Содержание

Введение

1 Модернизация аппаратуры средств контроля подвижного состава на участке железной дороги

1. Развитие технических средств диагностики подвижного состава

1.2 Преимущество выбора аппаратуры КТСМ-02

1.2 Технические данные аппаратуры КТСМ-02

2 Состав и структура комплекса технических средств многофункционального КТСМ-02

2.1 Блок периферийного контроллера ПК-05

2.2 Блок управления напольными камерами БУНК

2.3 Подсистема дискретных сигналов ДС

2.4 Камера напольная малогабаритная КНМ-05

3 Организация канала передачи данных на центральный пост

3.1 Требования к оборудованию линейных пунктов

3.2 Требование к оборудованию центрального поста

3.3 Построение сети передачи данных

3.4 Расчет информационных потоков в сети передачи данных

3.5 Оборудование центрального поста контроля

4 Экономическая часть

4.1 Сравнительная стоимость оборудования

4.2 Сравнительная стоимость затрат на техническое обслуживание

5 Охрана труда

5.1 Требования безопасности при техническом обслуживании средств контроля подвижного состава

5.2 Требования безопасности при обслуживании ЭВМ

5.3 Действия электромехаников электромонтеров по оказанию первой медицинской помощи пострадавшим

5.4 Требования безопасности по окончании работы

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Одной из главных задач железнодорожного транспорта является макси­мальное расширение его влияния на рынке транспортных услуг при повсеме­стном снижении эксплуатационных расходов во всех хозяйствах.

Для обеспечения надежных и эффективных транспортных связей между поставщиками и потребителями требуется изменение технологии и повыше­ние уровня управления эксплуатационной деятельностью железных дорог. Это в свою очередь требует повышения оснащенности железных дорог сред­ствами автоматизации и информационного обеспечения перевозочного про­цесса. Последние относятся к группе технических средств, которые ком­плексно влияют на экономические показатели всех отраслей железнодорож­ного транспорта и в целом на рентабельность работы сети железных дорог. Следовательно, развитие средств автоматизации является одним из приори­тетных направлений в совершенствовании работы железных дорог.

Задачи, стоящие перед железнодорожным транспортом в нынешних экономических условиях, уровень оснащенности и состояние технических средств определяют следующие направления обновления и развития средств ЖАТ:

- их оздоровление путем полной замены или обновления средств, вы­работавших свой ресурс;

- сокращение избыточности средств ЖАТ и приведение оснащенности линий и участков железных дорог в соответствие с потребностью пе­ревозок и категорий железнодорожных линий;

- повышение уровня оснащенности и качественного уровня систем ЖАТ путем внедрения новых прогрессивных систем и устройств, полной замены и модернизации морально м физически устаревших систем и устройств

до уровня, обеспечивающего решение задач ком­плексной автоматизации управления перевозочным процессом и мас­совое внедрение информационных технологий;

• комплексный подход при решении задач обновления, повышения уровня оснащенности и ее сокращения. Создание комплексных сис­тем автоматизации

перевозочным процессом за счет объединения множества отдельных подсистем в комплексные системы, обеспечи­вающие совершенствование и реструктуризацию управления экс­плуатационной работой с максимальной ее централизацией;

внедрение систем, обеспечивающих сокращение эксплуатационных расходов во всех отраслях железнодорожного транспорта.

• внедрение систем, обеспечивающих сокращение эксплуатационных расходов во всех отраслях железнодорожного транспорта.

Необходимость реструктуризации средств ЖАТ определялась по сле­дующим критериям:

- повышение безопасности движения поездов;

- повышение пропускной и провозной способности;

- повышение надежности средств ЖАТ;

- решение о замене и модернизации средств ЖАТ, принимаемое для средств, нормативный срок службы которые истекает до 2009 г.;

• необходимость комплексной реконструкции средств ЖАТ для реали­зации комплексных общедорожных мероприятий по улучшению ра­боты отделений, узлов, направлений, участков и целевых Программ «ОАО РЖД»;

• полная замена систем ЭЦ и АБ, осуществляемая в случаях, когда суммарный объем частичной реконструкции систем на станциях и перегонах превышает 50 процентов;

- частичная реконструкция, если ее объем не превышает 30 процентов;

-при объеме реконструкции 30-50 процентов решение о варианте обновления системы определяется вариантом реконструкции соседних перегонов и Станций, а также целевыми задачами совершенствования ЖАТ;

- изменение топологии станций или количества стрелок и путей, спе­циализации путей на перегонах;

- совершенствование действующих средств с наращиванием функцио­нальных возможностей (внедрение средств диагностики и контроля, автоматизированных рабочих мест (АРМ) и др;

• внедрение средств, обеспечивающих базу для широкого применения информационных технологий.

1 Модернизация аппаратуры средств контроля подвижного состава на участке железной дороги

1. Развитие технических средств диагностики подвижного состава

Безопасность движения поездов при переходе на систему ремонта подвижного состава по пробегу или фактическому состоянию с одновременным удлинением расстояний (гарантийных плеч) между пунктами технического обслуживания (ПТО) во многом зависит от качества и надежности работы средств диагностики ходовых частей. Массовое внедрение с начала 70-х годов приборов для обнаружения перегреты букс ПОНАБ (с 1986 приборы ПОНАБ планомерно начали заменять на системы ДИСК-Б), разработанные учеными и специалистами Уральского отделения ВНИИЖТа в конце 60-х, оказало решающее влияние на сокращение изломов шеек осей из-за перегрева буксовых узлов на подшипниках скольжения. Это создало предпосылки для повышения скоростей движения поездов и осевых нагрузок, сокращения промежуточных ПТО и осмотрщиков вагонов.

Долгие годы у многих ученых и руководителей МПС существовало ошибочное мнение, что после перевода всего подвижного состава на подшипники качения проблема контроля буксовых узлов в движущихся поездах потеряет актуальность. Но уже к середине 80-х годов выяснилось, что роликовый буксовый узел в эксплуатации ведет себя подчас непредсказуемо и нуждается в более совершенных средствах диагностики, чем ПОНАБ и ДИСК.

За последние десятилетия отцепки вагонов от поездов из-за неисправности роликовых букс, учитываемые как брак в эксплуатационной работе, и отцепки вагонов по этой причине в период гарантийного срока после плановых видов ремонта вышли на первое место по вагонному хозяйству. И это несмотря на то, что были созданы и внедрены в колесно-роликовых цехах вагоноремонтных депо установки для без разборной вибро - акустической диагностики буксовых подшипников (УДП), новые средства неразрушающего контроля деталей подшипников и элементов колесных пар, электронные измерительные системы для подбора колец и роликов.

Как известно, к середине 90-х годов все приборы ПОНАБ-3 (выпускавшиеся с 1973 по 1985гг.) дважды и трижды выработали установленный восьмилетний ресурс. К кону прошлого века свыше 50 процентов систем ДИСК-Б также требовали модернизации или замены на более совершенные системы. Завершение в 1995 г. В Уральском отделении ВНИИЖТа длительного цикла разработки и освоение производства опытных образцов систем ДИСК-2 не решила возникшей проблемы (за 10 лет внедрено всего 34 комплекта – в основном на Ижевском отделении Горьковской дороги).

Специалисты предприятия НПЦ «ИНФОТЭКС» (г. Екатеринбург) в 1996 г. разработали и в 1997 г. сдали приемочной комиссии МПС микропроцессорный комплекс технических средств модернизации (КТСМ-01), а в 2000 г. более универсальный комплекс КТСМ-01Д для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 и ДИСК-Б.

Массовое внедрение КТСМ-01 на дорогах России для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 началось в 1998 г., КТСМ-01Д в 2001 г. В условиях ограниченных средств дорог на замену основных фондов их применение было эффективно, так как это позволило при минимальных затратах на модернизацию получить современные средства контроля с недостижимыми ранее показателями назначения и качества. В середине 2004 года на сети дорог эксплуатировалось свыше 3,5 тыс. средств контроля нескольких разновидностей: 13 единиц ПОНАБ-3; 1913 единиц ДИСК-Б, в том числе 34 единицы ДИСК-2, 1619 КТСМ, из них 13 единиц КТСМ-02. Во время модернизации сохраняется напольное и силовое оборудование ПОНАБ-3 или ДИСК-Б, при этом на перегонном посту контроля взамен функциональных стоек устанавливаются периферийные микропроцессорные контроллеры, а на примыкающие станции вместо приемных стоек с электроуправляемыми пишущими машинками – автоматизированные рабочие места оператора линейного пункта контроля (АРМ ЛПК) на базе микро ЭВМ. Несмотря на сохранение старого напольного оборудования количество отказов на единицу оборудования снизилось в два раза, а время простоя в неисправном состоянии 5-7 раз.

Достоверность показаний возросло в среднем с 91,5 процентов до 95,5 процентов. Затраты на регламентное обслуживание средств контроля работниками дистанции сигнализации, централизации и блокировки сократились в 1,5 – 2 раза, что было весьма важно в условиях спада объемов перевозок и вынужденного сокращения штата работников.

За пять лет с 1999 по 2003 год при общем увеличении средств технического контроля (СТК) на 15 процентов за счет внедрения КТСМ и создания новых постов контроля количество отказов и простоев оборудования в неисправном состоянии (в расчете на 10 единиц СТК) снизилось в 2 раза. Реализация заданий ОАО «РЖД» и начавшееся с 2003 года оснащение комплексами КТСМ Горьковской, Приволжской и Куйбышевской дорог позволило достичь в 2004 году еще более высоких показателей работы СТК.

Использование КТСМ в современных вычислительных и коммуникационных средств повлекло за собой разработку новых алгоритмов первичной обработки и последующего компьютерного анализа диагностической информации, оценки работоспособности самих технических средств контроля и передачи информации о техническом состоянии подвижного состава работникам всех причастных служб.

Модернизация оборудования повысила эффективность теплового контроля букс, что привело к созданию и внедрению многоуровневой информационной системы слежения за нагревом букс. АСК ПС автоматизированная система контроля подвижного состава, использование которой позволяет не только говорить о контроле за перегретыми буксами, но и о мониторинге, а также о диагностике букс по тепловому состоянию. Системами АСК ПС оснащено 90 процентов дорог за исключением Сахалинской. Централизация позволяет выявлять аварийный нагрев буксового узла на начальной стадии – по интенсивности приращения уровней теплового сигналов при движении поезда через посты контроля, размещенные через 25 – 30 км участка (между ПТО), осуществлять запросы в автоматизированную систему управления перевозками (АСОУП) и привязку показаний к графиковому номеру поезда, выдавать оперативные данные дежурному персоналу станции и поездному диспетчеру, отслеживать изменение настроек, выполнение регламентных работ по графику технологического процесса линейных станций, вести учет отказов и простоев оборудования, выдавать по запросу статистику о работе средств контроля.

Однако при модернизации аппаратной части систем диагностики букс до сих пор оставались неизменными отдельные принципы их контроля, разработанные еще для букс на подшипниках скольжения. Так, в аппаратуре контроля букс с помощью инфракрасной техники (ИТ) ПОНАБ, ДИСК, КТСМ-01, КТСМ-01Д приемники инфракрасного излучения (болометры) установлены под углом 13 или 20 градусов к горизонтальной оси пути. Они ориентированы, как предполагалось разработчиками, в основном, на поверхности крышки буксового узла и частично на верхнюю цилиндрическую (попутную относительно движения поезда) часть корпуса буксы.

Данная схема установки приемников обладает рядом недостатков: нестабильностью ориентации в пространстве из-за сезонных изменений в структуре балластного слоя на котором установлены напольные камеры с приемниками инфракрасного излучения; возможной потерей приемником излучения обзора буксы из-за динамических перемещений колесной пары, усугубленных повышенным износом ходовых частей; сложностью ориентации в пространстве и, соответственно настройки; влияние солнечного на регистрацию показаний нагрева корпуса буксы.

Ориентация приемников инфракрасного излучения (ИК) на буксу под углом 34 градуса к горизонту и 13 градусов к оси пути, разработанная еще для подшипников скольжения, сохранялась и для тепловой диагностики букс на подшипниках качения. В 1999 году специалисты Уральского отделенияВНИИЖТа предложили увеличить угол в плане с 13 до 20 градусов. Однако эти рекомендации, не подкрепленные изменениями в алгоритмы обработки тепловых сигналов, не получили на дорогах широкого применения из-за увеличения количества необоснованных задержек поездов, в том числе и ложных показаний вследствие солнечного воздействия.

Традиционные же принципы контроля снижают эффект от использования новой совершенной аппаратуры, так как на первичной стадии улавливания и регистрации теплового излучения корпусов букс возможны грубые ошибки, являющиеся причиной несвоевременного обнаружения аварийного нагрева букс или необоснованных задержек поездов при повышенном, допустимом рабочем нагреве буксовых узлов. Решение этих задач потребовало дополнительных исследований. Средствами компьютерного моделирования было установлено, что на перемещение зоны сканирования болометром буксового узла влияет изменение диаметра колеса вследствие износа по кругу катания, а также вертикальные и горизонтальные перемещения буксы при движении. Моделирование езды вагона дало максимальные амплитуды вертикальных и горизонтальных отклонений буксового узла на скорости 60 км/ч, из которых были составлены варианты возможных неблагоприятных сочетаний, определяющих уровень теплового сигнала.

Полученные результаты, показывают, что величина сигнала на выходе приемника ИК излучения только по причинам геометрического характера может изменяться в семь раз (100 и 14 процентов). В эксплуатации это может привести к ошибкам при обнаружении перегретых букс.

С учетом полученных результатов исследований было предложено направить приемник ИК излучения на нижнюю цилиндрическую часть корпуса буксы. При этом камера с приемником может быть прикреплена непосредственно на подошву рельса или на концы смежных шпал. Тем самым обеспечивается стабильность положения напольной камеры и приемника относительно контролируемого объекта, а также наименьшее расстояние до объектаконтроля. Полученные результаты исследований явились обоснованием создания технических средств теплового контроля нового поколения – подсистемы КТСМ-02Б (букса). При этом была реализована новая концепция построения многофункциональной системы диагностики подвижного состава КТСМ-02 - комплекс технических средств многофункциональный.

2. Преимущество выбора аппаратуры КТСМ-02

Комплекс состоит из подсистем для обнаружения перегретых букс (Б), неисправности тормозной системы (Т), волочащихся деталей (В), дефектов колес по кругу катания (К), а также множество подключаемых подсистем. Комплексная система контроля подвижного состава изображена на Листе 1 графического материала. Таким образом, средства контроля нагрева букс КТСМ-02Б в составе базовой системы становятся только одной из подсистем, что расширяет возможности вновь созданной.

Для подсистемы КТСМ-02Б разработана специальная малогабаритная напольная камера КНМ-05, которая устанавливается на подошве рельса, как показано на Рис.1.

Рис. 1 Схема ориентации приемника ИК - излучения КНМ-05

По основным показателям назначения, а также по экономическим и показателям надежности разработанная система КТСМ-02БТ имеет неоспоримые преимущества относительно средств контроля предыдущих поколений (типа ДИСК и КТСМ-01Д).

По результатам статистической обработки данных эксплуатации КТСМ-02 на Свердловской, Южно - Уральской и Западно - Сибирской дорогах были проведены сравнительные исследования с системами КТСМ-01 и КТСМ-01Д. Полученные более высокие показатели эффективности работы новых комплексов – об этом можно судить по увеличению количества показаний на 1000 проконтролированных поездов и достоверности (подтверждаемости) показаний, по росту процентов отцепленных вагонов от числа зарегистрированных и подтвержденных осмотрщиками вагонов.

Применение КТСМ-02 станет особенно эффективным для контроля технического состояния ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов нового поколения с коническими двухрядными буксовыми подшипниками кассетного типа. Размещение кассетного подшипника в корпусе стандартной буксы или полубуксе (в адаптере) и применение в зоне их сопряжения с боковой рамой тележки металлических и полиамидных виброизоляционных прокладок не будет иметь существенного значения для напольных камер КТСМ-02, ориентированных на нижнюю часть буксового узла.

Важным является также использование в КТСМ-02 устройств обнаружения нижнего негабарита, устройств СКВП-2 (разработка НО ВНИИЖТ), более надежных датчиков в подсистеме обнаружения дефектов колес.

К перечисленным преимуществам комплекса КТСМ-02 следует добавить возможность контроля подвижного состава при движении в прямом и обратном направлениях. Для однопутных участков это позволит избежать необходимости установки в обратном направлении дополнительных комплектов аппаратуры.

Программное обеспечение для всех комплексов диагностических средств прошло процедуру экспертизы во ВНИИАС и в испытательном центре «ИБТранс» и зарегистрировано в отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП) ОАО «РЖД». Комплекс КТСМ-02 с подсистемами Б, Т, В, К, прошедшим стадию приемочных испытаний и освоения промышленного производства, рекомендован Департаментом вагонного хозяйства ОАО «РЖД» для дооснащения ПТО грузовых вагонов сетевого значения.

Подсистема В комплекса КТСМ-02 с оригинальным напольным оборудованием должны прийти на замену с разрушаемым при срабатывании устройствами контроля схода подвижного состава (УКСПС).

3. Технические данные аппаратуры КТСМ-02