RU2399524C1 - Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end - Google Patents
Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399524C1 RU2399524C1 RU2009106205/11A RU2009106205A RU2399524C1 RU 2399524 C1 RU2399524 C1 RU 2399524C1 RU 2009106205/11 A RU2009106205/11 A RU 2009106205/11A RU 2009106205 A RU2009106205 A RU 2009106205A RU 2399524 C1 RU2399524 C1 RU 2399524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic emission
- background
- rolling stock
- accelerations
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в подвижных железнодорожных составах, предназначенных для пассажирских или грузовых перевозок, в частности к способам предупреждения и регистрации схода вагона подвижного состава с рельсов.The invention relates to transport equipment and can be used in rolling stocks intended for passenger or freight traffic, in particular to methods for preventing and recording the descent of a rolling stock car from rails.
Известен способ автоматического торможения поезда при сходе вагона с рельсов (а.с. СССР №1428627, B60T 7/12), когда идентификацию схода вагона осуществляют отслеживанием вертикальных и продольных колебательных ускорений, при этом продольные ускорения фиксируют с датчиков, установленных на обрессоренной части (на кузове) вагона, а вертикальные ускорения с датчиков ускорений, установленных на необрессоренных частях, например на боковых рамах ходовых тележек вагонов, которые получают в виде непрерывных электрических сигналов, пропускают через фильтры низких частот и выпрямители, а затем сравнивают с опорным "фоновым" сигналом. При появлении одновременно от датчиков сигналов о наличии вертикальных и продольных ускорений, превышающих установленные пороговые значения, идентифицируют сход и формируют управляющий сигнал для блока включения тормоза ("автостопа") на каждом вагоне. Способ прост, но недостаточно эффективен. При большегрузных составах появление скачкообразного сопротивления движению состава при сходе одной колесной пары будет очень незначительным, что не приведет к появлению необходимого сигнала от датчиков фиксирующих продольные ускорения.A known method of automatic braking of a train when a car is derailed (AS USSR No. 1428627, B60T 7/12), when the car derailment is identified by tracking vertical and longitudinal vibrational accelerations, while longitudinal accelerations are recorded from sensors mounted on the compressed part ( on the body) of the carriage, and vertical accelerations from acceleration sensors mounted on non-sprung parts, for example, on the side frames of carriage carriages, which are received in the form of continuous electrical signals, are passed through ltry low frequencies and rectifiers, and then compared with the reference "background" signal. When signals from the sensors about the presence of vertical and longitudinal accelerations exceeding the set threshold values appear simultaneously, the descent is identified and a control signal is generated for the brake engagement unit (“auto-stop”) on each car. The method is simple, but not effective enough. With heavy trains, the appearance of spasmodic resistance to the movement of the train when one wheel pair comes off will be very insignificant, which will not lead to the appearance of the necessary signal from sensors fixing longitudinal accelerations.
Известно устройство для автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов (патент РФ №2137632, B60T 7/12), размещенное на локомотиве и содержащее датчики вертикальных и поперечных ускорений, фильтры низкой частоты, аналого-цифровые преобразователи, средства оценки временного информационного поля ускорений, компараторы, источники опорного "фонового" поля ускорений и формирователь управляющего сигнала для блока автоматического включения тормозной системы локомотива. Дополнительно устройство содержит аппаратуру для расчета "шпальной" частоты, и сход вагона идентифицируется им опосредованно, в зависимости от вынужденных упругих колебаний рельсового пути и скорости движения локомотиваA device is known for automatic braking of rolling stock when a car rolls off the rails (RF patent No. 2137632, B60T 7/12), placed on a locomotive and containing vertical and lateral acceleration sensors, low-frequency filters, analog-to-digital converters, means for evaluating the temporal information field of accelerations , comparators, sources of the reference "background" field of accelerations and the driver of the control signal for the block automatically turn on the braking system of the locomotive. Additionally, the device contains equipment for calculating the "sleeper" frequency, and the car gang is identified by him indirectly, depending on the forced elastic vibrations of the rail track and the locomotive speed
Недостаток способа в том, что в качестве временного информационного поля оценивают энергии спектров ускорений и в узкополосном диапазоне "шпальной" частоты, рассчитываемой в режиме реального времени как производной от скорости движения локомотива, причем за исходные принимают импульсы вертикальных и поперечных ускорений в ходовой части локомотива, являющиеся отражением вынужденных упругих колебаний рельсового пути (как бы вторичные), вследствие чего процесс идентификации схода в некоторой мере опосредован и обезличен (отсутствует адресность схода), его алгоритм перенасыщен большим объемом вычислений. Поэтому способ не обладает должной достоверностью и быстродействием, необходимыми для обеспечения безопасности пассажирских перевозок, и не пригоден для длинномерных грузовых составов, на расстоянии более 150 м от места схода колесной пары до локомотива соотношение "полезный сигнал - фон" быстро снижается и таким способом идентифицироваться не сможет.The disadvantage of this method is that, as a temporary information field, the energies of the acceleration spectra are estimated in the narrow-band range of the “sleeper” frequency calculated in real time as a derivative of the locomotive’s speed, moreover, the initial pulses are vertical and transverse accelerations in the locomotive’s chassis, which are a reflection of forced elastic oscillations of the rail track (as if secondary), as a result of which the process of identifying the descent is somewhat mediated and impersonal (there is no hell gathering accuracy), its algorithm is oversaturated with a large amount of computation. Therefore, the method does not have the necessary reliability and speed necessary to ensure the safety of passenger traffic, and is not suitable for long freight trains, at a distance of more than 150 m from the place where the wheelset descends to the locomotive, the signal-to-background ratio decreases rapidly and cannot be identified in this way will be able.
Известен более точный и быстро действенный способ идентификации схода вагона подвижного состава с рельсов (патент РФ №2209740, B60T 7/12), при котором механические колебания в диапазоне акустических волн, создаваемые контактом колес с рельсами при движении вагона подвижного состава, представляют как сигнал в диапазоне акустических частот по каналам "левая и правая колея", дополнительно вводят критерии в виде норм временных параметров колебаний указанного сигнала случайного процесса в двух каналах в двоично-цифровом коде, количества колебаний, допустимых временных сдвигов между сигналами случайного процесса по каналам и повторений случайного процесса в канале, регистрируют координаты временных значений сигнала в моменты sign (du/dt) изменения знака первой производной, описывающей указанный сигнал функции, определяют интервалы времени между моментами sign (du/dt), сравнивают текущие значения временного интервала с заданной нормой по каждому каналу и, если текущее значение временного интервала находится в пределах заданного, а количество повторений результатов по обоим каналам за установленный интервал времени не менее заданного, идентифицируют факт схода вагона подвижного состава, при этом устанавливают адаптивную зависимость допустимых временных интервалов как функцию квазистационарного, медленно изменяющегося процесса, характеризующего скорость подвижного состава.A more accurate and quickly effective method for identifying a vanishing carriage of a rolling stock from rails is known (RF patent No. 2209740, B60T 7/12), in which mechanical vibrations in the range of acoustic waves created by the contact of the wheels with the rails during movement of the rolling stock car are presented as a signal in the range of acoustic frequencies on the channels "left and right track", additionally introduce criteria in the form of norms of time parameters of oscillations of the specified signal of a random process in two channels in a binary-digital code, the number of oscillations, permissible time shifts between signals of a random process in channels and repetitions of a random process in a channel, register the coordinates of the time values of the signal at the moments of sign (du / dt) of the sign of the first derivative describing the specified signal of the function, determine the time intervals between the moments of sign (du / dt) , compare the current values of the time interval with a given rate for each channel and, if the current value of the time interval is within the specified, and the number of repetitions of the results on both channels for anovlenny time interval not less than a predetermined, identified fact vanishing rolling train, wherein the set of permissible dependence adaptive time slots as a function of the quasi-stationary, slowly-varying process, characterizing the rolling speed.
Усложненный алгоритм вычислений, основанный на использовании многофакторных акустических критериев оценки колебательных ускорений, отслеживаемых на ходовых тележках вагонов, которые преобразуют в двоично-цифровой код и оценивают информационное поле ускорений с помощью программируемой логической интегральной схемы требует дорогостоящего электронного оборудования, поэтому широкое использование этого способа на железнодорожном транспорте экономически нецелесообразно, особенно при грузовых перевозках.A sophisticated calculation algorithm based on the use of multifactor acoustic criteria for evaluating vibrational accelerations, tracked on carriage bogies, which are converted into binary-digital code and evaluate the information field of accelerations using a programmable logic integrated circuit, requires expensive electronic equipment, therefore, the wide use of this method in railway transport is not economically feasible, especially when transporting goods.
Наиболее близким техническим решением по способу контроля критического состояния подвижного состояния на рельсовом пути и регистрация его схода с рельсов является способ автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов и устройство для его осуществления (патент РФ №2284928, B60T 7/12), в котором в режиме "нон-стоп" отслеживают исходные импульсы колебательных ускорений в виде непрерывных электрических сигналов, преобразуют их в низкочастотные дискретные сигналы с заданным шагом квантования, проводят оценку временного информационного поля ускорений и сравнивают его с опорным "фоновым" полем ускорений и по превалированию временного информационного поля над "фоновым" идентифицируют сход и формируют управляющий сигнал для включения тормозной системы состава, при этом за исходные принимают импульсы вертикальных колебательных ускорений, отслеживаемых в зонах наибольшего возбуждения колебаний на ходовых тележках вагонов, по меньшей мере в одной зоне, а идентификацию схода и формирование управляющего сигнала осуществляют в автономном для каждой из этих зон едином замкнутом цикле, причем в качестве временного информационного поля ускорений оценивают дисперсию спектра отслеживаемых вертикальных колебательных ускорений, при этом дисперсия спектра вертикальных ускорений оценивается в полосе инфранизких частот и "фоновое" поле ускорений устанавливают в полосе инфранизких частот, а управляющий сигнал формируют в виде сигналов дистанционной связи, например радиосигналов.The closest technical solution to the method for monitoring the critical state of a rolling state on a rail track and registering its derailment is a method for automatically braking rolling stock when a car derails from rails and a device for its implementation (RF patent No. 2284928, B60T 7/12), in which in the non-stop mode, the initial pulses of vibrational accelerations are monitored in the form of continuous electrical signals, they are converted into low-frequency discrete signals with a given quantization step, and the time information field of accelerations and compare it with the reference "background" field of accelerations and by the prevalence of the temporary information field over the "background", the descent is identified and a control signal is generated to turn on the braking system of the composition, while the pulses of vertical vibrational accelerations tracked in the zones of greatest excitation oscillations on the carriage bogies of cars, at least in one zone, and the descent identification and the formation of the control signal is carried out independently for each of these it is a single closed cycle, and the variance of the spectrum of the tracked vertical vibrational accelerations is estimated as the temporary information field of accelerations, while the variance of the spectrum of vertical accelerations is estimated in the infra-low frequency band and the “background” acceleration field is set in the infra-low frequency band, and the control signal is generated in the form of signals remote communications, such as radio signals.
Как показывает анализ причин схода подвижного состава с рельсов, сходу состава предшествует критическое положение вагона, которое характеризуется действием больших боковых (поперечных) усилий от колеса на рельсы. Такие усилия наиболее характерны при «провале колеса» внутрь колеи из-за уширения колеи, вследствие отжатия гребнем колеса одного из рельсов, или в результате образования «выброса пути» на бесстыковых путях, а также накатывании колеса на рельс при высоких скоростях и малом весе состава, могут образоваться и другие критические положения вагонов подвижного состава на рельсовом пути, обусловленные неблагоприятными обстоятельствами, наложением в процессе движения, дефектов колес на дефекты рельсового пути, особенностями климатических условий, рельефом дороги и скоростью движения.As the analysis of the reasons for the rolling stock to fall off the rails, the departure of the train is preceded by a critical position of the car, which is characterized by the action of large lateral (transverse) forces from the wheel to the rails. Such efforts are most characteristic of a “wheel failure” inside the gauge due to the broadening of the gauge, as a result of the crest of the wheel being pressed out of one of the rails, or as a result of the formation of a “track ejection” on weld-free tracks, as well as rolling the wheel onto the rail at high speeds and low weight , other critical positions of rolling stock cars on the track may be formed due to unfavorable circumstances, imposition of wheel defects on rail track defects during the movement, and features of climatic conditions ovy, road terrain and speed.
Задача, решаемая изобретениями, состоит в обеспечении безопасности движения железнодорожного транспорта для предупреждения людских потерь и снижения экономических затрат на железной дороге в результате аварийного схода вагонов подвижного состава с рельсов.The problem solved by the inventions is to ensure the safety of railway traffic to prevent loss of life and reduce economic costs on the railway as a result of emergency derailment of rolling stock cars from rails.
Способ не позволяет оценивать критические ситуации, предшествующие сходу подвижного состава с рельсов, что является актуально для обеспечения безопасности движения, связанные с пассажирскими перевозками и предупреждением экологических катастроф при перемещении особо опасных грузов.The method does not allow to evaluate critical situations preceding the descent of rolling stock from rails, which is important for ensuring traffic safety associated with passenger traffic and the prevention of environmental disasters during the movement of especially dangerous goods.
Технический результат от использования изобретения способа заключается в распознавании и фиксировании предаварийной ситуации, в предотвращении ее развития и повышении достоверности факта схода подвижного состава с рельсов.The technical result from the use of the invention of the method is to recognize and record the pre-emergency situation, to prevent its development and increase the reliability of the fact of rolling stock derailment.
Технический результат достигается тем, что в способ контроля критического состояния подвижного состава на рельсовом пути и регистрации его схода с рельсов, при котором непрерывно отслеживают исходные импульсы вертикальных колебательных ускорений, в зонах наибольшего возбуждения колебаний на ходовых тележках вагонов, проводят оценку ускорений и сравнение его с "фоновым", идентифицируют состояние подвижного состава «сход», формируют управляющий сигнал для системы подвижного состава, причем идентификацию состояния подвижного состава и формирование управляющего сигнала осуществляют в автономном для каждой из этих зон едином замкнутом цикле, а управляющий сигнал формируют в виде сигналов дистанционной связи, например радиосигналов на частоте приема штатной радиосвязи локомотива, при этом дополнительно отслеживают энергию акустической эмиссии из зоны контакта механического взаимодействия «левого» и «правого» колес с рельсами, и импульсы поперечных колебательных ускорений, проводят оценку энергии акустической эмиссии в контактных зонах колес с рельсами и сравнивают ее с «фоновым» значениями энергии акустической эмиссии, по результатам сравнений энергии акустической эмиссии и ускорений получают логические значения «ноль» или «единица» и по их сочетанию идентифицируют состояния подвижного состава «штатное» или «критическое» или «сход», при этом «штатное», если получены два «ноля» от датчиков ускорений и два «ноля» от датчиков регистрации акустической эмиссии, «критическое состояние» если получена «единица» от датчика вертикальных ускорений и две «единицы» от датчиков регистрации акустической энергии, «сход», если получены две «единицы» от датчиков ускорений или как минимум «единица» от датчика поперечных ускорений и двух «нолей» или как минимум одного «ноля» от одного из датчиков регистрации энергии акустической эмиссии, а логическое значение «ноль» получают на канале регистрации вертикальных и поперечных ускорений и регистрации энергии от взаимодействия колеса и рельса при значениях электрических сигналов меньше «фоновых», и «единица» при значениях электрических сигналов больше «фоновых», а параметры «фоновых» значений энергии акустической эмиссии от взаимодействия колеса с рельсом и вертикальных и продольных колебательных ускорений получают опытным путем.The technical result is achieved by the fact that in the method of monitoring the critical condition of the rolling stock on the rail track and recording its derailment, in which the initial pulses of vertical vibrational accelerations are continuously monitored, in the zones of greatest excitation of vibrations on the carriage bogies of cars, they evaluate the accelerations and compare it with “background”, the state of the rolling stock is identified, “descent” is generated, a control signal is generated for the rolling stock system, and the identification of the state of the rolling stock the formation of the control signal is carried out in a single closed cycle autonomous for each of these zones, and the control signal is formed in the form of remote communication signals, for example, radio signals at the frequency of receiving the standard radio communication of the locomotive, while the acoustic emission energy from the contact zone of the mechanical interaction of the “left” is additionally monitored and “Right” wheels with rails, and pulses of transverse vibrational accelerations, evaluate the energy of acoustic emission in the contact zones of wheels with rails and compare t it with the "background" values of the energy of acoustic emission, according to the results of comparisons of the energy of acoustic emission and accelerations, the logical values are "zero" or "unit" and their combination identifies the state of the rolling stock "regular" or "critical" or "descent", when this is “regular” if two “zeros” from acceleration sensors and two “zeros” from acoustic emission sensors are received, “critical state” if “one” is received from vertical acceleration sensors and two “ones” from acoustic sensors energy, “descent”, if two “units” are received from acceleration sensors or at least “one” from a transverse acceleration sensor and two “zeros” or at least one “zero” from one of the sensors for recording acoustic emission energy, and the logical value is “ zero ”is received on the channel for recording vertical and lateral accelerations and energy registration from the interaction of the wheel and the rail when the values of electric signals are less than“ background ”, and“ one ”when the values of electric signals are more than“ background ”, and the parameters“ background ”are th acoustic emission energy from interaction with the wheel and the rail and the vertical longitudinal vibrational accelerations obtained empirically.
Уровень техники устройства контроля критического состояния подвижного состава на рельсовом пути и регистрации его схода с рельсов известен из устройства по (патенту РФ №2137632, B60T 7/12), размещенное на локомотиве и содержащее датчики вертикальных и поперечных ускорений, фильтры низкой частоты, аналого-цифровые преобразователи, средства оценки временного информационного поля ускорений, компараторы, источники опорного "фонового" поля ускорений и формирователь управляющего сигнала для блока автоматического включения тормозной системы локомотива. Дополнительно устройство содержит аппаратуру для расчета "шпальной" частоты, и сход вагона идентифицируется им опосредованно в зависимости от вынужденных упругих колебаний рельсового пути и скорости движения локомотива.The prior art of the device for monitoring the critical condition of rolling stock on a rail track and recording its derailment is known from the device according to (RF patent No. 2137632, B60T 7/12), located on a locomotive and containing vertical and lateral acceleration sensors, low-frequency filters, analog digital converters, tools for evaluating the temporary information field of accelerations, comparators, sources of the reference "background" field of accelerations and a driver of the control signal for the automatic brake system block loco otiva. Additionally, the device contains equipment for calculating the "sleeper" frequency, and the car descent is identified by it indirectly depending on the forced elastic vibrations of the rail track and the locomotive speed.
Недостаток устройства в том, что оно установлено на локомотиве, причем за исходные принимают импульсы вертикальных и поперечных ускорений в ходовой части локомотива, являющиеся отражением вынужденных упругих колебаний рельсового пути (как бы вторичные), вследствие чего процесс идентификации схода в некоторой мере опосредован и обезличен (отсутствует адресность схода), его алгоритм перенасыщен большим объемом вычислений, не обладает должной достоверностью и быстродействием, необходимыми для обеспечения безопасности пассажирских перевозок, и непригодно для длинномерных грузовых составов, на расстоянии более 150 м от места схода колесной пары до локомотива соотношение "полезный сигнал - фон" быстро снижается и идентифицироваться не сможет.The disadvantage of the device is that it is mounted on a locomotive, and the initial ones are impulses of vertical and lateral accelerations in the chassis of the locomotive, which are a reflection of the forced elastic vibrations of the rail track (as if secondary), as a result of which the process of identifying the gangway is somewhat mediated and impersonal ( no descent addressing), its algorithm is oversaturated with a large amount of computation, does not have the necessary reliability and speed necessary to ensure the safety of passenger lanes cart, and unsuitable for long freight trains, at a distance of more than 150 m from the place of wheel sets to the locomotive, the ratio of “useful signal - background” is rapidly reduced and cannot be identified.
Известно устройство по патенту на полезную модель №33920, в котором устройство контроля схода подвижного состава состоит из датчика с системой информации, который крепится на каждой подвижной единице состава. Недостаток данного устройства заключается в том, что оно может выдавать много ложных сигналов, когда схода не произошло, а датчик сломан или откинут предметом, находящимся на рельсовом пути, такие предметы могут быть и другие устройства СЦБ - стационарные УКСПС, гарнитура стрелочных переводов и др. устройства.A device for a utility model patent No. 33920 is known, in which the device for monitoring the rolling stock descent consists of a sensor with an information system that is mounted on each rolling unit of the train. The disadvantage of this device is that it can give a lot of false signals when no exit occurred, and the sensor is broken or thrown away by an object located on the rail, such objects can also be other signaling devices - stationary UKSS, headset switches, etc. devices.
Наиболее близким техническим решением устройству контроля критического состояния подвижного состояния на рельсовом пути и регистрация его схода с рельсов является устройство для автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов (патент РФ №2284928, B60T 7/12),The closest technical solution to the device for monitoring the critical state of a rolling state on a rail track and registering its derailment is a device for automatically braking rolling stock when a car derails (railroad patent of the Russian Federation No. 2284928, B60T 7/12),
Устройство для автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов содержит датчики вертикальных колебательных ускорений, фильтры низкой частоты, аналого-цифровые преобразователи, средства оценки временного информационного поля ускорений, компараторы, источники опорного "фонового" поля ускорений и формирователь управляющего сигнала для блока автоматического включения тормозной системы локомотива, при том, что оно выполнено в виде n-ряда независимых блоков, устанавливаемых в зонах отслеживания вертикальных колебательных ускорений на ходовых тележках вагонов, каждый блок напрямую связан со штатной системой радиосвязи локомотива, включает в себя датчик вертикальных колебательных ускорений, фильтр низкой частоты и аналого-цифровой преобразователь из числа упомянутых и дополнительно снабжен индивидуальными средством оценки временного информационного поля вертикальных колебательных ускорений, компаратором, источником опорного "фонового" поля ускорений и формирователем управляющего сигнала, при этом средство оценки временного информационного поля ускорений выполнено в виде элемента расчета дисперсии спектра вертикальных колебательных ускорений, подключенного входом к аналого-цифровому преобразователю и выходом - к компаратору, а в качестве формирователя управляющего сигнала установлен генератор радиоимпульсов, снабженный передатчиком радиосигнала, настроенным на частоту приема штатной системы радиосвязи локомотива, а каждый независимый блок снабжен автономным источником электропитания и подключен к системе электроснабжения вагона и штатной системе радиосвязи локомотива через блок ожидания.The device for automatic braking of rolling stock when the car goes off the rails contains sensors of vertical vibrational accelerations, low-frequency filters, analog-to-digital converters, means for evaluating the temporary information field of accelerations, comparators, sources of the reference "background" field of accelerations and a driver of the control signal for the automatic switch-on unit locomotive braking system, despite the fact that it is made in the form of an n-row of independent units installed in tracking areas of vertical tracks of acceleration accelerators on carriage bogies, each unit is directly connected to the standard radio communication system of the locomotive, includes a vertical vibration acceleration sensor, a low-pass filter and an analog-to-digital converter from those mentioned, and is additionally equipped with individual means for evaluating the temporary information field of vertical vibrational accelerations, a comparator , the source of the reference "background" field of accelerations and the shaper of the control signal, while the means of assessing temporary information The acceleration field is made in the form of an element for calculating the variance of the spectrum of vertical vibrational accelerations connected by an input to an analog-to-digital converter and an output to a comparator, and a radio pulse generator equipped with a radio signal transmitter tuned to the frequency of receiving a standard locomotive radio communication system is installed as a control signal shaper, and each independent unit is equipped with an autonomous power source and is connected to the car’s power supply system and the standard loco radio communication system otiva through standby unit.
Технический результат, получаемый от использования изобретения - устройства, заключается в реализации способа, обеспечивающего распознавание и фиксирование предаварийной ситуации, и предотвращение ее развития и повышение достоверности факта схода подвижного состава с рельсов.The technical result obtained from the use of the invention, the device, is to implement a method that recognizes and fixes a pre-emergency situation, and prevents its development and increases the reliability of the fact of rolling stock derailment.
Технический результат заключается в использовании устройства контроля критического состояния подвижного состава на рельсовом пути и регистрации его схода с рельсов, содержащего n-рядов независимых блоков, установленных в зонах отслеживания вертикальных колебательных ускорений на ходовых тележках вагонов, каждый блок напрямую связан со штатной системой радиосвязи локомотива, включает в себя датчик вертикальных колебательных ускорений, датчики «фонового» сигнала ускорений и формирователем управляющего сигнала, а в качестве формирователя управляющего сигнала установлен генератор радиоимпульсов, снабженный передатчиком радиосигнала, настроенным на частоту приема штатной системы радиосвязи локомотива, при этом каждый независимый блок снабжен автономным источником электропитания, подключен к системе электроснабжения вагона, а блок автоматического включения тормозной системы подключен к штатной системе радиосвязи локомотива через блок ожидания, достигается тем, что блоки дополнительно содержат датчики регистрации поперечных колебательных ускорений, усилители, пиковые детекторы, коммутаторы, анализаторы, и блоки отслеживания энергии акустической эмиссии от датчиков установленных на «левой» и «правой» буксах вагонной тележки, включающих в себя фильтры, усилители, аналогово-цифровые преобразователи, коммутаторы, датчики фонового сигнала.The technical result consists in the use of a device for monitoring the critical condition of rolling stock on a rail track and recording its descent from rails, containing n-rows of independent blocks installed in the tracking zones of vertical vibrational accelerations on carriage bogies, each block is directly connected to the standard radio communication system of the locomotive, includes a sensor of vertical vibrational accelerations, sensors of the "background" signal of accelerations and a driver of the control signal, and as The control signal generator is equipped with a radio pulse generator equipped with a radio signal transmitter tuned to the frequency of reception of the standard locomotive radio communication system, each independent unit is equipped with an autonomous power supply, connected to the car’s power supply system, and the automatic brake engagement unit is connected to the standard locomotive radio communication system through the unit expectations, is achieved by the fact that the blocks additionally contain transverse vibrational acceleration sensors, amplifiers, peak detectors, switches, analyzers, and acoustic emission energy tracking units from sensors installed on the “left” and “right” axle boxes of the carriage, including filters, amplifiers, analog-to-digital converters, switches, background signal sensors.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
При движении грузового или пассажирского поезда, возникающие на необрессоренных зонах ходовой тележки вагона вертикальные и поперечные колебательные ускорения регистрируются датчиком 1 в виде непрерывных электрических сигналов. Датчик 2 непрерывно регистрирует энергию акустической эмиссии из зоны контакта механического взаимодействия «левого» и «правого» колес с рельсами, проводится оценка ускорений и энергии акустической эмиссии, сравнение с "фоновым", и по результатам сравнения энергии акустической эмиссии и ускорений получают логические значения «ноль» или «единица» и по их сочетанию идентифицируют состояния подвижного состава «штатное» или «критическое» или «сход», при этом «штатное» если получены два «ноля» от датчиков ускорений и два «ноля» от датчиков регистрации акустической эмиссии, «критическое» если получена «единица» от датчика вертикальных ускорений и две «единицы» от датчиков регистрации акустической энергии, «сход» если получены две «единицы» от датчиков ускорений или как минимум «единица» от датчика поперечных ускорений и двух «нолей» или как минимум одного «ноля» от одного из датчиков регистрации энергии акустической эмиссии, а логическое значение «ноль» получают на канале регистрации вертикальных и поперечных ускорений и регистрации энергии от взаимодействия колеса и рельса при значениях электрических сигналов меньше «фоновых», и «единица» при значениях электрических сигналов больше «фоновых», а параметры «фоновых» значений энергии акустической эмиссии от взаимодействия колеса с рельсом и вертикальных и продольных колебательных ускорений получают опытным путем. В зависимости от состояния подвижного состава формируют управляющий сигнал для системы подвижного состава, причем идентификацию состояния подвижного состава и формирование управляющего сигнала осуществляют в автономном для каждой из этих зон едином замкнутом цикле, а управляющий сигнал формируют в виде сигналов дистанционной связи, например радиосигналов на частоте приема штатной радиосвязи локомотива.When moving a freight or passenger train, vertical and transverse vibrational accelerations occurring on the unpressed areas of the carriage of the car are detected by the sensor 1 in the form of continuous electrical signals. Sensor 2 continuously records the acoustic emission energy from the contact zone of the mechanical interaction of the “left” and “right” wheels with the rails, the accelerations and the acoustic emission energy are evaluated, compared with the “background”, and the logical values are obtained from the results of the comparison of acoustic emission energy and accelerations “ zero ”or“ unit ”and by their combination identify the state of the rolling stock“ regular ”or“ critical ”or“ descent ”, while“ regular ”if two“ zeros ”from acceleration sensors and two“ zeros ”from the sensor are received in registration of acoustic emission, “critical” if received “unit” from the vertical acceleration sensor and two “units” from acoustic energy sensors, “descent” if received two “units” from acceleration sensors or at least “unit” from transverse acceleration sensor and two “zeros” or at least one “zero” from one of the sensors for recording acoustic emission energy, and the logical value “zero” is obtained on the channel for recording vertical and lateral accelerations and energy registration from wheel interaction and the rail for values of the electrical signals is less than "background" and "unit" for values of electrical signals over the "background" and the parameters "background" acoustic emission energies of interaction with the wheel and the rail and the vertical longitudinal vibrational accelerations obtained empirically. Depending on the state of the rolling stock, a control signal is generated for the rolling stock system, and the identification of the state of the rolling stock and the formation of the control signal are carried out in a single closed cycle autonomous for each of these zones, and the control signal is formed in the form of remote communication signals, for example, radio signals at the receiving frequency standard radio communication locomotive.
На чертеже дана блок-схема устройства. Устройство состоит из блоков по регистрации ускорений и регистрации энергии акустической эмиссии.The drawing shows a block diagram of a device. The device consists of blocks for recording accelerations and recording energy of acoustic emission.
Каждый блок регистрации ускорений представляет собой расположенные в корпусе последовательно соединенные между собой датчик вертикальных и поперечных колебательных ускорений 1, усилители 2 и 5, пиковые детекторы 3 и 6, датчики «фонового» сигнала 24 и 25 и компараторы 4 и 7.Each acceleration registration unit is a vertical and transverse vibrational acceleration sensor 1, amplifiers 2 and 5, peak detectors 3 and 6, sensors of the “background” signal 24 and 25, and comparators 4 and 7 arranged in series in the housing.
Каждый блок регистрации энергии сигналов акустической эмиссии состоит из датчиков акустической эмиссии 8 и 9, установленных на буксах колес, фильтров 9 и 15, усилителей 10 и 15, аналого-цифрового преобразователя 11, формирователя 12, датчиков «фонового» сигнала энергии акустической эмиссии и коммутаторов и компараторы 13 и 17 и сумматора 18.Each unit for recording energy of acoustic emission signals consists of acoustic emission sensors 8 and 9 mounted on wheel axles, filters 9 and 15, amplifiers 10 and 15, analog-to-digital converter 11, driver 12, sensors of the “background” acoustic emission energy signal and switches and comparators 13 and 17 and adder 18.
Общим для блоков являются анализаторы 19, 20, 21, передающее устройство 22 и приемник 23.Common to the blocks are the analyzers 19, 20, 21, the transmitting device 22 and the receiver 23.
Сигнал от датчика 1 по двум каналам в виде напряжений проходит через усилители 2 и 5, пиковые детекторы 3 и 6 и поступает на компараторы 4 и 7. В компараторах происходит сравнение пиковых напряжений в каналах с соответствующими «фоновыми» напряжениями 24 и 25. В зависимости от соотношения поступившего и «фонового» напряжения на выходе компаратора формируются логические значения «0» или «1».The signal from the sensor 1 through two channels in the form of voltages passes through amplifiers 2 and 5, peak detectors 3 and 6 and goes to comparators 4 and 7. In the comparators, the peak voltages in the channels are compared with the corresponding "background" voltages 24 and 25. Depending on from the ratio of incoming and "background" voltage at the output of the comparator are formed logical values "0" or "1".
Сигнал от датчиков акустической эмиссии 8 и 14 в виде радиоимпульсов по двум каналам проходит через фильтры 9 и 15, через усилители 10 и 16, переводятся в цифровую информацию в блоке АЦП 11 и преобразуются в энергию акустического сигнала в формирователе 12. На выходе формирователя 12 имеем максимальное (пиковое) значение акустической энергии в данной полосе частот, соответствующей взаимодействию колеса тележки и рельса. Далее информация поступает на компараторы 13 и 17. В компараторах происходит сравнение пиковых значений с «фоновыми» значениями энергии 26, 27 с соответствующими «фоновыми» энергиями 24 и 25. В зависимости от соотношения поступившего и «фонового» значения энергии на выходе компаратора формируются логические значения «0» или «1». Блок 18 служит для суммирования информации по нулевым каналам компаратора 13 и 17. Логические блоки 19, 20, 21 служат для анализа информации с выходов компараторов 4, 7, 13 и 17 и формирование информации о состоянии соответствующего вагона подвижного состава.The signal from the acoustic emission sensors 8 and 14 in the form of radio pulses through two channels passes through filters 9 and 15, through amplifiers 10 and 16, are converted into digital information in the ADC block 11 and converted into acoustic signal energy in the shaper 12. At the output of the shaper 12 we have the maximum (peak) value of acoustic energy in a given frequency band corresponding to the interaction of the cart wheel and the rail. Further, the information goes to comparators 13 and 17. In the comparators, the peak values are compared with the “background” energy values 26, 27 with the corresponding “background” energies 24 and 25. Depending on the ratio of the incoming and “background” energy values, logical values of "0" or "1". Block 18 is used to summarize information on the zero channels of the comparator 13 and 17. Logic blocks 19, 20, 21 are used to analyze information from the outputs of the comparators 4, 7, 13 and 17 and generate information about the state of the corresponding carriage of the rolling stock.
При сочетании четырех логических «0» со всех выходов компараторов а анализаторе идентифицируется сигнал «штатное». При сочетании «1» с выхода компаратора 4 и двух «1» с выходов компараторов 13 и 17 в анализаторе 20 идентифицируется сигнал «критическое». При сочетании с выхода компаратора 7 и двух «0» или одного «0» с любого компаратора 13 и 17 в анализаторе 21 идентифицируется сигнал «сход». Сформированные сигналы поступают на передающее устройство 22 и далее на приемник 23, расположенный в кабине машиниста, и на пульте оператора пути.With the combination of four logical “0” from all outputs of the comparators, the “regular” signal is identified in the analyzer. When combining “1” from the output of the comparator 4 and two “1” from the outputs of the comparators 13 and 17, the signal “critical” is identified in the analyzer 20. When combined with the output of the comparator 7 and two “0” or one “0” from any comparator 13 and 17, a “descent” signal is identified in the analyzer 21. The generated signals are transmitted to the transmitting device 22 and then to the receiver 23 located in the driver’s cab and on the track operator’s desk.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106205/11A RU2399524C1 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106205/11A RU2399524C1 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399524C1 true RU2399524C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009106205/11A RU2399524C1 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399524C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486533C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Method for operating condition control of electric switch mechanism |
| RU2683876C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-04-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные инновации" ООО "Промышленные инновации" | Method for acoustic monitoring of running gear part of vehicle |
| CN111231929A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Method for detecting lateral control oscillations in vehicle behaviour |
| RU2760245C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-11-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Транстех" | Method for monitoring impact of loads on car during its operation |
-
2009
- 2009-02-25 RU RU2009106205/11A patent/RU2399524C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486533C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Method for operating condition control of electric switch mechanism |
| RU2683876C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-04-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные инновации" ООО "Промышленные инновации" | Method for acoustic monitoring of running gear part of vehicle |
| CN111231929A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Method for detecting lateral control oscillations in vehicle behaviour |
| CN111231929B (en) * | 2018-11-28 | 2023-04-07 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Method for detecting lateral control oscillations in vehicle behaviour |
| RU2760245C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-11-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Транстех" | Method for monitoring impact of loads on car during its operation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mori et al. | Condition monitoring of railway track using in-service vehicle | |
| CN204055812U (en) | A kind of vehicle derailing monitoring system | |
| CN204241240U (en) | A kind of safe prediction analytic system of metro vehicle bogie | |
| RU2399524C1 (en) | Method of controlling rolling stock critical state on track and registrating train derailing and device to this end | |
| WO2006010154A3 (en) | Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset | |
| CN101531202B (en) | Car derailment automatic early warning method and early warning system thereof | |
| US20210394805A1 (en) | Method and Device for Detecting a Derailed State of a Rail Vehicle | |
| Tsunashima et al. | Japanese railway condition monitoring of tracks using in-service vehicle | |
| CN108290585B (en) | Method and device for detecting derailment in a comparative controlled manner | |
| CN101870295A (en) | Derailing detector for large road maintenance vehicle | |
| EP2431250B1 (en) | Method for detecting wagon derailing | |
| RU2340497C2 (en) | Rail track circuit for block section occupancy monitoring and cable loop sensor for wheel pairs pass and rail rolling units monitoring | |
| Diana et al. | Full-scale derailment tests on freight wagons | |
| RU83469U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING CRITICAL STATE OF THE ROLLING STOCK ON THE RAILWAY AND REGISTRATION OF ITS ACCESS | |
| RU2667808C1 (en) | Method of acoustic-emission diagnostics of critical parts of freight-car trucks at operation | |
| DE19858937A1 (en) | Monitoring rail traffic along railway line by evaluating sound spectrum to detect periodic events indicating faults | |
| US9090270B2 (en) | Speed sensitive dragging equipment detector | |
| Tsunashima et al. | Condition monitoring of railway track and driver using in-service vehicle | |
| RU2284928C1 (en) | Method of and device for automatic braking of train at derailment of car | |
| US11873016B2 (en) | Broken wheel detection on railroad trains | |
| RU2137632C1 (en) | Device providing automatic braking of train at derailing of car | |
| CN104290774B (en) | The derailed system of rail line end points anti-vehicle and its anti-derailed method | |
| CN206826676U (en) | A kind of system for remote monitoring and prewarning of track structure disease | |
| RU2493992C1 (en) | Method of control over railway mounted axles | |
| AT518904B1 (en) | An installation for determining at least one state of a train |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170226 |