Системы мониторинга и диагностики инфраструктуры железнодорожного транспорта России

Системы мониторинга и диагностики инфраструктуры железнодорожного транспорта России виртуальная выставка журнальных статей © Составители: Демидова Г. Л. , ведущий библиотекарь

Ежедневно десятки диагностических вагонов проверяют состояние устройств инфраструктуры на сети дорог России. Целью таких поездок является своевременное обнаружение, измерение и оценка степени выявленных отступлений от норм содержания. Последующий анализ информации, полученной приборами и устройствами диагностических вагонов, дает возможность определить безопасность движения поездов, диагностировать изменение состояние устройств инфраструктуры. Это необходимо для планирования необходимых видов работ, как текущего ремонта, так и капитального. Предлагаем статьи о работе вагонов-путеизмеритей. В статьях анализируются данные, полученные с регистраторов, делаются выводы о состоянии железнодорожного пути, ставятся цели мониторинга и диагностики. Предлагаются современные средства диагностики. Журналы, в которых опубликованы эти работы, имеются в читальном зале научнотехнической библиотеки нашего университета. Статьи опубликованы в научнопопулярных и производственно-технических журналах, изданных в 2014 -2016 годы.

Одной из важных задач при проверке участков диагностическими средствами является определение точных координат местонахождения выявленных неисправностей для их последующего устранения. Анциферов И. Н. Способы координатной привязки диагностических средств / И. Н. Анциферов // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - № 4. - С. 30 -34. Автор статьи рассматривает варианты определения координат и привязку к различным объектам. Способы привязки можно разделить на две группы: «ручная» и автоматическая. «Ручная» привязка производится к какому-либо неподвижному физическому объекту возле пути: километровый столб, стрелочный перевод. Автоматическая привязка осуществляется с помощью геодезической системы координат по системам GPS и ГЛОНАСС и радиочастотных меток (RFID), уложенных в путь. Эти варианты привязки описываются в статье. Освещаются преимущества и недостатки предлагаемых вариантов привязки, отмечаются некоторые их особенности. При выборе способа привязки возможно комбинирование любых способов.

Текущее содержание пути препятствует процессу непрерывного накопления остаточных деформаций в пути. Работы текущего содержания пути различают по номенклатуре, объемам и формам организации работ. Карпущенко Н. И. Организация текущего содержания пути с использованием данных вагонов-путеизмерителей / Н. И. Карпущенко, А. В. Быстров // Экономика железных дорог. 2016. - № 9. - С. 85 -91. В предлагаемой статье авторы приводят данные по затратам труда на устранение неисправностей рельсовой колеи при различных конструкциях пути, определенные с использованием длин неисправностей. Последние версии программного обеспечения вагонов-путеизмерителей позволяют определить длину неисправностей. Методика определения затрат труда на текущее содержание пути с использованием данных вагонов-путеизмерителей реализована на дистанциях пути Западно. Сибирской дирекции инфраструктуры.

Система диагностики и мониторинга содержания рельсовой колеи в ОАО «РЖД» совершенствуется постоянно. Ученые ВНИИЖТ предложили нормативы оценки натурных неровностей, разработанные на основе анализа записи путеизмерительным вагоном КВЛ-П. Анциферов И. Н. Загадки путеизмерительного вагона / И. Н. Анциферов // Путь и путевое хозяйство. - 2014. - № 5. - С. 21 -28. Автор делится опытом по расшифровке данных и эксплуатации программного обеспечения от НПЦ ИНФОТРАНС. Сопровождающие путеизмеритель дорожные мастера и инженеры обращались к автору по поводу нештатных ситуаций при автоматической расшифровке данных. В статье приводятся различные случаи, когда, например, в пределах многорадиусной кривой имеются разные значения бокового износа. Даются ссылки на инструкцию и приводятся фотографии лент с путеизмерителя.

Точность привязки неисправностей железнодорожного пути и других объектов инфраструктуры, составляет несколько десятков метров (путевым шаблоном невозможно выявить большие погрешности привязки к линейной координате). Идентификация неисправностей и дефектов создает достоверную базу для определения интенсивности их развития. Инструментом для формирования базы служит Комплексная система пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ). Эта система включает в себя разработку системнотехнических решений и требований к показателям точности и форматам данных для координатной привязки результатов мониторинга к высокоточной системе координат (ВКС) и передаче данных в КСПД ИЖТ. Разработана технология привязки данных по реперным точкам. Возможно использование мобильных средств диагностики (МСД). Диагностика объектов инфраструктуры с применением КСПД ИЖТ / Ю. А. Черногоров, В. П. Бирюзов, А. И. Лисицын [и др. ] // Железнодорожный транспорт. - 2015. - № 11. С. 30 -32. Новая технология отличается от существующей высокой точностью определения пространственного положения обнаруженной неисправности.

Игонькин С. Н. О натурных неровностях / С. Н. Игонькин // Путь и путевое хозяйство. - 2015. - № 8. - С. 11 -14. Автор, подробно рассматривает понятие «натурная неровность» . Путеизмерительные вагоны КВЛ-П получают сведения, используя специальное программное обеспечение. Измеренные значения основных параметров состояния рельсовой колеи и натурных неровностей представлены в виде таблицы. Натурные неровности при этом являются результатом математического перерасчета с помощью соответствующих передаточных функций параметров положения пути в плане (рихтовка) и профиле (просадка), измеренных несимметричными хордами. Приведены запись просадки и диаграмма натурной неровности профиля по левой нити. Параметры имеют различные амплитудночастотные характеристики. Оценить амплитудные характеристики натурных неровностей можно по гармонизированным нормативам. В нормативах необходимы уточнения предельно допустимых значений неровностей профиля. Просадка более 20 мм требует ограничения скорости.

Следует учитывать, что натурные неровности оцениваются не только по амплитуде, но и статистически. В основу данного метода положены расчеты стандартного среднеквадратического отклонения (СКО) и скользящего СКО. Предлагается формула, по которой рассчитывается среднеквадратичное отклонение. Игонькин С. Н. О методах статистического анализа состояния рельсовой колеи / С. Н. Игонькин // Путь и путевое хозяйство. 2015. - № 9. - С. 29 -31. Методом статистического анализа устанавливается влияние конструкции верхнего строения пути на состояние и динамику расстройства рельсовой колеи при движении поездов повышенной массы и длины. Расчетами статистических показателей установлена зависимость стабильности пути от радиуса кривой. Метод статистического анализа показаний путеизмерительных вагонов можно использовать для определения уровня трудозатрат по текущему содержанию пути, также при анализе состояния пути с различными типами скреплений. Приводятся схемы среднеквадратичного отклонения (СКО) рихтовки в кривых разных радиусов, СКО ширины колеи по годам в кривых с разными скреплениями.

Локтев Д. А. Определение параметров объекта по серии его изображений в комплексной системе мониторинга / Д. А. Локтев // Путь и путевое хозяйство. - 2015. - № 2. - С. 31 -33. На дорогах ОАО «РЖД» эксплуатируется в основном путеизмерители КВЛ-П и ЦНИИ-4. Одна из выполняемых ими функций – видеонаблюдение пути. Проблема фиксации результатов видеонаблюдений становится наиболее острой в связи с ростом скоростей движения вагонов, поэтому повышение качества изображении (возможность четкой идентификации объекта при повышенных скоростях) является актуальной задачей. Для повышения эффективности работы вагонов-путеизмерителей предлагается методика определения параметров, двигающегося объекта на основе использования алгоритмов стереозрения и размытия изображений объекта, полученных с двух камер. Предлагается из спектра цветов выделить синий, зеленый, красный, каждый из которых соответствует определенной длине волны, а соответственно и частоте, которая меняется при движении объекта согласно формуле Доплера. Предлагаемые в статье вычислительные схемы и методы могут быть реализованы при детектировании различного рода неподвижных объектов с помощью перемещающейся системы видео- и фотофиксации.

В настоящее время одно из ведущих мест в вопросах обеспечения безопасности движения поездов занимает технология УРРАН (управление ресурсами, рисками и анализ надежности). Седёлкин Ю. А. Новые горизонты технологии УРРАН / Ю. А. Седёлкин, В. В. Атапин // Путь и путевое хозяйство. 2015. - № 8. - С. 15 -17. Технология УРРАН направлена на оценку фактического технического состояния пути, объектов железнодорожной инфраструктуры, определение участков пути, требующих проведения ремонтных работ. Основой для новых разработок стала информационно-аналитическая система комплексной диагностики и мониторинга состояния железнодорожной инфраструктуры «ЭКСПЕРТ» . Специалисты разрабатывают методики определения предотказного состояния балластного слоя и земляного полотна, бесстыкового пути и др. Это позволит получить наиболее полную картину обо всех объектах инфраструктуры в целях планирования капитальных ремонтов. Для полноценного функционирования данных методик, необходимо достаточное количество диагностических средств, обеспечивающих требуемую периодичность контроля, оснащенных системами пространственного сканирования и георадиолокации (вагоны-путеизмерители, вагоныдефектоскопы и другое диагностическое оборудование).

Кулябко А. М. "Прадедушка" отечественных путеизмерителей / А. М. Кулябко // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - № 5. - С. 33 -37. В 2016 году исполнилось 100 лет вагону-измерителю Н. Е. Долгова (1871 -1919 гг. ) Автор статьи, используя материалы, опубликованные в различных технических журналах, рассказывает о возникновении идеи создания путеизмерительного вагона с непрерывной записью показателей состояния рельсовой колеи. По замыслу Н. Е. Долгова путеизмерительный вагон призван: облегчить и значительно ускорить проверку состояния пути.

Кулябко А. М. "Прадедушка" отечественных путеизмерителей / А. М. Кулябко // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - № 7. - С. 34 -40. Ливчак И. Н. (1839 -1914 гг. ) изобрел прибор, который при движении поезда мог обнаружить на пути вертикальные толчки. Он предложил также оценивать состояние пути по количеству толчков на версту. Первым путеизмерителем, в котором в какойто мере был автоматизирован процесс контроля состояния пути, принято считать путеизмеритель Клаусса (1877 г. ).

Рудько И. В. Точность привязки дефекта рельса - важная задача расшифровщика / И. В. Рудько // Путь и путевое хозяйство. - 2014. - № 5. - С. 27 -28. Одним из ключевых моментов при выдаче отметки с подозрением на дефектный рельс является точность привязки к пути. В связи с заменой звеньевого пути на бесстыковой, возникают трудности у расшифровщиков привязке дефектного места к пути. Программная функция «Амплитуда донного сигнала» позволяет судить о наличии сварных стыков на участке и дает возможность привязать дефектное место к ближайшему сварному стыку На дефектограмме можно обнаружить сварной стык по записи магнитного канала. На Восточно-Сибирской дороге в отделе расшифровки, в цехах дефектоскопии принята единая форма выдачи отметок, согласно которой каждая отметка должна содержать определенные сведения (номер пути, километр с указанием метра по координате регистратора, номер пикета и т. д. ). Приведение отметок к единой форме записи практически исключает ошибки в поиске дефектного места.

Бирюзов В. П. Об основных направлениях развития систем диагностики и мониторинга путевого хозяйства до 2025 г. / В. П. Бирюзов // Путь и путевое хозяйство. - 2015. - № 4. - С. 4 -8. С вводом в эксплуатацию новых диагностических комплексов и путеизмерительных лабораторий, путеизмерение приобретает комплексный характер, т. е. включает в себя диагностику и оценку состояния всех элементов железнодорожного пути. Бирюзов В. П. - начальник Управления диагностики и мониторинга инфраструктуры Центральной дирекции инфраструктуры освещает основные направления развития средств неразрушающего контроля рельсов на период до 2025 года. В статье приводится структура диагностики путевого хозяйства, описываются функции аппаратнопрограммного комплекса «АСТРА» по расшифровке измерительной информации средств НК и ТД. Для снижения эксплуатационных расходов предлагается разделить функции эксплуатации и диагностики объектов инфраструктуры; создать новую модель взаимоотношений между подразделениями; актуализировать документацию, регламентирующую деятельность подразделений рельсовой дефектоскопии; сократить время на расшифровку результатов проверок и т. п.

Бугаенко В. М. Мониторинг и диагностика инфраструктуры скоростными мобильными комплексами / В. М. Бугаенко // Путь и путевое хозяйство. 2015. - № 4. - С. 12 -16. Автор сформулировал основные направления реализации перехода к технологии контроля скоростными мобильными средствами. Представил технологию контроля на высокоскоростных и магистральных грузонапряженных линиях. Специалистами ЗАО «Фирма ТВЕМА» прорабатываются технологии диагностики скоростными мобильными средствами, представлены положения по их внедрению с технико-экономическим обоснованием. Оснащение дорог инфраструктурными диагностическими комплексами позволяет экономить на эксплуатационных расходах. Обработка данных диагностики рельсов в мобильных средствах диагностики и центрах диагностики должна вестись автоматизированной системой «АСТРА» .

Михалкин И. К. Новые задачи и принципы построения системы диагностики и мониторинга инфраструктуры ОАО "РЖД" / И. К. Михалкин, О. Б. Симаков // Путь и путевое хозяйство. 2015. - № 4. - С. 9 -11. Целевая функция средств диагностики направлена на сохранение безопасности движения и обеспечение перевозочного процесса на заданном уровне рисков с заданной системой обслуживания. В статье освещается создание многофункциональных диагностических лабораторий на базе локомотивов СПЛ-ЧС 200 и др. Основные принципы построения информационноаналитической подсистемы: открытость, масштабируемость архитектуры, ориентация на Web-технологии; универсальность доступа к информации воплощены в системе «ЭКСПЕРТ» . То есть в настоящее время уже есть предпосылки для того, чтобы к 2025 году создать систему диагностики и мониторинга состояния железнодорожной инфраструктуры, которая позволит обеспечить заданный перевозочный процесс.