RU2703819C1 - Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation - Google Patents

Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2703819C1
RU2703819C1 RU2018145291A RU2018145291A RU2703819C1 RU 2703819 C1 RU2703819 C1 RU 2703819C1 RU 2018145291 A RU2018145291 A RU 2018145291A RU 2018145291 A RU2018145291 A RU 2018145291A RU 2703819 C1 RU2703819 C1 RU 2703819C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compaction
ballast
machine
satellite
receiver
Prior art date
Application number
RU2018145291A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Владимирович Щербаков
Алексей Леонидович Манаков
Александр Валерьевич Воробьевский
Александр Иванович Пименов
Кирилл Вениаминович Голубкин
Владимир Васильевич Щербаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
Общество с ограниченной ответственностью "Сибдорпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС), Общество с ограниченной ответственностью "Сибдорпроект" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
Priority to RU2018145291A priority Critical patent/RU2703819C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703819C1 publication Critical patent/RU2703819C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/20Compacting the material of the track-carrying ballastway, e.g. by vibrating the track, by surface vibrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to railway transport, namely, to railway track repair, namely, to quality control of ballast layer seal. Method comprises synchronous measurement of spatial coordinates of points, one of which is located on repaired rail track in sealing zone, and other – in compacted zone, from which current values of value of drawdown and achieved coefficient of compaction are determined. Machine speed is determined from said spatial coordinates and adjusted depending on actual value of seal factor at each current moment. Said measurements are carried out with the help of two satellite antennae (4, 5) of the receiver, one of which is installed in the front part of machine (1) in the direction of movement, and the other one – in its rear part, their outputs are connected to corresponding inputs of satellite positioning system (7) receiver, the first and second inputs – outputs of which are connected by onboard computer (9) and modem (8) receiving signals of basic satellite station.
EFFECT: higher reliability of determination of quality of compaction of ballast prism of railway track during repair works, higher operability and efficiency of these operations.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к технике непрерывного контроля качества уплотнения балластного слоя рельсового пути.The invention relates to railway transport, and in particular to a technique for continuous quality control of compaction of the ballast layer of a rail track.

Известен способ формирования и уплотнения балластной призмы железнодорожного пути, включающий полную вырезку балласта с последующей его очисткой и отсыпкой им нижнего слоя, который разравнивают и уплотняют, после чего на него отсыпают и уплотняют верхний слой щебня, причем нижний слой щебня отсыпают на толщину 0.7 H<H1≤0.85H1, а верхний слой щебня - на толщину H2=(1.15-1.25)H-H1, где Н -глубина вырезки балласта ниже уровня постели шпалы (патент РФ №2545133, МПК: Е01В 27/02). После укладки каждого слоя производят уплотнение с последовательным воздействием выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывного действия, выправочно-подбивочно-рихтовочной машины (ВПР) и динамического стабилизатора (ДСП). Скорость выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывного действия и динамического стабилизатора выбирают в диапазоне 0.75-1.0 км/ч. Контроль уплотнения балластной призмы осуществляется с помощью, установленной на ДСП контрольно измерительной аппаратуры по величине осадки пути после работы ДСП, для чего контроль проводится в два прохода - один измерительный, другой - рабочий. Сравнение положения пути в продольном профиле до и после работы ДСП позволяет определить осадку обеих рельсовых нитей и произвести оценку общей осадки.A known method of forming and compaction of the ballast prism of the railway track, including the complete cutting of the ballast with its subsequent cleaning and filling them with the lower layer, which is leveled and compacted, after which the upper layer of crushed stone is poured and compacted, and the lower layer of crushed stone is poured to a thickness of 0.7 H < H 1 ≤0.85H 1 , and the upper layer of crushed stone - by a thickness of H 2 = (1.15-1.25) HH 1 , where H is the depth of the ballast cut below the level of the sleepers bed (RF patent No. 2545133, IPC: ЕВВ 27/02). After laying of each layer, compaction is performed with a sequential action of a straightening-tamping-finishing machine of continuous operation, a straightening-tamping-leveling machine (VPR) and a dynamic stabilizer (chipboard). The speed of the straightening-tamping and finishing machine of continuous operation and the dynamic stabilizer is chosen in the range of 0.75-1.0 km / h. The ballast seal is monitored using the instrumentation installed on the chipboard according to the amount of track settlement after the chipboard is working, for which control is carried out in two passes - one measuring and the other working. Comparison of the position of the track in the longitudinal profile before and after the operation of the chipboard allows you to determine the draft of both rail threads and to evaluate the total draft.

Однако такая технология влечет за собой низкую производительность ремонтных работ.However, this technology entails low repair performance.

Известен также способ автоматического контроля работы вибрационного уплотнителя грунта, включающий измерение ускорения вибрационного рабочего органа, усиление полученного сигнала, выделение первой и второй гармоник, выделение амплитуд и определение степени уплотнения, с целью повышения точности контроля, сигнал ускорения стабилизируют по амплитуде первой гармоники путем изменения коэффициента усиления, а о степени уплотнения судят по амплитуде второй гармоники.There is also known a method of automatically controlling the operation of a vibratory soil compactor, including measuring the acceleration of a vibrating working body, amplifying the received signal, extracting the first and second harmonics, extracting amplitudes and determining the degree of compaction, in order to increase the accuracy of control, the acceleration signal is stabilized by the amplitude of the first harmonic by changing the coefficient gain, and the degree of compaction is judged by the amplitude of the second harmonic.

Известное устройство для автоматического контроля работы вибрационного уплотнителя грунта, содержит датчик ускорения вибраций, подключенный к входу усилителя, блоки выделения первой и второй гармоник, исполнительный блок, блок коррекции, детектор и дифференциальный интегратор, причем выход усилителя подключен к информационному входу блока коррекции, выход которого соединен с входами блоков выделения первой и второй гармоник, выход блока выделения первой гармоники соединен с входом детектора, выход которого соединен с входом дифференциального интегратора, выход которого подключен к управляющему входу блока коррекции, а выход блока выделения второй гармоники подключен к исполнительному блоку (см. патент РФ №2012702, МПК: E01C 19/28, B28B 1/08).A known device for automatically monitoring the operation of a vibratory soil compactor, contains a vibration acceleration sensor connected to an amplifier input, first and second harmonic extraction units, an executive unit, a correction unit, a detector and a differential integrator, the amplifier output being connected to the information input of the correction unit, the output of which connected to the inputs of the extraction units of the first and second harmonics, the output of the extraction unit of the first harmonic is connected to the input of the detector, the output of which is connected to the input of the differential cially integrator whose output is connected to the control input of the correction unit, and an output selection unit of the second harmonic is connected to the effector unit (see RF patent №2012702, IPC:. E01C 19/28, B28B 1/08).

Данная технология включает преобразование вибрации уплотняющего органа в электрический сигнал с выделением из него основной частоты вибрации и ее уровня, а также с выделением второй гармоники основной частоты вибрации и ее уровня. О степени уплотнения грунта судят по выделенному уровню второй гармоники основной частоты вибрации.This technology includes the conversion of the vibration of the sealing body into an electrical signal with the allocation of the fundamental vibration frequency and its level, as well as the second harmonic of the fundamental vibration frequency and its level. The degree of compaction of the soil is judged by the selected level of the second harmonic of the fundamental vibration frequency.

Недостатками упомянутого технического решения являются сложная система обработки данных, что влияет на точность результатов и обуславливает невозможность измерения с высокой степенью достоверности качества уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой.The disadvantages of the mentioned technical solution are a complex data processing system, which affects the accuracy of the results and makes it impossible to measure with a high degree of reliability the quality of ballast compaction under the rail sleeper.

Известна также система автоматического контроля качества уплотнения балластного слоя, которая содержит машину для стабилизации пути, содержащую раму, опирающуюся на ходовые тележки, контрольно-измерительную систему, включающую в себя датчики положения пути и стабилизатор рельсового пути, включающий в себя несущую раму, соединенную с рамой машины гидроцилиндрами, расположенными с обеих сторон от продольной оси машины, и опирающуюся, по меньшей мере, на одну тележку, и один виброблок, установленный на несущей раме, при этом на виброблоке и несущей раме виброблоков установлены вибродатчики, подключенные к бортовому компьютеру (см. патент РФ №2464370, E01B 27/02).There is also known a system for automatic control of the quality of ballast layer compaction, which comprises a track stabilization machine comprising a frame supported by running trolleys, a control and measurement system including track position sensors and a rail stabilizer including a supporting frame connected to the frame machines with hydraulic cylinders located on both sides of the longitudinal axis of the machine, and resting on at least one trolley, and one vibro-block mounted on a supporting frame, while on the vibro-block vibroblokov supporting frame mounted vibration sensors connected to the onboard computer (see. №2464370 RF patent, E01B 27/02).

Данное техническое решение основано на изменении амплитуды колебаний виброблока в зависимости от степени уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой. При недостаточно уплотненном балласте амплитуда колебаний виброблока будет выше, чем при уплотненном. Для исключения влияния колебаний самой машины, вызванных работой двигателя, трансмиссии и т.д. на колебания виброблока, на машине устанавливаются два вибродатчика: один вибродатчик устанавливается на виброблок, а второй - на несущую раму. Сигнал с вибродатчиков передается на усилитель, с усилителя - на аналогово-цифровой преобразователь и бортовой компьютер, который выделяет чистую амплитуду колебаний виброблока. В случае изменения амплитуды колебаний, а, следовательно, и степени уплотнения балласта изменяется скорость движения динамического стабилизатора пути. Правильное назначение скорости движения машины позволяет добиться одинаковой степени уплотнения, а, следовательно, и равноупругости балласта по длине пути.This technical solution is based on a change in the amplitude of vibrations of the vibration unit depending on the degree of compaction of the ballast under the rail-sleeper. With insufficiently compacted ballast, the amplitude of vibrations of the vibrating unit will be higher than with compacted. To exclude the influence of oscillations of the machine itself caused by the operation of the engine, transmission, etc. to vibrations of the vibration unit, two vibration sensors are installed on the machine: one vibration sensor is installed on the vibration unit, and the second - on the supporting frame. The signal from the vibration sensors is transmitted to the amplifier, from the amplifier to the analog-to-digital converter and the on-board computer, which emits the pure vibration amplitude of the vibration unit. In the case of a change in the amplitude of the oscillations, and, consequently, the degree of compaction of the ballast, the speed of the dynamic path stabilizer changes. Proper assignment of the speed of the machine allows you to achieve the same degree of compaction, and, consequently, the equal elasticity of the ballast along the length of the path.

Однако данное техническое решение не обладает достаточной степенью точности и достоверности определения степени уплотнения балласта, так как не обеспечивает непосредственный контроль текущих значений показателей, характеризующих качество уплотнения, таких как степень просадки балласта и в связи с этим, снижается качество, оперативность и производительность ремонтных работ.However, this technical solution does not have a sufficient degree of accuracy and reliability in determining the degree of compaction of ballast, since it does not provide direct control of the current values of indicators characterizing the quality of compaction, such as the degree of drawdown of ballast, and in this regard, the quality, efficiency and productivity of repair work is reduced.

Задачей изобретения является повышение достоверности определения качества уплотнения балласта железнодорожного пути при проведении ремонтных работ и при планово-предупредительной выправке рельсового пути и повышение, на этой основе, оперативности и производительности данных работ.The objective of the invention is to increase the reliability of determining the quality of compaction of the ballast of the railway track during repair work and during scheduled preventive alignment of the rail track and increase, on this basis, the efficiency and productivity of these works.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в способе автоматического контроля качества уплотнения балластной призмы рельсового пути, осуществляемого путем вибрационного воздействия на уплотняемый балласт, регистрации величины его просадки, при уплотнении балласта осуществляют синхронное измерение пространственных координат текущих значений величины просадки, в зоне уплотнения ремонтируемого рельсового пути, и в его уплотненной зоне, по получаемым пространственным координатам определяют фактическое значение коэффициента уплотнения балласта. При этом скорость движения машины, осуществляющей вибрационное воздействие на уплотняемый балласт, регулируют в зависимости от фактического значения коэффициента уплотнения в каждый текущий момент.The claimed technical result is achieved due to the fact that in the method of automatically controlling the quality of compaction of the ballast of the rail track carried out by vibrational action on the ballast being compacted, recording its drawdown value, while compaction of the ballast, the spatial coordinates of the current values of the drawdown value are synchronously measured in the compaction zone of the repair rail track, and in its compacted zone, the actual value of ballast compaction factor. At the same time, the speed of the machine that vibrates the ballast to be sealed is controlled depending on the actual value of the compaction coefficient at each current moment.

Техническим результатом изобретения является измерение в процессе уплотнения балласта непосредственных значений его просадки, за счет непрерывных, синхронных измерений ее текущих, высотных отметок, расположенных на уплотненных и неуплотненных участках ремонтируемого пути по ходу движения машины для стабилизации пути, путем сравнения значений их соответствующих высотных отметок.The technical result of the invention is the measurement in the process of compaction of ballast of the direct values of its subsidence, due to continuous, synchronous measurements of its current, elevations located on the sealed and uncompacted sections of the repaired path along the machine to stabilize the path, by comparing the values of their respective elevations.

Заявленный технический результат достигается также тем, что система для автоматического контроля качества уплотнения балласта рельсового пути содержит машину для стабилизации пути, содержащую раму, опирающуюся на ходовые тележки, виброблок, установленный на несущей раме, установленные на виброблоке вибродатчики, подключенные к бортовому компьютеру, контрольно-измерительную систему, снабжена двумя спутниковыми антеннами, приемником спутниковой системы позиционирования и модемом, причем антенны установлены соответственно, в передней и задней, по ходу движения машины, части указанной рамы, их выходы соединены с соответствующими входами приемника спутниковой системы позиционирования, первый и второй вход - выходы которого связаны соответственно с указанным бортовым компьютером и модемом, принимающим сигналы базовой спутниковой станции.The claimed technical result is also achieved by the fact that the system for automatic control of the quality of compaction of the ballast of the rail track contains a machine for stabilizing the track, comprising a frame supported by running trolleys, a vibration unit mounted on a carrier frame, vibration sensors mounted on the vibration unit connected to the on-board computer, and a control measuring system, equipped with two satellite antennas, a satellite positioning system receiver and a modem, the antennas being installed respectively in the front the first and second inputs, the outputs of which are connected to the indicated on-board computer and modem, receiving signals from the base satellite station, respectively.

На фиг. 1 схематично показан общий вид устройства, фиг. 2 иллюстрирует принцип определения просадки и степени уплотнения балласта, на фиг. 3 представлена структурная схема контрольно-измерительной системы устройства, на фиг. 4 приведен фрагмент визуализируемых данных, иллюстрирующий конкретную реализацию способа.In FIG. 1 schematically shows a General view of the device, FIG. 2 illustrates the principle of determining the drawdown and the degree of compaction of ballast, in FIG. 3 is a structural diagram of a control and measuring system of the device; FIG. 4 is a fragment of visualized data illustrating a specific implementation of the method.

Устройство включает машину 1, содержащую несущую раму 2, опирающуюся на ходовые тележки 3, установленные в верхней части рамы 2 с возможностью радиовидимости на навигационные спутники спутниковые антенны 4 и 5, виброблок 6 с вибродатчиками для настройки амплитудно-частотных характеристик работы виброблока, подключенными к бортовому компьютеру, контрольно-измерительную систему, включающую спутниковый приемник 7, связанный через модем 8 со спутниковой референц-сетью или временными базовыми станциями (на черт, не показано) и бортовым компьютером 9. Спутниковая антенна 4 установлена в передней части машины 1, а спутниковая антенна 5 - в задней части указанной машины 1. Антенны 4 и 5 относительно головки рельса зафиксированы на высоте L4, L5 соответственно и связаны с соответствующими входами спутникового приемника 7, первый вход-выход которого через модем 8 связан со спутниковой референц-сетью для получения дифференциальных поправок, а другой вход-выход связан с бортовым компьютером 9. Спутниковый приемник 7, модем 8 и бортовой компьютер 9 расположены в кабине машины 1.The device includes a machine 1, comprising a supporting frame 2, supported by running trolleys 3, mounted in the upper part of the frame 2 with the possibility of radio visibility to navigation satellites satellite antennas 4 and 5, a vibration unit 6 with vibration sensors for adjusting the amplitude-frequency characteristics of the operation of the vibration unit connected to the onboard a computer, a control and measuring system, including a satellite receiver 7, connected via modem 8 to a satellite reference network or temporary base stations (to hell, not shown) and an on-board computer rum 9. Satellite dish 4 is installed at the front of machine 1, and satellite dish 5 is at the rear of said machine 1. Antennas 4 and 5 relative to the rail head are fixed at a height of L4, L5, respectively, and are connected to the corresponding inputs of satellite receiver 7, the first input -the output of which through modem 8 is connected to a satellite reference network to obtain differential corrections, and the other input-output is connected to on-board computer 9. A satellite receiver 7, modem 8 and on-board computer 9 are located in the cab of machine 1.

В качестве спутниковой аппаратуры позиционирования может быть использован спутниковый приемник LeicaICON-80 с двумя антеннами, синхронно измеряющими пространственные координаты (X, У, Н) и текущее время.As a satellite positioning equipment, a LeicaICON-80 satellite receiver with two antennas synchronously measuring spatial coordinates (X, Y, H) and current time can be used.

При проведении работ по уплотнению балласта в ходе движения машины 1, виброблок с помощью вибродатчиков предварительно настраивается на заданные (из технического паспорта ДСП) амплитудно-частотные характеристики и в данном режиме уплотняет балласт, спутниковый приемник 7 через модем 8 связывается со спутниковой референц - сетью или временной базовой станцией, установленной на репере участка ремонта железной дороги. На несущую раму 2 машины 1 (ДСП) устанавливают две спутниковые антенны, в передней части рамы 2, антенну 4, и в ее задней части, антенну 5. Измеряют расстояния L4 и L5 указанных антенн 4, 5 до условных точек А4 и А5 соответственно, на головке рельса (фиг. 2). Данные промеров вводят в бортовой компьютер 9. До начала работ в бортовой компьютер 9 экспортируются также данные толщины d слоя балласта. С помощью компьютерной программы осуществляется расчет и визуализация в автоматическом режиме текущих основных параметров процесса уплотнения: коэффициента Еу уплотнения, величины просадки, скорости движения машины, текущее местоположение (координаты X, У, Н) машины 1 в линейной системе координат Км+Пк+м (фиг. 4). При этом приемник 7 через модем 8 по GSM-связи или радиоканалу принимает дифференциальные поправки, обеспечивая высокую точность определения текущих пространственных координат XA4, УA4, HA4 и XA5, УА5, HA5 точек А4 и А5 относительно базовой станции (репера) спутниковыми антеннами 4 и 5. Указанные пространственные координаты в точках А4 и А5 машины 1 определяются одновременно и поступают через спутниковый приемник 7 в бортовой компьютер 9. Высотные отметки HA4 по антенне 4 и высотные отметки HA5, по антенне 5 определяются в системе высот проекта на ремонт или в условной системе высот.When carrying out work on compaction of the ballast during the movement of machine 1, the vibration unit using vibration sensors is pre-configured for the specified amplitude-frequency characteristics (from the technical data sheet of the chipboard) and in this mode it compacts the ballast, satellite receiver 7 communicates via satellite modem 8 with a satellite reference network or temporary base station installed on the benchmark of the railway repair section. Two satellite antennas are installed on the supporting frame 2 of machine 1 (DSP), in the front of the frame 2, antenna 4, and in its rear, antenna 5. Measure the distances L4 and L5 of these antennas 4, 5 to the conditional points A 4 and A 5 respectively, on the rail head (Fig. 2). Measurement data is entered into the on-board computer 9. Prior to the start of work, data on the thickness d of the ballast layer are also exported to the on-board computer 9. Using a computer program, the current basic parameters of the compaction process are calculated and visualized in automatic mode: E coefficient of compaction, drawdown value, machine speed, current location (X, Y, H coordinates) of machine 1 in the linear coordinate system Km + Pk + m (Fig. 4). In this case, the receiver 7 via the GSM modem or radio channel receives differential corrections, providing high accuracy in determining the current spatial coordinates X A4 , U A4 , H A4 and X A5 , U A5 , H A5 of points A 4 and A 5 relative to the base station (reference) satellite antennas 4 and 5. The indicated spatial coordinates at points A 4 and A 5 of machine 1 are determined simultaneously and are transmitted via satellite receiver 7 to the on-board computer 9. Altitude marks H A4 along antenna 4 and altitude marks H A5 , along antenna 5 defined in the project height system ONT or conventional system of heights.

В процессе уплотнения балласта коэффициент Еу уплотнения, скорость движения машины для уплотнения балласта определяют с использованием данных о пространственных координатах двух точек, расположенных в зоне, передней (по ходу движения) части машины 1, находящейся на неуплотненном участке пути, и в ее задней части, находящейся в уплотненной зоне, в точках А4 и А5, соответственно (фиг. 1). Получение указанных данных обеспечивают спутниковые антенны 4, 5, с помощью которых синхронно получают пространственные координаты XA4, УA4, HA4 передней части машины (точка А4) и координаты XA5, УА5, HA5 задней части машины (точка А5). По известным значениям L4, L5 от спутниковых антенн 4 и 5 до головки рельса высотные отметки HA4 и HA5 указанных спутниковых антенн редуцируют на головку рельса по отвесной линии.In the process of ballast compaction, the coefficient E of the compaction, the speed of the machine for compaction of ballast, is determined using data on the spatial coordinates of two points located in the zone, the front (in the direction of travel) part of the machine 1, located on the uncompressed section of the track, and in its rear part located in the sealed area, at points A 4 and A 5 , respectively (Fig. 1). Obtaining these data is provided by satellite antennas 4, 5, with the help of which the spatial coordinates X A4 , U A4 , H A4 of the front of the machine (point A4) and the coordinates X A5 , U A5 , H A5 of the rear of the machine (point A5) are synchronously obtained. According to the known values of L4, L5 from satellite antennas 4 and 5 to the rail head, the elevations H A4 and H A5 of these satellite antennas are reduced to the rail head along a plumb line.

Высотные отметки Hгрп и Hгрз головки рельса для точек, находящихся в передней, неуплотненной части ремонтируемого пути, и в задней части машины 1, находящейся в зоне после уплотнения, определяются по формулам:The elevations H hr and H hr of the rail head for points located in the front, unsealed part of the track being repaired, and in the rear of the machine 1, located in the area after compaction, are determined by the formulas:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Величина просадки P в процессе уплотнения рассчитывается по формуле:The drawdown value P during the compaction process is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Hгпр(i) - текущая высотная отметка проекции высотной отметки спутниковой антенны 4 на головку рельса в точке A4(i);where H gr (i) is the current elevation of the projection of the elevation of satellite antenna 4 on the rail head at point A 4 (i) ;

Hгрп(i-1) - текущая высотная отметка проекции высотной отметки спутниковой антенны 4 на головку рельса в точке А5(i-1);H grp (i-1) - current elevation of the projection of the elevation of satellite antenna 4 on the rail head at point A 5 (i-1) ;

Hгрз(i-1) - текущая высотная отметка проекции высотной отметки спутниковой антенны 5 на головку рельса в точке А5(i-1) H grz (i-1) - current elevation of the projection of the elevation of satellite antenna 5 on the rail head at point A 5 (i-1)

Коэффициент Еу уплотнения рассчитывается по формуле:The coefficient E of the seal is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где d - толщина слоя балласта, P - величина просадки, n - количество измеренных i-точек на участке пути определения коэффициента Еу уплотнения.where d is the thickness of the ballast layer, P is the drawdown value, n is the number of measured i-points on the plot of the determination of the coefficient E of the seal.

Скорость движения машины V в любой момент времени определяется в соответствии с выражением:The speed of the machine V at any time is determined in accordance with the expression:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Xa4i, Уa4i - координаты спутниковой антенны 4 в i-ых точках, Xa4(i-1), Уа4(i-1) - координаты спутниковой антенны 4 в (i-1) точках, ti - текущее время измерения координат спутниковой антенной 4 в i-ой точке, t(i-1) - текущее время измерения координат спутниковой антенной 5 в (i-1) точке.where X a4i , U a4i are the coordinates of satellite antenna 4 at the i-th points, X a4 (i-1), U a4 (i-1) are the coordinates of the satellite antenna 4 at (i-1) points, t i is the current time measuring the coordinates of satellite antenna 4 at the i-th point, t (i-1) - the current time of measuring the coordinates of satellite antenna 5 at the (i-1) point.

Техническое решение реализуется следующим образом.The technical solution is implemented as follows.

В компьютере 9 указанные высотные отметки НА4 и НА5 по формулам (1) и (2), пересчитываются на уровень головки рельса с получением соответствующих значений высотных отметок головки рельса, Hгрп и Hгрз для каждой i-ой точки на участке измерений, по которым далее по формуле (3) рассчитывается величина Р просадки. По полученным данным о величинах просадки Р на данном участке ремонтируемого пути, включающем n i-ых точек, для каждой из этих точек бортовой компьютер 9 в соответствии с выражением (4) выполняет расчет коэффициента Еу уплотнения, значение которого контролируется компьютером 9 и при отклонении от заданного интервала, корректируется изменением скорости V движения машины 1. Скорость V машины вычисляется в соответствии с выражением (5). При этом в бортовом компьютере 9 формируются и визуализируются графики, отображающие текущие данные, характеризующие процесс и качество уплотнения. Все получаемые данные отображаются в реальном масштабе времени на дисплее компьютера 9 в виде графиков (см. фиг. 4). При отклонении от заданного диапазона коэффициента Еу уплотнения, соответствующим образом изменяют скорость V движения машины 1, обратно пропорционально изменению коэффициента Еу уплотнения. Изменение осуществляется на величину, соответствующую функциональной, эмпирической зависимости, обеспечивающей заданный диапазон для Еу, независимо от изменений внешних условий. Контроль полученного качества уплотнения балласта выполняют при контрольном проходе машины 1, движение которой равномерно на уплотненном участке, при этом контрольное значение коэффициента Еу уплотнения не должно превышать заданного предела.In computer 9, the indicated elevations H A4 and H A5 according to formulas (1) and (2) are converted to the level of the rail head to obtain the corresponding values of the elevations of the rail head, H grp and H grz for each i-th point on the measurement site, according to which, according to formula (3), the value of P is calculated. According to the data on the values of the subsidence P in this section of the track being repaired, including the n i-th points, for each of these points the on-board computer 9, in accordance with expression (4), calculates the coefficient E of the seal, the value of which is controlled by the computer 9 and when deviating from a given interval, is adjusted by changing the speed V of the movement of the machine 1. The speed V of the machine is calculated in accordance with expression (5). At the same time, on-board computer 9 generates and visualizes graphs that display current data characterizing the process and quality of compaction. All data obtained are displayed in real time on the display of computer 9 in the form of graphs (see Fig. 4). When deviating from a given range of coefficient E at the seal, the speed V of the machine 1 is changed accordingly, inversely proportional to the change in coefficient E at the seal. The change is carried out by a value corresponding to a functional, empirical dependence, providing a given range for E y , regardless of changes in external conditions. The control of the obtained quality of the ballast seal is carried out during the control passage of the machine 1, the movement of which is uniform in the sealed area, while the control value of the coefficient E at the seal should not exceed a predetermined limit.

По отношению к способу - прототипу, с определением коэффициента уплотнения на основе измерений амплитуды вибраций, определяемой вибродатчиком, заявленное техническое решение обеспечивает повышение точности измерений и достоверности данных, так как вибродатчики регистрируют только качество работы машины. Однако при различных внешних условиях (например, болотистая местность) регистрируемая амплитуда вибраций машины в процессе уплотнения может быть значительной, при этом необходимая степень уплотнения определяется неоднозначно, включая коэффициент уплотнения.In relation to the method of the prototype, with the determination of the compaction coefficient based on measurements of the amplitude of the vibrations determined by the vibration sensor, the claimed technical solution provides improved measurement accuracy and data reliability, since vibration sensors record only the quality of the machine. However, under various external conditions (for example, marshland), the recorded vibration amplitude of the machine during compaction can be significant, and the required degree of compaction is determined ambiguously, including the compaction coefficient.

Основным преимуществом предлагаемого решения является непосредственное определение текущего значения коэффициента Еу уплотнения балласта в любой точке ремонтируемого пути по фактическим значениям Р просадки и толщины рыхлого слоя балласта, что в отличие от эмпирических, полученных опытным путем или других косвенных характеристик, обеспечивает повышение достоверности оценки качества уплотнения балласта и при наличии изменений внешних факторов, влияющих на уплотнение и на факторы процесса уплотнения.The main advantage of the proposed solution is the direct determination of the current value of the coefficient E of the ballast seal at any point of the track being repaired by the actual values of P sagging and the thickness of the loose layer of ballast, which, in contrast to empirical, empirically obtained or other indirect characteristics, improves the reliability of the seal quality assessment ballast and in the presence of changes in external factors affecting the compaction and factors of the compaction process.

В целом, техническое решение обеспечивает оперативное и достоверное определение качества уплотнения балластной призмы, позволяет своевременно и эффективно корректировать скорость движения машины по выправляемому пути и, таким образом, обеспечивает повышение производительности и эффективности работ по ремонту и планово-предупредительной выправке железнодорожного пути.In general, the technical solution provides prompt and reliable determination of the quality of the ballast seal, allows timely and efficient adjustment of the speed of the machine along the straightened track and, thus, provides an increase in the productivity and efficiency of repair and scheduled preventive dressing of the railway track.

Claims (2)

1. Способ автоматического контроля качества уплотнения балластного слоя рельсового пути, осуществляемого путем вибрационного воздействия на уплотняемый балласт и регистрации величины его просадки, отличающийся тем, что при уплотнении балласта осуществляют синхронное измерение пространственных координат текущих значений величины просадки в зоне уплотнения ремонтируемого рельсового пути и в его уплотненной зоне, по получаемым пространственным координатам определяют фактическое значение коэффициента уплотнения балласта, а скорость движения машины, осуществляющей вибрационное воздействие на уплотняемый балласт, регулируют в зависимости от фактического значения коэффициента уплотнения в каждый текущий момент.1. The method of automatic quality control of the compaction of the ballast layer of the rail track, carried out by vibrational action on the ballast to be sealed and registration of its drawdown, characterized in that when ballast compaction, synchronous measurement of the spatial coordinates of the current values of the drawdown in the sealing zone of the repaired rail track and in it the densified zone, according to the spatial coordinates obtained, the actual value of the ballast compaction coefficient is determined, and the speed the movement of the machine, which carries out a vibrational effect on the sealed ballast, is regulated depending on the actual value of the compaction coefficient at each current moment. 2. Система автоматического контроля качества уплотнения балластного слоя для осуществления способа по п. 1, содержащая машину для стабилизации пути, содержащую раму, опирающуюся на ходовые тележки, виброблок, установленный на несущей раме, установленные на виброблоке вибродатчики, подключенные к бортовому компьютеру, контрольно-измерительную систему, отличающаяся тем, что она снабжена двумя спутниковыми антеннами, приемником спутниковой системы позиционирования и модемом, причем антенны установлены, соответственно, в передней и задней по ходу движения машины части указанной рамы, их выходы соединены с соответствующими входами приемника спутниковой системы позиционирования, входы - выходы которого связаны соответственно с указанным бортовым компьютером и модемом, принимающим сигналы базовой спутниковой станции.2. The system of automatic quality control of ballast layer compaction for implementing the method according to claim 1, comprising a machine for stabilizing the path, comprising a frame supported by running trolleys, a vibration unit mounted on a carrier frame, vibration sensors mounted on the vibration unit connected to the on-board computer, and a control measuring system, characterized in that it is equipped with two satellite antennas, a satellite positioning system receiver and a modem, and the antennas are installed, respectively, in the front and rear in the direction of movement of the machine, parts of the indicated frame, their outputs are connected to the corresponding inputs of the receiver of the satellite positioning system, the inputs and outputs of which are connected respectively to the indicated on-board computer and modem receiving signals from the base satellite station.
RU2018145291A 2018-12-18 2018-12-18 Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation RU2703819C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145291A RU2703819C1 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145291A RU2703819C1 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703819C1 true RU2703819C1 (en) 2019-10-22

Family

ID=68318230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145291A RU2703819C1 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703819C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430946A (en) * 1981-01-16 1984-02-14 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industrie-Gesellschaft M.B.H. Mobile machine and method for compacting ballast
US5257579A (en) * 1990-02-06 1993-11-02 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. Continuous action machine for compacting ballast
RU2464370C2 (en) * 2010-07-15 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) System for quality control of rail track ballast layer compaction quality

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430946A (en) * 1981-01-16 1984-02-14 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industrie-Gesellschaft M.B.H. Mobile machine and method for compacting ballast
US5257579A (en) * 1990-02-06 1993-11-02 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. Continuous action machine for compacting ballast
UA35544C2 (en) * 1990-02-06 2001-04-16 Франц Плассер Банбаумашінен-Індустрігезельшафт Мбх Continuously moving track-laying machine for compacting gravel ballast layer of track and method for continuous lowering track to prescribed position
RU2464370C2 (en) * 2010-07-15 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) System for quality control of rail track ballast layer compaction quality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7411655B2 (en) Method and system for monitoring track sections
US5127333A (en) Track maintenance machine for compacting ballast
CN101289831B (en) Method and system for controlling compacting machines
US7946787B2 (en) Paving system and method
CN105783799B (en) A kind of fragment-free track slab gap depth lossless detection method and equipment based on vibration
CN108254068B (en) A kind of vibrational energy on-line detecting system of reclamation work compaction quality
DK2839078T3 (en) MACHINE FOR MAINTENANCE OF A TRACK
CA2033865C (en) Continuous action machine for compacting ballast
Facas et al. Development and evaluation of relative compaction specifications using roller-based measurements
JP3908031B2 (en) Embankment rolling pressure management method and apparatus
RU2703819C1 (en) Method for automatic quality control of rail track ballast layer seal and device for its implementation
KR101921959B1 (en) Autonomous Compaction Device, Method and Program to improve a quality of a compaction near pipes
US9863097B2 (en) Method for correcting a rail track
JP3542780B2 (en) Compaction management method
JP6730173B2 (en) Soil measurement method and soil measurement device
JP2021011771A (en) Compaction quality control system and compaction quality control method using automatic operation of vibratory rollers
CN113566751B (en) Virtual pavement thickness detection system and method based on multi-beam ultrasonic detection
RU2464370C2 (en) System for quality control of rail track ballast layer compaction quality
CN212316877U (en) Compaction monitoring devices of railway roadbed
US20230383476A1 (en) Method and system for detecting vibrations transmitted in the area of a track
CN110514573A (en) Road building equipment and compactness inspection method
RU148820U1 (en) MACHINE FOR CLEANING
RU187173U1 (en) Gravel cleaning machine
JPH11256503A (en) Method and device for measuring degree of compaction of coarse-grain subsoil
RU126011U1 (en) MACHINE FOR CLEANING