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

Инновации в диагностике пути и сооружений

В современных условиях в значительной степени возрастает роль своевременной и качественной диагностики пути и сооружений на железнодорожном транспорте.

Наш корреспондент обратился к главному инженеру АО «Транспутьстрой», доктору технических наук Вячеславу Михайловичу Ермакову с просьбой рассказать читателям об инновационных решениях этих сложнейших вопросов на основе использования Комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ).

Инновации в диагностике пути и сооружений
Инновации в диагностике пути и сооружений
Инновации в диагностике пути и сооружений
Инновации в диагностике пути и сооружений
Инновации в диагностике пути и сооружений
Инновации в диагностике пути и сооружений
Во исполнение решений руководства ОАО «РЖД» в течение последних лет на сети железных дорог внедряется Комплексная система пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта, которая состоит из нескольких блоков: высокоточная координатная система (ВКС), привязка которой в абсолютных координатах выполняется в рамках высокоточных съемочных работ (ВСР). Затем производится лазерное сканирование объектов инфраструктуры вдоль пути на ширину по 25–50 м с обеих сторон от пути, в результате которого каждая точка любого объекта получает привязку в абсолютной системе координат. На этой основе создается трехмерная модель, привязанная к ВКС – так называемая цифровая модель пути (ЦМП), совокупность которых формирует базу пространственных данных.

Кроме ВКС и ЦМП, в состав КСПД ИЖТ входит оборудование: серверы для хранения БПД, референцные станции для обеспечения точного позиционирования с использованием ГЛОНАСС, рабочие места и программное обеспечение.

В базе данных КСПД ИЖТ помимо облаков точек лазерного отражения и ЦМП хранятся материалы фотофиксации, аэрофотосъемки, георадарной съемки всех объектов инфраструктуры с привязкой к ВКС, обеспечивающие исходные данные как для проектирования ремонтов, так и для текущего содержания.

Работы по созданию КСПД ИЖТ в ОАО «РЖД» ведутся с 2011 года. Пилотным был участок Москва – Санкт-Петербург – Бусловская. К концу 2014 года данной системой оснащено 13 тыс. км развернутой длины главных путей в европейской части сети ОАО «РЖД». До конца 2017 года всего будет оснащено около 35 тыс. км развернутой длины.

Место КСПД ИЖТ в комплексе автоматизированных систем ОАО «РЖД» определяется ее функционалом. Ключевой функцией КСПД ИЖТ является обеспечение привязки объектов и событий в абсолютных координатах. В аспекте диагностики событие – это неисправность геометрии рельсовой колеи, или дефект рельса и т.п. Данные о подобном событии поступают с диагностического средства в единую корпоративную автоматизированную систему управления инфраструктурой (ЕК АСУ И), а из нее – в КСПД ИЖТ для высокоточной координатной привязки.

Работник путевого хозяйства, имея мобильное навигационное устройство, может однозначно идентифицировать эту неисправность. На экран обычного смартфона заведена карта соответствующего участка пути и привязанная к ней неисправность пути, выявленная диагностическим средством. При этом используется база данных, полученная по результатам высокоточных съемочных работ, содержащая координаты объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта в абсолютной системе координат. После передачи кода и координат неисправности в базу данных КСПД ИЖТ данная информация поступает в устройство для отображения и привязки неисправности к объектам КСПД ИЖТ. Для точной идентификации неисправности в пространстве происходит поиск ближайших объектов, расчет и визуализация расстояний до них. Это позволяет использовать обычные смартфоны с точностью определения местоположения самого устройства порядка 15 м и при этом обеспечивать точность позиционирования неисправности по отношению к видимым объектам не хуже 3 см.

Высокоточная координатная привязка позволяет решать ряд прикладных задач. Например, наложение строго в одном створе показателей геометрии рельсовой колеи или состояния рельсов позволяет объективно анализировать тренды изменения этих показателей. По сути – это база для разработки и обоснования нормативов технического обслуживания пути, периодичности диагностирования и др.

Более интересная задача по наложению в одном сечении событий, полученных от различных диагностических средств. Причем здесь не следует ограничиваться только путевым хозяйством. Вполне актуальными могут быть задачи по увязке всех хозяйств и устройств инфраструктуры. Основным потребителем данных анализов должен стать блок СОПС в ЕК АСУ И для назначения крупных ремонтных работ. При этом весьма актуальной и значимой должна быть информация по отказам из АС УРРАН.

Однако главной проблемой на сегодняшний день является сам процесс высокоточной привязки выявляемых средствами диагностики событий к абсолютным и путевым координатам.

Одним из направлений решения этой задачи является высокоточное позиционирование диагностического средства с использованием дифференциальных поправок от референцных станций. При этом возникает ряд сложных в решении вопросов, связанных с необходимостью учета и компенсации колебаний при движении спутникового приемника, расположенного, как правило, на крыше вагона, а также колес самого вагона относительно оси пути. Кроме того, стационарными референцными станциями сегодня оснащен только участок Москва – Санкт-Петербург – Бусловская.

АО «Транспутьстрой» найдены альтернативные решения, обеспечивающие привязку данных средств диагностики к высокоточной координатной системе (ВКС), не требующие повсеместного оснащения референцными станциями.

Первое направление – совмещение облаков точек лазерного отражения (ТЛО) невысокой точности, полученных при лазерном сканировании диагностическими комплексами «ЭРА» или «Интеграл», с высокоточным облаком ТЛО, полученным при создании КСПД ИЖТ на данном участке.

Уровень качества и точности привязки результатов лазерного сканирования, например, диагностическим комплексом «ЭРА» значительно ниже, чем материалы, хранящиеся в КСПД ИЖТ.

Однако после наложения этих двух облаков точек лазерного отражения друг на друга имеется возможность с точностью первых сантиметров привязать неисправности пути к трехмерной модели инфраструктуры, хранящейся в базе данных КСПД ИДТ.

Вторым направлением высокоточной привязки неисправностей, выявляемых диагностическими средствами, является наложение информации о расположении рельсовых и изолирующих стыков от диагностического средства на координаты этих же стыков, имеющихся в КСПД ИЖТ.

В настоящее время остается нерешенной очень важная для путевого хозяйства задача – достоверная оценка напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути. Этой задаче столько же лет, сколько и бесстыковому пути.

Во всех странах мира предпринимаются попытки создания эффективной технологии контроля состояния бесстыкового пути. Разработки ведутся в двух направлениях:

– прямые измерения особенностей состояния стали рельсов, проявляющихся в изменении магнитных показателей, скорости прохождения ультразвука и др. в зависимости от напряжений;

– косвенные измерения на основе пересчета линейных деформаций рельса от воздействия температуры в напряжения.

Методы прямых измерений массово на железных дорогах мира не применяются, т.к. эффективного по совокупным критериям решения не найдено.

Практически везде применяется косвенный метод пересчета деформаций в напряжения, в том числе и в России – по подвижкам рельсовых плетей относительно так называемых маячных шпал. Его преимуществами является простота, наглядность, низкая стоимость. Однако здесь не исключены ошибки и даже подлоги. Известны случаи, когда подвижки плетей достигали сверхдопустимых значений, а маячные риски периодически закрашивались и вместо них наносились новые или маячные шпалы передвигались к рискам.

Предлагаемая система исключает ошибки и возможности подлога. На шейку рельса прикрепляется электронная метка, которая имеет идентификационные параметры. Над меткой устанавливается спутниковый приемник и с точностью первых миллиметров определяет ее абсолютные координаты, которые заносятся в базу данных КСПД ИЖТ. При изменении координат при последующих съемках делается заключение о подвижке плети. На первом этапе измерение координат меток осуществляется с использованием переносных спутниковых приемников или расположенных, например, на дефектоскопной тележке. В целевом состоянии – система должна быть установлена на мобильные диагностические средства.

Следующим направлением использования инновационных технологий в диагностике объектов инфраструктуры является создание и использование полных цифровых моделей мостов, включая подводную часть опор, и других искусственных сооружений для решения следующих задач:

– определение отклонений оси пути в плане относительно оси пролетного строения (эксцентриситет);

– проверка габарита приближения строений для решетчатых пролетных строений с ездой по низу;

– измерение строительного подъема и деформаций главных балок;

– проведение мониторинга положений опор в случаях длительных деформаций оснований фундаментов и др.

Представляется особо ценным создавать цифровые модели сразу после строительства или реконструкции моста для возможности мониторинга его деформаций путем наложения на базовую модель облака ТЛО при последующих съемках.

Вероятно, возможно решение и других задач с использованием таких материалов.

© 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

Диагностика и мониторинг объектов 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

Задачи сложные, но выполнимые

Рельсовая комиссия отметила юбилей в Новокузнецке

PDF-формат



 

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

Евразия Вести