В статье показано, что для организации безопасного и безостановочного пропуска поездов по железнодорожным линиям недостаточно осуществлять мониторинг объектов только одного хозяйства (автоматики и телемеханики, пути или энергоснабжения). Необходим комплексный мониторинг объектов инфраструктуры, основанный на фундаментальных подходах, одним из которых является теория управления рисками. Именно поэтому выбор элементов и систем, не имеющих резерва, и определение их технического состояния являются приоритетными задачами. Рассматривается организация системы мониторинга контактной подвески, от качества функционирования которой зависит качество работы всех технических средств организации перевозочного процесса. Анализируются известные технические решения по организации технического обслуживания и мониторинга контактной сети на железных дорогах Российской Федерации и зарубежный опыт, с учетом действующих в данной области стандартов, как отечественных, так и зарубежных. Описывается новый способ мониторинга технического состояния контактной подвески, основанный на комплексном подходе к измерениям параметров контактной сети. Предложенный в статье способ позволяет диагностировать такие важные события, как полный обрыв несущего троса и контактного провода; ненормативная работа компенсатора; усилия в тросах контактной подвески и т. д. Очевидно, что ряд параметров, фиксируемых разработанной авторами системой, позволяет определять предотказные состояния контактной подвески. Модульный принцип, предложенный при построении системы мониторинга, позволяет универсально использовать канал передачи данных, в том числе для диагностической информации смежных хозяйств, что значительно сокращает капитальные вложения в инфраструктуру. Экспериментально установлено минимальное количество диагностических приборов, необходимых для качественного и эффективного мониторинга на одном анкерном участке. Организация системы мониторинга технического состояния контактной сети - важный шаг к созданию высоконадежных средств поддержания надежности объектов инфраструктуры, обеспечению эффективной работы всего железнодорожного комплекса, уменьшению затрат на эксплуатацию, сокращению влияния человеческого фактора, позволяющий осуществить переход на обслуживание по состоянию.
техническая диагностика, мониторинг, энергоснабжение, токоприемник, контактная сеть, беспроводная передача данных, радиоканал, предотказное состояние
1. ГОСТ Р 54504-2011. Безопасность функциональная. Управление рисками на железнодорожном транспорте : утв. и введ. 23.11.2011. - М. : Федер. агентство по техническому регулированию и метрологии, 2011. - 50 с.
2. Заседание научно-технического совета ОАО «РЖД» по вопросу «Об основных направлениях развития систем диагностики и мониторинга объектов путевого хозяйства (путь, земляное полотно и искусственные сооружения) ОАО «РЖД» на период до 2025 года» [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www. rzd-expo.ru/developments/detail.php?ID=194708. - Загл. с экрана.
3. Плотников Ю. И. Точность и достоверность контроля при тепловизионном диагностировании оборудования электрифицированных линий / Ю. И. Плотников // Железные дороги мира. - 2006. - № 3. - С. 38-46.
4. Хазанов В. В. Мобильная система диагностики изоляторов контактной сети по ультрафиолетовому излучению / В. В. Хазанов, А. В. Мизинцев, Ю. И. Плотников, Ю. М. Федоришин, В. Ф. Грачев, С. В. Демидов //Железные дороги мира. - 2006. - № 9. - С. 54-62.
5. Русакова Е. А. Мониторинг состояния инфраструктуры железных дорог / Е. А. Русакова // Транспорт Урала. - 2011. - № 4. - С. 22-25.
6. Ефанов Д. В. Обеспечение безопасности движения за счет технического диагностирования и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Ефанов, П. А. Плеханов // Транспорт Урала. - 2011. - № 3. - С. 44-48.
7. Плотников Ю. И. Методы и средства повышения достоверности электронно-оптического диагностирования изоляции контактной сети / Ю. И. Плотников, Д. А. Скороходов, А. Л. Стариченков // Транспорт Российской Федерации. - 2011. - № 6. - С. 66-70.
8. Железнов М. М. Координатная система для решения задач мониторинга и технического обслуживания железнодорожного пути / М. М. Железнов // Вестник НИИ железнодорожного транспорта. - 2012. - № 1. - С. 39-41.
9. Лыков А. А. Техническое диагностирование и мониторинг состояния устройств ЖАТ / А. А. Лыков, Д. В. Ефанов, С. В. Власенко // Транспорт Российской Федерации. - 2012. - № 5. - С. 67-72.
10. Ефанов Д. В. Становление и перспективы развития систем функционального контроля и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Ефанов // Автоматика на транспорте. - 2016. - Т. 2. - № 1. - С. 124-148.
11. Domingues J. L. M. Diagnostic Levels in Railway Applications / J. L. Domingues // Signal + Draht. - 2004. - № 1/2. - Pp. 31-34.
12. Eker O. F. A Simple State-Bases Prognostic Model for Railway Turnout Systems / O. F. Eker, F. Camci, A. Guclu, H. Yilboga, M. Sevkli, S. Baskan // Proceedings of IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2010. - Vol. 58. - Issue 5. - Pp. 1718-1726.
13. Молодцов В. П. Системы диспетчерского контроля и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : учеб. пособие / В. П. Молодцов, А. А. Иванов. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2010. - 140 с.
14. Ефанов Д. В. Автоматизация контроля на стрелках / Д. В. Ефанов, Н. А. Богданов // Мир транспорта. - 2011. - № 2. - С. 54-59.
15. Ефанов Д. В. Основы построения и принципы функционирования систем технического диагностирования и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : учеб. пособие / Д. В. Ефанов, А. А. Лыков. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - 59 с.
16. Ефанов Д. В. Мониторинг параметров рельсовых цепей тональной частоты / Д. В. Ефанов, Н. А. Богданов // Транспорт Урала. - 2013. - № 1. - С. 36-42.
17. Никитин А. Б. Совершенствование диагностики систем ЖАТ / А. Б. Никитин // Автоматика, связь, информатика. - 2015. - № 11. - С. 14-15.
18. Ефанов Д. В. Метод автоматизации проверки логики функционирования объектов диагностирования в системах удаленного контроля и мониторинга / Д. В. Ефанов // Транспорт Урала. - 2014. - № 3. - С. 58-62.
19. Ефанов Д. В. Некоторые аспекты развития систем функционального контроля устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Ефанов // Транспорт Урала. - 2015. - № 1. - С. 35-40.
20. Сапожников Вл. В. Понятие предотказного состояния / Вл. В. Сапожников, А. А. Лыков, Д. В. Ефанов // Автоматика, связь, информатика. - 2011. - № 12. - С. 6-8.
21. Сход вагонов в Приамурье и Забайкалье 3 января произошел из-за повреждения ж.-д. пути [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.kommersant.ru/ doc/2889869. - Загл. с экрана.
22. Анализ параметров, являющихся определяющими для сохранения технической и эксплуатационной совместимости железнодорожной системы колеи 1520 мм на границе СНГ-ЕС. Подсистема : Энергоснабжение. Контактная Груп- па ОСЖД-ЕЖДА. - [М.], 2010. - 5 с.
23. ГОСТ 32793-2014. Токосъем токоприемником железнодорожного электроподвижного состава. Номенклатура показателей качества и методы их определения. - Введ. 2015-09-01. - М. : Стандартинформ, 2015. - 14 с.
24. CENELEC EN 50317. Railway Applications - Current Collection Systems - Requirements For and Validation of Measurements of the Dynamic Interaction Between Pantograph and Overhead Contact Line. 2012.01.01, European Committee for Electrotechnical Standardization. - 18 p.
25. BSI - BS EN 50119. Railway Applications - Fixed Installations - Electric Traction Overhead Contact Lines. 2010.01.31, British Standards Institution. - 94 p.
26. BSI - BS EN 50367. Railway Applications - Current Collection Systems - Technical Criteria For the Interaction Between Pantograph And Overhead Line (to Achieve Free Access). 2012-05-31, British Standards Institution. - 48 p.
27. Безопасность движения поездов в хозяйстве электрификации и электроснабжения // Вести Евразия. - 2011. - № 1. - С. 13.
28. Инновационная контактная сеть СНЦФ V350, испытанная скоростью свыше 500 км/ч // Вести Евразия. - 2014. - № 6. - С. 22.
29. Поезда «Аллегро» задерживаются из-за обрыва проводов [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://47news.ru/articles/70069. - Загл. с экрана.
30. В движении поездов Москва - Петербург произошел сбой из-за обрыва провода [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.rbc.ru/society/08/12/2015/56666b549a79470d2d2fbd41. - Загл. с экрана.
31. Из-за обрыва провода контактной сети был задержан ряд поездов на Ленинградском направлении Октябрьской железной дороги [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://ozd.rzd.ru/news/public/ru?STRUCTURE_ID=2&layer_id=4069&refererLayerId=4069&id=152827. - Загл. с экрана.
32. К обрыву контактной сети на железной дороге в Сочи привела цепочка событий [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.sochi-express.ru/sochi/news/ sochi/58422. - Загл. с экрана.
33. Из-за обрыва проводов в Химках 17.12.2015 встали электрички на Москву [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.topnews.ru/news_id_84965. html. - Загл. с экрана.
34. Аэроэкспресс и электричка остановились из-за обрыва провода в Подмосковье [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://govoritmoskva.ru/news/63934. - Загл. с экрана.
35. Альбом КСF200F07 : Схемные решения узлов контактной сети постоянного тока на участке Мстинский Мост - Бологое для скоростей движения до 250 км/ч. - СПб. : Универсал - контактные сети, 2007. - 149 с.
36. Бондарев Н. А. Контактная сеть : учебник для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта / Н. А. Бондарев, В. Е. Чекулаев. - М. : Маршрут, 2006. - 590 с.
37. Высокоскоростное железнодорожное движение : цикл лекций президента «Сименс» в России Дитриха Мёллера. - М. : Московский гос. ун-т путей сообщения (МИИТ), 2014. - 80 с.
38. Kobayasi T. Current collecting performance of overhead contact line-pantograph system at 425 km/h / T. Kobayasi, Y. Fujihasi, T. Tsuburaya, J. I. Satoh, Y. Oura, Y. Fujii // Electrical Engineering in Japan. - 1998. - Vol. 124. - Issue 3. - Рp. 73-81.
39. Theune N. Online Catenary Temperature Monitoring at New High-Speed Rail Line Cologne-Rhine/Main / N. Theune, T. Bosselmann, J. Kaiser, M. Willsch, H. Hertsch, R. Puschmann // WCRR. - 2003. - Vol. 18. - Issue 5. - Pp. 1038-1043.
40. Mizan M. Monitoring odbieraków prądu w warunkach eksploatacyjnych na linii kolejowej / M. Mizan, K. Karwowski, D. Karkosiński // Przegląd Elektrotechni- czny. - 2013. - R89. - N 12. - Pp. 154-160.
41. Bechmann J. Überwachungseinrichtung für Oberleitungskettenwerke / J. Bechmann, A. Dolling, G. Hahn [et al] // Elektrische Bahnen. - 2008. - Bd 106. - H. 8-9. - S. 400-407.
42. Sicat CMS Catenary monitoring system for overhead contact line systems. - Siemens AG. - 2010. - 8 p.
43. Park Y. Development of an FPGA-based Online Condition Monitoring System for Railway Catenary Application / Y. Park, Y. H. Cho, K. Lee, H. Jung, H. Kim, S. Kwon, H. Park // 8th World Congress on Railway Research. - COEX, Seoul, Korea. - 2008. - 18-22 May.
44. Park Y. Reliability Analysis of Arcing Measurement System Between Pantograph and Contact Wire / Y. Park, S. Y. Kwon, J. M. Kim // The Transactions of the Ko- rean Institute of Electrical Engineers. - 2012. - Vol. 61, N 8. - Pp. 1216-1220.
45. Park Y. Video Image Analysis in Accordance with Power Density of Arcing for Current Collection System in Electric Railway Journal title : The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers / Y. Park, K. Lee, C. Park, J.-K. Kim, A. Jeon, S. Kwon, Y. H. Cho. - 2013. - Vol. 62. - Issue 9. - Pp. 1343-1347.
46. В Волгограде (Приволжская железная дорога) состоялось сетевое совещание специалистов хозяйства электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://press.rzd.ru/news/public/ ru?STRUCTURE_ID=656&layer_id=4069&id=64896. - Загл. с экрана.
47. Долинский К. Ю. Система удаленного мониторинга состояния железнодорожной контактной сети / К. Ю. Долинский, А. А. Лыков, В. Б. Соколов, В. А. Соколов, Г. В. Осадчий // Транспорт Российской Федерации. - 2010. - № 5. - С. 44-47.
48. Шапиро К. С. Системы мониторинга контактной сети на железной дороге / К. С. Шапиро, В. А. Соколов, В. Б. Соколов // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2011. - № 3. - С. 99-107.
49. Соколов В. Б. Система непрерывного мониторинга состояния контактной подвески инфраструктуры железнодорожного транспорта на участках высокоскоростного движения / В. Б. Соколов, Г. В. Осадчий, В. А. Соколов // Материалы XL Международной конференции и дискуссионного научного клуба. Майская сессия. «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе IT+SE`12» : Украина, Крым, Ялта - Гурзуф, 2012. - С. 89-93.
50. Пат. Российская Федерация RU 2444449 C1. Способ и система диагностики и удаленного мониторинга контактной сети железной дороги / Непомнящий В. Г., Осадчий Г. В., Пристенский Д. Н., Лыков А. А., Соколов В. А., Соколов В. Б., Долинский К. Ю. ; заявка 2010137656/11, 07.09.2010; опубл. : 10.03.2012, Бюл. № 7. патентообладатель ООО «Мостовое бюро». - 10 с.
51. Sapozhnikov Val. New Sum Code for Effective Detection of Double Errors in Data Vectors / Val. Sapozhnikov, Vl. Sapozhnikov, D. Efanov, V. Dmitriev // Proceedings of 13th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2015), Batumi, Georgia, September 26-29, 2015. - Pp. 154-159.
52. Электрические измерения неэлектрических величин / А. М. Туричин, П. В. Новицкий, Е. С. Левшина, В. С. Гутников, С. А. Спектор, И. А. Зограф, Б. Э. Аршанский, В. Г. Кноринг, П. Д. Пресняков ; под ред. П. В. Новицкого. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л. : Энергия, Ленингр. отд-ние, 1975. - 576 с.
53. Тензодатчик H9Z2 : краткое описание. - ZEMIC Russia. - 2 c.
