Прочностной мониторинг вагонных конструкций (Раздел дипломного проекта), страница 4

На станции осуществляется также акустический контроль прибывающих и отправляющихся поездов с обработкой информации тем же компьютером, который используется при обнаружении не отпущенных ручных тормозов. Два микрофона, установленные с обеих сторон пути, получают акустические сигналы от проходящих поездов. В результате обработки эти сигналы преобразуются в цифровые и закладываются в память компьютера.

Два пункта наблюдения, расположенные у вагоноопрокидывателей, одинаковы. В настоящее время в этих пунктах осуществляется проверка состояния вагона по 10 параметрам:

- измерение толщины тормозных колодок;

- контроль наличия крепежных чек тормозных колодок;

- контроль наличия болтов на крышках подшипниковых букс;

- контроль целостных пружин рессорного подвешивания тележек;

- измерение диаметра колес;

- считывание номера вагона.

В системе АСЕS используются как новые, так и уже применявшиеся ранее разработки.

Одним из первых был разработан алгоритм оптического считывания цифр номера вагонов. Он предназначен как для идентификации индивидуального номера вагонов, так и для определения их порядкового номера в составе поезда.

Подобно этому ВНР Iron One уже имела 16-месячный опыт использования системы измерения толщины и контроля целостных тормозных колодок. Ежесуточно проверяются состояние более 10 тыс. колодок с точностью около 0,5 мм, практически недостижимой при визуальном осмотре «вручную». Колодки просматриваются направленными телевизионными камерами, а изображение автоматически обрабатывается компьютером с выведением значения толщины на экран дисплея с выдачей тревожного сигнала в случае недопустимого износа или излома колодки. Поскольку каждая колодка подвергается осмотру почти ежесуточно, накопленная информация о состоянии колодок может быть использована для анализа тенденции развития их износа и влияния внешних факторов.

Контроль наличия элементов крепления крышек подшипников букс явился более поздней разработкой. Хотя эти дефекты не столь часто встречаются в эксплуатации, их своевременное обнаружение имеет большое значение для обеспечения безопасности движения поездов. То же относится к измерению расстояния между буксой и боковиной тележек и контроля целостности пружин рессорного подвешивания. Эти операции также осуществляются с помощью телевизионных камер и использованием алгоритмов последующей обработки полученных изображений.

Еще позже была разработана и включена в системуАСЕS процедура снятия профиля поверхности катания колес. Ежесуточно выполняют измерения примерно 10 тыс. колес с точностью 0,5 мм. Одновременно со снятием геометрических параметров алгоритм этой операции позволяет обнаружить дефекты на поверхности катания, например, отслаивание металла и пленообразование. Накопление информации в базе данных дает возможность проследить за развитием некоторых характерных параметров, например, за нарастанием величины проката поверхности катания. Выявление тенденций изменения параметров подвижного состава важно для организации системы технического обслуживания и ремонта по фактическому состоянию, так как при этом можно заранее предвидеть время выполнения соответствующих восстановительных работ и требующиеся для этого производственные и материальные ресурсы.

Последней по времени разработкой стало измерение расстояния между головкой сцепки и торцом рамы вагона, характеризующего состояние поглощающего аппарата. Объективность измерения зависит постоянства усилия сжатия поглощающих аппаратов, которое обеспечивается стабильностью работы механизма проталкивания вагонов через вагоноопрокидыватель с фиксированной скоростью. В процессе эксплуатации указанное расстояние постепенно изменяется в соответствии с накоплением усталостных деформаций пружинного комплекта поглощающего аппарата; оно также является функцией положения вагона в составе поезда, так как зависит от меняющихся динамических продольных сил. Автоматизированное измерение этого расстояния с обработкой полученного от телевизионных камер изображения, позволяет оценить состояние поглощающего аппарата.

Измерение в пункте у вагоноопрокидывателей проще как с технической точки зрения, так и с точки зрения программного обеспечения, поскольку скорость надвига составов меньше (1,8 км/ч).

Неотъемлемой частью системы мониторинга стало взвешивание подвижного состава в движении. Оно помогает предотвратить излишне высокие динамические нагрузки на ходовую часть подвижного состава и путь, создаваемые сверхнормативно нагруженными вагонами, что особенно важно в условиях движения тяжеловесных поездов с осевыми нагрузками до 35т, близкими к пределу прочности и выносливости рельсов.

В системе АСЕS фирма АТRО использует устройство взвешивания, разработанные фирмами Westrail и Alcoa.

Взвешивающее устройство Westrail впервые было применено в Калгари. Оно выполнено по мостовой схеме, имеет питание от солнечных элементов и выдает машинисту поезда синтезированное речевое извещение в случае обнаружения в составе поезда осей с нагрузкой, превышающей допустимую. В соответствии с этим машинист может выбрать режим движения поезда со скоростью, устраняющей вероятность повреждения пути.

Во взвешивающем устройстве А1соа используется принцип стробоскопического эффекта при проблесковом освещении. Информация выдается на экран жидкокристаллического дисплея, а персонал вагоноопрокидывателя получает речевое извещение, если в вагоне осталось частично не выгруженная руда.

Применение компьютерной обработки видео изображений в мониторинге зарубежных стран и анализе тенденций его изменения уже дало положительный результат в улучшении использования подвижного состава. Благодаря своевременному обнаружению неисправностей или причин их возникновения уменьшилось число случаев непредвиденных аварийных ситуаций в пути следования. Созданы благоприятные условия для развития движения тяжеловесных поездов [10].