Путеизмерительный комплекс КВ-1П
Для контроля геометрических параметров железнодорожной колеи с целью выявления несоответствий нормам содержания различных участков пути, возникающих вследствие повышенной нагрузки на колею и износа рельсов, разработан и изготовлен путеизмерительный комплекс КВ-1П. Он предназначен для измерения ширин...
Saved in:
| Date: | 2014 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2014
|
| Series: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103602 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Путеизмерительный комплекс КВ-1П / Е.А. Ерко, Е.В. Шаповалов, В.А. Коляда // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 4. — С. 52-56. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-103602 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1036022025-02-23T20:13:20Z Путеизмерительный комплекс КВ-1П Track-measuring complex KV-1P Ерко, Е.А. Шаповалов, Е.В. Коляда, В.А. Производственный раздел Для контроля геометрических параметров железнодорожной колеи с целью выявления несоответствий нормам содержания различных участков пути, возникающих вследствие повышенной нагрузки на колею и износа рельсов, разработан и изготовлен путеизмерительный комплекс КВ-1П. Он предназначен для измерения ширины колеи и взаимного превышения рельсовых нитей с привязкой к путевой координате. Основные функции путеизмерительного комплекса КВ-1П – измерение геометрических параметров по четырем независимым каналам в процессе контроля состояния пути, сохранение результатов в виде отдельных файлов, графическая индикация результатов измерения с одновременным обнаружением опасных отклонений от норм содержания пути. Track-measuring complex KV-1P was designed and manufactured to monitor the geometrical parameters of railway track in order to reveal noncompliance with the norms of maintenance of different track sections, arising as a result of increased load on the track and rail wear. It is designed for measurement of track width and relative excess of trackways with binding to track coordinate. Main functions of tack-measuring complex KV-1P are measurement of geometrical parameters in four independent channels during monitoring of track condition, result storing in the form of individual files, graphic indication of measurement results with simultaneous detection of deviations from track maintenance norms, critical in terms of traffic safety. 2014 Article Путеизмерительный комплекс КВ-1П / Е.А. Ерко, Е.В. Шаповалов, В.А. Коляда // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 4. — С. 52-56. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103602 681.518.5 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Ерко, Е.А. Шаповалов, Е.В. Коляда, В.А. Путеизмерительный комплекс КВ-1П Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description |
Для контроля геометрических параметров железнодорожной колеи с целью выявления несоответствий нормам содержания различных участков пути, возникающих вследствие повышенной нагрузки на колею и износа рельсов, разработан и изготовлен путеизмерительный комплекс КВ-1П. Он предназначен для измерения ширины колеи и взаимного превышения рельсовых нитей с привязкой к путевой координате. Основные функции путеизмерительного комплекса КВ-1П – измерение геометрических параметров по четырем независимым каналам в процессе контроля состояния пути, сохранение результатов в виде отдельных файлов, графическая индикация результатов измерения с одновременным обнаружением опасных отклонений от норм содержания пути. |
| format |
Article |
| author |
Ерко, Е.А. Шаповалов, Е.В. Коляда, В.А. |
| author_facet |
Ерко, Е.А. Шаповалов, Е.В. Коляда, В.А. |
| author_sort |
Ерко, Е.А. |
| title |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П |
| title_short |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П |
| title_full |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П |
| title_fullStr |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П |
| title_full_unstemmed |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П |
| title_sort |
путеизмерительный комплекс кв-1п |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103602 |
| citation_txt |
Путеизмерительный комплекс КВ-1П / Е.А. Ерко, Е.В. Шаповалов, В.А. Коляда // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 4. — С. 52-56. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| work_keys_str_mv |
AT erkoea puteizmeritelʹnyjkomplekskv1p AT šapovalovev puteizmeritelʹnyjkomplekskv1p AT kolâdava puteizmeritelʹnyjkomplekskv1p AT erkoea trackmeasuringcomplexkv1p AT šapovalovev trackmeasuringcomplexkv1p AT kolâdava trackmeasuringcomplexkv1p |
| first_indexed |
2025-11-24T23:35:56Z |
| last_indexed |
2025-11-24T23:35:56Z |
| _version_ |
1849716749338935296 |
| fulltext |
52 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4, 2014
УДК 681.518.5
ПУТЕИЗМЕРИТЕЛьНый КОМПЛЕКС КВ-1П
е. а. ерко, е. в. ШаПовалов, в. а. колЯда
ИэС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Для контроля геометрических параметров железнодорожной колеи с целью выявления несоответствий нормам содер-
жания различных участков пути, возникающих вследствие повышенной нагрузки на колею и износа рельсов, разра-
ботан и изготовлен путеизмерительный комплекс КВ-1П. Он предназначен для измерения ширины колеи и взаимного
превышения рельсовых нитей с привязкой к путевой координате. Основные функции путеизмерительного комплекса
КВ-1П – измерение геометрических параметров по четырем независимым каналам в процессе контроля состояния пути,
сохранение результатов в виде отдельных файлов, графическая индикация результатов измерения с одновременным
обнаружением опасных отклонений от норм содержания пути. Библиогр. 6, рис. 5.
К л ю ч е в ы е с л о в а : путеизмерительный комплекс, диагностика, путевое хозяйство
С увеличением скорости и интенсивности дви-
жения поездов повышается вероятность возник-
новения аварийных ситуаций. Для обеспечения
безопасности движения поездов крайне важно
иметь достоверные данные о геометрических па-
раметрах железнодорожного пути. Периодиче-
ский контроль геометрических параметров дает
возможность объективно оценивать состояние
пути, составлять графики ремонта, а также уста-
навливать скорость движения поездов на конкрет-
ных участках [6]. Основным средством контроля
геометрии рельсовой колеи являются путеизме-
рительные вагоны, однако они используются для
оценки состояния главных путей, а для контроля
железнодорожных путей вспомогательного назна-
чения применяются путеизмерительные тележки.
Путеизмерительные тележки предназначены для
непрерывного измерения ширины рельсовой ко-
леи и взаимного превышения рельсовых нитей.
В отличие от путеизмерительного вагона путеиз-
мерительная тележка проводит измерения без на-
грузки на рельсы [1].
Наиболее распространенными моделями пу-
теизмерительных тележек являются ПТС-3М,
ПТ-7МК и РПИ ИНФОТРАНС российского про-
изводства, тележки немецких фирм «Trimble»,
«Intermetric» и их швейцарский аналог «Swiss
trolley». Тележка модели ПТС-3М принадлежит к
механическому типу. Регистрация результатов из-
мерений осуществляется на бумажный носитель
с помощью самописцев, данные об отклонениях
расшифровываются оператором вручную. В мо-
дели типа ПТ-7МК результаты измерения запи-
сываются в энергонезависимую память, данные
расшифровываются с помощью специального
программного обеспечения. Несмотря на автома-
тизацию процесса обработки данных в ПТ-7МК
есть несколько существенных недостатков: низ-
кий уровень защиты от проникновения твердых
предметов и воды – IP42 (защищенность от по-
падания вертикальных капель воды и предметов
диаметром более 1 мм), существенные конструк-
ционные просчеты, влияющие на повторяемость
результатов измерения и устойчивость тележки.
Тележки РПИ производства Инфотранс дают наи-
меньшую погрешность измерения среди тележек
российского производства, однако данные показа-
тели значительно ухудшаются в сложных погодных
условиях. Из-за большой поверхности соприкосно-
вения колес РПИ с рельсами может происходить на-
липание снега, что на порядок увеличивает погреш-
ность измерения. Среди прочих недостатков РПИ
можно назвать их большую массу – 40 кг в базовой
комплектации и необходимость обслуживания дан-
ной тележки тремя сотрудниками.
Современные немецкие путеизмерительные
тележки в большинстве своем являются однотип-
ными. Среди типичных признаков можно назвать
использование переносного компьютера в каче-
стве вычислительного блока, контактные методы
измерений, использование беспроводных методов
передачи данных, приспособленность к разной
ширине колеи, использование операционных си-
стем как основы для программного обеспечения, а
также привязку как к локальной, так и глобальной
системам координат [2]. Тележки часто разборные
– на их сборку может потребоваться 10…20 мин,
при этом требуется взаимодействие двух работ-
ников. Рассматриваются путеизмерительные те-
лежки фирм «Trimble», «Intermetric», «Vogel und
Plotscher» и тележки швейцарского производства
«Swiss trolley».
В тележках Trimble используется достаточно
мощная вычислительная машина Trimble Yuma
(1.6 GHz Intel Atom Prozessor, 1 GB DRAM, 32 GB
SSD). эту эВМ применяют в системе прежде все-
го из-за требований модульности, ее можно легко
перенастроить на выполнение широкого спектра
задач, которые могут требовать больше мощно-© Е. А. Ерко, Е. В. Шаповалов, В. А. Коляда, 2014
53ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4, 2014
стей, нежели рассматриваемая система. В тележ-
ках Intermetric и TRIMBLE используются опера-
ционные системы общего назначения, что может
крайне негативно влиять на время срабатывания
датчиков и синхронизацию измерений. Как пре-
имущество тележек Intermetric можно рассма-
тривать привязку данных к глобальной системе
координат с помощью GPS. Существенными пре-
имуществами путеизмерительных тележек Swiss
Trolley являются их модульность и температурная
стабильность каждого отдельного модуля. Каж-
дый измерительный канал выделен в отдельный
блок, который может быть использован в дру-
гих системах. Модульность системы также дает
возможность быстрой замены отдельных блоков
в случае поломки. Путеизмерительные тележ-
ки производства «Vogel und Plotscher» сложны в
настройке и использовании, однако применение
операционных систем реального времени дало
возможность повысить точность синхронизации
данных. Отсутствие графического отображения
результатов измерения компенсируется выводом
информации в виде документов Excell с выделен-
ными полями значений, которые превышают до-
пустимые параметры.
Одними из наиболее существенных недостат-
ков немецких и швейцарских тележек, которые
препятствуют их внедрению в путевое хозяйство
Украины, являются габариты в собранном состо-
янии и масса путеизмерительных комплексов. Ис-
пользование тележек в Украине предполагает ра-
боты в перерывах между движением поездов, что
существенно повышает требования ко времени
подготовки комплекса к работе и снятия тележки
с пути [3].
В ИэС им. Е. О. Патона НАН Украины раз-
работан путеизмерительный комплекс КВ-1П
(рис. 1), оснащенный электронным блоком ре-
гистрации данных. Путеизмерительный ком-
плекс включает тележку, измерительную систе-
му, испытательный стенд, а также программное
обеспечение.
Путеизмерительное оборудование комплекса
снабжено датчиком пройденного пути, датчиком
уровня и датчиком ширины рельсовой колеи. Дат-
чик пройденного пути определяет величину и на-
правление перемещения тележки, а также выдает
синхронизирующие импульсы для остальных дат-
чиков тележки с шагом 0,25 м по координате пути.
Опционально тележка может оснащаться GPS
приемником [3, 4].
Для регистрации, анализа и индикации показа-
ний датчиков используется микропроцессорный
контроллер (МК), оснащенный жидкокристалли-
ческим дисплеем и клавиатурой. МК имеет энер-
гонезависимую память. Для питания электронной
аппаратуры используются автономные аккумуля-
торные батареи.
Аппаратно-программное обеспечение МК
(рис. 2) можно условно разделить на блок реги-
страции результатов измерений, блок обнаруже-
ния отклонений параметров пути от заданных
норм, блок цифровой индикации и графической
визуализации значений регистрируемых параме-
тров пути, а также блок сохранения результатов
измерения параметров пути.
Блок автоматической регистрации результатов
измерений выполняет регистрацию каждого из из-
меряемых параметров пути, синхронизированных
по единой координате.
Рис. 1. Тележка путеизмерительная КВ-1П на испытательном
стенде
Рис. 2. Структурная схема системы измерения параметров колеи
54 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4, 2014
Блок обнаружения отклонений параметров
пути от заданных норм осуществляет анализ и
сравнение результатов измерения параметров
пути с паспортными данными участка, установ-
ленными для данного участка пути, после чего на-
правляет найденные отклонения в блок энергоне-
зависимой памяти МК [5, 6].
Блок энергонезависимой памяти фиксирует ре-
зультаты измерений, поступающих из блока авто-
матической регистрации измерений; предваритель-
но установленные паспортные нормы участка пути;
выявленные отклонения от норм содержания пути;
параметры объектов инфраструктуры рельсового
пути, находящихся на контролируемом участке.
Блок цифровой индикации и графической визу-
ализации обеспечивает графическое отображение
результатов обработки и анализа всех параметров
пути на экране дисплея в реальном времени не-
посредственно на месте замеров, включая обнару-
женные неисправности пути.
Устройство управления программным обеспе-
чением МК обрабатывает введенные оператором
начальные параметры настройки путеизмеритель-
ного оборудования, осуществляет выбор режимов
работы путеизмерительного оборудования, управ-
ление выбором информации из блока регистра-
ции измерений и его вывод на дисплей устройства
визуализации. Интерфейс связи МК использует-
Рис. 3. Алгоритм работы программного обеспечения путеизмерительной тележки
55ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4, 2014
ся для передачи данных из энергонезависимого
блока памяти в компьютер предприятия путевого
хозяйства или в компьютерную базу данных де-
партамента пути и сооружений управления же-
лезной дороги. Интерфейс двусторонней связи с
внешним компьютером или компьютерной базой
данных обеспечивает удобный и универсальный
обмен результатами измерений и анализа параме-
тров пути. Структурная схема системы измерения
параметров колеи изображена на рис. 2.
Работает путеизмерительный комплекс соглас-
но следующему алгоритму (рис. 3) [3, 4].
После включения энергопитания от автоном-
ных аккумуляторных батарей происходит загруз-
ка программами начальной установки для иници-
ализации внутренних и внешних интерфейсных
устройств, осуществляя тем самым подготовку к
работе. С устройства управления программным
обеспечением вводятся начальные параметры на-
стройки путеизмерительного оборудования.
Все операции по настройке контролируют-
ся оператором путеизмерительного комплекса на
экране блока цифровой индикации и графической
визуализации. После ввода начальных параметров
контролируемого участка выполняется одновре-
менно их контроль и анализ.
С момента начала движения путеизмеритель-
ного комплекса с датчика пройденного пути через
одинаковые расстояния (0,25 м) поступают син-
хронизирующие сигналы. Результаты измерений
передаются в блок автоматической регистрации
измерений, из которого они поступают в блок па-
мяти. В блоке памяти находятся также наперед за-
данные нормы содержания данного участка пути.
Работа блока обнаружения отклонений параме-
тров пути от заданных норм заключается в том,
что из блока памяти поочередно берется пакет
данных, соответствующий отрезку пути фиксиро-
ванной длины и сравнивается с паспортными нор-
мами для данного участка. Результат сравнения
передается в блок памяти и одновременно посту-
пает в блок цифровой индикации и графической
визуализации.
Устройство управления программным обеспе-
чением, работающее по командам оператора, обе-
спечивает выбор требуемой информации из блока
памяти и вывод на экран блока цифровой инди-
кации и графической визуализации. С помощью
устройства управления программным обеспече-
нием осуществляется выбор режима работы путе-
измерительного оборудования, а также выбор тре-
буемого пункта меню программного обеспечения.
Полученные после обработки результаты кон-
троля и анализа могут быть переданы для даль-
нейшей обработки внешним компьютерам, что
повышает эффективность использования данного
путеизмерительного комплекса за счет принятия
оперативных решений по выполнению наиболее
важных работ по техническому обслуживанию и
ремонту рельсового пути.
Для вторичной (более детальной) автоматизи-
рованной обработки результатов измерения, вы-
полняемой на внешнем компьютере, разработа-
но программное обеспечение KvDecoder (рис. 4).
Программа позволяет определять следующие от-
клонения от норм содержания колеи: перекосы и
плавные отклонения уровня колеи, расширение
и сужение колеи, ненормативные уклоны отвода
Рис. 4. Главное диалоговое окно программного обеспечения KvDecoder
56 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4, 2014
превышения внешней рельсовой нити на криво-
линейных участках пути. При выявлении откло-
нений автоматически определяется их степень и
штрафные баллы, по которым устанавливается
качественная оценка каждого километра и участ-
ка пути в целом. Предусмотрено автоматическое
формирование отчетных документов, таких как
графические диаграммы с обозначением выяв-
ленных отклонений; таблицы отклонений; ведо-
мости оценки состояния и натурного осмотра ко-
леи. Предусмотрен предварительный просмотр
отчетных документов, их сохранение в электрон-
ном виде и вывод на печать. Также компьютерная
программа имеет диалоговые средства для редак-
тирования свойств участка пути, формирования
паспортов колеи, автоматизированного анализа
смены состояния колеи со временем и взаимодей-
ствия с электронным блоком тележки.
Процесс изготовления тележек практически
полностью автоматизирован, что позволяет ми-
нимизировать влияние человеческого фактора и
получить достаточно высокую повторяемость ре-
зультатов измерения.
Отдельного внимания заслуживает интерфейс
оператора тележки. Была реализована функция за-
писи результатов измерения в отдельные файлы,
что упростило навигацию и поиск важной инфор-
мации, введена возможность внесения оператором
отметок о состоянии пути. Одним из главных пре-
имуществ разработанной тележки является вывод
на дисплей помимо цифровой еще и графической
информации (рис. 5). Существенные неисправно-
сти пути определяются в режиме реального вре-
мени и также выводятся на экран.
выводы
Разработан путеизмерительный комплекс
КВ-1П для контроля геометрических параметров
железнодорожной колеи и выявления отклонений
параметров от норм содержания пути, который по
своим техническим характеристикам, функциям и
возможностям не уступает лучшим зарубежным
аналогам. Комплекс КВ-1П успешно прошел стен-
довые и эксплуатационные испытания.
1. Путеизмерительная тележка // Железнодорожный
транспорт: энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев. – М.:
Большая Российская энциклопедия, 1994. – 348 с.
2. Маркс К. Л., Лихтбергер Б. Измерение параметров пути
с привязкой к системе глобального позиционирования //
Железные дороги мира. – 2002. – № 7. – С. 71–75.
3. ЦП 0020. Технічні вказівки щодо оцінки стану рейкової
колії за показниками колієвимірювальних вагонів. За-
твер. Наказом Укрзалізниці № 9-Ц від 17.01.96 р.
4. Положення про роботу колієвимірювальних візків ЦП-
0265: Затв. Наказом Укрзалізниці від 31.01.2012 № 032-
Ц / Мін-во інфраструктури України, Держадміністрація
залізничного транспорту України, Укрзалізниця, Головне
управління колійного господарства, Державне підприєм-
ство Науково-конструкторське технологічне бюро колій-
ного господарства. – Київ.: Поліграфсервіс, 2012.
5. Самратов У. Д., Сакович Л. А., Кривдин Д. Г. О точно-
сти определения геометрических параметров железно-
дорожного пути с помощью АПК // Геопрофи. – 2007. –
№ 6. – С. 28–32.
6. Актуальные проблемы выправки и приемки пути после
ремонта / А. Я. Коган, К. Б. Ершова, В. В. Петуховский и
др. // Путь и путевое хозяйство. – 2007. – № 5. – С. 7–9.
Track-measuring complex KV-1P was designed and manufactured to monitor the geometrical parameters of railway track in
order to reveal noncompliance with the norms of maintenance of different track sections, arising as a result of increased load
on the track and rail wear. It is designed for measurement of track width and relative excess of trackways with binding to track
coordinate. Main functions of tack-measuring complex KV-1P are measurement of geometrical parameters in four independent
channels during monitoring of track condition, result storing in the form of individual files, graphic indication of measurement
results with simultaneous detection of deviations from track maintenance norms, critical in terms of traffic safety. 6 References,
5 Figures.
K e y w o r d s : track-measuring complex, diagnostics, railway equipment
Поступила в редакцию
23.05.2014
Рис. 5. Пример вывода графической информации на экран
|