Мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс

 

Использование: в передвижных контрольно-измерительных лабораториях железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: содержит путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна, выполненный в виде георадара с передающей и принимающей антеннами, размещенными на наружном торце вагона по разные стороны от вертикальной оси симметрии торца с возможностью поворота в плоскости поперечного сечения вагона на угол обеспечивающий зондирование полотна на глубину не менее 6 м, и вычислительную машину, подключенную к выходу георадара, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиуса поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов, два сумматора, блок эталонного напряжения, пирометр и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей, блоков датчиков, второго сумматора и пирометра и систему видеоконтроля технического состояния контактной сети. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к бесконтактным устройствам диагностики и контроля параметров железнодорожного пути, а именно дефектоскопии земляного полотна, диагностики головок рельсов, контроля положения верхнего строения рельсового пути и технического состояния контактной сети и может быть использовано в передвижных контрольно-измерительных лабораториях железнодорожного транспорта как при постоянных, так и меняющихся температурах окружающей среды.

Известен мобильный комплекс для измерения параметров верхнего строения пути и состояния контактной сети, содержащий путеизмерительный вагон, бесконтактную систему контроля геометрических параметров пути и диагностики головок рельсов, включающую оптические излучатели и приемники, размещенные на днище вагона, измерительные преобразователи параметров контактной сети, установленные на пантографе, и электронную систему регистрации, обработки, анализа и хранения результатов измерения.

Высокая надежность оптической системы контроля геометрических параметров пути достигается лишь в том случае, когда вагон находится в состоянии покоя и отсутствует по крайней мере осадки и ветер, т.е. в положении статики и нормальных метеорологических условиях. При работе оптической системы контроля в динамике, т. е. когда вагон находится в движении, излучатели и приемники даже при нормальных метеоусловиях подвергаются механическому воздействию пыли, песка, гравия, брызг масел, воды и др. в результате аэродинамического скоростного напора воздуха между земляным полотном и днищем вагона. Чем выше скорость вагона, тем сильнее воздушный напор, а следовательно разрушающий фактор, приводящий к снижению надежности системы контроля. При неблагоприятных метеоусловиях этот фактор проявляется сильнее. В том и другом случаях оптика излучателей и приемников нуждается в систематической протирке и полировке для поддержания проектной надежности и разрешающей способности системы контроля. Кроме того, метод хорд не обеспечивает высокую точность контроля при вибрациях вагона, на днище которого закреплены излучатели и приемник. Даже малые амплитуды вибраций излучателей и приемников вызовут расфокусировку из лучей в зоне контроля на рельсе. Степень отклонения излучающего и отраженного световых потоков от вибрации излучателя и приемника будет зависеть от их удаленности от контролируемой зоны, и чем больше эта удаленность, тем ниже точность контроля. Точность и функциональные возможности измерительных преобразователей параметров контактной сети также низкие. Так, пантограф за счет амортизирующих свойств в шарнирах постоянно отслеживает провисание контактного провода, вместе с которым меняют технологическую базу и преобразователи, закрепленные на пантографе, вследствие чего точность контроля падает. Качество контактных соединений сети и целостность фарфоровых изоляторов известный комплекс диагностировать не позволяет. Более того6 в комплексе отсутствуют средства для дефектоскопирования земляного полотна.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что мобильный комплекс, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиуса рельсового пути, радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков положения рельсовых нитей в плане и профиле, контроля коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей и датчиков, систему видеоконтроля технического состояния контактной сети, включающую подсистему технического зрения в виде анализирующего блока, двух локационных инфракрасных датчиков (ИКдатчиков), трех телевизионных камер (ТВ-камер), двух видеомагнитофонов и двух видеоконтрольных устройств (ВКУ) для контроля относительного расположения элементов контактной сети, тепловизорную камеру (ТПВ-камеру) с инфракрасным объективом (ИК-объективом) и ВКУ для диагностики качества изоляторов и электрических соединений контактной сети и механизм крепления ИК-датчиков ТВ-камер и ТПВкамеры с ИК-объективом и электронно-вычислительный центр (ЭВЦ) с программным обеспечением, при этом выходы вычислительных машин дефектоскопа и многопараметровой аппаратуры, а также анализирующего блока системы видеоконтроля контактной сети связаны с входной шиной ЭВЦ, введены два сумматора, блок эталонного напряжения, пирометр и два переключателя, дефектоскоп земляного полотна выполнен в виде георадара с передающей и принимающей антеннами, размещенными на наружном торце вагона по разные стороны от вертикальной оси симметрии торца с возможностью поворота в плоскости поперечного сечения вагона на угол, обеспечивающий зондирование полотна антеннами на глубину не менее 6 м, входы первого и второго блоков датчиков по одноименному измеряемому параметру положения рельсовых нитей в плане многопараметровой аппаратуры соединены с первым и вторым входами первого сумматора, выходы первого сумматора и блока эталонного напряжения соединены с первым и вторым входами второго сумматора, выходы второго сумматора и пирометра подключены к входной шине вычислительной машины многопараметровой аппаратуры, измеритель скорости движения и пройденного пути расстояния выполнен в виде двух автономных счетчиков рельсовых стыков, установленных над поверхностью катания одной из рельсовых нитей пути и разнесенных друг от друга на фиксированное расстояние, измерители возвышения и уклона пути, радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню установлены в салоне вагона и ориентированы своими чувствительными осями, первый из них вертикально, второй вдоль линии пересечения горизонтальной плоскости с плоскостью поперечного сечения пути, первый и второй блоки датчиков закреплены на неподрессоренной раме вагона и установлены нормально к одной и другой рельсовым нитям, а пирометр установлен над одной из рельсовых нитей, первый и второй входы первого переключателя системы видеоконтроля контактной сети соединены с выходами первого и второго локационных ИК-датчиков, первый и второй входы второго переключателя соединены с выходами второй и третьей ТВ-камер, выходы переключателей и первой ТВ-камеры соединены с соответствующими входами анализирующего блока подсистемы технического зрения и, кроме того, выход первой ТВ-камеры связан с входами первых видеомагнитофона и ВКУ, а выход второго переключателя связан с входами вторых видеомагнитофона и ВКУ, механизмы крепления локационных ИК-датчиков и ТВ-камер выполнены в виде турелей, однако из которых с первой ТВ-камерой размещена внутри смотровой вышки, две другие пары турелей соответственно с первым ИК-датчиком и второй ТВ-камерой, вторым ИК-датчиком и третьей ТВ-камерой установлены на противоположных концах крыши вагона, механизм крепления ТПВ-камеры с ИК-объективом выполнен в виде платформы с закрепленной на ней турелью и двух швеллеров с установленными в них направляющими вкладышами и размещен внутри смотровой вышки, ИК-датчик, вторая и третья ТВ-камеры снабжены экранными шторками с подкладками, прикрепленными к внутренним поверхностям шторок, и электроприводами, кроме того вторая и третья ТВ-камеры снабжены терморегулирующими боксами также с электроприводами, причем электроприводы шторок и боксов подключены к ЭВЦ.

Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности движения железнодорожного транспорта за счет возможности установления объективной оценки о техническом состоянии геологической структуры подповерхностного слоя полотна, верхнего строения рельсового пути, качества фарфоровых изоляторов и электрических соединений контактной сети, а также пространственного положения и практически стопроцентной ревизии относительных линейных размеров элементов контактной сети, попавших в поле зрения объектов ТВ-камер. Полная информация, полученная комплексом о состоянии хозяйства пути, дает возможность своевременно проводить превентивные мероприятия по железной дороге в целом и прогнозировать возникновение недопустимых отклонений параметров пути от нормы.

На фиг. 1 приведен путеизмерительный вагон, общий вид; на фиг. 2 - структурная схема комплекса; на фиг. 3 наружный торец вагона с антеннами геопадара и зоной контроля (заштрихованная область) земляного полотна; на фиг. 4 размещение локационных ИК-датчиков и ТВ-камер на крыше вагона (вид сверху на фиг. 1); на фиг. 5 механизм крепления ТПВ-камеры с ИК-объективом.

Мобильный комплекс содержит путеизмерительный вагон 1 (фиг. 1) с неподрессоренной рамой 2, жестко закрепленной на буксах колесных пар, и смотровой вышкой 3, дефектоскоп 4 земляного полотна с вычислительной машиной 11, многопараметровую аппаратуру 5 для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, систему 6 видеоконтроля технического состояния контактной сети с механизмами крепления средств измерения системы 6 и электронно-вычислительный центр 4 с программным обеспечением.

Дефектоскоп 4 предназначен для исследования геологической структуры грунта подповерхностного слоя полотна и обнаружения в нем образовавшихся аномалий типа пустот, лож, мешков, ледяных линз и др.

Дефектоскоп 4 выполнен в виде георадара 8 с передающей и принимающей антеннами 9 и 10 и вычислительной машины 11, подключенной к выходу георадара 8. Антенны 9 и 10 (фиг. 3) размещены на наружном торце вагона 1 по разные стороны от вертикальной оси симметрии торца и с возможностью поворота в плоскости поперечного сечения вагона 1 на угол α, величина которого обеспечивает зондирование антеннами 9 и 10 земляного полотна в плоскости поперечного сечения вагона 1 на глубину 6-10 м от поверхности катания рельсов. Любая точка зоны контроля (фиг. 3 заштрихованная область) земляного полотна находится в геометрическом фокусе антенн 9 и 10 при их относительном повороте в растре угла a. На периферии зоны контроля полотна глубина зондирования уменьшается до 6 м, а по вертикальной оси симметрии торца вагона 1 глубина зондирования полотна увеличивается до 10 м. Информация с георадара 8 обрабатывается, хранится в памяти и отображается на экране монитора (на фиг. 2 не показано) вычислительной с машины 11 в соответствии с приданным к ней локальным программным обеспечением.

Многопараметровая аппаратура 5 предназначена для контроля положения верхнего строения пути, температуры рельса, скорости движения вагона 1 и пройденного им расстояния, а также диагностики поверхности катания и внутренней боковой поверхности головок рельсов.

Аппаратура 5 содержит измерители 12, 13 и 14 скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона пути, радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков 15 и 16 положения рельсовых нитей в пален и профиле, контроля зазоров в рельсовых стыках, коротких неровностей (волнообразный износ поверхности катания) нитей пути и бокового износа внутренних поверхностей головок рельсов, два сумматора 17 и 19, блок 18 эталонного напряжения, пирометр 20 для измерения температуры рельса и вычислительную машину 21 с локальным программным обеспечением. Сумматоры 17 и 19 и блок 18 эталонного напряжения предназначены для вычисления ширины колеи (расстояние между головками рельсового пути). Для этого выходы блоков датчиков 15 и 16 по одноименному измеряемому параметру (положению рельсовых нитей в плане) соединены с первым и вторым входами первого сумматора 17, выход первого сумматора 17 и выход блока 18 эталонного напряжения соединены с первым и вторым входами второго сумматора 19. Блок 18 эталонного напряжения вырабатывает уровень напряжения, соответствующий значению проектной ширины, (установленной ГОСТом) колеи. Поэтому на выходе первого сумматора 17 получаем сумму отклонений каждой из нитей в плане от проектного их положения, а на выходе второго сумматора 19 напряжение, эквивалентное истинному значению реальной ширины колеи. Выходы измерителей 12, 13 и 14 блоков датчиков 15 и 16 второго сумматора 19 и пирометра 20 подключены к входной шине вычислительной машины 21, где поступающая информация обрабатывается, хранится и отображается на экране монитора (на фиг. 2 не показано). Информация о величинах зазоров в рельсовых стыках обрабатывается в машине с учетом температуры рельсов, измеряемой пирометром 20, непрерывно. Следовательно, результаты о величинах зазоров представляются на экране монитора машины 21 в режиме реального времени с учетом погрешности на температурное расширение (сужение) материала рельсов.

Измеритель 12 скорости движения и пройденного расстояния выполнен в виде двух автономных, например, вихретоковых счетчиков рельсовых стыков, установленных над поверхностью катания одной из рельсовых нитей и разнесенных друг от друга вдоль нити на фиксированное расстояние. Измеритель 13 возвышения и уклона и измеритель 14 радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню выполнены на базе, например, акселерометров и установлены в салоне вагона 1, ориентированные своими чувствительными осями, соответственно, измеритель 13 вертикально, а измеритель 14 вдоль линии пересечения горизонтальной плоскости с плоскостью поперечного сечения пути. Измеритель 13 измеряет ускорение движущегося вагона 1 по вертикали вверх и вниз, измеритель 14 измеряет тангенциальное ускорение вагона 1 на криволинейных участках пути и угол наклона вагона 1 в поперечном сечении пути. Блоки датчиков 15 и 16 закреплены на неподрессоренной раме 2 жестко и установлены нормально к одной и другой поверхностям катания проектного положения нитей пути и на удалении от оси колесной пары на расстояние, не менее половины диаметра колеса вагона 1, необходимого для обеспечения возможности закрепления блоков датчиков 15 и 16 на раме 2 (фиг. 1). Датчики 15 и 16 представляют собой, например, многокатушечные вихретоковые преобразователи, конструктивно оформленные, как и вихретоковые счетчики рельсовых стыков измерителя 12, в электромагнитных экранах, обеспечивающих электромагнитную помехозащищенность и механическую прочность. Измеритель 12 и датчики 15 и 16 со стороны чувствительных элементов защищены крышками (на фиг. не показано) из диэлектрического материала. Пирометр 20 установлен над одной из нитей пути и представляет собой, например, температурный измеритель с чувствительным элементом, преобразующим тепловое инфракрасное излучение рельса в электрический сигнал.

Система 6 видеоконтроля технического состояния контактной сети предназначена для контроля относительного расположения контактного провода, консолей, поперечин, опор контактной сети пакетных столбиков, искусственных сооружений и других стационарных объектов, высоты подвески контактного провода, его бокового смещения, провисания и качества (целостности) фарфоровых изоляторов и электрических соединений контактной сети по тепловому излучению в инфракрасном диапазоне.

Система 6 содержит подсистему технического зрения, выполненную в виде анализирующего блока 22, двух переключателей 23 и 24, двух локационных инфракрасных датчиков 25 и 26, трех телевизионных камер 27, 28 и 29, двух видеомагнитофонов 30 и 31 и двух видеоконтрольных аппаратов 32 и 33, и тепловизорную камеру 34 с инфракрасным объективом и видеоконтрольным аппаратом 35.

Датчики 25 и 26, камеры 27, 28 и 29 и камера 34 закреплены на турелях 38-43 (фиг. 4 и 5), обладающих возможностью вращения вокруг своей оси на 360^o и поворота в плоскости, перпендикулярной горизонту на угол 45^o. Датчики 25 и 26, вторая и третья камеры 28 и 29 оснащены шторками 44 с очистительными подкладками 45, прикрепленными к внутренним сторонам шторок 44 и электроприводами (на фиг. 4 не показаны), осуществляющими перемещение шторок 44 с подкладками 45. Шторки 44 обеспечивают защиту оптических элементов датчиков 25 и 26 и камер 28 и 29 от воздействия на них окружающей среды, а очистительные подкладки 45 автоматическую протирку оптики при перемещении шторок 44. Подкладки 45 могут быть выполнены, например, из байкового материала. Кроме того, вторая и третья камеры 28 и 29 оснащены терморегулирующими боксами 46 для поддержания температуры камер 28 и 29 постоянной. Турели 38-43, электропривод шторок 44 и терморегулирующие боксы 46 управляются командами электронно-вычислительного центра (ЭВЦ) 7 с учетом приданного к ЭВЦ 7 программного обеспечения, причем повороты и перемещения турелей 38-43 осуществляется через устройства наведения (на фиг. не показано). Включение датчиков 25 и 26, второй и третьей камер 28 и 29 осуществляется программно от ЭВЦ 7 через переключатели 23 и 24 в зависимости от направления движения вагона 1 без его разворота. Первая камера 27 работает непрерывно независимо от направления движения вагона 1. При движении вагона 1 влево (фиг. 4) работают датчик 25 или 26 в зависимости от того, с какой стороны вагона 1 находятся опоры контактной сети, первая 27 и третья 29 камеры, при движении вагона 1 вправо работают датчик 25 или 26, первая 27 и вторая 28 камеры. Установочными направлениями как для датчиков 25 и 26, так и для второй и третьей камер 28 и 29 являются противоположные направления. При попадании в поле зрения датчика 25 или 26 опоры контактной сети в анализирующий блок 22 подсистемы технического зрения подается сигнал, по которому в блоке 22 вычисляется момент информации в ЭВЦ 7.

Механизм крепления камеры 34 с объективом (фиг. 5) выполнен в виде платформы 46, на которой размещена тураль 43, двух швеллеров 47 с установленными в них направляющими вкладышами 48. Швеллеры 47 с вкладышами 48 размещены вдоль продольной оси вагона 1 в смотровой вышке 3. Платформа 46 опирается на направляющие вкладыши 48 и перемещается по ним. Для уменьшения силы трения вкладыши 48 выполнены, например, из фторопласта.

Контроль качества фарфоровых изоляторов и электрических соединений контактной сети осуществляется визуальным методом на экране аппарата 35. Неисправные изоляторы (сколы, трещины и др.) и плохой контакт электрических соединений характеризуются рассеиванием на них значительной электрической мощности, что приводит к нагреванию контролируемых объектов. На экране аппарата 35 они наблюдаются в виде светлых изображений или пятен, что является браковочным признаком.

ЭВЦ 7 предназначен для регистрации, обработки, хранения и предоставления информации, получаемой с подсистемы технического зрения системы 6, а также вызова и отображения любой информации с вычислительных машин 11 и 21. ЭВЦ 7 состоит из центральных интерфейса (на фиг. 2 не показано), вычислительной машины 49, монитора 50 и программного обеспечения. Программное обеспечение представляет собой информационно-справочную систему (ИСС), в которую заносятся и хранятся в ней данные о контролируемых объектах и элементах путевого хозяйства. Первая локальная ИСС, приданная вычислительной машине 11, содержит информационные данные о структуре грунта земляного полотна и образования в нем аномалий, вторая локальная ИСС, приданная машине 21, информационные данные о контролируемых параметрах верхнего строения пути, центральная ИСС, приданная ЭВЦ 7, данные об объектах контактной сети. Например, в центральную ИСС заносятся и хранятся в ней данные об объектах, подлежащих контролю их расположения относительно опор, линейных размерах контактной подвески, взаимном расположении элементов этих объектов. Кроме того, центральная ИСС обеспечивает доступ к информации вычислительных машин 11 и 21, вызов и отображение интересующих данных по желанию пользователя (оператора), пополнение данных о текущем состоянии контролируемых объектов путем автоматического измерения линейных размеров между указанными точками и прямыми на образах объектов в плоскости изображения камер 27, 28 и 29 и пересчета этих данных в абсолютные размеры с учетом информации о взаимном расположении камер 27, 28 и 29 и объектов контроля.

В качестве вычислительных машин 11, 21 и 49 комплекса рекомендуется использовать бортовые компьютеры, выдерживающие перегрузки до 10. Вычислительные машины 11, 21 и 49 содержат интерфейсы (на фиг. 2 не показаны) для связи со средствами измерения комплекса. Комплекс обслуживают пять операторов: один дефектоскоп 4; два многопараметровую аппаратуру 5; два - систему 6 видеоконтроля технического состояния контактной сети с ЭВЦ 7.

Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности движения железнодорожного транспорта, что достигается за счет оснащения комплекса дополнительными информационными средствами, их связями, формой выполнения и рациональным расположением на местах, позволяющими эксплуатацию лаборатории в экстремальных температурных и метеорологических условиях.

Контрольно-вычислительный диагностический комплекс включают в сеть 220 В, в течение 20 мин его прогревают, а затем операторы настраивают узлы, датчики и системы в номинальный режим работы.

Действие дефектоскопа 4 основано на радиолокационном принципе. Зондирующий сигнал наносекундной длительности излучается антенной 9 в подповерхностное пространство земляного полотна. От границ раздела сред и от границ собственной неоднородности среды зондирующий сигнал отражается в обратном направлении, принимается антенной 10, преобразуется в георадаре 8 и обрабатывается в вычислительной машине 11 с представлением информации на экране монитора машины 11. При сканировании антеннами 9 и 10 в растре угла формируется картина профиля грунта полотна. Границы раздела сред полотна отображаются на экране монитора машины 11 темными линиями, очертаниями, а неоднородность собственно сред затемненным цветом разной контрастности, степень которой зависит от электрофизических свойств структуры грунта (камень, песок, глина, торф и др.). По разнице контрастности участков, их габаритам и темным линиям судят о структуре грунта земляного полотна, наличии инородных участков (дефектов) с их линейными размерами, а по времени прихода соответствующего отраженного сигнала судят о глубине залегания дефекта. Процесс зондирования земляного полотна непрерывный. Полученная информация записывается на магнитные носители машины 11 и периодически передается в ЭВЦ 7 по его запросу. Данные зависимости контрастности от электрофизических свойств применяемых грунтов для железнодорожного полотна занесены в память машины 11.

Информация с измерителей 12, 13 и 14 блоков датчиков 15 и 16, второго сумматора 19 и пирометра 20 поступает в вычислительную машину 21 в виде напряжений непрерывно. По известным данным о фиксированном расстоянии между счетчиками стыковых зазоров измерителя 12 и времени, взятому с таймера машины 21, прохождения этими счетчиками одного и того же стыка рельсовой нити определяется в машине 21 скорость движения вагона 2, а через дискретные промежутки времени, например, через 10 с, определяется пройденное расстояние с очередным значением скорости движения на текущее время.

При движении вагона 1 по криволинейному участку пути на выходе измерителя 13 будет формироваться напряжение, пропорциональное возвышение (уклону) пути, а на выходе измерителя 14 напряжения, пропорциональные радиусу кривой поворота пути и положению рельсовых нитей по уровню в поперечном сечении пути. Фактические значения измеряемых величин вычисляются в машине 21 с учетом текущих значений времени и скорости движения вагона 1, взятых соответственно с таймера машины 21 и измерителя 12. В зависимости от знаков фактических величин измеренных параметров судят о возвышении или уклоне пути, правом или левом радиусе кривой поворота пути, относительном возвышении по уровню правой или левой нитей.

При отклонениях истинного положения рельсового пути от проектного положения блоки датчиков 15 и 16 вырабатывают напряжения, пропорциональные соответственно отклонению рельсовых нитей в плане и профиле, величинам зазоров в стыках рельсовых нитей и износу внутренней боковой поверхности головок рельсов и коротким неровностям, а с выхода второго сумматора 19 получаем напряжение, меняющееся в зависимости от изменения температуры рельса. Фактические значения измеряемых величин, получаемых с выходов блоков датчиков 15 и 16 и сумматора 19, определяются в машине 21. При этом значения зазоров в стыках рельсов рассчитываются с учетом линейного температурного расширения (сужения) материала рельсов, величина которого вычисляется в машине 21 по данным показаниям пирометра 20 и коэффициента температурного расширения материала рельсов, введенного в память машины 21. Частота измерения каждого параметра аппаратурой 5 за исключением скорости движения вагона 1 и пройденного им расстояния составляет 60 1/с. При рабочей скорости движения вагона 1, равной 150 км/ч, дискретность измерений по длине пути составит 700 мм. Вычислительная машина 21 непрерывно регистрирует результаты измерения средств контроля аппаратуры 5 на магнитный носитель информации.

В начале работы системы 6 видеоконтроля технического состояния контактной сети при движении вагона 1 анализирующий блок 22 подсистемы технического зрения устанавливает через ЭВЦ 7 и устройства наведения соответствующие ИКдатчик 25 или 26 и камеры 27 и 28 или 27, 29 в зависимости от стороны расположения опор подвески контактной сети и направления движения вагона 1 в положение, необходимое для получения на экранах аппаратов 32 и 33 изображения контролируемых элементов очередного инспектируемого объекта. По сигналу ИК-датчика 25 или 26 о прохождении опоры анализирующий блок 22 определяет момент прохождения очередной опоры, запрашивает из машины 21 данные о скорости движения вагона 1, вычисляет время ввода видеоинформации в ЭВЦ 7 с камер 27 и 28 или 27 и 29 организует в этих видеоданных поиск через центральную ИСС интересующих объектов контроля и их элементов, вычисляет взаимное расположение объектов и элементов и записывает всю зрительную информацию на кассеты видеомагнитофонов 30 и 31. Кроме того, центральная ИСС обеспечивает поиск и доступ к интересующим зрительным данным также на видеокассетах видеомагнитофонов 30 и 31 в режиме стационарной обработки всей информации и отображения всех полученных данных с ТВ-камер 27, 28 и 29 и видеокассет изображений на экраны аппаратов 32 и 33 и монитор 50 ЭВЦ 7.

Контроль качества фарфоровых изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети осуществляется визуально на экране третьего видеоконтрольного аппарата 35 независимо от работы других систем и механизмов комплекса. Перемещая платформу 46 с турелью 43 по направляющим вкладышам 48 вдоль смотровой вышки 3 и регулируя положение турели 43, на которой размещена камера 34 с объективом, добиваются попадания контролируемого объекта в поле зрения объектива камеры 34. Если на экране аппарата 35 не будут наблюдаться светлые рельефы или пятна, то контролируемый объект исправен. Если на экране аппарата 35 будут наблюдаться светлые изображения или пятна, то контролируемый объект бракованный. По интенсивности свечения на экране аппарата 35 судят о степени перегрева объекта, а следовательно о его неисправности, браке.

Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности движения железнодорожного транспорта путем регулярного получения информации о структуре грунта земляного полотна, образовавшихся в нем дефектов, характере дефектов, глубине их залегания и размерах, скорости движения вагона, пройденном расстоянии, возвышении и уклоне пути, радиусе кривой поворота пути и длине этой кривой, положении рельсовых нитей по уровню, в плане и профиле, контроле коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках с учетом погрешности на температурное расширение материала рельсов, износа головок рельсов, ширины колеи и температуры рельса, качества фарфоровых изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети, а также относительных линейных размеров и пространственного положения контактной сети. Уровень технического предложения позволяет регистрировать, обрабатывать и хранить в памяти вычислительных машин практически все наиболее употребительные параметры железнодорожного пути в динамике.

Формула изобретения

1. Мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс, содержащий путеизмерительный вагон с неподрессоренной рамой и смотровой вышкой, дефектоскоп земляного полотна с вычислительной машиной, многопараметровую аппаратуру для диагностики и контроля положения верхнего строения рельсового пути, включающую измерители скорости движения и пройденного расстояния, возвышения и уклона рельсового пути, радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню, два блока датчиков контроля положения рельсовых нитей в плане и профиле, коротких неровностей нитей пути, зазоров в рельсовых стыках и износа головок рельсов и вычислительную машину, к входной шине которой подключены выходы измерителей и блоков датчиков, систему видеоконтроля технического состояния контактной сети, включающую подсистему технического зрения, состоящую из анализирующего блока, двух локационных инфракрасных датчиков, трех телевизионных камер, двух видеомагнитофонов и двух видеоконтрольных аппаратов для контроля относительного расположения и линейных размеров объектов контактной сети, тепловизорную камеру с инфракрасным объективом и третий видеоконтрольный аппарат для диагностики качества изоляторов и электрических соединений подвески контактной сети, механизмы крепления локационных инфракрасных датчиков, телевизионных камер и тепловизорной камеры с инфракрасным объективом и электронно-вычислительный центр с программным обеспечением, выход вычислительных машин дефектоскопа и многопараметровой аппаратуры и анализирующего блока системы видеоконтроля состояния контактной сети связаны с входной шиной электронно-вычислительного центра, отличающийся тем, что в него введены два сумматора, блок эталонного напряжения, пирометр и два переключателя, дефектоскоп земляного полотна выполнен в виде георадара с передающей и принимающей антеннами, размещенными на наружном торце вагона по разные стороны от вертикальной оси симметрии торца с возможностью поворота в плоскости поперечного сечения вагона на угол, обеспечивающий зондирование полотна антеннами на глубину не менее 6 м, выходы первого и второго блоков датчиков многопараметровой аппаратуры по одноименному измеряемому параметру положения рельсовых нитей в плане соединены с первым и вторым входами первого сумматора, выходы первого сумматора и блока эталонного напряжения соединены с первым и вторым входами второго сумматора, выходы второго сумматора и пирометра подключены к входной шине вычислительной машины многопараметровой аппаратуры, измерители скорости движения и пройденного расстояния выполнены в виде двух автономных счетчиков рельсовых стыков, установленных над поверхностью катания одной из рельсовых нитей и разнесенных друг от друга на фиксированное расстояние, измерители возвышения и уклона пути, радиуса кривой поворота пути и положения рельсовых нитей по уровню установлены в салоне вагона и ориентированы своими чувствительными осями, первый из них вертикально, второй вдоль линии пересечения горизонтальной плоскости с плоскостью поперечного сечения пути, первый и второй блоки датчиков жестко закреплены на неподрессоренной раме вагона и установлены нормально соответственно к одной и другой рельсовым нитям, пирометр установлен над одной из рельсовых нитей, первый и второй входы первого переключателя соединены с выходами первого и второго локационных инфракрасных датчиков, первый и второй входы второго переключателя соединены с выходами второй и третьей телевизионных камер, выходы переключателей и первой телевизионной камеры соединены с соответствующими входами анализирующего блока, причем выход первой телевизионной камеры связан с входами первых видеомагнитофона и видеоконтрольного аппарата, а выход второго переключателя связан с входами вторых видеомагнитофона и видеоконтрольного аппарата, механизмы крепления локационных инфракрасных датчиков и телевизионных камер выполнены в виде турелей, одна из которых с первой телевизионной камерой размещена внутри смотровой вышки, две другие пары турелей соответственно с первым локационным инфракрасным датчиком и второй телевизионной камерой, вторым локационным инфракрасным датчиком и третьей телевизионной камерой установлены на противоположных концах крыши вагона, механизм крепления тепловизорной камеры с инфракрасным объективом выполнен в виде платформы с закрепленной на ней турелью и двух швеллеров с установленными в них направляющими вкладышами и размещен внутри смотровой вышки.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что локационные инфракрасные датчики, вторая и третья телевизионные камеры снабжены экранными шторками с подкладками, прикрепленными к внутренним поверхностям шторок, и электроприводами, вторая и третья телевизионные камеры снабжены терморегулирующими боксами также с электроприводами, причем электроприводы шторок и боксов подключены к электронно-вычислительному центру.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5