способ предупреждения разрушения устройств напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами и система для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ предупреждения разрушения устройств напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами на ходу подвижного состава, включающий выявление предметов, габариты которых входят в зону габарита установки напольного оборудования при прохождении составом зоны контроля соблюдения границ нижней габаритности с помощью устройства, установленного перпендикулярно рельсовому пути, выявляющего волочащиеся или свисающие предметы по усилиям силового воздействия от предметов с устройством, отличающийся тем, что устройство закрепляют как минимум на двух датчиках, а датчики закрепляют на шпале, в качестве датчиков используют датчики измерения силы, определяют скорость движения железнодорожного состава, измеряют силу удара волочащимся или провисающим предметом с помощью датчиков в зависимости от скорости движения железнодорожного состава, считают проходящие колесные пары, передают полученную информацию в вычислительное устройство, обрабатывают полученную информацию, определяют массу волочащегося или провисающего предмета, определяют вагон и положение предмета в проекции вагона, определяют предельно допустимую скорость движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования выявленным предметом, визуализируют полученную информацию на экран компьютерного монитора диспетчера, подают тревожный сигнал для привлечения внимания диспетчера и машиниста, указывающий на необходимость снижения скорости движения локомотива, принимают решение о допустимой скорости дальнейшего движения железнодорожного состава.

2. Система предупреждения разрушения напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами, содержащая устройство, входящее в комплекс технических средств многофункциональный (КТСМ) для диагностики ходовых частей железнодорожного подвижного состава, оснащенное датчиками обнаружения волочащихся или свисающих предметов на ходу состава по усилиям воздействия предмета со средством контакта устройства, перекрывающее контролируемое пространство в плоскости, перпендикулярной рельсовому пути, выполненное в виде двускатных отбойников, измерительный блок, отличающаяся тем, что устройство смонтировано на датчиках, установленных на опорах неподвижно закрепленных на концах шпал, дополнительно содержит микроконтроллерный блок и блок согласования, при этом вход блока согласования подключен к выходу измерительного блока, к выходам счетчика колесных пар и блока вычисления скорости движения состава, входящих в КТСМ, выход блока согласования подключен к микроконтроллерному блоку устройства, который взаимодействует с микроконтроллером КТСМ.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что устройство имеет как минимум два датчика.

4. Система по любому пп.2 и 3, отличающаяся тем, что датчики выполнены в виде тензодатчиков.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что устройство имеет как минимум два тензодатчика и один датчик акселерометрический.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспорту, а именно к железнодорожному, и может быть использовано для выявления волочащихся и провисающих предметов на ходу подвижного состава, которые могут привести к разрушению устройств напольного оборудования.

Известен способ автоматизированного выявления нарушения габаритов погрузки подвижного состава (RU 2066282 С, В61К 9/02), заключающийся в контроле соблюдения границ габаритности погрузки при входе состава в зону контроля с помощью оптоэлектронных датчиков и определении негабаритности грузов.

Недостаток заключается в использовании оптоэлектронных датчиков для контроля соблюдения границ габаритности погрузки по максимально допустимому габариту вагона, что не обеспечивает определение границ совмещенного зонального габарита погрузки и габарита подвижного состава при очертании бокового габарита погрузки по габариту подвижного состава. Данный способ не выявляет нарушения габаритов волочащихся и провисающих предметов на ходу подвижного состава.

Известно устройство, которое реализует способ для контроля негабаритности грузов на подвижном составе, в котором используют вертикальные стойки с поворотными элементами, образующими контур габарита погрузки и установленными независимо друг от друга, при этом поворотные элементы снабжают датчиками угла поворота, которые электрически соединяют с блоком электронной обработки сигналов и механическими компенсаторами, состоящими из шарнирно закрепленных корпусов (SU 432028 А, В61К 9/02, 02.10.1972).

Недостаток данного технического решения заключается в том, что контакт с негабаритным грузом происходит вне зоны нижнего габарита напольного оборудования.

Известно устройство выявления провисающих предметов на ходу подвижного состава, частично позволяющее реализовать предлагаемый способ, содержащее средство контакта, перекрывающее контролируемое пространство, которое установлено в плоскости перпендикулярной рельсовому пути. Средство контакта представляет собой вибропровод, внутри которого установлен вибродатчик, вибропровод установлен на шпале на виброизоляторах и закрыт двускатными отбойниками, вибродатчик датчик подключен к измерительному блоку (RU 2196065).

Недостаток данного технического решения заключается в невозможности фактического определении значения величины удара, фиксируется только его пороговое значение, невозможности позиционирования негабаритного предмета с точным указанием его массы и положения в железнодорожном составе, существенной зависимости показаний датчика от температурных колебаний, вызванных различной жесткостью виброизоляторов и как следствие погрешности регистрации силы удара, соизмеримой с погрешностью срабатывания устройства. Однако по своей технической сущности и достигаемому результату данное решение наиболее близко предлагаемому.

Задачей предлагаемого способа является повышение безопасности движения подвижного состава, обеспечение сохранности от разрушения напольного оборудования.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в обнаружении волочащихся и провисающих предметов на ходу подвижного состава, выступающих за нижний габарит подвижного состава, способных при достижении определенной скорости состава разрушить напольное оборудование, в определении вагона и положения опасных предметов в проекции вагона, в определении предельно допустимой скорости движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования предметами, выступающими за нижний габарит подвижного состава, в оценке уровня опасности в зависимости от скорости движения состава и передаче его на диспетчерский пульт и машинисту локомотива с указанием предельно допустимой скорости движении поезда

Технический результат достигается способом предупреждения разрушения устройств напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами на ходу подвижного состава, включающим выявление предметов, габариты которых входят в зону габарита установки напольного оборудования при прохождении составом зоны контроля соблюдения границ нижней габаритности с помощью устройства, установленного перпендикулярно рельсовому пути, выявляющего волочащиеся или свисающие предметы по усилиям силового воздействия от предметов с устройством, при этом устройство закрепляют как минимум на двух датчиках, а датчики закрепляют на шпале, в качестве датчиков используют датчики измерения силы, определяют скорость движения железнодорожного состава, измеряют силу удара волочащимся или провисающим предметом с помощью датчиков в зависимости от скорости движения железнодорожного состава, считают проходящие колесные пары, передают полученную информацию в вычислительное устройство, обрабатывают полученную информацию, определяют массу волочащегося или провисающего предмета, определяют вагон и положение предмета в проекции вагона, определяют предельно допустимую скорость движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования выявленным предметом, визуализируют полученную информацию на экран компьютерного монитора диспетчера, подают тревожный сигнал для привлечения внимания диспетчера и машиниста, указывающий на необходимость снижения скорости движения локомотива, принимают решение о допустимой скорости дальнейшего движения железнодорожного состава. Кроме этого измерения силы удара волочащимся или провисающим предметом проводят с помощью датчиков в зависимости от скорости движения железнодорожного состава, а в качестве датчиков используют датчики измерения силы.

Предлагаемый способ предупреждения разрушения устройств напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами основан на регистрации усилия воздействия предметов с устройством контроля, закрепленным на тензодатчиках, расположенных по краям несущей балки, а тензодатчики закреплены на шпалах конструкции, расположенной в плоскости, перпендикулярной рельсовому пути. Закрепление несущей балки на двух тензодатчиках позволяет определить по реакции каждого датчика место приложения нагрузки и силу удара. Возможна дополнительная установка на несущую балку акселерометрического датчика, который позволит определять силу удара другим способом. Это повысит точность расчетов массы предмета. использование датчиков. Информация, полученная при считывании проходящих колесных пар, позволит определить вагон в составе поезда и быстрее найти опасный предмет. Полученная информация по массе и скорости волочащегося или свисающего предмета позволит по известным зависимостям вычислить критическую скорость движения состава, при которой волочащийся или свисающий предмет могут разрушить напольное оборудование. Нормативами установлено, сила удара в вертикальной плоскости должна контролироваться в пределах 19-24 кН, а в горизонтальной 38-42 кН, соответственно существующие средства контроля проектируются на разрушение при превышении верхней границы и сохранении работоспособности при нагрузках ниже нежней границы. Однако один и тот же предмет, волочащийся или свисающий с вагона, может пройти при малой скорости устройства, настроенного на разрушение, а при увеличении скорости данный предмет может создавать усилия, способные превысить установленное пороговое значение. В этом случае неизбежно повреждение напольного оборудования. Предлагаемый способ позволяет, при прохождении составом зоны контроля, определить наличие волочащегося или свисающего предмета, определить его массу по усилиям, которые он создает при ударе по устройству контроля, определить скорость состава и вычислить предельно допустимую скорость, при которой данный предмет не разрушит напольное оборудование, а при повышении скорости предупредить диспетчера и машиниста локомотива о возможной опасности.

Для реализации предлагаемого способа разработана система предупреждения разрушения напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой системе является автоматическая система контроля волочащихся и провисающих предметов на ходу поезда (Есюнин В.И., Рахманов Л.А. Автоматическая система контроля волочащихся и провисающих предметов на ходу поезда. «Автоматика, связь, информатика», 2003 г., № 7, стр.39-40).

Система контроля содержит устройство, входящее в комплекс технических средств многофункциональный (КТСМ) для диагностики ходовых частей железнодорожного подвижного состава, оснащенное датчиками обнаружения волочащихся или свисающих предметов на ходу состава по усилиям воздействия предмета со средством контакта устройства, перекрывающее контролируемое пространство, в плоскости, перпендикулярной рельсовому пути, выполненное в виде двускатных отбойников, измерительный блок.

К недостаткам данной системы относится отсутствие возможности предупреждения разрушения напольного оборудования, которое может произвести волочащийся и свисающий предмет на ходу подвижного состава, выступающие за нижний габарит подвижного состава, способные при достижении определенной скорости состава определить вагон и положения опасных предметов в проекции вагона, тем самым снизить время на его поиски, отсутствует возможность определения предельно допустимой скорости движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования предметами, выступающими за нижний габарит подвижного состава, в отсутствии оценки уровня опасности в зависимости от скорости движения состава и передачи его на диспетчерский пульт и машинисту локомотива с указанием предельно допустимой скорости движения поезда, выходные данные устройства, входящего в состав системы, имеют существенную зависимость от температуры окружающей среды, ухудшение демпферных свойств резиновых амортизаторов при крайних значениях температур приводит к снижению ее чувствительности и, как следствие, - искажению показаний датчика.

Задачей предлагаемой системы является повышение безопасности движения подвижного состава, обеспечение сохранности от разрушения напольного оборудования.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в определении волочащихся и провисающих предметов на ходу подвижного состава, выступающих за нижний габарит подвижного состава, способных при достижении определенной скорости состава разрушить напольное оборудование, в определении вагона и положения опасных предметов в проекции вагона, в определении предельно допустимой скорости движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования предметами, выступающими за нижний габарит подвижного состава, в оценке уровня опасности в зависимости от скорости движения состава и передаче его на диспетчерский пульт и машинисту локомотива с указанием предельно допустимой скорости движении поезда

Технический результат достигается предлагаемой системой предупреждения разрушения напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами, содержащей устройство, входящее в комплекс технических средств многофункциональный (КТСМ) для диагностики ходовых частей железнодорожного подвижного состава, оснащенное датчиками обнаружения волочащихся или свисающих предметов на ходу состава по усилиям воздействия предмета со средством контакта устройства, перекрывающее контролируемое пространство, в плоскости, перпендикулярной рельсовому пути, выполненное в виде двускатных отбойников, измерительный блок, при этом устройство смонтировано на датчиках, установленных на опорах, неподвижно закрепленных на концах шпал, дополнительно содержит микроконтроллерный блок и блок согласования, причем вход блока согласования подключен к выходу измерительного блока, к выходам счетчика колесных пар и блока вычисления скорости движения состава, входящих в КТСМ, выход блока согласования подключен к микроконтроллерному блоку устройства, который взаимодействует с микроконтроллером КТСМ. Кроме этого устройство имеет как минимум два датчика, датчики выполнены в виде тензодатчиков, устройство имеет как минимум два тензодатчика и один датчик акселерометрический.

Устройство расположено в зоне контроля нижнего габарита в плоскости, перпендикулярной рельсовому пути. Сигнал о силовом воздействии на устройство контроля предметом, габариты которого входят в зону габарита установки напольного оборудования, поступает с датчиков. В качестве датчиков используются датчики силы, на которых и закреплено устройство контроля, а датчики жестко закреплены на шпалах. Использование в конструкции устройства в качестве датчика силы тензометрического датчика обуславливает создание достаточно прочной конструкции, позволяющей выдержать усилие воздействия на устройство. Способность тензометрического датчика изменять электрический сигнал пропорционально воздействию на него нагрузки обеспечивает точность, соизмеримую с весовым оборудованием. В момент удара волочащимся или провисающим предметом, габариты которого выходят за пределы нижнего габарита подвижного состава, об устройство фиксируется силовая составляющая и одновременно определяется скорость движения подвижного состава. Наличие микроконтроллерного блока и блока согласования позволяют получить дополнительную информацию из системы КТСМ, позволяющую реализовать предлагаемый способ.

Принципиальная схема системы представлена на фиг.1.

Система состоит из устройства 1, оснащенного датчиками Т1 и Т2, установленными на опорах, неподвижно закрепленных на концах шпал 5, блока измерения 2, блока сопряжения 3, 10 и микропроцессорного блока 4, взаимодействующего с КТСМ 6, причем вход блока согласования подключен к выходу измерительного блока, к выходам счетчика колесных пар и блока вычисления скорости движения состава, входящих в КТСМ, выход блока согласования подключен к микроконтроллерному блоку устройства, который взаимодействует с микроконтроллером КТСМ 9.

Кроме этого устройство дополнительно к тензодатчикам может иметь один датчик акселерометрический.

Система предупреждения разрушения напольного оборудования волочащимися или свисающими предметами работает следующим образом. Устройство 1 контроля входящее в систему расположено в зоне контроля нижнего габарита, в плоскости перпендикулярной рельсовому пути. Сигнал о силовом воздействии на устройство контроля предметом, габариты которого входят в зону габарита установки напольного оборудования поступает с датчиков Т1 и Т2. В момент удара волочащимся или провисающим предметом, габариты которого выходят за пределы нижнего габарита подвижного состава, об устройство, фиксируется силовая составляющая блоком измерения 2 и одновременно определяться скорость движения подвижного состава блоком 8. Полученная информация передается в блок сопряжения 3, куда дополнительно поступает информация с датчиков осей 7 и блока определения скорости 8 КТСМ. Полученная информация обрабатывается в микропроцессорным блоке 4 и передается в КТСМ, который передает ее диспетчеру и машинисту локомотива.

Полученная информация содержит предельно допустимую скорость движения состава, при превышении которой возможно разрушение напольного оборудования выявленным предметом, тем самым определяя опасность на ранней стадии ее возникновения.