RU2793987C1 - Automated weighing system for rolling stock(aws rs) - Google Patents

Automated weighing system for rolling stock(aws rs) Download PDF

Info

Publication number
RU2793987C1
RU2793987C1 RU2022130091A RU2022130091A RU2793987C1 RU 2793987 C1 RU2793987 C1 RU 2793987C1 RU 2022130091 A RU2022130091 A RU 2022130091A RU 2022130091 A RU2022130091 A RU 2022130091A RU 2793987 C1 RU2793987 C1 RU 2793987C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
car
outputs
ram
controllers
counter
Prior art date
Application number
RU2022130091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Андреевич Калабеков
Кирилл Владимирович Ширяев
Виктор Валерьевич Финько
Original Assignee
Производственный кооператив "Научно-производственный комплекс "Автоматизация"
Filing date
Publication date
Application filed by Производственный кооператив "Научно-производственный комплекс "Автоматизация" filed Critical Производственный кооператив "Научно-производственный комплекс "Автоматизация"
Application granted granted Critical
Publication of RU2793987C1 publication Critical patent/RU2793987C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrumentation and signalling equipment.
SUBSTANCE: instrumentation and signalling equipment designed for weighing railway cars, mainly in the process of their movement. Automated rolling stock weighing system comprises strain sensors mounted on rails in the space between sleepers, connected to the first and second controllers, respectively, and a calculator. There are three blocks of random-access memory (RAM), a subtraction block, a block for fixing the beginning and end of the car, a television camera with a built-in controller for reading car numbers, and a counter. At the same time, the block for fixing the beginning and end of the car is connected to the control inputs of the RAM, the television camera, as well as the input of the counter and the calculator, the outputs of the first and second controllers through the first RAM, the outputs of the second and the third RAMs, also connected to the outputs of the first and second controllers, through the subtraction block, and the outputs of the counter and the controller for reading the numbers of the cars of the TV camera are directly connected to the computer, which is also connected to the information and computer system of the railway.
EFFECT: functionality of the rolling stock weighing system is expanded.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной и сигнальной аппаратуре, предназначенной для взвешивания железнодорожных вагонов и цистерн преимущественно в процессе их движения с получением при этом информации о поосной нагрузке и полном весе вагона с его привязкой к выявленному идентификационному номеру вагона, наличии опасной неравномерности нагрузки на колеса каждой оси, привязке вагона с определенным весом и инвентарным номером к его порядковому номеру в составе, соответствии состава данным из вычислительной системы железной дороги.The invention relates to instrumentation and signaling equipment designed for weighing railway cars and tanks, mainly in the process of their movement, while obtaining information about the axle load and the total weight of the car with its reference to the identified identification number of the car, the presence of a dangerous uneven load on the wheels of each axle, linking a wagon with a certain weight and inventory number to its serial number in the train, matching the train with data from the railway computer system.

В настоящее время известны различные типы весоизмерительных устройств, предназначенных для измерения веса неподвижных и движущихся единиц подвижного железнодорожного состава-вагонов, цистерн, платформ и т.п. В таких устройствах чаще всего используются тензометрические датчики, установленные на измерительных рельсах в межшпальном пространстве. В частности, известны выбранные в качестве аналога весы рельсовые тензометрические фирмы «Авитек-Плюс» (Весы вагонные рельсового типа ВД-30. Проспект фирмы «Авитек-Плюс». Ресурс Интернет www.avitec.ru), содержащие рельсы измерительные, встраиваемые в разрез железнодорожного пути, и электронную аппаратуру взвешивания вагонов в движении и статике. Рельсы измерительные снабжены тензометрическими резистивными датчиками деформации, включенными в основном по мостовой схеме и вырабатывающими информацию о перерезывающих силах в рельсе как многоопорной балке. Указанные датчики располагаются, как правило, в зоне нейтральной оси рельса примерно в середине его шейки.Currently, various types of weighing devices are known for measuring the weight of stationary and moving units of railway rolling stock - cars, tanks, platforms, etc. Such devices most often use strain gauges mounted on measuring rails in the space between sleepers. In particular, the Avitek-Plus rail tensometric scales chosen as an analog are known (VD-30 railcar scales of the VD-30 type. Prospect of the Avitek-Plus company. Internet resource www.avitec.ru), containing measuring rails built into the cut railway track, and electronic equipment for weighing cars in motion and static. Measuring rails are equipped with strain-gauge resistive strain gauges connected mainly in a bridge circuit and generating information about shear forces in the rail as a multi-support beam. These sensors are located, as a rule, in the zone of the neutral axis of the rail approximately in the middle of its neck.

Рассмотренные весы обладают приемлемой точностью определения нагрузки от каждой колесной оси, но не дают возможность сформировать полную информацию о проходящем составе, т.к. не позволяют:The considered scales have an acceptable accuracy of determining the load from each wheel axle, but they do not make it possible to form complete information about the passing train, because do not allow:

- увязать вычисленный полный вес вагона с его инвентарным номером, выявленным с использованием средств технического зрения;- link the calculated total weight of the car with its inventory number, identified using technical vision;

- выявить опасную неравномерность нагрузки на противоположные колеса одной колесной оси;- identify dangerous uneven load on opposite wheels of one wheel axle;

- получить обобщенную информацию о вагоне, включающую его вес, инвентарный номер и порядковый номер в составе.- get generalized information about the wagon, including its weight, inventory number and sequence number in the composition.

- сравнить фактические данные по составу (веса и инвентарные номера вагонов по порядку их следования в поезде) с исходными данными по составу, сформированными в информационно-вычислительной системе железной дороги при комплектовании состава.- to compare the actual data on the composition (weights and inventory numbers of cars in the order of their movement in the train) with the initial data on the composition formed in the information and computer system of the railway when completing the train.

Указанные недостатки значительно снижают функциональные возможности выбранного аналога и не позволяют обеспечить его полноценное интегрирование в автоматизированную систему управления железной дороги.These shortcomings significantly reduce the functionality of the selected analog and do not allow for its full integration into the automated control system of the railway.

Известны выбранные за прототип весы рельсовые тензометрические (патент РФ №2685741 от 14.08.2018), предназначенные для поколесного взвешивания железнодорожных вагонов в движении. Весы содержат капсулированные датчики деформации, преимущественно тензометрические, скрепленные с рельсами клеевым способом, и контроллеры, соединенные с компьютером и источником электропитания.Known selected for the prototype rail strain gauge scales (RF patent No. 2685741 dated 08/14/2018), designed for wheel-based weighing of railway cars in motion. The scales contain encapsulated strain sensors, mainly strain gauges, glued to the rails, and controllers connected to a computer and power supply.

К недостатку прототипа, как и аналога, относятся его недостаточные функциональные возможности, не позволяющие сформировать достаточно полное представление о составе и сопоставить его с характеристиками состава, сформированными в вычислительной системе железной дороги при комплектовании состава.The disadvantage of the prototype, as well as the analog, is its insufficient functionality, which does not allow to form a sufficiently complete picture of the composition and compare it with the characteristics of the composition formed in the computer system of the railway when completing the composition.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прототипа за счет увязывания вычисленного полного веса вагона с его инвентарным номером, выявления опасной неравномерности нагрузки на противоположные колеса каждой колесной оси, получения обобщенной информацию о вагоне, включающей его вес, инвентарный номер и порядковый номер в составе, а также сопоставления фактических выявленных данных по составу с исходными данными, сформированными по составу в парке отправления.The purpose of the invention is to expand the functionality of the prototype by linking the calculated total weight of the car with its inventory number, identifying a dangerous uneven load on the opposite wheels of each wheel axle, obtaining generalized information about the car, including its weight, inventory number and sequence number in the composition, as well as comparison of the actual identified data on the composition with the initial data formed on the composition in the departure park.

Поставленная цель изобретения достигается тем, что наряду с установленными на рельсах в межшпальном пространстве датчиками деформации, соединенными соответственно с первым и вторым контроллерами, и вычислителем, имеются три блока оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), блок вычитания, блок фиксации начала и конца вагона, телевизионная камера со встроенным контроллером считывания номеров вагонов, а также счетчик. При этом блок фиксации начала и конца вагона соединен с управляющими входами ОЗУ, телевизионной камеры, а также входом счетчика и вычислителем, выходы первого и второго контроллеров через первое ОЗУ, выходы второго и третьего ОЗУ, связанных также с выходами первого и второго контроллеров, через блок вычитания, а выходы счетчика и контроллера считывания номеров вагонов телекамеры непосредственно соединены с вычислителем, также связанным с информационно-вычислительной системой железной дороги.The goal of the invention is achieved by the fact that, along with the strain sensors installed on the rails in the intersleeper space, connected respectively to the first and second controllers, and the computer, there are three blocks of random access memory (RAM), a subtraction unit, a block for fixing the beginning and end of the car, a television a camera with a built-in controller for reading car numbers, as well as a counter. At the same time, the block for fixing the beginning and end of the car is connected to the control inputs of the RAM, the television camera, as well as the input of the counter and the calculator, the outputs of the first and second controllers through the first RAM, the outputs of the second and third RAMs, also connected to the outputs of the first and second controllers, through the block subtraction, and the outputs of the counter and the controller for reading the numbers of the cars of the TV camera are directly connected to the computer, which is also connected to the information and computer system of the railway.

Структурная схема устройства приведена на фигуре.The block diagram of the device is shown in the figure.

Показанное на фигуре устройство содержит установленные на расположенных по обоим сторонам рельсового пути весоизмерительных рельсах в межшпальном пространстве датчики деформации 1, 2, соединенные соответственно с первым и вторым контроллерами 3, 4, и вычислитель 5. При этом имеются три блока ОЗУ 6, 7, 8, блок вычитания 9, блок фиксации начала и конца вагона 10, телевизионная камера со встроенным контроллером считывания номеров вагонов 11, а также счетчик 12. Блок фиксации начала и конца вагона 10 соединен с управляющими входами ОЗУ 6, 7, 8, телевизионной камеры 11, а также входом счетчика 12 и вычислителем 5. Кроме того, выходы первого и второго контроллеров 3 и 4 через первое ОЗУ 6, выходы второго и третьего ОЗУ 7, 8, связанных также с выходами первого и второго контроллеров 3 и 4, через блок вычитания 9, а выходы счетчика 12 и контроллера считывания номеров вагонов телевизионной камеры 11 непосредственно соединены с вычислителем 5, также связанным с информационно-вычислительной системой железной дороги.The device shown in the figure contains strain sensors 1, 2 installed on both sides of the rail track in the space between sleepers, connected respectively to the first and second controllers 3, 4, and a calculator 5. There are three RAM blocks 6, 7, 8 , a subtraction unit 9, a block for fixing the beginning and end of the car 10, a television camera with a built-in controller for reading the numbers of cars 11, and a counter 12. The block for fixing the beginning and end of the car 10 is connected to the control inputs of the RAM 6, 7, 8, television camera 11, as well as the input of the counter 12 and the calculator 5. In addition, the outputs of the first and second controllers 3 and 4 through the first RAM 6, the outputs of the second and third RAM 7, 8, also associated with the outputs of the first and second controllers 3 and 4, through the subtraction unit 9 , and the outputs of the counter 12 and the controller for reading the numbers of cars of the television camera 11 are directly connected to the calculator 5, which is also connected to the information and computer system of the railway.

При практической реализации устройства могут быть использованы следующие технические решения. В качестве датчиков деформации 1 и 2 можно использовать индукционные датчики предприятия «Приборист» (Россия, Санкт-Петербург) или компании «Малленом Системз» (Россия, г. Череповец), а также тензометрические резистивные датчики мостового типа BHF1K-2FG фирмы Great Vendor. Контроллеры 3, 4, ОЗУ 6, 7, 8, блок вычитания 9, счетчик 12 могут быть реализованы на основе модульных ЭВМ. В качестве вычислителя 5 можно использовать типовой компьютер с соответствующим программным обеспечением и многоканальным входом.In the practical implementation of the device, the following technical solutions can be used. As deformation sensors 1 and 2, induction sensors of the Priborist enterprise (Russia, St. Petersburg) or the company "Mullenom Systems" (Russia, Cherepovets), as well as tensometric resistive sensors of the BHF1K-2FG bridge type from Great Vendor can be used. Controllers 3, 4, RAM 6, 7, 8, subtractor 9, counter 12 can be implemented on the basis of modular computers. As calculator 5, you can use a typical computer with the appropriate software and multi-channel input.

Программное обеспечение вычислителя 5, в частности, обеспечивает: -прием информации о количестве локомотивов в составе по локальной сети от автоматизированной системы управления сортировочной станции;The software of the computer 5, in particular, provides: - receiving information about the number of locomotives in the composition via the local network from the automated control system of the marshalling yard;

- протоколирование данных о проходящих составах;- logging data on passing trains;

- фиксацию начала состава и промежутков между вагонами;- fixing the beginning of the composition and the gaps between the cars;

- вывод на экран монитора изображения проходящего состава;- output to the screen of the image of the passing composition;

- запись на жесткий диск сжатого (компрессированного) видеоизображения от телевизионной камеры;- recording to the hard disk of a compressed (compressed) video image from a television camera;

- хранение архива видеоизображений, ограниченного емкостью жесткого диска;- storage of video images archive, limited by the capacity of the hard disk;

- просмотр видеоархива;- view video archive;

- воспроизведение записанного видеоряда с заданной скоростью в прямом и обратном направлении;- playback of the recorded video sequence at a given speed in the forward and reverse directions;

- покадровый просмотр и режим стоп-кадра.- frame-by-frame playback and freeze-frame mode.

Блок фиксации начала и конца вагона 10 может быть реализован на основе однолучевого лазерного дальномера непрерывного действия с цифровым выходом, например, BOSCH GLM 80. Телевизионная камера 11 может быть реализована на ПЗС-матрице и снабжена контроллером идентификации инвентарных номеров вагонов. Алгоритм работы такого контроллера может быть реализован на методе нейронных сетей, либо на методе Виолы-Джонса.The block for fixing the beginning and end of the car 10 can be implemented on the basis of a single-beam continuous laser rangefinder with a digital output, for example, BOSCH GLM 80. The television camera 11 can be implemented on a CCD matrix and equipped with a controller for identifying the inventory numbers of cars. The operation algorithm of such a controller can be implemented using the neural network method or the Viola-Jones method.

При реализации цели изобретения устройство работает следующим образом.When realizing the purpose of the invention, the device operates as follows.

В момент прохождения промежутка между вагонами перед блоком фиксации начала и конца вагона 10 вырабатывается управляющий сигнал, обнуляющий память оперативных запоминающих устройств 6, 7, 8, запускающий телевизионную камеру 11 с контроллером считывания номеров вагонов, а также инициирующий работу вычислителя 5 с очередным вагоном. В процессе движения вагона колесные оси его тележек последовательно наезжают на датчики деформации 1, 2, расположенные в межшпальном пространстве весоизмерительных рельсов. В контроллерах 3 и 4 сигнал с датчиков деформации 1, 2 преобразуется в цифровой код, содержащий информации о весовой нагрузке от каждого колеса вагонной оси. Эти величины сбрасываются в первое ОЗУ 6. При движении вагона при прохождении каждой колесной оси через весоизмерительный рельс процесс повторяется и в ОЗУ 6 запоминается информация о весовой нагрузке от каждого колеса вагонных тележек данного вагона. По окончании прохождения вагона срабатывает блок фиксации начала и конца вагона 10, по сигналу с которого накопленная в ОЗУ 6 информация о весовой нагрузке всех колес вагона сбрасывается в вычислитель 5, который рассчитывает вес вагона.At the moment of passing the gap between the cars in front of the block for fixing the beginning and end of the car 10, a control signal is generated that resets the memory of the random access memory devices 6, 7, 8, starts the television camera 11 with the controller for reading the numbers of the cars, and also initiates the work of the calculator 5 with the next car. During the movement of the car, the wheel axles of its bogies sequentially run into strain sensors 1, 2, located in the intersleeper space of the weight-measuring rails. In controllers 3 and 4, the signal from deformation sensors 1, 2 is converted into a digital code containing information about the weight load from each wheel of the wagon axle. These values are reset to the first RAM 6. When the car moves when each wheel axle passes through the weight measuring rail, the process is repeated and information about the weight load from each wheel of the car bogies of this car is stored in RAM 6. At the end of the passage of the car, the block for fixing the beginning and end of the car 10 is activated, on the signal from which the information accumulated in the RAM 6 about the weight load of all the wheels of the car is reset to the calculator 5, which calculates the weight of the car.

С запуском телевизионной камеры 11 с контроллером считывания номеров вагонов начинается процесс идентификации номера вагона. Определенный телевизионной камерой 1 инвентарный номер вагона (бортовой номер) поступает в вычислитель 5 и привязывается к вычисленному весу вагона.With the launch of the television camera 11 with the controller for reading the numbers of cars, the process of identifying the number of the car begins. The inventory number of the car (side number) determined by the television camera 1 enters the calculator 5 and is tied to the calculated weight of the car.

При начале прохождения вагона также начинается процесс определения неравномерности нагрузки на колеса каждой колесной оси. При этом информация с контроллеров 3 и 4 поступает соответственно на ОЗУ 7 и 8, с которых сбрасывается в блок вычитания 9, который вычисляет разность нагрузки на колеса каждой оси и передает ее в вычислитель 5. При этом процесс повторяется для каждой колесной оси вагона. Счетчик 12 считает вагоны по промежуткам между ними, показания счетчика сбрасываются в вычислитель 5, в котором они привязываются к бортовому номеру вагона, его весу, разностям нагрузок на колеса вагона. Одновременно эти данные сверяются с данными по вагону, передаваемыми информационно-вычислительной системой железной дороги.At the beginning of the passage of the car, the process of determining the uneven load on the wheels of each wheel axle also begins. At the same time, information from controllers 3 and 4 enters RAM 7 and 8, respectively, from which it is dumped into subtraction unit 9, which calculates the difference in the load on the wheels of each axle and transfers it to calculator 5. The process is repeated for each wheel axle of the car. The counter 12 counts the cars in the intervals between them, the counter readings are reset to the calculator 5, in which they are tied to the side number of the car, its weight, and the differences in the loads on the wheels of the car. At the same time, these data are compared with the data on the car, transmitted by the information and computer system of the railway.

Таким образом, в процессе работы данного устройства не только производится поосное взвешивание вагона, но и осуществляется:Thus, in the process of operation of this device, not only the wagon is weighed axially, but also the following is carried out:

- вычисление полной массы вагона с его привязкой к выявленному идентификационному номеру вагона;- calculation of the total mass of the wagon with its binding to the identified wagon identification number;

- выявление опасной неравномерности нагрузки на колеса каждой оси, что в ряде случаев может привести к опасному крену или даже опрокидыванию вагона;- identification of a dangerous uneven load on the wheels of each axle, which in some cases can lead to a dangerous heel or even overturning of the car;

- привязка вагона с определенным весом и бортовым номером к его порядковому номеру в составе;- linking a wagon with a certain weight and side number to its serial number in the train;

- сопоставление полученных данных с данными, сформированными в вычислительной системе железной дороги при формировании состава.- comparison of the data obtained with the data generated in the computer system of the railway during the formation of the composition.

Совокупность перечисленных свойств устройства, по сравнению с прототипом, значительно повышает информативность результатов его работы и расширяет функциональные возможности автоматического контроля коммерческой сохранности грузов на железной дороге.The combination of the listed properties of the device, in comparison with the prototype, significantly increases the information content of the results of its work and expands the functionality of automatic control of the commercial safety of goods on the railway.

Claims (1)

Автоматизированная система взвешивания подвижного состава, содержащая установленные на рельсах в межшпальном пространстве датчики деформации, соединенные соответственно с первым и вторым контроллерами, и вычислитель, отличающаяся тем, что имеются три блока ОЗУ, блок вычитания, блок фиксации начала и конца вагона, телевизионная камера со встроенным контроллером считывания номеров вагонов, а также счетчик, при этом блок фиксации начала и конца вагона соединен с управляющими входами ОЗУ, телевизионной камеры, а также входом счетчика и вычислителем, выходы первого и второго контроллеров через первое ОЗУ, выходы второго и третьего ОЗУ, связанных также с выходами первого и второго контроллеров, через блок вычитания, а выходы счетчика и контроллера считывания номеров вагонов телекамеры непосредственно соединены с вычислителем, также связанным с информационно-вычислительной системой железной дороги.Automated weighing system for rolling stock, containing strain sensors installed on the rails in the intersleeper space, connected to the first and second controllers, respectively, and a computer, characterized in that there are three RAM blocks, a subtraction unit, a block for fixing the beginning and end of the car, a television camera with a built-in a controller for reading numbers of cars, as well as a counter, while the block for fixing the beginning and end of the car is connected to the control inputs of the RAM, the television camera, as well as the input of the counter and the calculator, the outputs of the first and second controllers through the first RAM, the outputs of the second and third RAM, also connected with the outputs of the first and second controllers, through the subtraction unit, and the outputs of the counter and the controller for reading the numbers of the cars of the TV camera are directly connected to the computer, which is also connected to the information and computer system of the railway.
RU2022130091A 2022-11-18 Automated weighing system for rolling stock(aws rs) RU2793987C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793987C1 true RU2793987C1 (en) 2023-04-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317496A (en) * 1979-07-23 1982-03-02 Exxon Production Research Company In-motion weighing system
RU2287137C1 (en) * 2005-09-01 2006-11-10 Сергей Валерьевич Зеленский Method for weighing moving railroad object
RU2615707C2 (en) * 2011-11-08 2017-04-07 Меттлер-Толедо, Ллк System and method of weighing couple railway wagons in motion
RU2685741C1 (en) * 2018-08-14 2019-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "СТАТЕРА" Rail-type strain gauge balance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317496A (en) * 1979-07-23 1982-03-02 Exxon Production Research Company In-motion weighing system
RU2287137C1 (en) * 2005-09-01 2006-11-10 Сергей Валерьевич Зеленский Method for weighing moving railroad object
RU2615707C2 (en) * 2011-11-08 2017-04-07 Меттлер-Толедо, Ллк System and method of weighing couple railway wagons in motion
RU2685741C1 (en) * 2018-08-14 2019-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "СТАТЕРА" Rail-type strain gauge balance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cole et al. Modelling, simulation and applications of longitudinal train dynamics
Ling et al. Dynamic response of the train–track–bridge system subjected to derailment impacts
CN200989815Y (en) Rolling stock loading measuring device
US4445581A (en) System for loading railroad cars
RU2793987C1 (en) Automated weighing system for rolling stock(aws rs)
EP1592595B1 (en) Measurement path for determining various physical parameters of railed vehicles
CN108216167B (en) Train control method and device
RU2713132C1 (en) Automated system for commercial inspection of trains and cars with a modular architecture (asko pv 3.0)
CN112722003B (en) Method and equipment for monitoring train derailment risk
EP2776795B1 (en) System and method for weighing coupled-in-motion railcars
KR102623294B1 (en) System for measuring dynamic movement of railroad
US4401175A (en) System for weighing railroad cars in motion during loading
Pfaff Braking distance prediction for vehicle consist in low-speed on-sight operation: a Monte Carlo approach
RU2000979C1 (en) Method of train identification
EP0019479A1 (en) System for weighing freight cars in motion during loading
RU2784784C1 (en) Method and device for determining the location of the center of gravity of a loaded railway car
Zacher et al. Stationary and on-track tests using various vehicles
RU2390735C1 (en) Method of weighing railway objects
Sekuła et al. In-motion rail scales as a component of the railway bridge diagnostic system
SU1432341A1 (en) Arrangement for weighing moving objects
RU2401996C1 (en) Device to control car axles of running rolling stock
Stoynova et al. Electronic Sensor System for Monitoring the Temperature Status of Rolling Stock in Motion
COSTESCU et al. BUFFER TESTING IN ORDER TO EVALUATE THE LONGITUDINAL FORCES THROUGH COLLISION OF TWO RAILWAY VEHICLES
RU2495385C1 (en) Weighing method of freight car without uncoupling of train set of cars
RU2239800C2 (en) Car balance