Admin

Устройства счета и контроля расцепа вагонов

ОЛЬГЕЙЗЕР Иван Александрович,
АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», первый заместитель директора Ростовского филиала, доцент кафедры ВТ и АСУ Ростовского государственного университета путей сообщения РГУПС, канд. техн, наук, г. Ростов-на-Дону, Россия
СУХАНОВ Андрей Валерьевич,
АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», заместитель начальника отделения инновационных и интеллектуальных технологий цифровой станции Ростовского филиала, доцент кафедры ВТ и АСУ Ростовского государственного университета путей сообщения РГУПС, канд. техн, наук, г. Ростов-на-Дону, Россия
КОРНИЕНКО Константин Ильич,
АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», старший научный сотрудник отделения инновационных и интеллектуальных технологий цифровой станции Ростовского филиала, канд. техн, наук, г. Ростов-на-Дону, Россия
БОРОВЛЕВ Павел Викторович,
АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», ведущий инженер отделения инновационных и интеллектуальных технологий цифровой станции Ростовского филиала, аспирант Южного федерального университета ЮФУ, г. Ростов-на-Дону, Россия


Ключевые слова: сортировочная станция, сортировочная горка, цифровая железнодорожная станция, сочлененные вагоны, устройство счета и контроля расцепа, УСКР
Аннотация. Одним из способов повышения пропускной способности сети дорог Российской Федерации является разработка инновационного подвижного состава с повышенной грузоподъемностью. Среди инновационных вагонов все чаще встречаются подвижные единицы нестандартного типа (с нечетным числом тележек). Однако существующая инфраструктура и, в первую очередь сортировочные горки, проектировались с учетом роспуска стандартных четырехосных вагонов. Поэтому увеличение количества инновационных вагонов приводит к снижению эффективности автоматизированных сортировочных горок и необходимости ручного вмешательства. Для решения задачи автоматизации роспуска инновационных вагонов в АО «НИИАС» разработано устройство счета и контроля расцепа (УСКР). Оно объединяет в себе информацию от анализа видеопотока устройств технического зрения и низовой автоматики, такой как датчики счета осей и радиотехнические датчики свободности участка. Комплексирование информации позволяет точно определять конфигурацию и тип вагонов в отцепе, количество осей в каждом из них. УСКР введен в опытную эксплуатацию на станции Инская Западно-Сибирской дороги и планируется к тиражированию с четвертого квартала 2024 г.

В Комплексной программе инновационного развития холдинга «Российские железные дороги» [1] особое место занимает развитие инновационного железнодорожного подвижного состава. Инновационным называется железнодорожный
подвижной состав, технические характеристики либо предполагаемое использование которого являются принципиально новыми или существенно отличаются от выпускавшихся ранее аналогов. При этом они отсутствуют или не соответствуют
принятым нормам и требованиям в утвержденных стандартах по показателям безопасности и совместимости с инфраструктурой.
Примером такого подвижного состава являются сочлененные вагоны (рис. 1) [2].


В отличие от обычных вагонов, данный подвижной состав имеет 3 тележки, в результате чего увеличена база вагонов до 20 м. Это позволяет увеличить объем перевозимого груза без изменения осевой нагрузки на ось тележки. Например, полувагон модели 12-6877 обладает грузоподъемностью 117т, а модель 12-6877-02 - грузоподъемностью 114,5 т при осевых нагрузках 25 тс. У шестиосных полувагонов с узлом сочленения статическая погонная нагрузка увеличена до 24 % по сравнению с четырехосными вагонами, что дает возможность увеличить массу грузового поезда и перевозимого груза до 27 % при стандартной длине 71 условный вагон.
Сниженный до 20 % коэффициент тары способствует увеличению до 3,3 % массы перевозимого груза при сохранении стандартной массы грузового поезда 7100 т.
В рамках Международного железнодорожного салона техники и технологий «PROZ/Движение. Экспо» в прошлом году АО «ФГК» и компания «РМ Рейл» впервые представили новый восьмиосный вагон-цистерну модели 15-1271 для перевозок нефтепродуктов.
Вагон-цистерна разрабатывается по заказу оператора и предназначен в первую очередь для перевозок нефтяных грузов на Дальний Восток. Цистерна имеет объем котла 184 м3, грузоподъемность 150 т и может перевезти на 13,5 % больше как светлых, так и темных нефтепродуктов в сравнении с существующими моделями цистерн в составе условного поезда длиной 988 м. Первый опытный образец будет изготовлен АО «Рузхиммаш» [3].
Федеральная грузовая компания в 2024-2026 гг. планирует приобрести до 10 тыс. новейших цистерн в целях обеспечения необходимым подвижным составом возрастающий объем перевозок нефти и нефтепродуктов.
Таким образом, количество инновационных вагонов на сети дорог, в том числе на сортировочных горках, будет увеличиваться. При этом, проектирование сортировочных горок выполняется с учетом роспуска четырехосных вагонов. Поэтому на существующем оборудовании автоматизированных систем управления сортировочным процессом при наличии сочлененных вагонов в настоящий момент необходима корректировка программы роспуска состава и внесение изменений в сортировочный лист, что увеличивает время обработки вагонов на сортировочной горке в целом.

Данную проблему озвучивал заказчик автоматизированных систем управления сортировочным процессом - Дирекция управления движением, - в том числе с учетом Восточного полигона и его потребности в увеличении объемов перевозимых грузов. Необходимость ручного вмешательства оперативного персонала в процесс роспуска имеет существенные риски возникновения случаев нарушения безопасности движения, в первую очередь связанные с человеческим фактором.
С 2022 г. специалистами АО «НИИАС» ведется разработка устройства счета и контроля расцепа вагонов (УСКР) [4]. УСКР предполагает оборудование измерительного участка сортировочной горки устройствами технического зрения (рис. 2).
УСКР состоит из постового и напольного оборудования. В целях снижения капитальных затрат при внедрении на сортировочных горках существующее наполь ное оборудование, фиксирующее свободность участка (устройство фиксации прохода осей УФПО и радиотехнический датчик контроля свободности стрелочных участков РТД-С), может подключаться к УСКР через комплексную систему автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП) [7]. В этом случае напольное оборудование УСКР будет включать в себя только устройства технического зрения, устройства освещения зоны контроля, шкаф передачи видеоданных.
В качестве устройств технического зрения применяются четыре специализированные видеокамеры, размещаемые по две штуки с обеих сторон железнодорожного пути и направленные друг на друга перпендикулярно оси пути.
В настоящий момент опытный образец УСКР установлен на измерительном участке четной сортировочной горки станции Ин-ская и запущен в опытную эксплуатацию с февраля текущего года. Пример размещения элементов технического зрения УСКР на станции Инская представлен на рис. 3.
Постовое оборудование содержит промышленные компьютеры обработки, хранения, ввода и вывода информации. Для удобства обслуживания постовое оборудование снабжается консолью KVM. Структурная схема УСКР представлена на рис. 4.

В качестве основы разработанного устройства принято техническое решение, предусматривающее постоянную фиксацию движущихся подвижных единиц с помощью специализированных видеокамер технического зрения, установленных по обе стороны и под определенным углом к контролируемому участку железнодорожных путей. Для обработки данных технического зрения используются алгоритмы глубокого обучения на основе моделей класса object detection и моделей класса image segmentation.
Достоинством разработанного технического решения является возможность одновременной фиксации осей колесных пар, автосцепки у вагонов, а также возможность фиксации сцепленного и расцепленного состояния вагонов на малой дистанции, что позволяет рассчитывать количество вагонов в подвижной единице и корректно вести счет групп вагонов (отцепов) на горке.
В настоящее время роспуск сочлененных вагонов производится в ручном режиме с помощью локомотива. Расчет эффективности предложенного технического решения с учетом возможного образования чужаков при роспуске сочлененных вагонов в автоматическом режиме показывает экономическую целесообразность данного решения.
Средняя переработка на одной автоматизированной сортировочной горке - 4600 вагонов в сутки. Среднее количество вагонов в отцепе-2,4. При условии появления 0,2 % (2800 на 1,4 млн) вагонов сочлененного типа количество чужаков составит:
Мчуж = 4600 ■ (2,4 ■ 0,002) =
= 22 вагона/сут.
При увеличении количества сочлененных вагонов до 50-60 тыс. на сети автоматический роспуск вагонов без применения УСКР на горке будет крайне затруднен.
Разработанное устройство позволит повысить точность работы измерительного участка сортировочной горки за счет слияния разнородных данных, учитывающих сигналы низовых устройств и визуальные характеристики подвижной единицы. В настоящее время устройство проходит опытную эксплуатацию на измерительном участке четной системы сортировочной станции Инская Западно-Сибирской дороги.

В текущем году планируется проведение приемочных испытаний опытного образца УСКР на станции Инская с дальнейшим тиражированием на сети ОАО «РЖД».
Полигоном планируемого внедрения в первую очередь АО «НИИАС» видит крупные сортировочные станции Инская, Входная, Московка, Челябинск-Главный и другие автоматизированные горки сети дорог ОАО «РЖД».

СПИСОК источников

1. Гапанович В.А. О проекте комплексной программы инновационного развития ОАО «РЖД» на период 2016-2020 годов // Железнодорожный транспорт. 2016. № 5. С. 4-10.
2. Фроленков А.В., Фроленкова А.А., Иванов А.А. Перспективные конструкции полувагонов для повышения провозной способности железных дорог // Наука, техника и образование. 2023. № 1 (89). С. 45-50. DOI: 10.24411 /2312-8267-2023-10103.
3. Новая восьмиосная цистерна для перевозок нефтепродуктов представлена на «PROZ/Движение.Экспо» // Гудок : портал. 2023. 24 авг. URL: https:// www.gudok.ru/news/7IDH 644294.
4. Долгий А.И., Хатламаджиян А.Е., Соколов В.Н., Ольгейзер И.А., Суханов А.В. Устройство счета железнодорожных подвижных единиц И Автоматика, связь, информатика. 2022. № 6. С. 2-4. DOI: 10.34649/ АТ.2022.6.6.001.
5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023669632 РФ. Программный комплекс устройства счета и контроля расцепа вагонов на горбе сортировочной горки (УСКР) / К.И. Корниенко, К.Ю. Максимов, И.А. Ольгейзер, И.А. Поздняков, А.В. Суханов; правообладатель АО «НИИАС». № 2023669059; заявл. 18.09.2023; опубл. 18.09.2023.
6. Патент № 2779670 РФ, В61L1/16, B61L 25/00. Устройство счета железнодорожных подвижных единиц / А.И. Долгий, К.Ю. Максимов, И.А. Ольгей--зер, А.В. Суханов, А.Е. Хатламаджиян; патентообладатель АО «НИИАС». Na 2022107637; заявл. 23.03.2022; опубл. 12.09.2022; Бюл. № 26.
7. Патент № 2737815 РФ, В61В 1/00, B61L 17/00. Комплексная система автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП) / А.И. Даньшин, Ю.Ф. Золотарев, В.Р. Одикадзе [и др.]; патентообладатель АО «НИИАС»: № 2020118726; заявл. 05.06.2020; опубл. 03.12.2020; Бюл. № 34.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК