Створення розосередженої інформаційно-аналітичної системи оперативного автоматизованого контролю ходової частини рухомого складу.

 

Назва проекту

Створення розосередженої інформаційно-аналітичної системи оперативного автоматизованого контролю ходової частини рухомого складу.

 

Мета проекту

Розробка та створення експериментального автоматизованого пристрою контролю  ходової частини рухомого складу. Створення на базі розробленого пристрою розосередженої інформаційно-аналітичної системи оперативного автоматизованого контролю ходової частини рухомого складу.

 

Призначення

Автоматизований пристрій контролю ходової частини рухомого складу призначений для проведення технічної діагностики стану ходової частини колісних пар та візків усіх типів вагонів без їх зупинки й обходу, без спеціального очищення, цілодобово на під'їзних коліях, "гірках", пунктах технічного огляду, а також при проведенні передремонтної і післяремонтної діагностики на ремонтних підприємствах.

Коротка інформація про проект

Концепція системи була розроблена при створенні експериментального пристрою акустичного контролю металевих деталей. Окремі елементи системи, у складі експериментального пристрою акустичного контролю, були перевірені на станції “Клепарів”, у проектно-конструкторському бюро вагонного господарства МШС Російської Федерації, станція “Бойня” Московської залізниці.

Автоматизований пристрій контролю ходової частини рухомого складу призначений для оперативної діагностики рухомого складу та запобігання аварійних ситуацій на окремому пункті контролю у реальному часі при робочому навантаженні без зупинки рухомого складу. Інтеграція інформації, отримуваної на кожному окремому пункті контролю, забезпечується за допомогою розосередженої інформаційно-аналітичної системи.

Система буде забезпечувати проведення цілодобової технічної діагностики ходової частини усіх типів вагонів без їх зупинки й обходу, на під'їзних коліях, "гірках", пунктах технічного огляду, а також при проведенні передремонтної і післяремонтної діагностики на ремонтних підприємствах.

Переваги пропонованого методу:

  • Одержання інформації про стан ходової частини у реальному часі при робочому навантаженні без зупинки рухомого складу;
  • Висока швидкість діагностики, що досягається за рахунок використання найновіших досягнень мікроелектронної техніки та програмного забезпечення;
  • Можливість створення баз даних на окремі вагони при різних завантаженнях та умовах експлуатації;
  • Можливість проведення техніко–економічної і статистичної оцінки ефективності використання рухомого складу;
  • Можливість прогнозування та недопущення аварійних та катастрофічних ситуацій за рахунок постійного контролю за ходовою частиною без зупинки рухомого складу.

Аналогічні вітчизняні системи для контролю та діагностики ходової частини без зупинки рухомого складу авторам невідомі. Існуючі системи на вітчизняному ринку представлені засобами магнітопорошкового контролю (пристрій контролю коліс “УМПК-1” виробництва УкрНДІНК), ультразвукової та вихрострумової діагностики (автоматизований пристрій комплексного неруйнівного контролю колісних пар “СНК КП - 8.3” виробництва УкрНДІНК, універсальний дефектоскоп “УД2-70” виробництва НПФ “УЛЬТРАКОН-СЕРВІС”, універсальні дефектоскопи ОКО-01 та УД4-76 виробництва НПФ “Промприлад”). Вказані системи діагностики призначені для проведення контролю у стаціонарних умовах ремонтних підприємств на відміну від пропонованої системи.

Принцип дії, опис та функціонування

Стан ходової частини визначається шляхом аналізу коливань, що виникають у колісній парі під час проходження нею рейкового стику. Відбір діагностичної інформації здійснюється наступним чином. При проходженні колісною парою рейкового стику в колісній парі збуджуються коливання. За допомогою спеціалізованих сенсорів коливання перетворюються у цифровий формат та аналізуються з метою ідентифікації стану конкретної колісної пари. Внаслідок появи та утворення дефектів у колісній парі змінюється характер коливань при проходженні нею рейкового стику і, відповідно, змінюється сигнал, отримуваний спеціалізованими сенсорами приладу. Отриманий сигнал обробляється цифровими методами, аналізується та порівнюється з взірцевими сигнатурами сигналів колісних пар без дефектів та при наявності різноманітних дефектів. Після проведення аналізу отриманих даних пристрій видає інформацію про стан колісної пари. Після обробки інформація може передаватися для збереження у загальну базу даних на проміжний сервер місцевої мережі збору інформації для більш детального аналізу, подальшого обліку та систематизації.

На основі запропонованого підходу можлива реалізація лінійки приладів та систем із специфічним призначенням та можливостями. Серед них наступні:

1. Автоматизований пристрій контролю ходової частини рухомого складу. Пристрій призначений для проведення оперативної діагностики рухомого складу без його зупинки й обходу, без спеціального очищення, цілодобово. Встановлюється на під'їзних коліях, "гірках", пунктах технічного огляду. Також, використовується при проведенні передремонтної і післяремонтної діагностики на ремонтних підприємствах. Забезпечує роботу та видачу більш детальної діагностичної інформації в автономному режимі (наприклад, на "гірках", пунктах технічного огляду, ремонтних підприємствах).  Служить для первинного відбору діагностичної інформації та передачі її різноманітними каналами зв’язку до системи оперативного автоматизованого контролю.

Автоматизований пристрій контролю складається з наступних частин:

-          спеціалізованих сенсорів, які забезпечують приймання сигналу та перетворення його в електричну напругу і цифровий код;

-          аналізатора, який здійснює обробку та аналіз сигналів і забезпечує комплексну перевірку приладу та відображення результату;

-          пристрою ідентифікації об’єкту, який визначає реєстраційний код об’єкту;

-          схеми узгодження та комутації сенсорів;

-          пристрою узгодження та зв’язку з проміжним сервером;

-          резервного блоку автономного живлення.

2. Система оперативного автоматизованого контролю. Система призначена для збору та найбільш повної і детальної обробки, аналізу та видачі інформації про стан рухомого складу. Система отримує дані з мережі автоматизованих пристроїв контролю ходової частини рухомого складу. Внаслідок застосування більш потужних обчислювальних засобів можливе отримання найбільш повної діагностичної інформації, проведення статистичної оцінки, прогнозування стану ходової частини, планування ремонтних заходів тощо. Система складається з наступних елементів:

-          автоматизований пристрій контролю ходової частини рухомого складу. Функція – відбір діагностичної інформації. Розташовується  безпосередньо біля стиків рейок на під'їзних коліях, "гірках", пунктах технічного огляду.

-          проміжний сервер місцевої мережі збору інформації. Функція – координація збору та організація передачі інформації від декількох пристроїв первинного відбору та аналізу діагностичної інформації до комп’ютера технологічного контролю та обробки діагностичної інформації. Розташовується на території під'їзних колій, "гірок", пунктах технічного огляду (спеціальні шафи, приміщення).

-          комп’ютер технологічного контролю та обробки діагностичної інформації. Функції - обробка інформації, що поступає від пристроїв відбору та аналізу діагностичної інформації; видача попереджень про незадовільний технічний стан колісної пари; створення динамічної бази даних на ешелон; передача інформації у комп’ютери організаційно-контролюючих підрозділів. Розташовується у приміщенні транспортного вузла, у підрозділі, що безпосередньо займається обліком, сортуванням, розподілом рухомого складу.

-          комп’ютери організаційно-контролюючих підрозділів. Функція - облік, систематизація та аналіз даних; створення баз даних на окремі вагони (типи вагонів) та ешелони; проведення статистичних оцінок необхідності проведення ремонтних заходів. Розташовуються  у приміщеннях підрозділів, що займаються обліком та контролем технічного стану рухомого складу.

Апробація:

Елементи системи у складі експериментального пристрою акустичного контролю були перевірені на станції “Клепарів”, у проектно-конструкторському бюро вагонного господарства МШС Російської Федерації, станція “Бойня” Московської залізниці.

 

Стан розробки:

Наявні робочі взірці у варіантному виконанні:

-       мобільна система для швидкого встановлення на стиках колії;

-       у вигляді переносного інструмента оглядача вагонів.

 

Питання, що вимагають узгодження з замовником до впровадження:

Узгодження технічного завдання на виготовлення за наступними параметрами:

-       надання замовником затвердженого переліку дефектів, що підлягають виявленню;

-       надання замовником ТЗ на конструктивне виконання та конструктивні особливості обладнання (вібростійкість, кліматичні умови експлуатації, необхідність наявності енергонезалежної пам’яті тощо);

-       надання замовником рекомендацій стосовно методів та стандартів телеметричної передачі інформації від передаючих частин системи оперативного контролю ходової частини рухомого складу до приймаючих систем замовника;

-       надання замовником рекомендацій стосовно форматів баз даних, використовуваних замовником;

-       надання замовником рекомендацій стосовно прийнятих методів ідентифікації вагона тощо.

Етапи виконання робіт:

Етап 1. Завершення (доведення) одного примірника автоматизованого пристрою контролю ходової частини рухомого складу, набір статистики, аналіз даних, розробка методики метрологічних випробовувань, створення тестових баз даних, випробовування у реальних умовах.

Етап 2. Виготовлення одного примірника комплексу. Впровадження комплексу на окремому відділку (станції). Сертифікація.

Етап 3. Виготовлення, наладка, поставка, встановлення необхідної кількості комплексів. Навчання персоналу. Супроводження робіт (авторський нагляд). 

Очікувані результати при впровадженні:

Одержання інформації про стан ходової частини у реальному часі при робочому навантаженні без зупинки рухомого складу дає можливість:

-       оперативно виявляти дефекти колісних пар та візків;

-       прогнозувати і усувати аварійні ситуації за рахунок постійного контролю з високою достовірністю за ходовою частиною рухомого складу без зупинки рухомого складу;

-       створити динамічні бази даних на окремі вагони (типи вагонів) та ешелони;

-       проводити техніко–економічну і статистичну оцінку необхідності проведення ремонтних заходів.

 

Економічна ефективність:

Економічна ефективність пропонованого інноваційного проекту полягає у підвищенні ефективності оперативної діагностики рухомого складу та запобіганню аварійних ситуацій шляхом запровадження пропонованої системи для отримання додаткової оперативної інформації про стан ходової частини у реальному часі при робочому навантаженні без зупинки рухомого складу.

Пропонована система не вносить змін у існуючу на залізничному транспорті інфраструктуру контролю та діагностики рухомого складу, а підвищує її ефективність та достовірність за рахунок додаткової оперативної інформації.

Пропонована система не потребує додаткових капітальних затрат для модернізації шляхового господарства та може розгортатись оперативно та поетапно. Ефективність системи забезпечується цілодобовою технічною діагностикою ходової частини усіх типів вагонів без їх зупинки й обходу, на під'їзних коліях, "гірках", пунктах технічного огляду та, додатково, при проведенні передремонтної і післяремонтної діагностики на ремонтних підприємствах.

Економічна ефективність від запровадження системи зростає при її розгортанні.  Економічний ефект від запровадження системи на кожному окремому пункті контролю забезпечується оперативністю виявлення дефекту колісних пар та візків і, відповідно, зниженням аварійності. Додаткового персоналу для експлуатації системи на окремих пунктах контролю не потрібно.

При розгортанні пропонованої системи у повному обсязі, накопиченні інформації з окремих пунктів контролю, створенні баз даних на окремі вагони (типи вагонів) забезпечується набагато більший економічний ефект за рахунок прогнозування і усунення аварійних ситуацій внаслідок постійного контролю з високою достовірністю за ходовою частиною рухомого складу при його пересуванні мережею залізниць. Подальший аналіз отриманої інформації забезпечує проведення техніко–економічної і статистичної оцінки необхідності проведення ремонтних заходів. Економічний ефект досягається внаслідок оптимізації проведення планових ремонтних робіт рухомого складу, збільшення тривалості міжремонтного пробігу за рахунок постійного оперативного контролю за ходовою частиною без зупинки рухомого складу і необхідності його вилучення з експлуатації для проведення діагностики.

Детальна оцінка економічної ефективності може бути здійснена після виконання першого етапу пропонованого інноваційного проекту, що передбачає розробку, виготовлення, проведення випробувань взірця системи на окремому пункті контролю та проведення аналізу і оцінки отриманої інформації.

Пошук


Visitor counter, Heat Map, Conversion tracking, Search Rank