МОСКОВСКИЙ МЕТРОПОЛИТЕН


Комплексная диагностика инфраструктуры метрополитенов

Компания АО «Фирма ТВЕМА» является одним из мировых лидеров в разработке и производстве мобильных контрольно-измерительных, диагностических систем и комплексов для оценки состояния технических объектов железнодорожной инфраструктуры, промышленных предприятий и метрополитенов.

Генеральный директор АО «Фирма ТВЕМА» кандидат технических наук Владимир Федорович Тарабрин и заместитель генерального директора АО «Фирма ТВЕМА» заслуженный работник транспорта РФ, почетный железнодорожник Виктор Михайлович Бугаенко по просьбе редакции рассказали нашим читателям о вкладе Компании в обеспечение безопасности метрополитенов не только нашей страны, но и многих стран мира.

Техника Фирмы ТВЕМА поставлена или используется на условиях аутсорсинга на железных дорогах 15 стран: России, Германии, Чехии, Венгрии, Китая, Индии, Украины, Белоруссии, Казахстана, Армении, Монголии, Ливии, Латвии, Израиля, Туркменистана. Широко применяется и обеспечивает безопасность движения в Московском, Санкт-Петербургском, Бакинском и Пекинском метрополитенах, на промпредприятиях крупных российских компаний: «Газпром-нефть», «Лукойл», «Угольная компания «Северный Кузбасс», холдинг «Металлоинвест», космодромах «Байконур» и «Плесецк».

Нашим клиентам поставлено более 300 поездов, самоходных лабораторий и вагонов различного назначения, а также более 3 тысяч ручных и съемных средств диагностики.

АО «Фирма ТВЕМА» является предприятием полного цикла на одной площадке, где сосредоточены научно-исследовательские, опытно-конструкторские и производственные подразделения, службы по обеспечению технического сопровождения выпущенной техники, сервисному обслуживанию и ремонту. В восточных регионах России работают сервисные пункты, в Украине, Германии и Китае – представительства компании.

Компания сертифицирована по двум международным стандартам качества IRIS и ISSO 9001.

В последние годы компания АО «Фирма ТВЕМА» добилась технологического прорыва в производстве различных компонентов диагностического оборудования, устанавливаемых на мобильные средства контроля. Этот прорыв позволил кардинально повысить достоверность диагностики, превзойти по этому показателю съемные средства, что позволило нашим заказчикам перейти на преимущественное использование мобильных средств. Это достигается за счет гибкой архитектуры всех компонентов оборудования, модульности исполнения измерительных систем, возможности их размещения на любом подвижном составе, включая представляемый заказчиком.

Активно развивается сотрудничество с метрополитенами и, в первую очередь, с Московским.

Начиная с 1990-х годов, темпы старения (как физического, так и морального) измерительного и диагностического оборудования стали превышать темпы его обновления на отечественных метрополитенах, что вызвало острую необходимость в разработке и внедрении отвечающих современным требованиям контрольных средств и программного обеспечения.

В начале 2000-х годов компания ТВЕМА откликнулась на просьбу Московского метрополитена о разработке мобильных средств диагностики (вагона-дефектоскопа и вагона-путеизмерителя) нового поколения на основе инновационных технологий. При этом было учтено, что Московский метрополитен – самый старый и самый большой в нашей стране. Поэтому во главу угла при разработке новых средств диагностики специалисты компании поставили их надежность и долговечность.

Для метрополитенов Москвы и Санкт-Петербурга, Пекина и Баку компанией ТВЕМА поставлены диагностические автомотрисы, вагоны-путеизмерители, вагоны-дефектоскопы, а также инфраструктурные диагностические комплексы проекта «СИНЕРГИЯ». Эти комплексы созданы специально и с учетом особенностей работы метрополитена на основе большого опыта создания нашими инженерами и разработчиками различных диагностических систем для нужд железных дорог, в том числе зарубежных. Сегодня в Московском метрополитене эксплуатируются два скоростных вагона-дефектоскопа, один вагон-путеизмеритель и два диагностических комплекса «СИНЕРГИЯ-1» и «СИНЕРГИЯ-2» производства компании ТВЕМА, что составляет 90% парка всех диагностических средств столичной подземки.

Вагон-путеизмеритель успешно работает в Санкт-Петербургском метрополитене.

Инфраструктурные комплексы «СИНЕРГИЯ-1», «СИНЕРГИЯ -2» для диагностики более 100 параметров инфраструктуры метрополитенов поставлены в Московский и аналог в Бакинский метрополитены.

Комплексы «СИНЕРГИЯ», поставленные в Московский и Бакинский метрополитены, оснащены современными системами диагностики. Высокоскоростными системами видеорегистрации «СВОД» с дискретностью до одного миллиметра для контроля и оценки состояния рельсов, стыков, скреплений, остряков стрелочных переводов, контактного рельса, узлов, кронштейнов и коробов контактного рельса. Комплекс визуального обнаружения дефектов «СВОД» предназначен для наблюдения за объектами инфраструктуры метрополитенов и железных дорог на ходу поезда, а также в режиме постобработки. Комплекс позволяет заблаговременно обнаружить места, где из-за повреждения или отсутствия какого-либо элемента может возникнуть аварийная ситуация. «СВОД» в режиме реального времени позволяет выявлять критичные для безопасности движения неисправности, например, идентифицировать негабаритные места, сопоставляя данные системы контроля габарита и видеоданные.

Оснащение бесконтактными лазерными системами с точностью измерения до десятых долей миллиметра для контроля геометрии рельсовой колеи «СОКОЛ-2», геометрических параметров железнодорожных рельсов, включая профиль поперечного сечения рельса и подуклонку, контроль стыковых зазоров.

Оборудование комплекса «СОКОЛ-2» монтируется на раму ходовой тележки любой подвижной единицы. Получать точные данные измерений на высоких скоростях стало возможным благодаря сочетанию двух методов – оптической триангуляции и инерциального. Первый метод применяется для бесконтактного измерения положения и геометрии обеих нитей рельсов с помощью осветительных лазеров и приемных видеокамер, а второй основан на применении бесплатформенной инерциальной навигационной системы для автоматического определения ее характеристик движения и параметров ориентации в трехмерном пространстве в реальном масштабе времени. Контроль параметров положения пути в профиле и плане выполняется высокоточной инерциальной навигационной системой.

В качестве дополнительного оборудования «СОКОЛ-2» может использовать системы видеозаписи и контроля плавности хода для определения влияния изменений профиля рельса и геометрии рельсовой колеи на параметры движения поездов. Вся получаемая информация обрабатывается в реальном масштабе времени, регистрируется и документируется для дальнейшего анализа и планирования работ по текущему содержанию и ремонту пути.

Данные, считываемые по ходу движения, поступают на бортовой контрольно-вычислительный комплекс, который обеспечивает визуализацию и регистрацию геометрических параметров рельс и рельсовой колеи, а также параметров выявленных отступлений от норм содержания и необходимые ограничения скоростей движения. При этом любое отступление получает как количественную, так и качественную оценку и привязывается к конкретным координатам. Программное обеспечение «СОКОЛ-2» позволяет сопоставлять информацию о фактическом состоянии рельсов с данными из базы данных участка железной дороги, проводить автоматическое сравнение полученных параметров с требуемыми и формировать отчеты и рекомендации для управляющих и эксплуатирующих подразделений железных дорог.

Комплексы «СИНЕРГИЯ» оборудованы бесконтактными лазерными системами контроля положения контактного рельса, приборами измерения его температуры. Аналогичные системы обеспечивают контроль габаритов приближения строений, ведется тепловизионный контроль тоннелей.

На одном из комплексов применена контактная система контроля геометрии рельсовой колеи «СОКОЛ». Аналогичная система используется в вагонах-путеизмерителях Московского и Санкт-Питербургского метро. Данная система ввиду ее высокой надежности и низкой цены наиболее целесообразна в метро, где скорости движения и контроля невысоки.

Оснащение поездов «СИНЕРГИЯ» высокоскоростным дефектоскопическим комплексом с бесконтактной следящей системой позволяет выявлять все дефекты железнодорожных рельсов согласно российской и европейской классификации.

Система привязки к электронной разметке пути позволяет привести все выявленные отступления от норм содержания инфраструктуры к одному сечению, с синхронизацией всех измерительных систем по времени и координате (аналогичная система используется на вагонах-путеизмерителях метро). Обеспечивается взаимодействие и совместное использование результатов работы различных систем контроля и диагностики.

Важнейшим компонентом всех систем является Интелектуальная платформа управления инфраструктурой – комплекс программных средств «КАСКАД», позволяющий выполнить комплексную оценку и анализ объектов инфраструктуры, сочетание интегральных критериев, обеспечить краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный прогнозы и планирование работ по фактическому состоянию. Минимизировать человеческий фактор, обеспечить экономию людских и материальных ресурсов, повышение безопасности движения поездов.

По тоннелям метро диагностические поезда «СИНЕРГИЯ» передвигаются в общем потоке пассажирских составов, никак не влияя на общий график движения. За время работы в Московском метро в 2014–2015годах комплексами «СИНЕРГИЯ» было обследовано более 15 тысяч км пути, выявлены сотни проблемных мест.

По данным Бакинского метрополитена внедрение новых инновационных технических средств диагностики инфраструктуры уже в течение первого года эксплуатации позволили значительно улучшить ее состояние и, в первую очередь, путевой инфраструктуры.

Новые диагностические комплексы «СИНЕРГИЯ» были представлены в текущем году руководству правительства Москвы, Московского метрополитена, президенту Азербайджана и получили высокую оценку.

Активно развивается сотрудничество с метрополитенами Китая по освоению производства диагностических автомотрис с измерительными системами компании ТВЕМА. Это дефектоскопные автомотрисы, разработанные совместно с китайскими специалистами на базе производимых в Китае подвижных единиц.

Завершаются переговоры по поставке диагностической техники метрополитенам Индии.

Также в Московском метрополитене задействовано более 200 средств малой механизации, специализированных тележек для эвакуации маломобильных граждан из поездов, остановившихся в тоннеле случае чрезвычайной ситуации, ручные диагностические комплексы РДК ПТ-12М, внедрена система автоматизированной расшифровки дефектограмм рельсовой дефектоскопии АПК «АСТРА» в центре диагностики.

По заказу Московского метрополитена компания ТВЕМА оперативно наладила выпуск специализированных тележек для эвакуации маломобильных граждан из поездов, остановившихся в тоннеле в случае чрезвычайной ситуации. Толчком для принятия этого решения послужила катастрофа 15 июля 2014 года, произошедшая на перегоне между станциями «Парк Победы» и «Славянский бульвар» Арбатско-Покровской линии, которая унесла несколько десятков жизней пассажиров и где эвакуация пострадавших маломобильных пассажиров производилась с применением подручных средств. По просьбе руководства столичной подземки компанией ТВЕМА в сжатые сроки был разработан и изготовлен образец специализированной тележки, который затем успешно испытали на совместных учениях метрополитеновцев с ГУ МЧС по г. Москва.

По результатам испытаний руководством Московского метрополитена было принято решение об оснащении всех станций специализированными тележками для эвакуации маломобильных граждан.

Всего было изготовлено 270 специализированных тележек и в начале августа 2014 года они были поставлены на все станции столичного метро.

Специализированная тележка представляет собой легкую и компактную конструкцию, не требующую специальных навыков от обслуживающего ее персонала. Хранится она в комплектном шкафу, а эксплуатируется всего одним человеком.

В конце 2015 года в Московский метрополитен поставлена первая партия Ручного диагностического комплекса РДК ПТ-12М, предназначенного для автоматизированного контроля объектов железнодорожной инфраструктуры.

Ручной диагностический комплекс РДК ПТ-12М является более усовершенствованной версией путевых тележек серии «ПТ» и имеет более широкий диапазон измеряемых геометрических параметров железнодорожного пути. Он, кроме измерения ширины колеи (шаблона), взаимного положения обеих рельсовых нитей по высоте (уровня) и длины пройденного пути, дополнительно может измерять следующие параметры: стрелы изгиба каждой рельсовой нити в вертикальной плоскости (просадки); стрелы изгиба каждой рельсовой нити в горизонтальной плоскости (рихтовки); короткие неровности на поверхности катания рельсов (волнообразный износ); длинные неровности в плане и профиле; производить трехмерное сканирование объектов инфраструктуры железной дороги или метрополитена, в том числе габариты мостов, тоннелей, приближения строений и оборудования; производить автоматизированную оценку геометрического положения контактного рельса (вертикаль и горизонталь); проводить комплексное видеонаблюдение состояния пути; контролировать боковой и вертикальный износы, подуклонку, наклон поверхности катания.

В состав изделия входит конструктив несамоходной путеизмерительной тележки, система сбора и предобработки данных, программно-технический комплекс, обеспечивающий работу в процессе проезда, модуль питания и зарядное устройство.

Прикладное программное обеспечение РДК ПТ-12М обеспечивает обработку полученной информации с целью выявления отступлений измеряемых параметров от норм содержания, хранение полученной информации с качественной оценкой состояния путевого хозяйства, формирование отчетных выходных форм, экспорт полученных данных в аналитический центр и обслуживающие подразделения.

Российские и зарубежные метрополитены проявляют интерес к мобильным самоходным легким диагностическим комплексам. Нашими конструкторами разработан Мобильный самоходный комплекс серии «ДРЭД», первые образцы которого поставлены в метрополитен Китая.

Эта новейшая разработка позволяет решать целый комплекс задач по обеспечению безопасности объектов городской транспортной инфраструктуры, железных дорог, метрополитенов, а также промышленных предприятий железнодорожного транспорта, с рабочей скоростью до 20 км/ч.

Компактность устройства обеспечивает легкость управления им, а универсальность – одновременное решение несколько задач. «ДРЭД» может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от –20 °С до +50 °С. В зависимости от исполнения комплекс может реализовывать следующие задачи:

– неразрушающий (ультразвуковой) контроль рельсов;

– комплексный контроль и автоматизированную оценку состояния геометрии рельсовой колеи (ширина, уровень, рихтовки, просадки), положения пути в плане и профиле;

– контроль коротких неровностей на поверхности катания рельсов;

– комплексный контроль и автоматизированную оценку состояния геометрии рельсов (боковой и вертикальный износы, подуклонка, наклон поверхности катания);

– контроль габаритов приближения строений, в том числе туннелей и мостов;

– контроль и автоматизированную оценку геометрического положения (вертикаль, горизонталь) контактного рельса;

– комплексное видеонаблюдение объектов инфраструктуры;

– лубрикация рельсов;

– обработка балластной призмы гербицидами;

– оперативная доставка путевых бригад и необходимого технологического оборудования и инструментов к месту проведения плановых и неотложных работ.

Комплекс серии «ДРЭД» может дополнительно оснащаться прицепом, позволяющим почти вдвое увеличить его грузоподъемность суммарно до 1000 кг.

«ДРЭД» реализует аппаратно-программную обработку сигналов контроля диагностируемых участков пути с их регистрацией и сбором для длительного хранения с возможностью последующего анализа, а также регистрацию информации о пройденном пути.

Комплекс обеспечивает диагностирование рельсов типа P50, P65, P75, UIC54, UIC60, уложенных в путь на деревянном или железобетонном основании с шириной колеи 1000 мм, 1435 мм, 1520 мм, 1676 мм (в зависимости от исполнения).

Результаты контроля рельсов как съемными, так и мобильными средствами неразрушающего контроля во многом определяются квалификацией операторов и инженеров, опытом, сосредоточенностью в процессе контроля и другими субъективными факторами. Автоматизированный контроль позволяет вести мониторинг объектов, идентификацию помех и автоматическое применение соответствующих алгоритмов шумоподавления, позволяет повысить качество передачи информации. Использование автоматических систем в ряде задач может обеспечить невозможное для человека быстродействие и достоверность данных.

Учитывая многократно возрастающие объемы измерительной информации, необходимость повышения объективности принимаемых решений, устранения пресловутого «человеческого фактора», АО «Фирма ТВЕМА», разработала аппаратно-программный комплекс «АСТРА». Комплекс позволяет осуществлять автоматизированную расшифровку дефектограмм при дефектоскопии рельсов, проводить мониторинг технологии диагностики рельсов и элементов стрелочных переводов с учетом паспортных данных железнодорожного пути.

Комплекс «АСТРА» принимает все форматы файлов мобильных и съемных дефектоскопов АО «Фирма ТВЕМА» а также возможна обработка форматов различных средств дефектоскопии посредством встроенных конвертеров.

Предусмотрена возможность просматривать дефектограммы в ленте, по кадрам, по критериям, в режиме автоматизированной расшифровки, в режиме совмещения с паспортом ж.д. пути и отступлениями ГРК, посредством смартлинейки.

Также в программе предусмотрено отображение на схеме рельса: дефектов рельсов, не прописавшихся болтовых отверстий, мест с пропаданием донного сигнала, мест с отсутствием акустического контакта, числящиеся в выписке из ведомости ПУ-2А, в виде дефектоленты. Возможно совмещение линейного и матричного видео с дефектограммой, схематичным изображением рельса.

В комплексе «АСТРА» предусмотрен анализ качества акустического контакта. Комплекс выполняет автоматизированную расшифровку дефектограмм и автоматическое формирование пакета данных для экспорта в систему мониторинга «КАСКАД». Результаты анализа комплекса «АСТРА» интегрированы в комплексную автоматизированную систему комбинаторного анализа данных КАСКАД-дефектоскопия, в которой заложен принцип комплексного подхода к анализу и мониторингу множества параметров объектов инфраструктуры, а в данном случае параметра – РЕЛЬСЫ.

Первые восемнадцать комплектов АПК «АСТРА» уже более двух лет успешно работают в центре диагностики Московского метрополитена, ими также оснащаются автомотрисы метрополитена Китая, железные дороги России, Украины, Монголии, Израиля.

Сложность и многофункциональность современной диагностической техники требует специалистов соответствующего уровня для ее эффективного применения.

Для подготовки квалифицированных кадров по обслуживанию и эксплуатации средств диагностики и повышения их квалификации в 2009 году компанией ТВЕМА было создано Негосударственное образовательное учреждение дополнительного профобразования (НОУ ДПО) «Центр подготовки специалистов технической диагностики» («ЦП СТД»).

Центр располагается на юго-востоке Москвы на территории специализированного производственно-ремонтного центра компании, что позволяет эффективно проводить практические и лабораторные занятия по освоению методов работы средств диагностики.

Образовательные услуги, предлагаемые учебным центром, включают в себя такие формы обучения, как: краткосрочное обучение экипажей, получающих новую технику, и оценка их знаний; повышение квалификации специалистов разного уровня; профессиональная переподготовка; специальный курс для руководителей дирекций инфраструктуры железных дорог; дополнительное обучение.

Обучение в Учебном центре проводится по утвержденным ОАО «РЖД» программам и тематике. Главная цель обучения – изучение новой диагностической техники и оборудования, технологических процессов и правил технической эксплуатации оборудования для диагностики инфраструктуры.

Занятия в Учебном центре проходят в компьютеризированных классах и лабораториях, аудиториях Учебно-лабораторного мультимедийного комплекса, которые оснащены современными наглядными пособиями и оборудованием, стендами, тренажерами, компьютерными обучающими программами. При обучении используются действующие образцы диагностического оборудования производства как компании ТВЕМА, так и других производителей.

Занятия в центре проводят высококвалифицированные преподаватели и авторитетные специалисты в области дефектоскопии рельсов и диагностики объектов железнодорожной инфраструктуры из МИИТа, ведущих НИИ и КБ, представители департаментов и дирекций ОАО «РЖД», а также конструкторы и разработчики диагностических средств не только нашей компании, но и компаний конкурентов. Практикуются выездные занятия на железных дорогах. В Московском метрополитене проводится обучение без отрыва от производства.

В учебных центрах компании по 11 специальностям ежегодно обучается более 1000 человек. За последние 3 года обучено более 150 специалистов диагностики Московского, Бакинского, Пекинского и Алма-Атинского метрополитенов.

Всего за годы работы Учебного центра подготовку и обучение в его классах и лабораториях прошли более 4 тыс. человек (из них 706 руководителей подразделений дирекций инфраструктуры ОАО «РЖД» по спецкурсу «Неразрушающие методы контроля»), включая специалистов зарубежных стран, приобретающих диагностическую технику.

В 2012 году учебный центр награжден Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ) на 8-ом Московском международном форуме «ТОЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ – ОСНОВА КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ» в двух номинациях – платиновой и золотой медалями.

В последнее время компания активно проводит диверсификацию производства, осваивая новые перспективные виды продукции для железнодорожной инфраструктуры. В настоящее время организовано производство инновационных материалов верхнего строения пути для метрополитенов. Это композитные шпалы и брусья.

Они полностью изготавливаются из повторно использованного в промышленности и потреблении пластика без применения химических добавок. Отсутствует пропитка агрессивными антисептиками, отрицательно влияющими на состояние окружающей среды и организм человека. Срок службы 50 лет со стопроцентной переработкой в новые шпалы по окончании срока эксплуатации с повторным использованием материалов, отсутствие проблем с утилизацией.

На композитные шпалы имеются пожарный и санитарно-гигиенический сертификаты.

В 2013 году АО ВНИИЖТ провело полный комплекс стендовых и лабораторных испытаний композитных шпал, изготовленных АО «Фирма ТВЕМА», показавших повышенные более чем в 1,5 раза прочностные характеристики по сравнению с деревянными шпалами.

В ноябре 2013 года на Экспериментальном кольце АО ВНИИЖТ на станции Щербинка была уложена первая партия из десяти композитных шпал в стыковой зоне, в кривой радиусом 800 метров, на шурупном и костыльном скреплении для проведения полигонных испытаний с наработкой до 500 миллионов тонн груза. При комиссионном обследовании в январе 2016 года после пропуска более 500 млн тонн груза повреждений шпал и отступлений от норм содержания рельсовой колеи не обнаружено.

Основные эксплуатационные характеристики: сопротивление поперечному сдвигу, повреждаемость, трещинообразование, износостойкость, обеспечение стабильности геометрии рельсовой колеи значительно превышают характеристики деревянных шпал. Шпалы обладают повышенной ремонтопригодностью за счет заливки специальными композитами в разработанные отверстия, после чего их характеристики практически не отличаются от новых.

В 2015 году для более глубокого изучения эксплуатационных характеристик композитных шпал на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ на станции Щербинка уложено 110 шпал в кривой 407 метров, с укладкой части шпал без прокладок под подкладку и с перешивкой в отремонтированные отверстия.

ОАО «РЖД» совместно с РОСНАНО планирует укладку в текущем году композитных шпал в сложных условиях эксплуатации на участках Северной ж.д. и БАМа с деградирующим земляным полотном, требующих многократной перешивки рельсовой колеи в течение года.

Материал шпал является диэлектриком, устойчивым к агрессивным средам, не подвержен электрокоррозии. Влагоустойчивы, не подвержены гниению, грибковому воздействию и насекомых. Не токсичны и не загрязняют почву.

Шпалы уложены на опытных участках Московского и Санкт-Петербургского метрополитенов с наработкой более 150 млн тонн. Активно внедряет технологии с применением композитных материалов Бакинский метрополитен. В процессе эксплуатации композитных материалов в метрополитенах повышена стабильность рельсовой колеи, существенно снижены затраты на обслуживание, содержание и ремонт пути, уменьшены показатели уровня шума на 7 ДБ.

Расчеты показывают, что затраты по замене шпал из композитных материалов при содержании и ремонте пути в метрополитене почти в 10 раз меньше, чем деревянных. Стоимость работ по содержанию и ремонту 1 км пути на шпалах из композитных материалов в течение срока службы составляет 19,3 млн руб., а на деревянных – 201,3 млн руб. или более 180 млн экономии.

Работники АО «Фирма ТВЕМА» глубоко убеждены, что дальнейшее плодотворное сотрудничество с метрополитенами России и зарубежных стран позволит поднять уровень безопасности движения поездов городского транспорта, комфортность обслуживания пассажиров и повысит экономическую эффективность работы метрополитенов.

© Евразия Вести III 2016

www.eav.ru