Мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта
Полезная модель относится к железнодорожной технике, а именно к бесконтактным устройствам диагностики состояния контактной сети железнодорожного транспорта и может быть использовано в передвижных путеизмерительных вагонах - лабораториях.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет диагностики всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети, расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети, повышения точности и полноты оценки состояния контактной сети и паспортизации участка.
Технический результат достигается тем, что в мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиус кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей и блоков датчиков, бесконтактные датчики измерения геометрических координат объектов контактной сети, тепловизорную камеру с инфракрасным объективом и видеоконтрольным устройством для диагностики качества изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети и механизмы крепления тепловизорной камеры и электронно-вычислительный центр (ЭВЦ) с программным обеспечением, при этом выходы вычислительных машин дефектоскопа и многопараметровой аппаратуры, а также видеоконтрольного устройства тепловизорной камеры связаны с входной шиной электронно-вычислительного центра, причем, в качестве бесконтактных датчиков измерения геометрических координат объектов контактной сети установлены лазерные сканеры для бесконтактного измерения расстояний до объектов в плоскости, перпендикулярной продольной оси пути, которые подключены к входной шине ЭВЦ, дополнительно введены и последовательно соединены блок обработки измерений лазерных сканеров, блок оценки состояния участка контактной сети и блок паспортизации участка контактной сети, которые осуществляют информационный обмен между собой. 2 илл.
Полезная модель относится к железнодорожной технике, а именно к бесконтактным устройствам диагностики состояния контактной сети железнодорожного транспорта и может быть использовано в передвижных путеизмерительных вагонах - лабораториях.
Известен мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта, предназначенный для диагностики контактной сети, содержащий электроизмерительный вагон с пантографом и смотровой вышкой, два локационных инфракрасных датчика и две телевизионные камеры, установленные на противоположных торцах крыши вагона, тепловизионную камеру, установленную внутри смотровой вышки, два переключателя, анализирующий блок, видеомагнитофон, два видеоконтрольных аппарата и электронную вычислительную машину, вход тепловизионной камеры соединен с входом первого видеоконтрольного аппарата, а входы видеомагнитофона и второго видеоконтрольных аппаратов связаны с выходом второго переключателя, отличающийся тем, что в него введены матричный вихретоковый преобразователь, второй анализирующий блок и третий видеоконтрольный аппарат (патент РФ 
2108936, МПК В61К 9/08, опубликовано 20.04.1998, БИ 11, авторы Запускалов В.Г., Редькин В.И., Шатерников В.Е., Егиазарян А.В., Туробов Б.В., Ковалевский В.В. Мобильный контрольно - вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта).
Недостатком этого комплекса является отсутствие возможности контроля геометрических координат всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети и расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети (например, усиливающие провода, экранирующие провода, провода автоблокировки и продольного электроснабжения и другие провода и устройства, расположенные на несущих конструкциях контактной сети с противоположной стороны от рельсового полотна).
Известен мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиус кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей, и два блоков датчиков, анализирующего блока, двух локационных инфракрасных датчиков, трех телевизионных камер, двух видеомагнитофонов и двух видеоконтрольных устройств и тепловизионную камеру с инфракрасным объективом и видеоконтрольным устройством для диагностики качества изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети и электронно-вычислительный центр с программным обеспечением, отличающийся тем, что в него введены два сумматора, блок эталонного напряжения, пирометр и два переключателя (патент РФ 2108936, МПК В60М 1/12, опубликовано 10.09.1998, БИ 25, авторы Запускалов В.Г., Редькин В.И., Шатерников В.Е., Егиазарян А.В., Туробов Б.В., Ковалевский В.В. Мобильный контрольно - вычислительный комплекс для диагностики контактной сети).
Недостатком этого комплекса является отсутствие возможности контроля геометрических координат всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети и расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети (например, усиливающие провода, экранирующие провода, провода автоблокировки и продольного электроснабжения и другие провода и устройства, расположенные на несущих конструкциях контактной сети с противоположной стороны от рельсового полотна).
Данные ограничения рассматриваемого комплекса определяются функциональными ограничениями используемых бесконтактных датчиков измерения геометрических координат объектов контактной сети: двух локационных инфракрасных датчиков, трех телевизионных камер, которые имеют низкую точность оценки расстояния до диагностируемого объекта, вследствие зависимости точности измерений от освещенности объектов и запыленности атмосферы.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом заявленного комплекса является расширение функциональных возможностей за счет диагностики всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети, расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети, повышения точности и полноты оценки состояния контактной сети и паспортизации участка.
Технический результат достигается тем, что в мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиус кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей и блоков датчиков, бесконтактные датчики измерения геометрических координат объектов контактной сети, тепловизорную камеру с инфракрасным объективом и видеоконтрольным устройством для диагностики качества изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети и механизмы крепления тепловизорной камеры и электронно-вычислительный центр (ЭВЦ) с программным обеспечением, при этом выходы вычислительных машин дефектоскопа и многопараметровой аппаратуры, а также видеоконтрольного устройства тепловизорной камеры связаны с входной шиной электронно-вычислительного центра, причем, в качестве бесконтактных датчиков измерения геометрических координат объектов контактной сети установлены лазерные сканеры для бесконтактного измерения расстояний до объектов в плоскости, перпендикулярной продольной оси пути, которые подключены к входной шине ЭВЦ, дополнительно введены и последовательно соединены блок обработки измерений лазерных сканеров, блок оценки состояния участка контактной сети и блок паспортизации участка контактной сети, которые осуществляют информационный обмен между собой.
Использование лазерных сканеров расширяет диапазон контролируемых объектов контактной сети, включая элементы, расположенные вне габаритов несущих конструкций контактной сети, а также, вместе с блоком обработки измерений, повышает точность такого измерения. Наличие блока оценки состояния участка делает диагностику более полной и комплексной. Наличие блока паспортизации участка контактной сети позволяет выполнять функцию паспортизации участка - отслеживание изменения его состояния во времени, прогнозирование его будущего состояния и выдача рекомендаций по его содержанию.
На фиг.1 представлен мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта. На фиг.2 показан результат измерения объектов.
Мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта представлен на фиг.1 в виде: контактной сети 1, путеизмерительного вагона 2 с расположенной на крыше смотровой вышкой 3, в которой установлена тепловизорная камера с инфракрасным объективом и видеоконтрольным устройством 4, бесконтактных датчиков измерения геометрических координат объектов контактной сети в виде лазерных сканеров 5, расположенных на торце путеизмерительного вагона, имеющих область сканирования 6, перпендикулярную продольной оси пути, и соединенных с входной шиной ЭВЦ 7, блока первого программного обеспечения 8, блока обработки измерений лазерных сканеров 9, блока оценки состояния участка контактной сети 10 и блока паспортизации участка контактной сети 11.
Мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта работает следующим образом.
При движении путеизмерительного вагона 2 по участку электрифицированной железной дороги с контактной сетью 1 лазерные сканеры 5 выполняют измерения расположения относительно пути объектов контактной сети, попавших в область сканирования 6, данная информация поступает напрямую в ЭВЦ 7 и обрабатывается блоком обработки измерений лазерных сканеров 9.
На фиг.2 показан результат измерения геометрических координат всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети и расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети лазерными сканерами после обработки в блоке обработки измерений лазерных сканеров 9.
Размеры области сканирования 6 определяются характеристиками, количеством и расположением лазерных сканеров 5. Радиус охватываемой области может достигать 200 м, угол сканирования - до 180 градусов, что позволяет производить контроль геометрических координат всех объектов, устройств и проводов, включенных в состав конструкции контактной сети и расположенных, в том числе, и вне габаритов несущих конструкций контактной сети.
При этом контроль геометрических координат объектов контактной сети осуществляется бесконтактным способом, вследствие чего отпадает необходимость в использовании пантографа. Определение геометрического положения проводов производится относительно оси пути и друг относительно друга (фиг.2).
В то же время тепловизорная камера 4, расположенная в смотровой вышке 3, осуществляет тепловизионную съемку проводов контактной сети 1 и питающих ее фидеров, попадающих в поле зрения тепловизорной камеры 4, информация с тепловизорной камеры в виде сигнала поступает на ЭВЦ 7, где первое программное обеспечение 8 суммирует параметры тепловизионного контроля контактной сети.
Результаты обработки измерений лазерных сканеров, получаемые на выходе блока 9, а также информация о параметрах тепловизионного контроля контактной сети, получаемая на выходе блока 8, поступают на вход блока оценки состояния участка контактной сети 10. Блок 10 осуществляет суммирование полученных данных, их анализ и принятие решений (оценка) о состоянии контактной сети, в том числе качества фарфоровых изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети, геометрических координат и параметров контактного провода (зигзаг, высота, уклон и т.п.), других проводов, устройств, объектов, т.п.), других проводов, устройств, объектов, включенных в состав конструкции контактной сети.
Данные о состоянии участка контактной сети, получаемые на выходе блока 10, поступают на вход блока паспортизации участка контактной сети 11. Блок 11 осуществляет суммирование полученных данных о состоянии участка контактной сети и формирует по ним паспорт участка контактной сети с выдачей рекомендации по его содержанию.
Предлагаемый мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети железнодорожного транспорта позволяет производить диагностику элементов контактной сети, в том числе, расположенных и вне габаритов несущих конструкций контактной сети, получать геометрические параметры проводов (высота, положение в плане) с высокой точностью (до 0,5 см), вести паспорт участка контактной сети, отслеживать изменения его состояния во времени и прогнозировать его будущее состояние и выдавать рекомендации по его содержанию.
Мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиус кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей и блоков датчиков, бесконтактные датчики измерения геометрических координат объектов контактной сети, тепловизорную камеру с инфракрасным объективом и видеоконтрольным устройством для диагностики качества изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети и механизмы крепления тепловизорной камеры и электронно-вычислительный центр (ЭВЦ) с программным обеспечением, при этом выходы вычислительных машин дефектоскопа и многопараметровой аппаратуры, а также видеоконтрольного устройства тепловизорной камеры связаны с входной шиной электронно-вычислительного центра, отличающийся тем, что в качестве бесконтактных датчиков измерения геометрических координат объектов контактной сети установлены лазерные сканеры для бесконтактного измерения расстояний до объектов в плоскости, перпендикулярной продольной оси пути, которые подключены к входной шине ЭВЦ, в который дополнительно введены и последовательно соединены блок обработки измерений лазерных сканеров, блок оценки состояния участка контактной сети и блок паспортизации участка контактной сети, которые осуществляют информационный обмен между собой.
