Введение к работе
1212— 1 .
Актуальность проблемы.
В ОАО «Российские железные дороги» постоянно проводятся системные исследования, направленные на повышение уровня безопасности перевозок. Решение этой проблемы особенно остро встало в настоящее время в силу критического износа подвижного состава, который составляет:
по грузовым вагонам - 85%;
по электровозам - 72,5%;
по тепловозам - 84,2%;
по пассажирским вагонам - 74,1%.
При этом средний возраст грузовых вагонов превышает 18 лет при нормативном сроке службы 28 лет. В том числе по наиболее дефицитному парку полувагонов средний возраст составляет свыше 16 лет при нормативном сроке службы 22 года. Износ подвижного состава железных дорог необщего пользования превышает 70%. Превысили нормативные сроки службы 52% парка электровозов, 31% тепловозов.
Такое техническое состояние подвижного состава при всей развитой технологии ремонта, эксплуатации и диагностики не исключает возможности возникновения внештатных ситуаций при железнодорожных перевозках (аварии, крушения).
Широко применяемые бортовые системы безопасности в тяговом составе, такие как комплексные локомотивные устройства безопасности типа «КЛУБ», не контролируют техническое состояние ходовых частей подвижного состава, на которые приходится более 70% отказов и не в состоянии идентифицировать момент схода вагона с рельсов.
Бортовые системы, применяемые в пассажирских вагонах, контролируют только температуру нагрева буксовых узлов, что является только косвенным показателем неисправности и не могут гарантировать безаварийное движение, так
как нагрев свидетельствует об имеющихся уже глубинных и опасных дефектах буксовых узлов. Эти системы так же не в состоянии проконтролировать момент потери контакта колеса с рельсом.
Постовые системы, контролирующие буксовые узлы при прохождении железнодорожных составов, позволяют вести только дискретный мониторинг, так как расстояние между постами достигает до 100 км. Эти постовые системы так же не гарантируют фиксацию момента схода вагона с рельсов.
Тем не менее, в настоящее время созданы и проходят испытания системы, смонтированные на подвижном составе, обеспечивающие непрерывный мониторинг технического состояния подвижного состава, включая и самое опасное его состояние - сход вагона с рельсов. Но в связи с тем, что такие системы должны быть смонтированы на каждом грузовом вагоне, инвентарный парк которых приближается к миллиону единиц, потребуются значительные экономические затраты для его модернизации. Широкая реализация таких систем практически неосуществима.
В силу вышеизложенного исследования по созданию высокоэффективной локомотивной системы идентификации схода вагона с рельса для обеспечения безопасности перевозок является предельно актуальной.
Цель и задачи исследования.
Цель диссертационной работы состоит в разработке системы идентификации схода вагонов при движении поезда.
В соответствии с этой целью в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
- исследованы системы контроля технического состояния ходовых частей подвижного состава в движении и выбрана за базовую - динамический мониторинг;
- изучены и определены методы диагностики, позволяющие фиксировать сход вагона с рельсов;
- созданы алгоритмы и программы для системы контроля схода вагона
с рельсов; .(.-
- выстроена архитектура и принципы построения локомотивной бортовой системы для непрерывного контроля наличия контакта колеса с рельсом;
- оптимизированы функционально и конструктивно системы идентификации схода вагонов с рельсов и автоматического экстренного торможения железнодорожных составов.
Научная новизна диссертации.
Обоснование динамического мониторинга как метода, обеспечивающего исключение возникновения внештатных ситуаций при организации перевозочного процесса за счет идентификации схода вагона с рельсов и одновременного автоматического экстренного торможения железнодорожных составов.
Исследования диагностических технологий и выбор вибродиагностики как базового инструмента при создании системы контроля схода вагона с рельсов.
Разработка критериев идентификации схода вагона с рельса путем использования эффекта «шпальной» и «околошпальной» частот.
Созданы расчеты «шпальной» и «околошпальной» полосы частот.
Разработка бортовой системы контроля схода вагонов и ее интеграция с автоматической системой экстренного торможения состава на ходу поезда.
Созданы алгоритмы и программы для системы контроля схода вагона с рельсов.
7. Определена архитектура и принципы построения локомотивной бор
товой системы для непрерывного контроля наличия контакта колеса с рельсом.
Практическая значимость работы подтверждена ходовыми испытаниями локомотивов и вагонов.
Структура и объем работы. Научный доклад состоит из четырех глав, заключения, списка научных трудов автора по диссертационной теме и списка использованной литературы.
