Автоматизированная система диагностики пути

 

Основная цель диагностики пути – это организация и осуществление систематического надзора за состоянием пути и его элементов причем, для каждого элемента и устройства железнодорожного пути, необходимо обеспечить контроль за его эксплуатационным состоянием и точным выполнением своих функций. Диагностика пути должна осуществляться с достаточной степенью надежности и с необходимой периодичностью, чтобы обеспечить безопасность движения поездов и бесперебойную работу железнодорожного пути. Кроме того, она должна стать основой для оптимального планирования ремонтов и текущего содержания пути по его фактическому состоянию с целью экономии затрат.

 

11.9.1. Единая технология паспортизации геометрии рельсовой колеи и управления машинной выправкой пути по данным вагонов-путеизмерителей

 

На российских железных дорогах задача эффективности и точности выправки пути решается использованием «Автоматизированной системы высокоточной выправки пути «Навигатор», системой МС ВНИИЖТ и др.

В условиях роста грузонапряженности, увеличения скоростей движения поездов их веса и длины становится актуальной задача определения исходных параметров, расстроенных в процессе эксплуатации участков пути, соответствующих правильному их геометрическому очертанию при минимально необходимых смещениях оси существующего пути (так называемые паспортные значения) с целью повышения точности и производительности машинной выправки пути.

Сотрудниками ЗСЖД и НИЦ «Путеец», ВНИИЖТ разработана единая технология паспортизации геометрии рельсовой колеи и управления машиной выправки по данным вагонов-путеизмерителей. Установлено, что для использования геометрической информации вагонов-путеизмерителей необходима электронная путевая разметка, повторяющая существующий визуальный пикетаж, так как показания вагонов-путеизмерителей недостаточно точно привязаны к координатам пути.

Электронная метка представляет собой цилиндр толщиной 8 мм и диаметром 65 мм с встроенной в нее платой с микросхемой (рис. 11.36). На микросхеме хранится индификационный номер метки позволяющий определить ее точное местоположение – дорога, перегон, путь, километр и т.д. Установка меток осуществляется двумя способами: просверливание отверстие и вклеивание электронной метки в средней части железобетонной шпалы напротив пикетного знака.

Для синхронизации геометрической информации вагонов-путеизмерителей и программных значений для выпровочных машин производится их оборудование сканерами путевой разметки.

Сканер путевой разметки состоит из следующих блоков:

– контроллер обеспечивает формирование сканирующих запросов для активизации метки, прием и декодирование данных поступающих из метки, кодирование и отправка данных в метку, управление мощностью приемо-передатчика, привязка метки к положению на пути (мерное колесо), а также по времени;

– радиочастотный приемо-передатчик обеспечивающий прием-передачу радиочастотного сигнала между меткой и контроллером;

– антенна обеспечивающая согласованную передачу мощного радиосигнала, а также регистрацию сигнала от метки.

Оборудование вагонов-путеизмерителей и ВПР-машин сканерами электронной путевой разметки обозначено на рис. 11.37.

Программа, устанавливаемая на персональный компьютер ВПИ обеспечивает взаимодействие с аппаратными средствами для считывания информации об электронной путевой разметки, настройку и диагностику сканера и антенны на ВПИ, синхронизацию момента получения метки с общим потоком геометрической информации ВПИ. Программа работает в автоматическом режиме и не требует вмешательства оператора.

Программа, устанавливаемая на бортовой компьютер ВПР-машин, обеспечивает взаимодействие в режиме выправки с аппаратными средствами считывания информации об электронной путевой разметки, настройку и диагностику сканера и антенны на машине, выбор стартовой позиции выправки пути по электронной путевой разметки.

По результатам расчетов строятся программные задания управления машинной выправкой пути в плане, по уровню и в продольном профиле, с шагом 0,625 м:

– проектные стрелы изгиба рабочего стрелографа путевой машины, построенные по параметрам проектной кривизны пути в плане;

– расчетные сдвиги пути;

– проектные стрелы изгиба в вертикальной плоскости нивелировочных ходов левой и правой рельсовой нити, построенные по параметрам проектной кривизны пути в профиле;

– расчетные подъемки левого и правого рельса;

– проектное возвышение наружного рельса.

Программное задание обновляется по мере прохода вагонов-путеизмерителей (два раза в месяц). Проектные задания в них постоянны, а расчетные значения перемещений пути корректируются с учетом появившихся расстройств.

Перегонные программные задания находятся в СБД-П дороги и доступны в любой период времени.

Машинная выправка одновременно в плане, профиле и по уровню осуществляется под управлением перегонных программных заданий. Привязка стартовой позиции производится по электронной разметки пути. Путевая машина, оборудованная сканером, осуществляет поиск меток в автоматическом режиме. После успешного выбора стартовой позиции программное задание подготавливается к выправке с учетом параметров машины (КИС, положение машины и т.д.).

Путевая машина с настроенной КИС начинает работу со стартовой позиции при этом процесс выправки отражается на экране компьютера, где выводятся цифровые значения графиков и показания индикаторных приборов кроме того, на экран выводится зафиксированные электронные метки, которые используются для автоматической коррекции программного задания по длине пути.

Системы высокоточной выправки пути «ВПИ Навигатор», МС ВНИИЖТ позволяют значительно повысить производительность выправочных машин, так как необходимую информацию о состоянии пути получает от ВПИ без предварительной измерительной поездки, при этом производительность машины типа Доуматик увеличивается на 15-25%, а ВПР до 60-88%, что особенно актуально при незначительной продолжительности «окна».

 

11.9.2. Система сбора, обработки и хранения информации о местонахождении удаленных подвижных объектов путевого хозяйства

В 2007 году начаты работы по широкому внедрению системы сбора, обработки и хранения информации о местонахождении удаленных подвижных объектов путевого хозяйства, предназначенных для оперативного контроля местоположения объектов железнодорожного транспорта – вагонов, ССПС, автомобилей и решения задач на основе информации о состоянии технических параметров контролируемых объектов.

Система обеспечивает:

– определение местоположения транспортных средств на электронной карте в режиме реального времени;

– контроль прохождения установленных точек в заданный период времени;

– отображение местоположения и маршрутов движения за любой промежуток времени на карте на экране монитора;

– формирование отчетов о движении и стоянках транспорта за любой период наблюдения;

– формирование графиков скорости движения транспорта за любой период наблюдения;

– связь диспетчера с экипажем подвижного объекта;

– хранение полученной информации в базе данных.

Область применения – диспетчерское управление вагонами дефектоскопами, вагонами путеизмерителями, мотриссами различного назначения, путевыми машинами и автотранспортом путевого хозяйства.

Оборудование Системы включает в себя сервер приложений, сервер обмена, компьютеры – оборудование АРМ диспетчеров, абонентский навигационно-связной терминал. В дальнейшем на подвижных объектах планируется установить бортовой миникомпьютер (БК).

В качестве транспортной и навигационной среды используются сети GSM, Internet, МГТС и спутниковая навигационная система GPS NAVSTAR (США), ГЛОНАСС (Россия).

На сервере приложений формируется база данных, в которую заводятся данные обо всех объектах, управляемых Системой. В режиме реального времени сервер обрабатывает данные, поступающие с подвижных и стационарных объектов. Сервер совместно с клиентской частью АРМ-ов поддерживает в рабочем режиме географическую карту, на которой отражаются трассы передвижения контролируемых объектов – вагонов, мотрисс.

В настоящее время развитие средств диагностики идет за рубежом и в России по пути создания мобильных диагностических комплексов.

В Италии создан диагностический комплекс «Архимед». Поезд Архимед обладает следующими основными свойствами:

– способностью измерять геометрические характеристики пути, качественное состояние пути, параметры контактной сети, техническое состояние систем сигнализации и телекоммуникаций;

– рабочей скоростью движения 200-220 км/ч;

– возможностью измерений на линиях электрифицированных на переменном токе напряжением 25 кВ, 50 Гц и на постоянном токе напряжением 3 кВ.

Применение путеизмерительного поезда на высокоскоростных линиях обеспечивает стабильность и безопасность движения поездов.

В России созданы опытные образцы диагностических комплексов для контроля технических объектов инфраструктуры «Интеграл» фирмы «Группа компаний «Твема» и АДК-И фирмы НПЦ «Инфотранс» (рис 11.38).

Использование множества подсистем контроля в рамках одного диагностического поезда позволяет получить значимые преимущества при проведении плановых проверок состояния объектов транспортной инфраструктуры.

Оборудование диагностических комплексов спроектировано с учетом растущих требований к качеству и скорости контроля объектов инфраструктуры. Большая часть систем комплексов не имеют в своем составе механических датчиков, что снимает ограничение на рабочую скорость подвижной единицы диагностического комплекса.

В настоящий момент оборудование комплексов базируется на пассажирских вагонах, конструктивная скорость которых составляет до 160км/ч, но обеспечивают работоспособность аппаратно-программного комплекса до 250 км/ч..

В комплексе АДК-И «Интеграл» решаются задачи получения данных о состоянии объектов инфраструктуры приближенных к поезду «Архимед».

 

 

11.9.3. Разработка автоматизированной система диагностики пути

Источником объективной информации о текущем состоянии пути в современных условиях становятся компьютеризированные средства его диагностики. Параллельно с внедрением новых средств диагностики, актуальнейшей задачей для путевого хозяйства является разработка и внедрение комплексной автоматизированной системы диагностики пути (АСДП). Основная задача АСДП – обеспечивать концентрацию в автоматизированном режиме поступающей от различных средств диагностики информации о состоянии пути, выполнять ее обработку в путейских подразделениях в необходимых объемах, решать проблемы взаимообмена результатами измерений и выполнения объективных комплексных анализов состояния железнодорожного пути.

На рис.11.39 представлена укрупненная схема автоматизированной комплексной системы диагностики пути. Она может быть разделена на три группы задач.

Первым начальным звеном системы диагностики пути является контроль и управление работой самих диагностических средств, их оснащенностью и техническим состоянием.

Первая часть системы диагностики – позволяет сформировать банк данных о наличии, техническом состоянии и управлении работой средств диагностики пути и включает в себя подсистемы, связанные с учетом наличия, планированием и учетом работы, автоматизированным контролем выполнения плана работы, анализом использования, планированием ремонтов и технических обслуживаний с учетом неисправностей и причин простоев путеизмерительных средств и средств дефектоскопии на уровнях дистанций и служб пути.

Вторая часть АСДП – это группа задач по обеспечению реализации функций приема, накопления и хранения измерительной информации, а также обработки информации и получения выходных ведомостей по каждому средству диагностики. Она позволяет сформировать банк данных измерительной информации о состоянии железнодорожного пути и его элементов по результатам контроля всеми средствами диагностики, который является ядром всей системы и основой для последующей комплексной обработки.

Третья часть системы – наиболее важная и интегральная по отношению к первым двум – это группа комплексных аналитических задач.

Каждое из средств диагностики пути выполняет, как правило, целый ряд различных уникальных функций, позволяющих контролировать параметры технического состояния отдельных объектов и элементов железнодорожного пути.

Но наибольшую ценность имеет комплексная оценка и анализ состояния железнодорожного пути по результатам контроля всеми средствами диагностики и, как следствие, планирование ремонтных работ по фактическому состоянию пути и его элементов.

Внедрение системы на всех железных дорогах позволяет сформировать банк данных по диагностике для уровня ЦП ОАО «РЖД», что даст возможность доступа к достоверной информации о работе всего парка средств диагностики пути и о фактическом состоянии пути по комплексным результатам контроля руководителям высшего уровня управления путевым хозяйством.