УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КРИТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА РЕЛЬСОВОМ ПУТИ И РЕГИСТРАЦИИ ЕГО СХОДА

Полезная модель относится к транспортной технике и может быть использована в подвижных железнодорожных составах, предназначенных для пассажирских или грузовых перевозок, в частности, к устройствам предупреждения и регистрации схода вагона подвижного состава с рельсов.
Уровень техники устройства контроля критического состояния подвижного состава на рельсовом пути и регистрации его схода с рельсов известен из устройства по (патенту РФ №2137632, В60Т 7/12), размещенное на локомотиве и содержащее датчики вертикальных и поперечных ускорений, фильтры низкой частоты, аналого-цифровые преобразователи, средства оценки временного информационного поля ускорений, компараторы, источники опорного "фонового" поля ускорений и формирователь управляющего сигнала для блока автоматического включения тормозной системы локомотива. Дополнительно устройство содержит аппаратуру для расчета "шпальной" частоты, и сход вагона идентифицируется им опосредовано в зависимости от вынужденных упругих колебаний рельсового пути и скорости движения локомотива.
Недостаток устройства в том, что оно установлено на локомотиве причем за исходные принимают импульсы вертикальных и поперечных ускорений в ходовой части локомотива, являющиеся отражением вынужденных упругих колебаний рельсового пути (как бы вторичные), вследствие чего процесс идентификации схода в некоторой мере опосредован и обезличен (отсутствует адресность схода), его алгоритм перенасыщен большим объемом вычислений, не обладает должной достоверностью и быстродействием, необходимыми для обеспечения безопасности пассажирских перевозок, и непригодно для длинномерных грузовых
составов, на расстоянии более 150 м. от места схода колесной пары до локомотива соотношение "полезный сигнал - фон" быстро снижается и идентифицироваться не сможет.
Известно устройство по патенту на полезную модель №33920 в котором устройство контроля схода подвижного состава состоит из датчика с системой информации, который крепится на каждой подвижной единице состава. Недостаток данного устройства заключается в том, что оно может выдавать много ложных сигналов, когда схода не произошло, а датчик сломан или откинут предметом находящимся на рельсовом пути, такие предметы могут быть и другие устройства СЦБ - стационарные УКСПС, гарнитура стрелочных переводов и др. устройства.
Наиболее близким техническим решением устройства контроля критического состояния подвижного состояния на рельсовом пути и регистрация его схода с рельсов является устройство для автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов (патент РФ №2284928, В60Т 7/12),
Устройство для автоматического торможения подвижного состава при сходе вагона с рельсов, содержит датчики вертикальных колебательных ускорений, фильтры низкой частоты, аналого-цифровые преобразователи, средства оценки временного информационного поля ускорений, компараторы, источники опорного "фонового" поля ускорений и формирователь управляющего сигнала для блока автоматического включения тормозной системы локомотива, при этом, что оно выполнено в виде n-ряда независимых блоков, устанавливаемых в зонах отслеживания вертикальных колебательных ускорений на ходовых тележках вагонов, каждый блок напрямую связан со штатной системой радиосвязи локомотива, включает в себя датчик вертикальных колебательных ускорений, фильтр низкой частоты и аналого-цифровой преобразователь из числа упомянутых и дополнительно снабжен индивидуальными средством оценки временного
информационного поля вертикальных колебательных ускорений, компаратором, источником опорного "фонового" поля ускорений и формирователем управляющего сигнала, при этом средство оценки временного информационного поля ускорений выполнено в виде элемента расчета дисперсии спектра вертикальных колебательных ускорений, подключенного входом к аналого-цифровому преобразователю и выходом - к компаратору, а в качестве формирователя управляющего сигнала установлен генератор радиоимпульсов, снабженный передатчиком радиосигнала, настроенным на частоту приема штатной системы радиосвязи локомотива, а каждый независимый блок снабжен автономным источником электропитания, и подключен к системе электроснабжения вагона и штатной системе радиосвязи локомотива через блок ожидания.
Технический результат, получаемый от использования полезной модели устройства, заключается в распознавание и фиксирование предаварийной ситуации, и предотвращение ее развития и повышение достоверности факта схода подвижного состава с рельсов.
Технический результат в устройстве контроля критического состояния подвижного состава на рельсовом пути и регистрации его схода с рельсов содержащее n-рядов независимых блоков, установленных в зонах отслеживания вертикальных колебательных ускорений на ходовых тележках вагонов, каждый блок напрямую связан со штатной системой радиосвязи локомотива, включает в себя датчик вертикальных колебательных ускорений, датчики «фонового» сигнала ускорений и формирователем управляющего сигнала, а в качестве формирователя управляющего сигнала установлен генератор радиоимпульсов, снабженный передатчиком радиосигнала, настроенным на частоту приема штатной системы радиосвязи локомотива, при этом каждый независимый блок снабжен автономным источником электропитания, подключен к системе электроснабжения вагона, а блок автоматического включения тормозной системы подключен к штатной
системе радиосвязи локомотива через блок ожидания, достигается тем, что блоки дополнительно содержат датчики регистрации поперечных колебательных ускорений, усилители, пиковые детекторы, коммутаторы, анализаторы, и блоки отслеживания энергии акустической эмиссии от датчиков установленных на «левой» и «правой» буксах вагонной тележки включающих в себя фильтры, усилители, аналогово-цифровые преобразователи, коммутаторы, датчики фонового сигнала.
На чертеже дана блок-схема устройства. Устройство состоит из блоков по регистрации ускорений и регистрации энергии акустической эмиссии.
Каждый блок регистрации ускорений представляет собой расположенные в корпусе последовательно соединенные между собой датчик вертикальных и поперечных колебательных ускорений 1, усилители 2 и 5, пиковые детекторы 3 и 6, датчики «фонового» сигнала 24 и 25 и компараторы 4 и 7.
Каждый блок регистрации энергии сигналов акустической эмиссии состоит из датчиков акустической эмиссии 8 и 9, установленных на буксах колес, фильтров 9 и 15, усилителей 10 и 15, аналого-цифрового преобразователя 11, формирователя 12, датчиков «фонового» сигнала энергии акустической эмиссии и коммутаторов и компараторы 13 и 17 и сумматора 18.
Общим для блоков являются анализаторы 19, 20, 21, передающее устройство 22 и приемник 23.
Сигнал от датчика 1 по двум каналам в виде напряжений проходит через усилители 2 и 5, пиковые детекторы 3 и 6 и поступает на компараторы 4 и 7. В компараторах происходит сравнение пиковых напряжений в каналах с соответствующими «фоновыми» напряжениями 24 и 25. В зависимости от соотношения поступившего и «фонового» напряжения на выходе компаратора формируются логические значения «0» или «1».
Сигнал от датчиков акустической эмиссии 8 и 14 в виде радиоимпульсов по двум каналам проходит через фильтры 9 и 15, через усилители 10 и 16, переводятся в цифровую информацию в блоке АЦП 11 и преобразуются в энергию акустического сигнала в формирователе 12. На выходе формирователя 12 имеем максимальное (пиковое) значение акустической энергии в данной полосе частот, соответствующей взаимодействию колеса тележки и рельса. Далее информация поступает на компараторы 13 и 17. В компараторах происходит сравнение пиковых значений с «фоновыми» значениями энергии 26, 27 с соответствующими «фоновыми» энергиями 24 и 25. В зависимости от соотношения поступившего и «фонового» значения энергии на выходе компаратора формируются логические значения «0» или «1». Блок 18 служит для суммирования информации по нулевым каналам компаратора 13 и 17. Логические блоки 19, 20, 21 служат для анализа информации с выходов компараторов 4, 7, 13 и 17 и формирование информации о состоянии соответствующего вагона подвижного состава.
При сочетании четырех логических «0» со всех выходов компараторов а анализаторе идентифицируется сигнал «штатное». При сочетании «1» с выхода компаратора 4 и двух «1» с выходов компараторов 13 и 17 в анализаторе 20 идентифицируется сигнал «критическое». При сочетании с выхода компаратора 7 и двух «0» или одного «0» с любого компаратора 13 и 17 в анализаторе 21 идентифицируется сигнал «сход». Сформированные сигналы поступают на передающее устройство 22 и далее на приемник 23, расположенный в кабине машиниста и на пульте оператора пути.