EA037244B1 - Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection - Google Patents
Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection Download PDFInfo
- Publication number
- EA037244B1 EA037244B1 EA201900482A EA201900482A EA037244B1 EA 037244 B1 EA037244 B1 EA 037244B1 EA 201900482 A EA201900482 A EA 201900482A EA 201900482 A EA201900482 A EA 201900482A EA 037244 B1 EA037244 B1 EA 037244B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- computer
- cars
- controller
- car
- outputs
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
- B61K9/02—Profile gauges, e.g. loading gauges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or vehicle train, e.g. pedals
- B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСМОТРА ПОЕЗДОВ И ВАГОНОВ С МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ И СПОСОБ ТАКОГО ОСМОТРА(54) AUTOMATED SYSTEM OF TECHNICAL INSPECTION OF TRAINS AND CARS WITH MODULAR ARCHITECTURE AND METHOD OF SUCH INSPECTION
037244 Bl037244 Bl
(57) Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим комплексный контроль состояния движущегося железнодорожного состава. Предложена автоматизированная система осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой (АСКО ПВ 3.0), содержащая установленную над рельсовым путём П-образную конструкцию, на которой размещены восемь видеокамер (ТК). Первая и вторая ТК предназначены для получения изображений левого и правого бортов вагона, третья и четвертая ТК - для получения изображений крыш вагонов и контроля наличия пломб на люках цистерн, пятая и шестая ТК - для контроля колесных тележек и записи инвентарных номеров рам вагонов, седьмая и восьмая ТК - для формирования изображения твердосплавной вставки токоприемника. Выходы ТК связаны с видеовходами ПЭВМ. Выходы первой, второй, пятой и шестой ТК соединены с контроллером автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, связанным с ПЭВМ. Имеются установленные на рельсах датчики давления, связанные через контроллер с ПЭВМ. Первая тепловизионная камера ( Г11ВК) предназначена для формирования термографических изображений цистерн и вагонов, контроля работы тормозов и связана с ПЭВМ. Вторая 111ВК предназначена для контроля работы тормозной системы вагонов и связана с контроллером определения перегрева и ПЭВМ. Третья ТПВК контролирует перегрев тугоплавкой вставки токосъемника и связана с соответствующим контроллером. Три сканирующих лазерных дальномера (СЛД) строят 3-D модель грузов и вагонов, контролируя соответствие их габаритов перевозочным документам, а также контролируя повреждения стенок вагонов. Три однолучевых лазерных дальномера (ОЛД) дублируют работу СЛД. Предложен также способ осмотра, состоящий в использовании вышеуказанной системы. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности автоматизированного контроля коммерческой сохранности груза и исправности подвижного состава за счет расширения функциональных возможностей автоматизированной системы коммерческого осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой.(57) The invention relates to railway transport, in particular to automation and telemechanics devices that carry out comprehensive monitoring of the state of a moving train. An automated system for the inspection of trains and wagons with a modular architecture (ASKO PV 3.0) is proposed, containing a U-shaped structure installed above the rail track, on which eight video cameras (TC) are located. The first and second TCs are intended for obtaining images of the left and right sides of the car, the third and fourth TCs are for obtaining images of car roofs and control of the presence of seals on the hatches of tanks, the fifth and sixth TCs are for monitoring wheel bogies and recording the inventory numbers of car frames, the seventh and the eighth TC - to form an image of the carbide insert of the pantograph. TC outputs are connected with PC video inputs. The outputs of the first, second, fifth and sixth TC are connected to the controller for automatic recognition of the inventory numbers of cars connected to the PC. There are pressure sensors installed on the rails, connected through the controller with a PC. The first thermal imaging camera (G11VK) is designed to form thermographic images of tanks and wagons, control the operation of brakes and is connected to a PC. The second 111VK is designed to control the operation of the braking system of the cars and is connected with the controller for determining the overheating and the PC. The third TPVK controls the overheating of the refractory insert of the current collector and is connected to the corresponding controller. Three scanning laser rangefinders (SLD) build a 3-D model of cargo and wagons, checking the compliance of their dimensions with shipping documents, as well as monitoring the damage to the wagon walls. Three single-beam laser rangefinders (OLD) duplicate the work of the SLD. Also proposed is a method of inspection, which consists in using the above system. The technical result to be achieved by the present invention is to increase the efficiency of automated control of commercial safety of cargo and serviceability of rolling stock by expanding the functionality of an automated system for commercial inspection of trains and wagons with a modular architecture.
037244 В1037244 B1
Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим комплексный контроль как коммерческого состояния движущегося железнодорожного состава и видеоконтроль сохранности, правильности размещения и крепления груза на открытом подвижном составе, исправности и сохранности бортов, крыш вагонов и цистерн, так и контроль состояния факторов, непосредственно влияющих на безопасность движения - выявление опасной с точки зрения устойчивости подвижного состава неравномерности распределения нагрузки на колесные пары, нарушений железнодорожного габарита, нарушений работы тормозной системы и исправности колесных пар, предельного износа и перегрева токосъемника.The group of inventions relates to railway transport, in particular to automation and telemechanics devices that carry out comprehensive monitoring of both the commercial state of a moving train and video monitoring of the safety, correct placement and fastening of cargo on open rolling stock, serviceability and safety of sides, roofs of cars and tanks, and monitoring the state of factors directly affecting traffic safety - identifying uneven load distribution on wheelsets, violations of the railway gauge, malfunctions of the brake system and serviceability of wheelsets, extreme wear and overheating of the current collector, which is dangerous from the point of view of the stability of the rolling stock.
Обеспечение безопасности и бесперебойности движения поездов является важнейшей технической задачей, решение которой возможно только за счет комплексного подхода к контролю подвижного состава. Известно, что основной причиной существенного нарушения графика движения поездов является сход вагонов с рельсов. Причиной этого могут являться природные условия, инфраструктурные факторы, неисправности подвижного состава и нарушения правил его загрузки, эксплуатационные нарушения. При этом наибольшую роль играют именно факторы, связанные с неисправностью подвижного состава (нарушения в работе тормозной системы, дефекты колесных тележек и колесных пар, нарушения прочности рам вагонов и др.) и нарушения правил его эксплуатации (нарушение правил загрузки, неравномерность загрузки сыпучего груза, несоблюдение габаритов загрузки и др.).Ensuring the safety and uninterrupted movement of trains is the most important technical task, the solution of which is possible only through an integrated approach to the control of rolling stock. It is known that the main reason for a significant violation of the train schedule is the derailment of cars. The reason for this may be natural conditions, infrastructural factors, malfunctions of the rolling stock and violations of the rules for its loading, operational violations. In this case, it is the factors associated with the malfunction of the rolling stock (disturbances in the operation of the brake system, defects in wheel bogies and wheelsets, violations of the strength of car frames, etc.) and violations of the rules of its operation (violation of loading rules, uneven loading of bulk cargo, non-observance of loading dimensions, etc.).
В настоящее время достаточное развитие получили автоматизированные методы коммерческого осмотра подвижного состава при его заходе в парк прибытия, позволяющие проводить контроль в режиме реального времени. При этом представляется целесообразным как расширение номенклатуры оцениваемых параметров коммерческой сохранности грузов, так и дополнение существующих автоматизированных систем элементами проверки технического состояния единиц подвижного состава также в режиме реального времени. При этом одновременное выявление как нарушений правил загрузки (перегруз, неравномерность нагрузки на колеса, грубое нарушение габаритов загрузки и др.), так и неисправностей подвижного состава (перегрев букс, заклинивание колесных пар отдельных колесных тележек, недопустимое биение колес и трещины на них, запредельный износ токосъемников электровозов и др.) может значительно сократить число причин, нарушающих бесперебойность движения поездов.At present, automated methods of commercial inspection of rolling stock when it enters the arrival park have received sufficient development, allowing for real-time control. At the same time, it seems advisable both to expand the range of estimated parameters of the commercial safety of goods, and to supplement existing automated systems with elements of checking the technical condition of rolling stock units also in real time. At the same time, the simultaneous detection of both violations of loading rules (overload, uneven load on wheels, gross violation of loading dimensions, etc.), and malfunctions of the rolling stock (overheating of axle boxes, jamming of wheel pairs of individual wheel bogies, unacceptable beating of wheels and cracks on them, prohibitive wear of current collectors of electric locomotives, etc.) can significantly reduce the number of reasons that disrupt the uninterrupted movement of trains.
В настоящее время известны различные технические средства для коммерческого контроля составов - контроля сохранности и правильности загрузки подвижного состава. Например, известно устройство для выявления наличия негабаритности груза подвижного состава, содержащее две опоры, расположенные по обе стороны рельсового полотна, датчик наличия состава, счетчик вагонов, фотоэлектрические датчики контроля габарита подвижного состава, каждый из которых состоит из излучателя, оптической системы, отражателя и фотоприемника, блок сопряжения, входы которого связаны с выходами фотоэлектрических каналов, блок памяти и регистратор (Авт. свид. СССР, № 1799773, кл. В61К 9/02, 1993).At present, various technical means are known for commercial control of trains - control of the safety and correctness of loading of rolling stock. For example, a device is known for detecting the presence of oversized cargo of a rolling stock, containing two supports located on both sides of the rail, a train presence sensor, a car counter, photoelectric sensors for monitoring the size of a rolling stock, each of which consists of an emitter, an optical system, a reflector and a photodetector , an interface unit, the inputs of which are connected to the outputs of the photoelectric channels, a memory unit and a recorder (Avt. certificate of the USSR, No. 1799773, class B61K 9/02, 1993).
Устройство позволяет регистрировать наличие нарушений допустимых габаритов погрузки, способных привести к нарушению условий безопасности движения, однако не решает вопросов визуального контроля технического и коммерческого состояния поездов и вагонов, а также автоматизированной оценки технического состояния подвижного состава, в частности, колесных тележек и токосъемника локомотива. Кроме того, следует отметить, что в устройстве используются оптико-электронные датчики, работающие на отражение и снабженные дополнительными конструктивными узлами, такими как отражатель и автономная оптическая система, что снижает надежность устройства. Указанные датчики ненадежно работают в условиях атмосферных явлений (туман, солнечная засветка, наличие засветок от прожекторов и др.).The device allows you to register the presence of violations of permissible loading dimensions that can lead to a violation of traffic safety conditions, but does not solve the issues of visual monitoring of the technical and commercial condition of trains and cars, as well as automated assessment of the technical condition of rolling stock, in particular, wheeled bogies and a current collector of a locomotive. In addition, it should be noted that the device uses optical-electronic sensors operating in reflection and equipped with additional structural units, such as a reflector and an autonomous optical system, which reduces the reliability of the device. These sensors do not work reliably in atmospheric conditions (fog, sunlight, spotlights, etc.).
Известен способ и система дистанционного контроля сохранности грузов в движущемся железнодорожном составе, предназначенный для обеспечения возможности оперативного обнаружения факта несанкционированного доступа в движущемся железнодорожном составе. В парке прибытия производится внешний осмотр подвижного состава посредством неподвижных телекамер общего и детального осмотра (патент RU 2138077 C1, G08В 13/196).The known method and system for remote control of the safety of goods in a moving train, designed to ensure the possibility of prompt detection of the fact of unauthorized access in a moving train. In the arrival park, an external inspection of the rolling stock is carried out by means of fixed general and detailed inspection cameras (patent RU 2138077 C1, G08В 13/196).
Недостаток устройства заключается в том, что при визуальном наблюдении подвижного состава в реальном масштабе времени оператор может наблюдать только перспективное изображение поезда (в частности, крыши движущегося вагона), формируемое камерой общего обзора. С телекамеры детального обзора производят непрерывную запись изображения быстро перемещающихся в ее поле зрения объектов поиска, которые не могут быть непосредственно обнаружены оператором визуально. Распознают отклонения образа наблюдаемого объекта от исходного состояния путем его сравнения с эталонным образом, а по результатам сравнения судят о сохранности груза.The disadvantage of the device is that when visually observing the rolling stock in real time, the operator can only observe a perspective image of the train (in particular, the roof of a moving car), formed by a general view camera. From a detailed view TV camera, continuous recording of images of search objects that are rapidly moving in its field of view, which cannot be directly detected by the operator visually, are performed. The deviations of the image of the observed object from the initial state are recognized by comparing it with the reference image, and the results of the comparison are used to judge the safety of the cargo.
Эталонный образ контролируемого состава предварительно создают в парке отправления, произведя видеозапись подвижного состава в идентичных условиях движения, который затем передают в парк прибытия до прихода наблюдаемого объекта. Кроме того, устройство не позволяет производить контроль негабаритности погрузки вагонов на подвижном составе для безопасного передвижения железнодорожного транспорта, а также не решает вопросов визуального контроля технического и коммерческого состояния поездов и вагонов, а также оценки технического состояния подвижного состава, в частности колесных тележек и токосъемника локомотива.The reference image of the controlled train is preliminarily created in the departure park by making a video recording of the rolling stock in identical traffic conditions, which is then transferred to the arrival park before the observed object arrives. In addition, the device does not allow monitoring the oversized loading of wagons on rolling stock for the safe movement of railway transport, and also does not solve the issues of visual monitoring of the technical and commercial condition of trains and wagons, as well as assessing the technical condition of rolling stock, in particular wheeled bogies and a current collector of a locomotive. ...
- 1 037244- 1 037244
Известно устройство для автоматизированного выявления и регистрации нарушения габаритов погрузки подвижного состава при одновременном наблюдении состава сверху, содержащее датчик начала состава и П-образные ворота, установленные над рельсовым путем, со смонтированными на них пятью датчиками контроля габарита подвижного состава в виде образованных источником света и фотоприемником оптоэлектронных каналов, проложенных по контуру очертания максимально допустимого габарита состава, датчиком счета вагонов, телекамерой, шарнирно закрепленной на перекладине ворот и связанной по радиоканалу посредством блока сопряжения с местом оператора, содержащим видеомагнитофон, персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ) и блок индикации (RU 2066282 С1, В61К 9/02).A device is known for the automated detection and registration of violations of the loading gauge of rolling stock while simultaneously observing the train from above, containing a sensor for the beginning of the train and U-shaped gates installed above the rail track, with five sensors for monitoring the gauge of the rolling stock mounted on them in the form of a light source and a photodetector optoelectronic channels laid along the contour of the outline of the maximum permissible size of the train, a wagon counting sensor, a TV camera hinged on the gate crossbar and connected via a radio channel through an interface unit with an operator's seat containing a video recorder, a personal electronic computer (PC) and an indication unit (RU 2066282 C1, B61K 9/02).
Недостатки устройства состоят в следующем:The disadvantages of the device are as follows:
необходима установка дополнительных опор для размещения оптоэлектронного датчика начала состава;it is necessary to install additional supports to accommodate the optoelectronic sensor for the beginning of the train;
имеет место неточность счета вагонов из-за наличия в составе вагонов различного типа и назначения (например, возможен двойной счет одного вагона, когда вагон без бортов и несколько грузов на нем сконцентрированы на ограниченных участках пола вагона, что приводит к замыканию светового потока датчика счета вагонов);there is an inaccuracy in the counting of wagons due to the presence of wagons of various types and purposes in the composition (for example, double counting of one wagon is possible, when a wagon without sides and several loads on it are concentrated on limited sections of the car floor, which leads to a closure of the light flux of the wagon counting sensor );
установленная на перекладине П-образных ворот одна телекамера не обеспечивает возможность осмотра бортов вагонов, из-за чего не решается вопрос визуального контроля технического и коммерческого состояния поверхностей поездов и вагонов;one television camera installed on the crossbar of the U-shaped gates does not provide the possibility of inspecting the sides of the cars, which is why the issue of visual control of the technical and commercial condition of the surfaces of trains and cars is not solved;
запись видеоизображения с камеры ведется на аналоговый видеомагнитофон, что снижает надежность устройства;video recording from the camera is carried out on an analog video recorder, which reduces the reliability of the device;
устройство не позволяет оценить равномерность нагрузки на колеса вагонов и выявить недопустимую с точки зрения безопасности движения неравномерность нагрузки на колеса;the device does not allow to assess the uniformity of the load on the wheels of the cars and to reveal the unevenness of the load on the wheels, unacceptable from the point of view of traffic safety;
не оценивается техническое состояние подвижного состава, в частности колес и тормозов колесных тележек, а также токосъемника локомотива.the technical condition of the rolling stock, in particular the wheels and brakes of wheeled bogies, as well as the locomotive current collector is not evaluated.
Известна автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов (АСКО ПВ) по патенту RU 2252170 C1, B61K 9/02. Указанная система содержит оптоэлектронный датчик начала состава и установленную над рельсовым путем П-образную несущую конструкцию, на которой размещены телевизионная камера, предназначенная для получения изображения крыши вагонов, девять оптоэлектронных датчиков контроля габаритности погрузки вагонов, оптоэлектронный датчик счета вагонов, при этом выходы датчиков связаны с входами блока индикации и согласования, выход блока индикации и согласования связан с входом ПЭВМ автоматизированного рабочего места оператора, к выходу которой подключен монитор. Кроме того, имеются оптоэлектронный датчик счета колесных пар, три дополнительных телевизионных камеры, предназначенные для получения изображений левого и правого бортов вагонов, а также контроля пломб люков цистерн, и прожекторы, при этом датчики контроля габаритности погрузки вагонов установлены на несущей конструкции с возможностью совместного контроля границ совмещенного зонального габарита погрузки и габарита подвижного состава, оптоэлектронный датчик начала состава, оптоэлектронный датчик счета колесных пар, телевизионные камеры левого и правого бортов вагонов закреплены на опорах, телевизионная камера контроля пломб люков цистерн - на ригеле, а прожекторы - на опорах и ригеле несущей конструкции, выходы всех телевизионных камер связаны с видеовходами ПЭВМ, выходы дополнительных датчиков контроля габаритности погрузки вагонов и датчика счета колесных пар связаны с соответствующими входами блока индикации и согласования, подключенного управляющим входом к выходу ПЭВМ, блок индикации и согласования выполнен с возможностью работы в автономном режиме.Known automated system for commercial inspection of trains and cars (ASKO PV) under the patent RU 2252170 C1, B61K 9/02. The specified system contains an optoelectronic sensor for the beginning of the train and a U-shaped supporting structure installed above the rail track, on which a television camera is located, designed to obtain an image of the roof of cars, nine optoelectronic sensors for monitoring the loading dimensions of cars, an optoelectronic sensor for counting cars, while the outputs of the sensors are connected to by the inputs of the indication and coordination unit, the output of the indication and coordination unit is connected to the input of the PC of the operator's workstation, to the output of which the monitor is connected. In addition, there is an optoelectronic wheelset counting sensor, three additional television cameras designed to obtain images of the left and right sides of cars, as well as control of tank hatch seals, and searchlights, while sensors for monitoring the dimensions of the loading of cars are installed on the supporting structure with the possibility of joint control the boundaries of the combined zonal loading gauge and the gauge of the rolling stock, an optoelectronic sensor for the beginning of a train, an optoelectronic sensor for counting wheel pairs, television cameras of the left and right sides of the wagons are fixed on the supports, a television camera for monitoring tank hatch seals is on the crossbar, and the searchlights are on the supports and the crossbar of the carrier structures, the outputs of all television cameras are connected to the video inputs of the PC, the outputs of additional sensors for monitoring the dimensions of the loading of wagons and the wheel pair counting sensor are connected to the corresponding inputs of the display and matching unit connected by the control input to the PC output, the display unit si and coordination is designed to work in offline mode.
К недостаткам устройства является недостаточный объем информации о коммерческой сохранности грузов в составе, т.к.The disadvantages of the device are the insufficient amount of information about the commercial safety of goods in the train, because
не обеспечивается контроль и визуализация повреждений рам вагонов и хребтовых рам вагоновхопперов;control and visualization of damage to car frames and center frames of hopper cars is not provided;
оценка соответствия габаритов вагонов железнодорожному габариту осуществляется при помощи комплекта оптоэлектронных датчиков, требующих точной юстировки их составных частей - излучателей и фотоприемников, причем их юстировка может быть нарушена при проведении работ по ремонту и обслуживанию пути;the assessment of the conformity of the dimensions of the cars to the railway gauge is carried out using a set of optoelectronic sensors that require precise alignment of their components - emitters and photodetectors, and their alignment may be violated during repair and maintenance of the track;
не могут быть автоматически выявлены проломы, крупные вмятины и т.п.;breaks, large dents, etc. cannot be automatically detected;
не обеспечивается оценка равномерности нагрузки на колеса вагонов, не выявляются вызванные смещением сыпучего груза, недопустимые с точки зрения безопасности движения неравномерности нагрузки на колеса;the assessment of the uniformity of the load on the wheels of the cars is not provided, the uneven loads on the wheels caused by the displacement of bulk cargo, unacceptable from the point of view of traffic safety, are not detected;
не оценивается техническое состояние подвижного состава, в частности колес и тормозов колесных тележек, а также токосъемника локомотива.the technical condition of the rolling stock, in particular the wheels and brakes of wheeled bogies, as well as the locomotive current collector is not evaluated.
Аналогичными недостатками обладает и выбранная за прототип автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов по евразийскому патенту 008682, МПК В61К 9/02. Указанная система содержит установленную над рельсовым путём П-образную несущую конструкцию, на которой размещены четыре телевизионные камеры, предназначенные для получения изображений левого бортаThe automated system for the commercial inspection of trains and wagons according to the Eurasian patent 008682, IPC V61K 9/02, which was chosen for the prototype, also possesses similar disadvantages. The specified system contains a U-shaped supporting structure installed above the rail track, on which four television cameras are located, designed to obtain images of the left side
- 2 037244 вагона, правого борта вагона, крыши вагона и контроля наличия пломб на люках цистерн, оптоэлектронные датчики контроля границ совмещённого зонального габарита погрузки и габарита подвижного состава, оптоэлектронные датчики определения начала состава, счёта вагонов и счёта колёсных пар, а также прожекторы, причём выходы всех телевизионных камер связаны с видеовходами ПЭВМ, установленной на автоматизированном рабочем месте оператора, выходы всех оптоэлектронных датчиков связаны с соответствующими входами блока индикации и согласования, выполненного как для работы в автономном режиме, так и под управлением ПЭВМ, управляющий вход и выход блока индикации и согласования связаны с последовательными портами ПЭВМ, к выходу которой подключен монитор. Кроме того, имеются весовой рельс с закреплёнными на нём весоизмерительными приборами, предназначенный для автоматического весового контроля и выявления при движении поезда общего, продольного и поперечного перегруза вагонов, а также определения скорости состава при взвешивании, тепловизионная камера, предназначенная для получения цифровых термографических данных и формирования термографических изображений бортов вагонов и цистерн с целью контроля уровня налива цистерн, равномерности и полноты загрузки вагонов, устройство автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, при этом весовой рельс установлен в створе П-образной несущей конструкции, тепловизионная камера закреплена на опоре несущей конструкции, выходы весоизмерительных приборов, закреплённых на весовом рельсе, связаны с соответствующими входами мультипортовой платы ПЭВМ, которая расположена на автоматизированном рабочем месте оператора, а выход тепловизионной камеры связан с входом порта Fire Wire ПЭВМ. При этом устройство автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов выполнено на базе микропроцессорного устройства ПЭВМ с возможностью автоматического определения инвентарных номеров, выявления несоответствия между данными натурного листа и распознанными инвентарными номерами и формирования списка инвентарных номеров с привязкой к порядковому номеру вагона.- 2,037244 cars, the starboard side of the car, the roof of the car and control of the presence of seals on the hatches of tanks, optoelectronic sensors for monitoring the boundaries of the combined zonal loading gauge and the gauge of the rolling stock, optoelectronic sensors for determining the start of the train, the counting of cars and the counting of wheel sets, as well as searchlights, moreover the outputs of all television cameras are connected to the video inputs of the PC installed at the operator's workstation, the outputs of all optoelectronic sensors are connected to the corresponding inputs of the indication and matching unit, made both for autonomous operation and under the control of a PC, the control input and output of the display unit and matching are connected with the serial ports of the PC, to the output of which the monitor is connected. In addition, there is a weighing rail with weighing devices fixed on it, designed for automatic weighing control and detection of general, longitudinal and transverse overloading of cars during train movement, as well as determining the speed of a train when weighing, a thermal imaging camera designed to obtain digital thermographic data and form thermographic images of the sides of cars and tanks in order to control the level of filling of tanks, uniformity and completeness of loading of cars, a device for automatic recognition of inventory numbers of cars, while the weight rail is installed in the alignment of the U-shaped supporting structure, the thermal imaging camera is fixed on the support of the supporting structure, the outputs of the weighing devices , fixed on the weight rail, are connected to the corresponding inputs of the multiport PC board, which is located at the operator's workstation, and the output of the thermal imaging camera is connected to the input of the Fire Wire port of the PC. In this case, the device for automatic recognition of the inventory numbers of cars is made on the basis of a microprocessor PC device with the ability to automatically determine the inventory numbers, identify discrepancies between the data of the full-scale sheet and the recognized inventory numbers and generate a list of inventory numbers with reference to the serial number of the car.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности автоматизированного контроля коммерческой сохранности груза и исправности подвижного состава за счет расширения функциональных возможностей автоматизированной системы коммерческого осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой.The technical result to be achieved by the present invention is to increase the efficiency of automated control of commercial safety of cargo and serviceability of rolling stock by expanding the functionality of an automated system for commercial inspection of trains and wagons with a modular architecture.
Указанная цель изобретения достигается тем, что наряду с имеющимися в прототипе установленной над рельсовым путём П-образной несущей конструкцией, на которой размещены четыре видеокамеры, выходы которых связаны с видеовходами установленной на автоматизированном рабочем месте оператора ЭВМ с монитором, а выходы первой и второй видеокамер дополнительно соединены с первым контроллером автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, связанным через мультипортовую плату с входом ЭВМ;The specified purpose of the invention is achieved by the fact that, along with the U-shaped supporting structure installed above the rail track, which is available in the prototype, on which four video cameras are located, the outputs of which are connected to the video inputs of a computer with a monitor installed at the operator's workstation, and the outputs of the first and second video cameras additionally connected to the first controller for automatic recognition of the inventory numbers of cars, connected through a multiport board with the computer input;
первой тепловизионной камерой, предназначенной для получения цифровых термографических данных и формирования термографических изображений бортов цистерн и вагонов, связанной через мультипортовую плату со входом ЭВМ, в автоматизированной системе технического осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой дополнительно имеются размещенные на нижних частях противоположных опор несущей конструкции две встречно ориентированные пятая и шестая видеокамеры контроля колесных тележек, рам вагонов и считывания номеров рам вагонов, выходы которых непосредственно соединены с первым контроллером, а через мультипортовую плату - с видеовходами ЭВМ;the first thermal imaging camera designed to obtain digital thermographic data and form thermographic images of the sides of tanks and wagons, connected through a multiport board with a computer input, in the automated system for technical inspection of trains and wagons with a modular architecture, there are additionally two opposite supports located on the lower parts of the opposite supports of the supporting structure oriented fifth and sixth video cameras for monitoring wheel bogies, car frames and reading car frame numbers, the outputs of which are directly connected to the first controller, and through a multiport board - to the computer video inputs;
расположенная на опоре на уровне осей колесных тележек вторая тепловизионная камера контроля работы тормозной системы подвижных единиц состава, выход которой непосредственно связан со вторым контроллером определения перегрева, также связанным с выходом первой тепловизионной камеры, а через мультипортовую плату - с видеовходом ЭВМ, при этом выход второго контроллера через мультипортовую плату также связан с ЭВМ, а первая тепловизионная камера выполнена высокоразрешающей и закреплена на отдельной опоре, вынесенной за габариты П-образной несущей конструкции с целью полного обзора вагона по высоте для контроля как уровня налива, так и перегрева колесных пар;a second thermal imaging camera located on a support at the level of the axles of the wheel bogies for monitoring the operation of the brake system of rolling stock units, the output of which is directly connected to the second controller for determining overheating, also connected to the output of the first thermal imaging camera, and through the multiport board - to the video input of the computer, while the output of the second the controller is also connected to a computer via a multiport board, and the first thermal imaging camera is made of high-resolution and fixed on a separate support, placed beyond the dimensions of the U-shaped supporting structure in order to fully view the car in height to control both the filling level and overheating of the wheelsets;
расположенные соответственно на противоположных опорах и поперечине несущей конструкции три сканирующих лазерных дальномера контроля негабаритности загрузки и контроля повреждений стенок и крыш вагонов, плоскости сканирования которых расположены вертикально, выходы которых через мультипортовую плату соединены с ЭВМ;located, respectively, on opposite supports and the crossbar of the supporting structure, three scanning laser rangefinders for monitoring the oversized loading and monitoring damage to the walls and roofs of cars, the scanning planes of which are located vertically, the outputs of which are connected to the computer through a multiport board;
три однолучевых лазерных дальномера дублирования контроля предельно допустимого негабарита погрузки подвижного состава, выходы которых через мультипортовую плату соединены с ЭВМ, при этом один из них расположен на боковой опоре, а два - на поперечине П-образной несущей конструкции;three single-beam laser rangefinders for duplicating control of the maximum allowable oversized loading of rolling stock, the outputs of which are connected to a computer via a multiport board, one of them is located on a side support, and two - on the crossbar of the U-shaped supporting structure;
датчики деформации, расположенные по длине каждого из находящихся под П-образной несущей конструкцией рельсов в межшпальных пространствах последовательно, выходы датчиков деформации связаны с третьим контроллером оценки информации с датчиков деформации, содержащим блок записи информации о деформации рельса в месте установки каждого датчика деформации при прохождении колесом колесной тележки, выходы указанного блока записи соединены с входящими в указанный контроллер блоком выявления перегруза колесной пары, блоком выявления опасного смещения груза поdeformation sensors located along the length of each of the rails under the U-shaped supporting structure in the inter-sleeper spaces sequentially, the outputs of the deformation sensors are connected to the third controller for evaluating information from the deformation sensors, containing a unit for recording information about the deformation of the rail at the installation site of each deformation sensor when passing by the wheel wheel cart, the outputs of the specified recording unit are connected to the unit for detecting overload of the wheelset entering the specified controller, the unit for detecting dangerous displacement of the load along
- 3 037244 ширине вагона, блоком определения неисправной колесной пары, причем выходы указанных блоков через мультипортовую плату соединены с ЭВМ;- 3 037244 the width of the car, a unit for determining a faulty wheel pair, and the outputs of these units are connected to the computer via a multiport board;
расположенные горизонтально на верхних частях противоположных опор несущей конструкции и ориентированные встречно по отношению к направлению движения состава седьмая и восьмая видеокамеры и третья тепловизионная камера, при этом выходы указанных видеокамер через четвертый контроллер определения критического износа тугоплавкой вставки токосъемника, содержащий последовательно соединенные блок селекции изображений, блок записи видеоизображений, блок распознавания изображения тугоплавкой вставки, блок измерения длины и высоты тугоплавкой вставки, блок определения соотношения длины и высоты тугоплавкой вставки и блок сравнения, соединен через мультипортовую плату со входом ЭВМ, а выход третьей тепловизионной камеры через пятый контроллер определения перегрева токоприемника и мультипортовую плату соединен со входом ЭВМ.the seventh and eighth video cameras and the third thermal imaging camera located horizontally on the upper parts of the opposite supports of the supporting structure and oriented counter to the direction of movement of the train, while the outputs of these cameras through the fourth controller for determining the critical wear of the refractory insert of the current collector, containing a series-connected block of image selection, a block video recordings, an image recognition unit of a refractory insert, a unit for measuring the length and height of a refractory insert, a unit for determining the ratio of the length and height of a refractory insert and a comparison unit, connected via a multiport board to the computer input, and the output of the third thermal imaging camera through the fifth controller for determining the pantograph overheating and a multiport the board is connected to the input of the computer.
Для целей настоящего изобретения в качестве ЭВМ может использоваться как персональная ЭВМ (ПЭВМ), так и сервер, способный к раздаче данных далее на персональные ЭВМ и мобильные устройства.For the purposes of the present invention, both a personal computer (PC) and a server capable of distributing data further to personal computers and mobile devices can be used as a computer.
Соответственно предлагается способ технического осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой, заключающийся в проведении осмотра посредством использования вышеописанной системы. Такой способ может также предусматривать, что фото и видеоизображения, подтверждающие дефекты или неисправности, сохраняются в памяти ЭВМ с автоматически присвоенным заданным индексом, облегчающим в дальнейшем поиск и учёт таких файлов как машинным, так и ручным образом.Accordingly, a method of technical inspection of trains and wagons with a modular architecture is proposed, which consists in carrying out the inspection using the above-described system. Such a method may also provide that photo and video images confirming defects or malfunctions are stored in the computer memory with an automatically assigned preset index, which makes it easier in the future to search for and record such files both by machine and by hand.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приняты следующие обозначения:The essence of the invention is illustrated by the drawing, in which the following designations are adopted:
ДД - датчик деформацииDD - strain gauge
ОЛД - однолучевой лазерный дальномер;OLD - single-beam laser rangefinder;
СЛД - сканирующий лазерный дальномер;SLD - scanning laser rangefinder;
ТК - видеокамера;TC - video camera;
ТПВ - тепловизионная камера.TPV - thermal imaging camera.
Автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов с модульной архитектурой (АСКО ПВ 3.0), построение которой показано на фигуре, содержит установленную над рельсовым путём П-образную несущую конструкцию 1, на которой размещены восемь видеокамер 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Первая 2 и вторая 3 видеокамеры размещены на опорах П-образной несущей конструкции 1 и предназначены для получения изображений левого и правого бортов вагона и формирования изображений инвентарных номеров вагонов. Третья 4 и четвертая 5 камеры размещены на поперечине П-образной несущей конструкции 1 и предназначены для получения изображений крыш вагонов и контроля наличия пломб на люках цистерн. Встречно ориентированные пятая 6 и шестая 7 камеры размещены на нижних частях противоположных опор П-образной несущей конструкции 1 и предназначены для контроля колесных тележек и считывания инвентарных номеров на рамах вагонов. Ориентированная встречно по отношению к направлению движения состава седьмая и восьмая камеры 8 и 9 расположены на верхних частях противоположных опор П-образной несущей конструкции 1 и предназначены для формирования изображений твердосплавной вставки токоприемника локомотива. Выходы всех видеокамер через мультипортовую плату 10 связаны с видеовходами установленной на автоматизированном рабочем месте оператора ЭВМ 11 с монитором 12. Выходы первой 2 и второй 3 камер дополнительно соединены с первым контроллером 13 автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, связанным через мультипортовую плату 10 с входом ЭВМ 11. Имеются установленные на рельсах 14 и 15, находящихся в створе П-образной несущей конструкции 1, расположенные в межшпальных пространствах датчики деформации 16. При этом выходы датчиков деформации 16, закреплённых на рельсах 14 и 15, через мультипортовую плату 10 связаны с соответствующими входами ЭВМ 11. Кроме того, имеются три тепловизионных камеры 17, 18 и 19. Первая тепловизионная камера 17 выполнена высокоразрешающей, закреплена на отдельной опоре 20, вынесенной за габариты П-образной несущей конструкции 1, и предназначена для осмотра единиц подвижного состава по всей высоте и получения цифровых термографических данных и формирования термографических изображений бортов цистерн и вагонов с целью контроля уровня налива цистерн, равномерности и полноты загрузки вагонов сыпучими грузами, контроля работы тормозной системы и связана со вторым контроллером 21, а через мультипортовую плату 10 со входом ЭВМ 11. Расположенная на опоре П-образной несущей конструкции 1 на уровне осей колесных тележек вторая тепловизионная камера 18 предназначена для контроля работы тормозной системы подвижных единиц состава. Ее выход непосредственно связан со вторым контроллером 21 определения перегрева, а через мультипортовую плату 10 - с видеовходом ЭВМ 11, при этом выход второго контроллера 21 через мультипортовую плату 10 также связан с ЭВМ 11. Указанная тепловизионная камера 18 имеет относительно небольшое линейное поле зрения, т.к. находится вблизи вагона из-за ограниченного расстояния между железнодорожными путями при двухпутном движении и может иметь меньшую по сравнению с тепловизионной камерой 17 разрешающую способность. Ориентированная встречно по отношению к направлению движения состава расположенная на поперечине П-образной несущей конструкции 1 третья тепловизионная камера 19 предназначена для контроля перегрева тугоплавкой вставки токосъемника. Ее выход непосредственно связан с пятым контроллером 22 определения перегрева тугоплавкой вставкиThe automated system for commercial inspection of trains and wagons with a modular architecture (ASKO PV 3.0), the construction of which is shown in the figure, contains a U-shaped supporting structure 1 installed above the rail track, on which eight video cameras 2, 3, 4, 5, 6, 7 are located , 8 and 9. The first 2 and second 3 video cameras are placed on the supports of the U-shaped supporting structure 1 and are designed to obtain images of the left and right sides of the car and form images of the inventory numbers of the cars. The third 4 and fourth 5 chambers are located on the cross member of the U-shaped supporting structure 1 and are designed to obtain images of car roofs and control the presence of seals on tank hatches. The counter-oriented fifth 6 and sixth 7 chambers are located on the lower parts of the opposite supports of the U-shaped supporting structure 1 and are designed to control wheel bogies and read inventory numbers on car frames. The seventh and eighth chambers 8 and 9, oriented counter to the direction of movement of the train, are located on the upper parts of the opposite supports of the U-shaped supporting structure 1 and are designed to form images of the hard-alloy insert of the locomotive pantograph. The outputs of all video cameras through the multiport board 10 are connected to the video inputs of the computer 11 installed on the operator's workstation with the monitor 12. The outputs of the first 2 and second 3 cameras are additionally connected to the first controller 13 of automatic recognition of the inventory numbers of cars, connected through the multiport board 10 to the input of the computer 11 There are deformation sensors 16 installed on rails 14 and 15 located in the alignment of the U-shaped supporting structure 1, located in the intersleep spaces. In this case, the outputs of the deformation sensors 16, fixed on rails 14 and 15, are connected through the multiport board 10 to the corresponding computer inputs 11. In addition, there are three thermal imaging cameras 17, 18 and 19. The first thermal imaging camera 17 is made of high-resolution, fixed on a separate support 20, placed outside the dimensions of the U-shaped supporting structure 1, and is intended for inspecting rolling stock units along the entire height and obtaining digital thermographic data and thermographic images of the sides of tanks and wagons in order to control the level of filling of tanks, uniformity and completeness of loading wagons with bulk cargo, control the operation of the brake system and is connected with the second controller 21, and through the multiport board 10 with the input of the computer 11. Located on the support of the U-shaped carrier structure 1 at the level of the axes of the wheeled bogies, the second thermal imaging camera 18 is designed to control the operation of the braking system of the rolling units of the train. Its output is directly connected to the second controller 21 for determining overheating, and through the multiport board 10 - to the video input of the computer 11, while the output of the second controller 21 through the multiport board 10 is also connected to the computer 11. The specified thermal imaging camera 18 has a relatively small linear field of view, i.e. .to. is located near the car because of the limited distance between the railway tracks in double-track traffic and may have a lower resolution compared to the thermal imaging camera 17. Oriented counter to the direction of movement of the train, located on the crossbar of the U-shaped supporting structure 1, the third thermal imaging camera 19 is designed to control the overheating of the refractory insert of the current collector. Its output is directly connected to the fifth controller 22 for determining the overheating of the refractory insert
- 4 037244 токоприемника, а через мультипортовую плату 10 - с видеовходом ЭВМ 11, при этом выход пятого контроллера 22 через мультипортовую плату 10 также связан с ЭВМ 11.- 4 037244 pantographs, and through the multiport board 10 - with the video input of the computer 11, while the output of the fifth controller 22 through the multiport board 10 is also connected to the computer 11.
Имеются три однолучевых лазерных дальномера 23, 24 и 25 контроля соответствия негабарита погрузки, выходы которых через мультипортовую плату 10 соединены с ЭВМ 11. Имеются расположенные соответственно на противоположных опорах и поперечине П-образной несущей конструкции 1 три сканирующих лазерных дальномера 26, 27, 28, обеспечивающие возможность построения картин боковых и верхней поверхностей крытых единиц подвижного состава, моделей размещения грузов на открытом подвижном составе и служащие для контроля негабаритности загрузки и контроля повреждений стенок и крыш вагонов. Плоскости сканирования лазерных дальномеров 26, 27, 28 расположены вертикально, а их выходы через мультипортовую плату 10 соединены с ЭВМ 11. При этом три однолучевых лазерных дальномера 23, 24 и 25 дублируют работу сканирующих лазерных дальномеров 26, 27, 28 при выявлении грубых, предельных нарушений габаритности подвижного состава, требующих немедленной остановки.There are three single-beam laser range finders 23, 24 and 25 for monitoring the compliance of oversized loading, the outputs of which are connected to the computer 11 through the multiport board 10. There are three scanning laser range finders 26, 27, 28, located respectively on opposite supports and on the crossbar of the U-shaped supporting structure 1, providing the possibility of constructing pictures of the side and top surfaces of covered rolling stock units, models of cargo placement on open rolling stock and serving to control oversized loading and control damage to the walls and roofs of cars. The scanning planes of the laser range finders 26, 27, 28 are located vertically, and their outputs are connected to the computer 11 through the multiport board 10. In this case, three single-beam laser range finders 23, 24 and 25 duplicate the work of the scanning laser range finders 26, 27, 28 when detecting rough, extreme violations of the dimensions of the rolling stock, requiring an immediate stop.
Расстояние между расположенными на каждом из рельсов 14 и 15 соседними датчиками давления 16 одинаковы. В опытном образце заявляемого устройства расстояние между крайними датчиками давления 16 (длина рельса, на которой расположены датчики давления 16) примерно равно утроенной длине окружности колеса колесной тележки, а количество датчиков 16 на каждом рельсе равно восьми. При этом при перекатывании колеса по рельсу на каждый из датчиков давления 16 воздействуют различные участки обода колеса, расположенные по колесу через одинаковые угловые расстояния, чем обеспечивается возможность оценки степени одинаковости нагрузки на разные части обода колеса. При исправном колесе (отсутствие биения обода, трещин на ободе или плоских выработок) давление колеса при последовательном прохождении им всех датчиков давления 16 будет одинаково, а при симметричной загрузке вагона давление на соответствующих датчиках давления 16, расположенных на рельсах 14 и 15, будет одинаковым. Выходы датчиков давления 16 связаны с третьим контроллером 29 оценки информации с датчиков давления 16. Контроллер 29 включает блок 30 записи информации о давлении колеса на каждый датчик давления 16 при качении колесом по рельсам 14 и 15. Выходы блока 30 соединены с входящими в указанный контроллер 29 блоком выявления перегруза колесной пары 31, блоком выявления опасного смещения груза по ширине вагона 32, блоком определения неисправной колесной пары 33. Выходы указанных блоков 31-33 через мультипортовую плату 10 соединены с ЭВМ 11.The distance between located on each of the rails 14 and 15 adjacent pressure sensors 16 are the same. In the prototype of the claimed device, the distance between the extreme pressure sensors 16 (the length of the rail on which the pressure sensors 16 are located) is approximately equal to three times the circumference of the wheel bogie, and the number of sensors 16 on each rail is eight. In this case, when the wheel rolls on the rail, each of the pressure sensors 16 is affected by different sections of the wheel rim located along the wheel at the same angular distances, which makes it possible to assess the degree of uniformity of the load on different parts of the wheel rim. With a serviceable wheel (no rim runout, no cracks on the rim or flat workings), the pressure of the wheel when it passes all pressure sensors 16 sequentially will be the same, and with symmetrical loading of the car, the pressure on the corresponding pressure sensors 16 located on rails 14 and 15 will be the same. The outputs of the pressure sensors 16 are connected to the third controller 29 for evaluating information from the pressure sensors 16. The controller 29 includes a block 30 for recording information about the wheel pressure for each pressure sensor 16 when the wheel rolls on the rails 14 and 15. The outputs of the block 30 are connected to the inputs to the specified controller 29 a unit for detecting overload of a wheel pair 31, a unit for detecting a dangerous displacement of cargo along the width of a car 32, a unit for detecting a faulty wheel pair 33. Outputs of these units 31-33 are connected to a computer 11 via a multiport board 10.
Выходы ориентированных встречно по отношению к направлению движения состава седьмой и восьмой видеокамер 8 и 9 формирования изображения твердосплавной вставки токоприемника локомотива через четвертый контроллер 34 определения критического износа тугоплавкой вставки токосъемника, содержащий последовательно соединенные блок селекции изображения 35, блок записи видеоизображений 36, блок 37 распознавания изображения тугоплавкой вставки, блок 38 измерения длины и высоты тугоплавкой вставки, блок 39 определения соотношения длины и высоты тугоплавкой вставки и блок 40 сравнения, соединены через мультипортовую плату 10 со входом ЭВМ 11.The outputs of the seventh and eighth video cameras 8 and 9 oriented counter to the direction of movement of the train 8 and 9 of the formation of an image of the carbide insert of the current collector of the locomotive through the fourth controller 34 for determining the critical wear of the refractory insert of the current collector, containing series-connected image selection unit 35, video recording unit 36, image recognition unit 37 refractory insert, block 38 for measuring the length and height of the refractory insert, block 39 for determining the ratio of the length and height of the refractory insert and the comparison unit 40 are connected through the multiport board 10 with the input of the computer 11.
При реализации устройства могут быть использованы следующие технические решения.When implementing the device, the following technical solutions can be used.
П-образная несущая конструкция 1 аналогична несущей конструкции, используемой в габаритных воротах, в частности в комплексе коммерческого осмотра грузов АСКО ПВ производства ПК НПК Автоматизация. В качестве видеокамер 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 можно использовать камеры на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС-матриц), размещенные в герметичных термостатированных кожухах. В качестве мультипортовой платы 10 можно использовать платы серий CP-114EL/CP-114EL-I, СР-118Е-АI/CP-138E-A-I, CP-132EL/CP-132EL-I или им подобные. В качестве ЭВМ 11 можно использовать сервер с соответствующим программным обеспечением и многоканальным видеовходом, обеспечивающим видеозахват видеосигнала. Монитор 12 - жидкокристаллический монитор, например, типа ВМЦ - 38.8 со встроенным динамиком.The U-shaped supporting structure 1 is similar to the supporting structure used in the overall doors, in particular in the ASKO PV complex for commercial inspection of goods produced by PK NPK Automation. As cameras 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9, you can use cameras based on charge coupled devices (CCDs), placed in sealed thermostated housings. As the multiport board 10, you can use the CP-114EL / CP-114EL-I, CP-118E-AI / CP-138E-A-I, CP-132EL / CP-132EL-I series boards, or the like. As a computer 11, you can use a server with the appropriate software and multi-channel video input, providing video capture of the video signal. Monitor 12 is a liquid crystal monitor, for example, of the VMC-38.8 type with a built-in speaker.
Программное обеспечение ЭВМ 11 обеспечивает, в частности, выполнение следующих функций:Computer software 11 provides, in particular, the following functions:
прием информации о количестве локомотивов в составе по локальной сети от автоматизированной системы управления сортировочной станции;receiving information on the number of locomotives in the composition via the local network from the automated control system of the marshalling yard;
прием информации о негабаритностях погрузки вагонов;receiving information about oversized loading of wagons;
протоколирование данных о проходящих составах;logging of data on passing trains;
отображение на экране ЭВМ оператора негабаритностей проходящего подвижного состава;display on the operator's computer screen of the oversized rolling stock;
фиксация начала состава, промежутков между вагонами и негабаритности, а также несовпадения информации о прохождении в контрольном створе П-образной несущей конструкции промежутка между вагонами, получаемой от сканирующих лазерных дальномеров 26, 27 и 28 и при обработке видеоизображений с пятой и шестой видеокамер 6 и 7;fixing the beginning of the train, the gaps between the cars and the oversize, as well as the discrepancy in information about the passage of the U-shaped supporting structure in the control section of the gap between the cars, obtained from the scanning laser rangefinders 26, 27 and 28 and during the processing of video images from the fifth and sixth video cameras 6 and 7 ;
вывод на экран монитора 12 изображений проходящего состава со всех видеокамер и тепловизионных камер одновременно (режим ПОЛИЭКРАН) или с любой камеры в полноэкранном режиме в зависимости от выбора оператора;display on the monitor screen of 12 images of the passing train from all video cameras and thermal imaging cameras simultaneously (POLYSCREEN mode) or from any camera in full screen mode, depending on the operator's choice;
запись на жесткий диск сжатого (компрессированного) видеоизображения от всех видео- и тепловизионных камер;recording to hard disk compressed (compressed) video from all video and thermal imaging cameras;
хранение архива видеоизображений, ограниченного емкостью жесткого диска;storage of an archive of video images limited by the capacity of the hard disk;
просмотр видеоархива на экране ЭВМ оператора в однооконном или полиэкранном режимах;viewing the video archive on the operator's computer screen in single-window or split-screen modes;
- 5 037244 воспроизведение записанного видеоряда с заданной скоростью в прямом и обратном направлении;- 5 037244 playback of the recorded video sequence at a given speed in forward and backward directions;
покадровый просмотр и режим стоп-кадра;frame-by-frame viewing and freeze-frame mode;
поиск видеоинформации по времени прохождения состава, номеру состава, порядковому номеру вагона;search for video information by the time of passage of the train, the train number, the serial number of the car;
вывод на экран контуров поперечного сечения вагонов состава для их детального анализа.displaying the cross-sectional contours of the train cars for their detailed analysis.
Контроллеры 13, 21,22, 29, 34 могут быть реализованы на основе модульных ЭВМ.Controllers 13, 21, 22, 29, 34 can be implemented on the basis of modular computers.
В качестве однолучевых лазерных дальномеров 23, 24, 25 можно использовать дальномеры непрерывного действия с цифровым выходом, например, BOSCH GLM 80. В качестве сканирующих лазерных дальномеров 26, 27, 28 можно использовать устройства фирмы HOKUYO (Япония), например сканирующий лазерный дальномер UXM-30LX-EW, обеспечивающий измерение расстояний до 30 м с точностью 1 мм при угле сканирования 190°. Указанный сканирующий лазерный дальномер имеет встроенный вычислитель. Указанный дальномер позволяет формировать цифровой контур вагона за счет использования встроенного в него вычислителя, обеспечивающего в режиме сканирования в одной плоскости формирование среза рельефа сканируемой поверхности, а при сканировании в объеме - формирование рельефной картины охватывающей дальномер поверхности. Кроме того в ряде случаев могут быть использованы многолучевые лазерные дальномеры, например фирмы Velodune, работающие в нескольких плоскостях. При этом встроенный вычислитель дальномера потенциально позволяет определять скорость и направление движения поезда.As single-beam laser range finders 23, 24, 25, you can use continuous range finders with digital output, for example, BOSCH GLM 80. As scanning laser range finders 26, 27, 28, you can use devices from HOKUYO (Japan), for example, a scanning laser range finder UXM- 30LX-EW, capable of measuring distances up to 30 m with an accuracy of 1 mm at a scanning angle of 190 °. The specified scanning laser rangefinder has a built-in calculator. The specified rangefinder allows you to form a digital contour of the car through the use of a computer built into it, which provides in the scanning mode in one plane the formation of a cut of the relief of the scanned surface, and when scanning in volume - the formation of a relief pattern covering the rangefinder surface. In addition, in some cases, multi-beam laser rangefinders, for example from Velodune, operating in several planes, can be used. At the same time, the built-in calculator of the rangefinder potentially allows determining the speed and direction of the train.
В качестве датчиков давления 16 можно использовать тензорезисторные датчики ООО Статера (Россия, г. Ростов-на-Дону), изготавливаемые по патенту РФ № 2349874. Опытным путем установлено, что оптимальное количество датчиков давления 16 на каждом рельсе равно восьми.As pressure sensors 16 can be used strain gauge sensors LLC Statera (Russia, Rostov-on-Don), manufactured according to RF patent No. 2349874. It has been experimentally established that the optimal number of pressure sensors 16 on each rail is eight.
В качестве тепловизионных камер 17, 18 и 19 можно использовать тепловизоры на микроболометрических матрицах с цифровой обработкой изображений.As thermal imaging cameras 17, 18 and 19, you can use thermal imagers on microbolometric matrices with digital image processing.
При реализации цели изобретения заявляемая система работает следующим образом.When implementing the purpose of the invention, the claimed system operates as follows.
Оператор, получив информацию о приближении состава к зоне контроля, вводит в ЭВМ 11 данные о количестве локомотивов в составе и номер состава или указанные данные передаются на ЭВМ 11 по локальной сети от автоматизированной системы управления станции автоматически. При входе состава в зону контроля локомотив пересекает лучи от сканирующих лазерных дальномеров 26, 27, 28, каждый из которых может играть роль датчика начала состава и датчика промежутков между вагонами, при этом информация о пересечении луча поступает в ЭВМ 11, которая начинает запись видеоинформации с видеокамер 2-7 на жесткий диск ЭВМ 11. При этом на мониторе 12 в режиме ПОЛИЭКРАН отображается информация от всех, либо от выбранных оператором видеокамер. ЭВМ 11 осуществляет счет вагонов в зоне контроля по перекрытию лучей сканирующих лазерных дальномеров 26, 27, 28 (или одного из них, выбранного в качестве датчика начала состава и промежутков между вагонами) и формирует номер вагона, значение которого воспроизводится на экране монитора 12 и привязывается к видеофайлам, поступающим в данный момент для хранения на жестком диске ЭВМ 11 (здесь и далее описание активных действий ЭВМ типа ЭВМ производит подсчёт, ЭВМ сканирует, ЭВМ формирует и т.п. означают, что в ЭВМ внедрены программно-аппартные решения, которые автоматически по заданному алгоритму производят соответствующие действия). При этом увеличиваются показания счетчика порядкового номера вагона, формируемые на экране монитора 12, и одновременно идентифицируется тип проверяемого вагона, исходя из последовательности вагонов в поезде, записанной в памяти ЭВМ 11.The operator, having received information about the approach of the train to the control zone, enters into the computer 11 data on the number of locomotives in the train and the number of the train, or these data are transferred to the computer 11 via the local network from the automated control system of the station automatically. When the train enters the control zone, the locomotive crosses the beams from the scanning laser rangefinders 26, 27, 28, each of which can play the role of a train start sensor and a gap sensor between the cars, while information about the crossing of the beam enters the computer 11, which starts recording video information from video cameras 2-7 to the hard disk of the computer 11. In this case, the monitor 12 in the POLYSCREEN mode displays information from all, or from the video cameras selected by the operator. The computer 11 counts the cars in the control zone by overlapping the beams of the scanning laser rangefinders 26, 27, 28 (or one of them selected as a sensor for the beginning of the train and the gaps between the cars) and generates the car number, the value of which is displayed on the monitor screen 12 and is linked to the video files currently received for storage on the hard disk of the computer 11 (hereinafter, the description of the active actions of the computer of the computer type makes counting, the computer scans, the computer forms, etc. means that the computer has implemented software and hardware solutions that automatically according to the given algorithm, the corresponding actions are performed). At the same time, the counter readings of the serial number of the car, which are formed on the monitor screen 12, increase, and at the same time the type of the checked car is identified, based on the sequence of cars in the train, recorded in the computer memory 11.
При движении состава видеокамеры 2 и 3 формируют изображения боковых поверхностей единиц подвижного состава, позволяя оператору выявлять проломы, вмятины, открытые ворота и двери. Одновременно видеосигналы с указанных камер используются в первом контроллере 13 автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов. Инвентарные номера вагонов поступают в ЭВМ 11, которая выявляет несоответствие между данными натурного листа и распознанными инвентарными номерами и обеспечивает формирование списка инвентарных номеров с привязкой к порядковому номеру вагона. Видеокамеры 4 и 5 формируют изображения соответственно поверхностей крыш единиц подвижного состава (камера 4 с относительно широким углом зрения) и пломб на люках цистерн (камера 5 с относительно узким углом зрения).When the train is moving, video cameras 2 and 3 form images of the side surfaces of rolling stock units, allowing the operator to identify breaks, dents, open gates and doors. Simultaneously, video signals from these cameras are used in the first controller 13 for automatic recognition of the inventory numbers of cars. The inventory numbers of the cars are sent to the computer 11, which detects the discrepancy between the data of the full-scale sheet and the recognized inventory numbers and provides the formation of a list of inventory numbers with reference to the serial number of the car. Video cameras 4 and 5 form images, respectively, of the surfaces of the roofs of rolling stock units (camera 4 with a relatively wide angle of view) and seals on the hatches of tanks (camera 5 with a relatively narrow angle of view).
При движении состава камеры 6 и 7 формируют изображения боковых поверхностей колесных тележек и колес колесных пар, участков рам вагонов, а также пломб на люках вагонов-хопперов, позволяя оператору выявлять их видимые повреждения. Изображения с указанных камер также записываются в память ЭВМ 11. Одновременно видеоизображения колесных тележек, подаваемые на ЭВМ 11, распознаются в ЭВМ 11 при помощи соответствующего программного обеспечения, в результате чего осуществляется счет тележек и формируется информация о порядковом номере вагона, проходящего через контрольный створ. Эта информация в реальном масштабе времени сравнивается с информацией о номере вагона, формируемой по сигналам со сканирующих лазерных дальномеров 26, 27, 28 (или одного из них). Наличие такого двухканального счетчика вагонов позволяет существенно повысить точность счета и своевременно выявлять сбои в подсистеме счета вагонов.When the train is moving, cameras 6 and 7 form images of the side surfaces of wheel bogies and wheels of wheel pairs, sections of car frames, as well as seals on the hatches of hopper cars, allowing the operator to identify their visible damage. Images from these cameras are also recorded in the memory of the computer 11. At the same time, the video images of the wheeled bogies fed to the computer 11 are recognized in the computer 11 using the appropriate software, as a result of which the bogies are counted and information about the serial number of the car passing through the control gate is generated. This information is compared in real time with the information about the car number generated by signals from the scanning laser range finders 26, 27, 28 (or one of them). The presence of such a two-channel wagon counter allows to significantly increase the counting accuracy and timely detect failures in the wagon counting subsystem.
При движении состава однолучевые лазерные дальномеры 24 и 25, лучи которых направлены вертикально вниз и пространственно совпадают с вертикальными границами предельного железнодорожно- 6 037244 го негабарита, выполняют роль датчиков превышения указанного негабарита. При пересечении их лучей сигнал с соответствующего лазерного дальномера поступает в ЭВМ 11 и она формирует на видеоизображении соответствующей боковой поверхности единицы подвижного состава метку о наличии негабарита и выдает информацию о необходимости остановки состава для устранения негабаритности. Однолучевой лазерный дальномер 23, луч которого направлен горизонтально и пространственно совпадает с верхней предельной горизонтальной границей железнодорожного габарита, выполняет роль датчика нарушения указанного габарита. При пересечении его луча соответствующий сигнал поступает в ЭВМ 11 и она формирует на видеоизображении соответствующей верхней поверхности единицы подвижного состава метку о наличии негабарита. При превышении границы зоны габаритности ЭВМ 11 формирует тревожный сигнал, подаваемый на монитор 12, и выдает информацию о необходимости остановки состава для устранения негабаритности. При этом может формироваться и соответствующий звуковой сигнал. Работа однолучевых лазерных дальномеров 23, 24 и 25 дублирует работу сканирующих лазерных дальномеров 26, 27 и 28, являющихся основным техническим средством контроля габаритности подвижного состава, в части выявления предельных нарушений, могущих привести к аварии и требующих немедленной остановки состава.When the train is moving, single-beam laser range finders 24 and 25, the beams of which are directed vertically downward and spatially coincide with the vertical boundaries of the limit railway 6 037244 oversized, act as sensors for exceeding the specified oversize. When their beams intersect, the signal from the corresponding laser range finder enters the computer 11 and it forms a mark on the video image of the corresponding side surface of the rolling stock unit about the presence of oversized and gives information about the need to stop the train to eliminate the oversize. A single-beam laser range finder 23, the beam of which is directed horizontally and spatially coincides with the upper limiting horizontal border of the railway gauge, serves as a sensor for violation of the specified gauge. When crossing its beam, the corresponding signal enters the computer 11 and it forms a mark on the video image of the corresponding upper surface of the rolling stock unit about the presence of oversized. When the border of the size zone is exceeded, the computer 11 generates an alarm signal supplied to the monitor 12, and gives information about the need to stop the train to eliminate the oversize. In this case, a corresponding sound signal can also be generated. The operation of single-beam laser range finders 23, 24 and 25 duplicates the operation of scanning laser range finders 26, 27 and 28, which are the main technical means for monitoring the dimensions of the rolling stock, in terms of identifying marginal violations that can lead to an accident and require an immediate stop of the train.
Сканирующие лазерные дальномеры 26, 27 и 28 обеспечивают более детальное определение как наличия негабаритностей, так и их формы и места локализации. Указанные дальномеры выполняют сканирование в заданных секторах, определяемых геометрией их размещения и высотой вагона. Встроенные в дальномеры 26 и 27 вычислители строят изображения контуров боковых стенок вагона, а встроенный в дальномер 28 вычислитель - изображение рельефа крыши вагона, либо изображение рельефа расположенного в полувагоне или на платформе груза. Изображения рельефов боковых стенок и крыши вагона (груза в полувагоне или на платформе) объединяются в ЭВМ 11 в единый контур вагона для формирования изображения поперечного сечения контура вагона (боковых стенок и груза в полувагоне). Информация о поперечном сечении контура вагона в ЭВМ 11 сравнивается с допустимым на данном участке движения железнодорожным габаритом, заранее поступившим в ЭВМ 11. При превышении границы зоны габаритности ЭВМ 11 (как и в случае поступления информации от однолучевых лазерных дальномеров 23, 24 и 25) формируется тревожный сигнал, подаваемый на монитор 12, и в его динамике раздается соответствующий превышению габарита звуковой сигнал. Одновременно информация о поперечном сечении контуров вагонов непрерывно передается в ЭВМ 11 для записи с возможностью последующего анализа.Scanning laser range finders 26, 27 and 28 provide a more detailed determination of both the presence of oversized dimensions and their shape and location. These rangefinders scan in specified sectors, determined by the geometry of their placement and the height of the car. The calculators built into the range finders 26 and 27 build images of the contours of the side walls of the car, and the computer built into the range finder 28 builds the image of the topography of the car roof, or the image of the relief located in the gondola car or on the platform of the cargo. The images of the reliefs of the side walls and the roof of the car (cargo in the gondola car or on the platform) are combined in the computer 11 into a single contour of the car to form an image of the cross-section of the contour of the car (side walls and cargo in the open car). The information on the cross-section of the carriage contour in the computer 11 is compared with the rail gauge admissible in the given section of movement, which was received in advance in the computer 11. When the border of the size zone of the computer 11 is exceeded (as in the case of information coming from single-beam laser rangefinders 23, 24 and 25), an alarm signal supplied to the monitor 12, and a sound signal corresponding to the excess of the size is heard in its dynamics. At the same time, information about the cross-section of the contours of the cars is continuously transmitted to the computer 11 for recording with the possibility of subsequent analysis.
При предварительной передаче со станции отправления информации о форме боковых поверхностей и крыш вагона поезда и ее записи в память ЭВМ 11 информация о форме боковой поверхности и крыши вагона, проходящего контроль, сравнивается в ЭВМ 11 с записанной информацией. Эта информация выбирается из памяти ЭВМ 11 с учетом информации о типе вагона, хранящейся в памяти ЭВМ 11 и формируемой на основе данных о номере вагона в составе и предварительно введенной с АСУ железной дороги информации о железнодорожном составе. При обнаружении существенных отклонений в форме указанных поверхностей вагона, обусловленных наличием глубоких вмятин, проломов, незакрытых ворот, ЭВМ 11 формирует тревожный сигнал, подаваемый на монитор 12, и в его динамике раздается соответствующий данному виду нарушения коммерческой сохранности груза звуковой сигнал. Одновременно на файл с соответствующим изображением наносится сигнальная метка (код, маркировка, заданный индекс), а информация о наличии коммерческого брака с указанием места его локализации заносится в память ЭВМ 11.During the preliminary transfer from the station of departure of information about the shape of the side surfaces and roofs of the train car and its recording in the memory of the computer 11, the information about the shape of the side surface and the roof of the car being tested is compared in the computer 11 with the recorded information. This information is selected from the memory of the computer 11, taking into account the information about the type of the car, stored in the memory of the computer 11 and formed on the basis of the data on the number of the car in the train and the information about the train set previously entered from the automated control system of the railway. When significant deviations in the shape of the indicated surfaces of the car are detected, due to the presence of deep dents, breaks, open gates, the computer 11 generates an alarm signal supplied to the monitor 12, and a sound signal corresponding to this type of violation of the commercial safety of the cargo is heard in its dynamics. At the same time, a signal mark (code, marking, a given index) is applied to the file with the corresponding image, and information about the presence of a commercial defect with an indication of its location is entered into the computer memory 11.
Таким образом, наличие комбинации однолучевых 23, 24 и 25, а также сканирующих лазерных дальномеров 26, 27 и 28 позволяет выявить всю номенклатуру нарушений целостности вагонов и возможных вариантов превышения железнодорожного габарита.Thus, the presence of a combination of single-beam 23, 24 and 25, as well as scanning laser rangefinders 26, 27 and 28, makes it possible to identify the entire range of violations of the integrity of cars and possible options for exceeding the railway gauge.
Расположенная на стойке 20 тепловизионная камера 17 выполнена на микроболометрической матрице высокого разрешения (стандарт разложения изображения не ниже 640 х 480 пиксел) и формирует высококачественное контрастное тепловое изображение бортов цистерн с наливным грузом или вагонов (полувагонов) с насыпным грузом, обеспечивающее возможность визуализации границы раздела грузвоздух, что позволяет визуально оценивать полноту и равномерность загрузки. Одновременно тепловизионная камера 17 формирует и тепловое изображение колесных пар, что позволяет выявлять нештатную работу тормозной системы. Установка тепловизионной камеры 17 на отдельной стойке 20 обусловлена использованием неширокоугольного высокоразрешающего объектива, не позволяющего получить необходимое линейное поле зрения при установке тепловизионной камеры на боковой опоре габаритных ворот.The thermal imaging camera 17 located on the pillar 20 is made on a high-resolution microbolometric matrix (image decomposition standard is at least 640 x 480 pixels) and forms a high-quality contrast thermal image of the sides of tanks with bulk cargo or wagons (gondola cars) with bulk cargo, which provides the ability to visualize the interface between cargo and air , which allows you to visually assess the completeness and uniformity of the load. At the same time, the thermal imaging camera 17 also forms a thermal image of the wheelsets, which makes it possible to detect abnormal operation of the brake system. The installation of the thermal imaging camera 17 on a separate post 20 is due to the use of a non-wide-angle high-resolution lens, which does not allow obtaining the required linear field of view when the thermal imaging camera is installed on the side support of the clearance gate.
Вышеперечисленные особенности работы системы касаются проверки коммерческой сохранности грузов. Обнаружение некоторых неисправностей подвижного состава, способных привести к нарушению движения, осуществляется следующим образом.The above-mentioned features of the system's operation relate to checking the commercial safety of goods. Detection of some malfunctions of the rolling stock that can lead to traffic disturbances is carried out as follows.
При входе единицы подвижного состава в контрольный створ колесные тележки попадают в поле зрения тешювизионных камер 17 и 18, которые передают изображения на вход ЭВМ 11, за счет чего на экране монитора 12 воспроизводятся соответствующие тепловые картины, по которым оператор может выявлять перегретые буксы (перегрев иWhen a rolling stock unit enters the control gate, the wheeled carts enter the field of view of the teshuvision cameras 17 and 18, which transmit images to the input of the computer 11, due to which the corresponding thermal pictures are reproduced on the monitor 12 screen, according to which the operator can detect overheated axle boxes (overheating and
- 7 037244 возможность разрушения подшипников), перегретые колеса (залипание тормозных колодок, заклинивание подшипников);- 7 037244 the possibility of bearing destruction), overheated wheels (sticking of brake pads, jamming of bearings);
передают изображение на второй контроллер 21, который определяет резко отличную от других температуру нагрева элементов колесных тележек и при превышении допустимого значения выдает команду на ЭВМ 11, которая формирует на экране монитора 12 соответствующую предупредительную информацию.the image is transmitted to the second controller 21, which determines the heating temperature of the elements of the wheeled bogies that is sharply different from others and, when the permissible value is exceeded, issues a command to the computer 11, which generates the corresponding warning information on the monitor screen 12.
Также при входе единицы подвижного состава в контрольный створ колесные тележки катятся по рельсам 14 и 15, снабженным последовательно установленными датчиками давления 16. При этом датчики давления 16 расположены вдоль рельсов на равном расстоянии друг от друга. При правильной загрузке и исправности колес выполняются следующие требования:Also, when a unit of rolling stock enters the control gate, the wheeled carts roll on rails 14 and 15 equipped with pressure sensors 16 installed in series. The pressure sensors 16 are located along the rails at an equal distance from each other. With proper loading and wheel health, the following requirements are met:
нагрузка на идентичных датчиках давления 16 соседних рельсов одинакова (с заданным допуском);the load on identical pressure sensors of 16 adjacent rails is the same (with a given tolerance);
нагрузка на идентичных датчиках давления 16 при прокатке первой и второй тележек вагона одинакова;the load on identical pressure sensors 16 when rolling the first and second bogies of the car is the same;
при движении колеса последовательно по датчикам давления 16 при исправном колесе (отсутствие трещин, местных выработок обода и дисбаланса) нагрузка на каждом датчике давления 16 и динамика ее изменения будут одинаковы.when the wheel moves sequentially along the pressure sensors 16 with a serviceable wheel (no cracks, local workings of the rim and imbalance), the load on each pressure sensor 16 and the dynamics of its change will be the same.
При проходе состава в блоке 30 происходит запись воздействий на датчики давления 16. Записанные воздействия в блоке 31 сопоставляются с допустимой нагрузкой на колесо. При превышении нагрузки на колесную пару блок 31 вырабатывает сигнал, который поступает на ЭВМ 11, формирующую информационное сообщение на экране монитора 12 и электронную метку на изображении соответствующей тележки. При недопустимом неравенстве нагрузки на правое и левое колеса блок выявления опасного смещения груза по ширине вагона 32 вырабатывает сигнал, который поступает на ЭВМ 11, формирующую информационное сообщение на экране монитора 12 и электронную метку на изображении соответствующей тележки, величина разности нагрузки на левое и правое колеса которой недопустима с точки зрения безопасности движения. При несоответствии формы кривой нарастания динамического воздействия блок определения неисправной колесной пары 33 вырабатывает сигнал, который поступает на ЭВМ 11, формирующую информационное сообщение на экране монитора 12 и электронную метку на изображении тележки, на которой находится неисправное колесо. При выявлении в блоке 33 неравенства воздействий на последовательно расположенные датчики давления 16 при качении колеса делается вывод о биении колеса, наличии на нем трещины или местной выработки обода. При этом блок определения неисправной колесной пары 33 вырабатывает сигнал, который поступает на ЭВМ 11, формирующую информационное сообщение на экране монитора 12 и электронную метку на изображении тележки, на которой находится неисправное колесо.When the train passes in block 30, the actions on the pressure sensors 16 are recorded. The recorded actions in the block 31 are compared with the permissible wheel load. When the load on the wheelset is exceeded, the unit 31 generates a signal that is fed to the computer 11, which generates an information message on the monitor screen 12 and an electronic tag on the image of the corresponding bogie. In case of an unacceptable inequality of the load on the right and left wheels, the unit for detecting a dangerous displacement of the load along the width of the car 32 generates a signal that is fed to the computer 11, which forms an information message on the monitor screen 12 and an electronic label on the image of the corresponding bogie, the value of the difference in the load on the left and right wheels which is unacceptable from the point of view of traffic safety. If the shape of the dynamic impact growth curve does not match, the unit for determining the faulty wheel pair 33 generates a signal that is fed to the computer 11, which generates an information message on the monitor screen 12 and an electronic mark on the image of the bogie on which the faulty wheel is located. When detecting in block 33 the inequality of the impacts on the sequentially located pressure sensors 16 during the rolling of the wheel, a conclusion is made about the runout of the wheel, the presence of a crack on it, or local depletion of the rim. In this case, the unit for determining the faulty wheel pair 33 generates a signal that is fed to the computer 11, which generates an information message on the monitor screen 12 and an electronic mark on the image of the bogie on which the faulty wheel is located.
Выявление в реальном масштабе времени неисправного токоприемника производится по двум критериям - превышение предельного износа твердосплавной токосъемной пластины-вставки, выявляемое по величине отношения ее толщины к длине, а также по перегреву пластины.Real-time detection of a faulty current collector is carried out according to two criteria - the excess of the limit wear of the carbide current collector plate-insert, revealed by the value of the ratio of its thickness to the length, as well as by overheating of the plate.
Для выявления износа твердосплавной токосъемной пластины-вставки используются т видеокамеры 8 и 9, формирующие изображение твердосплавной токосъемной пластины-вставки. Необходимость использования двух камер 8 и 9 обусловлена тем, что их оптические оси расположены близко к горизонтальной плоскости и одна из них, в зависимости от времени суток, может засвечиваться солнечным светом (восход или закат Солнца). Для обеспечения устойчивой работы системы изображения с обеих камер подаются на блок селекции изображений 35, который отбраковывает некачественное изображение с засвеченной камеры 8 или 9. Далее качественное динамическое изображение пластины в ходе ее движения в направлении камер 8 и 9 записывается в память блока 36. Блок 37 распознает изображение твердосплавной токосъемной пластины-вставки и в обработанном виде (контрастирование, оконтуривание, снижение шумов) подает его на вход блока 38 измерения длины и высоты тугоплавкой вставки. Затем происходит вычисление соотношения длины и толщины вставки (блок 39) и его сравнение с допустимым значением в блоке 40. Если вычисленная величина меньше допустимого значения, блок 40 вырабатывает для ЭВМ 11 сигнал, по которому она выводит на экран монитора 12 текстовое сообщение о недопустимом износе токосъемной пластины.To detect the wear of the hard-alloy current-collecting plate-insert, video cameras 8 and 9 are used, which form an image of the hard-alloy current-collecting plate-insert. The need to use two cameras 8 and 9 is due to the fact that their optical axes are located close to the horizontal plane and one of them, depending on the time of day, can be illuminated by sunlight (sunrise or sunset). To ensure stable operation of the system, images from both cameras are fed to the image selection unit 35, which rejects a low-quality image from the illuminated camera 8 or 9. Further, a high-quality dynamic image of the plate during its movement in the direction of cameras 8 and 9 is recorded in the memory of unit 36. Unit 37 recognizes the image of the carbide collector plate-insert and in processed form (contrasting, contouring, noise reduction) supplies it to the input of the block 38 for measuring the length and height of the refractory insert. Then the ratio of the length and thickness of the insert (block 39) is calculated and compared with the allowable value in block 40. If the calculated value is less than the allowable value, block 40 generates a signal for the computer 11, according to which it displays on the monitor 12 a text message about unacceptable wear collector plate.
Для выявления перегрева токосъемника используется тепловизионная камера 19, выход которой непосредственно связан с пятым контроллером 22, который определяет температуру нагрева токосъемника и в случае перегрева вырабатывает для ЭВМ 11 сигнал, по которому она выводит на экран монитора 12 текстовое сообщение о недопустимом перегреве токосъемной пластины.To detect overheating of the current collector, a thermal imaging camera 19 is used, the output of which is directly connected to the fifth controller 22, which determines the heating temperature of the current collector and, in case of overheating, generates a signal for the computer 11, according to which it displays a text message on the unacceptable overheating of the current collector plate on the monitor 12 screen.
Техническим результатом использования предлагаемой системы является обеспечение визуального и звукового контроля всех видов негабаритности погрузки и габарита подвижного состава, визуального контроля коммерческого состояния подвижного состава при прохождении его в зоне контроля в реальном масштабе времени по экрану ЭВМ оператора в режиме ПОЛИЭКРАН (одновременное отображение нескольких окон изображений от видео- и тепловизионных камер, вывод информационных окон негабарита и неисправностей с отображением порядкового и инвентарного номера вагона, формирование звукового сигнала и текстовой информации) или полноэкранном режиме от выбранного источника изображения; формирование отчета (справки) о выявленных негабаритах и неисправностях подвижного со- 8 037244 става (колесные тележки, тормозная система, токоприемник), создание видеоархива.The technical result of using the proposed system is to provide visual and sound control of all types of oversized loading and the size of the rolling stock, visual control of the commercial state of the rolling stock when it passes through the control zone in real time on the operator's computer screen in POLYSCRAN mode (simultaneous display of several image windows from video and thermal imaging cameras, displaying information windows of oversized and malfunctions with displaying the serial and inventory number of the car, generating a sound signal and text information) or in full-screen mode from the selected image source; generation of a report (reference) on the identified oversized and malfunctions of the rolling stock (wheeled carts, brake system, pantograph), creation of a video archive.
Использование описанной системы позволяет одновременно с коммерческим осмотром состава оценивать и исправность некоторых узлов, что позволяет своевременно принять меры к устранению неисправностей и тем самым снизить риск нарушения движения поездов.The use of the described system makes it possible, simultaneously with the commercial inspection of the train, to assess the serviceability of some units, which makes it possible to take timely measures to eliminate malfunctions and thereby reduce the risk of disruption to train traffic.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201900482A EA037244B1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201900482A EA037244B1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201900482A1 EA201900482A1 (en) | 2021-02-20 |
| EA037244B1 true EA037244B1 (en) | 2021-02-25 |
Family
ID=74855448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201900482A EA037244B1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA037244B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA008682B1 (en) * | 2006-06-14 | 2007-06-29 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Альфа-Прибор" | Trains and cars commercial inspection automated system |
| RU2408487C1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Method of remote control of state of cars of train set and device for its implementation |
| US8150105B2 (en) * | 2008-05-22 | 2012-04-03 | International Electronic Machines Corporation | Inspection using three-dimensional profile information |
| EA201400782A1 (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-29 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Альфа-Прибор" | AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL INSPECTION OF TRAINS AND CARS (ASKO PV) |
-
2019
- 2019-08-13 EA EA201900482A patent/EA037244B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA008682B1 (en) * | 2006-06-14 | 2007-06-29 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Альфа-Прибор" | Trains and cars commercial inspection automated system |
| US8150105B2 (en) * | 2008-05-22 | 2012-04-03 | International Electronic Machines Corporation | Inspection using three-dimensional profile information |
| RU2408487C1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Method of remote control of state of cars of train set and device for its implementation |
| EA201400782A1 (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-29 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Альфа-Прибор" | AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL INSPECTION OF TRAINS AND CARS (ASKO PV) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201900482A1 (en) | 2021-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2713132C1 (en) | Automated system for commercial inspection of trains and cars with a modular architecture (asko pv 3.0) | |
| CN113365896A (en) | Image-based track/rail fault monitoring and detection | |
| RU2682148C1 (en) | Automated system of commercial inspection of trains and cars | |
| CN101580071B (en) | Railway locomotive and vehicle operating attitude measurement system | |
| US20160355201A1 (en) | Inspection system and method | |
| CA2693555C (en) | System and method for analyzing rolling stock wheels | |
| US11912317B2 (en) | Rail vehicle and method for surveying a track section | |
| MX2008011365A (en) | System and methods for obtaining improved accuracy measurements of moving rolling stock components. | |
| RU2311311C2 (en) | Method of and system for remote checking of rail car loads for falling within clearance limits | |
| RU2408487C1 (en) | Method of remote control of state of cars of train set and device for its implementation | |
| CN206203491U (en) | A kind of novel car dumper transfer platform is to rail detection system | |
| EA008682B1 (en) | Trains and cars commercial inspection automated system | |
| Wang et al. | A machine vision system based on driving recorder for automatic inspection of rail curvature | |
| CN205320146U (en) | 3D scanner of other facility of railway rail | |
| EA037244B1 (en) | Automated system for technical inspection of trains and cars with a modular architecture and method of such inspection | |
| RU2252170C1 (en) | Trains and cars commercial inspection automated system | |
| CN209553217U (en) | A kind of railway clearance detection system combined based on laser and image | |
| CN116621042A (en) | Anti-lifting detection and early warning device for loading and unloading of railway container special vehicle | |
| RU2720603C1 (en) | Integrated station for automated reception and diagnostics of rolling stock (prism) | |
| RU2718769C1 (en) | 3d control commercial inspection automated system | |
| RU45976U1 (en) | DEVICE FOR DETECTING RAIL VEHICLES WITH NEGATIVE DYNAMICS | |
| RU2249523C1 (en) | Method of remote control of overall dimensions of loads on train in process f transportation and system of electronic cates for remote control of overall dimensions of loads on train in motion | |
| EA025429B1 (en) | Automated system for commercial inspection of trains and carriages | |
| RU2663767C2 (en) | Robotic means for control of technical condition of freight cars | |
| RU2355595C1 (en) | Method for determination of zones and degrees of cargo oversising on open rolling-stock using television images |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |