Координатный способ диагностики железнодорожного

пути

Диагностика пути на сети железных дорог выполняется с заданным

временным интервалом. Целью диагностики является контроль геометрических параметров рельсовой колеи, включая возвышение рельса (уровень), положение рельса в плане (рихтовка), просадки (длинные неровности), ширина колеи (шаблон). Полученные данные используются для определения технического состояния пути и соответствия нормам безопасности движения поездов. Диагностику выполняют с использованием вагонов-путеизмерителей системы ЦНИИ и КВЛП. На российских железных дорогах эксплуатируются

вагоны - путеизмерительные станции системы ЦНИИ-4, позволяющие измерять продольный профиль, характеристики кривых. Машинную выправку пути выполняют специальные поезда, снабженные контрольно-измерительной аппаратурой, аналогичной аппаратуре установленной на вагоне-путеизмерителе. Определение геометрических параметров на вагонах-путеизмерителях, рихтовочных машинах, путеизмери-тельных станциях и другой аналогичной технике в России основано на методе хорд. Метод прост

для реализации на различной автоматизированной аппаратуре и представлении результатов измерений. Поэтому этот метод используется на всех путеизмерителях со времени их появления на железных дорогах. Недостатков у метода хорд много и связаны они с тем, что измерения позволяют определить относительное взаимное положение элементов пути. В связи с этим вагонами-путеизмерителями нельзя определить длинные неровности, превышающие длину измерительной базы, определить отклонения

пути от проектного положения. У различных диагностических средств

измерительная база отличается между собой, что приводит к неоднозначному

определению параметров и сложности их использования для расчетов

рихтовочных машин и другой строительной техники. Проектировщики

традиционно все расчеты выполняют по координатам. Поэтому вопрос

использования координат для определения геометрических параметров пути является актуальным многие годы. Проблема не решалась из-за сложности создания автоматизированных средств определения координат, так как инструментальная съемка с шагом 0.2 - 0.3 метра (шаг съемки путеизмерителем) по определению координат не эффективна. Увеличить шаг съемки нельзя из-за увеличения погрешности и неоднозначного определения дефектов. За рубежом известны приборы для определения координат железнодорожного пути Geo++ GNNET-RTK и другие, в основе которых лежит метод GPS-позиционирования. Эти системы позволяют определять координаты с точностью 2 - 3 см для проектирования капитального ремонта пути, при этом для определения геометрических параметров (просадки, рихтовка, уровень и др.) такая точность измерений является недостаточной [1]. В Сибирском государственном университете путей сообщения (СГУПС) создан аппаратно-программный комплекс (АПК), в котором спутниковая аппаратура дополнена инерциальной системой.

Недостатком инерциальной аппаратуры является нелинейное смещение нульпункта (уход оси гироскопа). Так для курса крено-указазателя ККК смещение доходит до 6??за час. На малых расстояниях смещения нуль-пункта практически не влияют. Скажем, на хорде в 20 м ошибка составляет доли миллиметра. Однако на больших расстояниях уход становится недопустимым, и инерциальной системе требуется калибровка, которую с успехом выполняет спутниковая система из пары двухчастотных GPS-приемников, работающих в режиме кинематики. Один из приемников устанавливается на платформе, несущей гироскоп ККУ, другой приемник располагается на опорной (базовой, реперной) точке, удаление которой может достигать 10 - 15 км. Работа GPS- приемников и гироскопической системы синхронизируется. Съем координат с ККУ производится с шагом вдоль пути в 2 см. При этом геометрические параметры пути определяются с точностью 1 - 2 мм, а координаты оси железнодорожного пути определяются с точностью 5 - 10 мм, что превышает точность обычного кинематического позиционирования двухчастотной аппаратурой.

Высокая точность определения координат достигается за счет совместной обработки координат полученных спутниковым приемником и гироскопической системой, которые имеют различную частотную составляющую изменения погрешности.

К настоящему времени метод внедрен в производство в режиме пост-

обработки. В качестве несущей платформы используется тележка,

передвигаемая вручную. В стадии разработки находится метод с режимом реального времени, где в качестве платформы предполагается использование специализированного вагона.

Созданные приборы на базе этого способа могут применяться для съемки станций, горок, паспортизации, при калибровке вагонов-путеизмерителей, при проведении проектно-изыскательских работ под капитальный ремонт, на капитальном ремонте, при создании реперной сети, при диагностике пучинообразования. Наличие АПК позволяет отказаться от создания долговременной реперной сети, с использованием этой аппаратуры могут оперативно создаваться локальные реперные сети для решения конкретных

задач.

АПК внедряется по всей сети железных дорог России. Опыт работы с АПК показал, что необходимо иметь несколько модификаций, предназначенных для проектировщиков, мастеров пути, ремонтников пути.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути, МПС

России. – М., Транспорт, 2000. – 223 с.

??В.В. Щербаков, К.М. Антонович, В.Д. Овчаров, 2003