CC BY
48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Ланис, А. Л. Способы усиления земляного полотна инъектированием [Текст] / А. Л. Ланис // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2016. - № 3 (27). - С. 117 - 124.
Lanis A. L. Methods of subgrade reinforcement by injection. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 27, no. 3, pp. 117 - 124. (In Russian).
УДК 656.259.1
М. М. Соколов
Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск, Российская Федерация
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБСЛУЖИВАНИЯ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
Аннотация. В статье рассматривается процесс технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики. Целью работы является предложение способа снижения трудозатрат на обслуживание рельсовых цепей железнодорожной автоматики. Предлагаются метод автоматизации процесса проверки рельсовых цепей на шунтовую чувствительность путем шунтирования рельсовой цепи на кроссовом стативе и схема устройства, реализующего этот метод. Рассчитаны значения сопротивления шунтирования, эквивалентного наложению нормативного шунта в заданных точках рельсовой цепи. Результаты применения разработанного метода, приведенные в статье, могут быть использованы при совершенствовании систем автоматики действующих железных дорог.
Ключевые слова: рельсовая цепь, устройства автоматики, автоматизация, техническое обслуживание.
Maxim M. Sokolov
Yugra State University (YSU), Khanty-Mansiysk, the Russian Federation
REDUCING THE TIME MAINTENANCE OF STATION TRACK CIRCUITS OF
RAILWAY AUTOMATION
Abstract. This article discusses the process of maintenance of railway automation devices. The aim of the work is to reduce labor costs for maintenance of track circuits of railway automation. Presents the method for automating the process of checking on the shunt track circuits shunting sensitivity of track circuit by at cross-rack and scheme of the device that implements this method. The values of shunt resistance equivalent to the imposition of regulatory shunt at predetermined points of the track circuit are calculated. The results obtained in the paper can be used for the improvement of systems of automation of existing railways.
Keywords: track circuit, automatic devises of railroad, automation, maintenance.
Наряду с разработкой и внедрением микропроцессорных устройств и систем диагностики (создание современного малообслуживаемого напольного оборудования ЖАТ) одной из стратегических задач хозяйства автоматики и телемеханики является организация производства с применением современных материалов и ресурсосберегающих технологий. Использование такого оборудования позволит изменить технологию технического обслуживания и ремонта устройств СЦБ. Конечной целью всех разработок должно быть снижение эксплуатационных затрат, переход сначала к малообслуживаемым устройствам, а в перспективе - к устройствам, не требующим периодического технического обслуживания при условии сохранения требований по обеспечению безопасности движения в течение всего срока эксплуатации [1].
Одним из основных объекты внедрения современных материалов и технологий является напольное оборудование автоматики и телемеханики, в состав которого входит аппаратура рельсовых цепей (РЦ).
Одним из основных видов технического обслуживания рельсовых цепей является работа «Проверка станционных рельсовых цепей на шунтовую чувствительность двухниточных рельсовых цепей неразветвленных и разветвленных, параллельные ответвления которых контролируются путевыми реле». Работа входит в четырехнедельный план-график с периодичностью один раз в четыре недели. Шунтовую чувствительность рельсовых цепей на станции проверяют электромеханик и электромонтер. Наложение шунта ШУ-01м на каждую рельсовую цепь электромеханик согласовывает с дежурным по станции, используя имеющиеся в наличии средства связи. Шунт ШУ-01м накладывают на релейном и питающем концах рельсовой цепи [2].
Проанализируем возможность сокращения трудозатрат на техническое обслуживание на примере рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц с фазочувствительными реле типа ДСШ-13А при электротяге постоянного тока (рисунок 1).
Рельсовая цепь содержит постовое оборудование, включающее в себя блоки аппаратуры питающего и релейного концов, путевое реле и напольное оборудование, состоящее из дроссель-трансформатора питающего конца, рельсовой линии, дроссель-трансформатора релейного конца. Рельсовая цепь отделена от соседних рельсовых цепей изолирующими стыками [3].
Автором предлагается осуществлять проверку рельсовых цепей на шунтовую чувствительность путем подключения такого сопротивления на кроссовом стативе постовой аппаратуры питающего (точки «а» и «Ь») и релейного (точки «с» и «ё») концов рельсовой цепи, которое будет соответствовать наложению нормативного шунта (0,06 Ом) на питающий и релейный концы рельсовой линии соответственно.
Рисунок 1 - Схема рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц с фазочувствительными реле типа ДСШ-13А при электротяге постоянного тока
Произведем расчет сопротивлений между точками «а» и «б» (см. рисунок 1), эквивалентных наложению нормативного шунта в начале и в конце рельсовой линии. Этот блок находится на кроссовых стативах питающего и релейного концов. При проверке РЦ на шун-товую чувствительность необходимо зашунтировать РЦ таким сопротивлением, которое
суммарно с сопротивлением рельсовой цепи в нормальном режиме давало бы сопротивление рельсовой цепи в шунтовом режиме на питающем конце. Аналогично для шунта на релейном конце. Для расчета составим схему замещения РЦ (рисунок 2). Схема замещения содержит [3 ]:
- питающий трансформатор (ПТ);
- реактор РОБС-3 А;
- конденсатор С1;
- ограничительное сопротивление Я0;
- дроссель-трансформатор питающего конца ДТ-0,6-1000;
- дроссель-трансформатор релейного конца ДТ-0,6-1000;
- сопротивление соединительных проводов Яср;
- сопротивление кабеля Як;
- защитный блок ЗБ-ДСШ;
- путевое реле 1Р;
- сопротивление блока шунтирования, эквивалентное наложению нормативного шунта (0,06 Ом) в начале рельсовой линии Яшп;
- сопротивление блока шунтирования, эквивалентное наложению нормативного шунта (0,06) Ом в конце рельсовой линии ^шр.
Исходные данные, необходимые для расчета:
- длина рельсовой цепи Ь = 1,2 км;
- удельное сопротивление рельсов на частоте 25 Гц Z = 0,5 • е]52°Ом/км;
- удельное сопротивление изоляции для двухниточной рельсовой цепи гиз = 1 Ом-км;
- напряжение полного подъема сектора путевого реле ДСШ-13А ир = 12-е]72° В;
- ток срабатывания путевого реле ДСШ-13А 1р = 0,03 А;
- сопротивление путевого реле Дсш-13А Zр = 405 • е^72° Ом;
- ограничительное сопротивление Яо = 50 Ом;
- сопротивление нормативного шунта йш = 0,06 Ом;
- сопротивление кабеля йк = 150 Ом;
- сопротивление соединительных проводов йср = 0,5 Ом;
- конденсатор С1- 10 мкФ;
- сопротивление реактора типа РОБС-3 А ZЮБС = 45^81° Ом;
- сопротивление защитного блока ЗБ-ДСШ Z3lб = 407е_'88°Ом;
- коэффициенты четырехполюсника питающего трансформатора
/АПТ ВПТ \ = / \спт Е>ПТ7 V
0,25^° 5,4^20 ,0,0025е-^70 5е^°
>
(1)
- коэффициенты четырехполюсника ДТ-0,6-1000 с коэффициентом трансформации питающего конца 38
/Лдт! ВдтЛ _ / 39,5е_'2 0,2075^60\ (2)
\Сдт1 Dдтl/ _ \0,084е_'83 0,0 2 96е-^4/' ( )
- коэффициенты четырехполюсника ДТ-0,6-1000 с коэффициентом трансформации релейного конца 38
/Лдт2 ВДТ2\ _ /0,0296е-^4 0,2075^60\
\Сдт2 Dдт2/ _ \0,084е_'83 39,5е-^2 /' ( ) Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяют по формуле:
'(ЭД ZвSh(yl)N
Ch(yl) I, (4)
(Л В)_(
где 1 - длина рельсовой линии;
у - коэффициент распространения; Zв - волновое сопротивление.
Коэффициент распространения определяют по выражению:
у _ ^ _ (5) у _ 0,707е^26 1/км.
Волновое сопротивление
Zв _ Т^^ГиЗ; (6)
Zв _ 0,707е^26 Ом. Коэффициенты рельсового четырехполюсника
(Л Вл_/с11(у1) ^^Л _ Л,254^14'075 0,646е^57,261\ VCD>' ^^ сЬ(у1) ) V 1,293е^5'261 1,2 54ei14,075/'
(7)
Необходимо определить сопротивление всей рельсовой цепи при свободном состоянии. Для этого перемножим четырехполюсники, входящие в схему замещения после кроссового статива питающего конца.
Коэффициенты четырехполюсника РЦ в нормальном режиме:
/Лн Вн \/ЛДТ1 ВДТЛ МВ\ ( 1 0\ / 1 ^Сн DнJ \Сдт1 Dдтl/ 1с D) - VI/ Zзб V
/Лн Вн\ _ /3,828е^43,746 1323^32'397 \ ^Сн DнJ \0,012е~>19,83 4,2 9 6е_^33 066/.
(8) (9)
Сопротивление всей рельсовой цепи в нормальном режиме
Zpц _ Лн/ Сн _ 3,828е^43,746/0,0 1 2е_'19'83; (10)
Zpц _ 332,814е^63,576 Ом. Для того чтобы найти сопротивление РЦ при наложении шунта в начале рельсовой линии, перемножим четырехполюсники, входящие в схему замещения после кроссового стати-ва питающего конца, включая четырехполюсник нормативного шунта:
ГА,
Вшп \/АДТ1 ВДтЛ /1 0\ /1 Rr / 1 0\ / 1 DmH/ = \СдТ1 Dдтl/ • \1/ Кш 1)'-Л 0 1J'\1/Z36
/АШп Вшп\ = /3,996е^47,953 1381е^36,599 \ VCmn Dmn/ \0,054e^30,705 18,718e^18,352/'
0
1); (11) (12)
Сопротивление всей РЦ при наложение шунта в начале рельсовой линии
Zшп = Ашп/ Сшп = 3,996е^47,953/0,054е^30,705; Zшп = 74,073е^17,248 Ом.
(13)
Сопротивление шунтирования на кроссе питающего конца должно быть таким, которое суммарно с сопротивлением РЦ в нормальном режиме давало бы сопротивление рельсовой цепи в шунтовом режиме на питающем конце (рисунок 3):
2ртгКтп (14)
Кроссовый статив
у _ ¿РЦ'кшп
Zmn = 7 ,р
¿РЦ + кшп
Выразим из уравнения (14) Rm
Km
_ гшп-грц _ 74,073ei17,248 -332,814ei63,576
2рц-2шп
(15)
332,814е)63,576-74,073е)17,248'
Rшп = 85,982^6'478 Ом.
Аналогичным образом получим значение сопро тивления шунтирования на кроссе релейного конца:
гщр^грц 74,261е'18,53 •332,814е'63'576
Кщп
K
_ ¿шр'^РЦ _
шр
шр Z^-Z™ 332,814е)63'57б-74,261е)18'53 '
(16)
У Zum
Рисунок 3 - Сопротивление блока шунтирования на кроссе питающего конца
Кшр = 86,649e^6,478 Ом.
По результатам расчетов видно, что сопротивление блока шунтированя является комплексным числом. На рисунках 4 - 7 приведены графики зависимости модуля и угла комплексного сопротивления шунтирования от сопротивления изоляции и длины рельсовой линии.
£б Ом
85,95
/s.
R
S5/> 85,85 S5,S
S5 ,75
шп : ■ -
85,65
О 5 10 Ii 20 25 30 35 40 45 OlTJM 55 Гш ->
Рисунок 4 - График зависимости модуля сопротивления шунтирования от сопротивления изоляции
шп
ф
ю
15
20
г из
30
35
АО
■45 Ом км 55
Рисунок 5 - График зависимости угла сопротивления шунтирования от сопротивления изоляции
86.18 Ом 86.16 А 86.1-1 86.12 86.1 86.08 86.06 86.0-4
Яши
86 85,98 85.96
N
500
600
"00 800
Lpц
900
1000
1100
1300
Рисунок 6 - График зависимости модуля сопротивления блока шунтирования от длины рельсовой линии 6,66
А
ф
500 600
"00
800
Lpц
900
1000 1100 ->
1300
Рисунок 7 - График зависимости градуса сопротивления блока шунтирования от длины рельсовой линии
Из графиков на рисунках 4 - 7 видно, что значение сопротивления шунтирования меняется незначительно во всем диапазоне изменения длины рельсовой линии и сопротивления изоляции.
Из расчетов следует, что для шунтирования РЦ в начале рельсовой линии следует на кроссовом стативе питающего конца (точки «а» и «Ь» на рисунке 1) включить сопротивление Кшп = 85,982е)6,478 Ом, а для шунтирования РЦ в конце рельсовой линии следует на кроссовом стативе релейного конца (точки «с» и «ё» на рисунке 1) включить сопротивление Яшр =
= 86,649с1 Ом.
В качестве технической реализации предлагаемого метода автоматизации процесса проверки рельсовых цепей на шунтовую чувствительность может быть использовано устройство, изображенное на рисунке 8.
В действующую схему рельсовой цепи предлагается дополнительно ввести два блока шунтирования 8 и блок управления и индикации 9.
1
4
Г
8 9 8
ПОСТ ЭЦ
1
6
5
7
Рисунок 8 - Схема подключения блока шунтирования и блока управления и индикации
Электрический сигнал контроля рельсовой линии (КРЛ) от блока аппаратуры питающего конца 5 проходит через дроссель-трансформатор питающего конца 2 и поступает в рельсовую линию 1. После прохождения рельсовой линии 1 сигнал через дроссель-трансформатор релейного конца 3, через блок аппаратуры релейного конца 6 поступает на путевое реле 7. В случае целостности рельсовой линии 1, отсутствия поезда и исправного состояния элементов рельсовой цепи уровень сигнала на приемнике находится выше порога занятости, рельсовая цепь считается свободной (нормальный режим). Обратный тяговый ток через среднюю шину путевого дроссель-трансформатора 2 имеет дополнительный путь протекания в рельсовую линию соседней рельсовой цепи, отделенную от рассматриваемой цепи двумя изолирующими стыками 4. При наезде поезда на рельсовую цепь со стороны расположения изолирующих стыков или его приближении с противоположного конца вследствие шунтирования уровень сигнала на приемнике становится ниже порога занятости. Рельсовая цепь считается занятой.
Для автоматизации проверки рельсовой цепи на шунтовую чувствительность путем наложения нормативного шунта сначала в начале, затем в конце рельсовой линии на посту ЭЦ по сигналу блока управления и индикации 9 включается блок шунтирования 8, который шунтирует рельсовую цепь сначала сопротивлением эквивалентному наложению нормативного шунта 0,06 Ом в начале рельсовой линии 1, затем сопротивлением эквивалентному
наложению нормативного шунта 0,06 Ом в конце рельсовой линии 1, реакция путевого реле 7 передается на блок управления и индикации.
На представленную схему (см. рисунок 8) подана заявка на получение патента на изобретение.
При проверке рельсовых цепей на шунтовую чувствительность следует обращать внимание на состояние поверхности головок рельсов. Если из-за ржавчины, обледенения, напрес-совки снега или загрязнения головок рельсов (запесочивания локомотивом) возникает опасность ложной свободности рельсовой цепи при занятии подвижным составом, то необходимо сделать запись в Журнале осмотра для работников дистанции пути о необходимости очистки рельсов или ДСП о необходимости обкатки рельсовой цепи локомотивом и о необходимости проверки фактической свободности рельсовой цепи при организации движения по данному изолированному участку. Порядок проверки фактической свободности рельсовых цепей для таких случаев и порядок обкатки малодеятельных путей и изолированных участков устанавливаются техническо-распорядительным актом (ТРА) станции.
Так как в предложенном методе шунтирование рельсовых цепей происходит без присутствия обслуживающего персонала на рельсовой линии и, как следствие, невозможностью обратить внимание на состояние поверхности головки рельсов, то следует контролировать состояние верхней поверхности головки рельсов при производстве других работ по обслуживанию РЦ. Наиболее подходящей для такого контроля работой является «Проверка на станции состояния изолирующих элементов рельсовых цепей, стыковых соединителей и перемычек», технологическая карта 3.1.1. Периодичность данной работы совпадает с проверкой на шунтовую чувствительность - один раз в четыре недели. Таким образом, безопасность движения поездов при применении описанного способа автоматизации процесса проверки рельсовых цепей на шунтовую чувствительность не снижается.
Предложенный метод позволит исключить работу по проверке РЦ на шунтовую чувствительность с непосредственным выходом на поле, что снизит трудозатраты на обслуживание.
Список литературы
1. Филюшкина, Т. Напольному оборудованию - современные технологии [Текст] / Т. Филюшкина // Автоматика, связь, информатика. - Москва, 2010. - № 9. - С. 2 - 6.
2. Инструкции по техническому обслуживанию и ремонту устройств и систем сигнализации, централизации и блокировки / ОАО «Российские железные дороги». - М., 2015.
3. Аркатов, В. С. Рельсовые цепи магистральных дорог. Справочник [Текст] / В. С. Ар-катов. - М., 2006. - 496 с.
References
1. Filyushkina T. Outdoor equipment - modern technology [Napol'nomu oborudovaniyu - sov-remennye tekhnologii]. Avtomatika, svyaz', informatika - Automation, communication, computer science, 2010, no. 9, pp. 2 - 6.
2. Instrukcii po tekhnicheskomu obsluzhivaniyu i remontu ustrojstv i sistem signalizacii, cen-tralizacii i blokirovki (Instructions for maintenance and repair of devices and signal-tion systems, centralization and blocking). Moscow, OAO «Rossijskie zheleznye dorogi», 2015.
3. Arkatov V. S. Rel'sovye cepi magistral'nyh dorog (Track circuit trunk roads). Moscow, 2006, 496 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Соколов Максим Михайлович
Югорский государственный университет (ЮГУ). Чехова ул., д. 16, г. Ханты-Мансийск, 628012, Российская Федерация.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Sokolov Maxim Mikhailovich
Yugra State University (YSU). 16, Chehov st., Khanty-Mansiysk, 628012, the Russion Federation.
Кандидат технических наук, доцент, и. о. заведующего кафедрой «Нефтегазовое дело», ЮГУ. E-mail: [email protected]
Cand.Tech.Sci., Acting Head of the department «Oil and Gas Business», YSU.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Соколов, М. М. Совершенствование технологии обслуживания станционных рельсовых цепей [Текст] / М. М. Соколов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 3 (27). -С. 124 - 132.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Sokolov M. M. Reducing the time maintenance of station track circuits of railway automation. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 27, no. 3, pp. 124 -132. (In Russian).
УДК 629.471
И. В. Пустовой
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ИНКАПСУЛЯЦИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ В ИНФОРМАЦИОННУЮ СИСТЕМУ СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
И РЕМОНТА ЛОКОМОТИВОВ
Аннотация. Рассмотрена задача управления жизненным циклом локомотива при сервисной системе технического обслуживания и ремонта. Предложено инкапсулировать статистические методы в АСУ локомотивных депо. Рассмотрен пример управления неснижаемым запасом запчастей. В группе компаний «Локомотивные технологии» повышение эффективности технологических процессов технического обслуживания и ремонта решается в том числе за счет создания и внедрения в сервисных локомотивных депо информационно-управляющей системы АСУ «Сетевой график», внедрение которой начато в 2016 г. и должно быть завершено к концу 2017 г. Для практического применения методических подходов международных (ISO) и национальных (ГОСТ) стандартов менеджмента качества, управления надежностью, бережливого производства и статистических методов управления в условиях сервисных локомотивных депо предлагается применить принцип «Встроенное качество», когда логические построения, алгоритмы и формулы инкапсулируются в программное обеспечение АСУ «Сетевой график», тем самым существенно снижая требования к уровню подготовки персонала депо. Управление неснижаемым запасом запасных частей в сервисных локомотивных депо предлагается реализовать как элемент АСУ «Сетевой график» через инкапсуляцию в систему вероятностно-статистических методов расчета неснижаемого запаса по данным об интенсивности потребления деталей и времени их доставки в депо.
Ключевые слова: локомотивы, сервис, техническое обслуживание и ремонт, статистические методы управления, инкапсуляция.
Ilya V. Pustovoy
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
STATISTIC METHODS ENCAPSULATION IN LOCOMOTIVE SERVICE REPAIR
DEPOT INFORMATION NET
Abstract. The article deals with the locomotive lifecycle problem at vehicle technical maintenance and repairing service. It proposes to encapsulate the statistic methods into the automatic locomotive depot control system basing on the example of management with the minimum stock spare parts level. In such a group of companies as "Locomotive technologies" the efficacy of maintenance and repairing technological processes is improved by creation and implementation of the information management control system "Network diagram " into the locomotive depot service. Its implementation was started in 2016 and should be completed by the end of 2017. In practice methodological approaches of international (ISO) and national (GOST) standards of management quality and reliability, lean manufacturing and statistic methods of management in conditions of locomotive depot service are proposed to be used basing on the principle of "Built-in quality". In this case logical constructions, algorithms and formulas are encapsulated into "Network diagram" software significantly reducing the training level demands of the depot personnel. The article also proposes to control the minimum level of stock spare parts in the locomotive depot in terms of "Network diagram" software
