 13.56МГц;

−       дополнительных средств защиты от криминальных воздействий.

Рис. 4. Внешний вид одноразового силового, оптико-электронного крепёжа ЭПУ.

Рис. 5. Конструкция одноразового силового, оптико-электронного крепёжа ЭПУ.

Толщина крепежа 2.5 мм, ширина 10 мм, длина в зависимости от исполнения 250 , 500 мм и пр.

 

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) — сертифицированное ФСБ средство криптографической защиты информации (СКЗИ).

Сертификат на СКЗИ Рутокен ЭЦП №СФ/124-1674 ФСБ РФ. Рутокен ЭЦП соответствует требованиям ГОСТ 28147-89, ГОСТ Р 34.11-94, ГОСТ Р 34.10-2001, требованиям ФСБ России к СКЗИ класса КС2 и может использоваться для генерации и управления ключевой информацией, шифрования, хеширования и электронной цифровой подписи. Удовлетворяет последней редакции закона об электронной подписи.

Сертификат на СКЗИ Рутокен ЭЦП №СФ/121-2052 ФСБ РФ. СКЗИ Рутокен ЭЦП соответствует требованиям к средствам электронной подписи, утвержденным приказом ФСБ России от 27 декабря 2011 г. № 796, установленным для класса КС2, и может использоваться для реализации функций электронной подписи (создание электронной подписи, проверка электронной подписи, создание ключа электронной подписи, создание ключа проверки электронной подписи) в соответствии с Федеральным законом от 6 апреля 2011 г. № 63-ФЗ «Об электронной подписи».

ЭЦП используется для создания юридически значимых электронных документов в соответствии с редакцией 63-ФЗ «Об электронной подписи» от 6 апреля 2011 г.

ЭЦП обеспечивает:

  1. шифрование по стандарту ГОСТ 28147-89;
  2. вычисление и проверку имитовставки по стандарту ГОСТ 28147-89;
  3. вычисление и проверку ЭЦП по стандарту ГОСТ Р 34.10-2001;
  4. вычисление значения хэш-функции по стандарту ГОСТ 34.11-94;
  5. выработку сессионных ключей (ключей парной связи) по схеме VKO GOST R 34.10-2001 (RFC 4357);
  6. выработку ключей шифрования и ключей ЭЦП внутри изделия и их защищенное хранение без возможности экспорта.

 

Срок жизни ключевой информации 3 года – соответствует в межповерочному интервалу. Изготавливается как СКЗИ класса КС2 серийно в Москве.

 

Программный комплекс. Программный Комплекс предназначен для взаимодействия пользователя с электронными пломбами. Комплекс обеспечивает:

−       прием сообщений поступающих от ЭПУ и БСР;

−       разбор поступивших сообщений и хранение информации в одной из стандартных систем управления базами данных;

−       предоставление интерфейса пользователя для обработки и контроля хранимых данных.

Программный Комплекс состоит из трех функционально независимых компонентов:

−       коммуникационного сервера (КС);

−       вэб-сервера (ВС);

−       системы управления базой данных (СУБД).

КС позволяет одновременно отслеживать более 3200 000 вагонов. КС обеспечивает:

−       непосредственный прием и предобработку сообщений поступающих от БСР по протоколу TCP/IP;

−       сохранение полученных данных в реляционную Базу Данных (БД).

КС выполнен в виде отдельного компонента и удовлетворяет следующим требованиям:

−       транспортный протокол для передачи данных в среде Интернет – TCP;

−       отправка сообщений на БСР и ЭПУ для инициирования внеочередного сеанса связи;

−       дистанционное обновление программного обеспечения БСР и ЭПУ;

−       передача на БСР и ЭПУ данных по изменению их настройки;

−       возможность приема данных от всех БСР и ЭПУ одновременно;

−       возможность при превышении перерабатывающей способности объединяться с любым числом дополнительных серверов.

В каждой посылке протокола обмена содержатся:

−       координаты Х, У, Z и время произошедшего события;

−       состояние элементов питания БСР, ЭПУ и устройств контроля;

−       состояние контрольных контуров ЭПУ с указанием по номерам их состояние;

−       информация с параметрических датчиков (ускорения, отрыв и пр.).

Все данные получаемые КС от КУ обрабатываются им и в структурированном виде сохраняются в БД.

 

ВС используется для представления, обработки и модификации информации находящейся в БД. ВС предоставляет многопользовательский доступ к данным по протоколу HTTP. ВС является автоматизированным рабочим местом для различных категорий пользователей и:

−       обеспечивает многопользовательскую работу при помощи стандартного интернет браузера;

−       предоставляет возможность регистрации (введения в БД) новых ЭПУ и исключение погибших устройств;

−       обеспечивает выполнения требований несимметричного шифрования;

−       предоставляет возможность изменения любых настроек ЭПУ;

−       обеспечивает правку справочной информации относящейся к конкретному устройству;

−       предоставляет в табличном виде информацию о БСР, ЭПУ и дополнительных устройствах контроля;

−       демонстрирует в графическом режиме расположение БСР и ЭПУ на карте с текстовыми пояснениями на экране монитора в режиме реального времени;

−       при превышении заданного пользователем значения контролируемого параметра или наступления события, формирует информационное сообщение;

−       осуществляет накопление информации в собственную БД от контролируемых устройств;

−       отображает справочную информацию о БСР и ЭПУ (местоположение в четырёхмерном пространстве-времени, состояние каналов передачи данных подсистемы, состояние элементов питания устройств, состояние контрольных контуров ЭПУ с указанием по номерам их состояние, состояние параметрических датчиков ЭПУ);

−       формирует выходные формы отчётных документов;

−       реализовывает возможность создания любого числа отдельных рабочих мест.

Рис. 7. Пример отображения информации ВС.

Рис. 8. Пример отображения информации ВС на картографической подложке.

Рис. 9. Пример детализации информации о местоположении БСР и ЭПУ (вагона).

Рис. 10. Пример предоставления информации о перемещении подвижного состава.

 

Расчёт стоимости жизненного цикла КСК 1000 вагонов
Стоимость жизненного цикла на 10 лет эксплуатации формируется из следующих составляющих:

−       Закупка комплектов БСР и ЭПУ с комплектом одноразовых крепёжных элементов — Зу.

−       Заключение договора на обслуживание операторами подвижной сотовой связи и ежемесячная оплата услуг операторов сотовой связи – Зпсс.

−       Закупка 20 электронных USB ключей ассиметричного шифрования – Зш.

−       Закупка 50 меток радиочастотной идентификации на частоте 13,56мГц – Зм.

−       Закупка первичных химических источников тока – Зит.

 

Закупка комплектов БСР и ЭПУ

На 1000 вагонов требуется закупить:

−       1000 БСР, устанавливаемых на кузов вагона по цене 15000 руб.;

−       4000 вспомогательных ЭПУ, устанавливаемых на буксы колёсных пар по цене 1600 руб. (в минимальной комплектации);

−       40 БСР в качестве оперативного резерва на случай вандализма, для оперативной замены вышедших из строя устройств по цене 15000 руб.;

−       40 вспомогательных ЭПУ в качестве оперативного резерва на случай непредвиденного вандализма, для оперативной замены вышедших из строя устройств по цене 1600 руб.;

−       15000 одноразовых силовых, оптико-электронных крепежа по цене 35 руб. за 1 шт.

−       20 БСР для размещения в помещениях вагонных ремонтных депо, с целью опроса находящихся в них колёсных пар по цене 15000 руб. (при необходимости).

Итого на 1000 вагонов требуется закупить 1060  БСР + 4040 вспомогательных ЭПУ + 15000 одноразовых сменных крепежей.

Зу = 15000 руб. Х 1060 + 1600 руб. Х 4040 + 35 руб. Х 15000

Зу =  22.889 тыс. руб.

 

Заключение договора на обслуживание операторами подвижной сотовой связи и ежемесячная оплата услуг операторов сотовой связи

В БСР из расчёта на один вагон устанавливаются 3Sim карты (предусмотрено 4 Sim держателя) по одному на каждого из трёх основных операторов подвижной сотовой связи РФ + 1 резервный для любого местного оператора сотовой связи.

Для нормальной работы БСР на счету каждой Sim карты должно находится минимум 150 руб. БСР передаёт данные используя только одного оператора сотовой связи в каждый конкретный сеанс связи. В месяц расходы на услуги сотовой связи для одного вагона не превышают 150 руб.

 

Итого на 1000 вагонов требуется единовременно занести на счёт 3 раза по   150 руб. и ежемесячно в течении 10 лет производить оплату в размере 150 руб.

Зпсс = 150 руб. Х 3 + 150 руб. Х 10 Х 12

Зпсс = 18.450 тыс. руб.

 

Закупка 20 электронных USB ключей ассиметричного шифрования (ЭЦП)

Стоимость ЭЦП составляет 300 руб. Требуется закупить 20 ключей.

Итого Зш = 300 руб. Х 20

Зш = 6 тыс. руб.

 

Закупка 50 меток радиочастотной идентификации на частоте 13,56мГц

Метки радиочастотной идентификации массово распространены и продаются в большом объёме в розничной торговой сети. Стоимость одной метки не превышает 50 руб.

Итого Зм = 50 руб. Х 50

Зм = 2.5 тыс. руб.

 

Закупка первичных химических источников тока

На 1000 вагонов из расчёта 10 лет непрерывной эксплуатации требуется закупить 1060  источников тока БСР по цене 30 000 руб. (для грузовых вагонов) + 4040 источников тока для упрощённых электронных пломб по цене 250 руб.

Итого на 10 лет эксплуатации Зит = 30000 руб. Х 1060 + 250 руб х 4040

Зит = 32 810 тыс. руб.

ИТОГО для 1000 вагонов на 10 лет:

Згв = Зит_гв + Зм + Зш + Зпсс + Зу

Згв = 55 725.95 тыс. руб.

Т.е. из расчёта на один грузовой вагон стоимость владения КСК за каждый год эксплуатации составит 5 573 руб.

 

При применении лизинговой схемы финансирования привлекательность КСК для конечного потребителя увеличится.

ООО ИЦ ТДВ проводит продление срока службы тепловозов