Состав, устройство и принцип действия подсистемы ДИСК-Т.

Электронная часть подсистемы ДИСК-Т включена в состав субблока РТБ станционной стойки базовой подсистемы ДИСК-Б и поставляется заводом изготовителем в каждом комплекте ДИСК-Б. В жгуте станционной стойки и ее блоков предусмотрены цепи для подключения звуковой и световой тревожной сигнализации при обнаружении подвижных единиц с неисправностями в тормозной системе.

Принцип действия подсистемы ДИСК-Т основан на том, что при определенных неисправностях в тормозной системе подвижной единицы при отпущенных тормозах, тормозные колодки остаются прижатыми к поверхности катания колеса и притормаживают его в процессе движения поезда. В этом случае, за счет повышенного трения между тормозной колодкой и колесом, колесом и рельсом, происходит сильный разогрев бандажа колеса (до 250°С и выше). При достаточно длительном движении подвижной единицы с такой неисправностью (30-40 мин) тепло через диск колеса передается на ступицу и улавливается приемником инфракрасного излучения вспомогательной камеры подсистемы ДИСК-Б.

При указанных неисправностях тормозной системе, как правило, происходит разогрев обоих колес колесной пары и, в подавляющем большинстве случаев, у нескольких колесных пар одной подвижной единицы. Эти признаки заложены в алгоритм работы логической схемы обнаружения заторможенных колесных пар подсистемы ДИСК-Т.

После прохода каждого поезда при поступлении информации о контрольном вагоне происходит проверка работоспособности подсистемы ДИСК-Т. В исправных подсистемах ДИСК-Б и ДИСК-Т при обнаружении «теплой» оси контролируемого вагона должно произойти срабатывание подсистемы ДИСК-Т и в общих данных о контрольном вагоне в последнем разряде должен распечатываться знак»+». Исходя из того, что алгоритм работы подсистемы ДИСК-Т основан на обработке информации, поступающей от базовой подсистемы обнаружения перегретых букс ДИСК-Б, возможны случаи, когда при не исправных тормозах, на ранних стадиях развития тепловых процессов в колесных парах, по одному из тепловых сигналов будет срабатывать ДИСК-Б, а по ДИСК-Т показания будут еще отсутствовать. И, наоборот, возможны случаи, когда при неисправных буксовых узлах будет срабатывание подсистемы ДИСК-Т при отсутствии показаний ДИСК-Б. Учитывая, что такая совместная работа двух подсистем ведет к повышению информативности каждой и не приводит к ложным остановкам поездов, необходимо считать такие показания подсистем, как подтвердившиеся.

На основании этого, ложным показанием по ДИСК-Т будут считаться только те случаи, когда в указанном вагоне отсутствуют неисправности, связанные с тормозной системой или с буксовыми узлами. Пропуском подсистемы ДИСК-Т будут считаться случаи, когда отсутствуют показания по ДИСК-Т и ДИСК-Б, а неисправный вагон соответствует критерию аварийности и остановка поезда осуществлена осмотрщиком вагонов на пункте контроля.

Работа подсистемы ДИСК-Т оценивается двумя показателями: «выявляемость» заторможенных колесных пар и «достоверность» показаний.

Под «выявляемостью» понимается отношение количества подвижных единиц с заторможенными колесными парами, выявленных подсистемами ДИСК-Т и ДИСК-Б, к общему количеству неисправных подвижных единиц с заторможенными колесными парами, фактически имевшихся в тех поездах.

Под «достоверностью» показания понимается отношение количества подвижных единиц с заторможенными колесными парами выявленных подсистемой ДИСК-Т и подтвержденных, к общему количеству подвижных единиц, показанных подсистемой ДИСК-Т.

Система КТСМ -02

Развитие и совершенствование систем диагностики подвижного состава на ходу поезда предполагает:

ü расширение функциональных возможностей систем при повышении качества принятия решений и улучшении информационного обеспечения эксплуатационного штата;

ü объединение отдельных систем в единую информационную сеть;

ü разработку и применение новых методов и технических средств.

       Создание единой информационной сети позволит отслеживать динамику изменения технического состояния подвижного состава, своевременно обнаруживать и устранять неисправности, обеспечить эксплуатационному персоналу доступ к оперативной информации в реальном времени. Это обеспечит повышение уровня безопасности движения и улучшение качества планирования и управления технологическими процессами железнодорожного транспорта. Возможность решения задач прогнозирования состояния подвижного состава, в частности определения необходимых сроков и объемов работ и сокращения непроизводительных временных затрат, позволит реализовать ресурсосберегающую стратегию технического обслуживания.

Для объединения отдельных систем в единую информационную сеть необходимо, чтобы все системы передавали информацию в общий межсетевой интерфейс в едином формате. Это облегчает доступ пользователей к информации. Информационная совместимость систем должна обеспечиваться на основе стандартных стыков и протоколов информационного обмена (интерфейсов). При таком подходе создаются комплексные автоматизированные системы диагностирования подвижного состава, включающие подсистемы различного функционального назначения, реализованные на базе различных аппаратных средств и территориально рассредоточенные в пределах участков, направлений или дорог.

К перспективным техническим средствам для создания систем диагностирования подвижного состава относится комплекс технических средств КТСМ-02, предназначенный для обнаружения неисправностей буксовых узлов, колесных пар, тормозного и автосцепного оборудования, нарушений габарита, волочащихся деталей и др.

Структурная схема комплекса КТСМ-02 показана на рисунке 8.

Система диагностики подвижного состава (СДПС) на базе комплекса КТСМ-02 имеет трехуровневую структуру. На нижнем уровне, где непосредственно формируется информация о техническом состоянии подвижного состава, находится перегонное (напольное и постовое) оборудование.

В состав напольного оборудования входят напольные малогабаритные камеры КНМ-05 – две основные и две вспомогательные, четыре датчика прохода колес Д1 – Д4 (типа ДМ-95, ДАС или др.), рельсовая цепь наложения РЦН (электронная педаль ЭП-1) и кабельные муфты КМ.

В состав постового оборудования включены периферийный контроллер ПК-05, блок силовой коммутационный (БСК), блоки управления напольными камерами (БУНК), технологический пульт (ПТ), датчик температуры наружного воздуха (ДТНВ) и источник бесперебойного питания (ИБП).

Периферийный контроллер является основным устройством комплекса, реализующим все интеллектуальные функции по обработке сигналов, управлению подсистемами, формированию и передаче сообщений в линию связи. Блок БСК обеспечивает подключение аппаратуры КТСМ-02 к источникам питания и осуществляет автоматическое переключение на резервный фидер при отключении основного. Блок БУНК обеспечивает согласование цепей управления напольными камерами с цепями периферийного контроллера. Технологический пульт предназначен для выполнения проверок и регулировок аппаратуры КТСМ-02 обслуживающим персоналом в ручном режиме. Датчик температуры наружного воздуха (ДТНВ) представляет собой термочувствительный элемент, выходное напряжение которого изменяется пропорционально изменению температуры окружающей среды.

Элементом среднего уровня СДПС является станционное оборудование, состоящее из автоматизированного рабочего места оператора линейного поста контроля АРМ ЛПК и концентратора информации КИ-6М; элементом верхнего уровня – автоматизированное рабочее место оператора центрального пункта контроля АРМ ЦПК.

Аппаратура КТСМ-02 функционирует в режиме автодиагностирования (при отсутствии поезда на участке контроля), в режиме контроля подвижного состава, в регулировочных и проверочных режимах, а также в режимах имитации прохода поезда.

Аппаратура КТСМ-02 осуществляет контроль нахождения подвижного состава на участке, определяет соответствие сигналов конкретным осям и подвижным единицам, координирует работу и осуществляет информационное воздействие всех объединенных в локальную сеть подсистем.

Основные технические характеристики комплекса КТСМ-02 следующие:

1. скорость движения контролируемых поездов 5 – 250 км/ч;

2. работе в интервале температур окружающего воздуха от – 60 до + 55⁰С для напольного оборудования, от 1 до 55⁰С для постового оборудования, от 10 до 55⁰С для станционного оборудования и относительной влажности воздуха 60% при температуре 20⁰С;

3. дальность передачи информации – до 40 км;

4. объем информации, выдаваемой на один проконтролированный поезд:

ü количество локомотивов в поезде – от 0 до 200;

ü количество вагонов в поезде – от 1 до 200;

ü количество осей в поезде, определенное по каждому датчику прохода осей, – от 0 до 999;

ü количество вагонов с перегретыми буксами – от 0 до 200;

ü точное указание порядкового номера вагона с перегретой буксой – от 1 до 200;

ü общее количество осей в вагоне – от 1 до 32;

ü величина теплового уровня на каждую буксу вагона с указанием стороны по ходу поезда (правая, левая) – от 0 до 190;

ü значения минимальной и максимальной скорости движения поезда во время контроля – от 0 до 250 км/ч;

ü время начала и окончания контроля поезда в часах и минутах;

ü порядковый номер поезда за смену – от 1 до 200;

ü температура наружного воздуха в диапазоне от – 50 до + 50⁰С;

5. хранение информации о 200 вагонах, проконтролированных различными подсистемами;

6. средняя выявляемость 90 – 95%;

7. наработка на отказ – не менее 10 тыс. ч;

8. средний срок службы аппаратуры 20 лет.

В 2003 – 1004 гг. проведены приемочные испытания новых технических решений и алгоритмов обработки информации. Благодаря которым КТСМ-02 контролирует нагрев букс, а также заторможенных колесных пар при движении поезда как в прямом (правильном), так и во встречном (неправильном) направлениях. Это особенно важно на однопутных участках пути или при капитальном ремонте одного из путей двухпутного участка, когда поезда пропускаются по одному пути.

На практике возможны три варианта решения проблемы контроля нагрева буксовых узлов на однопутных участках:

1. Строительство на каждом подходе к раздельному пункту или совмещенных в одном сечении пути двух автономных пунктов контроля (ДИСК, КТСМ-01Д).

2. Использование КТСМ-02 с двумя комплектами напольных камер, ориентированных в разных направлениях.

3. Использование КТСМ-02 с одним комплектом напольных камер для контроля букс в поездах четного и нечетного направлений.

          

Применение всего одного комплекта напольных камер для контроля букс в прямом (попутном) и во встречном направлениях не приводит к потере информативности теплового метода контроля. Фактически между уровнями тепловых сигналов от одних и тех же букс, полученных с напольных камер в прямом и во встречном направлениях, существует функциональная связь.

Комплекс КТСМ-02 является открытой системой. Это обеспечивает возможность подключения одновременно до 15 дополнительных подсистем на базе общего сетевого интерфейса, стандартных стыков и единого протокола информационного обмена. К задачам, решаемым дополнительными подсистемами, относятся в частности, контроль радиационного фона, контроль подреза гребня колеса, контроль осевой нагрузки и др.

Подсистема обнаружения дефектов колес по кругу катания (КТСМ-К), разработанная предприятием «Инфотекс», успешно прошла приемочные испытания. Она предназначена для использования в составе комплексов КТСМ-02 и КТСМ-01Д. Тип базового комплекса (КТСМ-02 или КТСМ-01Д) определяет комплектацию поставки и стоимость подсистемы КТСМ-К.

На железных дорогах за последние годы широко применяют устройства контроля нарушения нижнего габарита приближения строений (УКНГ) разрушаемого типа, которыми оборудованы подходы к раздельным пунктам на всех главных направлениях. При каждом срабатывании таких устройств один или несколько элементов зацепления разрушаются и вслед идущие поезда уже не контролируются, пока электромеханик не выедет на перегон для восстановления элементов зацепления (штырей и скоб) или устранения нарушений контактов и цепей контроля.

Совместная работа устройств подобного назначения и КТСМ существенно сокращает затраты на их эксплуатацию. В большинстве случаев это позволяет отказаться от прокладки дорогостоящих кабельных линий связи.

К достоинствам комплекса КТСМ-02 также относятся:

ü автоматическое распознавание типа подвижных единиц (локомотивов, пассажирский или грузовой вагон) и установка порога обнаружения дефектов в зависимости от их типа;

ü возможность контроля поезда при движении в «неправильном» направлении благодаря симметричному расположению напольного оборудования;

ü возможность организации информационного взаимодействия с системами диспетчерской централизации (диспетчерского контроля) для выдачи данных о поездах в подсистемы «график исполненного движения»;

ü возможность получения из АСОУП информации о поездах и вагонах;

ü возможность организации непрерывного мониторинга технического состояния вагонов в процессе их безостановочного следования.

Таким образом, комплекс КТСМ-02 следует считать перспективным техническим средством диагностирования подвижного состава на ходу поезда, отвечающим современным требованиям безопасности движения и имеющим возможности для дальнейшего совершенствования и развития.