RU2728202C1 - System for technical and commercial monitoring of train condition - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: system for technical and commercial monitoring of trains condition includes a complex post of integrated diagnostic control, including a distillation data concentrator. Distillation data concentrator is connected to a linear point of thermal control, facilities of early diagnostics of bearings of axle boxes. System comprises means of loading dimensions control, thermal remote monitoring of cars loading, commercial inspection of rolling stock, automated visual inspection of technical characteristics of rolling stock, laser monitoring of negative dynamics and dimensions and coupling for additional monitoring means. Server comprises a road data processing center database module designed to work with large arrays of heterogeneous data files. Software module for automation of intellectual support of decision making of system dispatcher and operators is implemented using trained neural networks.

EFFECT: higher efficiency of rolling stock operation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим контроль технического и коммерческого состояния железнодорожного состава.The invention relates to railway transport, in particular, to automatic and telemechanics devices that monitor the technical and commercial condition of the train.

Известна автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов, содержащая оптоэлектронный датчик начала состава и установленную над рельсовым путем П-образную несущую конструкцию, на которой размещены телевизионная камера, предназначенная для получения изображения крыши вагонов, пять оптоэлектронных датчиков контроля габаритности погрузки вагонов, оптоэлектронный датчик счета вагонов, при этом выходы датчиков связаны с входами блока индикации и согласования, выход блока индикации и согласования связан с входом персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ) автоматизированного рабочего места оператора, к выходу которой подключен монитор, четыре дополнительных оптоэлектронных датчика контроля габаритности погрузки вагонов, оптоэлектронный датчик счета колесных пар, три дополнительных телевизионных камеры, предназначенные для получения изображений левого; и правого бортов вагонов, а также контроля пломб люков цистерн, и прожекторы, при этом дополнительные датчики контроля габаритности погрузки вагонов установлены на несущей конструкции с возможностью контроля совместно с остальными аналогичными датчиками границ совмещенного зонального габарита погрузки и габарита подвижного состава, оптоэлектронный датчик начала состава, оптоэлектронный датчик счета колесных пар, телевизионные камеры левого и правого бортов вагонов закреплены на опорах, телевизионная камера контроля пломб люков цистерн - на ригеле, а прожекторы - на опорах и ригеле несущей конструкции, выходы всех телевизионных камер связаны с видеовходами ПЭВМ, выходы дополнительных датчиков контроля габаритности погрузки вагонов и датчика счета колесных пар связаны с соответствующими входами блока индикации и согласования, подключенного управляющим входом к выходу ПЭВМ, блок индикации и согласования выполнен с возможностью работы в автономном режиме (RU 2252170, В61К 9/02, 20.05.2005).Known is an automated system for commercial inspection of trains and cars, containing an optoelectronic sensor for the beginning of the train and a U-shaped supporting structure installed above the rail track, on which a television camera is located, designed to obtain an image of the roof of cars, five optoelectronic sensors for monitoring the dimensions of loading cars, an optoelectronic sensor for counting cars , while the outputs of the sensors are connected to the inputs of the indication and coordination unit, the output of the indication and coordination unit is connected to the input of the personal electronic computer (PC) of the operator's workstation, to the output of which the monitor is connected, four additional optoelectronic sensors for monitoring the dimensions of the loading of wagons, an optoelectronic sensor account of wheelsets; three additional television cameras designed to obtain images of the left; and the starboard sides of the cars, as well as control of the seals of the hatches of tanks, and searchlights, while additional sensors for monitoring the dimensions of the loading of the cars are installed on the supporting structure with the possibility of monitoring together with other similar sensors of the boundaries of the combined zonal loading gauge and the gauge of the rolling stock, an optoelectronic sensor for the start of the train, an optoelectronic wheelset counting sensor, television cameras of the left and right sides of cars are fixed on supports, a television camera for monitoring tank hatch seals is on the crossbar, and searchlights are on the supports and crossbar of the supporting structure, the outputs of all television cameras are connected to the video inputs of the PC, outputs of additional control sensors the dimensions of the loading of the wagons and the wheel pair counting sensor are connected with the corresponding inputs of the display and matching unit connected by the control input to the PC output, the display and matching unit is designed to operate in an autonomous mode (RU 2252170, V61K 9/02, 20.05.2005) ...

Недостатками известной системы являются большие трудозатраты на эксплуатацию, обусловленные недостаточным использованием совмещенного контроля коммерческого и технического состояния железнодорожных составов и автоматизации анализа и принятия решений по уровням аварийности.The disadvantages of the known system are large labor costs for operation, due to insufficient use of combined control of the commercial and technical condition of railway trains and automation of analysis and decision-making on accident rates.

В качестве прототипа принята система комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов, содержащая линейные пункты теплового контроля ходовых частей поезда, узловые посты комплексного диагностического контроля ходовых частей поезда, каждый из которых включает систему ранней диагностики буксовых подшипников, систему измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, систему контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и блок идентификации подвижных единиц, выходами подключенные к соответствующим входам перегонного концентратора, и информационные центры комплексного диагностического контроля, в состав каждого из которых входят автоматизированное рабочее место работника информационного центра, последовательно соединенные блок обработки, блок анализа и блок хранения информации, при этом выход, по меньшей мере, одного линейного пункта теплового контроля ходовых частей поезда подключен к соответствующему входу перегонного концентратора, выходы которого через станционный концентратор посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока обработки, соответствующие входы/выходы которого подключены к базе данных дорожного информационного центра, одни из входов/выходов аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места информационного центра подключены к выходам/входам блока анализа, а другие входы/выходы - посредством сети передачи данных связаны соответственно с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматического рабочего места поездного диспетчера. (RU 2428341, B61K 9/12, 10.09.2011).As a prototype, a system for complex diagnostic monitoring of train running gears was adopted, containing linear points for thermal monitoring of train running gears, nodal posts for complex diagnostic monitoring of train running gears, each of which includes a system for early diagnosis of axle box bearings, a system for measuring defects in geometry, profile, wheel wear parameters. , a system for monitoring violations of the geometry and linear dynamics of the bogies entering the track and a unit for identifying mobile units, outputs connected to the corresponding inputs of the distillation concentrator, and information centers for integrated diagnostic control, each of which includes an automated workstation for an employee of the information center, serially connected processing unit , an analysis unit and an information storage unit, while the output of at least one linear point of thermal control of the running gears of the train is connected to the corresponding input of the ferrying concentrator, the outputs of which are connected through the station concentrator via the data transmission network to the information inputs of the processing unit, the corresponding inputs / outputs of which are connected to the database of the road information center, one of the inputs / outputs of the hardware and software device of the automated workstation of the information center are connected to the outputs / inputs of the analysis unit , and other inputs / outputs are connected, respectively, with the central processing complex of the multilevel automated traffic safety control system, the technical inspection point and the hardware and software device of the train dispatcher's automatic workstation through a data transmission network. (RU 2428341, B61K 9/12, 09/10/2011).

Недостатками известной системы также являются большие трудозатраты на эксплуатацию, обусловленные недостаточным использованием совмещенного контроля коммерческого и технического состояния железнодорожных составов и автоматизации анализа и принятия решений по уровням аварийности.The disadvantages of the known system are also large labor costs for operation, due to insufficient use of combined monitoring of the commercial and technical condition of railroad trains and automation of analysis and decision-making on accident rates.

Обеспечение комплексного контроля диагностических параметров, которые могут являться причиной проявления других отдельно выявляемых неисправностей, позволяет сузить пространство поиска причин их проявления. Например, такие контролируемые параметры, как завышение/занижение фрикционного клина и дефекты поверхности катания, которые выявляются подсистемами технического контроля и некорректной развесовки вагона, которые выявляется подсистемами коммерческого осмотра, могут в конечном итоге являться истинной причиной наличия отрицательной динамики.Providing comprehensive control of diagnostic parameters, which can cause the manifestation of other separately detected malfunctions, allows you to narrow the space for searching for the causes of their manifestation. For example, such controlled parameters as overestimation / underestimation of the friction wedge and defects of the rolling surface, which are detected by the subsystems of technical control and incorrect weighting of the car, which are detected by the subsystems of commercial inspection, may ultimately be the true cause of the presence of negative dynamics.

Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат на эксплуатацию системы и в обеспечении выработки эффективных решений по эксплуатации подвижного состава.The technical result of the invention is to reduce labor costs for operating the system and to ensure the development of effective solutions for the operation of rolling stock.

Технический результат достигается тем, что в системе технического и коммерческого контроля состояния поездов, содержащей узловой пост комплексного диагностического контроля, включающий перегонный концентратор данных, входы которого соединены с выходами линейного пункта теплового контроля, средство ранней диагностики подшипников буксовых узлов, средство измерения дефектов геометрии, профиля и параметров износа колес, средство контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и средство идентификации подвижных единиц, при этом перегонный концентратор данных связан через канал связи со станционным концентратором данных, к которому подключена станционная радиостанция, соединенная по радиоканалу с радиостанцией, подключенной к пульту управления машиниста локомотива, выходы станционного концентратора данных посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока обработки оперативных данных информационного центра комплексного диагностического контроля, к которому подключен блок анализа, первые входы/выходы которого соединены с выходами/входами блока хранения оперативной информации, а вторые входы/выходы соединены с выходами/входами аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места работника информационного центра комплексного диагностического контроля, которое посредством сети передачи данных, связано с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, согласно изобретению введены и подключены к перегонному концентратору данных средство контроля габаритов погрузки, средство тепловизионного дистанционного контроля загрузки вагонов, средство контроля инвентарных номеров вагонов, средство коммерческого осмотра подвижного состава на подъездных путях промышленных предприятий, средство коммерческого осмотра подвижного состава для формирование отчета о прошедшем составе, содержащем видеоизображения вагонов с указанием их порядковых номеров в составе, средство взвешивания и учета вагонов и грузов, средство автоматического подсчета числа осей подвижного состава средство для осмотра бортов вагонов, средство для осмотра крыш вагонов, средство для осмотра груза, средство для осмотра верхних люков, средство для контроля очистки полувагонов и платформ, средство для осмотра рам вагонов, средство для визуальной идентификации инвентарного номера вагона, средство видео регистрации процесса прохождения поезда, средство для контроля габаритов, средство для контроля уровня налива цистерн, средство автоматизированного визуального контроля технических характеристик подвижного состава, средство лазерного контроля отрицательной динамики и габарита и средство сопряжения для дополнительных средств контроля, при этом блок обработки оперативных данных центра комплексного диагностического контроля подключен к серверу дорожного информационно-вычислительного центра, порт данных которого через корпоративную сеть передачи данных подключен к автоматизированным системам оперативного управления перевозками, управления станциями и управления сортировочной станицей, при этом сервер в своем составе содержит модуль базы данных дорожного информационно-вычислительного центра, предназначенный для работы с большими массивами файлов разнородных данных, модуль агрегирования информации и программный модуль автоматизации интеллектуальной поддержки принятия решений диспетчера и операторов системы, выполненный с использованием обучаемых нейронных сетей.The technical result is achieved by the fact that in the system of technical and commercial monitoring of the state of trains, containing a nodal post of complex diagnostic control, including a ferry data concentrator, the inputs of which are connected to the outputs of the linear station of thermal control, a tool for early diagnostics of axle box bearings, a tool for measuring defects in geometry, profile and wheel wear parameters, a means for monitoring violations of the geometry and linear dynamics of the bogies in the track and a means for identifying mobile units, while the distillation data concentrator is connected through a communication channel to the station data concentrator, to which the station radio station is connected, connected via a radio channel to a radio station connected to the control panel of the locomotive driver, the outputs of the station data concentrator are connected via the data transmission network to the information inputs of the operational data processing unit of the information center of the complex diagnostic control The field to which the analysis unit is connected, the first inputs / outputs of which are connected to the outputs / inputs of the operational information storage unit, and the second inputs / outputs are connected to the outputs / inputs of the hardware and software device of the automated workplace of the employee of the information center for complex diagnostic control, which is through the network data transmission, connected with the central processing complex of the multi-level automated traffic safety management system, the technical inspection point and the hardware and software device of the automated workstation of the train dispatcher, according to the invention, a means for monitoring loading dimensions, a means for thermal imaging remote control of loading wagons, are introduced and connected to the ferry data concentrator, means of control of inventory numbers of cars, means of commercial inspection of rolling stock on access roads of industrial enterprises, means of commercial inspection of rolling stock for compilation of a report on the last train containing video images of wagons indicating their serial numbers in the train, means for weighing and accounting for wagons and cargo, means for automatically counting the number of rolling stock axles; means for inspecting wagon sides; means for inspecting wagon roofs, means for inspecting cargo, means for inspection of upper hatches, means for monitoring the cleaning of gondola cars and platforms, means for inspecting car frames, means for visual identification of the inventory number of a wagon, means for video recording of the train passing process, means for controlling dimensions, means for monitoring the level of filling of tanks, means of automated visual control technical characteristics of the rolling stock, a means of laser monitoring of negative dynamics and dimensions and an interface for additional control means, while the processing unit of the operational data of the integrated diagnostic control center is connected to the traffic information server of an on-computing center, the data port of which is connected through a corporate data transmission network to automated systems for operational management of transportation, station management and sorting station management, while the server contains a database module of a road information-computing center designed to work with large arrays files of heterogeneous data, an information aggregation module and a software module for the automation of intelligent decision support for the dispatcher and system operators, performed using trained neural networks.

На чертеже приведена блок схема системы технического и коммерческого контроля состояния поездов.The drawing shows a block diagram of a system for technical and commercial control of the condition of trains.

Система технического и коммерческого контроля состояния поездов содержит узловой пост 1 комплексного диагностического контроля (УП КДК), включающий перегонный концентратор 2 данных, входы которого соединены с выходами линейного пункта 3 теплового контроля, средства 4 ранней диагностики подшипников буксовых узлов, средства 5 измерения дефектов геометрии, профиля и параметров износа колес, средства 6 контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и средства 7 идентификации подвижных единиц, при этом перегонный концентратор 2 данных связан через канал связи со станционным концентратором 8 данных, к которому подключена станционная радиостанция 9, соединенная по радиоканалу с радиостанцией 10, подключенной к пульту 11 управления машиниста локомотива 12, выходы станционного концентратора 8 данных посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока 13 обработки оперативных данных информационного центра 14 комплексного диагностического контроля (ИЦ КДК), к которому подключен блок 15 анализа, первые входы/выходы которого соединены с выходами/входами блока 16 хранения оперативной информации, а вторые входы/выходы соединены с выходами/входами аппаратно-программного устройства 17 автоматизированного рабочего места (АРМ) работника информационного центра комплексного диагностического контроля, которое посредством сети передачи данных, связано с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения (ЦОК АСУ), пунктом технического осмотра (ПТО) и аппаратно-программным устройством автоматизированного рабочего места поездного диспетчера (АРМ ДНЦ), дополнительно в систему введены и подключены к перегонному концентратору 2 данных средство 18 контроля габаритов погрузки, средство 19 тепловизионного дистанционного контроля загрузки вагонов, средство 20 контроля инвентарных номеров вагонов, средство 21 коммерческого осмотра подвижного состава на подъездных путях промышленных предприятий, средство 22 коммерческого осмотра подвижного состава для формирования отчета о прошедшем составе (содержащем видеоизображения вагонов с указанием их порядковых номеров в составе), средство 23 взвешивания и учета вагонов и грузов, средство 24 автоматического подсчета числа осей подвижного состава, средство 25 для осмотра бортов вагонов, средство 26 для осмотра крыш вагонов, средство 27 для осмотра груза, средство 28 для осмотра верхних люков, средство 29 для контроля очистки полувагонов и платформ, средство 30 для осмотра рам вагонов, средство 31 для визуальной идентификации инвентарного номера вагона, средство 32 видео регистрации процесса прохождения поезда, средство 33 для контроля габаритов, средство 34 для контроля уровня налива цистерн, средство 35 автоматизированного визуального контроля технических характеристик подвижного состава, средство 36 лазерного контроля отрицательной динамики и габарита и средство 37 сопряжения для дополнительных средств контроля, при этом блок 13 обработки оперативных данных центра 14 комплексного диагностического контроля подключен к серверу 38 дорожного информационно-вычислительного центра, порт данных которого через корпоративную сеть передачи данных подключен к автоматизированным системам оперативного управления перевозками (АСОУП), управления станциями (АСУ СТ) и управления сортировочной станицей (АСУ СС), при этом сервер 38 в своем составе содержит модуль 39 базы данных дорожного информационно-вычислительного центра, предназначенный для работы с большими массивами файлов разнородных данных, модуль 40 агрегирования информации и программный модуль 41 автоматизации интеллектуальной поддержки принятия решений диспетчера и операторов системы, выполненный с использованием обучаемых нейронных сетей.The system of technical and commercial monitoring of the condition of trains contains a nodal post 1 of complex diagnostic control (UP KDK), including a distillation concentrator 2 data, the inputs of which are connected to the outputs of the linear station 3 of thermal control, means 4 for early diagnostics of axle box bearings, means 5 for measuring geometry defects, profile and parameters of wheel wear, means 6 for monitoring violations of the geometry and linear dynamics of the bogie fit into the track and means 7 for identifying mobile units, while the distillation concentrator 2 data is connected via a communication channel with the station concentrator 8, to which the station radio station 9 is connected radio channel with a radio station 10 connected to the control panel 11 of the driver of the locomotive 12, the outputs of the station data concentrator 8 via a data transmission network are connected to the information inputs of the operational data processing unit 13 of the information center 14 for complex diagnostic control I (IC KDK), to which the analysis unit 15 is connected, the first inputs / outputs of which are connected to the outputs / inputs of the operational information storage unit 16, and the second inputs / outputs are connected to the outputs / inputs of the hardware-software device 17 of the automated workstation (AWS) an employee of the information center for integrated diagnostic control, which, through a data transmission network, is connected to the central processing complex of the multi-level automated traffic safety control system (CSC ACS), the technical inspection point (PTO) and the hardware and software device of the automated workstation of the train dispatcher (AWP DSC), additionally introduced into the system and connected to the distillation concentrator 2 data means 18 for monitoring the dimensions of loading, means 19 for thermal imaging remote control of loading wagons, means 20 for monitoring the inventory numbers of wagons, means 21 for commercial inspection of rolling stock on access roads of industrial enterprises acceptance, means 22 for commercial inspection of rolling stock for generating a report on the passed train (containing video images of wagons indicating their serial numbers in the train), means 23 for weighing and accounting for wagons and cargo, means 24 for automatically counting the number of axles of rolling stock, means 25 for inspecting the sides wagons, means 26 for inspecting the roofs of wagons, means 27 for inspecting cargo, means 28 for inspecting the upper hatches, means 29 for monitoring the cleaning of gondola cars and platforms, means 30 for inspecting wagon frames, means 31 for visual identification of the wagon inventory number, video means 32 registration of the process of the passage of the train, means 33 for controlling dimensions, means 34 for monitoring the level of filling of tanks, means 35 for automated visual monitoring of technical characteristics of the rolling stock, means 36 for laser monitoring of negative dynamics and dimensions and means 37 for interfacing for additional control means, while the unit 13 processing the operational data of the center 14 of integrated diagnostic control is connected to the server 38 of the road information and computing center, the data port of which is connected through the corporate data transmission network to the automated systems for operational management of transportation (ASOUP), station management (ACS ST) and management of the sorting station (ACS SS), while the server 38 in its composition contains a database module 39 of a road information and computing center, designed to work with large arrays of heterogeneous data files, an information aggregation module 40 and a software module 41 for automating intelligent decision support for the dispatcher and system operators, executed using trained neural networks.

Система технического и коммерческого контроля состояния поездов функционирует следующим образом.The system of technical and commercial monitoring of the condition of trains operates as follows.

При заходе поезда на измерительный участок параллельно и последовательно со средствами технического диагностирования работают также и средство 18 контроля габаритов погрузки, средство 19 тепловизионного дистанционного контроля загрузки вагонов, средство 20 контроля инвентарных номеров вагонов, средство 21 коммерческого осмотра подвижного состава на подъездных путях промышленных предприятий, средство 22 коммерческого осмотра подвижного состава для формирования отчета о прошедшем составе (содержащем видеоизображения вагонов с указанием их порядковых номеров в составе), средство 23 взвешивания и учета вагонов и грузов, средство 24 автоматического подсчета числа осей подвижного состава, средство 25 для осмотра бортов вагонов, средство 26 для осмотра крыш вагонов, средство 27 для осмотра груза, средство 28 для осмотра верхних люков, средство 29 для контроля очистки полувагонов и платформ, средство 30 для осмотра рам вагонов, средство 31 для визуальной идентификации инвентарного номера вагона, средство 32 видеорегистрации процесса прохождения поезда, средство 33 для контроля габаритов, средство 34 для контроля уровня налива цистерн, средство 35 автоматизированного визуального контроля технических характеристик подвижного состава и средство 36 лазерного контроля отрицательной динамики и габарита.When the train enters the measuring section, in parallel and sequentially with the means of technical diagnostics, the means 18 for monitoring loading dimensions, means 19 for thermal imaging remote control of loading wagons, means 20 for monitoring the inventory numbers of wagons, means 21 for commercial inspection of rolling stock on access roads of industrial enterprises, means 22 commercial inspection of rolling stock to generate a report on the passed train (containing video images of wagons indicating their serial numbers in the train), means 23 for weighing and accounting for wagons and cargo, means 24 for automatically counting the number of axles of rolling stock, means 25 for inspecting the sides of wagons, means 26 for inspecting the roofs of wagons, means 27 for inspecting cargo, means 28 for inspecting the top hatches, means 29 for monitoring the cleaning of gondola cars and platforms, means 30 for inspecting car frames, means 31 for visual identification of the wagon inventory number a, means 32 for video recording of the process of passing the train, means 33 for controlling dimensions, means 34 for monitoring the level of filling of tanks, means 35 for automated visual monitoring of technical characteristics of rolling stock and means 36 for laser monitoring of negative dynamics and dimensions.

Информация от датчиков счета осей и от других источников информации о проходящем составе, в частности, камер, лазеров, тензометрических датчиков и т.д. (на чертеже не показаны) поступает в соответствующие вышеуказанные средства 19÷36 для ее обработки. Обработанная информация через перегонный концентратор 2, станционный концентратор 8 и блок 13 обработки оперативных данных информационного центра 14 комплексного диагностического контроля поступает в модуль 40 агрегирования информации. При этом, в процессе обработки информации, полученной от источников информации, средство 20 контроля инвентарных номеров вагонов запрашивает информацию из систем АСОУП, АСУ СТ и АСУ СС посредством запроса в модуль 40 агрегирования информации. Информация от средств 19÷36, полученная модулем 40 агрегирования информации, подвергается в нем обработке, которая включает в себя группировку и анализ данных относительно одних и тех же диагностируемых деталях подвижного состава. Использованием данных диагностики одного и того же объекта, полученных от разнородных источников информации (камеры, тензодатчики, лазеры, микрофоны, тепловизоры) удается повысить качество диагностирования, а также резко сократить количество ошибок первого и второго рода.Information from axle counting sensors and from other sources of information about the passing train, in particular, cameras, lasers, strain gauges, etc. (not shown in the drawing) enters the corresponding above means 19 ÷ 36 for processing. The processed information through the distillation concentrator 2, the station concentrator 8 and the unit 13 for processing the operational data of the information center 14 of the integrated diagnostic control enters the information aggregation module 40. At the same time, in the process of processing information received from information sources, the means 20 for monitoring the inventory numbers of cars requests information from the ACOUP, ACS ST and ACS SS systems by requesting the information aggregation module 40. Information from means 19 ÷ 36, received by the information aggregation module 40, is processed in it, which includes the grouping and analysis of data on the same diagnosed parts of the rolling stock. Using the diagnostic data of the same object, obtained from different sources of information (cameras, strain gauges, lasers, microphones, thermal imagers), it is possible to improve the quality of diagnostics, as well as to drastically reduce the number of errors of the first and second kind.

При движении каждого поезда через узловой пост 1 комплексного диагностического контроля осуществляется тепловой контроль с измерением температур буксовых узлов и колес поезда с помощью линейного пункта 3 теплового контроля, установленного на этом посту.When each train moves through the junction post 1 of the integrated diagnostic control, thermal control is carried out with the measurement of the temperatures of the axle boxes and the wheels of the train using the linear point 3 of the thermal control installed at this post.

Также осуществляется акустическая диагностика буксовых подшипников с помощью средства 4 ранней диагностики буксовых узлов и контроль дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, угла набегания и др. с помощью средства 5 измерения дефектов геометрии, профиля и параметров износа колес. Контроль нарушений геометрии и линейной динамики вписывания двухосных тележек в путь (виляние, рыскание) и др. осуществляется с помощью средства 6 контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь. Одновременно установленное на посту 1 средство 7 идентификации подвижных единиц определяет идентификационный номер вагона, его порядковый номер размещения в составе поезда со стороны головного вагона, номер тележки в вагоне, а также номер оси в тележке.Also, acoustic diagnostics of axle box bearings is carried out using the tool 4 for early diagnostics of axle box units and monitoring of defects in geometry, profile, wheel wear parameters, angle of attack, etc. using a tool 5 for measuring geometry defects, profile and wheel wear parameters. The control of violations of the geometry and linear dynamics of the fit of biaxial bogies into the track (wobbling, yaw), etc. is carried out with the help of means 6 for monitoring violations of the geometry and linear dynamics of the fit of bogies into the track. Simultaneously installed at the post 1 means 7 identification of mobile units determines the identification number of the car, its serial number of placement in the train from the side of the head car, the number of the bogie in the car, as well as the number of the axle in the bogie.

Информация с выхода линейного пункта 3 и средств 4-7 поступает в перегонный концентратор 2 данных. В концентраторе 2 для каждой ходовой части формируется информационный пакет данных о состоянии каждой контролируемой ходовой части поезда. По каналу связи эта информация в автоматическом режиме поступает в станционный концентратор 8 данных, который осуществляет передачу информации по сети передачи данных в блок 13 обработки ИЦ КДК 14.Information from the output of line station 3 and means 4-7 enters the distillation concentrator 2 data. In concentrator 2, for each running gear, an information data packet is generated about the state of each controlled train running gear. Through the communication channel, this information automatically enters the station data concentrator 8, which transfers information via the data transmission network to the processing unit 13 of the IC KDC 14.

При поступлении диагностической информации о состоянии ходовых частей поезда в блок 13 обработки ИЦ КДК 14, из модуля 39 базы данных сервера 38 дорожного информационно-вычислительного центра поступает информация, подтверждающая данные о составе контролируемого поезда. С учетом этой информации блок 13 обработки выделяет информацию о дефектах, неисправностях и повреждениях контролируемых ходовых частей каждого поезда с привязкой к номеру вагона, тележки в вагоне, оси, стороны буксы. Эта информация поступает в блок 15 анализа, который помогает операторам системы выявлять взаимосвязи и взаимозависимости диагностируемых дефектов, неисправностей и повреждений, осуществлять анализ тенденций и выполнять прогнозирование показателей аварийности контролируемых объектов. Параллельно в сервере 38, используя большие массивы файлов разнородных данных (BigData) из модуля 39 базы данных, модуль 40 агрегирования информации (для автоматизации поддержки принятия решений диспетчера и операторов системы) группирует взаимно связанные данные и передает их программному модулю 41 для комплексного интеллектуального анализа прямой и косвенной информации от всех источников справочных и диагностических данных. Сгруппированная информация в программным модуле 41 поступает в искусственные нейронные сети, настроенные посредством обучения на комплексную автоматическую обработку взаимосвязанных и взаимозависимых дефектов, неисправностей и повреждений, совмещение которых в отдельном контролируемом объекте (буксе, тележке, колесах) повышает интегрально уровень аварийности такого объекта. Искусственные нейронные сети автоматически, быстрее и достовернее, чем операторы, определяют необходимость ремонта или изъятия из эксплуатации анализируемых ими элементов подвижного состава и, тем самым, существенно снижают затраты на эксплуатацию и повышают безопасность движения поездов.When diagnostic information about the state of the running gears of the train arrives at the processing unit 13 of the IC KDK 14, information confirming the data on the composition of the controlled train is received from the module 39 of the database server 38 of the road information and computing center. Taking into account this information, the processing unit 13 extracts information about defects, malfunctions and damages of the monitored running gears of each train with reference to the number of the carriage, bogie in the carriage, axle, axle box side. This information enters the analysis unit 15, which helps the system operators to identify the relationships and interdependencies of diagnosed defects, malfunctions and damages, to analyze trends and to predict the accident rate of monitored objects. In parallel, in the server 38, using large arrays of heterogeneous data files (BigData) from the database module 39, the information aggregation module 40 (to automate decision support of the dispatcher and system operators) groups interrelated data and transfers them to the program module 41 for complex mining straight and indirect information from all sources of reference and diagnostic data. The grouped information in the program module 41 enters artificial neural networks, configured through training for complex automatic processing of interrelated and interdependent defects, malfunctions and damages, the combination of which in a separate controlled object (axle box, trolley, wheels) integrally increases the accident rate of such an object. Artificial neural networks automatically, faster and more reliably than operators, determine the need to repair or remove from service the elements of the rolling stock analyzed by them and, thereby, significantly reduce operating costs and increase the safety of train traffic.

Например, если по результатам теплового контроля измеренная температура контролируемого буксового узла характеризуется ниже критической температуры, а по результатам акустического контроля подшипников этого буксового узла установлено наличие дефекта на ранней стадии развития и на колесе этого буксового узла в результате лазерного сканирования обнаружен ползун, то соответствующая искусственная нейронная сеть в модуле 41 характеризует этот набор как предаварийное состояние контролируемого буксового узла, если весовые коэффициенты этих факторов запомненные в связях этой нейронной сети в процессе ее обучения в совокупности приведут к появлению сигнала предаварийного состояния на выходе этой нейронной сети с соответствующем ему уровнем тревоги.For example, if, according to the results of thermal control, the measured temperature of the controlled axlebox unit is below the critical temperature, and according to the results of acoustic control of the bearings of this axlebox unit, the presence of a defect at an early stage of development was established and a slider was found on the wheel of this axlebox unit as a result of laser scanning, then the corresponding artificial neural the network in module 41 characterizes this set as a pre-emergency state of the monitored axle box, if the weight coefficients of these factors stored in the connections of this neural network during its training together will lead to the appearance of a pre-emergency state signal at the output of this neural network with the corresponding alarm level.

Информация о дефектах, неисправностях и повреждениях контролируемых ходовых частей каждого поезда, с привязкой к номеру вагона контролируемого поезда, номеру тележки в вагоне, оси, стороны буксы, с результатами анализа тенденций развития дефектов поступает в блок 16 хранения оперативной информации. Блок 16 осуществляет хранение оперативной информации о дефектах, неисправностях и повреждениях вагонов контролируемых поездов. Затем эта информация передается на сервер 38 в память модуля 39 базы данных. В случае повторного контроля ходовых частей того же вагона эти данные могут использоваться для оценки развития дефектов во времени.Information about defects, malfunctions and damages of the monitored running gears of each train, with reference to the number of the carriage of the monitored train, the number of the bogie in the car, the axle, the axle side, with the results of the analysis of trends in the development of defects, is sent to the block 16 for storing operational information. Block 16 stores operational information about defects, malfunctions and damage to the cars of controlled trains. This information is then transmitted to the server 38 in the memory of the database module 39. In the case of repeated inspection of the running gears of the same car, these data can be used to assess the development of defects over time.

По результатам своего анализа и с учетом рекомендаций поступающих из модуля 41 в аппаратно-программное устройство 17 АРМ центра 14 работник принимает решения по дальнейшей эксплуатации подвижного состава каждого поезда.Based on the results of his analysis and taking into account the recommendations coming from module 41 to the hardware and software device 17 of AWP center 14, the employee makes decisions on the further operation of the rolling stock of each train.

В автоматическом режиме из аппаратно-программного устройства 17 АРМ обобщенная информация о техническом состоянии локомотива и вагонов поездов и принятых мерах по дальнейшему продвижению поездов по каналу связи передается в центральный обрабатывающий комплекс многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения (ЦОК АСУ), где осуществляется интегрированный анализ работы подвижного состава в рамках автоматизированной системы контроля подвижного состава (АСК ПС), контролируется его необходимость и достаточность, формируются меры по своевременному и качественному выполнению текущих плановых и перспективных перевозок. Рекомендации по текущему ремонту поезда оператор выдает непосредственно в ПТО. Информация также поступает на рабочее место поездного диспетчера. В случае принятия решения об аварийной ситуации поезда поездной диспетчер передает эту информацию непосредственно машинисту локомотива поезда и дежурному по станции.In automatic mode, from the hardware and software device 17 AWP, generalized information about the technical condition of the locomotive and train cars and the measures taken for the further movement of trains through the communication channel is transmitted to the central processing complex of the multi-level automated traffic safety management system (CSC ACS), where an integrated analysis of work is carried out rolling stock within the framework of the automated control system of rolling stock (ASK PS), its necessity and sufficiency is monitored, measures are formed for the timely and high-quality implementation of the current scheduled and future transportation. The operator issues recommendations for the current repair of the train directly to the PTO. Information also goes to the train dispatcher's workplace. In the event that a decision is made about a train emergency, the train dispatcher transmits this information directly to the train locomotive driver and the station attendant.

Система имеет резервы для ее совершенствования за счет возможностей подключения к ней через модуль 37 сопряжения с дополнительными средствами контроля комерческого и технического осмотра, вновь разрабатываемых подсистем комерческого и технического осмотра. Система имеет также резервы для ее совершенствования, за счет исключения из конфигурации устаревших, или дублирующих друг друга элементов и подсистем. При этом эти рекомендации могут вырабатываться программным модулем 41 автоматизации интеллектуальной поддержки принятия решений диспетчера и операторов системы.The system has reserves for its improvement due to the possibility of connecting to it through the module 37 for interfacing with additional means of control of commercial and technical inspection, newly developed subsystems of commercial and technical inspection. The system also has reserves for its improvement, by excluding obsolete or duplicating elements and subsystems from the configuration. Moreover, these recommendations can be generated by the software module 41 for the automation of intelligent decision support for the dispatcher and system operators.

Таким образом, предлагаемое изобретение снижает трудозатраты на эксплуатацию системы и обеспечивает выработку эффективных решений по эксплуатации подвижного состава, в результате чего повышает безопасность движения поездов.Thus, the proposed invention reduces labor costs for operating the system and ensures the development of effective solutions for the operation of rolling stock, as a result of which increases the safety of train traffic.

Claims (1)

Система технического и коммерческого контроля состояния поездов, содержащая узловой пост комплексного диагностического контроля, включающий перегонный концентратор данных, входы которого соединены с выходами линейного пункта теплового контроля, средства ранней диагностики подшипников буксовых узлов, средства измерения дефектов геометрии, профиля и параметров износа колес, средства контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и средства идентификации подвижных единиц, при этом перегонный концентратор данных связан через канал связи со станционным концентратором данных, к которому подключена станционная радиостанция, соединенная по радиоканалу с радиостанцией, подключенной к пульту управления машиниста локомотива, выходы станционного концентратора данных посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока обработки оперативных данных информационного центра комплексного диагностического контроля, к которому подключен блок анализа, первые входы/выходы которого соединены с выходами/входами блока хранения оперативной информации, а вторые входы/выходы соединены с выходами/входами аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места работника информационного центра комплексного диагностического контроля, которое посредством сети передачи данных, связано с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, отличающаяся тем, что в нее введены и подключены к перегонному концентратору данных средство контроля габаритов погрузки, средство тепловизионного дистанционного контроля загрузки вагонов, средство контроля инвентарных номеров вагонов, средство коммерческого осмотра  подвижного состава на подъездных путях промышленных предприятий, средство коммерческого осмотра  подвижного состава для формирования отчета о прошедшем составе, средство взвешивания и учета вагонов и грузов, средство автоматического подсчета числа осей подвижного состава средство для осмотра бортов вагонов, средство для осмотра крыш вагонов, средство для осмотра груза, средство для осмотра верхних люков, средство для контроля очистки полувагонов и платформ, средство для осмотра рам вагонов, средство для визуальной идентификации инвентарного номера вагона, средство видеорегистрации процесса прохождения поезда, средство для контроля габаритов, средство для контроля уровня налива цистерн, средство автоматизированного визуального контроля технических характеристик подвижного состава, средство лазерного контроля отрицательной динамики и габарита и средство сопряжения для дополнительных средств контроля, при этом блок обработки оперативных данных центра комплексного диагностического контроля подключен к серверу дорожного информационно-вычислительного центра, порт данных которого через корпоративную сеть передачи данных подключен к автоматизированным системам оперативного управления перевозками, управления станциями и управления сортировочной станицей, при этом сервер в своем составе содержит модуль базы данных дорожного информационно-вычислительного центра, предназначенный для работы с большими массивами файлов разнородных данных, модуль агрегирования информации и программный модуль автоматизации интеллектуальной поддержки принятия решений диспетчера и операторов системы, выполненный с использованием обучаемых нейронных сетей.The system of technical and commercial monitoring of the condition of trains, containing a nodal post of complex diagnostic control, including a ferrying data concentrator, the inputs of which are connected to the outputs of the linear station of thermal control, means for early diagnostics of axle box bearings, means for measuring defects in geometry, profile and wheel wear parameters, control means violations of the geometry and linear dynamics of the bogies in the track and means of identification of mobile units, while the ferry data concentrator is connected through a communication channel to the station data concentrator, to which the station radio station is connected, connected by radio channel to the radio station connected to the control panel of the locomotive driver, the outputs of the station the data concentrator through the data transmission network are connected to the information inputs of the operational data processing unit of the information center for complex diagnostic control, to which the analysis unit is connected, the first f the inputs / outputs of which are connected to the outputs / inputs of the operational information storage unit, and the second inputs / outputs are connected to the outputs / inputs of the hardware-software device of the automated workstation of the employee of the information center for complex diagnostic control, which is connected to the central processing complex through a data transmission network a multilevel automated traffic safety control system, a technical inspection point and a hardware and software device of an automated workstation for a train dispatcher, characterized in that a means of monitoring loading dimensions, a means of remotely monitoring car loading, a means of monitoring inventory numbers are introduced into it and connected to a ferry hub wagons, means of commercial inspection of rolling stock on access roads of industrial enterprises, means of commercial inspection of rolling stock to generate a report on the past means for weighing and accounting for wagons and cargoes, means for automatically counting the number of axles of rolling stock means for inspecting the sides of wagons, means for inspecting car roofs, means for inspecting cargo, means for inspecting top hatches, means for monitoring the cleaning of gondola cars and platforms, means for inspection of car frames, a means for visual identification of the inventory number of a car, a means of video recording the process of a train passing, a means for controlling dimensions, a means for monitoring the level of filling of tanks, a means for automated visual control of technical characteristics of rolling stock, a means for laser monitoring of negative dynamics and dimensions and an interface for additional control means, while the operational data processing unit of the integrated diagnostic control center is connected to the server of the road information and computing center, the data port of which is connected to the car through the corporate data network matized systems for operational management of transportation, station management and management of a marshalling yard, while the server contains a database module of a road information and computing center designed to work with large arrays of heterogeneous data files, an information aggregation module and a software module for automating intelligent decision support dispatcher and system operators, performed using trained neural networks.

Images