RU91321U1 - Мобильный диагностический комплекс автоматизированной оценки состояния объектов железнодорожной инфраструктуры - Google Patents

Abstract

1. Мобильный диагностический комплекс автоматизированной оценки состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, содержащий комплекс контрольно-измерительных систем и бортовой контрольно-вычислительный комплекс, отличающийся тем, что комплекс контрольно-измерительных систем снабжен системой контроля и оценки геометрических параметров пути, системой бесконтактного высокоскоростного контроля геометрических параметров рельсов, системой высокоскоростной дефектоскопии рельсов, системой скоростного визуального обнаружения дефектов пути, системой контроля динамики поезда; системой скоростного георадиолокационного контроля, системой скоростного контроля габаритов приближения строений, системой скоростного контроля состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики, системой скоростного контроля состояния контактной сети, системой контроля параметров аналоговой радиосвязи, системой контроля параметров цифровой радиосвязи, при этом мобильный диагностический комплекс снабжен многодискретным синхронизатором по единым координате пути и географической координате, связанным с каждой из контрольно-измерительных систем; бортовой контрольно-вычислительный комплекс снабжен универсальной системой визуализации синхронизированных данных всех контрольно-измерительных систем, снабженной единым интерфейсом, системой комбинаторного анализа и прогнозирования состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, а также системой управления, оснащенной связью с единым информационным пространством железнодорожной инфраструктуры.

Description

Заявляемое техническое решение относится к диагностическим комплексам автоматизированной оценки состояния технических объектов инфраструктуры, связанных с обеспечением безопасности движения поездов и предназначен для контроля и диагностики железнодорожной инфраструктуры Комплекс предназначен для диагностики, анализа и прогнозирования состояния таких объектов пути как рельсы, шпалы, контактные провода, мосты, туннели и др. Техническое устройство отражает состояние геометрии рельсового пути, износа рельсов, контроль дефектов рельсов, условия эксплуатации - скорости передвижения поездов и других рельсовых транспортных средств, динамические нагрузки, нагрузки на оси колес и т.д, а также характеристики дорожных схем, расположение поворотов, кривых и прямых участков рельсового пути, местонахождение откосов и пр.

Известен мобильный дефектоскоп-путеизмеритель, выполненный в виде автомотрисы, состоящей из кузова с двумя кабинами управления, силовой установки, ходовой части, несущей рамы и снабженной универсальным автоматизированным диагностическим комплексом, состоящим из путеизмерительной системы, дефектоскопной системы и бортового контрольно-вычислительного комплекса, при этом путеизмерительная система содержит путеизмерительное оборудование, включающее путеизмерительные тележки и снабженное системой управления путеизмерительным оборудованием, дефектоскопная система содержит следящую и искательную системы, снабженные системой управления дефектоскопным оборудованием, дефектоскоп и регистрирующий программно-аппаратный комплекс, а бортовой контрольно-вычислительный комплекс содержит информационно-измерительную систему, аппаратно-программный комплекс и систему энергоснабжения аппаратуры (патент на полезную модель №62570, дата подачи заявки 2006.11.07, опубликована 2007 04 27, МПК В61К 9/08, «Мобильный дефектоскоп-путеизмеритель»).

Известный диагностический комплекс состоит лишь из двух контрольно-измерительных систем, которые позволяют измерить и оценить небольшую часть параметров, описывающих технические объекты инфраструктуры транспортной сети, в частности, контролируют только характеристики верхнего строения пути - ориентацию рельсов в 3-х взаимно перпендикулярных плоскостях, их взаиморасположение на шпалах, и дефекты рельсов, что не позволяет осуществить всестороннюю оценку железнодорожной инфраструктуры и не в полной мере решает вопросы повышения безопасности движения поездов.

Однодискретный синхронизатор по одной фиксированной величине пройденного пути не способен в полной мере обеспечить качественную работу диагностического комплекса, снижая качество работы по выявлению дефектов в рельсах, особенно на повышенных скоростях движения мобильного дефектоскопа-путеизмерителя.

Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности диагностики железнодорожной инфраструктуры путем повышения скорости и достоверности измерений, анализа и прогнозирования состояния ее объектов.

Поставленная задача решается благодаря тому, что мобильный диагностический комплекс «Интеграл» автоматизированной оценки состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, связанных с обеспечением безопасности движения поездов, содержит комплекс контрольно-измерительных систем, снабженный системой контроля и оценки геометрических параметров пути, системой бесконтактного высокоскоростного контроля геометрических параметров рельсов, системой высокоскоростной дефектоскопии рельсов, системой скоростного визуального обнаружения дефектов пути, системой контроля динамики поезда, системой скоростного георадиолокационного контроля, системой скоростного контроля габаритов приближения строений, системой скоростного контроля состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики, системой скоростного контроля состояния контактной сети, системой контроля параметров аналоговой радиосвязи, системой контроля параметров цифровой радиосвязи; при этом мобильный диагностический комплекс «Интеграл» снабжен многодискретным синхронизатором по единым координате пути и географической координате, связанным с каждой из контрольно-измерительных систем; бортовой контрольно-вычислительный комплекс снабжен универсальной системой визуализации синхронизированных результатов диагностики всех контрольно-измерительных систем, системой комбинаторного анализа и прогнозирования состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, а также системой управления, оснащенной внешней связью с единым информационным пространством железнодорожной инфраструктуры.

Комплекс контрольно-измерительных систем позволяет одновременно за один проезд мобильного диагностического комплекса (МДК) на рабочей скорости от 1 км/час до 140 км/ч определять и оценивать порядка 120 параметров состояния технических объектов железнодорожной инфраструктуры, обеспечивая многостороннюю интегрированную полномасштабную оценку ее состояния; при этом аппаратура, установленная на МДК, рассчитана на работу при скоростях движения до 250 км/час. (величина измеряемой скорости движения комплекса может достигать 300 км/час.) Многофункциональный комплекс контрольно-измерительных систем обеспечивает проведение комплексной обработки многосложной и разнообразной совокупности данных, различных по своей технической сути, характеризующих большое число различных технических объектов инфраструктуры рельсового пути и определяющих их признаков, в режиме разноскоростных постоянно изменяющихся условий, определяющих состояние технических объектов железнодорожной инфраструктуры. Диагностический комплекс позволяет достигать высокого уровня масштабируемости и расширяемости, что позволяет в случае необходимости дополнить диагностический комплекс новыми системами без проведения значительных доработок. Единый диагностический комплекс обеспечивает сокращение «окон» для проверок, в отличие от диагностики, осуществляемой многочисленными специализированными контрольными средствами, что позволяет оптимизировать график движения поездов. Применение МДК обеспечивает снижение количества выделяемых тяговых подвижных единиц для контрольных проездов диагностических средств, что уменьшает расходы на их содержание и способствует снижению расходов на оплату труда персонала средств мобильной диагностики.

МДК повышает достоверность анализа динамики развития неисправностей, мониторинга интегрированных данных и снижает до минимума влияние человеческого фактора.

Наличие многодискретного синхронизатора, связанного с каждой из контрольно-измерительных систем и обеспечивающего единую привязку всех измеряемых параметров по координате пути и географической координате, обеспечивает высокое качество мониторинга и диагностики объектов транспортной сети, повышая достоверность и объективность анализа и прогнозирования развития ситуации на железной дороге.

Возможность обработки и анализа огромного объема информации одновременно по всем параметрам, «привязанным» к единой координате пути и географической координате, объективно отражает сложность взаимосвязей и взаимовлияния разнообразных элементов железнодорожной инфраструктуры.

Универсальная система визуализации, снабженная единым интерфейсом, позволяет одновременно визуально отображать результаты измерений и анализа всех контрольно-измерительных систем, синхронизированных по единой координате пути и географической координате, тем самым представляя собой гибкое и удобное для диагностики средство, отражающее сложную многоплановую картину взаимосвязи разнообразных характеристик объектов транспортного пути. Универсальная система визуализации предоставляет возможность проведения одновременного просмотра многих параметров различных контрольно-измерительных систем как на одном мониторе, так и на нескольких мониторах одновременно, обеспечивая при этом возможность наглядной графической интерпретации числовых характеристик в зависимости от требуемого набора параметров, характеризующих рассматриваемое явление, тем самым, являясь важным инструментом обнаружения потенциально «опасных мест» объектов инфрастуктуры и выявления основных причин проблемных закономерностей тех или иных проблем. Бортовой контрольно-вычислительный комплекс, снабженный комплексной системой комбинаторного анализа и прогнозирования состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, раздвигает границы возможностей применения анализа и прогнозирования, повышая их эффективность благодаря увеличению скорости, точности и достоверности обработки информации.

Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.

Сущность заявляемого устройства поясняется техническими рисунками, где:

на фиг.1 представлен общий вид мобильного диагностического комплекса;

на фиг.2 представлена принципиальная схема мобильного диагностического комплекса.

Вариант выполнения МДК «Интеграл», представленный на фиг.1, состоит из трех вагонов, выполненных в виде модулей: 1 - системный модуль, 2 - аналитический модуль; 3 - лабораторный модуль, слева или справа от которых прицеплен локомотив (на фиг. не показан). Модульность исполнения диагностического комплекса «Интеграл» позволяет использовать как все системы в комплексе, так и в раздельном режиме и в произвольном сочетании.

Диагностический комплекс состоит (рис.2) из комплекса контрольно-измерительных систем, содержащего системы: система контроля и оценки геометрических параметров пути 4, система бесконтактного высокоскоростного контроля геометрических параметров рельсов 5, система высокоскоростной дефектоскопии рельсов 6, система скоростного визуального обнаружения дефектов пути 7, система высокоскоростного контроля динамики движения поезда 8, система скоростного георадиолокационного контроля 9, система скоростного контроля габаритов приближения строений 10, система скоростного контроля состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики 11, система скоростного контроля состояния контактной сети 12, системой контроля параметров аналоговой радиосвязи 13, система контроля параметров цифровой радиосвязи 14. Каждая из указанных контрольно-измерительных систем имеет связь с многодискретным синхронизатором 15, который соединен с системой позиционирования, снабженной средствами привязки по единой координате пути 16 и средствами привязки по географической координате 17.

Для связи устройств МДК используют локальную сеть ETHERNET 18. Бортовой контрольно-вычислительный комплекс (БКВК) 19 представлен на фиг.2 в виде системы 20 первичной обработки информации, содержащей данные измерений, «привязанные» к единой координате пути и конкретной контрольно-измерительной системе (4а, 5а, 6а, 7а, 8а, 9а, 10а, 11а, 12а, 13а, 14а), системы 21 комбинаторного анализа и прогнозирования, содержащей синхронизированные данные анализа и прогнозирования «привязанные» к единой координате пути и конкретной контрольно-измерительной системе (4в, 5в, 6в, 7в, 7в, 8в, 9в, 10в, 11в, 12в, 13в, 14в) и системы 22 хранения информации, содержащей данные хранения, «привязанные» к единой координате пути и конкретной контрольно-измерительной системе (4с, 5с, 6с, 7с, 8с, 9с, 10с, 11с, 12с, 13с, 14с), при этом каждая из систем 20, 21 и 22 взаимодействует с универсальной системой визуализации 23 и системой управления 24.

БКВК 19 снабжен автоматизированными рабочими местами операторов (АРМ) 25, размещенными в вагонах-модулях 1, 2, 3 МДК «Интеграл».

Система управления БКВК 19 снабжена связью с единым информационным пространством 26 железнодорожной инфраструктуры.

К конструктивным особенностям мобильного диагностического комплекса относится состав контрольно-измерительного комплекса.

Система 4 контроля и оценки геометрических параметров пути предназначена для контроля таких геометрических параметров рельсовой колеи как отклонение ширины рельсовой колеи, просадка рельсовой нити, взаимное положение рельсовых нитей по уровню, стрела изгиба рельсовой нити в горизонтальной плоскости, неровности продольного профиля пути, уклон продольного профиля пути. Система 4 состоит из таких путеизмерительных устройств как устройство измерения взаимного положения рельсовых нитей по высоте в поперечной плоскости (механизм уровня), механизм измерения местных просадок обеих рельсовых нитей (механизм просадок), механизм измерения ширины колеи (механизм шаблона), механизм измерения положения обеих рельсовых нитей по направлению в плане на прямых и кривых участках пути (механизм рихтовки), механизм для измерения стрел изгиба рельсовых нитей в вертикальной плоскости.

Система 5 бесконтактного высокоскоростного контроля геометрических параметров рельсов определяет волнообразные неровности поверхности катания, вертикальный, боковой и приведенный износ рельса, величину стыковых зазоров, температуру рельса. Высокоскоростной контроль геометрических параметров рельсов осуществляют с помощью лазерных датчиков.

Система 6 высокоскоростной дефектоскопии рельсов предназначена для определения дефектов рельсов на скорости движения МДК до 140 км/час и более, обнаружения изломов рельсов, дефектов сварных стыков, дефектов в зоне болтовых стыков, а также таких дефектов как отслоение и выкрашивание металла на поверхности катания головки и на боковой рабочей выкрутке головки рельса, поперечные трещины и изломы, расслоения, коррозия подошвы рельсов, коррозионно-усталостные трещины.

Система 7 скоростного визуального обнаружения дефектов пути определяет наличие рельсовых подкладок, состояние накладок и скреплений, выплески балласта, рельсовые пересечения, стыки, изолирующие стыки. Система 7 содержит несколько видеокамер, размещенных на расстоянии не более 2, 5 метров от объекта контроля, с возможностью непрерывной записи данных видеоконтроля не менее 8 часов, с выводом на экран монитора данных со всех работающих видеокамер.

Система контроля динамики поезда 8 предназначена для определения динамических нагрузок как поезда в целом, так и его отдельных узлов на высоких скоростях движения поезда и в различных дорожно-климатических условиях движения, а также для оценки уровня комфортности движения поезда.

Система контроля динамики 9 включает измерение ускорений букс колесных пар поезда, определение ускорений вагонов в вертикальном и поперечном направлениях, определение параметров взаимодействия колеса и рельса, а также замер ускорений ударов в токоприемнике в продольном направлении.

Система 9 георадиолокационного контроля предназначена для контроля состояния балластного слоя, состояния верхней зоны земляного полотна под основной площадкой, положения границ слоев балласта, определения аномальных зон.

Контрольно-измерительная система 10 предназначена для определения габаритов приближения строений, определения износа элементов конструкции тоннелей, формирования трехмерной модели тоннелей, контроля геометрических параметров балластной призмы.

Система 11 скоростного контроля состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики обеспечивает измерение, отображение и регистрацию в реальном масштабе времени осциллограмм, графиков, амплитудных, частотных, временных и фазовых характеристик электрических сигналов в рельсовых цепях, включая: измерение значений сигнального тока тональных рельсовых цепей, измерение значений тока кодовых сигналов, измерение длительности кодовых сигналов, измерение значений несущих частот, измерение разности фаз электрических сигналов в смежных рельсовых цепях, измерение переменного тока на фиксированных частотах, измерение значений несущих частот сигналов системы автоматизированного управления тормозами, определение длины шлейфов системы автоматизированного управления тормозами.

Система 12 скоростного контроля состояния контактной сети предназначена для оценки состояния контактной сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока на основе измерений, выполняемых специализированной аппаратурой.

Система обеспечивает выполнение таких функций как бесконтактное измерение высоты контактного провода над уровнем головок рельсов, бесконтактное измерение положения контактного провода в плане (зигзаг и вынос), измерение понижения контактного провода на воздушных стрелках относительно основного контактного провода, положения по высоте дополнительных фиксаторов и отходящих ветвей относительно основного контактного провода в соответствии с Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети, контроль и оценку качества токосъема путем анализа силы взаимодействия токоприемника с контактным проводом, измерение износа контактного провода, видеозапись состояния контактной подвески; измерение положения отходящих ветвей относительно основного контактного провода, регистрацию ударов по токоприемнику в продольном направлении, регистрацию отрывов токоприемника от контактного провода; регистрацию автоматической отметки положения опор; измерение положений кузова вагона относительно рельсового полотна (боковые перемещения); измерение напряжения в контактной сети, измерение высоты основных стержней фиксаторов относительно контактного провода, контроль прочности изоляции оборудования, измерение возвышения наружного рельса, контроль нагрева элементов подвески контактной сети, дефектовка изоляторов по ИК - и УФ-излучению, регистрация ударов и отрывов токоприемника от контактного провода.

Система 13 контроля параметров аналоговой радиосвязи и система 14 контроля параметров цифровой радиосвязи предназначены для применения в технологическом процессе обслуживания и контроля устройств поездной радиосвязи путем измерения и оценки параметров радиоканалов и технических средств в системах поездной, станционной, ремонтно-оперативной радиосвязи при передаче речевых сообщений и в системах передачи данных по радиоканалу; автоматизации процессов измерения, регистрации, обработки и анализа информации о параметрах поездной радиосвязи. Контроль параметров каналов радиосвязи для систем передачи данных включает: измерение уровней сигналов и зон покрытия базовых станций на станциях и перегонах, измерение побитовой и поблочной вероятностей ошибок в каналах радиосвязи в статике и при движении по маршруту, измерение параметров модуляции ВЧ сигналов базовых и абонентских станций стандартов ТЕТRА, GSM, GSM-R, Wi-Fi, Wi-Max, CANOPY, измерение параметров хэндовера между базовыми станциями; автоматизацию процессов измерения, регистрации, обработки и анализа информации о параметрах систем передачи данных по радиоканалу.

Каждая из контрольно-измерительных систем состоит из разного количества контрольных и измерительных устройств. Количество устройств определяется объемом задач, выполняемых конкретной контрольно-измерительной системой и может изменяться со временем.

Измерительные системы, устанавливаемые на МДК, обеспечивают проведение измерений в любое время суток и при воздействии внешних климатических и механических факторов, определенных условиями эксплуатации диагностического комплекса.

Измерительные системы МДК обеспечены автоматической привязкой измеряемой информации к единой координате пути, станциям, перегонам участков железных дорог, географическим координатам, а также астрономическому времени.

МДК имеет возможность долговременного, не менее года, хранения измеренной информации, возможность самоконтроля, тестирования измерительной аппаратуры диагностического комплекса и калибровки измерительных каналов с помощью стандартных средств калибровки - рабочих эталонов.

Каждая из контрольно-измерительных систем связана с многодискретным синхронизатором 15, осуществляющим согласование и привязку к единой координате пути и географической координате данных измерений, полученных от всех контрольно-измерительных устройств.

Для осуществления точной привязки перед проездом МДК подготавливают маршрут, в котором описывается, по каким направлениям и путям будет происходить контрольный проезд с замерами, используя базу данных, описывающую всю структуру направлений и путей.

Единая координата пути формируется датчиком пути и скорости, а на участках пути, оборудованных системой бесконтактной привязки, например, по радиометкам, дополнительно корректируется с помощью этих меток.

Для привязки к единой географической координате используют вспомогательные устройства в виде датчиков систем ГЛОНАСС или GPS.

Многодискретный синхронизатор 15 получает синхроимпульсы через одинаковые отрезки пути, пройденные колесом, от датчика пути и скорости.

Синхроимпульсы пути - дискреты пути - для каждого контрольно-измерительного устройства имеют свой фиксированный шаг по единой координате пути. На МДК «ИНТЕГРАЛ» спроектированы несколько основных шин синхронизации пути, отличающиеся фиксированным шагом по единой координате пути - от 1 до 100 мм.

Синхронизатор формирует запускающие синхронизирующие импульсы - синхроимпульсы пути, которые с помощью основных шин синхронизации поступают к различным контрольно-измерительным устройствам каждой из контрольно-измерительной систем.

После получения синхроимпульса пути каждое контрольно-измерительное устройство, входящее в состав определенной контрольно-измерительной системы, производит измерения, и полученные данные отправляет в систему 20 первичной обработки информации.

При отправлении синхроимпульса пути многодискретный синхронизатор 15 посылает информацию о номере синхроимпульса пути через систему Ethernet 18 в систему 20 первичной обработки информации.

Многодискретный синхронизатор 15 дает возможность установить, в зависимости от скорости контролируемых процессов, в каждом контрольно-измерительном устройстве индивидуально вычисленный задающий синхронизирующий импульс по единой координате пути и по географической координате, что обеспечивает более точное и адекватное отражение измеряемого процесса с помощью пакета данных измерений путем выбора оптимального количества и частоты задающих синхронизирующих импульсов по заданному участку пути.

Выполнение синхронизатора многодискретным обеспечивает легкость и гибкость переналадки работы МДК при необходимости изменения набора устройств контрольно-измерительного комплекса, как в сторону их увеличения, так и уменьшения, обходясь при этом без существенного изменения программного обеспечения, сопровождающего работу много дискретного синхронизатора пути 15.

Внутренняя локальная связь всех систем МДК осуществляется с помощью пакетной технологии компьютерных сетей Ethernet 18, снабженной сетевым концентратором (на фиг. не показан) и связанной с каждой из контрольно-измерительных систем и главным сервером БКВК, снабженным двусторонней связью с внешними аналитическими и исполнительными подразделениями железнодорожной инфраструктуры.

Локальная сеть Ethernet 18 обеспечивает оптимальную коммутацию и концентрацию получаемых от контрольно-измерительных устройств данных измерений, создавая пакетную информацию по всем системам комплекса.

Применение информационной локальной сети Ethernet 18 обеспечивает высокую скорость и эффективность коммуникаций для всех контрольно-измерительных систем, повышение помехозащищенности результатов измерений или анализа. Преобразование замеренных сигналов из аналоговой формы в цифровую непосредственно после их получения, т.е. передача, таким образом, сигналов в сеть Ethernet 18 в цифровом виде, также способствует повышению достоверности, точности и надежности результатов измерений и анализа.

Бортовой контрольно-вычислительный комплекс (БКВК) 19 обеспечивает проведение мониторинга, диагностики и прогнозирования состояния объектов инфраструктуры железнодорожной сети, он работает под руководством системы управления 24, снабжен универсальной системой визуализации 23 и автоматизированными рабочими местами (АРМ) 25. Количество АРМов 25 определяется объемом выполняемой задачи.

БКВК 19 позволяет осуществлять первичную обработку, хранение, анализ полученной информации и прогнозирование состояния железнодорожной инфраструктуры, создавая полную картину состояний по всем контрольно-измерительным устройствам всех контрольно-измерительных систем поз.4÷14, управляя работой многодискретного синхронизатора 15 по единым координате пути и географической координате, включая имитацию движения диагностического комплекса на стоянке.

БКВК 19 выполняет функции по устранению конфликтных ситуаций противоречивых команд, в том числе команд, поступающих одновременно от операторов разных АРМов на любое контрольно-измерительное устройство. Оценка каждого из измеряемых характеристик, во взаимосвязи с остальными параметрами комплекса контрольно-измерительных систем, дает возможность составить интегральную оценку объектов инфраструктуры, что позволяет осуществлять системный анализ состояний железнодорожной инфраструктуры.

В системе 20 первичной обработки информации главного сервера БКВК 19 данные измерений сортируются, и по номеру синхроимпульса пути связываются между собой в пакет, при этом номер синхроимпульса сопоставляется, то есть ставится в однозначное соответствие с единой координатой пути. Таким образом, «привязанные» к номеру результаты измерений собираются в пакет, отражающий результаты измерений на определенном участке контрольного проезда МДК, и происходит привязка всех измерений к единой координате пути.

Синхронизирующие импульсы с разными фиксированными шагами в своем совместном действии обеспечивают увеличение быстродействия обработки информации и увеличение точности обработки данных измерений за счет возможности увеличения плотности заполнения пакета данных измерений. Благодаря мониторингу интегрированных данных обеспечивается повышение достоверности анализа динамики развития проблемных ситуаций и неисправностей.

Система 21 комбинаторного анализа и прогнозирования состояния железнодорожной инфраструктуры обеспечивает анализ обобщенной, интегрированной информации и позволяет вырабатывать комплексную оценку состояния инфраструктуры пути, рекомендации по расширенному техническому обслуживанию, осуществлять краткосрочное и долгосрочное планирование в целях сохранения эффективности транспортной сети.

На основе получаемых результатов измерений контрольно-измерительного комплекса устанавливаются показатели качества инфраструктуры пути для всех составляющих компонентов и анализируется взаимозависимость этих показателей качества. После выявления ключевых объектов инфраструктуры и их технических характеристик и параметров, а также выявления взаимосвязи между этими данными и изменением свойств объектов во времени, система 21 используется для выработки эксплуатационной стратегии и режима работы, при планировании наиболее существенных и необходимых рабочих операций, т.е. определяют, какие работы должны быть выполнены, где, когда, и с какой целью, например, работы по техническому обслуживанию и ремонту, дополнительному специальному контролю конкретного объекта инфраструктуры, что должно обеспечить предотвращение неисправностей и повреждений.

Наличие системы 21 комбинаторного анализа и прогнозирования позволяет задавать допустимые пороговые величины (пределы значений) для каждого соответствующего состояния исследуемых параметров, что делает процесс принятия решений очень эффективным.

Благодаря возможности сопоставления параметров моделирующих схем и внешних потенциально-опасных факторов, поведение каждого отдельного компонента железнодорожной сети может с высокой точностью прогнозироваться, с учетом каждой возможной комбинации внешних условий. Применение моделирующей схемы износа материала позволяет точно определять отрезок времени в будущем, в течение которого будет достигнут допустимый предел износа, и в соответствии с этим запланировать необходимые действия по техническому обслуживанию и ремонту. Моделирующие схемы системы 21 дают возможность эффективно воспроизводить поведение каждого отдельного компонента железнодорожной инфраструктуры.

Система 22 БКВК обеспечивает хранение текущей информации или полученной по последним данным информации о состоянии объектов инфраструктуры и представляет собой матрицу результатов измерений или контроля исследованных компонентов. Система 22 обеспечивает хранение предыстории исследуемого пути, включающей проведенные ранее измерения, обслуживания и ремонты пути, данные о техническом обслуживании (за период эксплуатации оборудования; хранение рекомендаций для последующего обслуживания объектов инфраструктуры; хранение заданных параметров эксплуатационных показателей, измерений и предельных величин, которые необходимы для определения основных требований, стандартных и оптимальных величин измеряемых параметров, необходимых для анализа осуществляемых измерений.

Система хранения информации содержит допустимые пороговые величины/пределы для каждого соответствующего состояния исследуемых параметров. Система 22 одновременно хранит информацию о предыстории объектов инфраструктуры и текущую информацию с каждой из контрольно-измерительных систем, что повышает продуктивность их совместного использования.

Универсальная система визуализации 23 синхронизированных данных всех контрольно-измерительных систем, снабженная единым интерфейсом, наглядно демонстрирует состояние объекта инфраструктуры в разные моменты времени, позволяя выявить дефекты и отклонения от нормы, а также закономерности развития во времени неисправностей, ведущих к аварийной ситуации в будущем, тем самым являясь важным компонентом анализа состояния инфраструктуры, осуществляя хронологический анализ ситуации во времени - от ретроспективы к прогнозу.

Система визуализации 23 увеличивает оперативность и качество анализа как на стадии осуществления текущих замеров, так и на стадии углубленного анализа, с использованием предыдущих результатов диагностики из базы данных системы хранения 22.

Система визуализации, отражающая на едином интерфейсе синхронизированные результаты измерений всех контрольно-измерительных систем, представляет собой гибкую и удобную для пользователя систему, дающую также возможность незамедлительно и просто определять географические координаты и местоположение объектов пути.

Система визуализации 23 позволяет выявить дефекты пути, сопоставляя графики или таблицы значений параметров текущих результатов не только с нормативными значениями, но и сравнивая с аналогичными данными выполненных ранее проездов МДК или другого контрольно-измерительного средства по данному участку пути. Система 23 является универсальной, обеспечивая возможность автоматической адаптации к любому типу данных, без вмешательства операторов АРМ, с возможностью наблюдения процессов как на одном экране, так и на нескольких экранах одновременно.

Благодаря универсальной системе визуализации 23 становится возможным проведение диагностики выполнение прогнозов в соответствии с необходимостью объединения различных типов данных для получения наилучшего представления о взаимной зависимости между данными и их корреляцией, получая в результате важный инструмент выявления основных причин тех или иных проблем.

Система 24 осуществляет управление командами БКВК, передает управляющие команды от операторов АРМов, через главный сервер, к конкретным контрольно-измерительным устройствам систем.

При этом прикладное специализированное программное обеспечение осуществляет: доступ к данным, полученным и обработанным контрольно-измерительными системами; регистрацию всех изменений, вносимых операторами АРМ в базу данных; доступ к информации о состоянии технических объектов инфраструктуры с использованием механизмов поиска по заданным критериям; обмен информацией с внешними системами и оперативную передачу данных во внешние системы железнодорожной инфраструктуры; возможность оперативной передачи результатов контроля инфраструктуры связи в соответствующие управляющие подразделения связи железных дорог; получение результатов мониторинга и анализа объектов инфраструктуры на основании данных контроля; оценку общего состояния участков инфраструктуры с выдачей рекомендаций по проведению работ текущего содержания и ремонтов, передачи данных результатов анализа для ликвидации неисправностей за счет использованиия автоматической подсистемы выдачи заданий.

Решения МДК пересылаются в управляющие внешние системы единого информационного пространства железнодорожной инфраструктуры, чтобы согласовать план-график работ, выдать техническое задание на выполнение работ, обеспечив материальное снабжение и другое распределение ресурсов, например, механическое оборудование, персонал, интервалы времени и т.д.

Таким образом, заявляемый МДК «Интеграл» обеспечивает возможность, с высокой достоверностью и на высоких скоростях, анализировать и прогнозировать прямые воздействия на состояние железнодорожной инфраструктуры разнотипных факторов, влияющих на безопасность движения поездов.

МДК позволяет осуществить безошибочное предупреждение и прогнозирование необходимости проведения работ по техническому обслуживанию или ремонту, обеспечивая планирование необходимых ресурсов для проведения этих работ, обеспечивая экономически выгодное совмещение и комбинирование проводимых работ в целях достижения оптимального распределения ресурсов и времени.

Claims (1)

1. Мобильный диагностический комплекс автоматизированной оценки состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, содержащий комплекс контрольно-измерительных систем и бортовой контрольно-вычислительный комплекс, отличающийся тем, что комплекс контрольно-измерительных систем снабжен системой контроля и оценки геометрических параметров пути, системой бесконтактного высокоскоростного контроля геометрических параметров рельсов, системой высокоскоростной дефектоскопии рельсов, системой скоростного визуального обнаружения дефектов пути, системой контроля динамики поезда; системой скоростного георадиолокационного контроля, системой скоростного контроля габаритов приближения строений, системой скоростного контроля состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики, системой скоростного контроля состояния контактной сети, системой контроля параметров аналоговой радиосвязи, системой контроля параметров цифровой радиосвязи, при этом мобильный диагностический комплекс снабжен многодискретным синхронизатором по единым координате пути и географической координате, связанным с каждой из контрольно-измерительных систем; бортовой контрольно-вычислительный комплекс снабжен универсальной системой визуализации синхронизированных данных всех контрольно-измерительных систем, снабженной единым интерфейсом, системой комбинаторного анализа и прогнозирования состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, а также системой управления, оснащенной связью с единым информационным пространством железнодорожной инфраструктуры.