Механизация и автоматизация работы сортировочных горок

При выборе режимов управления замедлителями  современная система автоматизации должна оценивать: текущую скорость отцепа, его вес, текущее и ожидаемое размещение осей в тормозных шинах замедлителя с учетом веса каждой оси, инерционность и среднюю степень воздействия на скорость отцепа каждого из трех замедлителей в зависимости от расположения осей в тормозных шинах, фактическое воздействие предыдущих включений замедлителя на данный отцеп (так называемую тормозимость), текущие погодные условия, влияющие на торможение, и др.

Разброс значений инерционности и  тормозной мощности замедлителей типа РНЗ, а также высокая скорость движения отцепов, особенно одновагонных, по парковой тормозной позиции, обусловливают предел качества реализации расчетных скоростей для замедлителей типа РНЗ.

На сегодняшний день из опыта  эксплуатационной работы системы автоматического  управления парковыми тормозными позициями на станциях Красноярск-Восточный, Входная и Инская получены следующие результаты: среднее количество отцепов, вытормаживаемых до оптимальной скорости выхода из парковой тормозной позиции, составляет 85-90 %, выходящих с превышением расчетной скорости (не-доторможенных) - 3-7 %, выходящих со скоростью ниже оптимальной (переторможенных) - 3-7 %. При этом в ручном режиме управления показатели качества в 2-3 раза хуже.

Повысить качество автоматического  прицельного торможения на парковых тормозных позициях можно только используя вместо трех замедлителей типа РНЗ один с длинными тормозными шинами. Он имеет меньшую инерционность (в переделах 1-1,2 с), больший срок службы (за счет меньшего количества включений и более простой конструкции) и обеспечивает плавное, предсказуемое торможение.

Конечно, замедлители с длинными шинами дороже и сложнее в установке, но преимущества и экономический эффект от их внедрения оправдывают дополнительные затраты.

 

 

5 Комплекс технической  дианостики. АСООД.

 

Автоматизированная система  обнаружения  отрицательной динамики предназначена для выявления  неисправностей подвижного состава на ходу поезда, связанных с нарушением геометрии ходовых частей вагонов (разность диаметров колесных пар, эллипсность колес, тонкий гребень) и дефектов подвески кузова вагона (узел пятник-подпятник, отсутствие или излом шкворня).

Средства контроля АСООД  включают в себя перегонное и станционное  оборудование, связанное между собой  кабельными или оптическими линиями  связи локальной сети МПС 

Перегонное оборудование в свою очередь подразделяется на наружное и постовое. В состав наружного оборудования АСООД входят:

  – видеокамеры  обзора, запуска и выключения  системы;

  – блоки лазерных  маркеров;

 – комплект микроволновых  датчиков движения;

 – видеокамера  контроля колебаний кузова вагона.

На рисунке 7 показан один из вариантов размещения наружного оборудования, где 1 –  видеокамера обзора, запуска и выключения системы; 2, 4  – блоки лазерных маркеров; 3 – видеокамера контроля колебаний кузова вагона.

 

 

 

Рисунок 5 – Схема размещения наружного оборудования АСООД

 

Видеокамеры и датчики монтируются в термостатических боксах, обеспечивающих стабильную работу устройств при температуре окружающего воздуха от минус 50⁰С до плюс 50⁰С.

Первичная обработка  информации, поступающей от датчиков и видеокамер, производится на перегонном постовом оборудовании, состоящем из следующих функциональных блоков:

 – видеоусилителя  с гальванической развязкой (ВУ);

 – блока коммутации  видеосигнала и детектора тревоги  (БК);

 – блока питания  220 в/12в-1,5а (БП);

 – блока гарантированного  питания 220в (БПГ);

 – цифрового регистратора  видеоинформации (ЦР);

 –системного блока  персонального компьютера первичной  обработки информации и передачи  данных на сервер оператора  ПТО.

Хранение информации, поступающей от пункта первичной  обработки, производится на сервере  базы данных, совмещенном с АРМом Оператора ПТО.

Видеокамеры включения  и выключения черно-белого изображения, предназначены для обзора, монтируются  в термокожухе, их питание осуществляется от источника питания напряжением 12 В. Они оснащены объективами с  автоматической регулировкой диафрагмы   в зависимости от уровня освещенности:

 – фокусное расстояние  – 18 мм;

 – угол обзора  – 20⁰;

 – температура  внутри бокса – плюс 18 30⁰С.

Управление обзора выбрано  таким образом, чтобы локомотив, находящийся на расстоянии 200 метров от видеокамеры, был в центре экрана. Для контроля колебаний кузова вагона используется видеокамера цветного изображения с чувствительностью 1.0 Люкс, которая смонтирована в термостатированном боксе, питается от источника постоянного тока 190 мА, напряжением 12В, имеет размеры корпуса 420x420x530 мм.

Система АСООД ориентирована  на выявление повышенных колебаний  кузова вагонов на подходе состава  к станции при скорости движения 60-80 км/час. Обнаруживаемая частота  колебаний кузова вагона: минимальная – 0.5Гц, максимальная – 12Гц;

 – амплитуда горизонтальных  поперечных колебаний –  более  20мм;

 – срок хранения  видеоинформации в цифровом регистраторе  –  48 часов;

 – объем базы  данных  – 10 миллионов вагонов;

 – интервал рабочих  температур для датчиков – от минус 50⁰С до плюс 50⁰С;

 – максимальное  расстояние между блоком датчиков  и пунктом первичной обработки  информации –  100м;

 – электропитание  оборудования –  220 В, 50 Гц,

 – мощность потребления  аппаратуры на перегоне – 1.2 кВт;

 – необходимая  площадь для размещения перегонного оборудования – 1.5 м².

Лазерный маркер (рисунок 8) представляет собой полупроводниковый лазер второго класса с объективом, помещенный в мини-термобокс. Лазерные маркеры располагаются с двух сторон от видеокамеры, расхождение лучей от лазерных маркеров не должно превышать 1см.

Характеристики полупроводникового лазера:

 – частота излучения  –  650 нм;

 – мощность излучения  – 10 мВт;

 – напряжение питания  – 2,5 В;

 – максимальная  температура – плюс 60⁰С;

 – диаметр светового  пятна на дистанции 10м не превышает 15 мм.

Сигналы от видеокамер по высокочастотному кабелю поступают  на пункт первичной обработки  информации в помещение перегонного  диагностического пункта.

Блок  коммутации видеосигналов  имеет 4 входа и один выход видеосигнала с  управлением от внешнего устройства или с клавиатуры и позволяет осуществлять следующие виды коммутации:

– включать одну из четырёх  видеокамер;

– коммутировать на выходе сигналы поочередно через заданный интервал, от всех 4х видеокамер;

 – включать одновременную трансляцию

четырёх камер (при этом формат изображения состоит из кадра,  поделенного на 4 зоны).

                                                          

Рисунок 6 – Лазерный маркер 

 

С выхода блока коммутации сигнал от четырёх видеокамер в одном кадре поступает на цифровой регистратор, а от камеры контроля колебаний через видеокарту ввода в системный блок ПК.

Микроволновой датчик движения представляет собой комплекс, состоящий  из передатчика импульсного высокочастотного сигнала малой мощности и приемника, настроенного на заданную частоту передачи.

 При наличии металлических  движущихся предметов на расстоянии  от 0,7 до 10 метров, приемник обнаруживает  отраженные сигналы и включает  исполнительное реле, запускающее  комплекс на обработку информации.

Направление зоны контроля выбирается под углом 25-30⁰ к железнодорожному полотну.

Цифровой регистратор представляет собой специализированный компьютер для ввода, хранения и передачи по компьютерной локальной сети видеоизображений.

 

 

 

 

Рисунок 7 – Общий вид цифрового регистратора, входящего в состав  постового оборудования

 

Цифровой регистратор  позволяет обращаться к данным, хранящимся в цифровом формате, с удаленного компьютера по локальной сети.

 На удаленном компьютере  должна быть установлена программа "WavReader". С помощью этой программы имеется возможность просматривать записи за предыдущие 2 суток, а также принимать изображения от всех четырёх видеокамер в реальном масштабе времени.

В исходном состоянии  система находится в режиме ожидания и с периодом 5 минут производит тестирование составных элементов установки. При обнаружении детектором движения через видеокамеру, расположенную на ригеле и направленную навстречу поезду (в ночное время его прожектора), производится предварительный запуск системы. При этом включаются лазерные маркеры, активизируется датчик движения. Когда расстояние до локомотива составит 3-5 метров, датчик движения через блок запуска подает команду на ПК для начала обработки и регистрируется время захода поезда. Компьютер комплекса под управлением программы записи производит регистрацию каждого кадра и измеряет расстояние до борта кузова вагона. Запись информации об измерениях записывается в файл на жесткий диск ПK. Через 5 секунд после прохождения последнего вагона состава выключается детектор тревоги, записывается в ПК время ухода поезда с поста контроля. Подтверждение этого фиксируется видеокамерой выключения системы, на этом запись информации прекращается. По окончании прохода поезда производится анализ измерений, записанных в файл. Алгоритм программы позволяет произвести обработку данных таким образом, чтобы неровности борта вагона (узлы крепления, ребра жесткости, раздвижные двери, выступающие конструкции) не влияли на измерения параметров. Программой TrainStat фиксируются и объединяются данные по каждому вагону.

      Файл  с итоговыми данными через  компьютерную сеть МПС (Ethernet) передается  на сервер базы данных. В базе  данных сервера по каждому  поезду хранится следующая информация:

• наименование пункта;
• порядковый номер поезда с начала суток;
• число вагонов в поезде;
• время захода поезда;
• время ухода поезда;
• порядковый номер вагона;
• амплитуда колебаний вагона;
• частота колебаний;

-   параметры оборудования (результаты тестирования)

-   уровень тревоги;

-    график колебаний вагона.

В базе данных зарезервированы  поля, в которые предполагается вводить  автоматически, по запросу из других систем АСУ или вручную следующие  данные:

• графиковый номер поезда;
• год выпуска вагона;
• бортовые номера вагонов;
• графическое изображение номера вагона
• пробег вагона;
• код неисправности.

 Сервер, получив данные  и записав их в базу, формирует  сообщение на АРМ (программа  СКАТ или АРМ АСООД) оператора  ПТО. В процессе формирования  производится анализ данных и  в соответствии с условиями  и границами допусков, введенными при настройке комплекса в программе TrainStat, записывает в базу данных уровень тревоги.

На АРМ АСООД отображается информация по каждому составу в виде обобщенных данных на каждый вагон и графики их колебаний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – Информация отображаемая на АРМ АСООД

 

Слева вверху располагается  список вагонов в данном составе. Каждая строка списка представляет информацию об одном вагоне. Самые важные показатели в строке - номер вагона (первый столбец) и код тревоги (последний столбец). В зависимости от кода тревоги строки окрашиваются в четыре цвета:

          -  тревога 3 - красный,

          -  тревога 2 - желтый,

          -  тревога 1 – зеленый,

          -   тревога 0 - белый.

             Справа вверху располагаются  две вкладки: "Параметры тревоги" и "Информация". Параметры тревоги - это настройки программы, их устанавливает разработчик. Вкладка "информация" содержит общую информацию по составу - порядковый номер поезда, время захода в зону датчиков, время схода из зоны датчиков, скорость поезда. Там же содержится общая информация по количеству вагонов в составе с разными уровнями тревоги:

- "вагонов всего", "требующих осмотра" - тревога  1 (зеленый)

- "неисправных" - тревога  2 (желтый)

- "подлежащих ремонту" - тревога 3 (красный).

В нижней части экрана находятся графики колебаний  вагонов,  предназначенные для  визуального контроля работы комплекса  и подтверждения достоверности  автоматического распознавания  неисправных вагонов.