Результаты испытаний САУ на базе ГНСС (ГЛОНАСС/GPS) при проведении модернизации на ЗСЖД

В.М. Жидов

Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск

Внастоящее время большое внимание уделяется вопросу -по вышения скоростей движения железнодорожных составов. Решение такой задачи невозможно без наличия качественного пути. Получение качественного пути возможно при наличии полноценной цифровой модели пути, специализированной дорожно-строительной техники и квалифицированного персонала.

Главная задача любого ремонта пути— восстановление его технических параметров в соответствие проектным значениям. Главная задача содержания пути— поддержание всех геометрических параметров в соответствии с их проектными значениями.

Внаучно-исследовательской лаборатории«Диагностика дорожных одежд и земляного полотна» Сибирского государственного университета путей сообщений разработаны системы автоматизированного управления (САУ) специализированной дорожностроительной техникой, выполняющей комплекс работ по капитальному ремонту и модернизации железнодорожных путей. САУ устанавливаются щебнеочистительную машину, электробалластер

идоумат. Системы автоматизации процессом работ на каждой машине реализованы с использованием спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS.

Штатные системы автоматизации работ позволяют выполнять сглаживание пути и выставлять заданные параметры кривых. Главный недостаток — не имеют привязки к пространственному положению пути. Штатное оборудование электробалластера позволяет надежно выполнять постановку пути в проектное положение на двухпутных участках, где есть возможность использовать положение соседнего пути и опор контактной сети. В таком варианте работ имеется проблема, связанная с временным интервалом между геодезической съемкой перед проектированием, самим проектированием и реализацией проектного решения в натуре. В этот период оба пути находились в процессе эксплуатации, и как следствие — подвергались динамическим нагрузкам. Выполняя

141

подготовку проектных данных для работы дорожно-строительных машин к работе в автоматизированном режиме, выявлялись участки соседнего пути с отклонениями в плановом положении от проекта на величину до 10 см. В конечном итоге при выполнении работ по ремонту или модернизации пути получаем устаревшее проектное решение. В случае однопутных участков проблема реализации проектного решения вызывает серьезные затруднения как с точки зрения качества, так и скорости выполнения работ.

Установленное оборудование позволяет полностью автоматизировать процесс работы электробалластера, и перейти на координатные методы реализации проектных решений. Такой подход позволяет избежать вопроса актуальности проекта. При этом появляются новые требования к качеству проектных данных. В настоящее время работы выполняются по имеющимся проектным данным, представленным на бумажной основе, где вся информация имеет привязку к пикетам и опорам контактной сети.

В настоящее время проведены испытания САУ на нескольких опытных участках, расположенных на территории ЗападноСибирской железной дороги. Эксперименты проводились в Кемеровской и Новосибирской областях как на двухпутных, так и на однопутных участках железнодорожных путей, общей протяженностью более 10 км.

Контроль работы электробалластера в автоматизированном режиме осуществлялся с помощью промеров междупутных расстояний на двухпутных участках и сравнении этих данных с проектными значениями. На однопутных участках такой контроль осуществлялся независимой геодезической съемкой пути и сравнением его пространственного положения с цифровой моделью пути. Такой контроль осуществлялся после каждого прохода техники. Несколько проходов техники связано с конструктивными особенностями и технологией производства работ.

Результаты таких испытаний показывают, что постановка пути в проектное положение в автоматизированном режиме -осу ществляется с точностью 2–3 см. Результаты работы САУ, полученные на участке Белово-Бочаты, I путь от 239 км до 241,9 км направления Юрга-Таштагол Западно-Сибирской железной дороги, приведены в таблице.

142

Диагностика объектов земляного полотна железных дорог

И.А. Котова

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Для получения объективной информации о техническом состоянии земляного полотна и своевременного выявления деформирующихся объектов необходима система надежной диагностики.

В зависимости от объекта исследования, эксплуатационных и природно-климатических условий, поставленной задачи могут быть использованы различные методы диагностики, в том числе и современные геофизические, которые в отличие от традиционных (эксплуатационных, инженерно-геодезических, инженерногеологических) не требуют больших затрат труда и времени.

143

Одним из самых удобных для массовой и оперативной диагностики земляного полотна большой протяженности с целью определения мест расположения дефектов и деформаций является георадиолокационный метод. Тем более что георадарами сейчас оборудованы современные путеобследовательские станции, например диагностический комплекс инфраструктуры ЭРА. С помощью георадаров можно достаточно точно в автоматическом режиме определять глубину залегания балластных материалов и положение основной площадки земляного полотна.

Однако довольно проблематична детальная расшифровка волновых профилей деформированных участков для определения положения, распространения и характера деформации, так как она проводится после прохода диагностического комплекса и сильно зависит от опыта и квалификации специалиста, выполняющего анализ результатов зондирования.

Было бы весьма целесообразным совершенствование оборудования и программного обеспечения путеобследовательских лабораторий для большей автоматизации процесса расшифровки и анализа результатов обследования земляного полотна.

Оценка погрешности измерения продольных деформаций рельса методом тензометрии

П.Г. Суровин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Ранее была разработана методика косвенного измерения поперечных перемещений сечений рельса, вызванных поездной нагрузкой. Эта методика включает в себя измерение продольных деформаций рельса. В настоящей работе рассматривается влияние длины базы датчика на погрешность измерения деформаций и предлагается конструкция датчика.

Измерение деформации всегда производится на некоторой базе датчика lT . При этом измеряется средняя по длине базы деформация, что при неоднородном деформированном состоянии вызывает систематическую погрешность. Для оценки этой погрешно-

сти необходимо найти среднюю деформацию на длине базы и

144

сравнить ее с деформацией в середине базы. Расчет показывает, что даже при длине базы 10 см, погрешность удовлетворительна.

Предложена возможная конструкция съемного тензодатчика. В датчике используется рамка, на которую наклеиваются тензорезисторы. Рамка с помощью магнитов, закрепленных на ней, устанавливается на рельс. Магниты обеспечивают совместную деформацию рельса и рамки. Таким образом, деформация рамки, а, значит, и показания датчика, пропорциональны деформации рельса. Коэффициент пропорциональности зависит только от геометрических размеров рамки и может быть вычислен.

Рассмотрены основные требования к системе измерения в целом:

–измерительная аппаратура должна входить в состав комплекса, работающего под управлением ЭВМ;

–тензометрическая станция должна состоять из четырех(по количеству точек измерения деформаций) отдельных измерительных блоков и блока связи с ПЭВМ;

–отдельный измерительный блок должен содержать источник опорного напряжения дли питания моста тензорезисторов, он же является опорным напряжением для АЦП.

Методика определения поперечных перемещений рельса

П.Г. Суровин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Прямое измерение перемещений рельса затруднительно. Основная причина этого— отсутствие на железнодорожном пути неподвижных точек, относительно которых можно проводить измерения.

Для косвенных измерений предлагается измерять изгибающие моменты и численно интегрировать уравнение изогнутой оси балки, используя метод конечных разностей. Расчетная схема — балка на сплошном упругом основании.

Основные гипотезы:

–железнодорожный путь однородный;

–основание пути деформируется линейно (гипотеза Винклера);

–скорость поезда постоянна.

145