Автоматизированная система контроля подвижного состава

В целях обеспечения безопасности движения поездов в ОАО «РЖД» внедрена новая технология работы по контролю состояния подвижного состава при прохождении поездов по участкам. Технология включает в себя визуальный технический осмотр транзитных поездов по системе двухстороннего (шахматного) контроля на станциях, а также систему бесконтактного контроля нижней негабаритности подвижного состава и состояния роликовых буксовых узлов вагонов на ходу поезда. Основная цель новой технологии работы заключается в выявлении в проходящих поездах неисправностей, угрожающих безопасности движения, принятии мер к немедленной остановке всеми имеющимися средствами, недопущении дальнейшего следования неисправных вагонов без устранения дефектов или отцепки их от поездов.

Визуальный метод выявления неисправностей ненадежен и малопроизводителен. В условиях ограниченного времени технического осмотра осмотрщик обязан проверить исправность большого числа деталей и узлов на различных позициях и выявить все неисправности вагона, угрожающие безопасности движения. Осмотр вагонов усложняется в ночное время. Именно поэтому возникает необходимость автоматизации процессов выявления технических неисправностей вагонов с помощью специальных приборов и установок.

Автоматизированные системы контроля технического состояния подвижного состава (АСК ПС) позволяют своевременно выявлять неисправности ходовых частей подвижного состава.

Своевременное выявление и устранение неисправностей вагонов в эксплуатации позволяет предупредить возникновение необратимых отказов, способных привести к авариям и крушениям, увеличить скорость движения поездов, сократить затраты времени на техническое обслуживание составов, увеличить расстояния безостановочного пробега поездов без технического обслуживания, облегчить условия труда линейных работников вагонного хозяйства.

Комплекс технических средств АСК ПС представляет собой распределенную структуру специализированных аппаратно-программных комплексов, объединенных единой сетью передачи данных с линейных пунктов. По своему функциональному назначению технические средства АСК ПС подразделяются на средства линейных пунктов контроля (ЛПК), оборудование центрального поста контроля (ЦПК) и единой сети передачи данных (СПД ЛП).

В составе АСК ПС широко применяется система дистанционного контроля исправности вагонов на ходу поезда (ДИСК), в составе которой имеются подсистемы дефектов поверхности катания колес (ДИСК-К), контроля исправности тормозов (ДИСК-Т), обнаружения волочащихся деталей (ДИСК-В).

Контроль состояния буксовых узлов в эксплуатации производится визуально на пунктах технического обслуживания осмотрщиками вагонов, а на перегонах и подходах к пунктам технического обслуживания (ПТО) – напольными бесконтактными средствами теплового контроля (СТК) по инфракрасному (ИК) излучению от букс проходящих поездов. По существу, СТК являются основным аппаратным средством контроля буксовых узлов на российских железных дорогах и большинстве зарубежных дорог.

В настоящее время на сети дорог РФ находятся в эксплуатации несколько разновидностей систем бесконтактного контроля состояния буксовых узлов на ходу состава. В их числе комплексы ПОНАБ-3, ДИСК-Б, КТСМ-01, КТСМ-01Д, КТСМ-02, установленные на станциях контролируемого участка.

Аппаратура ПОНАБ и ДИСК-Б состоит из перегонного и станционного оборудования, связанного между собой кабельной линией связи.

Перегонные устройства, в свою очередь, состоят из напольного и постового оборудования.

Напольное оборудование размещается непосредственно на пути. В его состав входят: две приемные камеры инфракрасного излучения, коробка путевая с электронной педалью типа ЭП-1, четыре датчика прохода колесных пар ПБМ-56, ограждение, рама.

Постовое оборудование размещается в специальном отапливаемом помещении (пост ПОНАБ), сооружаемом вблизи участка размещения напольного оборудования. В состав постового оборудования входят: щит силовой, стойка аппаратуры, стойка передающая.

Станционные устройства размещают либо в помещении ПТО ВЧДЭ, либо в помещениях дежурного по станции или поста ЭЦ.

Схема размещения оборудования ПОНАБ и ДИСК-Б представлена на рис. 14.2.

Рис. 14.2. Схема размещения оборудования ПОНАБ и ДИСК-Б

Принцип действия приборов для обнаружения нагретых букс заключается в том, что нагретые буксы испускают инфракрасное излучение, которое воспринимается чувствительными элементами, находящимися в специальных камерах, расположенных в напольных устройствах по обеим сторонам пути (рис.14.3).

Рис. 14.3. Схема контроля перегрева корпуса буксы:

1 – корпус буксы; 2 – датчик инфракрасного излучения ПОНАБ, ДИСК-Б, КТСМ-01; 3 – датчик инфракрасного излучения КТСМ-02

По интенсивности излучения можно судить о степени нагрева буксы. В камерах происходит преобразование излучения в электрический сигнал, который усиливается и передается на регистрирующую аппаратуру.

После обработки сигналов устройствами постового оборудования информация о состоянии букс вагонов передается к станционному оборудованию и регистрируется печатающими устройствами или компьютером.

Включение в АСК ПС устройств контроля, находящихся на подходах к сортировочным станциям, позволяет оперативно передавать операторам ПТО парка прибытия информацию о неисправных вагонах для отцепки в текущий отцепочный ремонт или для проведения безотцепочного ремонта. Информация включает в себя порядковый номер вагона (начиная с головы поезда) с перегретыми буксами, сторону поезда, количество вагонов в поезде, общее количество перегретых букс, порядковый номер оси в вагоне с перегретой буксой, степень перегрева, время контроля поезда. Учет показаний средств контроля ведется в электронной копии журнала формы ВУ-100 согласно инструкции ЦВ-ЦШ-453.

Информация о проконтролированных поездах хранится в базе данных и может быть передана с помощью современных сетевых технологий (репликация) на любой компьютер, подключенный к корпоративной сети ОАО «РЖД». Использование репликации делает возможным организацию практически любого варианта сбора информации и последующего распределения ее между клиентами. Например, на Свердловской железной дороге информация собирается на уровне дорожного ИВЦ и далее транслируется на автоматизированные рабочие места служб, отделений, дистанций, вагонных депо и т. д.

Система позволяет автоматизировать составление отчета о задержках поездов на промежуточных станциях по показаниям средств контроля по форме ВО-19.

Подсистема ДИСК-Б является базовой подсистемой, к которой могут подключаться дополнительно подсистемы ДИСК-К, ДИСК-В, ДИСК-Т,
а также другие, вновь создаваемые подсистемы.

Базовая подсистема ДИСК-Б обладает функциональной и конструктивной завершенностью и может работать самостоятельно. Все остальные подсистемы могут только дополнять ее на различных контрольных операциях.

Аппаратура ДИСК-К предназначена для обнаружения на ходу поезда дефектов поверхности катания колес (ползуны, выщербины, навары, неравномерный прокат), вызывающих ударное воздействие колеса на рельс. Вследствие ударов колеса с перечисленными дефектами по рельсу в нем возникают ускорения, которые измеряются пьезоэлектрическими датчиками (пьезоакселерометрами). Они преобразуют динамическое воздействие колеса на рельс в электрический сигнал.

Контрольный участок пути оборудован путевыми датчиками прохода осей П1–П4 (рис.14.4). Эти датчики предназначены для счета числа вагонов в поезде и формирования зоны контроля, равной длине развертки колеса. В зоне контроля в шейках рельсов устанавливаются десять рельсовых пьезоакселерометров ДУ1–ДУ10. Это датчики виброускорений. Они устанавливаются по пять штук на каждую рельсовую нить.

Датчики П1–П4 представляют собой бесконтактные педали, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции. Они подключены к постовой аппаратуре через путевой ящик ПЯ.

Рис. 14.4. Структурная схема аппаратуры ДИСК-К:

1 – постовая аппаратура; 2 – станционная аппаратура

При обнаружении аппаратурой ДИСК-К дефекта колеса по кругу катания информация о порядковом номере вагона и номере оси в вагоне, а также значение динамического воздействия колеса на рельс указываются с помощью регистрирующего устройства аппаратуры ДИСК-Б.

В аппаратуре ДИСК-В на пути размещается напольный электромеханический датчик. Если в вагоне имеется волочащаяся деталь, она механически воздействует на напольный датчик. В результате вырабатывается электрический сигнал, который по линии связи передается на станционную регистрирующую аппаратуру, где фиксируется информация о порядковом номере вагона с волочащейся деталью.

Кроме подсистем ДИСК-К и ДИСК-В к базовой подсистеме ДИСК-Б подключена также и подсистема ДИСК-Т для автоматического обнаружения на ходу поезда вагонов с неисправными тормозами. В этих случаях происходит длительное трение тормозных колодок о колесо или колеса о рельс, что вызывает повышенный нагрев в месте контакта. Датчики улавливают инфракрасное излучение от обода колеса или тормозного диска, нагретых выше предельного уровня.

В последнее время разработан еще ряд подсистем для контроля технического состояния вагонов. К ним относятся дистанционная система контроля перегруза вагона (ДИСК-3), проката колес (ДИСК-П) и др.

Серийно выпускаемые подсистемы совершенствуются и подвергаются модернизации на основе новой элементной базы. Например, подсистема ДИСК-Б заменяется на ДИСК-2Б и КТСМ.

В дополнение к системе ДИСК разработана и частично эксплуатируется система средств технического диагностирования на ПТО (СТД-ПТО). Основой этой системы является базовая подсистема, включающая в себя аппаратуру для регистрации неисправностей непосредственно на ПТО. Эти неисправности могут быть выявлены как осмотрщиком вагонов, так и автоматическими устройствами.

К базовой подсистеме подключаются подсистемы, предназначенные для выявления износа гребней колес (СТД-ПТО-КГ), неисправности механизма автосцепки (СТД-ПТО-САКМА), нарушения верхнего и бокового габарита подвижного состава (СТД-ПТО-ГПС), неисправностей упряжного устройства (СТД-ПТО-УУ), дефектов роликовых подшипников (СТД-ПТО-Р), для контроля наличия валика подвески тормозного башмака и толщины тормозной колодки (СТД-ПТО-ТТ) и др.

Принятая в 2009 году в эксплуатацию микропроцессорная система контроля технического состояния подвижного состава КТСМ-02 имеет напольные камеры новой конструкции с креплением на рельс. Это повышает чувствительность и помехоустойчивость аппаратуры за счет сокращения расстояния от приемника теплового излучения до корпуса буксы. Более совершенные методы обработки и передачи данных позволяют обнаруживать на ходу поезда неисправные буксовые узлы на ранней стадии развития дефекта. Станционное оборудование системы КТСМ-02 дополнено подсистемой речевого оповещения и сигнализации. Она передает машинисту поезда через радиостанцию речевые сообщения об аварийном состоянии вагона в составе поезда и включает дополнительные средства сигнализации о неисправности подвижного состава. Кроме того, система КТСМ-02 имеет режимы непрерывной автоматической диагностики и контроля работоспособности узлов перегонных комплектов аппаратуры любого пункта.

По основным техническим характеристикам, влияющим на технико-экономическую эффективность средств теплового контроля, КТСМ-02 имеет преимущество перед КТСМ-01.

На рис. 14.5 представлен общий вид поста КТСМ и напольных устройств, которые входят в состав центрального поста контроля системы
АС КПС, оборудованного в эксплуатационном вагонном депо Иркутск-Сортировочный (ЦПК АС КПС). Операторами ЦПК АС КПС производится контроль нагрева буксовых узлов вагонов на основе оперативного анализа показаний приборов КТСМ. Отслеживается прохождение поездов на подходах к 20 станциям по главному ходу и к 10 станциям по Абаканской ветке. На основе «тревожных» показаний приборов, полученных операторами, вагоны предъявляются к осмотру.

Существует пять видов «тревожных» показаний:

– показание КТСМ с уровнем «Тревога 0» указывает на нагрев буксового узла выше предельного (устанавливается путем настройки поста КТСМ на заданную температуру нагрева) и требует осмотра буксового узла на ближайшем ПТО по ходу поезда;

– показание КТСМ с уровнем «Тревога 0Д» (независимо от настройки поста) указывает на рост температуры нагрева буксового узла и требует осмотра на ближайшем ПТО по ходу поезда;

– показание «Тревога 0П» вырабатывается системой АС КПС на основе автоматического анализа скрытых показаний КТСМ, осмотр необходим на ближайшем ПТО по ходу поезда;

– показание «Тревога 1» – предаварийный уровень нагрева буксового узла, при котором допускается следование поезда с особой бдительностью до ближайшей станции для осмотра;

– показание «Тревога 2» – аварийный уровень нагрева, при котором не допускается дальнейшее следование поезда. Требуется немедленная остановка поезда и осмотр буксового узла.

Рис. 14.5. Общий вид поста КТСМ и напольных камер

Показания приборов КТСМ могут быть вызваны как абсолютным нагревом буксовых узлов, так и относительным, т. е. буксовый узел, который имеет более высокий нагрев относительно других буксовых узлов в вагоне, также может вызвать тревожные показания КТСМ.

Устройства КТСМ оборудованы подсистемой, способной выявлять нагрев ободов колес при неправильной работе тормозного оборудования вагона, с выдачей тревожной сигнализации «Тревога 1».

Более 70 % вагонов, отцепленных от составов для целенаправленного осмотра буксовых узлов по предаварийным уровням показаний КТСМ, подтвердили правильность информации, полученной от аппаратуры контроля. С момента организации ЦПК АС КПС на Восточно-Сибирской железной дороге не произошло ни одного случая горячего излома шейки оси колесной пары.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные этапы разработки и внедрения системы ДИСПАРК.

2. Назовите основные тематические разделы дорожно-сетевой технологии оперативного управления вагонным парком в системе ДИСПАРК.

3. Назовите и охарактеризуйте базовый элемент многоуровневой автоматизированной системы управления вагонным комплексом ОАО «РЖД» (АСУ-В).

4. Какие задачи призвана решать система АСУ ТОРО-ВР, внедренная в ВЧДР Воскресенск Московской железной дороги?

5. Перечислите основные составляющие комплекса мер по контролю состояния подвижного состава при прохождении поездов по участкам, применяемых в ОАО «РЖД» с целью обеспечения движения поездов.

6. Для каких целей на железнодорожном транспорте внедряется автоматизированная система контроля технического состояния подвижного состава (АС КПС)?

7. Назовите подсистемы, входящие в автоматизированную систему контроля подвижного состава (АС КПС).

8. Назовите и охарактеризуйте подсистемы, входящие в систему дистанционного контроля исправности вагонов (ДИСК) на ходу поезда.

9. Назовите, из каких основных блоков состоит аппаратура ПОНАБ и ДИСК-Б, их назначение и где они устанавливаются.

10. Расскажите принцип обнаружения нагретых букс напольными бесконтактными средствами теплового контроля в проходящих поездах.

11. Для каких целей предназначена аппаратура ДИСК-К и каков принцип ее действия?

Дата добавления: 2014-01-03