11.4 Системи діагностики рухомого складу

На магістральних лініях, обладнаних АБ, для автоматичного виявлення перегрітих букс під час руху поїзда і передачі даних в пункт реєстрації використовують автоматичні пристрої виявлення перегрітих букс ПОНАБ (від рос "прибор обнаружения нагретых букс", а для виявлення дефектів коліс по колу кочення - пристрої КРАП.

Використання цих пристроїв дозволило скоротити кількість зламів шийок осей і підвищити продуктивність праці оглядачів вагонів. За допомогою ПОНАБ автоматично виявляють перегріті букси в поїздах, що слідують зі швидкостями від 5 до 150 км/год, і завчасно передають персоналу станції інформацію про наявність в поїзді перегрітих букс. В інформації, що передається, вказується порядковий номер вагону з перегрітою буксою (до дев'яти вагонів), бік перегріву, загальна кількість вагонів в поїзді (до 99 вагонів). Дальність передачі інформації до 20 км.

Для автоматичного виявлення деталей, що виступають за межі нижнього габариту в рухомому складі, а також для контролю сходу рухомого складу в поїздах, зупинки поїзда перед станцією або штучною спорудою використовуються пристрої контролю сходу рухомого складу УКСПС (від рос. "устройства контроля схода подвижного состава"), які підвищують безпеку руху поїздів на залізничному транспорті.

Системи виявлення перегрітих букс під час руху поїзда типу ДИСК

Пристрої ПОНАБ і КРАП є автономними технічними засобами контролю окремих елементів рухомого складу. Оскільки контроль стану елементів рухомого складу виконують в одному місці, а саме на підходах до великих станцій, то доцільніше використовувати комплексний принцип збору і обробки інформації. Цей принцип покладено в основу комплексної дистанційно-інформаційної системи виявлення перегрітих букс, нерівностей поверхні коліс і виступаючих частин з централізованою обробкою інформації, яка отримала назву ДИСК-БКВ-Ц. Ця система має в своєму складі підсистеми ДИСК-Б, ДИСК_К та ДИСК-В, які виконують вищевказані функції з попередньою обробкою сигналів, а також підсистему ДИСК-Ц для централізованої обробки отриманих результатів від даних підсистем.

Підсистема ДИСК-Б, яка виявляє перегріті букси, є базовою і може функціонувати самостійно. Інші підсистеми працюють сумісно з нею і доповнюють її можливості. Інформація з підсистем ДИСК-К та ДИСК-В передається на лінійні пункти контролю, де вона приймається і оброблюється апаратурою ДИСК-Б. Цей комплекс ДИСК-БКВ дозволяє оператору лінійного пункту контролю отримати інформацію про стан контрольованих вузлів поїзда, що наближається, оцінювати її і приймати рішення про обмеження його швидкості або зупинку.

Для збирання інформації в пунктах технічного обслуговування рухомого складу ПТО або КПТО використовують підсистему ДИСК-Ц. Вона представляє собою комплекти приймально-передавальної і реєструючої апаратури та об'єднує в одному місці інформацію з декількох лінійних пунктів контролю ЛПК, що дає можливість оператору центрального посту приймати більш обґрунтовані рішення про технічний стан контрольованих елементів та необхідності зупинки поїзда. Централізація інформації, як правило, проводиться в межах ділянки беззупинного слідування поїздів, а відстані між лінійними пунктами контролю становлять 30-35 км.

Структура системи ДИСК-БКВ-Ц та принцип її дії

Апаратура лінійного пункту контролю системи (див.рис.нижче) складається з перегінної і станційної частин, що взаємодіють по лінії місцевого зв'язку, довжина якої становить до 10 км. Постове обладнання ПО, яке входить до складу комплекту пристроїв парного або непарного напрямків КУНЧ (КУНН), розміщується на перегоні поблизу зони встановлення напільних датчиків в спеціально опалювальному приміщенні, а станційне СО - в пунктах технічного огляду вагонів або приміщеннях чергових по станції.

Напільні датчики підсистеми ДИСК-Б вловлюють теплове випромінювання букс поїзда. Датчиками підсистеми ДИСК-К слугують вібраційні перетворювачі, а частини вагонів або вантажу, що волочаться, виявляються механічними датчиками підсистеми ДИСК-В.

За відсутності поїзда пристрої ДИСК-БКВ-Ц знаходяться в черговому режимі і сигнали від датчиків не сприймають. Підготовка їх до роботи здійснюється по мірі наближення поїзда. При цьому на пульті оператора ПО лінійного пункту контролю ЛПК включається світлова сигналізація про наявність поїзда в зоні контролю ЗК. Оскільки виявлені в поїзді дефекти мають бути передані в пункт контролю, то до складу перегінної апаратури входять датчики (педалі П1-П5), які фіксують вісі, що крізь них проходять, а також схеми обраховування ("отсчета") та позначники ("отметчики") вагонів. Це дає можливість отримувати конкретну інформацію про місця розташування виявлених дефектів у складі.

Попередньо оброблена інформація з перегону по ліінії місцевого зв'язку ЛМС пересилається на станцію, де вона розшифровується і реєструється друкарським пристроєм. Якщо рівень прийнятого сигналу перевищує гранично допустиме значення, то окрім його реєстрації виробляється сигнал "Тривога", який інформує оператора про несправність. Одночасно вмикається світловий покажчик, встановлений біля залізничної колії на підході до станції, який інформує машиніста про несправності в поїзді.

В систему закладена можливість автономного контролю працездатності окремих її вузлів за командами, що передаються з пульту оператора на перегін.

При роботі підсистеми ДИСК-БКВ в режимі централізованої обробки на станції додатково встановлюється передавальний комплект підсистеми ДИСК-Ц, який складається з передавальних Пер К і приймальних ПК пристроїв. За допомогою цих пристроїв результати контролю пересилаються на центральний пункт ЦПК. В цьому випадку друкувальні пристрої переносяться на центральний пункт, а на станції залишається пульт оператора, яким користується обслуговуючий персонал при відмові каналів зв'язку або пристроїв центрального пункту. Можливість автономної перевірки перегінних пристроїв при цьому зберігається.

Напільне обладнання

Перегріті букси в підсистемі ДИСК-Б виявляють в результаті вловлювання інфрачервоного випромінювання, яке надходить з перегрітої букси. В якості приладу, що реагує на теплове випромінювання букси, використовують болометри. Болометр разом зі збиральною лінзою та підсилювачем встановлюють в герметизовану капсулу з автоматичним регулюванням температури всередині корпусу. Капсулу встановлюють в напільній камері, що має оптичну систему, заслінку та контрольну лампу. 

Камери встановлюють в точці контролю по дві з кожного боку колії (див.рис.нижче). Оптичні вісі лівої НКЛО та правої НКПО основних камер орієнтовані на задні за напрямком руху поїзда стінки корпусів букс під кутом 13° до вісі колії, а допоміжних НКЛВ та НКПВ - на підматочинні частини коліс із зовнішнього боку перпендикулярно вісі колії. В процесі контролю на виходах підсилювачів теплових сигналів камер УТС формуються імпульси, амплітуди яких пропорційні температурі букс.

Датчики ВД1-ВД6 входять до підсистеми ДИСК-В і слугують для виявлення дефектів коліс по колу кочення. Їх встановлюють з внутрішнього боку рейок. Сигнали датчика оброблюються вібаційним підсилювачем ВП, на виході якого формуються імпульси постійного струму з амплітудою, пропорційною максимальному рівню вібрацій.

Напільний датчик ДГ підсистеми ДИСК-В представляє собою пристрій механічної оцінки нижньої частини габариту рухомого складу. Елементи, що виходять за габарит, взаємодіють з поворотними щитками датчика. Габарит контролюється в зонах 1700 мм по обидва боки від осі колії на висоті 50-60 мм від рівня головки рейки (ФСПГ - формувач сигналів порушення габариту).

В якості датчика наближення поїзда і знаходження його в зоні контролю використовується коротке рейкове коло накладання ЕП. Воно подає команду підготовки перегінного обладнання до роботи і контролює знаходження поїзда на ділянці близько 50 м. Сигнали проходження колісними парами вагонів певних точок колії виробляються педалями П1-П5, в якості яких використовують датчики ПБМ-56 з відповідними схемами формування (ФІРО - формувачі імпульсів рахунку осей). Датчики, встановлені на визначених відстанях один від одного, фіксують знаходження коліс в конкретних точках контрольної зони, що дає можливість визначати напрямок руху поїзда, а також рахувати осі і число вагонів в поїзді.

Комплект технічних засобів мікропроцесорний КТСМ

В теперішній час розроблена мікропроцесорна система контролю технічного стану рухомого складу КТСМ. Ця система на нижньому рівні використовує апаратуру напільного обладнання пристроїв ПОНАБ і ДИСК, а станційне обладнання представляє собою персональний комп'ютер з відповідним програмним забезпеченням. В якості станційного обладнання встановлюється апаратура АРМ ЛПК автоматизованої системи контролю рухомого складу (АСК-РС). АСК-РС автоматизує процес збору, передачі та обробки показань апаратури ПОНАБ-3, ДИСК-Б і централізовано контролює технічний стан поїздів на дільницях, слідкує за динамікою нагріву букс та централізацією діагностичної інформації. Лінійні пункти КТСМ і АРМ ЛПК обмінюються інформацією через мережу передачі даних, реалізовану на базі концентраторів інформації КІ. 

До складу напільного обладнання КТСМ-02 (див.рис.нижче) входять: дві основні камери КНМ, датчики проходу осей Д1-Д3 та електронна педаль ЕП-1. За необхідності є можливість підключення додаткових напільних камер КНД і датчика рахунку осей Д4. В апаратурі КТСМ-02 використовуються напільні камери КНМ з кріпленням на рейку. Це підвищує чутливість і завадостійкість апаратури за рахунок скорочення відстані від приймача теплового випромінювання до корпусу букси. На рисунку нижче показана структурна схема КТСМ-02, на якій елементи КТСМ показані суцільними лініями, а підсистеми - штриховими.

До складу постового обладнання входять: блок перетворення і контролю БПК, блок силовий комутаційний БСК, технологічний пульт ПТ, а також датчик температури зовнішнього повітря ДТЗП. Блок БПК виконує наступні функції: перетворює і оброблює сигнали від колійних датчиків, формує і передає підсистемам контролю керуючі сигнали, отримує від цих підсистем дані про аварійні рухомі одиниці і передає цю інформацію в лінію зв'язку. Крім того, БПК виробляє сигнали управління і діагностики стану обладнання, яке працює в складі комплексу. В блоці є засоби тестування і налаштування комплексу персоналом в процесі технічного обслуговування (технічний пульт ПТ). Мікропроцесорна система блоку забезпечує працездатність напільних камер незалежно від температури навколишнього середовища і автоматично контролює приймально-підсилюючі тракти.

До складу станційного обладнання входять: концентратор інформації КІ та автоматизоване робоче місце оператора лінійного посту контролю (АРМ ЛПК). Станційне обладнання доповнене підсистемою мовленнєвого оповіщення і сигналізації (ПМОС-1). Вона передає машиністу поїзда через радіостанцію мовленнєві сповіщення про аварійний стан рухомого складу і включає додаткові засоби сигналізації. Обмін інформацією між перегінним обладнанням, АРМ ЛПК і АРМ центрального посту контролю відбувається по системі передачі даних СПД ЛП на базі концентратора КІ.

Функціональні можливості КТСМ-02 можуть бути розширені за допомогою підключення додаткових датчиків або систем контролю.

Пристрої контролю сходу рухомого складу УКСПС

Основними складовими частинами УКСПС є датчики, струмопровідні планки і перемички. Датчики кріпляться на дерев'яній шпалі і встановлюються перед станцією на відстані, що забезпечує зупинку поїда біля вхідного світлофора при порушенні їх роботи. При несправності датчика УКСПС на апараті управління чергового по станції світлова комірка "УКСПС" горить білим кольором.

Принцип дії УКСПС заснований на руйнуванні датчика за наявності в рухомому складі деталей, що волочаться, що виступають за нижню границю габариту або при його сході з рейок. в результаті руйнування датчиків УКСПС несправним рухомим складом спрацьовують контрольні прилади, які діють на пристрої ЕЦ і сигнальні установки АБ, розташовані перед штучними спорудами. При цьому на виносному табло чергового загоряється червоним миготливим світлом відповідна світлова комірка "УКСПС" і включається дзвоник. Вхідний світлофор переключається на забороняюче показання, машиністу поїзда передається повідомлення по каналу поїзного радіозв'язку черговим по станції і за допомогою мовленнєвого інформатора. Використовуючи кнопку ВЗв, черговий по станції може виключити дзвоник, який повторно включиться після відновлення роботи УКСПС.

Черговий по станції або поїзний диспетчер, отримавши інформацію про спрацювання УКСПС і про перекриття вхідного або прохідного світлофорів з дозволяючого на забороняюче, і переконавшись про знаходження на ділянці наближення до станції поїзда, повинен:

• виключити можливість відправлення на сусідню колію перегону поїздів зустрічного напрямку;

• викликати по радіозв'язку машиніста поїзда, при проході якого спрацювало УКСПС, повідомити йому про це текстом наступного змісту: "Увага! Машиніст поїзда №... Вашим поїздом викликане спрацювання УКСПС! Негайно зупиніться! Черговий по станції ... (назва станції, прізвище)";

• викликати по радіозв'язку машиніста поїзда зустрічного напрямку, якщо він слідує по станції або раніше був відправлений на перегін, повідомити його про спрацювання УКСПС і зупинку поїзда на сусідній колії;

• зробити запис про спрацювання УКСПС в Журналі огляду і повідомити про це поїзного диспетчера, електромеханіка СЦБ, чергового оглядача вагонів, а також диспетчера дистанції СЦБ та диспетчера дистанції колії.

При спрацюванні УКСПС для прийому кожного поїзда попутного напрямку на станцію до відновлення роботи УКСПС черговий по станції повинен скористуватися кнопкою ВКС з лічильником натискань та зареєструвати натискання цієї кнопки в Журналі огляду ДУ-46 або зірвати пломбу з допоміжної кнопки ЧВК (НВК), натиснути її і відкрити світлофор звичайним порядком. Про зривання пломби слід зробити запис в Журналі огляду. Перед прийомом кожного наступного поїзда кнопка ВКС або ЧВК (НВК) витягується, а потім натискається знов.

Черговий по станції контролює прослідування поїзда за контрольними приладами на апараті упрвління. У випадку втрати контролю централізованої стрілки, отримання інформації від оглядача вагонів чи іншого працівника про наявність несправностей в поїзді, що прибуває на станцію, черговий вживає заходів до його зупинки.

Після відновлення датчиків УКСПС при їх руйнуванні працівники дистанції колії (бригадир колії) та дистанції СЦБ (електромеханік СЦБ) повідомляють про це чергового по станції (поїзного диспетчера) і роблять запис в Журналі огляду про відновлення дії УКСПС. Час на відновлення УКСПС після його спрацювання під поїздом не повинен перевищувати 6 годин.

Черговий по станції припиняє користуватися кнопкою ВКС або ЧВК (НВК) і робить відповідний запис в Журналі огляду з указівкою показання лічильника кнопки ВКС. Крім того, для уведення УКСПС в дію черговий по станції натискає і відпускає спеціальну пломбовану кнопку ЧВОСК (НВОСК), вимикає дзвінок і на апараті управління світлова комірка "УКСПС" загоряється білим світлом. Електромеханік СЦБ пломбує кнопки і оформлює відповідний запис в Журналі огляду.

Якщо на станції використовується мікропроцесорна система ЕЦ, то при спрацюванні пристроїв УКСПС на моніторі АРМ ДСП з'являється відповідна індикація (вертикальна червона стрілка). При порушенні передачі контрольних сигналів від УКСПС на моніторі з'являються дві миготливі вертикальні стрілки червоного кольору. В цьому випадку дозволяюче показання відповідного вхідного світлофора змінюється на забороняюче з видачею повідомлення "Перекрився світлофор...", "Порушення габариту...".

З моменту фіксації пристроями УКСПС порушення габариту рухомого складу (або несправності УКСПС) і до їх усунення відкриття відповідного вхідного світлофора неможливе.