УПРАВЛЕНИЕ ОБСЛУЖИВАНИЕМ РЕЛЬСОВЫХ КОЛЕС
RAILWAY WHEEL SERVICING CONTROL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение в целом относится к области рельсового транспорта, а более точно к управлению обслуживанием колес рельсовых транспортных средств.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Типичный поезд включает в себя один или более локомотивов, тянущих множество грузовых вагонов. Каждое транспортное средство в поезде включает в себя множество стальных колес, которые катятся по металлическому рельсу по мере того как поезд движется по пути. Надлежащее взаимодействие между колесом и рельсом является критичным для безопасной, надежной, эффективной работы поезда.
Рельс включает в себя нижнюю крепежную подошву, верхнюю головку рельса, которая контактирует с колесом рельсового транспортного средства, и фланец, соединяющий подошву и головку рельса. Колесо рельсового транспортного средства включает в себя центральную ступицу, установленную на оси транспортного средства, пластину, тянущуюся снаружи от ступицы, и наружный обод, окружающий пластину для создания контакта с рельсом. Колесная пара рельсового транспортного средства включает в себя два колеса, присоединенных своими соответствующими ступицами с противоположными концами оси. Обод включает в себя бандаж колеса наружного диаметра, который может быть плоским или коническим, и реборду, проходящую снаружи от задней стороны бандажа колеса. Бандаж колеса катится по верхней поверхности головки рельса для поддержки вертикального веса транспортного средства. Реборда проходит вдоль и контактирует с боковиной головки рельса для обеспечения боковой поддержки, чтобы предоставить колесу возможность следовать по пути головки рельса. Реборды предусмотрены только на одной стороне каждого колеса вдоль внутренней боковины рельса.
Колеса рельсового транспортного средства претерпевают износ со временем, из-за контакта с рельсом. Бандажи колес изнашиваются в результате своего контакта с гребнем рельса, в частности, в случае проскальзывания колеса относительно рельса во время ситуаций разгона или торможения. Реборды колес будут изнашиваться вследствие своего контакта с внутренней поверхностью головки рельса, в частности на изгибах и на стрелочных переключателях. Следовательно, износ рельсового колеса должен проверяться, чтобы гарантировать, что размеры колеса, подвергаемого износу, достаточны для непрерывного безопасного использования.
Размеры рельсового колеса, такие как толщина обода, толщина реборды, высота реборды и диаметр обода колеса поезда, подчинены Федеральной администрации железных дорог и/или пределами размера железных дорог. Такие пределы размера могут быть основаны на принадлежности к колесной паре в тележке и/или рельсовом транспортном средстве и на том, была ли расклинена ось колесной пары. Когда размер колеса изнашивается до значений сверх предела размера, колесо должно механически обрабатываться до приемлемого размера и/или устанавливаются осевые клинья для возврата колеса к соответствию размерным требованиям. Если недостаточно материала на колесе для выдерживания дополнительной механической обработки, или клинья не могут использоваться для продления срока службы колесной пары, колесная пара должна признаваться негодной. В дополнение, размеры колеса должны сверяться относительно размеров других колес той же самой тележки и другими колесами других тележек рельсового транспортного средства, чтобы гарантировать, что разность размеров между колесами не превышает предопределенных пределов разности. Например, правила правки колес FRA могут требовать, чтобы не было более чем 0,75-дюймовой разности между диаметрами обода для колес тележки и не более чем 1,25-дюймовой разности между диаметрами обода для всех колес локомотива. Более того, наличие клиньев может изменять требования пределов размера колеса и пределов разности размеров.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает принципиальную схему для примерной системы для автоматического обеспечения рекомендациями по правке колеса на основании обмеров рельсового колеса и правил правки.
Фиг.2 показывает примерный графический интерфейс пользователя (GUI) для обеспечения рекомендациями по правке рельсового колеса на основании обмеров рельсового колеса и правил правки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как правило, решения об обслуживании рельсовых колес принимаются обслуживающим персоналом на основании измеренных размеров колес, признанным обслуживающим персоналом в качестве находящихся вне технических требований. На основании измеренных размеров колеса и знания правил правки колеса обслуживающий персонал вручную рассчитывает рекомендации по правке колес на основании предложенных действий по правке и получении результата, эффективного для допустимых разностей между выправленными колесами и другими колесами тележки и/или локомотива. Однако такие полученные вручную рекомендации по правке имеют тенденцию быть предрасположенными к ошибкам вследствие неверного расчета или неверного истолкования, либо неверного применения правил правки. Следовательно, повторная механическая обработка и/или слишком раннее признание колес негодными могут быть следствием разрешения использования изношенного колеса в ущерб сроку службы. Усовершенствованный способ управления обслуживанием рельсовых колес принимает информацию об обмерах рельсовых колес и автоматически применяет правила правки рельсовых колес, использует обмеры рельсового колеса для обеспечения обслуживающего персонала более точными и непротиворечивыми рекомендациями для правки колес рельсового транспортного средства.
В варианте осуществления изобретения способ для автоматического обеспечения рекомендациями по правке рельсовых колес включает в себя прием измеренных размеров рельсового колеса для колес рельсового транспортного средства. Например, измеренные размеры рельсового колеса могут быть обеспечены обслуживающим персоналом колес рельсового транспортного средства, выполняющим обмеры рельсовых колес с использованием ручного или электронного колесного калибра. Способ также может включать в себя прием информации о дефекте колеса, основанной на дефекте колеса, обнаруженного обслуживающим персоналом. Информация о дефектах может включать в себя тип дефекта, такой как выбоина и/или отслоение, и размер дефекта, такой как глубина дефекта. После приема информации об обмерах и/или информации о дефекте способ может включать в себя автоматическую идентификацию тех из колес, которые превышают предопределенные пределы размера для колес, например, на основании предопределенных пределов размера, таких как допуски, предписанные FRA. Способ может включать в себя автоматическое обеспечение рекомендациями по правке колеса для обслуживания колес рельсового транспортного средства, чтобы привести идентифицированные из колес в предопределенные пределы размера. Способ может дополнительно включать в себя обеспечение рекомендациями по правке для других колес, не являющихся идентифицированными в качестве превышающих пределы размера, для поддержания колес рельсового транспортного средства в предопределенных пределах разности размеров среди колес. Правила FRA для правки могут быть разными в зависимости от того, была ли ось колеса расклинена. Соответственно, рекомендация по правке для колеса может предлагаться на основании того, связан клин или нет с колесом, рассматриваемым для правки.
Рекомендации по правке колеса могут включать в себя механическую обработку идентифицированного колеса для приведения колеса в соответствии с пределами размера. В другом аспекте, рекомендация по правке может включать в себя расклинивание оси идентифицированного колеса, например, если колесо не может быть приведено в соответствии механической обработкой. В другом варианте осуществления рекомендация по правке может создаваться на основании прошлых действий по правке, таких как статистические средние потери для выправленных колес. Такие потери могут определяться на основании разности между количеством механической обработки, которая была необходима для правки определенных колес, и насколько большая механическая обработка фактически выполнялась над теми колесами относительно той, что была необходима. Способ дополнительно может включать в себя автоматическое опознавание, когда колесо не может быть выправлено без превышения пределов размера. Например, способ может включать в себя автоматическое опознавание, когда рекомендация по правке колеса для первого размера, такого как высота фланца, превысила бы предел для второго размера колеса, такого как диаметр обода. Такая ситуация может вызвать рекомендацию комбинированного понижения, если выправленное колесо не могло бы использоваться по-прежнему, посредством добавления клиньев.
Как показано на фиг.1, система 10 для обеспечения рекомендациями по правке рельсового колеса на основании обмеров рельсового колеса может включать в себя процессор 12, принимающий информацию 14 об измеренных размерах рельсового колеса для соответственных колес рельсового транспортного средства. В аспекте изобретения информация 14 об измеренных размерах рельсового колеса может поставляться в виде измеренных значений размеров колеса, вводимых обслуживающим персоналом, выполняющим обмеры колес, или посредством загрузки информации об обмерах из электронного измерительного устройства, такого как электронный колесный калибр. Информация об обмерах может поставляться через устройство 11 ввода, такое как мышь или клавиатура для ручного ввода, или с проводным, беспроводным или инфракрасным сигнальным интерфейсом для загрузки информации в процессор 12. Процессор 12 может быть на связи с памятью 16, хранящей базу 18 правил, содержащую правила для выполнения правки рельсовых колес. Например, база 18 правил может включать в себя специфичные FRA и/или железной дороге предопределенные пределы размера для рельсовых колес, такие как предопределенные пределы размера для толщины обода колеса, толщины реборды колеса, высоты реборды колеса и диаметра обода колеса. База 18 правил также может включать в себя предопределенные пределы разности размеров колес среди колес тележки рельсового транспортного средства и пределы разности между колесами тележки или тележек рельсового транспортного средства, таких как тележка из тележек локомотива или рельсового вагона.
Процессор 12 может включать в себя логику 20, выполняемую процессором 12 для осуществления доступа к базе 18 правил, хранимой в памяти 16, и для идентификации колес, требующих правки согласно правилам правки, хранимым в базе 18 правил. Например, логика 20 может быть сконфигурирована для сравнения измеренного размера колеса, соответствующего пределу размера колеса, хранимому в базе 18 правил, чтобы определять, находится ли измерение в пределах. Логика 20 может быть дополнительно сконфигурирована для создания рекомендаций по правке колеса согласно правилам в базе 18 правил, таким как создание рекомендации по механической обработке, чтобы привести колесо в соответствующие пределы размера.
В другом аспекте логика 20 может быть сконфигурирована для создания рекомендации по клину, например, если диаметр обода рельсового колеса не может быть возвращен в пределы размера диаметра колеса посредством механической обработки. В еще одном другом аспекте логика 20 может быть сконфигурирована для создания рекомендаций по правке колеса, чтобы сохранить колеса рельсового транспортного средства в предопределенных пределах разности размеров между колесами. Например, на основании предложенной рекомендации по правке для колес рельсового транспортного средства, превышающих пределы размера, логика 20 может быть сконфигурирована для исследования других колес рельсового транспортного средства, имеющих размеры в приемлемых пределах, чтобы определить, могут ли разности между колесами в результате предложенной правки превысить пределы разности размеров. Если идентифицированы чрезмерные пределы разности размеров, то логика 20 может быть сконфигурирована для создания рекомендации по правке для других колес, чтобы гарантировать, что разности размеров между колесами находятся в приемлемых пределах. В еще одном другом аспекте логика 20 может быть сконфигурирована для создания рекомендаций по правке на основании прошлой информации 22, поставляемой в процессор 12, такой как методы прошлой правки определенного правочного оборудования. Рекомендации по правке колес могут быть обеспечены пользователю посредством дисплея 24.
Фиг.2 показывает примерный интерактивный графический интерфейс 26 пользователя (GUI) для обеспечения рекомендациями по правке рельсового колеса на основании обмеров рельсового колеса и правил правки. GUI 26 может включать в себя окно 28 состояния колеса для отображения измеренных размеров колеса и/или обнаруженных дефектов колеса для колес рельсового транспортного средства, такого как локомотив или рельсовый вагон. Измеренные размеры колеса и обнаруженные дефекты колеса могут обеспечиваться пользователем, вводящим информацию непосредственно, используя интерактивные элементы GUI 26, или могут загружаться в GUI 26 из другого источника, такого как электронный колесный калибр.
В аспекте изобретения GUI 26 может быть сконфигурирован для идентификации тех из колес, которые являются обмеряемыми, превышающими предопределенные пределы размера для колес, такие как пределы размера FRA. Соответственно, GUI 26 может подсвечивать идентифицированные колеса, например, использованием иного цвета фона, чтобы указать, какое обмеренное колесо может требовать правки. Окно 28 состояния колеса также может включать в себя секцию 316 указания клина, чтобы указывать наличие клиньев для расклиненных осей, связанных с колесами. В аспекте изобретения шкала, указывающая оси, имеющие клинья, может подсвечиваться, чтобы подчеркнуть наличие клиньев. Окно 28 состояния колеса также может включать в себя секцию 38 выверенного контрольного паза, которая может включать в себя подсветку определенных диаметров контрольного паза обода, которые, например, могут быть менее широко применяемыми. Окно 28 состояния колеса дополнительно может включать в себя секцию 40 видимых дефектов для ввода видимых дефектов колеса и, не обязательно, типа дефекта. Окно 28 состояния колеса дополнительно может включать в себя секцию 42 глубины видимых дефектов для ввода глубины дефектов идентифицированного колеса. Колеса, имеющие дефекты и глубины дефектов, могут подсвечиваться для подчеркивания их наличия.
GUI 26 также может включать в себя окно 30 колесных аномалий для отображения таковых у колес рельсового транспортного средства, являющегося идентифицированным GUI 26 в качестве имеющего аномалию. Окно колесных аномалий может включать в себя идентификатор 44 колеса и краткое описание 46 типа колесной аномалии, чтобы предоставить пользователю возможность быстро идентифицировать колеса, которые могут нуждаться в правке.
GUI 26 также может включать в себя окно 32 правки колеса, например, упорядоченное номером оси рельсового транспортного средства, являющегося обмеряемым, для интерактивного отображения рекомендаций по правке колеса для колес рельсового транспортного средства, таких как рекомендации механической обработки и/или расклинивания. Например, окно 32 профилирования колеса может быть сконфигурировано для обеспечения рекомендациями по правке для обслуживания колес рельсового транспортного средства, чтобы привести идентифицированные из колес в предопределенные пределы размера и чтобы сохранять колеса рельсового транспортного средства в предопределенных пределах разности размеров среди колес. В варианте осуществления окно 32 правки колеса включает в себя секцию 48 выбора клина для предложения клиньев для определенных осей, чтобы приводить связанное колесо в пределы размера для непрерывного использования на рельсовом транспортном средстве. Секция 48 выбора клина также может быть сконфигурирована для предоставления пользователю возможности интерактивно выбирать или отменять выбор клина, чтобы показать соответствующий результат выбора по рекомендации правки колеса, тем самым предоставляя пользователю возможность интерактивно определять схему правки колес рельсового транспортного средства. Окно 32 правки колеса может включать в себя секции, показывающие потери 50 от предложенной первой механической обработки для приведения идентифицированного колеса в пределы размера, потери 52 от предложенной второй механической обработки для приведения колес тележек в пределы разности размеров для связанной тележки в результате предложенной первой обработки с потерями и потери 54 от предложенной третьей механической обработки для приведения колес рельсового транспортного средства в пределы разности размеров для рельсового транспортного средства в результате предложенной второй механической обработки с потерями. Окно 32 правки колеса также может включать в себя секцию 56, показывающую рекомендованные размеры перемещения обода, которые могут отражать сумму потерь от первой, второй и третьей механических обработок.
GUI 26 дополнительно может включать в себя окно 34 рекомендаций по правке для отображения рекомендации по правке колеса, например, определенной окном 32 правки колеса. Окно 34 рекомендаций по правке может включать в себя указание 58 номера оси, рекомендацию 60 по правке для оси и причину для правки 62. В варианте осуществления изобретения процессор 12 по фиг.1 может быть сконфигурирован для формирования GUI 26 для представления на дисплее 24.
На основании вышеизложенных технических требований описанные способы могут быть реализованы с использованием компьютерного программирования или технические методы разработки, включающие в себя компьютерное программное обеспечение, аппаратно реализованного программного обеспечения, аппаратных средств или любого их сочетания или подмножества, при этом технический результат состоит в том, чтобы предложить усовершенствованное управление обслуживанием колес рельсового транспортного средства. Любая такая программа, в результате имея в распоряжении средство машиночитаемого кода, может быть воплощена или обеспечена одним или более машиночитаемыми носителями, тем самым создавая компьютерный программный продукт, то есть изделие согласно изобретению. Например, машиночитаемые носители могут содержать в себе программные инструкции для кода компьютерной программы для измерения размеров рельсового колеса и обработки измеренных размеров колеса относительно допустимого размера. Машиночитаемые носители также могут включать в себя код компьютерной программы для прогнозирования остаточного срока службы колеса на основании прошлой нормы износа для колеса, являющегося обмеряемым, и размера обработанного колеса.
Машиночитаемые носители, например, могут быть стационарным (жестким) накопителем, дискетой, оптическим диском, магнитной лентой, полупроводниковой памятью, такой как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), и т. п., или любой средой передачи/приема, такой как сеть Интернет или другая сеть или линия связи. Изделие, содержащее в себе машинный код, может изготавливаться и/или использоваться с выполнением программы непосредственно с одного носителя, копированием кода с одного носителя на другой носитель или передачей кода по сети.
Специалист в области вычислительной техники будет способен объединить описанное программное обеспечение с надлежащими аппаратными средствами компьютера общего или специального назначения, такими как микропроцессор, для создания компьютерной системы или компьютерной подсистемы, воплощающей способ изобретения. Устройство для изготовления, использования или продажи объекта изобретения может быть одной или более системами обработки, в том числе, но не в качестве ограничения, узлом центрального процессора (ЦП, CPU), памятью, устройствами хранения, линиями и устройствами связи, серверами, устройствами ввода/вывода (I/O) или любыми другими вспомогательными компонентами одной или более систем обработки, включающих в себя программное обеспечение, аппаратно реализованное программное обеспечение, аппаратные средства или любое их сочетание или подмножество, которые воплощают изобретение.
Будет понятно, что отдельный вариант осуществления изобретения, показанный и описанный в материалах настоящей заявки, является только примерным. Многочисленные варианты, изменения, замены и эквиваленты далее будут приходить на ум специалистам в данной области техники, не выходя из сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, подразумевается, что весь объект изобретения, описанный в материалах настоящей заявки и показанный на прилагаемых чертежах, будет рассматриваться только в качестве иллюстративного, а не в ограничительном смысле, и что объем изобретения будет определяться только прилагаемой формулой изобретения.