Libmonster ID: UA-1980

П. Н. КУЛЕШОВ, заместитель генерального директора Промышленно-инновационной компании "Прогресс"

В 1991 г. при Российском научно-исследовательском институте космического приборостроения (Москва) образовали промышленно-инновационную компанию "Прогресс". Стратегическая задача ее коллектива, насчитывающего более 200 специалистов в области оптоэлектроники, радиотехники, машиностроения и программирования, - внедрение передовых технических и программных разработок на транспорте, в энергетике, нефтедобыче, связи и других наукоемких отраслях народного хозяйства.

стр. 28


Одна из областей применения нашей аппаратуры - диагностика железнодорожного пути, учитывающая минимизацию затрат на нахождение участков, требующих ограничения скорости движения, плановых или неотложных ремонтов. По каким же критериям оценивают его состояние? Прежде всего - по параметрам устройства (положение пути в плане и профиле, характеристики кривых отрезков) и содержания (просадки, изгиб, боковой износ, перекосы, полный профиль головки рельсов, возвышение одного из них, ширина колеи и др.). Одновременно следят за показателями ходовой части подвижных составов (в том числе колесной пары). И такой двусторонний подход позволяет сделать мониторинг безопасности движения поездов комплексным (с точки зрения аппаратных средств и программно-математического обеспечения) и предотвратить аварии.

Надо сказать, что все перечисленные величины изменяются под нагрузкой и измерять их необходимо именно в таких (рабочих) условиях. И тут главное средство - высокоскоростные путеобследовательские вагоны, способные контролировать большой объем информации, обрабатывать ее в реальном времени (с выдачей при необходимости предупреждений об ограничении скорости или закрытии движения) и записывать для последующего представления в центры диагностики железных дорог. Указанные качества удачно сочетает в себе серийно выпускаемый нашей компанией уникальный, не имеющий отечественных аналогов аппаратно-программный комплекс ЦНИИ-4МД, отслеживающий 20 параметров пути. Он оснащен лазерными системами, не содержащими движущихся механических частей, т.е. не влияющими на быстроту хода поезда, и потому может следовать в его составе со скоростью до 160 км/ч. Надежность получаемых данных обеспечивает встроенная аппаратура самодиагностики.

Особо подчеркнем: ЦНИИ-4МД - первое отечественное средство с бесконтактными автоматизированными системами контроля бокового износа, температуры рельсов, стыкового зазора, коротких (0,4 - 1,5 м) неровностей на поверхности катания. Ведь, к примеру, используемые в России вагоны-путеизмерители контактного принципа определяют ширину колеи на глубине порядка 18 - 20 мм, поэтому оставляют без внимания столь важный показатель, как боковой износ рельсов, способный, как подтверждает практика, существенно влиять на ширину колеи и, следовательно, безопасность движения. Разработанный же нами диагностический комплекс устраняет данный пробел: лазерными датчиками измеряют ширину головки рельса на глубине 15 мм ниже поверхности катания, сравнивают с соответствующим номинальным значением; полученная разница представляет собой искомую величину. Точность результатов проверяли сопоставлением с ручными промерами.

стр. 29


Так, на 9- 10 км первого пути участка Москва-Казанская-Люберцы вычислили среднее квадратичное отклонение по 10 характерным точкам. Максимальная его величина составила 0,51мм, что свидетельствует о достаточной для практических целей достоверности измерений.

Для обнаружения коротких неровностей пути на ЦНИИ-4МД установили специальный датчик с разрешающей способностью около 0,01 мм. Его "опрос" и запись сигналов проводят с шагом 5 или 10 см. Затем последние подвергают многоступенчатой цифровой фильтрации для преобразования в нужную информацию и лишь потом, после программно-математической обработки, выявляют прочность стыковых соединений, поверхностные геометрические дефекты рельсов, в том числе в местах сварки.

Систему определения стыковых зазоров реализовали на основе двухканального оптического датчика инфракрасного диапазона с повышенной помехоустойчивостью.

Чтобы исключить влияние на результат сколов рельса, измерения проводят на глубине 10 мм ниже уровня его головки. Анализ показал хорошее совпадение полученных таким способом данных с натурными: среднее квадратичное отклонение составляет всего 0,46.

Температуру рельсов контролируют бесконтактным инфракрасным пирометром*. Излучение на него поступает с внутренней поверхности шейки рельса, преобразуется в цифровой сигнал, обрабатывается в контрольно-вычислительном комплексе и записывается в общий файл. Для определения погрешностей найденной величины ее сравнили с показаниями серийного магнитного термометра марки ИТ-1. Оказалось, среднее квадратичное отклонение составило 0,43.

Одна из новинок, устанавливаемых на ЦНИИ-4МД, - система автоматизированной инспекции верхнего строения пути, созданная нами совместно с Институтом прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН. Она включает пять цифровых видеокамер - четыре короткофокусные и панорамную, устройство записи, интерфейсные платы и персональный компьютер. Ее интеллектуальная основа - зрительный комплекс промышленных роботов, позволяющий не только "видеть", но при соответствующем преобразовании и идентифицировать любые характерные предметы и определять расстояния между ними и их элементами.

Для обработки всего информационного массива, представляемого ЦНИИ-4МД, наши специалисты создали несколько пакетов программно-математического обеспечения, впервые позволяющих на российских железных дорогах решать принципиально новые и крайне актуальные задачи. В их числе - непрерывный контроль параметров пути в процессе эксплуатации


* Пирометр - оптический прибор для измерения температуры непрозрачных тел по их излучению в оптическом диапазоне спектра (прим. ред.).

стр. 30


стр. 31


Фрагмент карточки кривой с графиком бокового износа. Карточка кривой дает полное представление об изменениях пути при эксплуатации.

(включая формирование необходимого банка данных), проверка соответствия состояния кривых участков полотна установленной скорости движения, прогноз возникновения условий, требующих ее ограничения, обнаружение и предварительное обследование нуждающихся в выправке участков. В такой информации заинтересованы службы пути, проектные организации и дорожные центры диагностики.

И еще. Наше программное обеспечение позволяет разбивать продольный профиль пути на элементы, определять их длины, уклоны, разность последних и другие величины, с помощью которых делают расчеты в случае ремонта. Оптимизация поиска соответствующих мест в целом сокращает затраты времени и средств. А проезды путеобследовательской станции позволяют выявить не только качество проделанных работ сразу после их проведения, но и устойчивость данного участка в течение нескольких сезонов.

Самостоятельная функция ЦНИИ-4МД - съемка профиля станционных путей (традиционно для этого использовали ручные геодезические приборы) - также демонстрирует его явные преимущества: высокая скорость операций (3 - 5 мин на один станционный путь), геодезическая точность, распечатка выходных форм. Хорошим помощником служит это автоматизированное средство диагностики и при паспортизации пути по параметрам устройства в плане, профиле и по уровню. Теперь впервые можно использовать данные, получаемые непрерывно, под нагрузкой, со скоростью движения вагона, а точность их соизмерима с геодезической съемкой. Такая информация нужна специалистам путевого хозяйства и управления перевозками, например, при тяговых расчетах, составлении графиков движения на рельефных участках дорог.

Кроме того, ЦНИИ-4МД - единственная отечественная система, выявляющая неровности полотна в плане длиной 40 - 100 м, оказывающие неблагоприятное воздействие на подвижной состав при скоростях свыше 160 км/ч, что особенно актуально в связи с активизацией работ по высокоскоростному железнодорожному движению в России.

Но и это еще не все. Так, один из возможных каналов сбора дополнительных сведений о состоянии железнодорожного пути - система контроля внутренних поверхностей тоннелей, в частности их габаритов, положения рельсовых нитей и контактного провода. В настоящее время мы создали опытный образец соответствующего обследовательского

стр. 32


Обобщенная числовая оценка состояния геометрии рельсовой колеи представляется в виде графика изменения комплексного статистического параметра - скорости, соответствующей состоянию пути (СССП).

вагона - ЦНИИ-4Т. По сравнению с аппаратно-программным комплексом ЦНИИ-4МД, к нему добавили блоки освещения тоннелей, приемное и процессорное устройства. Поступающие данные записываются в общий итоговый файл с привязкой к координате и реперам (закрепленным на известной высоте знакам). Измерения проводят через каждые 20 см при скорости 20 км/ч. В итоге соответствующее программно-математическое обеспечение формирует чертеж тоннеля, позволяющий выявить смещение рельсов относительно его оси, нарушения внутренней облицовки, рассчитывает габаритные возможности движения там составов с учетом кривизны пути, скорости, непогашенных ускорений.

Вместе с тем наши специалисты создали, провели испытания и подготовили к установке на ЦНИИ-4МД опытный образец автоматизированной системы контроля напряженного состояния бесстыкового пути*. Она включает устройства определения границ плети рельсов (на основе датчика измерения стыковых зазоров), ее температуры и сдвигов относительно реперов, пакет соответствующего программного обеспечения. Это важно, ибо до настоящего времени в России подобное обследование проводят лишь визуально. Предлагаемое же нами устройство позволяет замерять положение рельсов по всей длине плети с определенными интервалами, причем со скоростью движения вагона. И величина среднего квадратичного отклонения составляет всего 0,3 мм, а в результате реальна количественная оценка степени напряженности бесстыковых путей.

Наряду с путеобследовательскими станциями наша компания разработала, изготовила, курирует в ходе эксплуатации более 30 автоматизированных систем управления для подстанций электроснабжения, насосных станций, буровых установок, для энергоблоков Нижневартовской и Сургутской государственных районных электростанций (Ханты-Мансийский автономный округ) и т.д.

В настоящее время коллектив компании "Прогресс" заканчивает создание каналов контроля следующих дополнительных характеристик железнодорожного пути: полного профиля головки рельсов (для определения участков, требующих обработки рельсошлифовальным поездом), величины "ступеньки" между ними в местах стыков, габаритов приближения строений (для выявления степени негабаритности мостов, платформ, столбов контактной электросети и светофоров), геометрического положения реперов (для коррекции положения рельсовой нити относительно них), натурных неровностей пути на длинах начиная с 2,3 м. Одновременно с разработкой аппаратных средств создаем необходимую нормативно-технологическую базу и соответствующее программно-математическое обеспечение.


* Бесстыковой путь состоит из плетей длиной до 8 км, образованных сваркой рельсов. Такое их соединение снижает шум и износ подвижного состава (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Техника-XXI-века-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ-КОМПЛЕКСЫ-ДЛЯ-ЖЕЛЕЗНЫХ-ПОРОГ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Григорий ГалушкоContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Galushko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Техника XXI века. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОРОГ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 19.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Техника-XXI-века-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ-КОМПЛЕКСЫ-ДЛЯ-ЖЕЛЕЗНЫХ-ПОРОГ (date of access: 29.11.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
Yesterday · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
5 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
6 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
8 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
9 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
9 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
9 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
10 days ago · From Україна Онлайн
Знакомьтесь! Google: Платформа для маркетинга
10 days ago · From Україна Онлайн
Как узнать актуальный курс валют на сегодня?
Catalog: Экономика 
10 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Техника XXI века. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОРОГ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones