Комплекс путевой информационно-измерительный универсальный

Полезная модель направлена на повышение эффективности непрерывного контроля погодных и геофизических условий железнодорожного пути с одновременным исследованием и прогнозом опасных изменений их параметров и характеристик, получение специализированной информации, обеспечивающей повышение эффективности управления техническим состоянием железнодорожного пути и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды. Это достигается за счет того, что комплекс путевой информационно-измерительный универсальный состоит из центральной станции 1 и измерительных модулей: модуль 2 для контроля параметров воздушной среды, модуль 3 для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, модуль 4 для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, модуль 5 для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, модуль 6 для контроля параметров снежной среды в лавиноопасных местах. Центральная станция 1 включает полнофункциональный миникомпьютер 1.1, блок 1.2 микропроцессорной аппаратуры, блок 1.3 приемо-передающей аппаратуры, блок 1.4 питания, блок 1.5 проводного и беспроводного интерфейса, помещенных в герметичный контейнер, который устанавливается стационарно на производственной территории железнодорожной станции или узла в дистанции пути. Контейнер 1 центральной станции изготовлен из ударопрочного, термоустойчивого пластика и имеет расширенный рабочий температурный диапазон от минус 40°С до плюс 70°С с возможностью применения в условиях повышенной влажности. Модуль для контроля параметров воздушной среды включает датчик 2.1 направления ветра, датчик 2.2 скорости ветра, датчик 2.3 температуры воздуха, датчик 2.4 влажности воздуха, датчик 2.5 количества и интенсивности осадков, а также блок приема и передачи данных измерений 2, в котором размещены микроконтроллер 2.6 для сбора и обработки данных от датчиков, проводной и/или беспроводной интерфейс 2.7 для связи с центральной станцией 1 комплекса и блок 2.8 питания, которые устанавливают на уровне контактной сети, модуль для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна включает датчик 3.1 температуры, установлен на рельс, датчики 3.2 температуры, установлен на требуемую глубину в балласте, датчики температуры и влажности 3.3, установлены на требуемую глубину в грунте земляного полотна, а также блок 3 приема и передачи данных измерений, установлен на опоре, в котором размещены микроконтроллер 3.4, проводной и/или беспроводной интерфейс 3.5 для связи с центральной станцией 1 комплекса и блок 3.6 питания, модуль для контроля геофизических параметров включает датчик 4.1 вибрации, трехпозиционные акселерометры 4.2, тензометрический датчик 4.3, установлены на элементах искусственных сооружений, а также блок 4 приема и передачи данных измерений, установлен рядом с искусственными сооружениями железнодорожного пути на опоре, в котором размещены микроконтроллер 4.4, проводной и/или беспроводной интерфейс 4.5 для связи с центральной станцией комплекса и блок 4.6 питания, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах включает датчик 5.1 для контроля уровня воды, датчики 5.2 для контроля температуры воды, а также блок 5 приема и передачи данных измерений, установлен на специальной опоре или на пролетном строении железнодорожного моста, в котором размещены микроконтроллер 5.5, проводной и/или беспроводной интерфейс 5.3 для сбора и передачи данных от датчиков на центральную станцию 1 комплекса и блок 5.4 питания, модуль для контроля параметров снежной среды 6 включает датчики 6.1 температуры, датчики 6.2 влажности, датчики 6.3 веса снега, датчики 6.4 высоты снежного покрова, датчики 6.5 вибрации, акселерометры 6.6, установлены на лавиноопасном склоне, фотоэлектронное оборудование 6.7, а также блок 6 приема и передачи данных измерений, установлены на опоре в полосе отвода железнодорожного пути рядом с лавиноопасным местом, в котором размещены проводной и/или беспроводной интерфейс 6.8 для сбора и обработки данных от датчиков и связи с центральной станцией 1 комплекса, блок 6.9 питания, микроконтроллер 6.10. Датчики модуля 6, предназначенные для измерения температуры, влажности, веса снега и высоты снежного покрова устанавливаются в местах скопления снега. Датчики вибрации 6.5 и акселерометры 6.6 устанавливаются в месте схода лавины и реагируют на подвижки снежной массы или их сход, фотоэлектронное оборудование 6.7, размещается так, чтобы контролировать состояние пути в месте схода лавины на путь. 1 п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к информационно-измерительной технике и может быть использована для создания систем мониторинга в области управления технико-эксплуатационным состоянием железнодорожного пути в условиях воздействия факторов природной окружающей среды, а именно для одновременного контроля параметров воздушной среды - температуры и влажности воздуха, осадков, направления и скорости ветра, температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах и параметров снежной среды в лавиноопасных местах, влияющих на безопасность железнодорожных перевозок.

Из существующего уровня техники известны различные комплексы метеорологические наземные, предназначенные для автоматического измерения метеорологических параметров приземного слоя атмосферы, характеризующиеся тем, что варианты их исполнения с возможностями изменения состава метеорологических датчиков и дополнительного оборудования конструктивно не приспособлены для использования в автоматизированных комплексах для одновременного контроля совокупности параметров воздушной среды, температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, с возможностями изменения состава датчиков и дополнительного оборудования для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах или параметров снежной среды в лавиноопасных местах железнодорожного пути.

Известна станция экологического контроля окружающей среды в описании изобретения к патенту РФ 2197744, МПК G01W 1/02, от 24.07.2001, опубл. 27.01.2003, содержащая корпус, измерительные приборы и закрепленную на корпусе метеомачту с метеорологической аппаратурой, отличающаяся тем, что в нее введены метеокорзина с датчиком измерения температуры и влажности воздуха, прикрепленная посредством выносного кронштейна к метеомачте, при этом корпус метеокорзины выполнен в виде жалюзи кольцеобразной формы с отбортованной крышкой и основанием, скрепленных через промежуточные втулки посредством стержней и установленных с перекрытием зазора между ними, а датчик измерения температуры и влажности воздуха установлен коаксиально относительно кольцевых элементов жалюзи и закреплен в основании, выполненном конической формы с центральным отверстием для установки головной части датчика измерения температуры и влажности, с герметизацией в зоне крепления датчика.

Недостатки: недостаточно высокий уровень экологического контроля окружающей среды, отсутствуют устройства для одновременного измерения температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств железнодорожного пути.

Известна автоматизированная система аварийного экологического мониторинга окружающей среды региона в описании изобретения к патенту РФ 2210095, МПК 7 G01W 1/00, от 08.11.2001, опубл. 10.08.2003, включающая стационарные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных постов с центральным контрольным пультом, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит мобильные контрольные посты с детекторами, блоками управления и приемопередатчиками прямой и обратной связи их с центральным контрольным пультом, каждый из которых включает блок определения местоположения, а каждый из стационарных и мобильных контрольных постов дополнительно содержит блок предварительной обработки информации, в который передаются данные измерений параметров и характеристик окружающей среды с датчиков контрольных стационарных и мобильных постов, а с блока предварительной обработки информация поступает в блок управления соответствующего контрольного поста, затем на блок шифрования от несанкционированного доступа и далее в блок помехоустойчивого кодирования, информация с которого поступает на центральный контрольный пульт.

Недостатки: недостаточно высокая эффективность исследования параметров и характеристик природной окружающей среды.

Известно техническое решение комбинированный прибор для метеорологических измерений (Метеорометр Е.Н. Зимы) в свидетельстве на полезную модель 32292, МПК G01W 1/02, от 14.03.2002, опубл. 10.09.2003, содержащий ряд датчиков метеорологических параметров, например температуры, влажности воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра, а также последовательно подключенные к каждому из датчиков первичный преобразователь измеренных сигналов, блок измерения и индикации, отличающийся тем, что каждый из блоков измерения и индикации метеорологических параметров включает соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, цифровые индикаторы всех метеорологических параметров, встроенных в приборную панель, выполненную с возможностью закрепления ее на стене внутри помещения, в приборную панель дополнительно вмонтированы индикатор направления ветра с круговой шкалой, а также цифровые указатели даты и текущего времени.

Недостатки: исследуются только параметры и характеристики воздушной среды в приземном слое.

Наиболее близким техническим решением является способ комплексного обследования земляного полотна железных дорог в описании изобретения к патенту РФ 2380472, МПК Е01В 35/00, от 06.02.2008, опубл. 20.08.2009, включающий бесконтактное георадиолокационное обследование, бурение скважин, регистрирование дефектов, анализ состояния по измеренным параметрам, вынос полученных данных на поперечный и продольный разрезы земляного полотна, отличающийся тем, что обследование земляного полотна железной дороги проводится последовательно, комплексно с предварительной обработкой и анализом полученных материалов для выявления аномальных участков и назначения контрольных точек бурения и дополнительных георадиолакационных профилей, причем георадиолокационное обследование осуществляется с выделением слоев с различной диэлектрической проницаемостью, а бурение проводят не только в пределах выявленных аномальных зон, но и на каждом километре обследуемого участка, причем бурение проводят по балластному слою с помощью ручного бурового комплекта с описанием загрязненности щебня, размера фракций и литологии, с описанием гранулометрического состава, влажности, плотности, консистенции грунтов, при этом результаты полученных измерений интерпретируют с целью выноса полученных данных на утрированный продольный профиль пути.

Недостатки: недостаточно высокая эффективность исследования параметров и характеристик земляного полотна и их высокая стоимость.

Технический результат: повышение эффективности контроля погодных и геофизических условий железнодорожного пути с одновременным исследованием и прогнозом опасных изменений их параметров и характеристик, повышение уровня информационного обеспечения процессов управления техническим состоянием железнодорожного пути и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды.

Технический результат достигается за счет того, что комплекс путевой информационно-измерительный универсальный, включающий центральную станцию, набор метеорологических датчиков, также последовательно подключенные к каждому из датчиков первичный преобразователь измеренных сигналов, блок измерения и индикации метеорологических параметров, включающие соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор и снабженные выходами с возможностью их подключения к внешним устройствам регистрации, запоминающим устройствам и/или к персональному компьютеру, цифровые индикаторы всех метеорологических параметров, отличающийся тем, что центральная станция, включает в себя полнофункциональный миникомпьютер, блоки микропроцессорной аппаратуры, блок приемо-передающей аппаратуры, блок проводного и беспроводного интерфейса, блок питания, размещенные в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, а также датчики и блоки приема и передачи данных измерений, объединенные в измерительные модули для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, воздушной среды, которые установлены в местах, характеризующихся сложными природно-климатическими условиями эксплуатации железнодорожного пути, причем модуль для контроля параметров воздушной среды состоит из датчиков температуры, влажности воздуха, направления и скорости ветра, количества и интенсивности осадков, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна состоит из датчиков температуры рельсов, балластного слоя, температуры и влажности грунта земляного полотна, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств состоит из датчиков вибрации и тензометрических, трехпозиционных акселерометров, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах состоит из датчиков уровня и температуры воды, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля параметров снежной среды состоит из датчиков температуры, влажности и веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, фотоэлектронного оборудования, а также блока приема и передачи данных измерений, блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания.

В настоящее время уровень информационного обеспечения процессов управления технико-эксплуатационным состоянием железнодорожного пути в условиях воздействия факторов природной окружающей среды не достаточно высокий, основным видом определения погодно-геофизических условий эксплуатации железнодорожного пути является визуальный контроль, осуществляемый путевыми обходчиками, что не позволяет иметь непрерывные, объективные и полные данные о реальном состоянии температурно-влажностного режима земляного полотна, гидрологического режима водоемов, оврагов на мостовых переходах, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, определять динамику изменений и прогнозировать опасность их воздействий на железнодорожный путь.

Новизна заявляемого устройства состоит в том, что комплекс путевой информационно-измерительный универсальный устанавливают непосредственно на определенные участки железнодорожного пути, которые характеризуются сложными природно-климатическими воздействиями на их техническое состояние и безопасность эксплуатации. Комплекс позволяет использовать измерительные модули в различном их количестве и сочетании в зависимости от сложности природно-климатических условий участков железнодорожного пути, влияющих на их эксплуатацию, повторяемости опасных для железнодорожного транспорта явлений природной окружающей среды.

Повышение эффективности контроля погодных и геофизических условий железнодорожного пути с одновременным исследованием и прогнозом опасных изменений их параметров и характеристик достигается за счет одновременного, автоматического, непрерывного контроля комплекса параметров температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных и геофизических параметров земляного полотна, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, а также параметров воздушной среды, влияющих на технико-эксплуатационное состояние железнодорожного пути и безопасность железнодорожных перевозок с учетом тенденций изменения факторов природной окружающей среды для принятия упреждающих защитных мер, за счет того, что комплекс путевой информационно-измерительный универсальный состоит из центральной станции, включающей в себя полнофункциональный миникомпьютер, блоки микропроцессорной аппаратуры, блок приемо-передающей аппаратуры, блок проводного и беспроводного интерфейса, блок питания, которые размещены в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, а также датчиков и блоков приема и передачи данных измерений, объединенных в измерительные модули для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, воздушной среды, которые установлены в местах, характеризующихся сложными природно-климатическими условиями эксплуатации железнодорожного пути, при этом модуль для контроля параметров воздушной среды состоит из датчиков температуры, влажности воздуха, направления и скорости ветра, количества и интенсивности осадков, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна состоит из датчиков температуры рельса, температуры балластного слоя, температуры и влажности грунта земляного полотна, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств состоит из датчиков вибрации и тензометрических, трехпозиционных акселерометров, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах состоит из датчиков уровня и температуры воды, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля параметров снежной среды состоит из датчиков температуры, влажности и веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, фотоэлектронного оборудования, а блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания.

Такой набор - центральная станция и измерительные модули заявляемого комплекса обеспечивает одновременный, полный, автоматический, непрерывный контроль параметров воздушной среды, температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах и параметров снежной среды в лавиноопасных местах. Это позволяет не только оценивать, но и прогнозировать технико-эксплуатационную безопасность железнодорожного пути и перевозок с учетом тенденций изменения факторов окружающей природной среды, и в необходимых ситуациях предпринимать соответствующие защитные меры. Комплекс позволяет использовать модули в различном сочетании и количестве, например - все модули одновременно, входящие в состав комплекса: центральная станция, модуль для контроля параметров воздушной среды, модуль для контроля температуры рельсов и температурно-влажностных параметров балластного слоя и земляного полотна, модуль для контроля геофизических параметров, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов - уровня воды, температуры воды на мостовых переходах, модуль для контроля температуры, влажности в снежной среде, веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, фотоэлектронное оборудование, блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания,

или например, центральная станция, модуль для контроля параметров воздушной среды, модуль для контроля температуры рельсов, температурно-влажностных параметров балластного слоя и земляного полотна, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов - уровня воды, температуры воды на мостовых переходах, герметичного контейнера с возможностью установления его на отдельной опоре или на опоре пролетного строения моста, блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания,

или например, центральная станция, модуль для контроля параметров воздушной среды, модуль для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, модуль для контроля геофизических параметров, модуль для контроля температуры в снежной среде - влажности, веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, фотоэлектронное оборудование, блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания.

Повышение уровня информационного обеспечения процессов управления техническим состоянием железнодорожного пути и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды достигается за счет того, что заявляемое устройство состоит из центральной станции, включающей в себя полнофункциональный миникомпьютер, блоки микропроцессорной аппаратуры, блок приемо-передающей аппаратуры, блок проводного и беспроводного интерфейса, блок питания, которые размещены в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, а также датчиков и блоков приема и передачи данных измерений, объединенных в измерительные модули для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, воздушной среды, которые установлены в местах, характеризующихся сложными природно-климатическими условиями эксплуатации железнодорожного пути, при этом модуль для контроля параметров воздушной среды состоит из датчиков температуры, влажности воздуха, направления и скорости ветра, количества и интенсивности осадков, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна состоит из датчиков температуры рельса, температуры балластного слоя, температуры и влажности грунта земляного полотна, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств состоит из датчиков вибрации и тензометрических, трехпозиционных акселерометров, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах состоит из датчиков уровня и температуры воды, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля параметров снежной среды состоит из датчиков температуры, влажности и веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, а также фотоэлектронного оборудования, блока приема и передачи данных измерений, каждый блок приема и передачи данных измерений измерительного модуля, размещенный в герметичном корпусе, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания, достигается за счет того, что увеличивается объем достоверной информации за короткий промежуток времени, что позволяет оперативно выявлять и прогнозировать опасные факторы природной окружающей среды, влияющие на железнодорожный путь, увеличивается размер обследуемой площади за короткий промежуток времени, снижается влияние человеческого фактора на результаты контроля погодных и геофизических параметров железнодорожного пути.

Такой набор устройств комплекса позволяет получать впервые отсутствующие данные о текущем состоянии воздушной среды на уровне контактной сети, а именно температуры и влажности воздуха, направлении и скорости ветра, количестве и интенсивности осадков, определять вероятность гололедно-изморозевых отложений, параметры ветровой нагрузки, осуществлять автоматический контроль гидрологического режима водоемов, оврагов на мостовых переходах, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, прогнозировать их состояния и опасность воздействий на объекты железнодорожного пути, что повышает оперативность принятия мер, обеспечивающих их безопасность.

Получение информации о погодных и геофизических условиях железнодорожного пути обеспечивает повышение эффективности управления техническим состоянием и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды.

Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг.1 - изображено размещение измерительных модулей комплекса с датчиками для контроля параметров воздушной среды, температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, параметров снежной среды в лавиноопасных местах железнодорожного пути.

на фиг.2 - изображено размещение измерительных модулей комплекса на мостовых переходах с датчиками для контроля параметров воздушной среды, уровня воды и температуры воды.

на фиг.3 - изображены устройства центральной станции и измерительных модулей комплекса для контроля параметров воздушной среды, для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах и для контроля параметров снежной среды в лавиноопасных местах.

Комплекс путевой информационно-измерительный универсальный состоит из центральной станции 1 и измерительных модулей: модуль 2 для контроля параметров воздушной среды, модуль 3 для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, модуль 4 для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, модуль 5 для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, модуль 6 для контроля параметров снежной среды в лавиноопасных местах.

Центральную станцию 1 комплекса устанавливают стационарно на производственной территории железнодорожной станции или узла в дистанции пути, которая осуществляет управление измерительными модулями удаленными от нее на расстояниях до 50 км, установленных на перегонах между железнодорожными станциями А и В, координирует работу всех устройств комплекса, управляет сбором телеметрической информации, обрабатывает данные измерений, формирует их в пакеты и передает по каналу сотовой связи через GPRS-модем на FTP-сервер, поддерживает двустороннюю связь с диспетчерскими центрами.

Измерительные модули устанавливают на удаленных расстояниях (до 50 км.) от центральной станции 1 в местах, характеризующихся сложными природно-климатическими воздействиями. Измерительный модуль 6 для контроля параметров снежной среды устанавливают в лавиноопасных местах железнодорожного пути. Измерительный модуль 5 для контроля гидрологических параметров водоемов: рек, каналов, ручьев, оврагов устанавливают на мостовых переходах, характеризующихся наличием опасных гидрологических явлений.

Центральная станция 1 включает в себя полнофункциональный мини-компьютер 1.1, блок 1.2 микропроцессорной аппаратуры, блок 1.3 приемопередающей аппаратуры, блок 1.4 питания, блок 1.5 проводного и беспроводного интерфейса, помещенных в герметичный контейнер 1, который устанавливается стационарно на производственной территории железнодорожной станции или узла в дистанции пути. Контейнер 1 центральной станции изготовлен из ударопрочного, термоустойчивого пластика и имеет расширенный рабочий температурный диапазон от минус 40°С до плюс 70°С с возможностью применения в условиях повышенной влажности.

Модуль для контроля параметров воздушной среды включает датчик 2.1 направления ветра, датчик 2.2 скорости ветра, датчик 2.3 температуры воздуха, датчик 2.4 влажности воздуха, датчик 2.5 количества и интенсивности осадков, а также блок приема и передачи данных измерений 2, в котором размещены микроконтроллер 2.6 для сбора и обработки данных от датчиков, проводной и/или беспроводной интерфейс 2.7 для связи с центральной станцией 1 комплекса и блок 2.8 питания, которые устанавливают на уровне контактной сети.

Модуль для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна включает датчик 3.1 температуры, установлен на рельс, датчики 3.2 температуры, установлены на требуемую глубину в балласте, датчики температуры и влажности 3.3, установлены на требуемую глубину в грунте земляного полотна, а также блок 3 приема и передачи данных измерений, установлен на опоре, в котором размещены микроконтроллер 3.4, проводной и/или беспроводной интерфейс 3.5 для связи с центральной станцией 1 комплекса и блок 3.6 питания.

Модуль для контроля геофизических параметров включает датчик 4.1 вибрации, трехпозиционные акселерометры 4.2, тензометрический датчик 4.3, установлены на элементах искусственных сооружений, а также блок 4 приема и передачи данных измерений, установлен рядом с искусственными сооружениями железнодорожного пути на опоре, в котором размещены микроконтроллер 4.4, проводной и/или беспроводной интерфейс 4.5 для связи с центральной станцией комплекса и блок 4.6 питания.

Модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах включает датчик 5.1 для контроля уровня воды, датчики 5.2 для контроля температуры воды, а также блок 5 приема и передачи данных измерений, установлен на специальной опоре или на пролетном строении железнодорожного моста, в котором размещены микроконтроллер 5.5, проводной и/или беспроводной интерфейс 5.3 для сбора и передачи данных от датчиков на центральную станцию 1 комплекса и блок 5.4 питания.

Модуль для контроля параметров снежной среды 6 включает датчики 6.1 температуры, датчики 6.2 влажности, датчики 6.3 веса снега, датчики 6.4 высоты снежного покрова, датчики 6.5 вибрации, акселерометры 6.6, установлены на лавиноопасном склоне, фотоэлектронное оборудование 6.7, а также блок 6 приема и передачи данных измерений, установлены на опоре в полосе отвода железнодорожного пути рядом с лавиноопасном местом, в котором размещены проводной и/или беспроводной интерфейс 6.8 для сбора и обработки данных от датчиков и связи с центральной станцией 1 комплекса, блок 6.9 питания, микроконтроллер 6.10. Датчики модуля 6, предназначенные для измерения температуры, влажности, веса снега и высоты снежного покрова устанавливаются в местах скопления снега. Датчики вибрации 6.5 и акселерометры 6.6 устанавливаются в месте схода лавины и реагируют на подвижки снежной массы или их сход, фотоэлектронное оборудование 6.7, размещается так, чтобы контролировать состояние пути в месте схода лавины на путь.

Заявляемый комплекс путевой информационно-измерительный универсальный работает следующим образом.

Выбирают места для установки измерительных модулей комплекса, характеризующиеся сложными природно-климатическими условиями эксплуатации железнодорожного пути, вызывающие значительную подверженность земляного полотна и верхнего строения пути различным деформациям, потери от перерывов в организованном движении поездов, увеличение расходов на текущее содержание пути, угрозу безопасности перевозок. В выбранных местах устанавливают измерительные модули комплекса путевого информационно-измерительного универсального: модуль 2 для контроля параметров воздушной среды, модуль 3 для контроля температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, модуль 4 для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, модуль 5 для контроля гидрологических параметров водоемов: рек, каналов, ручьев, оврагов на мостовых переходах, модуль 6 для контроля параметров снежной среды, обеспечивающих автоматический контроль одновременно параметров воздушной среды, температуры рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах железнодорожного пути.

Центральная станция 1 комплекса размещена стационарно на производственной территории железнодорожной станции или узла в дистанции пути, осуществляет управление удаленными от нее измерительными модулями, которые установлены на перегонах между железнодорожными станциями А и В на различных расстояниях (до 50 км), координирует работу всех устройств комплекса, управляет сбором телеметрической информации, обрабатывает данные измерений и формирует их в пакеты, передает по каналу сотовой связи через GPRS-модем на FTP-сервер, поддерживает двустороннюю связь с диспетчерскими центрами.

Датчики в составе измерительных модулей осуществляют измерения в автоматическом режиме через равные промежутки времени с частотой 10 раз в час, в течение 3 минут с периодичностью в 10 секунд. Центральная станция комплекса 1 опрашивает измерительные модули, каждый из которых откликается на свой идентификационный номер, после чего данные измерений поступают через проводной и/или беспроводной интерфейс модулей 2, 3, 4, 5, 6 на блок приемо-передающей аппаратуры центральной станции, который принимает поступающую от модулей информацию с периодичностью один раз в час в течение 10 минут, формирует ее в пакеты и передает по каналу сотовой связи через GPRS-модем на FTP-сервер, где осуществляется контроль и обработка всех данных. Далее они поступают в систему управления базой данных - СУБД на базе MySQL, обеспечивающей контроль корректности всей поступающей информации, оптимизацию скорости доступа к информации, выполнение резервного копирования по установленному регламенту, своевременное обеспечение через WEB серверы железнодорожных пользователей полной и объективной информацией о текущем состоянии и прогнозах температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, параметров воздушной среды.

Заявляемая полезная модель обеспечит своевременное получение железнодорожными потребителями полной и объективной информации одновременно о текущем режиме температуры рельсов и балластного слоя, температуры и влажности земляного полотна, геофизических параметрах искусственных сооружений и устройств пути, гидрологических параметрах водоемов: рек, каналов, ручьев, оврагов на мостовых переходах, параметрах снежной среды в лавиноопасных местах, параметрах воздушной среды, прогнозами их опасных изменений, наличие объективных и полных данных о текущем состоянии и прогнозах изменения погодных и геофизических условий повысит оперативность и качество информационного обеспечения процессов управления техническим состоянием железнодорожного пути и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды.

Опытная эксплуатация заявляемого комплекса с 2009 г. на Юго-Восточной, Куйбышевской и Дальневосточной железных дорогах обеспечивает повышение эффективности контроля погодных и геофизических условий железнодорожного пути с одновременным исследованием и прогнозом опасных изменений их параметров и характеристик, повышение уровня информационного обеспечения процессов управления техническим состоянием железнодорожного пути и безопасностью его работы в условиях воздействия факторов природной окружающей среды.

Комплекс путевой информационно-измерительный универсальный, включающий центральную станцию, набор метеорологических датчиков, также последовательно подключенные к каждому из датчиков первичный преобразователь измеренных сигналов, блок измерения и индикации метеорологических параметров, включающие соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор и снабженные выходами с возможностью их подключения к внешним устройствам регистрации, запоминающим устройствам и/или к персональному компьютеру, цифровые индикаторы всех метеорологических параметров, отличающийся тем, что центральная станция, включает в себя полнофункциональный миникомпьютер, блоки микропроцессорной аппаратуры, блок приемо-передающей аппаратуры, блок проводного и беспроводного интерфейса, блок питания, размещенные в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, а также датчики и блоки приема и передачи данных измерений, объединенные в измерительные модули для контроля температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна, геофизических параметров искусственных сооружений и устройств, гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах, параметров снежной среды в лавиноопасных местах, воздушной среды, которые установлены в местах, характеризующихся сложными природно-климатическими условиями эксплуатации железнодорожного пути, причем модуль для контроля параметров воздушной среды состоит из датчиков температуры, влажности воздуха, направления и скорости ветра, количества и интенсивности осадков, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля температурного режима рельсов и балластного слоя, температурно-влажностных параметров земляного полотна состоит из датчиков температуры рельса, балластного слоя, температуры и влажности грунта земляного полотна, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля геофизических параметров искусственных сооружений и устройств состоит из датчиков вибрации и тензометрических, трехпозиционных акселерометров, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля гидрологических параметров водоемов, оврагов на мостовых переходах состоит из датчиков уровня и температуры воды, а также блока приема и передачи данных измерений, модуль для контроля параметров снежной среды состоит из датчиков температуры, влажности и веса снега, высоты снежного покрова, вибрации, акселерометры, фотоэлектронного оборудования, а также блока приема и передачи данных измерений, блок приема и передачи данных измерений каждого измерительного модуля, размещенный в герметичном контейнере, выполненном из высокопрочного, ударо-, термо- и влагоустойчивого пластика, состоит из микроконтроллера для сбора и обработки данных от датчиков, проводного и/или беспроводного интерфейса для связи с центральной станцией комплекса и блока питания.