НОВОСТИ И ПУБЛИКАЦИИ

Диагностика пути и сооружений с использованием координатных методов, Журнал «Путь и Путевое хозяйство», Январь, 2015 №1

 

В журнале «Путь и путевое хозяйство» (№ 1 за 2015 г.) опубликована статья о внедрении в ОАО «РЖД» комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ), которая предназначена для решения широкого круга задач как в инфраструктурных, так и других хозяйствах компании. В развитие данной темы в настоящей статье рассмотрены дополнительные возможности использования этой системы в диагностике верхнего строения пути и искусственных сооружений.

Место КСПД ИЖТ в комплексе автоматизированных систем ОАО «РЖД» определяется ее функционалом (рис. 1). Ключевая функция КСПД ИЖТ — обеспечение привязки объектов и событий в абсолютных координатах. В диагностике событие — это неисправность геометрии рельсовой колеи, дефект рельса и др. Сведения о событии поступают с диагностического средства в единую корпоративную автоматизированную систему управления инфраструктурой (ЕК АСУИ), а затем для высокоточной координатной привязки в КСПД ИЖТ.

Работник путевого хозяйства, имея мобильное навигационное устройство, может однозначно идентифицировать эту неисправность. На рис. 2 показан экран обычного смартфона, в котором сохранена карта соответствующего участка и привязанная к ней неисправность пути, выявленная диагностическим средством. 

 

При этом используется база данных, полученная по результатам высокоточных съемочных работ (ВСР), содержащая в себе координаты объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта в абсолютной системе координат. После передачи кода и координат неисправности в базу данных КСПД ИЖТ информация поступает в устройство для отображения и привязки неисправности к объектам КСПД ИЖТ.

Для точной идентификации неисправности в пространстве осуществляется поиск ближайших объектов, расчет и визуализация расстояний до них. Это позволяет использовать обычные смартфоны с точностью определения местоположения самого устройства до 15 м, и при этом обеспечивать точность позиционирования неисправности по отношению к видимым объектам не хуже 3 см. Однако главной проблемой на сегодняшний день остается сам процесс высокоточной привязки выявляемых средствами диагностики событий к абсолютным и путевым координатам.

Один из способов решения этой задачи — высокоточное позиционирование диагностического средства с использованием дифференциальных поправок от рефе- ренцных станций. При этом возникает ряд сложных задач, связанных с необходимостью учета и компенсации колебаний при движении спутникового приемника, расположенного, как правило, на крыше вагона, а также колес самого вагона относительно оси пути. Кроме того, стационарными рефе- ренцными станциями в настоящее время оснащен только участок Москва—Санкт-Петербург—Бусловская.

Специалисты АО «Транспуть- строй» нашли два альтернативных решения, обеспечивающих привязку данных средств диагностики к высокоточной координатной системе (ВКС), не требующих повсеместного оснащения референцными станциями. Первое — совмещение облаков точек лазерного отражения (ТЛО) невысокой точности, полученных при сканировании диагностическими комплексами «ЭРА» или «ИНТЕГРАЛ», с высокоточным облаком ТЛО, полученным при создании КСПД ИЖТ на данном участке. Уровень качества и точности привязки результатов лазерного сканирования, например, диагностическим комплексом «ЭРА» значительно ниже, чем материалы, хранящиеся в
КСПД ИЖТ (рис. 3). Однако после наложения этих двух облаков точек лазерного отражения имеется возможность с точностью до первых сантиметров привязать неисправности пути к трехмерной модели инфраструктуры, хранящейся в базе данных КСПД ИЖТ.

Второе решение высокоточной привязки неисправностей, выявляемых диагностическими средствами, — наложение информации о расположении рельсовых стыков (проводящих и изолирующих), полученной диагностическими средствами, на координаты этих же стыков, имеющиеся в КСПД ИЖТ.
В настоящее время остается нерешенной одна очень важная для путевого хозяйства задача — достоверная оценка напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути. Эта проблема существует столько же лет, сколько и бесстыковой путь. Во всех странах предпринимаются попытки создать эффективную технологию контроля состояния бесстыкового пути, включающую в себя прямые измерения особенностей стали рельсов, проявляющихся в изменении магнитных показателей, скорости прохождения ультразвука в зависимости от напряжений, и косвенные — на основе пересчета линейных деформаций рельса от воздействия температуры в напряжения.

Методы прямых измерений в массовом порядке на железных дорогах не применяют, так как эффективного по совокупным критериям решения не найдено. Практически везде, в том числе и в России, используют косвенный метод пересчета деформаций в напряжения — по подвижкам рельсовых плетей относительно так называемых «маячных» шпал. Его преимущества — простота, наглядность, низкая стоимость. Однако здесь не исключены ошибки и даже подлоги. Известны случаи, когда подвижки плетей достигали сверхдопустимых значений, а «маячные» риски недобросовестные работники периодически закрашивали и вместо них наносили новые или «маячные» шпалы передвигали к рискам.

Предлагаемая система исключает ошибки и возможности подлога. К шейке рельса прикрепляют электронную метку, которая имеет идентификационные параметры. Над меткой устанавливают спутниковый приемник и с точностью до первых миллиметров определяют ее абсолютные координаты, которые заносят в базу данных КСПД ИЖТ. При изменении координат при последующих съемках делают заключение о подвижке плети. На первом этапе координаты меток измеряют с помощью переносных или расположенных, например, на дефектоскопной тележке спутниковых приемников. Как цель — система должна быть установлена на мобильные диагностические средства.

Следующая инновационная технология в диагностике объектов инфраструктуры — создание и использование полных цифровых моделей мостов, включая подводную часть опор, и других искусственных сооружений для решения следующих задач:

  • определение отклонений оси пути в плане относительно оси пролетного строения (эксцентриситет);
  • проверка габарита приближения строений для решетчатых пролетных строений с ездой по низу;
  • измерение строительного подъема и деформаций главных балок;
  • мониторинг положений опор при длительных деформациях оснований фундаментов.

При этом особо ценным представляется создание цифровых моделей сразу после строительства или реконструкции моста для возможности мониторинга его деформаций наложением на базовую модель облака ТЛО при последующих съемках. В заключение надо отметить, что возможно реше-ие и других задач с использованием подобных материалов.

В.М. Ермаков

Предыдущая новость

1 октября 2014 г. 0:00
О роли саморегулирования в задачах инновационного развития инфра..., «Саморегулирование и бизнес», Октябрь, 2014 №10(54)
Развитие саморегулирования в России, как общественного института, который должен наиболее...

Следующая новость

4 февраля 2015 г. 5:35
Круглый стол – Освоение скорости, Ежедневная транспортная газета «Гудок», Февраль, 2015 №17
Первая высокоскоростная магистраль в нашей стране будет строиться с участием зарубежных партнёров.