Перспективные комплексные средства и технологии для внедрения ресурсосберегающей системы диагностики инфраструктуры

Сегодня в России эксплуатационные расходы на железнодорожную диагностику в десятки раз выше, чем в любой другой стране мира и составляют около 20 млрд. рублей в год. При этом стремительно технически и физически стареют как мобильные, так и съемные средств контроля, а их парк обновляется не более чем на 3-5% в год. До половины всех имеющихся в стране мобильных и ручных средств железнодорожной диагностики практически выработали свой ресурс! 

Вместе с тем ОАО «РЖД» ставит целью широкое внедрение многоуровневой, ресурсосберегающей системы диагностики с преимущественным использованием высокоэффективных автоматизированных мобильных средств комплексного контроля. То есть системы, которая с наименьшими затратами обеспечивала бы наибольшую безопасность железнодорожного движения в стране.

В рамках решения этой задачи ОАО «ГК ТВЕМА» сделала в последние годы ряд принципиально новых разработок, способных стать звеньями такой системы.

Перечислю их

Диагностический комплекс ИНТЕГРАЛ. Созданный на основе новейших технологий он объединяет множество различных подсистем контроля, позволяющих измерять и обрабатывать более ста параметров оценки состояния различных объектов. В рамках одного поезда комплекс заменяет сразу 7 диагностических лабораторий разного назначения и обеспечивает одновременную проверку объектов всех входящих в железнодорожную инфраструктуру хозяйств – пути и сооружений, автоматики и телемеханики, электрификации и электроснабжения, связи. При этом все полученные данные синхронизируются по единым географической и путейской координатам. А автоматизированные системы георадиолокации земляного полотна и визуального обнаружения дефектов не имеют аналогов в России и странах СНГ. 
Хотя на железных дорогах страны работают пока всего 2 таких комплекса, они уже продемонстрировали исключительную эффективность: только за 2009-2011 годы ИНТЕГРАЛОМ проверили более 60 тыс. км пути и выявили более 300 тысяч отступлений от норм содержания технических объектов инфраструктуры.

Самоходный диагностический комплекс СЕВЕР. При его создании были использованы лучшие мировые и отечественные технологии (включая теплоизоляцию кузова инновационной ТСМ-керамикой), которые позволили обеспечить комфортную работу бригад в любых климатических условиях без ущерба экономичности эксплуатации. При этом предусмотрено исполнение комплекса в 7 вариантах – для измерений и дефектоскопии, диагностики и инженерно-геологического зондирования, неотложных путевых  работ и служебных инспекций, и т.д.

Применяемая на обоих комплексах автоматизированная система комбинаторного анализа данных КАСКАД может вести совместную обработку данных, получаемых от различных диагностических средств разных производителей.

Вагон дефектоскоп–путеизмеритель ДЕКАРТ одновременно анализирует дефектограммы рельсов и геометрии пути и с помощью георадиолокации оценивает состояние земляного полотна и баластной призмы. 
ДЕКАРТ и СЕВЕР разработаны с учётом реформ ОАО «РЖД» по управлению инфраструктурой, а их применение до 40% снижает эксплуатационные расходы на контроль.

Вагон-дефектоскоп ВД-УМТ-1 нового поколения, выявляющий и регистрирующий дефекты рельсов как ультразвуковым, так и магнитным методом. Причем последним - при более чем 50-градусных морозах, что исключительно важно для России – ведь именно зимой в основном и происходят изломы рельсов под поездами, а съемные дефектоскопы не работают уже при температуре ниже -30. 

Дефектоскопная тележка с шарнирным узлом для постоянного контакта с рельсами колесных пар обеспечивает их плавное качение на кривых участках и стрелочных переводах. А дистанционирование ультразвуковой лыжи относительно головки рельса следящая система осуществляет не через механический контакт с рельсом, а - бесконтактным магнитным методом, что для такой процедуры применяется впервые и не имеет аналогов. Помимо многоканального дефектоскопа ВД-УМТ-1 оснащен также магнитно–акустическим рельсовым сканером и системой видеонаблюдения. 

Мобильная дефектоскопная лаборатория ЛДМ на комбинированном ходу  обеспечивает основной и вторичный контроль рельсов со скоростью до 15 км/ч. Базирующаяся на внедорожнике УАЗ-Патриот или Land Rover лаборатория, может, благодаря системе комбинированного хода, передвигаться как по шоссе, так и по бездорожью и по железнодорожной колее. Не имеющая аналогов система съезда/заезда на рельсовый путь позволяет за 10 минут перевести устройство с автомобильного хода на железнодорожный ход и обратно. 

Пока ЛДМ работает только на закрытых перегонах, но сможет и на открытых. Проходит испытания соответствующая система безопасности движения, разработанная Ижевским радиозаводом.

На дорогах страны работают уже 16 таких лабораторий. Активный интерес к ним проявляет Deutsche Bahn AG – минувшей осенью на испытаниях в Германии ЛДМ с новым многоканальным дефектоскопом немецкие специалисты признали преимущество нашей разработки пред применяемыми ими средствами.

Кстати, ранее германский концерн принял на вооружение своих дефектоскопных поездов такую инновационную разработку ТВЕМА, как видеосистему непрерывного мониторинга головок рельсов.

Съемный дефектоскоп-путеизмеритель СПРУТ для механизированного осмотра пути и документирования его результатов. Устройство отличают компактность, легкость в управлении и способность решать сразу несколько задач. Измеряя ширину и уровень рельсовой колеи, СПРУТ также определяет дефекты в обеих нитях пути по всей длине и сечению рельсов. 

Однониточный ультразвуковой дефектоскоп СКАТ и малогабаритный переносной дефектоскоп ЭХО–ПУЛЬС для вторичного контроля рельсов. За счет запатентованной ЗАО «Фирма ТВЕМА» принципиально новой системы обработки сигналов, эти устройства обеспечивают контроль, как в условиях нестабильного акустического контакта, так и в случаях некорректной установки чувствительности операторами. 

Аппаратно-программный комплекс АСТРА обеспечивает автоматизированную расшифровку дефектов в рельсах и мониторинг технологии их диагностики. 

Все перечисленное уже работает на ряде наших и зарубежных железных дорог и метрополитенов, и, по сути, это уже готовые элементы той самой ресурсосберегающей многоуровневой системы эффективной комплексной диагностики, задачу внедрения которой ставит ОАО «РЖД».

Структура этой системы представляется следующей.

Во-первых, на укрупненных или нескольких дистанциях основным средством контроля выступает самоходный комплекс СЕВЕР. Он заменит устаревшие дефектоскопные автомотрисы и позволит сократить число проверок съемными средствами. 

Во-вторых, для механизированного осмотра пути и дефектоскопии рельсов с документированием результатов применяется СПРУТ с системой видеоконтроля верхнего строения пути.

В-третьих, для контроля стрелочных переводов и вторичного контроля рельсов применяются дефектоскопы СКАТ и ЭХО-ПУЛЬС.

В-четвертых, для диагностики в пределах дороги или подмены комплексов СЕВЕР и автомотрис на время ремонта используются вагоны системы ВД-УМТ-1 и ДЕКАРТ.

В-пятых, сетевыми станциями комплексного контроля инфраструктуры и получения данных для планирования работ по содержанию и ремонту выступают диагностические комплексы типа ИНТЕГРАЛ. 

В-шестых, для работы на малодеятельных участках пути и вторичного контроля по показаниям вагонов-дефектоскопов, автомотрис и комплексов «СЕВЕР» применяются лаборатории «ЛДМ» на комбинированном ходу. 

В-седьмых, все перечисленные мобильные средства оснащаются интеллектуальным дефектоскопом для вторичного контроля нового поколения ЭХО-ПУЛЬС и системой АСТРА для организации рабочих мест по обработке данных контроля. 

АСТРА и КАСКАД  могут совместно обрабатывать и сопоставлять в едином архиве данные, получаемые от различных диагностических средств разных производителей. Результатом этого являются комплексный многофакторный анализ и оценка фактического состояния пути и его изменения во времени. Кроме того, вовремя выявляются нестабильные и проблемные участки с высокой вероятностью внезапного ухудшения состояния пути и, следовательно, требующие первоочередного ремонта.

Внедрение предлагаемой комплексной многоуровневой системы диагностики и мониторинга инфраструктуры с преимущественным использованием мобильных средств, позволит сократить примерно вдвое количество съёмных средств контроля, численность операторов и сопровождающего персонала около 10 тысяч человек, снизить более чем на 3 миллиарда рублей в год эксплуатационные расходы без снижения уровня безопасности движения поездов.

Мы считаем, что для реализации такой модели необходимо утвердить долгосрочную (сроком на 3-5 лет) национальную программу внедрения современных технических средств контроля, обеспечивающих безопасность железнодорожного движения в России.  

Со своей стороны ТВЕМА готова провести соответствующую модернизацию парка диагностического оборудования. Для этого у компании есть необходимый научно-технический и производственный потенциал. Достаточно сказать, что сегодня три четверти из эксплуатируемых ОАО «РЖД» мобильных диагностических средств - производства нашей компании, и, в соответствие с таким масштабом, мы намерены создать несколько региональных сервисных центров (первый уже действует в Иркутске на Восточно-Сибирской железной дороге). 

А сертификация ТВЕМА в двух международных системах менеджмента качества – общей ISO 9001 и отраслевой IRIS – свидетельство ответственности компании и надежности ее продуктов и их качественного сопровождения на всех этапах жизненного цикла - от изготовления и поставки под заказ до технического обслуживания, ремонта и модернизации. 

Председатель совета директоров

ОАО «Группа компаний ТВЕМА»

Кандидат технических наук

В.Ф. Тарабрин