Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Диагностика высокоскоростных магистралей

Одной из основных задач, поставленных в «Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», помимо повышения уровня безопасности функционирования железнодорожного транспорта, а также увеличения пассажиро- и грузопотока, является строительство и развитие скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения.

Составной частью комплексного проекта магистрали является проект диагностики железнодорожной инфраструктуры как системы, ориентированной на повышение эффективности ее эксплуатации.

«В настоящее время у нас имеются все предпосылки для создания отечественной эффективной системы диагностики скоростных и высокоскоростных направлений, системы, ориентированной на рациональное содержание железнодорожной инфраструктуры, системы, опирающейся на объективную и достоверную информацию автоматизированных средств диагностики» – таково мнение по этому важнейшему вопросу генерального директора НПЦ ИНФОТРАНС, Игоря Константиновича Михалкина и его первого заместителя Олега Борисовича Симакова.

Диагностика высокоскоростных магистралей
Диагностика высокоскоростных магистралей
Ручной автоматизированный диагностический комплекс РПИ
Система комплексной диагностики и мониторинга «Эксперт»
Создание скоростных и высокоскоростных железнодорожных перевозок обеспечивает улучшение транспортных связей, создает более привлекательные условия для пассажиров, повышает комфортность и безопасность пассажирских перевозок, сокращает время в пути. Это позволяет привлечь на железнодорожный транспорт дополнительный пассажиропоток с авиационного и автомобильного транспорта, сократить убыточность пассажирских перевозок и негативное воздействие транспорта на экологию. Организация скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения также обеспечивает сокращение потребности в подвижном составе, поддержание и дальнейшее стимулирование научно-технического и интеллектуального потенциала страны за счет размещения на отечественных предприятиях заказов на создание новых образцов техники мирового уровня.

Сегодня, когда в стране определены основные и приоритетные направления организации скоростного и высокоскоростного движения, проработаны объемы строительства и модернизации железнодорожной инфраструктуры, можно приступать к детальной проработке всех элементов проекта.

Важным аспектом при создании, развитии и дальнейшей эксплуатации скоростных и высокоскоростных магистралей является концепция комплексного проектирования – «проекта жизненного цикла», согласно которой проектирование, строительство и эксплуатация магистрали осуществляются одними и теми же исполнительными структурами, что позволяет уже на самых ранних этапах повысить меру ответственности за принятые решения, качество проектирования и строительства.

Составной частью комплексного проекта магистрали является проект диагностики ее железнодорожной инфраструктуры как системы, ориентированной на повышение эффективности эксплуатации инфраструктуры. Эта система, безусловно, должна учитывать специфику организации высокоскоростного движения.

– Какие требования предъявляются к системе диагностики ВСМ?

– Прежде всего, это минимизация влияния процесса выполнения диагностики на сам перевозочный процесс, что позволит с максимальной эффективностью использовать все достоинства высокоскоростного движения. Уменьшение нагрузки диагностики на трафик может быть достигнуто за счет:

– высоких рабочих скоростей мобильных средств диагностики, которые должны соответствовать максимальным установленным скоростям движения обращающихся составов;

– комплексности диагностики, которая должна минимизировать количество обследований за счет того, что за один проход контролируется весь перечень параметров объектов инфраструктуры, которые необходимы для эффективного управления инфраструктурой, технического обслуживания и своевременного планирования ремонтов;

– всепогодности диагностики. Всепогодность является гарантом требуемой периодичности обследований. Кроме того, всепогодность исключает необходимость вмешательства в перевозочный процесс для выполнения обследований, которые не удалось провести из-за плохой погоды.

Как еще одну возможность уменьшения влияния диагностики на перевозочный процесс можно рассматривать размещение средств диагностики непосредственно на обращающихся составах. Все это в целом позволяет не нарушать график работы скоростных магистралей и является важным фактором повышения эффективности всего перевозочного процесса.

Размещение средств диагностики непосредственно на обращающихся составах также позволяет максимально полно реализовать еще одно важное требование к системе диагностики – достоверность получаемой информации. Скоростное и высокоскоростное движение делает особенно актуальным контроль состояния объектов инфраструктуры, непосредственно влияющих на безопасность движения, в условиях, максимально приближенных к реальным условиям взаимодействия эксплуатируемого подвижного состава и объектов инфраструктуры.

Высокие скорости движения и требование повышения достоверности получаемых данных, в свою очередь, предъявляют высокие требования к точностям измерения. Прежде всего – это обусловлено более жесткими требованиями нормативов содержания высокоскоростных магистралей, где пороговые значения значительно ниже, допустимые диапазоны изменения существенно уже. Кроме того, высокие точности измерения позволяют гораздо раньше выявить начинающиеся неблагоприятные изменения и своевременно подготовиться к выполнению корректирующих действий.

В связи с тем, что скоростное и высокоскоростное движение находится еще в стадии развития, то к создаваемой системе диагностики предъявляется еще одно важное требование: инвариантность по отношению к нормативам оценки. Система должна быть построена таким образом, чтобы формируемые и накапливаемые в ней параметры были максимально универсальными, не зависели от схем измерения и используемого измерительного оборудования и могли быть легко оценены по любым нормативам, в том числе экспериментальным. Это позволит обеспечить легкую, без коренной перестройки, адаптацию системы к изменяющимся требованиям в течение всего ее жизненного цикла.

Во главу угла создаваемой системы диагностики инфраструктуры высокоскоростных направлений должно быть поставлено получение всей необходимой и достаточной информации для недопущения перехода инфраструктуры в опасное состояние, негативно влияющее на реализацию перевозочного процесса. Этот подход полностью соответствует методологии УРРАН-RAMS, внедрение которой сейчас идет на всей сети железных дорог ОАО «РЖД». Целью методологии УРРАН-RAMS является эффективное управление рисками, надежностью и ресурсами для обеспечения требуемых характеристик перевозочного процесса в интервале всего жизненного цикла системы, в данном случае, железнодорожной инфраструктуры.

На порядок повышает эффективность диагностики накопление всех получаемых данных. Это позволяет вести мониторинг и осуществлять прогнозирование развития состояния инфраструктуры, которые дают возможность перейти к управлению инфраструктурой по ее фактическому состоянию. Это позволит избежать неоправданных затрат на ремонт участков, которые по своему состоянию обеспечивают заданный перевозочный процесс, и направить ресурсы туда, где действительно имеются проблемы или повысились требования к перевозочному процессу.

Сегодня созданы все предпосылки для создания современной системы диагностики для новых скоростных и высокоскоростных направлений на базе отечественных разработок, которые, как минимум, не уступают, а во многом и превосходят зарубежные. Это касается уровня технических решений, номенклатуры контролируемых параметров, степени автоматизации процессов измерения, методик, инструментария и технологий обработки и анализа данных. Кроме того, отечественные разработки изначально ориентированы на реализацию действующей в ОАО «РЖД» нормативной базы и могут быть легко адаптированы при ее изменениях.

– Каковы перспективы создания в ближайшие годы современной системы диагностики для новых скоростных и высокоскоростных направлений ОАО «РЖД»?

– В существующем контуре диагностики эксплуатируются средства контроля различного назначения: от высокопроизводительных мобильных (диагностические комплексы, специализированные лаборатории и др.) до съемных устройств целевого назначения. Некоторых из них в полной мере можно считать прототипами и аналогами будущих диагностических средств высокоскоростных и скоростных магистралей. Может потребоваться лишь адаптация измерительных систем под новые скоростные подвижные единицы и в некоторых случаях модернизация оборудования в части повышения производительности измерений в условиях более высоких скоростей контроля.

Самыми функционально насыщенными средствами диагностики в настоящее время являются диагностические комплексы «ЭРА». Они предназначены для периодического обследования и получения всего набора параметров, необходимого для комплексного контроля состояния железнодорожной инфраструктуры, прогнозирования ее развития и планирования ремонта. Комплексы обеспечивают контроль максимально полного спектра параметров путевой инфраструктуры, контактной сети, связи, систем автоматики и телемеханики.

Функциональность диагностического комплекса «ЭРА» является необходимой и достаточной для полноценной диагностики ВСМ. На диагностическом комплексе «ЭРА» отработаны технические решения для получения всех необходимых параметров, разработано программное обеспечение, решены проблемы жизнеобеспечения систем диагностики.

Безусловно, новым направлением в мобильной диагностике можно считать создание диагностических комплексов на базе локомотивов, обеспечивающих контроль железнодорожной инфраструктуры в реальных условиях движения подвижного состава. Проекты новых средств диагностики разрабатываются по техническим требованиям ОАО «РЖД». Инициатором этого инновационного направления является старший вице-президент ОАО «РЖД» В.А. Гапанович.

Самым скоростным средством диагностики на всем «пространстве 1520» в настоящее время является самоходная путеобследовательская лаборатория на базе локомотива СПЛ-ЧС200. Установленная на ней система измерения разработки НПЦ ИНФОТРАНС обеспечивает контроль параметров геометрии рельсовой колеи и рельсов на скоростях до 200 км/ч. СПЛ-ЧС200 дает возможность оценить состояние пути при реальном взаимодействии с локомотивом (около 20 т/на ось) на высоких скоростях движения. Эффективность принятых при ее разработке технических решений и высокие точности измерения вызвали интерес Немецких железных дорог (Deutsche Bahn). Аналог системы в рамках проекта МИБИС (многофункциональная инерциальная бесконтактная измерительная система) будет установлен на новой серии немецких диагностических поездов RaiLab.

Наличие таких дополнительных параметров, как поперечный профиль головок рельсов и его характеристики, позволяет также рассчитывать такой актуальный для высокоскоростного движения параметр, как эквивалентная конусность. Продольный профиль пути, длинные неровности в плане и профиле, наличие двухсистемного навигационного оборудования ГЛОНАСС/GPS, системы измерения ускорений кузова локомотива и букс тележек, системы обзорного видеонаблюдения, синхронизированные с измерениями геометрии рельсовой колеи, делают СПЛ-ЧС200 высокоэффективным средством диагностики скоростных магистралей.

Как показали всесторонние испытания СПЛ-ЧС200, скорость 200 км/ч не является ограничением для самой системы измерения. Потенциальные возможности системы позволяют обеспечить скорости контроля до 300–350 км/ч без существенной потери точности измерения.

Опыт двухлетней эксплуатации СПЛ-ЧС200 на Октябрьской железной дороге показал высокую устойчивость работы измерительной системы в широком диапазоне погодно-климатических условий. Благодаря специально разработанной системе жизнеобеспечения, в автоматическом режиме обеспечивающей комфортный режим работы для системы измерения, реализации специально разработанных алгоритмов анализа и обработки данных, СПЛ-ЧС200 может выполнять качественные измерения в любую погоду и в любое время года (для многих бесконтактных измерительных систем даже дождь является препятствием к нормальной работе).

НПЦ ИНФОТРАНС по предложению и совместно со специалистами компании «Siemens» уже сейчас прорабатывает возможность установки МИБИС на высокоскоростных поездах, в частности, на поездах серии Velaro. Такая система измерения по производительности будет способна обеспечивать качественные измерения уже на скоростях до 400 км/ч.

Положительный опыт эксплуатации СПЛ-ЧС200 дал толчок новому проекту – самоходной многофункциональной диагностической лаборатории (СМДЛ) на базе локомотива. Использование самых современных технических решений позволит реализовать в лаборатории максимальную функциональность, аналогичную функциональности диагностических комплексов «ЭРА», в минимальном ограниченном пространстве одной секции локомотива.

Эту непростую задачу компактного размещения многообразного измерительного оборудования, средств обработки и анализа данных позволяет решить не только миниатюризация и оптимизация состава компонентов, но и максимальная автоматизация всех процессов измерения, обработки и анализа получаемой информации, дающие возможность уменьшить количество обслуживающего персонала и влияние «человеческого фактора». Эти решения будут востребованы при создании диагностических комплексов на базе дорогостоящих высокоскоростных поездов, тем более, что сегодня в мировой практике рассматриваются решения о совмещении функций диагностики и перевозки пассажиров в рамках одного подвижного состава.

Система диагностики скоростных и высокоскоростных направлений наряду с мобильными, магистральными средствами диагностики должна иметь в своем составе и локальные, съемные средства, которые также должны обладать свойством многофункциональности. Это позволит максимально сократить время пребывания людей на пути, обеспечит возможность контроля участков пути, на которых нецелесообразно применять магистральные средства диагностики (станционные пути и др.). Такие средства диагностики должны обеспечивать быстрый поиск неисправностей, выявленных мобильными средствами диагностики, и оперативный контроль их устранения.

Кроме того, многофункциональные автоматизированные съемные средства диагностики незаменимы при приемке пути после реконструкций и ремонтов всех уровней, а также могут быть использованы для контроля качества выполнения промежуточных операций при самом проведении ремонта.

Это позволит сразу после завершения ремонтных работ получить путь надлежащего качества. Наличие у этих средств системы дистанционной передачи данных позволяет интегрировать их с машинами по ремонту пути в единый комплекс, что значительно повышает их производительность и качество работы. Сразу после завершения ремонта обеспечивается возможность получения полного паспорта отремонтированного или вновь уложенного пути.

Таким многофункциональным автоматизированным съемным средством диагностики является комплекс РПИ производства ИНФОТРАНС. Он позволяет определять основные параметры геометрии рельсовой колеи, длинные неровности в плане и профиле, полный продольный профиль пути, короткие неровности на поверхности катания рельсов. Оснащается системой видеонаблюдения, высокоточной системой спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS, системой дистанционной передачи данных. Устанавливаемая на РПИ система пространственного сканирования обеспечивает контроль габаритов приближения строений, мостов, тоннелей, междупутного расстояния, очертаний балластной призмы и основной площадки, выемок и т.д., а также положения контактного провода. Предусмотрена возможность введения отметок оператора с речевыми комментариями. Это позволяет паспортизировать объекты, которые не фиксируются автоматически. РПИ, впервые появившийся на Российских железных дорогах, успешно прошел тестирование на Немецких железных дорогах и сейчас сертифицируется в Европе. Большой интерес к этому изделию проявляют также железные дороги Юго-Восточной Азии.

Но средства диагностики являются не более чем поставщиками информации. Причем с увеличением полноты диагностики, без чего невозможно эффективно управлять инфраструктурой, в геометрической прогрессии возрастает сложность обработки всей диагностической информации и ее всестороннего анализа. Становится практически невозможным охватить все многообразие поступающих данных, не обладая средствами, которые эти данные будут агрегировать, визуализировать и подготавливать для принятия управленческих решений.

Именно такой разработкой является информационно-аналитическая система комплексной диагностики и мониторинга железнодорожной инфраструктуры СКД-И «ЭКСПЕРТ» разработки ИНФОТРАНС. Она предназначена для сбора данных автоматизированных средств диагностики, их накопления, синхронизации и обработки с целью дальнейшего технико-экономического анализа состояния инфраструктуры и планирования ремонтов с учетом категории путей, грузонапряженности, установленных скоростей движения.

Главная задача системы «ЭКСПЕРТ» – информационная поддержка обеспечения заданного перевозочного процесса на заданном уровне рисков с заданной системой обслуживания. Главная особенность – открытость, ориентация на Web-технологии, возможность, при наличии соответствующих прав, доступа пользователя через универсальный интерфейс к информации, хранящейся в системе, практически из любой точки земного шара. В отличие от других подобных систем, ориентированных на их сопровождение разработчиком (например, IRYSSYS, RAMSYS), система «ЭКСПЕРТ» представляет собой «движок», а управление им, конфигурирование, разграничение доступа, совершенствование – осуществляет сам потребитель. Система представляет собой живой, развивающийся организм, быстро адаптирующийся под изменяющиеся потребности заказчика. Это свойство системы «ЭКСПЕРТ» особенно актуально для диагностики высокоскоростных направлений, которые находятся в стадии развития и неизбежно в процессе этого будут нуждаться в совершенствовании нормативной базы.

Информация, хранящаяся в базе данных системы, служит основой для внешних приложений, которые, используя универсальный интерфейс, выполняют ее обработку. Это могут быть приложения, реализующие альтернативные методики оценки (в том числе на основе моделирования взаимодействия объектов инфраструктуры с подвижным средством), рассчитывающие обобщенные показатели состояния инфраструктуры, осуществляющие прогнозирование состояния объектов инфраструктуры, ведущие технико-экономический анализ, планирование ремонтов и другие. Универсальный интерфейс системы «ЭКСПЕРТ» обеспечивает всем приложениям получение информации из базы данных в требуемом виде и формате, «на лету» осуществляя их преобразование из внутреннего представления в требуемое.

На базе системы «ЭКСПЕРТ» уже сейчас разработаны и успешно применяются во всех инфраструктурных подразделениях ОАО «РЖД» внешние приложения – программа определения пред-отказного состояния инфраструктуры по состоянию геометрии рельсовой колеи и состоянию рельсовых скреплений ПГРК-УРРАН (в рамках технологии комплексного управления надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла на железнодорожном транспорте УРРАН-RAMS), а также программа «StabWay» по наблюдению за нестабильными во времени участками земляного полотна (в рамках принятого регламента наблюдения за состоянием земляного полотна). На основании данных ПГРК-УРРАН разработаны критерии назначения планово-предупредительных и средних ремонтов пути, которые опираются на фактическое состояние пути. Это позволяет рационально перераспределить имеющиеся ресурсы именно туда, где это действительно необходимо. Полностью отработаны технологии получения параметров, необходимых для комплексной оценки состояния бесстыкового пути. Выполнение этих работ было бы просто невозможно без данных, получаемых диагностическими комплексами «ЭРА» и РПИ.

Таким образом, в настоящее время имеются все предпосылки для создания отечественной эффективной системы диагностики скоростных и высокоскоростных направлений, системы, ориентированной на рациональное содержание железнодорожной инфраструктуры, системы, опирающейся на объективную и достоверную информацию автоматизированных средств диагностики. Проектирование системы диагностики должно вестись параллельно с проектом создания ВСМ и, фактически, быть составной частью этого общего проекта.

© Евразия Вести VI 2014



VI 2014

Евразия Вести VI 2014

Скоростной транспорт - жизненная необходимость

Крупный инфраструктурный проект развития России

Экономические последствия развития ВСМ и транспортной инфраструктуры

ВСМ: от форума к реализации

Кадровое и научное обеспечение развития высокоскоростных магистралей

«Сименс» - сотрудничество с Московским университетом путей сообщения

Прогресс высоких скоростей

Автоведение: необходимый инструмент для скоростного и высокоскоростного движения

Дорога жизни высокоскоростного подвижного состава

Отечественные системы управления скоростным движением

ЗАО «СНАГА»: здесь знают все об алюминотермитной сварке

Больше скорости российским поездам

«Бомбардье Транспортейшн (Сигнал)»: высокоскоростное движение - реальность сегодняшнего дня

Немецкий опыт ВСМ: скорость на экспорт

Новейшие технологии для реализации скоростного и высокоскоростного движения

Инновационная контактная сеть СНЦФ V350, испытанная скоростью свыше 500 км/ч

Знакомьтесь: Тальго

Российские перспективы Тальго

Магистрали инновационных прорывов

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести