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:


 

ИНФРАСТРУКТУРА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры

По результатам диагностики и мониторинга инфраструктуры обеспечивается комплексное наблюдение за естественным расстройством элементов инфраструктуры в течение всего срока службы, прогнозируется их состояние, готовятся предложения по изменению технических условий, норм и инструкций для оптимизации финансовых расходов на содержание инфраструктуры.

Начальник Управления диагностики и мониторинга ЦДИ – филиала ОАО «РЖД» Вячеслав Петрович Бирюзов в своей статье рассказывает об инновационных решениях при диагностике объектов путевого хозяйства инфраструктуры для обеспечения безопасности движения.

Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры
В ОАО «РЖД» создана достаточно эффективная система диагностики и мониторинга инфраструктуры. Затрагивая все хозяйства инфраструктурного комплекса, наибольшее внимание в диагностике уделяется путевому хозяйству как наиболее значимому и фондоемкому в инфраструктурном комплексе, состояние которого является определяющим звеном железнодорожного транспорта, существенно влияющим на себестоимость перевозок, скорость и безопасность движения поездов. В настоящее время для диагностики железнодорожного пути ОАО «РЖД» используется более 8000 средств контроля (из них 427 мобильных и 7650 съемных).

Внедрение и комплексное использование новых средств диагностики пути и дефектоскопии рельсов, регламентация их работы позволили повысить качество и достоверность контроля железнодорожного пути, оценить действия операторов дефектоскопов в процессе проверки.

Созданы путеизмерительные комплексы на базе локомотивов ВЛ-11, и ЧС-200 и магистрального тепловоза 2ТЭ116, что, кроме повышения скорости контроля, решает и задачу измерения пути «под нагрузкой».

В путевом хозяйстве используются путеизмерительные средства более десяти различных типов, решающие близкие информационные задачи и имеющие разные нагрузки на путь, рабочую скорость, точность измерения и форму представления выходной информации. Это путеизмерительные вагоны КВЛ-П (нескольких модификаций), путеобследовательские станции ЦНИИ-4, совмещенные дефектоскопы-путеизмерители МТКП и СЕВЕР, новые диагностические комплексы ЭРА и ИНТЕГРАЛ, путеизмерительные тележки. С учетом разработки самоходных путеизмерительных лабораторий на базе электровозов ЧС-200, ВЛ-11-М и магистрального тепловоза 2ТЭ116, можно считать, что вопросы по номенклатуре проверяемых характеристик пути, уровне его автоматизации практически решены.

В условиях роста скоростей движения поездов и грузонапряженности изменяются и требования к работе диагностических средств. В первую очередь, это касается повышения рабочей скорости. И первые шаги в этом направлении уже сделаны. Создан вагон-путеизмеритель КВЛ-П 3.0, позволяющий бесконтактным способом выполнять контроль и оценку состояния рельсовой колеи на скорости до 160 км/ч. Вагон работает в Октябрьской дирекции инфраструктуры. Рабочие скорости самоходных путеизмерительных лабораторий ЧС-200 и ВЛ-11-М достигают 200 км/час, что позволяет значительно увеличить ежесуточный объем проверки пути, при этом оценка состояния инфраструктуры осуществляется по 55 параметрам с повышенной нагрузкой на ось до 19,5 т.

Самоходная многофункциональная диагностическая лаборатория на базе тепловоза 2ТЭ116 (СМДЛ-2ТЭ116). СМДЛ обеспечивает контроль состояния путевой инфраструктуры, устройств автоматики и сигнализации, контактной сети и поездной радиосвязи на рабочих скоростях до 100 км/ч (контроль более 120 параметров). СМДЛ способна работать как на электрифицированных, так и на неэлектрифицированных участках пути. Контроль параметров пути ведется с осевой нагрузкой 23,7 тонны, что особенно важно для тяжеловесных направлений и предусматривается в первоочередном использовании на участках БАМа и Транссибирской магистрали.

Уровень диагностики состояния пути скоростных и высокоскоростных линий будет повышен при реализации в 2015 г. проекта «ИНФОТРАНС-ВЕЛАРО Rus». При этом подсистемы контроля геометрических параметров рельсовой колеи размещаются непосредственно на борту электропоезда «Сапсан»:

– диагностическое оборудование устанавливается на действующем пассажирском составе без вмешательства в штатные системы поезда;

– диагностирование не влияет на перевозочный процесс, обеспечивая высокую периодичность контроля состояния высокоскоростных магистралей;

– диагностика выполняется в условиях реального взаимодействия эксплуатирующегося высокоскоростного подвижного состава с путевой инфраструктурой и контактной сетью;

– полная автоматизация всех процессов управления диагностическим оборудованием, измерения, обработки и оценки, не требующая присутствия оператора.

Ввод в эксплуатацию этой измерительной подсистемы позволит обеспечить выявление всех неровностей пути, влияющих на плавность хода поездов и комфорт пассажиров. Это, безусловно, приведет к повышению уровня безопасности движения скоростных и высокоскоростных поездов.

Новые диагностические средства позволяют оценивать состояние рельсов, рельсовых скреплений, балласта и земляного полотна, их поперечные очертания, состояние шпального хозяйства, габариты и др. Получаемые в ходе диагностики данные используются для организации текущего содержания пути и планирования ремонтов.

В течение длительного времени состояние пути оценивалось только по параметрам содержания рельсовой колеи. Это привело к тому, что на ряде железных дорог проблема повышения уровня содержания пути решалась не за счет комплексного подхода, а лишь за счет устранения геометрических отклонений. Общее состояние пути не улучшалось по причине не решения вопросов, связанных с оздоровлением и приведением в технически исправное состояние земляного полотна, водоотводных сооружений, балластного слоя, рельсовых скреплений, габаритов железнодорожного пути.

На сети железных дорог в течение 7 лет осуществляется комплексная оценка состояния пути, разработанная ВНИИЖТом и Департаментом пути и сооружений, которая позволяет оценивать состояние путевого хозяйства по 9 параметрам: кроме геометрии колеи оценивается также состояние элементов верхнего строения пути и рельсовых скреплений, загрязненность балласта, состояние земляного полотна. Завершена разработка систем видеонаблюдения и видеофиксации, что позволяет исключить человеческий фактор при проведении генеральных комиссионных осмотров и оценке состояния всех элементов пути.

В настоящее время проверка состояния устройств инфраструктуры осуществляется различными диагностическими средствами: вагонами-путеизмерителями, дефектоскопами, вагонами-лабораториями служб электрификации и электроснабжения, автоматики и телемеханики. Такое решение не позволяет организовать комплексную оценку инфраструктуры и текущее содержание, совместное планирование окон, различных видов ремонтов, осуществить комплексный подход к модернизации инфраструктуры. Разнородность данных, получаемых при проверке существующими средствами диагностики, не позволяет их сопоставить и выявить «узкие» места в содержании пути, устройств электрификации и электроснабжения, автоматики, телемеханики конкретного участка пути, а, следовательно, и рационально распределить средства на текущее содержание и ремонт устройств инфраструктуры в соответствии с их техническим состоянием.

Практика показала, что для эффективного планирования текущего содержания и ремонта устройств инфраструктуры целесообразно использовать диагностические комплексы ЭРА и ИНТЕГРАЛ, которые оценивают совокупность параметров устройств на каждом конкретном участке железнодорожного пути комплексно (состояние железнодорожного пути, устройств энергетики, автоматики и телемеханики). Так, диагностический комплекс ИНТЕГРАЛ позволяет контролировать 118 параметров, ЭРА – 150. Проведение автоматизированной комплексной оценки инфраструктуры позволяет формировать базу данных для планирования ремонтов и организации текущего содержания инфраструктуры.

Диагностические комплексы ЭРА и ИНТЕГРАЛ за один проход осуществляют контроль следующих параметров состояния объектов инфраструктуры:

– состояние верхнего строения пути в целом и его элементов;

– параметры искусственных сооружений и земляного полотна;

– габариты приближения строений;

– показатели динамического взаимодействия пути и подвижного состава;

– состояние контактной сети, устройств автоматики и телемеханики;

– видеоконтроль объектов инфраструктуры.

Основной задачей использования диагностических комплексов должен стать многофакторный анализ всех параметров состояния объектов с целью объективной комплексной оценки всей инфраструктуры, что, в свою очередь, позволит сформировать взвешенные управленческие решения и рационально распределить ресурсы на текущее содержание и ремонт. Для этой цели разрабатываются системы комбинаторного анализа Каскад, Эксперт, Астра, которые обеспечивают мониторинг и анализ динамики изменения параметров устройств инфраструктуры в зависимости от работ, выполняемых на линии.

В системе оценки состояния бесстыкового пути в рамках научно-технических работ специалистами ОАО «ВНИИЖТ» разработана и утверждена в 2014 г. Методика контроля и оценки состояния бесстыкового пути на основе данных, получаемых по результатам проходов путеизмерительных средств, оборудованных подсистемами контроля устойчивости бесстыкового пути.

ЗАО НПЦ ИНФОТРАНС в соответствии с указанной Методикой доработало программное обеспечение «Комплексного анализа предотказного состояния бесстыкового пути», которое обеспечивает возможность комплексного анализа всех факторов, влияющих на устойчивость бесстыкового пути.

Для эффективного решения проблемы контроля состояния бесстыкового пути применяется комплексный подход, который опирается на достоверные данные, получаемые с современных диагностических средств (вагонов-путеизмерителей КВЛ-П и диагностических комплексов «ЭРА»). При этом используется информация с таких систем контроля, как: система контроля геометрии рельсовой колеи, видеоконтроля рельсов и рельсовых скреплений, система пространственного сканирования.

В основу анализа заложен принцип определения напряженного состояния рельсовых плетей по 6 факторам, определяющим поперечную устойчивость бесстыкового пути (состояние рельсовых плетей в плане, угон рельсовых плетей, не подбитые и оттрясенные шпалы, состояние рельсовых скреплений, ширина плеча балластной призмы, заполнение шпальных ящиков). Главными индикаторами имеющихся проблем из этих факторов являются: угон рельсовых плетей, определяемый видеофиксацией подвижек рельсовых плетей относительно «маячных» шпал и состояние пути в плане, анализ которого проводится после прохода путеизмерительных вагонов в программном обеспечении предотказного состояния плетей бесстыкового пути (КАПС БП УРАН).

Вместе с тем анализ работы средств диагностики по сети железных дорог выявил ряд проблем.

Несмотря на высокую эффективность существующих средств диагностики, большой проблемой является их физическое и моральное старение. На начало 2014 г. в ОАО «РЖД» средний процент износа диагностической техники (вагонов-путеизмерителей, вагонов-дефектоскопов, дефектоскопных и дефектоскопно-путеизмерительных автомотрис, дефектоскопных и путеизмерительных тележек) составляет 47,7%, а к 2020 г. он достигнет 84% (без учета поставки новой).

Старение парка диагностических средств ОАО «РЖД» заставляет задуматься о переходе на малообслуживаемые автономные системы путеизмерения, устанавливаемые на существующем подвижном составе (тяговые локомотивы, пассажирские вагоны, грузовые вагоны). Полномасштабная реализация этого направления позволит сократить затраты на диагностику состояния рельсовой колеи, однако в то же время потребуются специальные подразделения, обеспечивающие техническое обслуживание и ремонт таких подсистем.

Значительная часть событий, связанных с безопасностью движения поездов и отступлений от норм содержания пути связана, в числе прочих причин, с конструктивными недостатками существующих средств контроля, основными из которых являются:

– моральное и физическое устаревание средств контроля в связи с отсутствием финансовых ресурсов и научно-производственной базы для их развития;

– сложности в проведении сплошного контроля рельсов на участках, имеющих значительное количество дефектов поверхности катания;

– зависимость результатов контроля рельсов от уровня компетенции специалистов и влияния «человеческого фактора» по причине отсутствия автоматизации процесса и системы поддержки принятия верного решения по характеристикам дефекта.

В современных разработках диагностического оборудования активно используются микропроцессорные технологии, особое внимание уделяется улучшению точностных характеристик оборудования съема параметров (одним из основных направлений также является создание базы данных, позволяющей определять тенденции возникновения, развития дефектов и прогнозировать изменения состояния объектов в дальнейшем).

Одним из главнейших вопросов в рельсовой дефектоскопии является периодичность контроля. От нее зависит планирование количества средств неразрушающего контроля (съемных и мобильных дефектоскопов), штата обслуживающего персонала и сопровождающих эти дефектоскопы лиц, объемов эксплуатационных расходов. Фактически в среднем на пути ежедневно находится около 8,5 тыс. дефектоскопистов и 14 тыс. сопровождающих, которые отвлечены от выполнения своих прямых обязанностей.

Рельсовая дефектоскопия – одна из частей системы диагностики и мониторинга железнодорожной инфраструктуры. Применение современных лазерных приборов, видео высокой четкости, активных радиочастотных меток и устройств глобального позиционирования открывают неограниченные возможности для совершенствования методов диагностики.

Сегодня у нас минимальная периодичность проверок составляет один раз в квартал (на малодеятельных участках главного пути), а максимальная – 5 раз в месяц. Представляется целесообразным рассмотреть вопрос об упорядочении периодичности на следующих участках пути: с рельсами до гарантийной наработки; на бесстыковом пути с рельсами, сваренными в блок-участки и перегоны.

На данный момент организация системы дефектоскопии не полностью соответствует современному методическому и техническому уровню неразрушающего контроля (НК), состоянию пути, экономическим ресурсам, имеющимся в распоряжении ОАО «РЖД». Затраты на функционирование системы НК рельсов неоправданно высоки, а именно, составляющая стоимости НК в цене эксплуатационных расходов на содержание железнодорожного пути. Таким образом, налицо все признаки необходимости корректировки существующей системы НК рельсов с целью повышения роли мобильных средств дефектоскопии без снижения уровня безопасности движения поездов.

В качестве основного направления обеспечения высокого качества состояния пути и рельсов на современном техническом и технологическом уровне должны быть комплексная диагностика и мониторинг, выполняемые высококвалифицированными специалистами с использованием современных методик, контрольно-измерительных и диагностических средств, высокопроизводительной вычислительной техники и программного обеспечения.

Предлагается на первом этапе контроль малодеятельных участков железных дорог осуществлять мобильными лабораториями на комбинированном ходу без участия съемных дефектоскопов. Контроль рельсов на основных грузонапряженных и высокоинтенсивных направлениях сети железных дорог должен преимущественно проводиться мобильными средствами – совмещенными вагонами-дефектоскопами и дефектоскопными автомотрисами.

Ввод в 2013 году нового Положения о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог ОАО «РЖД» требует более интенсивного перехода на новые современные средства диагностики.

Назрела необходимость создания средств рельсовой дефектоскопии нового поколения с расширенными возможностями для выявления дефектов по всему сечению рельса при сплошном контроле, в том числе дефектов в виде трещин в подошве рельса коррозийно-усталостного происхождения по коду 69 и из-за нарушений технологии сварки рельсов по коду 66.3. Актуальна проблема по разработке новых съемных и мобильных средств контроля, модернизация и переоснащение существующих устройств с целью их надежной эксплуатации и обеспечения устойчивого акустического контакта в условиях низких температур до минус 50 °С, создание мобильных средств дефектоскопии, осуществляющих работу со скоростями контроля 80–120 км/ч.

Требуется расширить функциональные возможности ультразвуковых дефектоскопов для проверки сварных стыков, выявления остродефектных и дефектных рельсов с формированием протокола контроля проверяемого участка с автоматической расшифровкой и анализом данных неразрушающего контроля.

Реализация программ внедрения средств и систем нового поколения позволит осуществить поэтапный переход от ручного контроля к компьютеризированным комплексным технологиям диагностики состояния инфраструктуры и сократить эксплуатационные расходы на проведение контроля пути и рельсов, гарантируя при этом высокий уровень безопасности движения поездов.

Контроль пути и рельсов на сети отечественных железных дорог пока осуществляется чаще, чем на зарубежных. К основным факторам, влияющим на периодичность контроля, относят, как известно, технические характеристики и состояние пути, а также погодные условия, грузонапряженность и техническое состояние диагностических средств. По мере улучшения эксплуатационных свойств верхнего строения пути периодичность проверок должны уменьшиться к 2020 году в 1,5 раза, а к 2030 году в 3 раза, что позволит снизить эксплуатационные расходы.

Важная задача – переход к координатным методам содержания пути на основе высокоточной координатной системы и проведения работ с применением разработанных инновационных технологий. В 2010–2012 гг. на сети проведена значительная работа по внедрению системы электронной разметки пути (составная часть системы высокоточной выправки пути Навигатор). Электронная разметка обеспечивает сплошную паспортизацию геометрических параметров устройств рельсовой колеи и значительно увеличивает производительность выправочно-подбивочных машин за счет формирования их программных заданий по результатам проверки пути диагностическими средствами.

Максимального роста эффективности ведения хозяйства можно достичь за счет внедрения новой периодичности контроля инфраструктуры, перехода на контроль пути преимущественно мобильными диагностическими средствами со скоростями 80– 120 км/ч, внедрения автоматизированной расшифровки дефектограмм рельсов.

Важная роль отводится комплексной оценке инфраструктуры в целом, чему должно способствовать внедрение автоматизированных систем анализа данных, получаемых с различных диагностических средств и повышение уровня подготовки специалистов по диагностике.

Планирование работ по текущему содержанию пути целесообразно осуществлять по фактическому состоянию на основе комплексного анализа состояния пути с помощью автоматизированных систем оценки и прогнозирования состояния инфраструктуры с использованием данных различных диагностических средств.

Для снижения влияния человеческого фактора при проведении проверок состояния рельсового хозяйства необходимо максимально задействовать мобильные дефектоскопные средства, оставив за съемными средствами дефектоскопии только один дополнительный контрольный проход. Для выявления остродефектных рельсов следует максимально использовать системы автоматизированной расшифровки дефектограмм.

Переход на преимущественное использование мобильных средств диагностики и контроля, а также снижение периодичности контроля, наряду с применением комплексной оценки состояния пути и внедрением автоматизированных средств съема и обработки данных, позволит повысить производительность процесса диагностики, достоверность конечных результатов, минимизировав влияние «человеческого фактора» на результаты контроля.

© Евразия Вести VII 2015



VII 2015

Евразия Вести VII 2015

Цель - повысить результативность работы комплекса

Техническая оснащенность и совершенствование путевого комплекса

Эффективность работы путевого комплекса инфраструктуры

Реализация решений научно-технических советов

Безопасность движения на железнодорожных переездах

Риск на дороге - дело не благородное

Метод замены уравнительных рельсов бесстыкового пути

Пандрол-350 - конструкция рельсового скрепления для современных магистралей

Фоссло Групп: надежное и перспективное партнерство

Наука и практика решения рельсовой проблемы

По пути инноваций 25 лет

Основные направления развития системы диагностики и мониторинга инфраструктуры ОАО «РЖД»

Перспективы обновления парка путевой техники

Актуальные проблемы дефектоскопии рельсов и пути их решения

Инновации в диагностике пути и сооружений

Задачи сложные, но выполнимые

Рельсовая комиссия отметила юбилей в Новокузнецке

PDF-формат



 

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

Евразия Вести