Система бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к технике измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути. Сущность полезной модели заключается в том, что в систему бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути, содержащая информационно связанных между собой датчик пути-скорости, ЭВМ, включающую блок бортового программного обеспечения, блок сбора и обработки информации, введены бесплатформенная инерциальная навигационная система, бесконтактный измерительный модуль положения рельсов и приемник ГНСС, при этом первый вход блока сбора и обработки информации связан с выходом приемника ГНСС, второй вход блока сбора и обработки информации связан с первым выходом датчика пути-скорости, второй выход последнего связан с первым входом блока бортового программного обеспечения, второй вход блока бортового программного обеспечения связан с выходом бесконтактного измерительного модуля, а третий вход блока бортового программного обеспечения связан с выходом бесплатформенной инерциальной навигационной системы, вход которой связан с входом блока сбора и обработки информации, выход последнего является информационным выходом системы бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути. 1 п.ф., 1 илл.
Полезная модель относится к технике железнодорожного транспорта, в частности, измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути.
Известно устройство для измерения геометрических параметров железнодорожных рельсов (патент РФ на полезную модель 
62612, зарегистрирован 27 апреля 2007 г, МПК E01B 35/00), включающее рельсовую тележку, в состав которой входят рама со складывающейся ручкой оператора, на которой установлены колеса, узлы прижатия колес, соединенные с блоком предварительной обработки сигналов, переносную ЭВМ, подключенную к блоку предварительной обработки сигналов, датчик одометра, вторичный источник питания, а также датчики дальности до рельса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения параметров рельсовой колеи железнодорожного пути (патент РФ на изобретение 2261302 от 17.04.2003 г., МКИ МКИ E01B 35/ 00), включающее ходовую тележку, содержащую опорное колесо и расположенные на одной оси над одной из рельсовых нитей первое и второе измерительные колеса и мерное колесо. При этом опорное колесо связано с измерительными колесами штангой, установленной под углом 90 относительно направления движения, на которой установлен датчик ширины колеи, на мерном колесе смонтирован датчик пути, на оси, связывающей измерительные колеса, установлен курсокреноуказатель, а выходы датчиков пути и ширины колеи и курсокреноуказатель связаны через контроллер с компьютером.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является невозможность измерения геометрических параметров при скорости движения подвижной единицы (вагона-лаборатории КВЛ) свыше 80 км/ч на прямых участках и свыше 40 км/ч на стрелочных переводах.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является повышение эффективности системы за счет обеспечения высокой точности измерения и повышение достоверности результатов бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи, а также увеличение скорости подвижной единицы в процессе измерения до 160 км/ч.
Поставленный технический результат достигается тем, что в систему бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути, содержащую ЭВМ, включающую блок бортового программного обеспечения, блок сбора и обработки информации, а также датчик пути-скорости, введены бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), бесконтактный измерительный модуль и приемник ГНСС. При этом первый вход блока сбора и обработки информации связаны с первым выходом датчика пути-скорости, второй выход последнего связан с первым входом блока бортового программного обеспечения, второй вход блока бортового программного обеспечения связан с выходом бесконтактного измерительного модуля, третий выход блока бортового программного обеспечения связан с выходом бесплатформенной инерциальной навигационной системы, вход которой связан со входом блока сбора и обработки информации, выход последнего является информационным выходом системы бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути.
На фиг.1 представлена блок-схема системы бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути.
Система состоит из следующих основных элементов, информационно связанных между собой:
- ЭВМ 1, установленная на подвижной единице;
- Блок сбора и обработки информации 2;
- Блок бортового программного обеспечения 3 (БПО);
- Приемник ГНСС 4;
- Датчик пути-скорости (одометр) 5;
- Бесконтактный измерительный модуль координат рельсов 6 (БИМ);
- Бесплатформенная инерциальная навигационная система 7 (БИНС).
При этом один вход блока сбора и обработки информации 2 связан с выходом приемника ГНСС 4, второй вход блока сбора и обработки информации 2 связан с первым выходом датчика пути-скорости 5, второй выход которого связан с первым входом блока бортового программного обеспечения 3 (БПО). Второй вход блока бортового программного обеспечения 3 связан с выходом бесконтактного измерительного модуля 6 (БИМ). Третий вход блока бортового программного обеспечения 3 (БПО) связан с выходом бесплатформенной инерциальной навигационной системы 7 (БИНС). Вход бесплатформенной инерциальной навигационной системы 7 (БИНС) связан с выходом блока сбора и обработки информации 2. Выход блока бортового программного обеспечения 3 (БПО) является информационным выходом системы бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути.
Бесконтактный измерительный модуль 6 (БИМ) и бесплатформенная инерциальная система 7 (БИНС) размещены на едином основании (платформе), подвешенном к подрессоренной части ходовой тележки подвижной единицы (КВЛ).
Система работает следующим образом.
С приемника ГНСС 4 (фиг.1) информация о географических координатах и скорости движения подвижной единицы поступает на первый вход блока 2 сбора и обработки информации, второй вход которого поступает информация с выхода датчика пути-скорости 5 (одометра), которая, в свою очередь, поступает на первый вход блока 3 бортового программного обеспечения ЭВМ 1.
На второй вход блока 3 бортового программного обеспечения поступает информация с выхода бесконтактного измерительного модуля 6 (БИМ). БИМ бесконтактным способом измеряет расстояния до головок рельсов в системе координат основания, на котором он установлен.
С выхода блока 2 сбора и обработки информации информация поступает на вход бесплатформенной инерциальной навигационной системы 7 (БИНС), с которой, в свою очередь, поступает информация о навигационных параметрах, углах ориентации основания (крен, тангаж, курс), а также информация об ускорении и скорости движения основания, на котором установлена БИНС.
Информация с выходов блоков 7 (БИНС), 6 (БИМ), 5 (одометр) поступает соответственно на третий, второй и первый входы блока 3 (БПО) соответственно и совместно обрабатывается. В блоке 3 (БПО) происходит расчет геометрических параметров рельсовой колеи, таких как «уровень», «рихтовка», «просадка».
Проведя анализ уровня техники по научно-техническим источникам информации, заявитель не обнаружил аналог с признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Система бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути».
Анализу предшествовал поиск и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой модели.
Выбранный прототип позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемой системе, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявляемая полезная модель «Система бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути» соответствует критерию «новизна». Критерий «практическая применимость» заявляемой системы подтверждается ее потенциальной эффективностью по сравнению с прототипом. Система обеспечивает высокую точность измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути при движении подвижной единицы на высоких скоростях на сети железнодорожных дорог России и ближнего зарубежья, оснащенными компьютеризированными вагонами-путеизмерителями, локомотивами.
Система бесконтактного измерения геометрических параметров рельсовой колеи железнодорожного пути, содержащая ЭВМ, включающую блок сбора и обработки информации и блок бортового программного обеспечения, а также датчик пути-скорости, отличающаяся тем, что в систему введены бесплатформенная инерциальная навигационная система, бесконтактный измерительный модуль и приемник GPS, информационно связанные между собой, при этом первый вход блока сбора и обработки информации связан с выходом приемника GPS, второй вход блока сбора и обработки информации связан с первым выходом датчика пути-скорости, второй выход последнего связан с первым входом блока бортового программного обеспечения, второй вход которого связан с выходом бесконтактного измерительного модуля, а третий вход блока бортового программного обеспечения связан с выходом бесплатформенной инерциальной навигационной системы.
