Научная статья на тему 'Автоматизированная технология текущего содержания железнодорожного пути'

Автоматизированная технология текущего содержания железнодорожного пути Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
577
157
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ / RAILWAY TRACK MAINTENANCE / ПУТЕВЫЕ МАШИНЫ / TRACK MACHINES / ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ / REMOTE CONTROL / АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА / AUTOMATED SYSTEM / МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ / METHOD OF SUCCESSIVE APPROXIMATIONS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сычев Вячеслав Петрович, Виноградов Валентин Васильевич, Быков Юрий Александрович, Коваленко Николай Иванович

Рассмотрены возможности и предложены конкретные решения по созданию автоматизированной системы текущего содержания железнодорожного пути на примере автоматизации технологических операций по восстановлению равноупругости подшпального основания. Актуальность работы связана с тем, что современные, перспективные требования, предъявляемые к содержанию пути в условиях перехода на скоростное, высокоскоростное, тяжеловесное движение, возможно реализовать только за счет перехода на принципиально новую систему текущего содержания пути, основанную на выполнении работ высокопроизводительными специализированными путевыми машинами и комплексами максимальной возможностью автоматизации технологии работ. Разработаны и апробированы схемы использования элементов автоматизации технических процессов при работе хоппер-дозаторов при выправке железнодорожного пути, что позволит сократить продолжительность технологических окон и ускорит операции текущего содержания пути.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сычев Вячеслав Петрович, Виноградов Валентин Васильевич, Быков Юрий Александрович, Коваленко Николай Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

AUTOMATED TECHNOLOGY FOR CURRENT MAINTENANCE OF RAILWAY TRACK

In this paper the authors consider the possibility and provide specific solutions to create the automated system of track maintenance on the example of automation of technological operations to restore the equal elasticity of the undersleeper foundation. The relevance of the work stems from the fact that the modern and perspective requirements to the track maintenance in the conditions of the transition to high-speed, high-speed, high-tonnage traffic can be implemented only by switching to a new system of track maintenance based on the performance of work of specialized high-performance machines and on the new system with maximum opportunity for automation technology. More than half of the volume of works on the current maintenance of the tracks are the works on the removal of splashes, straightening and tamping of track, the technology of which can be divided into two components: calculation-evaluation and the generation of control actions on the railway track. Track machines are used extensively at the local bearing places of the occurrence of splashes on track sections or for continuous bearing plot ways to restore the equal elasticity of the undersleeper base and reduce the degree of non-uniformity deviations in rails’ position on level and in plan, as well as track subsidence. The bunker for filling the ballast may be mounted on additional frame or on offset brackets of the machine. The device for measuring the position of a railway track includes the means for measuring the deflections of the road, bending rise the track in the longitudinal profile and the position of the track on level (elevation of one rail in relation to another) and the adjacent block determining the actual position of a railway track in plan, in longitudinal profile and on level. The block of determining the amount of ballast consists of interconnected devices for determining the value of shifts and raise of the track and the block of comparing the track raise values with determining the amount necessary for filling of ballast. A device for determining the magnitudes of the shifts and the track raise consists of the interconnected unit for comparing the actual position of the track with a given (estimated) position of the track and a block determining the values of the track shifts and raise, which also provides the conversion of the recorded deflections of the track in the longitudinal profile in the track subsidence. The block comparing the track raise values with determining the amount necessary for filling the ballast, compares the magnitude of the track raise, determines changes in the transverse area of a prism in case of track raise and determines the amount needed for ballast filling. It also controls the control unit of the device for filling the ballast. The authors developed and tested the schemes of using the elements of technological processes automation during the operation of hopper dispenser with the track surfacing, which will allow reducing the duration of track possessions and will speed up the track maintenance.

Текст научной работы на тему «Автоматизированная технология текущего содержания железнодорожного пути»

УДК 625.03

В.П. Сычев, В.В. Виноградов, Ю.А. Быков, Н.И. Коваленко

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II»

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКУЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Рассмотрены возможности и предложены конкретные решения по созданию автоматизированной системы текущего содержания железнодорожного пути на примере автоматизации технологических операций по восстановлению равноупру-гости подшпального основания. Актуальность работы связана с тем, что современные, перспективные требования, предъявляемые к содержанию пути в условиях перехода на скоростное, высокоскоростное, тяжеловесное движение, возможно реализовать только за счет перехода на принципиально новую систему текущего содержания пути, основанную на выполнении работ высокопроизводительными специализированными путевыми машинами и комплексами максимальной возможностью автоматизации технологии работ. Разработаны и апробированы схемы использования элементов автоматизации технических процессов при работе хоппер-дозаторов при выправке железнодорожного пути, что позволит сократить продолжительность технологических окон и ускорит операции текущего содержания пути.

Ключевые слова: содержание железнодорожного пути, путевые машины, дистанционное управление, автоматизированная система, метод последовательных приближений

Система технического обслуживания пути, основанная на использовании средств малой механизации и большой доли ручного труда исчерпала возможности обеспечения безопасной эксплуатации в условиях экономии ресурсов и оптимизации организационных форм управления железнодорожной отраслью [1—7]. Современные и тем более перспективные требования, предъявляемые к содержанию пути в условиях перехода на скоростное, высокоскоростное, тяжеловесное движение, возможно реализовать только за счет перехода на принципиально новую систему текущего содержания пути, основанную на выполнении работ высокопроизводительными специализированными путевыми машинами и комплексами с максимальной возможностью автоматизации технологии работ [8—12].

Более 50 % объема работ по текущему содержанию пути занимают работы по удалению выплесков, выправки и подбивки пути, технологию которой условно можно разделить на две составляющие: расчетно-оценочную и выработку управляющих воздействий на железнодорожный путь [13—15]. Схема последовательности технологических операций приведена на рис. 1.

Анализ схемы показывает, что в настоящее время автоматизированы операции 1 — 3, 6 и 8.

Операция 1 — регистрация и обработка данных о состоянии рельсовой колеи осуществляется вагонами путеизмерителями и (или) измерительной системой путевых машин, оборудованной микропроцессорной системой выправки

пути с автоматическом регистрацией и оценкой состояния рельсовой колеи. Путеизмерители или путевые машины оборудованы микропроцессорными системами выправки и рихтовки и своей измерительной базой. В России применяются машины зарубежного и отечественного производства, оснащенные микропроцессорной системой выправки и рихтовки машин: Дуоматик 09-32; Унимат 08-475, Унимат-сотрак 08-32Ш, ВПР-02; ВПРС-02,03, ВПО 3000 и др. Наиболее отработана вышеуказанная система на машинах Дуоматик 09-32 (производительность до 2400 шпал в час) и ВПР-02 (производительность до 1200 шпал в час). Эти машины используют в выправке локальных мест появления выплесков на участке пути или для сплошной (планово-предупредительной выправка) выправки участка пути с целью восстановления равно-упругости подшпального основания и уменьшения степени неравномерности отступлений в положении рельсовых нитей по уровню и в плане, а также просадок пути.

В основе алгоритма расчета постановки пути в проектное положение лежит метод последовательных приближений [1], по которому зависимость величины проектных стрел ¥п в точке п от натурных стрел / и сдвигов Сп в этих точках определяется как

Р = /п + Сп - С-±Сп±1, (1)

где С С — значения сдвижки пути в смежных точках.

При сдвиге пути в точке п стрела ¥п изменяется на величину сдвижки (р = =/ + Сп) в соседних точках п-1 и п+1 стрелы Р и Р изменяются на полоС Сп

вину величины сдвижки в точке п, а именно: Рп-1 = /п-1 и Рп+1 = /п+1 - .

Автоматизированная система работает таким образом, что в каждом сечении пути проводится расчет величины смещения (сдвижки, подъемки) в точке переднего конца хорды в сравнении со значением проектной стрелы изгиба хорды машины из условий оптимального пространственного положения пути.

С 2001 г. стали выпускать машины ВПР-02, УНИМАТ и Дуоматик, оборудованные автоматизированной системой «Навигатор», которая содержит контроллер, измерительное устройство с датчиками, включая датчики пройденного пути, измерения стрел изгиба в плане и продольном профиле относительно базы измерительного устройства и датчик измерения положения рельсовых нитей по уровню. Первый выпуск систем «Навигатор» использовал алгоритм сглаживания кривых. В России на разных стадиях внедрения применяют несколько автоматизированных систем управления подъемкой, выправкой и рихтовкой пути, созданных на базе промышленных (в ряде случаев бытовых) компьютеров (АЛЦ, ВНИИЖТ-МАТЕСС и др.), отличающихся, как правило, особенностями алгоритмов расчета и компоновкой микропроцессорной системы. Предметом споров разработчиков этих систем было применение алгоритма сглаживания кривой или алгоритма расчета и постановки кривой в проектное положение. Споры прекращены с введением в действие в России технического регламента «о безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта» (ТР ТС 003/2011), утвержденного Решением Комиссии

Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 710ТР ТС 003/2011 [2]. Он обязывает осуществлять постановку пути в проектное положение и без нарушения нормативных документов не допускает того, что «сломанная» простая кривая после ремонтных работ превращается в многорадиусную с пятью-семью радиусами, как это иногда раньше бывало на практике. Отступление от проектного положения кривой влияет на изменение значений непогашенного ускорения и, как следствие, изменение допускаемых на участке скоростей движения. Требования технического регламента обоснованы, поскольку, если параметры пути после его ремонта не соответствуют проектным данным, то появляются длинные неровности в плане (заводины в прямых и кривых) и длинные лощины в продольном профиле.

Управляющие воздействия Расчетно-оценочные операции на путь

© (2) Определение

Получение мест вырезки

данных балласта, оценка

о состоянии необходимости

ж/д пути сплошной выправки

Рис. 1. Последовательность технологических операций

Измерительные базы вагона-путеизмерителя и путевой машины различны, и поэтому использовать данные с вагона-путеизмерителя (операция 1 на рис. 1) для операций 3 и 6 невозможно без трудоемких расчетов. Поэтому в основном продолжают использовать технологию предварительного прохода путевой машины по контролируемому участку с целью измерения состояния рельсовой колеи (операция 1). Таким образом, путевая машина, на которой смонтированы устройства для измерения стрел изгиба пути в плане и продольном профиле, устройство для измерения возвышения одного рельса относительно другого (операция 1), а также устройство для управления выправкой пути (операция 6), должны применять алгоритм расчета (операция 3), в котором была бы прямая зависимость результатов измерений и расчетов от проектного положения пути. Можно сделать предварительный вывод, что технологический процесс удаления выплесков и выправки пути в основном автоматизирован и для завершения цикла полной автоматизации необходимо автоматизировать процесс дозированной выгрузки балласта (операция 7) и процесс вырезки балласта (операция 5).

С 2000 г. на российских железных дорогах внедряется хоппер-дозатор ВПМ 770 — четырехосный специальный саморазгружающийся вагон, предназначенный для перевозки по железным дорогам всех видов балласта, его механизированной разгрузки с одновременной дозированной укладкой на путевую решетку, его разравниванием и возможностью прерывания в любой момент процесса выгрузки балласта [3]. Наличие поворотных крышек (рис. 2) дает возможность автоматизировать операции 4 и 7 (см. рис. 1). Объем высыпаемого щебня есть функция от угла поворота крышки и времени, на которое крышка открыта. Для механизированной вырезки загрязненного балласта (операция 5) используют вакуумные машины типа ФАТРА, предназначенные для уборки с железнодорожного пути в первую очередь в стесненных условиях (платформы, мосты, тоннели, станции, горловины станций и др.) щебня, пыли, жидкости, грязи и т.п. [4]. Опыт показывает, что, несмотря на российский приоритет в части создания хоппер-дозаторов с прерывистой выгрузкой, проблема автоматизации дозированной выгрузки за рубежом решается более успешно. Однако в России разработана схема дистанционного управления крышками разгрузочных люков хоппер-дозаторов ВПМ 770 и внедрена на одном из серийно поставляемых хоппер-дозаторов [5].

Рис. 2. Разгрузочная крышка хоппер-дозатора ВПМ 770 (открыта): 1 — рама (хребтовая балка); 2 — бункер с внутренними разгрузочными люками; 3 — бункер с внешними разгрузочными люками; 4 — вал крышки; 5 — ось крышки; 6 — обечайка крышки; 7 — щеки крышки; 8 — опора; 9 — пневмоцилиндр; 10 — шток пневмоцилиндра; 11 — рычаг крышки

Разработанная схема дистанционного управления крышками разгрузочных люков имеет принципиальные отличия от существующего ручного механического управления пневмоприводом хоппер-дозатора и зарубежных аналогов, у которых основным недостатком является отсутствие возможности независимого управления полостями пневмоцилиндра. Предложен привод перемещения крышки люка вагона хоппера, содержащий кинематически

связанный с крышкой пневмоцилиндр, полости которого сообщаются с пнев-момагистралью трубопроводами посредством дистанционно управляемого клапанного распределительного устройства с возможностью независимого управления каждым клапаном и независимого сообщения полостей пневмо-цилиндра с пневмомагистралью или с атмосферой. Клапан имеет корпус, в котором установлен подпружиненный золотник, взаимодействующий с электрической катушкой.

Представленная технология упрощает управление приводом и обслуживание его за счет независимой работы клапанов, при этом более чем на 10 мин сокращает время выгрузки щебня в «окно» и исключает применение дефицитных распределительных трехходовых кранов.

Система предназначена для дистанционного управления крышками разгрузочных люков через управление пневматическими цилиндрами хоппер-дозаторов моделей ВПМ-770 и ВПМ-770ПГ. Система состоит из блоков управления (БУ), установленных на каждом вагоне, стационарных пультов управления размещенных с двух сторон каждого вагона, переносного пульта управления (ППУ) и опционально дополнительного пульта управления (ДПУ). ППУ и ДПУ управляют работой БУ по радиоканалу. Конструкция системы обеспечивает ее работоспособность в условиях радиопомех от контактной сети в радиусе 300 м. БУ размещается стационарно на вагоне, принимает радиосигналы от пультов управления и передает их на соответствующие электромагнитные клапаны, установленные на вагоне. При подаче напряжения на катушку электромагнитного клапана он срабатывает и производится подача сжатого воздуха в одну из полостей рабочего пневмоцилиндра. При снятии напряжения с катушки электромагнитного клапана подача сжатого воздуха в полость пнев-моцилиндра прекращается, а полость соединяется с атмосферой. На каждом пневмоцилиндре устанавливается по два электромагнитных клапана (на каждую полость пневмоцилиндра).

БУ имеет два стационарных пульта с обеих сторон вагона для управления работой пневмоцилиндрами вручную непосредственно на вагоне и дублирующими функции друг друга, ППУ и ДПУ, а также имеется возможность подключения датчика ГЛОНАСС для передачи сигнала о координатах вагона на ДПУ. Для электропитания БУ устанавливают типовые аккумуляторные батареи (АКБ) напряжением 24 В. Имеется возможность управления как каждым вагоном отдельно, так и выборочно несколькими или всеми одновременно. ДПУ подключают к персональному компьютеру (ПК) для дистанционного управления открытием клапанов. ДПУ оснащен выносной антенной для двусторонней связи с БУ и принимает от каждого из них радиосигнал с координатами от датчиков ГЛОНАСС и передает их на ПК, управляя работой клапанов (одного вагона, нескольких или всеми одновременно [16, 17]). Одновременно можно управлять — 20 вагонами.

Следует отметить, что предлагаемая доработка вПм 770 — первый, причем один из самых незначительных по объему работ, этап решения проблемы создания автоматизированной системы технологическими процессами ремонтов и текущего содержания пути. Следующий этап — переоборудование пассажирского вагона сопровождения путевых машин и хоппер-дозаторных

вертушек в вагон дистанционного управления выгрузкой и укладкой балласта в путь, что существенно снизит безопасность работ и вредное влияние пыли на монтеров пути, сократив время «окна» [6].

Однако наиболее перспективным решением является создание машины, объединяющей функции управления всеми операциями, приведенными на рис. 1, и исключающей формирование цепочки путевых машин, Дуоматик, ВПМ 770 и др. Конструктивное решение следующее [7]. На раме путевой машины, опирающейся на ходовые тележки, установлены: силовой агрегат, кабины с БУ перемещением и работой машины, устройство управления выправкой железнодорожного пути, включающее в себя устройство для измерения положения железнодорожного пути, в т.ч. устройство для определения величин сдвижек и подъемок пути, и выправочно-подбивочно-рихтовочное устройство, связанное с силовым агрегатом и с устройством для определения величин сдвижек и подъемок железнодорожного пути и блоком, обеспечивающим расчет объема выгружаемого балласта и управления крышками разгрузочных люков бункера для подсыпки балласта, установленного на раме машины. Бункер для подсыпки балласта может быть также смонтирован на дополнительной раме или на выносных кронштейнах машины. Устройство для измерения положения железнодорожного пути содержит средства для измерения стрел изгиба пути в плане, стрел изгиба пути в продольном профиле и положения пути по уровню (возвышение одного рельса относительно другого) и соединенный с ними блок определения фактического положения железнодорожного пути в плане, в продольном профиле и по уровню. Блок определения объема балласта состоит из соединенных между собой устройства для определения величин сдвижек и подъемок пути и блока сравнения величин подъемок пути с определением объема, необходимого для подсыпки балласта. Устройство для определения величин сдвижек и подъемок пути содержит соединенные между собой блок сравнения фактического положения пути с заданным (проектным) положением пути и блок определения величин сдвижек и подъемок пути, который обеспечивает пересчет записанных стрел прогиба пути в продольном профиле в просадки пути. Блок сравнения величин подъемок пути с определением объема, необходимого для подсыпки балласта, сравнивает величины подъемок пути, определяет изменение поперечной площади призмы при подъемке пути и определяет объем необходимого для подсыпки в путь балласта, например, по изменению поперечной площади призмы при подъемке пути. Он также контролирует БУ устройства для подсыпки балласта.

При работе путевой машины устройство для определения положения железнодорожного пути измеряет стрелы изгиба пути в плане и продольном профиле, а также положение пути по уровню. измеренные величины указанных возвышений и стрел изгиба пути поступают в блок определения фактического положения железнодорожного пути в плане, в продольном профиле и по уровню, где определяется фактическое положение пути относительно начала и конца ремонтируемого участка пути [18, 19]. Затем в блоке сравнения сопоставляется фактическое положение пути с заданным (проектным) положением пути. По результатам сравнения в блоке определения величин сдвижек и подъемок пути находят величины сдвижек и подъемок пути. По величинам

подъемок пути блок определения объема балласта определяет необходимое для подсыпки количество балласта [20, 21] и передает команду БУ устройства для подсыпки балласта.

БУ устройства для подсыпки балласта управляет включением/выключением привода, который поворачивает валы, открывая или закрывая крышки. При работе машины в соответствии с определенными величинами сдвижек и подъемок пути в блоке определения объема балласта определяется количество балласта, необходимого для подсыпки на путь. Если нужна значительная подъемка пути (рельсошпальной решетки), а балласта на данном участке пути (на балластной призме его) недостаточно, чтобы после выправки пути (подъемки его) он остался в необходимом положении, то подается команда БУ устройства для подсыпки балласта на включение привода, при помощи которого открываются крышки и производится выгрузка балласта из емкости на определенный участок пути. Количество выгруженного балласта на этом участке пути будет соответствовать рассчитанному блоком определения объема балласта и в соответствии с командой на привод. Команда может подаваться на определенное время (крышка открыта полностью в течение определенного времени) или на определенное время и на заданный угол поворота крышки (крышка открыта частично в течение определенного времени). Затем выправочно-подбивочно-рихтовочное устройство производит сдвижку и подъемку пути в соответствии с определенными величинами сдвижек и подъемок пути и подбивку балласта (уплотнение его в зоне сдвижки и подъемки пути).

Библиографический список

1. Расчеты и проектирование железнодорожного пути / под ред. В.В. Виноградова и A.M. Никонова. М. : Маршрут, 2003. 486 с. (Высшее профессиональное образование)

2. О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта : ТР ТС 003/2011 : утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 710.

3. Сычев В.П. Модельный ряд хоппер-дозаторов нового поколения // Путь и путевое хозяйство. 2007. № 7. С. 22—24.

4. Бельских И.Н., Сычев В.П. Устранение выплесков // Путь и путевое хозяйство. 2006. № 7. С. 19—20.

5. Данилов К.В., Сычев В.П. Об оптимизации процесса управления выгрузкой балластных материалов // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 9. С. 24—27.

6. Дремов П.Г., Корсаков А.А., Сычев В.П., Терентьев В.В. Служебно-технический вагон универсального назначения для инфраструктуры железных дорог // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство : тр. 8-й науч.-практ. конф. с междунар. участием. М. : Изд-во АИСнТ, 2015. С. 60—68.

7. Пат. 2196860, МПК Е01В 27/17. Путевая машина / заяв. и патентообл. ООО «Вагонпутьмашпроект». № 20011311010/28; заявл. 19.11.2001; опубл. 20.01.2003. Бюл. № 2.

8. Sun Z., Bebis G., Miller R. On-road vehicle detection using optical sensors: A review // Proceeding of the IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems. 2004. Pp. 585—590.

9. Loktev D.A., Loktev A.A. Determination of object location by analyzing the image blur // Contemporary Engineering Sciences. 2015. Vol. 8. No. 11. Pp. 467—475.

10. Loktev A.A., Sycheva A.V., Vershinin V.V. Modeling of work of a railway track at the dynamic effects of a wheel pair // Proceeding of the 2014 International Conference on Theoretical Mechanics and Applied Mechanics, Venice, Italy, March 15—17, 2014. Pp. 16—19.

11. Локтев А.А., Локтев Д.А. Метод определения расстояния до объекта путем анализа размытия его изображения // Вестик МГСУ. 2015. № 6. C. 140—151.

12. Sizikov V.S., Rimskikh M.V., Mirdzhamolov R.K. Reconstructing blurred noisy images without using boundary conditions // Journal of Optical Technology. 2009. Vol. 76. No. 5. Pp. 279—285.

13. Elder J.H., Zucker S.W. Local scale control for edge detection and blur estimation // IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1998. Vol. 20. No. 7. Pp. 699—716.

14. Jaeger J. Analytical solutions of contact impact problems // Applied Mechanics Reviews. 1994. Vol. 47. No. 2. Pp. 35—54.

15. Алфимцев А.Н., Локтев Д.А., Локтев А.А. Сравнение методологий разработки систем интеллектуального взаимодействия // Вестник МГСУ. 2013. № 5. C. 200—208.

16. Jiwani M.A., Dandare S.N. Single image fog removal using depth estimation based on blur estimation // International Journal of Scientific and Research Publications. 2013. Vol. 3. No. 6. Pp. 1—6.

17. Локтев А.А., Алфимцев А.Н., Локтев Д.А. Алгоритм распознавания объектов // Вестник МГСУ. 2012. № 5. C. 194—201.

18. Robinson Ph., Roodt Yu., Nel A. Gaussian blur identification using scale-space theory // Faculty of Engineering and Built Environment. University of Johannesburg, South Africa, 2007. Pp. 68—73.

19. Langley P. User modeling in adaptive interfaces // Proc. of the Seventh Intern. Conf on User Modeling. 1997. Pp. 357—370.

20. TrifonovA.P., Korchagin Yu.E., TrifonovM.V., Chernoyarov O.V., Artemenko A.A. Amplitude estimate of the radio signal with unknown duration and initial phase // Applied Mathematical Sciences. 2014. Vol. 8. No. 111. Pp. 5517—5528.

21. Chernoyarov O.V., Sai Si Thu Min, Salnikova A.V., Shakhtarin B.I., Artemenko A.A. Application of the local markov approximation method for the analysis of information processes processing algorithms with unknown discontinuous parameters // Applied Mathematical Sciences. 2014. Vol. 8. No. 90. Pp. 4469—4496.

Поступила в редакцию в марте 2016 г.

Об авторах: Сычев Вячеслав Петрович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры транспортного строительства, Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, 125993, г. Москва, ул. Часовая, д. 22/2, 8 (495) 799-95-78, [email protected];

Виноградов Валентин Васильевич — доктор технических наук, профессор, первый проректор, проректор по учебной работе, Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, 8 (495) 681-13-40, [email protected];

Быков Юрий Александрович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры проектирования и строительства железных дорог, Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, 8 (495) 681-13-40, [email protected];

Коваленко Николай Иванович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры пути и путевого хозяйства, Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, 8 (495) 681-13-40, [email protected].

Для цитирования: Сычев В.П., Виноградов В.В., Быков Ю.А., Коваленко Н.И. Автоматизированная технология текущего содержания железнодорожного пути // Вестник МГСУ. 2016. № 3. С. 68—78.

V.P. Sychev, V.V. Vinogradov, Yu.A. Bykov, N.I. Kovalenko AUTOMATED TECHNOLOGY FOR CURRENT MAINTENANCE OF RAILWAY TRACK

In this paper the authors consider the possibility and provide specific solutions to create the automated system of track maintenance on the example of automation of technological operations to restore the equal elasticity of the undersleeper foundation. The relevance of the work stems from the fact that the modern and perspective requirements to the track maintenance in the conditions of the transition to high-speed, highspeed, high-tonnage traffic can be implemented only by switching to a new system of track maintenance based on the performance of work of specialized high-performance machines and on the new system with maximum opportunity for automation technology. More than half of the volume of works on the current maintenance of the tracks are the works on the removal of splashes, straightening and tamping of track, the technology of which can be divided into two components: calculation-evaluation and the generation of control actions on the railway track. Track machines are used extensively at the local bearing places of the occurrence of splashes on track sections or for continuous bearing plot ways to restore the equal elasticity of the undersleeper base and reduce the degree of non-uniformity deviations in rails' position on level and in plan, as well as track subsidence.

The bunker for filling the ballast may be mounted on additional frame or on offset brackets of the machine. The device for measuring the position of a railway track includes the means for measuring the deflections of the road, bending rise the track in the longitudinal profile and the position of the track on level (elevation of one rail in relation to another) and the adjacent block determining the actual position of a railway track in plan, in longitudinal profile and on level. The block of determining the amount of ballast consists of interconnected devices for determining the value of shifts and raise of the track and the block of comparing the track raise values with determining the amount necessary for filling of ballast. A device for determining the magnitudes of the shifts and the track raise consists of the interconnected unit for comparing the actual position of the track with a given (estimated) position of the track and a block determining the values of the track shifts and raise, which also provides the conversion of the recorded deflections of the track in the longitudinal profile in the track subsidence. The block comparing the track raise values with determining the amount necessary for filling the ballast, compares the magnitude of the track raise, determines changes in the transverse area of a prism in case of track raise and determines the amount needed for ballast filling. It also controls the control unit of the device for filling the ballast.

The authors developed and tested the schemes of using the elements of technological processes automation during the operation of hopper dispenser with the track surfacing, which will allow reducing the duration of track possessions and will speed up the track maintenance.

Key words: railway track maintenance, track machines, remote control, automated system, method of successive approximations

References

1. Vinogradov V.V., Nikonov A.M., Yakovleva T.G. et al. Raschety i proektirovanie zhe-leznodorozhnogo puti [Calculations and Design of Railway Track]. Moscow, Marshrut Publ., 2003, 486 p. (Vysshee professional'noe obrazovanie [Higher Professional Education]) (In Russian)

2. O bezopasnosti infrastruktury zheleznodorozhnogo transporta : TR TS 003/2011 : ut-verzhden Resheniem Komissii Tamozhennogo soyuza ot 15 iyulya 2011 g. № 710 [On Safety of Rail Transportation Infrastructure : TR TS 003/2011 : approved by the Decree of Customs Union Commission dated 15 July 2011 no. 710]. (In Russian)

3. Sychev V.P. Model'nyy ryad khopper-dozatorov novogo pokoleniya [Model Series of Hopper-Batchers of New Generation]. Put' i putevoe khozyaystvo [Railway Track and Track Economy]. 2007, no. 7, pp. 22—24. (In Russian)

4. Bel'skikh I.N., Sychev V.P. Ustranenie vypleskov [Elimination of Splashes]. Put' i putevoe khozyaystvo [Railway Track and Track Economy]. 2006, no. 7, pp. 19—20. (In Russian)

5. Danilov K.V., Sychev V.P. Ob optimizatsii protsessa upravleniya vygruzkoy ballastnykh materialov [Optimization of the Control Process of Unloading of Ballast Materials]. Put' i putevoe khozyaystvo [Railway Track and Track Economy]. 2014, no. 9, pp. 24—27. (In Russian)

6. Dremov P.G., Korsakov A.A., Sychev V.P., Terent'ev V.V. Sluzhebno-tekhnicheskiy vagon universal'nogo naznacheniya dlya infrastruktury zheleznykh dorog [Multi-Purpose Service-Technical Wagon for Railway Infrastructure]. Vnedrenie sovremennykh konstruktsiy i peredovykh tekhnologiy v putevoe khozyaystvo : trudy 8-oy nauchno-prakticheskoy kon-ferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [The Introduction of Modern Designs and Advanced Technologies in Track Facilities : Proceedings of the 8th Scientific-Practical Conference with International Participation]. Moscow, AISnT Publ., 2015, pp. 60—68. (In Russian)

7. Patent 2196860, MPK E01B 27/17.Putevaya mashina [Patent 2196860, MPK E01B 27/17.Track Machine]. No. 20011311010/28; appl. 19.11.2012, publ. 20.01.2003; Patent holder LLC «Vagonput'mashproekt», bulletin no. 2 from. (In Russian)

8. Sun Z., Bebis G., Miller R. On-road Vehicle Detection Using Optical Sensors: A review. Proceeding of the IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems. 2004, pp. 585—590. DOI: http://www.doi.org/10.1109/ITSC.2004.1398966.

9. Loktev D.A., Loktev A.A. Determination of Object Location by Analyzing the Image Blur. Contemporary Engineering Sciences. 2015, vol. 8, no. 11, pp. 467—475. DOI: http:// dx.doi.org/10.12988/ces.2015.52198.

10. Loktev A.A., Sycheva A.V., Vershinin V.V. Modeling of Work of a Railway Track at the Dynamic Effects of a Wheel Pair. Proceeding of the 2014 International Conference on Theoretical Mechanics and Applied Mechanics, Venice, Italy, March 15—17, 2014, pp. 16—19.

11. Loktev A.A., Loktev D.A. Metod opredeleniya rasstoyaniya do ob"ekta putem analiza razmytiya ego izobrazheniya [Method of Determining the Distance to the Object by Analyzing its Image Blur]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 6, pp. 140—151. (In Russian)

12. Sizikov V.S., Rimskikh M.V., Mirdzhamolov R.K. Reconstructing Blurred Noisy Images Without Using Boundary Conditions. Journal of Optical Technology. 2009, vol. 76, no. 5, pp. 279—285. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/JOT.76.000279.

13. Elder J.H., Zucker S.W. Local Scale Control for Edge Detection and Blur Estimation. IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1998, vol. 20, no. 7, pp. 699—716. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/34.68930.

14. Jaeger J. Analytical Solutions of Contact Impact Problems. Applied Mechanics Reviews. 1994, vol. 47, no. 2, pp. 35—54. DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.3111070

15. Alfimtsev A.N., Loktev D.A., Loktev A.A. Sravnenie metodologiy razrabotki sistem intellektual'nogo vzaimodeystviya [Comparison of Development Methodologies for Systems of Intellectual Interaction]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 5, pp. 200—208. (In Russian)

16. Jiwani M.A., Dandare S.N. Single Image Fog Removal Using Depth Estimation Based on Blur Estimation. International Journal of Scientific and Research Publications. 2013, vol. 3, no. 6, pp. 1—6.

17. Loktev A.A., Alfimtsev A.N., Loktev D.A. Algoritm raspoznavaniya ob"ektov [Algorithm of Object Recognition]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 5, pp. 194—201. (In Russian)

18. Robinson Ph., Roodt Yu., Nel A. Gaussian Blur Identification Using Scale-Space Theory. Faculty of Engineering and Built Environment. University of Johannesburg, South Africa, 2007, pp. 68—73.

19. Langley P. User Modeling in Adaptive Interfaces. Proc. of the Seventh Intern. Conf on User Modeling. 1997, pp. 357—370.

20. Trifonov A.P., Korchagin Yu.E., Trifonov M.V., Chernoyarov O.V., Artemenko A.A. Amplitude Estimate of the Radio Signal with Unknown Duration and Initial Phase. Applied Mathematical Sciences. 2014, vol. 8, no. 111, pp. 5517—5528. DOI: http://dx.doi.org/10.12988/ ams.2014.47588.

21. Chernoyarov O.V., Sai Si Thu Min, Salnikova A.V., Shakhtarin B.I., Artemenko A.A. Application of the Local Markov Approximation Method for the Analysis of Information Processes Processing Algorithms with Unknown Discontinuous Parameters. Applied Mathematical Sciences. 2014, vol. 8, no. 90, pp. 4469—4496. DOI: http://dx.doi.org/10.12988/ ams.2014.46415.

About the authors: Sychev Vyacheslav Petrovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Transport Construction, Moscow State University of Railway Engineering (MIIt), 22/2 Chasovaya str., Moscow, 125993, Russian Federation; +7 (495) 799-95-78; [email protected];

Vinogradov Valentin Vasil'evich — Doctor of Technical Sciences, Professor, First Vice-Rector — vice-rector for academic affairs, Moscow State University of Railway Engineering (MIIT), 9-9 Obraztsova str., Moscow, 127994, Russian Federation; +7 (495) 681-13-40; vp@ vpm770.ru;

Bykov Yuriy Aleksandrovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Railway and Track Economy, Moscow State University of Railway Engineering (MIIT), 9-9 Obraztsova str., Moscow, 127994, Russian Federation; +7 (495) 681-13-40; [email protected];

Kovalenko Nikolay Ivanovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Railway Design and Construction, Moscow State University of Railway Engineering (MIIT), 9-9 Obraztsova str., Moscow, 127994, Russian Federation; +7 (495) 681-13-40; vp@ vpm770.ru.

For citation: Sychev V.P., Vinogradov V.V., Bykov Yu.A., Kovalenko N.I. Avtomatizirovan-naya tekhnologiya tekushchego soderzhaniya zheleznodorozhnogo puti [Automated Technology for Current Maintenance of Railway Track]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2016, no. 3, pp. 68—78. (In Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.