Автоматизированная система контроля подвижного состава на ходу поезда (КТСМ)

Автор акцентирует внимание на важности своевременного выявления и устранения неисправностей железнодорожного подвижного состава. В статье представлено описание многофункционального комплекса технических средств (КТСМ), который позволяет предупредить возникновение необратимых отказов, способных привести к авариям и крушениям, увеличить скорость движения поездов, сократить затраты времени на техническое обслуживание составов, увеличить расстояния безостановочного пробега поездов без технического обслуживания.

Ключевые слова: подвижной состав, напольное оборудование, станционное оборудование, буксовый узел, колесная пара, перегонный комплект, канал связи.

Железнодорожный транспорт стремится к максимальному влиянию на рынке при одновременном снижении затрат. Своевременное обнаружение неисправностей предотвращает серьезные последствия, снижает затраты на обслуживание и ремонт, экономит энергию, минимизирует задержки и уменьшает износ.

Автоматизация и информационная поддержка необходимы для надежного транспортного сообщения. Системы технической диагностики, включая мониторинг состояния колесных пар и контроль температуры в буксе, необходимы для бесперебойной работы.

Современная технология контроля подвижного состава железнодорожного транспорта заключается в выявлении в проходящих поездах неисправностей, угрожающих безопасности движения, принятии мер к немедленной остановке всеми имеющимися средствами, недопущении дальнейшего следования неисправных вагонов без устранения дефектов или отцепки их от поездов [1].

В многофункциональных комплексах технических средств (КТСМ) используются постоянная автоматическая диагностика и дистанционный контроль узлов перегонных комплектов аппаратуры, что позволяет оперативно ремонтировать и производить её обслуживание и существенно повышает эксплуатационную надёжность [2, с. 273 -274].

Оператор центрального поста получает информацию о состоянии буксовых узлов по сети передачи данных. Буксовый узел является элементом колесной пары, обеспечивающий передачу нагрузки от тележки на шейку оси и ограничения продольного и поперечного перемещений колесной пары. В ходе эксплуатации буксовый узел подвергается жестким условиям работы, поэтому уделяется большое внимание его диагностике.

Принцип работы систем КТСМ заключается в том, что на всей сети железных дорог через каждые 20–30 км в обоих направлениях расположены перегонные устройства для контроля подвижного состава. При движении поездов по контрольному участку пути осуществляется идентификация всех подвижных единиц; подсчет осей и вагонов для привязки диагностических сигналов к конкретным осям и стороне поезда, синхронизации работы отдельных подсистем; обеспечение информационного взаимодействия с системами централизованного контроля и управления верхнего уровня; автоматическая передача и сохранение базы данных.

Вся информация о подвижных единицах с показаниями, выводимая в окнах программного обеспечения автоматизированного рабочего места линейного поста контроля, в зависимости от уровня тревоги окрашивается разными цветами (таблица 1).

Таблица 1

В настоящее время в ОАО РЖД для контроля технического состояния подвижного состава на ходу используется комплекс КТСМ-03. Главными преимуществами данного комплекса являются: небольшое потребление электроэнергии; установка перегонной аппаратуры в трех антивандальных шкафах с системой регулирования и поддержания температуры; компактность из-за отсутствия ненужных модулей; не требует частого обслуживания [2, с.279- 282].

Комплекс КТСМ-03 обеспечивает: определение типа каждой подвижной единицы (локомотива, грузового и пассажирского вагонов) в контролируемом поезде; буксового узла и занятости участка контроля; выявление нагрева заторможенных колесных пар и волочащихся элементов; контроль температуры рельсовых цепей, качество электроэнергии на питающих фидерах; автоматическое восстановление функционирования после сбоя подачи питающего напряжения.

Применение высокопроизводительных контроллеров позволяет контролировать четный и нечетный пути с помощью одного комплекта оборудования, что уменьшает трафик по каналам связи. Для передачи данных используются линии ВОЛС, радиоканалы и Ethernet, соединяющие постовое и станционное оборудование КТСМ. Напольное оборудование располагается на рельсах или рядом с путями, а постовое размещено в шкафах и помещениях ранее установленных КТСМ-01 и КТСМ-02. Блоки контроллеров соединяются с напольным оборудованием через специальный кабель.

Комплекс КТСМ-03 функционирует в непрерывном режиме. Он способен контролировать поезда, движущиеся со скоростью до 350 километров в час. Аппаратуре не угрожают динамические колебания напряжения электросети, а также импульсные помехи в диапазоне нано- и микросекунд, и электростатические разряды. По уровню индустриальных радиопомех комплекс соответствует предусмотренным нормам. Система КТСМ-03 включает в себя станционный и перегонный комплекты оборудования, которые связаны между собой каналами связи для передачи информации. Станционное оборудование системы контроля располагается у дежурного по станции. Перегонный комплект КТСМ делится на постовое и напольное оборудование, кабельное хозяйство и вспомогательные устройства.

Одно из ключевых отличий комплекса КТСМ-03 от моделей КТСМ-01 и КТСМ-02 заключается в том, что оборудование на посту размещается в специализированном шкафу, оснащенном системой поддержания и регулирования температуры внутри. В летний период это оборудование будет охлаждаться, а в зимнее время система обогрева обеспечит защиту от возможных сбоев в работе при низких температурах [3].

Для обеспечения контроля на двухпутном участке КТСМ-03 требуется один комплект постового оборудования и два комплекта напольного оборудования, что является более экономически и энергетически эффективным решением по сравнению с установкой двух комплектов КТСМ-02. На аппаратном уровне предусмотрена возможность удаленной диагностики оборудования с учетом различий между КТСМ-02 и КТСМ-03. В КТСМ-03 отсутствует рельсовая цепь наложения, а для определения захода поезда используются датчики подсчета осей. В результате повышается уровень «грозозащиты», и снижается вероятность сбоя работы аппаратуры при заходе поезда в зону контроля.

Напольные камеры устанавливаются без жесткой привязки к положению датчиков прохода осей, поэтому при настройке необходимо в конфигурации указать фактическое расстояние между датчиками и камерой. В результате такого подхода стали возможными оперативная установка и демонтаж камер и датчиков без изменения рельсового основания. Применение фотонных датчиков вместо применяемых ранее болометров позволили повысить точность измерения температуры.

Литература:

1. Иванова, Е. И. Интеллектуальная информационная система для решения задач прогнозирования неисправностей вагонного оборудования на железнодорожном транспорте / Е. И. Иванова. — Текст: непосредственный // Программные продукты и системы. — 2015. — № 4. — С. 231–236.
2. Малыгин, Е. А. Технические средства и технологии обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте: учебное пособие / Е. А. Малыгин. — Екатеринбург:, 2021. — 448 с. — ISBN 978–5–94614–496–4. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/246824 (дата обращения: 18.01.2025). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
3. Марюхненко, В. С. Особенности контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда / В. С. Марюхненко, А. В. Пультяков. — Текст: непосредственный // Автоматика на транспорте. — 2016. — № 2. — С. 272–287.