RU2120876C1 - Ground diagnostic computing complex - Google Patents
Ground diagnostic computing complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120876C1 RU2120876C1 RU97115297A RU97115297A RU2120876C1 RU 2120876 C1 RU2120876 C1 RU 2120876C1 RU 97115297 A RU97115297 A RU 97115297A RU 97115297 A RU97115297 A RU 97115297A RU 2120876 C1 RU2120876 C1 RU 2120876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- outputs
- checking
- load
- rails
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационным системам комплексной диагностики технического состояния объектов подвижного состава железнодорожного транспорта, а именно контроля перекоса осей колесных пар и износа колес по их образующей поверхности, массы и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона, негабаритности подвижного состава, а также инспекции цельности пломб на крышках заливных горловин цистерн при движении поезда и может быть использовано в диспетчерских и др. железнодорожных пунктах контроля. The invention relates to information systems for complex diagnostics of the technical condition of objects of rolling stock of railway transport, namely, monitoring the skewness of the axles of the wheelsets and wear of the wheels along their forming surface, mass and uneven loading along the axes and sides of the car, oversized rolling stock, as well as inspecting the integrity of seals on lids of the filler neck of the tanks when the train is moving and can be used in dispatching and other railway control points.
Известны наземные диагностические комплексы [1], содержащие вихретоковую систему [2] для контроля перекоса осей колесных пар и износа колес по их образующей поверхности, состоящую из высокочастотного генератора, коммутатора, четырех локальных матричных вихретоковых преобразователей, размещенных попарно в двух поперечных сечениях максимальных левого и правого превышений уровней поверхностей катания рельсовых нитей пути и закрепленных на внутренних сторонах шеек нитей пути, при этом катушки индуктивности матричных преобразователей включены в колебательные контуры, связанные через коммутатор с выходом генератора, анализирующего блока, ЭВМ, соединенный с выходами матричных преобразователей через анализирующий блок, и регистратора, и оптоэлектронную систему [3] видеоконтроля негабаритности подвижного состава, состоящую из П-образных ворот, инфракрасных датчиков и телевизионной камеры, размещенных на стойках и перекладине ворот, видеомагнитофона, ЭВМ, соединенной входной шиной с датчиками и камерой через видеомагнитофон, и регистратора. Known ground-based diagnostic systems [1], containing an eddy current system [2] for controlling the skewness of the axles of the wheelsets and the wear of the wheels along their forming surface, consisting of a high-frequency generator, commutator, four local matrix eddy current converters placed in pairs in two cross sections of the maximum left and the right excess of the levels of the rolling surfaces of the rail track threads and the path threads fixed on the inner sides of the necks of the tracks, while the inductance coils of the matrix transducers They are connected to the oscillator circuits connected through the switch to the output of the generator, the analyzing unit, a computer connected to the outputs of the matrix transducers through the analyzing unit, and the recorder, and the optoelectronic system [3] of video monitoring of the oversized rolling stock, consisting of U-shaped gates, infrared sensors, and a television camera located on the racks and the crossbar of the gate, a VCR, a computer connected by an input bus to the sensors and a camera through a VCR, and a recorder.
Функциональные возможности этих комплексов ограничены, а точность и достоверность контроля недостаточны. The functionality of these complexes is limited, and the accuracy and reliability of the control are insufficient.
Вихретоковая система обладает высокими эксплуатационной надежностью и помехоустойчивостью к механическим воздействиям и агрессивным средам, а также локальностью контроля, обеспечивающей одновременное измерение в одной точке движущегося объекта контроля несколько геометрических параметров. Высокая локальность зоны контроля достигается взаимным сближением катушек к оси симметрии матричного преобразователя. Однако такая его конструкция вызывает сильную электромагнитную связь между катушками локального матричного преобразователя, которую полностью не удается устранить одной коммутацией. Остаточная электромагнитная связь катушек - величина переменная и порождается тем, что возбужденный током колебательный контур наводит вихревые токи не только в электропроводящем объекте контроля, но и в катушках индуктивности колебательных контуров, не возбужденных током, индуктивность и емкость которых меняются от изменения параметров объекта, что обусловливает внесение погрешности на характеристики возбужденного током колебательного контура. The eddy current system has high operational reliability and noise immunity to mechanical influences and aggressive environments, as well as the locality of control, which provides for the simultaneous measurement of several geometric parameters at one point of a moving test object. High locality of the control zone is achieved by the mutual approach of the coils to the axis of symmetry of the matrix transducer. However, its design causes a strong electromagnetic coupling between the coils of the local matrix converter, which cannot be completely eliminated by a single switching. The residual electromagnetic coupling of the coils is a variable value and is generated by the fact that the oscillation circuit excited by the current induces eddy currents not only in the electrically conductive monitoring object, but also in the inductance coils of the vibrational circuits not excited by the current, the inductance and capacitance of which vary as a result of changes in the parameters of the object, which causes introducing an error on the characteristics of the current-excited oscillatory circuit.
Неудовлетворительные точность и достоверность контроля оптоэлектронной системы обусловлены тем, что открытые оптические поверхности инфракрасных датчиков подвержены воздействию осадков и световой (солнечной) засветки. The unsatisfactory accuracy and reliability of the control of the optoelectronic system is due to the fact that the open optical surfaces of infrared sensors are exposed to precipitation and light (solar) illumination.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому представляется наземный диагностический контрольно-вычислительный комплекс, содержащий систему диагностики состояния колес по их образующей поверхности, состоящую из инфракрасных датчиков, снабженных светофильтрами и работающих на отражение, и магнитофона, связанного с инфракрасными датчиками, тензометрическую систему контроля массы груза и неравномерности загрузки, состоящую из тензодатчиков, измеряющих вертикальные статические нагрузки колес на рельсы, и усилителя, соединенного с выходами тензодатчиков, и оптоэлектронную систему контроля негабаритности подвижного состава или выступающих элементов за его габарит, состоящую из инфракрасных датчиков, работающих на прерывание, и видеомагнитофона, связанного с выходами инфракрасных датчиков, интерфейс, ЭВМ, соединенную входом с выходами систем через интерфейс, и регистратор [4] . The closest technical solution to the claimed one is a ground-based diagnostic and control complex containing a system for diagnosing the condition of the wheels along their forming surface, consisting of infrared sensors equipped with light filters and working for reflection, and a tape recorder connected with infrared sensors, a strain gauge weight control system and uneven loading, consisting of strain gauges measuring the vertical static load of the wheels on the rails, and an amplifier connected with the outputs of the strain gauges, and the optoelectronic system for monitoring the oversized rolling stock or protruding elements beyond its size, which consists of infrared sensors operating on interruption and a VCR connected to the outputs of the infrared sensors, an interface, a computer connected to the input with the outputs of the systems through the interface, and registrar [4].
Основным достоинством комплекса являются его широкие функциональные возможности, позволяющие одновременно контролировать состояние объектов подвижного состава на его ходу в едином времени. The main advantage of the complex is its wide functional capabilities, allowing to simultaneously monitor the state of the rolling stock facilities on its way in a single time.
Точность и достоверность контроля геометрических параметров колесных пар инфракрасными датчиками низкие вследствие сильной засоренности зоны контроля каплями воды, нефтепродутов, наличия тумана, обледенения и др. взвесей (песок, пыль, снег и др.), поднимаемых с поверхности земляного полотна скоростным напором движущегося поезда, причем перекосы осей колесных пар не контролируется. The accuracy and reliability of the control of the geometric parameters of the wheelsets with infrared sensors is low due to the severe clogging of the control zone with drops of water, oil products, the presence of fog, icing and other suspensions (sand, dust, snow, etc.), raised from the surface of the roadbed by the high-speed pressure of a moving train, moreover, the misalignment of the axles of the wheelsets is not controlled.
Точность и достоверность контроля массы груза и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона тензодатчиками, установленными нормально горизонту, низкие из-за того, что помимо действия нормальной (вертикальной) составляющей нагрузки на каждое колесо тележки вагона действует и тангенциальная (горизонтальная) составляющая нагрузки, вызванная смещением по объему вагона груза (например, сыпучего, жидкого), раскачивающего вагон в плоскости поперечного сечения пути. The accuracy and reliability of controlling the mass of the load and the uneven loading along the axles and sides of the car with load cells installed normally to the horizon are low due to the fact that in addition to the normal (vertical) component of the load, the tangential (horizontal) component of the load also acts on each wheel of the carriage displacement of the volume of the carriage of cargo (for example, bulk, liquid), swinging the car in the plane of the cross section of the path.
Инфракрасные датчики габаритов также не обеспечивают удовлетворительную точность и достоверность контроля из-за воздействия на открытые оптические поверхности осадков и др. Dimensional infrared sensors also do not provide satisfactory accuracy and reliability of control due to exposure to open optical surfaces of precipitation, etc.
Сущность изобретения состоит в том, что в наземный диагностический контрольно-вычислительный комплекс (КВК), содержащий вихретоковую систему контроля перекоса осей колесных пар и износа колес по образующей поверхности, тензометрическую систему контроля массы груза и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона, состоящую из весоизмерительной платформы с контрольным участком пути четырех тензодатчиков, закрепленных по два на шейках рельсов в двух поперечных сечениях участка пути платформы, и последовательно включенных связанного входами с выходами тензодатчиков усилителя, аналого-цифрового преобразователя и видеоконтрольного аппарата, оптоэлектронную систему видеоконтроля негабаритности груза и цельности пломбы горловины цистерны, состоящую из П-образных ворот, на стойках и перекладине которых размещены инфракрасные датчики и телевизионная камера со светозащитными фильтрами, видеомагнитофона и блока обработки информации, выходами подключенного к видеомагнитофону и входу блока индикации, а входом - к выходу блока сопряжения, входы которого подключены к выходам инфракрасных датчиков и телевизионной камеры, и предназначенную для обработки и хранения поступающей с упомянутых систем информации электронную вычислительную машину, связанную через интерфейс с выходом тензометрической системы контроля массы груза и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона, образованным выходом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, и с выходом оптоэлектронной системы видеоконтроля негабаритности груза и цельности пломбы горловины цистерны, образованным выходом блока обработки информации, первая вышеупомянутая система колес выполнена дополнительно с возможностью контроля перекоса осей колесных пар и включает в себя высокочастотный генератор, коммутатор, через локальных матричных вихретоковых преобразователя, размещенных попарно в двух разноуровневых поперечных сечениях максимальных левого и правого превышений поверхностей катания рельсовых нитей прямолинейного участка пути и закрепленных на внутренних сторонах шеек рельсов пути, электронные ключи, каждый из которых выполнен в виде двух встречно и параллельно соединенных тиристоров, включенных между соответствующими катушкой индуктивности матричного вихретокового преобразователя и конденсатором, образующими колебательный контур, причем управляющие электроды тиристоров каждого из ключей объединены и подключены через коммутатор к выходу высокочастотного генератора, блок обработки информации, входами связанный с выходами матричных вихретоковых преобразователей, а выходом - с входом аналого-цифрового преобразователя, один из выходом которого соединен с входом видеоконтрольного аппарата, а другой выход является выходом системы, подключенным к электронной вычислительной машине, тензометрическая система контроля массы груза и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона снабжена двумя дополнительными тензодатчиками, при этом балки установлены между рельсами в поперечных сечениях контрольного участка пути и жестко закреплены на шейках рельсов в непосредственно близости от мест размещения основных тензодатчиков, причем дополнительные тензодатчики закреплены на балках и выходами связаны с входами усилителя. Оптоэлектронная система видеоконтроля негабаритности груза и цельности пломбы может быть снабжена навесом, установленным над П-образными воротами. The essence of the invention lies in the fact that in the ground diagnostic and control complex (CVC), containing an eddy current system for controlling the skewness of the axles of the wheelsets and wheel wear on the forming surface, a strain gauge system for controlling the mass of the load and uneven loading along the axles and sides of the car, consisting of a weight measuring platforms with a control section of the path of four load cells fixed two on the necks of the rails in two cross sections of the platform path section, and connected in series with the inputs with the outputs of the load cells of the amplifier, analog-to-digital converter and video monitoring device, an optoelectronic system for video monitoring of oversized cargo and the integrity of the seal of the neck of the tank, consisting of U-shaped gates, on the racks and the crossbar of which are placed infrared sensors and a television camera with light-protective filters, a VCR and a VCR information processing unit, the outputs connected to the VCR and the input of the display unit, and the input to the output of the interface unit, the inputs of which are connected to the outputs of infrared sensors and a television camera, and intended for processing and storage of information received from the above systems, an electronic computer connected via an interface to the output of the strain gauge system for monitoring the mass of the load and the uneven loading along the axes and sides of the car formed by the output of the corresponding analog-to-digital converter, and with the output of the optoelectronic system for video monitoring of oversized cargo and the integrity of the seal of the neck of the tank formed by the output of the processing unit inf For the first time, the first aforementioned system of wheels is additionally configured to control the skewness of the axles of the wheelsets and includes a high-frequency generator, a commutator, through local matrix eddy current transducers placed in pairs in two different-level cross sections of the maximum left and right excesses of the rolling surfaces of the rail strands of the rectilinear path section and fixed on the inner sides of the necks of the track rails, electronic keys, each of which is made in the form of two oncoming and parallel connected thyristors connected between the corresponding inductance coil of the matrix eddy current transducer and the capacitor, forming an oscillatory circuit, and the control electrodes of the thyristors of each of the keys are combined and connected through the switch to the output of the high-frequency generator, the information processing unit, the inputs connected to the outputs of the matrix eddy current converters, and the output - with the input of an analog-to-digital converter, one of the output of which is connected to the input of the video monitoring device ata, and the other output is the output of the system connected to an electronic computer, the strain gauge system for controlling the mass of the load and load unevenness along the axes and sides of the car is equipped with two additional load cells, while the beams are installed between the rails in cross sections of the control section of the track and are rigidly fixed to the necks rails in the immediate vicinity of the locations of the main load cells, with additional load cells mounted on the beams and outputs connected to the inputs of the amplifier. The optoelectronic system for video monitoring oversized cargo and the integrity of the seal can be equipped with a canopy mounted above the U-shaped gates.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения поездов за счет обеспечения комплексной диагностики состояния подвижного состава, осуществляемой измерительными средствами с высокими метрологическими и эксплуатационными показателями. The technical result of the invention is to increase the safety of train traffic by providing comprehensive diagnostics of the state of rolling stock, carried out by measuring means with high metrological and operational indicators.
На фиг.1 приведена структурная схема наземного КВК; на фиг.2 - размещение локального матричного ВТП на шейке рельса; на фиг.3 - схема включения катушек матричного ВТП в колебательный контур; на фиг.4 - весоизмерительная платформа с элементами контроля; на фиг.5 - П-образные ворота с каналами ИК-датчиков и камеры; на фиг.6 - фрагмент размещения контрольных участков в путевом проходе. Figure 1 shows the structural diagram of the ground KVK; figure 2 - placement of the local matrix ECP on the neck of the rail; figure 3 is a diagram of the inclusion of coils of the matrix ECP in the oscillatory circuit; figure 4 - weight measuring platform with controls; figure 5 - U-shaped gate with channels of infrared sensors and cameras; figure 6 is a fragment of the placement of control plots in the passageway.
Наземный КВК (фиг. 1) содержит вихретоковую систему контроля перекоса осей колесных пар и износа колес по их образующей поверхностей, тензометрическую систему 2 контроля массы груза и неравномерности загрузки по осям и сторонам вагона, оптоэлектронную систему 3 видеоконтроля негабаритности груза и цельности пломб на заливных крышках цистерн и последовательно соединенные интерфейс 4, ЭВМ 5 с обобщенным программным обеспечением и регистратор 6, при этом системы 1 - 3 выходами соединены с входом интерфейса 4. Ground CVC (Fig. 1) contains an eddy current system for monitoring the skewness of the axles of the wheelsets and wear of the wheels along their generatrix surfaces, a strain gauge system 2 for controlling the mass of the load and uneven loading along the axes and sides of the car, an optoelectronic system 3 for monitoring oversized cargo and the integrity of seals on filling caps tanks and series-connected interface 4, computer 5 with generalized software and recorder 6, while systems 1 to 3 outputs connected to the input of interface 4.
Система 1 состоит из высокочастотного генератора 7, коммутатора 8, четырех локальных матричных ВТП 9, 10, 11, 12, блока 13 обработки, соединенного входами с выходами ВТП, связанных входами через коммутатор 8 с выходом генератора 7, и последовательно соединенных АЦП 14 и ВКА 15. Каждый из ВТП 9-12 выполнен в виде трех катушек 16, 17, 18 индуктивности, одна из которых, например 16 - произвольной формы намотки, две другие - вытянуто-прямоугольной и треугольной форм намоток. Катушки 16 расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены две другие катушки 17, 18 (фиг. 2), образуя совместно с ними ортоганальную Г-образную электромагнитную матрицу. Катушка 17 треугольной намотки вписана в плане вершинами в три угла внутреннего контура катушки 18 вытянуто-прямоугольной намотки, а линия пересечения плоскостей катушки 16 и катушек 17, 18 проходит за пределами их площадей и вдоль большого основания катушки 16 вытянуто-прямоугольной намотки. Матричные ВТП 9-12 размещают попарно в двух разноуровневых поперечных сечениях прямолинейного участка пути и закрепляют их к внутренним сторонам шеек рельсовых нитей торцами совмещенных катушек 17, 18, противоположными торцами, к которым примыкают катушки 16, при этом положение ВТП должно быть таким, чтобы плоскость, в которой лежит катушка 16, была параллельна плоскости торца колеса. System 1 consists of a high-frequency generator 7, a switch 8, four local matrix ECPs 9, 10, 11, 12, a processing unit 13 connected by inputs to the outputs of an ECP connected by inputs through a switch 8 with the output of a generator 7, and serially connected ADCs 14 and VKA 15. Each of the ECPs 9-12 is made in the form of three
Для увеличения чувствительности контроля катушки 16-18 каждого ВТП 9-12 (фиг. 3) включены в колебательные контуры, настроенные с помощью емкостей 19 в резонанс частоты генератора 7. Колебательные контуры снабжены электронными ключами 20, включенными в электрическую цепь между катушкой 16 (17, 18) и емкостью 19 каждого колебательного контура. Когда на колебательный контур не подается ток генератора 7, то электрическая цепь этого контура разорвана ключом 20 и его индуктивность и емкость становятся пассивными к электромагнитному полю, наводимому колебательным контуром, возбужденным током в данный момент. Размыкание элементов контура значительно снижает их паразитные электромагнитные связи с катушками других контуров. В качестве электронного ключа 20 может быть, например, сборка двух встречно-параллельно включенных тиристоров типа КУ с объединенными управляющими электродами, связанными с выходом коммутатора 8. Электронный ключ 20 обладает малым сопротивлением, что не снижает существенно добротность колебательного контура, и свойством разрывать электрическую цепь при его обесточивании. To increase the sensitivity of control, coils 16-18 of each VTP 9-12 (Fig. 3) are included in the oscillatory circuits tuned with the
Коммутатор 8 предназначен для параллельно чередующегося подключения колебательных контуров, в которые включены катушки 16 - 18 матричных ВТП 9-12, к генератору 7, т.е. по одной катушке одновременно всех ВТП, затем по следующей катушке и т. д. с заданной частотой коммутации. Блок 13 снабжен локальным программным обеспечением и предназначен для усиления выходных сигналов ВИП 9-12, формирования опорного напряжения и вычисления измеряемых параметров ходовых частей подвижного состава в соответствии с алгоритмом, заложенным в приданной программе, и представления их в виде аналогичного напряжения. Блок 13 выходом подключен к входу АЦП 14, предназначенного для преобразования напряжения из аналоговой формы в цифровую с дальнейшим его наблюдением на экране ВКА 15. The switch 8 is designed for parallel alternating connection of the oscillatory circuits, which include the coils 16 - 18 of the matrix VTP 9-12, to the generator 7, i.e. one coil at a time of all ECPs, then the next coil, etc., with a given switching frequency. Block 13 is equipped with local software and is designed to amplify the output signals of the VIP 9-12, the formation of the reference voltage and the calculation of the measured parameters of the chassis of the rolling stock in accordance with the algorithm laid down in the attached program, and present them in the form of a similar voltage. Block 13 output is connected to the input of the ADC 14, designed to convert voltage from analog to digital form with its further observation on the screen VKA 15.
Система 2 (фиг. 4) состоит из весоизмерительной платформы 21 с контрольным участком пути, источника 22 питания (фиг.1), четырех основных Т-датчиков 23, 24, 25, 26, закрепленных по два на шейках рельсовых нитей в двух поперечных сечениях участка пути платформы, отстоящих друг от друга на расстоянии S = (1,4-2,0) м, двух балок 27, 28, двух дополнительных Т-датчиков 29, 30, закрепленных на балках 27, 28, последовательно соединенных усилителя 31, входами связанного с выходами основных и дополнительных Т-датчиков 23-26, 29, 30, подключенных к источнику питания 22, и последовательно соединенных АЦП 32 и ВКА 33. Балки 27, 28 установлены между рельсами участка пути платформы 21 в поперечных сечениях и жестко закреплены к шейкам рельсов в непосредственной близости от сечений, где размещены основные Т-датчики 23, 24 и 25, 26. Величина несовмещения сечений размещения основных Т-датчиков 23-26 и балок 27, 28 обусловлена тем, чтобы зоны жесткого соединения балок с рельсовыми нитями не препятствовали деформации шеек рельсовых нитей от нагрузки в зонах, где закреплены основные Т-датчики 23-26. Основные Т-датчики 23-26 измеряют вертикальные (нормальные) нагрузки PНi колес на рельсы пути, а дополнительные Т-датчики 29, 30 - горизонтальные (тангенциальные) нагрузки PТj колес. Равнодействующая нагрузка P выражается уравнением
i = 1, 2, 3, 4, j = 1, 2.System 2 (Fig. 4) consists of a
i = 1, 2, 3, 4, j = 1, 2.
Предложенное размещение T-датчиков 23-28, 29, 30 позволяет измерять нагрузки P на четыре колеса тележки вагона квазиодновременно, причем при вычислении величин P, действующих на колеса одной пары тележки, используются значения PH1,2 Т-датчиков 23, 24 и PT1 Т-датчика 29, а при вычислении P, действующей на колеса другой пары тележки вагона, используются значения PH3,4 T-датчиков 25, 26 и PT2 Т-датчика 30. Пределы величины S приняты исходя из реальных расстояний между осями колесных пар тележек локомотивов и вагонов. Т-датчики 23-26, и 29 и 30 закрепляют на рельсах и балках клеем типа, например, "Цианкрин".The proposed placement of T-sensors 23-28, 29, 30 allows you to measure the load P on the four wheels of the carriage trolley quasi-simultaneously, and when calculating the P values acting on the wheels of one pair of trolleys, the values of P H1,2 T-
АЦП 32 предназначен для преобразования сигнала из аналоговой в цифровую форму с дальнейшим его наблюдением на экране ВКА 33. ADC 32 is designed to convert a signal from analog to digital with further observation on the screen of the RCA 33.
Возможно дублирование Т-датчиков и балок для контроля распределения нагрузки на колеса противоположной тележки вагона, что эффективно на пунктах загрузки вагонов. It is possible to duplicate T-sensors and beams to control the load distribution on the wheels of the opposite carriage carriage, which is effective at car loading points.
Система 3 состоит из П-образных ворот 34 (фиг.5 навес не показан), установленных над рельсовым полотном, ИК-датчика 36 наличия состава, ИК-датчика 37 счета вагонов, пяти ИК-датчиков 38, 39, 40, 41, 42 контроля наружного габарита состава, камеры 43, а также блока 44 сопряжения (фиг.1), блока 45 обработки информации с локальным программным обеспечением, ВКА 46 и видеомагнитофона 47. К входам блока 44 сопряжения подключены выходы ИК-датчиков 36-42 и камеры 43, а выход блока 44 соединен с входной шиной блока 45, к выходам которого подключены ВКА 46 и видеомагнитофон 47. ИК-датчики 36-42 выполнены в виде идентичных оптоэлектронных каналов, каждый из которых состоит из инфракрасного излучателя 48 и фотоприемника 49, направленных встречно вдоль своих оптических осей. Оптические элементы ИК-датчиков 36-42 и камеры 43 снабжены светозащитными фильтрами (на фиг. не показано), обеспечивающими защиту от засветки искусственных источников света (прожекторов), размещенных под навесом. System 3 consists of a U-shaped gate 34 (a canopy not shown in FIG. 5) mounted above the rail, an
Первый оптоэлектронный канал ИК-датчика 36 предназначен для контроля наличия вагона или состава (сцепленных между собой вагонов) и проложен между стоек ворот в направлении, накрестлежащем к продольной оси рельсового полотна в плане на расстоянии от поверхности катания рельсов, обеспечивающем зондирование светового потока в уровне рам кузова вагона. Такое расположение канала ИК-датчика 36 обусловлено требованием, при котором световой поток ИК-датчика 36 должен быть перекрыт постоянно от первого до последнего вагона состава даже тогда, когда состав остановится и межвагонный просвет скажется в створе ворот 34, в этом случае световой поток будет перекрываться одновременно задним, например, правым углом рамы вагона и передним левым углом рамы следующего вагона. Для размещения излучателя 48 и фотоприемника 49 канала ИК-датчика 36 по разные стороны от створа ворот 34 и рельсового полотна установлены опоры (на фиг. не показано). Второй оптоэлектронный канал ИК-датчика 37 предназначен для счета вагонов и проложен по диагонали в плоскости створа ворот 34. Диагональное расположение канала датчика 37 в створе ворот 34 позволяет обеспечить надежное прерывание (размыкание) световода потока между излучателем 48 и фотоприемником 49 канала ИК-датчика 37 даже в случае, когда вагон без бортов (полувагон) и груз на нем сконцентрирован на ограниченном участке пола вагона, и замыкание светового потока ИК-датчика 37 межвагонным просветом, т. е. когда в плоскости створа ворот 34 находится узел сцепки вагона. The first optoelectronic channel of the
Пять следующих оптоэлектронных каналов ИК-датчиков 38-42 предназначены для контроля габарита подвижного состава и проложены на внутренних сторонах стоек и перекладины ворот 34 по контуру допустимого габарита груза. Излучатели 48 и фотоприемники 49 каналов ИК-датчиков 38-42 установлены на кронштейнах (на фиг. не показано), закрепленных жестко на стойках и перекладине ворот 34, с возможностью изменения их положения относительно кронштейнов в случаев изменения размеров контролируемого объема. The five following optoelectronic channels of IR sensors 38-42 are designed to control the size of the rolling stock and are laid on the inner sides of the posts and the crossbar of the
Камера 43 предназначена для визуального контроля состояния крепления и типа груза и инспекции цельности пломбы на крыше заливной горловины цистерны и шарнирно закреплена на кронштейне с возможностью фиксирования ее положения и сканирования в плоскости створа ворот 34 и в вертикальной плоскости, проходящей вдоль рельсового пути. Фиксация положения или сканирование камеры 43 осуществляются через блок наведения (на фиг. не показано) по командам блока 45 в соответствии с данными программного обеспечения. В качестве блока наведения может быть применена турель, обеспечивающая перемещение камеры 43 по азимуту и углу места. The
Блок 44 сопряжения предназначен для формирования единого информационного сигнала, несущего информацию с ИК-датчиков 36-42 и камеры 43, его передачи в блок 45, обеспечения стробирования выходных сигналов ИК-датчиков 38-42 по выходному сигналу ИК-датчика 36, счета вагонов по выходным сигналам ИК-датчика 37, фиксации положения и сканирования камеры 43 и формирования стабилизированного напряжения питания ИК-датчиков 36-42 и камеры 43. The interface unit 44 is designed to generate a single information signal that carries information from IR sensors 36-42 and
Блок 45 предназначен для регистрации, обработки и хранения информации, получаемой с блока 44 сопряжения в виде единого информационного сигнала, а также отображения информации на экране ВКА 46 в соответствии с данными локального программного обеспечения. Запись видеоизображения камеры 43 осуществляется на видеомагнитофон 47. Block 45 is designed to register, process and store information received from the pairing unit 44 in the form of a single information signal, as well as displaying information on the BKA screen 46 in accordance with the data of the local software. Video recording of the
ЭВМ 5 (фиг.1) предназначена для обработки и хранения информации, получаемой с систем 1, 2, 3 через интерфейс 4. Выходами систем 1, 2, 3 являются выходы соответственно АЦП 14, 32 и блока 45 обработки информации. Обобщенное программное обеспечение представляет собой информационно-справочную систему, в которую заносят и хранятся в ней все данные о контролируемых объектах подвижного состава. В качестве ЭВМ 5 может быть IВМ, а регистратора 6 - монитор. На фиг. 6 показан фрагмент размещения участков пути с зонами контроля: ходовых частей подвижного состава с элементами системы 1 (фиг.2), массы груза с элементами весоизмерительной платформы 21 (фиг.4) системы 2 и негабаритности груза с элементами П-образных ворот (фиг.5) и навесом 35 системы 3 в путевом проходе. Навес 35 обеспечивает защиту элементов системы 3 от воздействия на них осадков. Computer 5 (figure 1) is designed to process and store information received from systems 1, 2, 3 through interface 4. The outputs of systems 1, 2, 3 are the outputs of the ADCs 14, 32, and information processing unit 45, respectively. Generalized software is an information and reference system in which all data on controlled objects of rolling stock is entered and stored in it. As a computer, 5 can be a computer, and a recorder 6 can be a monitor. In FIG. 6 shows a fragment of the placement of track sections with control zones: the running gear of the rolling stock with elements of the system 1 (FIG. 2), the mass of the cargo with elements of the weighing platform 21 (FIG. 4) of the system 2 and the oversized cargo with the elements of the U-shaped gate (FIG. 5) and a
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения поездов за счет обеспечения комплексной диагностики параметров объектов подвижного состава на его ходу. The technical result of the invention is to increase the safety of train traffic by providing comprehensive diagnostics of the parameters of rolling stock facilities on its way.
Диагностический КВК работает следующим образом. Diagnostic KVK works as follows.
Системы 1, 2, 3, интерфейс 4, ЭВМ 5 и регистратор 6 включают в сеть 220 В и настраивают их на рабочий режим, обеспечивающий высокочастотное питание матричных ВТП 9-12 от генератора 7 системы 1, питание Т-датчиков 23-26, 29, 30 от источника 22 системы 2 и ИК-датчиков 36-42, камеры 43 от блока 44 сопряжения системы 3. По первой информации, поступающей в ЭВМ 5 с датчиков или ВТП систем 1, 2, 3 определяют направление движения поезда в путевом проходе. Systems 1, 2, 3, interface 4, computer 5 and recorder 6 are connected to a 220 V network and configured for an operating mode that provides high-frequency power to the matrix transformer substations 9-12 from generator 7 of system 1, power to T-sensors 23-26, 29 , 30 from the source 22 of system 2 and IR sensors 36-42, the
Работа матричных ВТП 9-12 системы 1 основана на возбуждении электромагнитным полем колебательных контуров в контролируемом токопроводящем объекте вихревых токов, вызывающих в катушках 16-18 ВТП 9-12 электропроводящую силу, которая зависит от степени изменения положения и формы контролируемого объекта. В соответствии с алгоритмом, заложенным в локальное программное обеспечение системы 1, в блоке 13 обработки осуществляется разделение и считывание контролируемых параметров ходовых частей: перекос осей колесных пар, износ гребня и поверхности катания колеса. По временному сдвигу моментов достижения нарастающих напряжений на катушках 16 каждого из пар ВТП 9, 10 или 11-12 опорного напряжения, выбранного на линейном участке выходных характеристик катушек 16, имеющих одинаковую крутизну, судят о перекосе осей колесных пар на ходу поезда. По измеренным текущим величинам толщины гребня колеса и зазора между образующей гребня колеса и катушками 17, 18 ВТП 9-12 с учетом эталонных их значений судят об износе гребня и поверхности катания колеса. The operation of the matrix VTP 9-12 of system 1 is based on the excitation by the electromagnetic field of the oscillatory circuits in the controlled conductive object of eddy currents, which induce an electrically conductive force in the coils 16-18 of the VTP 9-12, which depends on the degree of change in the position and shape of the controlled object. In accordance with the algorithm embedded in the local software of the system 1, in the processing unit 13, separation and reading of the controlled parameters of the chassis are carried out: skew axles of the wheelsets, wear of the flange and wheel surface. The time shift of the moments of increasing stresses on the
Работа Т-датчиков 23-26, 29, 30 основана на преобразовании деформации (растяжения или сжатия) тензоэлементов Т-датчиков, закрепленных на контролируемом объекте, в электрический сигнал, прямо пропорциональный изменению сопротивлений тензоэлементов. По степени изменения электрического сигнала (напряжения) Т-датчиков судят о составляющих PНi и PТi, действующих на рельсы, и по выражению (1) определяют полную нагрузку P каждого колеса одной и другой тележки вагона. На экране ВКА 33 масса груза и неравномерность загрузки вагона отображаются в физической величине.The operation of T-sensors 23-26, 29, 30 is based on the conversion of deformation (tension or compression) of the strain elements of the T-sensors mounted on the controlled object into an electrical signal directly proportional to the change in the resistance of the strain elements. By the degree of change of the electric signal (voltage) of the T-sensors, the components P Hi and P Ti acting on the rails are judged, and the total load P of each wheel of one and the other carriage of the car is determined by expression (1). On the screen VKA 33 the mass of the load and the uneven loading of the car are displayed in physical quantities.
Работа ИК-датчиков 36-42 основана на прерывания светового потока контролируемым объектом, которое обеспечивает формирование сигнала с уровня логического "0" до уровня логической "1". При входе состава в створ П-образных ворот 34 световой поток канала ИК-датчика 36 наличия состава прерывания и его сигнал поступает в блок 44 сопряжения, который дает разрешение на анализ выходов ИК-датчиков 38-42 и прохождение видеосигнала с камеры 43 на входы ВКА 46 и видеомагнитофон 47. При прерывании светового потока канала ИК-датчика 37 его сигнал поступает в блок 44 сопряжения, который дает разрешение анализировать габариты каждого конкретного вагона путем стробирования сигналов с выходов ИК-датчиков 38-42. The operation of IR sensors 36-42 is based on the interruption of the light flux by a controlled object, which ensures the formation of a signal from a logical level of "0" to a logical level of "1". When the composition enters the target of the
В случае нарушения какого-либо из участков очертания габарита погрузки на выходе соответствующего ИК-датчика 38-42, в зоне действия которого оказался данный участок, меняется уровень выходного сигнала, что фиксируется в блоке 45 путем программной обработки единого информационного сигнала. Кроме того в памяти блока 45 осуществляется запись о нарушении габарита погрузки, номер ИК-датчика, зафиксировавшего нарушение, и номер вагона. По номеру ИК-датчика и текущему времени определяют поперечное сечение габарита вагона, в котором возникло нарушение. По видеосигналу камеры 43 наблюдают характер нарушения, размещение груза на полу вагона и цельность пломб на крышках горловин вагонов. Информация с камеры 43 записывается на видеомагнитофон 47. In case of violation of any of the sections of the outline of the loading dimension at the output of the corresponding IR sensor 38-42, in the area of which this section is located, the level of the output signal changes, which is recorded in block 45 by software processing a single information signal. In addition, in the memory of block 45, a record is recorded about the violation of the loading size, the number of the IR sensor that detected the violation, and the number of the car. The infrared sensor number and current time determine the cross-sectional dimension of the carriage in which the violation occurred. The video signal of the
Наряду с отображением на экранах ВКА 15, 33 и 46 систем 1, 2, 3 измеренной информации она сможет вся или интересующие ее фрагменты с помощью обобщенной программы поступать в ЭВМ 5 для более длительного запоминания, хранения и необходимого преобразования в соответствии с данными обобщенной программы, а также параллельного дублирования информации на экране регистратора 6. Записанная информация в ЭВМ 5 передается в полном объеме (комплексе), например, телетайпом дежурному по станции и на пункты контроля по маршруту следования поезда для сведения или принятия решения. Along with displaying the measured information on the screens of VKA 15, 33 and 46 of systems 1, 2, 3, it will be able to use all of the fragments of interest to the computer using a generalized program 5 for longer storage, storage and necessary conversion in accordance with the data of the generalized program, as well as parallel duplication of information on the screen of the recorder 6. The recorded information in computer 5 is transmitted in full (complex), for example, by teletype to the station duty officer and to control points along the train route for information and and decision-making.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения поездов за счет комплексности диагностики состояния объектов подвижного состава измерительными средствами с высокими метрологическими и эксплуатационными показателями. The technical result of the invention is to increase the safety of train traffic due to the complexity of diagnostics of the state of rolling stock facilities using measuring instruments with high metrological and operational indicators.
Литература
1. Клюев В.В. и др. Стационарный комплекс контроля негабаритности груза и диагностики ходовых частей подвижного состава /В кн.: Повышение эффективности работы ж.д. транспорта дальневосточного региона.-Хабаровск; 1995, с.17.Literature
1. Klyuev V.V. et al. Stationary complex for monitoring oversized cargo and diagnostics of the running gear of rolling stock / In the book: Improving the efficiency of railways transport of the Far Eastern region.-Khabarovsk; 1995, p. 17.
2. RU, патент, 2085425, 1997. 2. RU, patent, 2085425, 1997.
3. RU, патент, 2066282, 1996. 3. RU, patent, 2066282, 1996.
4. Лозинский С. М. и др. Система контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда. Автоматика, телемеханика и связь.-1994, N 1, с. 7-9. 4. Lozinsky S. M. et al. System for monitoring the technical condition of rolling stock on the train. Automation, Telemechanics and Communication.-1994, N 1, p. 7-9.
Claims (2)
загрузки по осям и сторонам вагона, образованным выходом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, и с выходом оптоэлектронной системы видеоконтроля негабаритности груза и цельности пломбы горловины цистерны, образованным выходом блока обработки информации, отличающийся тем, что первая упомянутая система колес выполнена дополнительно с возможностью контроля перекоса осей колесных пар и включает в себя высокочастотный генератор, коммутатор четыре локальных матричных вихретоковых преобразователя, размещенных попарно в двух разноуровневых поперечных сечения максимальных левого и правого превышений поверхностей катания рельсовых нитей прямолинейного участка пути и закрепленных на внутренних сторонах шеек рельсов пути, электронные ключи, каждый из которых выполнен в виде двух встречно и параллельно соединенных тиристоров, включенных между соответствующими катушкой индуктивности матричного вихретокового преобразователя и конденсатором, образующими колебательный контур, причем управляющие электроды тиристоров каждого из ключей объединены и подключены через коммутатор к выходу высокочастотного генератора, блок обработки информации, входами связанный с выходами матричных вихретоковых преобразователей, а выходом - с входом аналого-цифрового преобразователя, один из выходов которого соединен с входом видеоконтрольного аппарата, а другой выход является выходом системы, подключенным к электронной вычислительной машине, тензометрическая система контроля массы груза и неравномерности
загрузки по осям и сторонам вагона снабжена двумя балками и двумя дополнительными тензодатчиками, при этом балки установлены между рельсами в поперечных сечениях контрольного участка пути и жестко закреплены на шейках рельсов в непосредственной близости от мест размещения основных тензодатчиков, причем дополнительные тензодатчики закреплены на балках и выходами связаны с входами усилителя.1. Terrestrial diagnostic control and computing complex, comprising a system configured to control wheel wear along the generatrix surface, a strain gauge system for monitoring the mass of the load and uneven loading along the axles and sides of the car, consisting of a weighing platform with a control section of the track, four load cells mounted on two on the necks of the rails in two cross sections of the platform path section, and in series connected by inputs to the outputs of the load cells of the amplifier, analog a transducer and a video monitoring device, an optoelectronic system for monitoring oversized cargo and the integrity of the seal on the neck of the tank, consisting of U-shaped gates, on the racks and the crossbar of which there are infrared sensors and a television camera with light protection filters, a VCR and an information processing unit, outputs connected to a VCR and the input of the display unit, and the input to the output of the interface unit, the inputs of which are connected to the outputs of infrared sensors and a television camera, etc. dnaznachennuyu processing and storage coming from the mentioned information systems electronic computer connected via an interface to the output of strain gauge load weight monitoring system and the uneven
loading on the axles and sides of the car, formed by the output of the corresponding analog-to-digital converter, and with the output of the optoelectronic system for video monitoring of oversized cargo and the integrity of the seal of the neck of the tank, formed by the output of the information processing unit, characterized in that the first mentioned wheel system is additionally configured to control axle misalignment wheel pairs and includes a high-frequency generator, a switch four local matrix eddy current transducers, placed in pairs in two different levels of cross sections of the maximum left and right excesses of the rolling surfaces of the rail threads of the straight section of the track and the keys of the track rails fixed on the inner sides, electronic keys, each of which is made in the form of two counter-parallel and parallel connected thyristors, connected between the corresponding inductance coils of the matrix eddy current transducer and a capacitor, forming an oscillatory circuit, and the control electrodes of the thyristors of each of the keys are combined and connected through the switch to the output of the high-frequency generator, the information processing unit, the inputs connected to the outputs of the matrix eddy current converters, and the output to the input of the analog-to-digital converter, one of the outputs of which is connected to the input of the video monitoring device, and the other output is the output of the system connected to the electronic computing machine, strain gauge system for monitoring the mass of the load and unevenness
the load on the axles and sides of the carriage is equipped with two beams and two additional load cells, while the beams are installed between the rails in cross sections of the control section of the track and are rigidly fixed to the necks of the rails in close proximity to the locations of the main load cells, with additional load cells mounted on the beams and exits with amplifier inputs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115297A RU2120876C1 (en) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Ground diagnostic computing complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115297A RU2120876C1 (en) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Ground diagnostic computing complex |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2120876C1 true RU2120876C1 (en) | 1998-10-27 |
| RU97115297A RU97115297A (en) | 1999-02-20 |
Family
ID=20197118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97115297A RU2120876C1 (en) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Ground diagnostic computing complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2120876C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106274983A (en) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 唐智科技湖南发展有限公司 | A kind of Mechanism Diagnosis method identifying track traffic wheel On Wheel Rim Fracture |
| RU2625256C1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск | Method for controlling tread surface of railway wheels in motion |
| RU2720603C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-05-12 | общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "АСИ" (ООО "ИЦ "АСИ") | Integrated station for automated reception and diagnostics of rolling stock (prism) |
| CN114113892A (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 浙江新图维电子科技有限公司 | Cable joint lead sealing detection device and method |
-
1997
- 1997-09-16 RU RU97115297A patent/RU2120876C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лозинский С.М. и др. Система контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда. Автоматика, телемеханика и связь. -1994, N 1, c.7-9. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625256C1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск | Method for controlling tread surface of railway wheels in motion |
| CN106274983A (en) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 唐智科技湖南发展有限公司 | A kind of Mechanism Diagnosis method identifying track traffic wheel On Wheel Rim Fracture |
| RU2720603C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-05-12 | общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "АСИ" (ООО "ИЦ "АСИ") | Integrated station for automated reception and diagnostics of rolling stock (prism) |
| CN114113892A (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 浙江新图维电子科技有限公司 | Cable joint lead sealing detection device and method |
| CN114113892B (en) * | 2021-11-24 | 2024-01-16 | 浙江新图维电子科技有限公司 | Cable connector lead sealing detection device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3864039A (en) | Rail gage apparatus | |
| CN110588709A (en) | Railway infrastructure detection system | |
| US6405141B1 (en) | Dynamic track stiffness measurement system and method | |
| US6416020B1 (en) | Method and apparatus for detecting defective track wheels | |
| CN200981565Y (en) | Device for detecting railway orbit occupation condition | |
| WO1988002713A1 (en) | Apparatus for track-based detection of the wheel profile of passing railway wheels | |
| Wang et al. | Study of loaded versus unloaded measurements in railway track inspection | |
| KR20150120956A (en) | Guideway-guided vehicle detection based on rfid system | |
| CN201746752U (en) | Track detection device | |
| RU2120876C1 (en) | Ground diagnostic computing complex | |
| RU2682148C1 (en) | Automated system of commercial inspection of trains and cars | |
| RU2713132C1 (en) | Automated system for commercial inspection of trains and cars with a modular architecture (asko pv 3.0) | |
| CN103661487A (en) | Train security check system and method with improved radiation protection function | |
| US20200047780A1 (en) | Device for detecting rail defects and associated detection method | |
| CN109159803A (en) | A kind of rolling stock plane positioning system | |
| Popov et al. | Distributed fiber-optic sensors for location monitoring of rolling stock | |
| EA008682B1 (en) | Trains and cars commercial inspection automated system | |
| EP1753650B1 (en) | Method for determining quantities characteristic of a moving object and apparatus for implementing the method | |
| RU2720603C1 (en) | Integrated station for automated reception and diagnostics of rolling stock (prism) | |
| JP6625489B2 (en) | Rail inspection system | |
| Larsson | Enhanced Condition Monitoring of Railway Vehicles using Rail-mounted Sensors. | |
| CN207670425U (en) | A kind of railway transportation overrunning detector | |
| RU2735809C1 (en) | Automated control and dimensional device for controlling rolling stock trains | |
| RU2791472C1 (en) | System, vehicle and method for detecting position and geometric form of linear infrastructures, in particular for a railway line | |
| Lewis | Track-recording techniques used on British Rail |