Анализ работы оборудования ВИКС, разработка мероприятий по повышению достоверности измеренийа (1219397), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Результаты периодического контроля позволяют правильно, своевременно и с наименьшими затратами планировать и организовывать необходимый ремонт износившихся или поврежденных участков железнодорожного полотна, контактной сети и других элементов железнодорожного хозяйства.
1. ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНА ИСПЫТАНИЙ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ( ВИКС)
Диагностикой параметров контактной подвески электрифицированных железных дорог занимаются во всех странах, имеющих такие дороги. Периодический контроль контактной сети необходим для обнаружения на ранней стадии изменений ее состояния. Результаты периодического контроля позволяют правильно, своевременно и с наименьшими затратами планировать и организовывать необходимый ремонт и регулировку устройств контактной сети. Для измерения отклонений параметров контактной от номинальных значений используется вагон испытаний контактной сети (ВИКС).
ООО "МСД Холдинг" разрабатывает и изготавливает вагоны-лаборатории различного назначения. Вагоны-лаборатории производятся на базе цельнометаллических купейных вагонов путем перепланировки и оснащения специальным измерительным и диагностическим оборудованием.
В настоящее время вагонами-лабораториями производства ООО «МСД Холдинг» оснащены четырнадцать железных дорог России.
Вагон-лаборатория испытаний контактной сети (ВИКС) имеет следующие основные признаки:
- полная автоматизация измерений и контроля параметров контактной сети, достигаемая компьютеризацией всех систем диагностики и оформлением сводной документации по результатам инспекций;
- преимущественно бесконтактные методы измерений параметров подвески контактной сети, не требующие использования измерительного токоприемника;
- широкое использование волоконно-оптических линий передачи информации и датчиков, исключающих необходимость применения в ВИКС высоковольтной камеры;
- автоматическая привязка к месту измерений с помощью аппаратных и программных средств;
Мощная энергетика и значительные ресурсы вычислительного комплекса, обеспечивающие возможность дальнейшего развития диагностических систем вагона.
Вагон-лаборатория оснащен современной аппаратурой, выполняющей бесконтактные измерения с погрешностью не более ±10 мм из-под крыши вагона высоты подвески и положения в плане от одного до четырех контактных проводов, включая отходящие, с помощью стереотелевизионной системы.
Измерения этих параметров обеспечиваются при движении со скоростью, ограничиваемой только допустимой скоростью вагона-носителя, при любой погоде, кроме условий, исключающих визуальную видимость объектов наблюдения.
Средством измерения является стереотелевизионная система (СТВС), использующая три цифровые линейные телекамеры с встроенными сигнальными микропроцессорами, в которых выполняются алгоритмы отстройки от фона, выделения интересующих объектов и определения их угловых положений. Данные о положении объекта с каждой из камер передаются в ИВК, рассчитывающий высоту и смещение контактного провода.
Телекамеры защищены от воздействий внешней среды вращающимися иллюминаторами, а в нерабочем положении - герметичной заслонкой с приводом изнутри вагона.
Средством измерения высоты основных стержней фиксаторов являются две дальнометрические системы с двумя линейными цифровыми телекамерами. Поля зрения камер ориентированы вдоль оси пути. Камеры имеют встроенные системы адаптации к изменяющимся условиям освещенности и работают с негативным сигналом днем и позитивным ночью. Для работы в ночном режиме используется подсветка с помощью осветителя с галогенными лампами накаливания.
Датчик износа, установленный на токоприемнике, предназначен для измерения износа контактного провода (до четырех в подвеске) в диапазоне сечений провода 0-50% от номинального с погрешностью не более ±3% номинального сечения при продольном разрешении не более 25 мм, при скорости движения вагона 90 км/ч.
Датчик износа смонтирован на специальном измерительном полозе и представляет собой систему из четырёх линейных цифровых телекамер и инфракрасных светодиодных осветителей. Передача данных в ИВК осуществляется по оптоволоконному кабелю. Датчик предназначен для работы в тёмное время суток.
Измерения силы нажатия токоприемника на контактный провод в пределах 40 - 400 Н с погрешностью не более ±5% происходят благодаря датчикам нажатия на основе тензочувствительных элементов. Усилие нажатия передается на тензочувствительные элементы через дополнительный измерительный полоз.
Измерения вертикальных ускорений для учета массы измерительного полоза токоприемника при измерениях нажатия (два акселерометра расположены по краям полоза) и продольных ускорений в горизонтальной плоскости для регистрации ударов и подбоев (один акселерометр расположен в середине полоза).
Первичными преобразователями являются электромеханические датчики подхватов, расположенные на измерительном токоприемнике. Измерительный токоприемник используется для измерения нажатия и напряжения на контактном проводе, для контроля высоты дополнительного стержня фиксатора и сопряжений воздушных стрелок, для фиксации ударов токоприемника.
Измерения напряжения на контактном проводе (3,3 кВ постоянного и 27 кВ переменного тока с погрешностью не более ±1%).
Высоковольтная развязка аппаратуры, регистрирующей ускорения, напряжение на контактном проводе, нажатие осуществляется с помощью мультиплексируемой цифровой оптоволоконной линии связи (эта же линия передает дискретные сигналы от датчиков подхватов).
Тепловизионный контроль состояния контактной сети осуществляется с помощью высокочувствительной, быстродействующей, компьютеризированной системы на базе ИК-камеры ТН7102 фирмы NEC (Япония), установленной на вышке ВИКС. Система позволяет записывать и обрабатывать тепловизионную информацию, передаваемую ИК камерой, по результатам которой определяются дефектные элементы контактной сети.
Измерения скорости движения вагона в пределах 0 - 200 км/ч и пройденного им пути с погрешностью не более ±1%. Средство измерений - устройство с датчиками ЭДС Холла, устанавливаемое на буксе колесной пары.
Измерения перемещений кузова вагона относительно уровня головки рельса в пределах 0-150 мм с погрешностью не более ±2%. Средство измерений - датчики с вращающимися трансформаторами с тросовым приводом и встроенными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП).
Фиксация визуальных показателей с помощью специальной клавиатуры с регистрацией в компьютере.
Аппаратура и программное обеспечение ВИКС позволяют решать следующие задачи:
- хранение в памяти компьютера данных нормативных журналов;
- анализ поступающих данных в реальном времени и фиксация отклонений от правил содержания контактной подвески, расчёт оценки в баллах состояния контактной подвески на каждом участке по утверждённой методике;
- возможность составления в памяти компьютера маршрута инспекционного объезда, во время которого производится автоматическая нумерация опор, привязка к пути, закрытие и открытие файлов данных; оператору предоставляется информация о названии перегона или станции, текущем номере опоры; осуществляется распечатка замеченных отклонений;
-дополнение видеозаписи с телекамеры в смотровой вышке титрами с информацией о названии перегона, текущем номере опоры, высоте, зигзаге и выносе контактного провода, скорости движения, температуре окружающего воздуха;
- синхронный просмотр видеозаписи и данных, записанных в компьютер.
1.1 Характеристики систем вагона ВИКС
Вагон-лаборатория состоит из:
- переоборудованного цельнометаллического купейного вагона;
- системы электроснабжения;
- пневматической системы подъема и опускания токоприемников;
- системы обдува датчика износа;
- системы газоснабжения;
- системы отопления от 380 В;
- системы дополнительного холодного и горячего водоснабжения;
- информационно-вычислительного комплекса (ИВК).
Стереотелевизионная система предназначена для измерения высоты и смещения («зигзаг», «вынос») контактного провода при оценке состояния контактной сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного токов вагоном-лабораторией испытаний контактной сети.
В стереотелевизионную систему измерения высоты и смещения КП интегрированы два датчиками фиксации опор контактной сети правого и левого бортов.
Стереотелевизионная система имеет следующие технические характеристики:
- число объектов, обнаруживаемых СТС - не более 16;
- число объектов (КП), фиксируемых СТС - не более 4;
- измеряемая высота КП относительно базовой линии СТС - от 1934 до 3434 мм;
- измеряемое смещение КП относительно вертикальной оси симметрии СТС - ± 700 мм;
- абсолютная погрешность измерения высоты и смещения КП- ± 5 мм;
- время проведения одного измерения - не более 4 мс;
-частоты записи координат КП - 1 раз на 20 см пути.
Датчики фиксации опор контактной сети правого и левого бортов имеют следующие технические характеристики:
- время проведения одного измерения — 1 раз на 2 см пути;
- частоты передачи информации в ЭВМ рабочего места оператора ИВК -1 раз на 20 см пути.
Составные части стереотелевизионной системы:
- блок оптической системы;
- три цифровые телевизионные камеры CAMTV1-CAMTV3 с встроенными микропроцессорными контроллерами управления фотоприемником на ПЗС линейке и фотодиодным приемником датчика опор и предварительной аналого-цифровой обработки получаемых видеосигналов на базе сигнального процессора ADSP-2191;
- четырехканальный мультиплексор сигналов от телевизионных камер MUXTV (четвертый канал — резервный);
- микропроцессорный контроллер PCDSP_MAIN, установленный в системную шину ISA процессорного блока ЭВМ рабочего места оператора ИВК, предназначенный для обработки информации, получаемой от телевизионных камер;
- осветитель КП (используется в темное время суток), состоящий из 9-ти оптических элементов автомобильных противотуманных фар;
- комплект из 4-х соединительных кабелей (три идентичных кабеля для соединения телевизионных камер с мультиплексором MUXTV и кабель для соединения мультиплексора MUXTV с контроллером.
Блок оптической системы предназначен для установки и фиксации телевизионных камер, а также для защиты телевизионных камер от атмосферных воздействий. Состоит из следующих составных частей:
- короба, установленного в технологическом помещении, который жестко закреплен в верхней части вагона сварным швом;
- узлов установки телекамер 1А.104.891 с вращающимися иллюминаторами, которые установлены и закреплены в нижней части короба и предназначены для защиты;
- крышки с приводом, установленной сверху на короб и предназначенной для защиты вращающихся иллюминаторов от атмосферных воздействий и механических повреждений в нерабочем состоянии.
Три цифровые ПЗС телевизионные камеры CAMTV1-CAMTV3 предназначены для измерения углового положение КП относительно оси оптической системы камеры. Оптические системы правой и левой ПЗС камер CAMTV2 и CAMTV3 дополнены фотодиодными приемниками датчика опор. Фотоприемники имеют поля зрения в виде вытянутого прямоугольника, ориентированного поперек оси ВИКС.
Рисунок 1.1 – Видеопоток, полученный с камер стереотелевизионной системы
Мультиплексор сигналов от телевизионных камер MUXTV, обеспечивает связь телевизионных камер с микропроцессорным контроллером, помещенным в системную шину ISA процессорного блока ЭВМ рабочего места оператора ИВК. Мультиплексор установлен в стойке ИВК, расположенной в аппаратном зале ВИКС. Микропроцессорный контроллер PCDSP_MAIN с встроенным блоком оптронных развязок, помещенный в системную шину ISA процессорного блока ЭВМ рабочего места оператора ИВК, предназначен для определения пространственного положения КП на основе получаемой от телевизионных камер информации об углах визирования КП. Микропроцессорный контроллер PCDSP_MAIN производит обработку и транслирует сигналы отметок опор контактной сети от датчика опор в ЭВМ рабочего места оператора ИВК. Осветитель КП расположен на верхней плоскости короба СТС и содержит девять оптических элементов автомобильных противотуманных фар с 50-ти ваттными галогенными лампами. Каждая оптическая система осветителя закреплена на своем кронштейне. В комплект соединительных кабелей входят кабели,
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
