ВВЕДЕНИЕ

Одной из главных задач железнодорожного транспорта является макси­мальное расширение его влияния на рынке транспортных услуг при повсеме­стном снижении эксплуатационных расходов во всех хозяйствах.

Для обеспечения надежных и эффективных транспортных связей между поставщиками и потребителями требуется изменение технологии и повыше­ние уровня управления эксплуатационной деятельностью железных дорог. Это в свою очередь требует повышения оснащенности железных дорог сред­ствами автоматизации и информационного обеспечения перевозочного про­цесса. Последние относятся к группе технических средств, которые ком­плексно влияют на экономические показатели всех отраслей железнодорож­ного транспорта и в целом на рентабельность работы сети железных дорог. Следовательно, развитие средств автоматизации является одним из приори­тетных направлений в совершенствовании работы железных дорог.

Задачи, стоящие перед железнодорожным транспортом в нынешних экономических условиях, уровень оснащенности и состояние технических средств определяют следующие направления обновления и развития средств ЖАТ:

- их оздоровление путем полной замены или обновления средств, вы­работавших свой ресурс;

- сокращение избыточности средств ЖАТ и приведение оснащенности линий и участков железных дорог в соответствие с потребностью пе­ревозок и категорий железнодорожных линий;

- повышение уровня оснащенности и качественного уровня систем ЖАТ путем внедрения новых прогрессивных систем и устройств, полной замены и модернизации морально и физически устаревших систем и устройств

до уровня, обеспечивающего решение задач ком­плексной автоматизации управления перевозочным процессом и мас­совое внедрение информационных технологий;

• комплексный подход при решении задач обновления, повышения уровня оснащенности и ее сокращения. Создание комплексных сис­тем автоматизации

перевозочным процессом за счет объединения множества отдельных подсистем в комплексные системы, обеспечи­вающие совершенствование и реструктуризацию управления экс­плуатационной работой с максимальной ее централизацией;

внедрение систем, обеспечивающих сокращение эксплуатационных расходов во всех отраслях железнодорожного транспорта.

• внедрение систем, обеспечивающих сокращение эксплуатационных расходов во всех отраслях железнодорожного транспорта.

Необходимость реструктуризации средств ЖАТ определялась по сле­дующим критериям:

- повышение безопасности движения поездов;

- повышение пропускной и провозной способности;

- повышение надежности средств ЖАТ;

- решение о замене и модернизации средств ЖАТ, принимаемое для средств, нормативный срок службы которые истекает до 2009 г.;

• необходимость комплексной реконструкции средств ЖАТ для реали­зации комплексных общедорожных мероприятий по улучшению ра­боты отделений, узлов, направлений, участков и целевых Программ «ОАО РЖД»;

• полная замена систем ЭЦ и АБ, осуществляемая в случаях, когда суммарный объем частичной реконструкции систем на станциях и перегонах превышает 50 процентов;

- частичная реконструкция, если ее объем не превышает 30 процентов;

-при объеме реконструкции 30-50 процентов решение о варианте обновления системы определяется вариантом реконструкции соседних перегонов и Станций, а также целевыми задачами совершенствования ЖАТ;

- изменение топологии станций или количества стрелок и путей, спе­циализации путей на перегонах;

- совершенствование действующих средств с наращиванием функцио­нальных возможностей (внедрение средств диагностики и контроля, автоматизированных рабочих мест (АРМ) и др;

• внедрение средств, обеспечивающих базу для широкого применения информационных технологий.

1. МОДЕРНИЗАЦИЯ АППАРАТУРЫ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

   1. Развитие технических средств диагностики подвижного состава

Безопасность движения поездов при переходе на систему ремонта подвижного состава по пробегу или фактическому состоянию с одновременным удлинением расстояний (гарантийных плеч) между пунктами технического обслуживания (ПТО) во многом зависит от качества и надежности работы средств диагностики ходовых частей. Массовое внедрение с начала 70-х годов приборов для обнаружения перегреты букс ПОНАБ (с 1986 приборы ПОНАБ планомерно начали заменять на системы ДИСК-Б), разработанные учеными и специалистами Уральского отделения ВНИИЖТа в конце 60-х, оказало решающее влияние на сокращение изломов шеек осей из-за перегрева буксовых узлов на подшипниках скольжения. Это создало предпосылки для повышения скоростей движения поездов и осевых нагрузок, сокращения промежуточных ПТО и осмотрщиков вагонов.

Долгие годы у многих ученых и руководителей МПС существовало ошибочное мнение, что после перевода всего подвижного состава на подшипники качения проблема контроля буксовых узлов в движущихся поездах потеряет актуальность. Но уже к середине 80-х годов выяснилось, что роликовый буксовый узел в эксплуатации ведет себя подчас непредсказуемо и нуждается в более совершенных средствах диагностики, чем ПОНАБ и ДИСК.

За последние десятилетия отцепки вагонов от поездов из-за неисправности роликовых букс, учитываемые как брак в эксплуатационной работе, и отцепки вагонов по этой причине в период гарантийного срока после плановых видов ремонта вышли на первое место по вагонному хозяйству. И это несмотря на то, что были созданы и внедрены в колесно-роликовых цехах вагоноремонтных депо установки для без разборной вибро - акустической диагностики буксовых подшипников (УДП), новые средства неразрушающего контроля деталей подшипников и элементов колесных пар, электронные измерительные системы для подбора колец и роликов.

Как известно, к середине 90-х годов все приборы ПОНАБ-3 (выпускавшиеся с 1973 по 1985гг.) дважды и трижды выработали установленный восьмилетний ресурс. К кону прошлого века свыше 50 процентов систем ДИСК-Б также требовали модернизации или замены на более совершенные системы. Завершение в 1995 г. В Уральском отделении ВНИИЖТа длительного цикла разработки и освоение производства опытных образцов систем ДИСК-2 не решила возникшей проблемы (за 10 лет внедрено всего 34 комплекта – в основном на Ижевском отделении Горьковской дороги).

Специалисты предприятия НПЦ «ИНФОТЭКС» (г. Екатеринбург) в 1996 г. разработали и в 1997 г. сдали приемочной комиссии МПС микропроцессорный комплекс технических средств модернизации (КТСМ-01), а в 2000 г. более универсальный комплекс КТСМ-01Д для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 и ДИСК-Б.

Массовое внедрение КТСМ-01 на дорогах России для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 началось в 1998 г., КТСМ-01Д в 2001 г. В условиях ограниченных средств дорог на замену основных фондов их применение было эффективно, так как это позволило при минимальных затратах на модернизацию получить современные средства контроля с недостижимыми ранее показателями назначения и качества. В середине 2004 года на сети дорог эксплуатировалось свыше 3,5 тыс. средств контроля нескольких разновидностей: 13 единиц ПОНАБ-3; 1913 единиц ДИСК-Б, в том числе 34 единицы ДИСК-2, 1619 КТСМ, из них 13 единиц КТСМ-02. Во время модернизации сохраняется напольное и силовое оборудование ПОНАБ-3 или ДИСК-Б, при этом на перегонном посту контроля взамен функциональных стоек устанавливаются периферийные микропроцессорные контроллеры, а на примыкающие станции вместо приемных стоек с электроуправляемыми пишущими машинками – автоматизированные рабочие места оператора линейного пункта контроля (АРМ ЛПК) на базе микро ЭВМ. Несмотря на сохранение старого напольного оборудования количество отказов на единицу оборудования снизилось в два раза, а время простоя в неисправном состоянии 5-7 раз.

Достоверность показаний возросло в среднем с 91,5 процентов до 95,5 процентов. Затраты на регламентное обслуживание средств контроля работниками дистанции сигнализации, централизации и блокировки сократились в 1,5 – 2 раза, что было весьма важно в условиях спада объемов перевозок и вынужденного сокращения штата работников.

За пять лет с 1999 по 2003 год при общем увеличении средств технического контроля (СТК) на 15 процентов за счет внедрения КТСМ и создания новых постов контроля количество отказов и простоев оборудования в неисправном состоянии (в расчете на 10 единиц СТК) снизилось в 2 раза. Реализация заданий ОАО «РЖД» и начавшееся с 2003 года оснащение комплексами КТСМ Горьковской, Приволжской и Куйбышевской дорог позволило достичь в 2004 году еще более высоких показателей работы СТК.

Использование КТСМ в современных вычислительных и коммуникационных средств повлекло за собой разработку новых алгоритмов первичной обработки и последующего компьютерного анализа диагностической информации, оценки работоспособности самих технических средств контроля и передачи информации о техническом состоянии подвижного состава работникам всех причастных служб.

Модернизация оборудования повысила эффективность теплового контроля букс, что привело к созданию и внедрению многоуровневой информационной системы слежения за нагревом букс. АСК ПС автоматизированная система контроля подвижного состава, использование которой позволяет не только говорить о контроле за перегретыми буксами, но и о мониторинге, а также о диагностике букс по тепловому состоянию. Системами АСК ПС оснащено 90 процентов дорог за исключением Сахалинской. Централизация позволяет выявлять аварийный нагрев буксового узла на начальной стадии – по интенсивности приращения уровней теплового сигналов при движении поезда через посты контроля, размещенные через 25 – 30 км участка (между ПТО), осуществлять запросы в автоматизированную систему управления перевозками (АСОУП) и привязку показаний к графиковому номеру поезда, выдавать оперативные данные дежурному персоналу станции и поездному диспетчеру, отслеживать изменение настроек, выполнение регламентных работ по графику технологического процесса линейных станций, вести учет отказов и простоев оборудования, выдавать по запросу статистику о работе средств контроля.

Однако при модернизации аппаратной части систем диагностики букс до сих пор оставались неизменными отдельные принципы их контроля, разработанные еще для букс на подшипниках скольжения. Так, в аппаратуре контроля букс с помощью инфракрасной техники (ИТ) ПОНАБ, ДИСК, КТСМ-01, КТСМ-01Д приемники инфракрасного излучения (болометры) установлены под углом 13 или 20 градусов к горизонтальной оси пути. Они ориентированы, как предполагалось разработчиками, в основном, на поверхности крышки буксового узла и частично на верхнюю цилиндрическую (попутную относительно движения поезда) часть корпуса буксы.

Данная схема установки приемников обладает рядом недостатков: нестабильностью ориентации в пространстве из-за сезонных изменений в структуре балластного слоя на котором установлены напольные камеры с приемниками инфракрасного излучения; возможной потерей приемником излучения обзора буксы из-за динамических перемещений колесной пары, усугубленных повышенным износом ходовых частей; сложностью ориентации в пространстве и, соответственно настройки; влияние солнечного на регистрацию показаний нагрева корпуса буксы.

Ориентация приемников инфракрасного излучения (ИК) на буксу под углом 34 градуса к горизонту и 13 градусов к оси пути, разработанная еще для подшипников скольжения, сохранялась и для тепловой диагностики букс на подшипниках качения. В 1999 году специалисты Уральского отделения ВНИИЖТа предложили увеличить угол в плане с 13 до 20 градусов. Однако эти рекомендации, не подкрепленные изменениями в алгоритмы обработки тепловых сигналов, не получили на дорогах широкого применения из-за увеличения количества необоснованных задержек поездов, в том числе и ложных показаний вследствие солнечного воздействия.

Традиционные же принципы контроля снижают эффект от использования новой совершенной аппаратуры, так как на первичной стадии улавливания и регистрации теплового излучения корпусов букс возможны грубые ошибки, являющиеся причиной несвоевременного обнаружения аварийного нагрева букс или необоснованных задержек поездов при повышенном, допустимом рабочем нагреве буксовых узлов. Решение этих задач потребовало дополнительных исследований. Средствами компьютерного моделирования было установлено, что на перемещение зоны сканирования болометром буксового узла влияет изменение диаметра колеса вследствие износа по кругу катания, а также вертикальные и горизонтальные перемещения буксы при движении. Моделирование езды вагона дало максимальные амплитуды вертикальных и горизонтальных отклонений буксового узла на скорости 60 км/ч, из которых были составлены варианты возможных неблагоприятных сочетаний, определяющих уровень теплового сигнала.

Полученные результаты, показывают, что величина сигнала на выходе приемника ИК излучения только по причинам геометрического характера может изменяться в семь раз (100 и 14 процентов). В эксплуатации это может привести к ошибкам при обнаружении перегретых букс.

С учетом полученных результатов исследований было предложено направить приемник ИК излучения на нижнюю цилиндрическую часть корпуса буксы. При этом камера с приемником может быть прикреплена непосредственно на подошву рельса или на концы смежных шпал. Тем самым обеспечивается стабильность положения напольной камеры и приемника относительно контролируемого объекта, а также наименьшее расстояние до объекта контроля. Полученные результаты исследований явились обоснованием создания технических средств теплового контроля нового поколения – подсистемы КТСМ-02Б (букса). При этом была реализована новая концепция построения многофункциональной системы диагностики подвижного состава КТСМ-02 - комплекс технических средств многофункциональный.

2. Преимущество выбора аппаратуры КТСМ-02

Комплекс состоит из подсистем для обнаружения перегретых букс (Б), неисправности тормозной системы (Т), волочащихся деталей (В), дефектов колес по кругу катания (К), а также множество подключаемых подсистем. Комплексная система контроля подвижного состава изображена на Листе 1 графического материала. Таким образом, средства контроля нагрева букс КТСМ-02Б в составе базовой системы становятся только одной из подсистем, что расширяет возможности вновь созданной.

Для подсистемы КТСМ-02Б разработана специальная малогабаритная напольная камера КНМ-05, которая устанавливается на подошве рельса, как показано на Рис.1.

Рис. 1 Схема ориентации приемника ИК - излучения КНМ-05

По основным показателям назначения, а также по экономическим и показателям надежности разработанная система КТСМ-02БТ имеет неоспоримые преимущества относительно средств контроля предыдущих поколений (типа ДИСК и КТСМ-01Д).

По результатам статистической обработки данных эксплуатации КТСМ-02 на Свердловской, Южно - Уральской и Западно - Сибирской дорогах были проведены сравнительные исследования с системами КТСМ-01 и КТСМ-01Д. Полученные более высокие показатели эффективности работы новых комплексов – об этом можно судить по увеличению количества показаний на 1000 проконтролированных поездов и достоверности (подтверждаемости) показаний, по росту процентов отцепленных вагонов от числа зарегистрированных и подтвержденных осмотрщиками вагонов.

Применение КТСМ-02 станет особенно эффективным для контроля технического состояния ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов нового поколения с коническими двухрядными буксовыми подшипниками кассетного типа. Размещение кассетного подшипника в корпусе стандартной буксы или полубуксе (в адаптере) и применение в зоне их сопряжения с боковой рамой тележки металлических и полиамидных виброизоляционных прокладок не будет иметь существенного значения для напольных камер КТСМ-02, ориентированных на нижнюю часть буксового узла.

Важным является также использование в КТСМ-02 устройств обнаружения нижнего негабарита, устройств СКВП-2 (разработка НО ВНИИЖТ), более надежных датчиков в подсистеме обнаружения дефектов колес.

К перечисленным преимуществам комплекса КТСМ-02 следует добавить возможность контроля подвижного состава при движении в прямом и обратном направлениях. Для однопутных участков это позволит избежать необходимости установки в обратном направлении дополнительных комплектов аппаратуры.

Программное обеспечение для всех комплексов диагностических средств прошло процедуру экспертизы во ВНИИАС и в испытательном центре «ИБТранс» и зарегистрировано в отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП) ОАО «РЖД». Комплекс КТСМ-02 с подсистемами Б, Т, В, К, прошедшим стадию приемочных испытаний и освоения промышленного производства, рекомендован Департаментом вагонного хозяйства ОАО «РЖД» для дооснащения ПТО грузовых вагонов сетевого значения.

Подсистема В комплекса КТСМ-02 с оригинальным напольным оборудованием должны прийти на замену с разрушаемым при срабатывании устройствами контроля схода подвижного состава (УКСПС).

3. Технические данные аппаратуры КТСМ-02

1.3.1 Основные параметры

Количество подсистем контроля (далее «подсистема»),

подключаемых к комплексу, - до 15 подсистем.

Комплекс обеспечивает определение дислокации подвижных единиц на участке контроля длиной до 30 м в трех базовых зонах длиной 3100, 500 и 3100 мм, ограниченных установкой 4-х датчиков прохода осей. Всего (включая базовые зоны) на участке контроля может быть организовано до 7 зон контроля (до 8 датчиков прохода осей).

Расположение и длина зон устанавливается в соответствии с требованиями размещения напольного оборудования подсистем контроля, подключаемых к комплексу.

Комплекс обеспечивает определение дислокации подвижных единиц на участке контроля при движении поездов со скоростями от 5 до 250 км/ч в обоих направлениях движения поезда.

Электропитание комплекса осуществляется от основной и

резервной сети переменного тока напряжение 220 В, частотой 50±1 Гц, потребляемая мощность – не более 50 ВА.

Время сохранения работоспособности комплекса при перерывах в электропитании от сети 220 В - до 10 мин.

1.3.2 Стыки и интерфейсы

Для сопряжения комплекса с системой передачи данных на

базе концентраторов информации КИ-6М (далее – «СПД») применяется

стык «С1-ТЧ» (по ГОСТ 25007-81) с двух- или четырех проводным окончанием, метод модуляции в соответствии с рекомендацией V.23

МСЭ-Т (МККТТ), скорость передачи данных – 1200 бит/с.

Для сопряжения комплекса с СПД также может применяться

стык «RS-232C» («С2» по ГОСТ 23675-79) с возможностью работы на

скоростях 1200 бит/с, 9600 бит/с, 38400 бит/с.

Любой из интерфейсов комплекса может быть использован

для каскадного включения другого комплекса КТСМ-02, КТСМ-01Д

(КТСМ-01). При этом будет производиться трансляция информации между интерфейсом, подключенным к СПД и интерфейсом,

подключенным к каскадно-включенному устройству.

Для информационного взаимодействия комплекса с

подсистемами контроля применяются:

1) локальная сеть на основе протокола CAN с физическим уровнем в

соответствии с “ISO 11898”, работающая на скорости 500 Кбит/с;

2) последовательный интерфейс для подключения вспомогательных

устройств «ВУ», работающий на скорости 9600 бит/с.

1.3.3 Органы управления и отображения

Для ввода и отображения информации в ПК-05 встроен технологический пульт.

Для отображения текстовой информации технологический пульт

имеет в своем составе алфавитно-цифровой дисплей (далее «дисплей»),

содержащий 4 строки по 16 символов. Для ввода информации

технологический пульт оснащен клавиатурой, состоящей из 16-ти клавиш.

1.3.4 Информационные параметры

Комплекс обеспечивает информационное взаимодействие с

автоматизированными рабочими местами операторов постов контроля

(АРМ ЛПК и/или АРМ ЦПК) через сеть передачи данных СПД. До четырех независимых АРМов одновременно могут производить обмен информацией с комплексом.

Комплекс имеет независимый для каждого АРМа буфер накопления информации. Каждый буфер позволяет сохранять информацию не менее чем за 3 часа (средне статистически) работы комплекса при временном отсутствии информационного обмена с АРМом.

При отсутствии информационного обмена с АРМом информация, ожидающая передачи более 12-ти часов автоматически удаляется из буфера этого АРМа. В случае переполнения буфера производится удаление наиболее старой информации, а новая информация заносится на освобождаемое место.

При информационном взаимодействии с АРМом комплекс осуществляет:

1) прием команд, их выполнение, передачу ответа (при необходимости);

2) прием и сохранение настроек режимов работы подсистем, входящих в состав комплекса;

3) передачу информации из буфера соответствующего АРМа.

В режиме контроля поезда комплекс автоматически осуществляет:

1) нумерацию поездов в диапазоне от 1 до 200;

2) счет подвижных единиц в поезде;

3) счет осей в каждом вагоне (до 32 осей);

4) счет общего количества осей в поезде по каждому датчику прохода

осей;

5) измерение скорости прохода каждого вагона по участку контроля в

диапазоне от 5 до 250 км/ч.

Комплекс формирует и сохраняет следующие данные в

буферах накопления информации:

1) при заходе поезда на участок контроля:

- время захода поезда на участок контроля (часы, минуты, секунды);

- порядковый номер контролируемого поезда;

- признак направления движения поезда («правильное» или

«неправильное» направление);

- признак имитации (проход реального или имитируемого поезда).

2) при освобождении поездом участка контроля:

- время освобождения поездом участка контроля (часы, минуты, секунды);

- порядковый номер проконтролированного поезда;

- признак направления движения поезда («правильное» или «неправильное» направление);

- общее количество подвижных единиц в поезде;

- количество локомотивов в поезде;

- значения минимальной и максимальной скоростей движения поезда в течение времени контроля;

- количество осей в поезде, определенное по каждому датчику прохода осей;

- признак имитации (проход реального или имитируемого поезда).

2. СОСТАВ И СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КТСМ-02

КТСМ-02 представляет собой базовый комплекс системы автоматического контроля технического состояния железнодорожного подвижного состава, который может включать в себя в зависимости от конкретных условий применения одну или несколько подсистем контроля различных узлов подвижного состава (букс, колес, тормозов, габарита и т.п.).

Основное назначение комплекса заключается в координации работы подключенных к нему подсистем, а также в обеспечении информационного взаимодействия системы в целом через систему передачи данных с централизованными средствами сигнализации, регистрации, отображения и накопления результатов контроля.

Комплекс осуществляет контроль дислокации подвижного состава в зоне работы подсистем (т.н. «участок контроля») на однопутном участке при движении поездов в любом из направлений с целью временной привязки сигналов подсистем к конкретным осям, подвижным единицам и контролируемым поездам.

В состав постового оборудования комплекса КТСМ-02БТ входят:

1) периферийный контроллер ПК-05 – 1 шт.;

2) блок управления напольными камерами БУНК – 2 шт.;

3) блок силовой коммутационный БСК-1 – 1 шт.;

4) стойка – 1 шт.;

5) источник бесперебойного питания – 1 шт.;

6) вводно-распределительное устройство – 1 шт.;

7) соединительные кабели.

В состав напольного оборудования комплекса КТСМ-02БТ

входят:

1) датчик температуры наружного воздуха ДТНВ-2 – 1 шт.;

2) коробка соединительная датчиков осей КС-ДО – 1шт.;

3) коробка соединительная рельсовой цепи КС-РЦ – 1шт.;

4) муфта кабельная универсальная УКМ-12 – 2 шт.;

5) датчик магнитный ДМ-95 – 4 шт.;

6) соединительные кабели;

10) камера напольная малогабаритная КНМ-05 – 4 шт.

Основным изделием комплекса КТСМ-02БТ, выполняющим все

интеллектуальные функции, является блок ПК-05, который совместно с блоком силовой коммутации БСК-1 устанавливается в стойку, размещаемую в

помещении поста контроля, и соединяется с напольным оборудованием комплекса системой кабелей и соединительных коробок.

Блок БСК предназначен для резервированного электропитания блока ПК-05 и подсистем контроля переменным током 50 Гц напряжением 220 В. Блок БСК имеет встроенные средства контроля наличия напряжений на основном и резервном питающем фидере электросети. Для обеспечения работы комплекса при полном отключении напряжения на питающих фидерах применяется источник бесперебойного питания.

Подсистемы контроля в зависимости от их конструктивного устройства могут подключаться к комплексу следующими способами:

1) установкой модулей подсистемы непосредственно в блок ПК-05

(т.н. модули расширения МР1 и МР2) с их подключением к

модулю центрального микроконтроллера блока ПК-05 по

интерфейсу CAN;

2) установкой блоков подсистем непосредственно в стойку

комплекса с их подключением к блоку ПК-05 по интерфейсу CAN;

3) установкой стоек подсистем на расстоянии до 3 м от стойки

комплекса с их подключением к блоку ПК-05 по интерфейсу CAN.

Подключение вспомогательного оборудования подсистем

производится к соединителю «ВУ», размещенному в соединительной

коробке КС-ДО.

Электропитание подсистем контроля может осуществляться от

блока БСК комплекса, от источника бесперебойного питания (ИБП)

или непосредственно от питающих фидеров. Электропитание

вспомогательного оборудования подсистем может осуществляться от

источника переменного тока напряжением 24 В, выведенного в

путевую коробку КС-ДО (разъем «ВУ»).

Структурная схема комплекса КТСМ-02БТ изображена на Листе 2 графического материала.

В процессе работы комплекс обрабатывает сигналы путевых

датчиков (датчиков прохода осей Д1-Д4 и рельсовой цепи наложения (РЦН) с целью определения текущей дислокации осей и подвижных единиц контролируемого поезда в зонах контроля.

Если движение поезда осуществляется в направлении от датчика 1 к датчику 4, то такое направление движение является правильным. Для двухпутных участков это направление является основным направлением движения. Противоположное направление движения является неправильным. Комплекс осуществляет определение дислокации подвижных единиц в обоих направлениях движения.

Обрабатывая сигналы путевых датчиков, ПК-05 формирует и передает подсистемам контроля по интерфейсу CAN сообщения в режиме реального времени о заходе и выходе колесных пар в каждую из зон контроля. Информация, содержащаяся в сообщениях, используются подсистемами для управления работой датчиков контроля технического состояния подвижного состава. Одновременно ПК-05 принимает по интерфейсу CAN от подсистем сообщения, содержащие результаты контроля технического состояния подвижного состава, и помещает их в буфер накопления информации.

После включения питания или приема удаленной команды «Сброс» между ПК-05 и оборудованием передачи данных СПД устанавливается обмен информацией. При нормальной работе комплекса, средств СПД и АРМов между ПК-05 и каждым АРМом устанавливается так называемое «виртуальное соединение», т.е. выполняются все условия для нормального информационного обмена между ними. При установленном виртуальном соединении и при наличии информации в буфере соответствующего АРМа ПК-05 передает эту информацию через виртуальное соединение этому АРМу. При установленном виртуальном соединении ПК-05 и АРМ периодически контролируют целостность соединения. Если в течение установленного времени удержания соединения ПК-05 не получает от АРМа команды проверки целостности соединения, то виртуальное соединение считается разорванным.

В этом случае информация, предназначенная для этого АРМа, начинает накапливаться в буфере. Время удержания соединения задается командой от АРМа и может быть установлено каждым АРМом индивидуально.

Если между ПК-05 и АРМом не установлено виртуального соединения, то информация, генерируемая как самим комплексом, так и подсистемами контроля накапливается во внутреннем буфере ПК-05. Информация в буфере конкретного АРМа может быть утеряна в следующих случаях:

1) виртуальное соединение было потеряно более чем на 12 часов;

2) буфер виртуального соединения переполнился;

3) после получения специальной команды от АРМа.

В случае аппаратного или программного рестарта ПК-05 данные в буферах всех АРМов будут утеряны. В случае каскадного включения в один из интерфейсов

комплекса другого комплекса КТСМ-02 или КТСМ-01Д (КТСМ-01) производится автоматическая трансляция информации между интерфейсом, подключенным к СПД и интерфейсом, подключенным к каскадно-включенному устройству. Определение необходимости трансляции определяется автоматически, а на дисплее технологического пульта индицируется каскадный режим работы интерфейса и количество каскадно-включенных устройств.

Датчик температуры наружного воздуха ДТНВ-2, подключаемый к ПК-05, представляет собой термочувствительный элемент, управляющий широтно-импульсным модулятором (ШИМ). Частота и заполнение ШИМ-сигнала на выходе ДТНВ меняются пропорционально изменению температуры окружающего воздуха. ПК-05 каждые 10 с. производит вычисление текущей температуры окружающего воздуха, анализируя сигнал, приходящий с ДТНВ.

ПК-05 постоянно производит обмен данными с подсистемами

контроля, подключенными в локальную сеть комплекса. При этом ПК-05 выполняет:

1) 1 раз в секунду определение наличия подсистем, подключенных в локальную сеть комплекса и опрос текущего состояния подсистем контроля;

2) 1 раз в минуту передачу подсистемам контроля информации о настройке режимов их работы;

3) 1 раз в минуту периодическую передачу подсистемам информации о температуре наружного воздуха;

4) трансляцию подсистемам команд, принятых от АРМов;

5) прием сгенерированной подсистемами информации, добавление к ней информации о текущем времени (часы, минуты, секунды) и запись ее в буфер накопления информации.

Технологический пульт совмещает в себе:

1) алфавитно-цифровой дисплей;

2) клавиатуру;

3) генератор звукового сигнала.

Технологический пульт позволяет управлять режимами работы ПК-05 и подсистем контроля, контролировать результаты работы комплекса при движении поезда по участку контроля. Пульт также служит средством отображения результатов работы в проверочных режимах работы комплекса и подсистем контроля. В ПК-05 встроены аппаратные часы реального времени и

даты, которые не сбрасываются при выключении питания. При установленном виртуальном соединении АРМ периодически посылает команду корректировки встроенных часов. В случае неисправности встроенных часов ПК-05 начинает производить отсчет реального времени программно. При этом ПК-05 вычисляет только текущее время суток, а текущий месяц, число и день недели остаются неопределенными. В ПК-05 имеется энергонезависимое запоминающее устройство (ЗУ). При приеме настроек собственных режимов работы, а также режимов работы подсистем контроля, ПК-05 сохраняет эти настройки в энергонезависимом ЗУ. При переключении питания эти настройки считываются из ЗУ.

В нормальных условиях эксплуатации комплекс может функционировать в одном из следующих режимов:

1) «включение»;

2) «ожидание»;

3) «ввод команды»;

4) «выполнение команды»;

5) «проверка и регулировка подсистем»;

6) «контроль поезда»;

7) «имитация».

Комплекс переходит в режим «включение»:

1) при включении электропитания ПК-05;

2) при приеме удаленной команды «сброс» от АРМа.

В режиме «включение» ПК-05 последовательно осуществляет тестирование:

1) памяти программ микроконтроллера модуля МЦМК;

2) ОЗУ модуля МЦМК;

3) энергонезависимого ЗУ модуля МЦМК;

4) технологического пульта;

5) интерфейсов связи.

Режим «включение» не может быть прерван какими-либо сигналами или командами, принимаемыми из СПД или вводимыми с технологического пульта ПК-05. Данный режим может быть прерван только выключением электропитания ПК-05. По окончании выполнения режима «включение» комплекс автоматически переходит в режим «ожидание».

Напольные камеры предназначены для приема сигнала теплового излучения, его усиления, нормирования, преобразования в цифровой код и последующей передачи результатов преобразования в БУНК для обработки. Связь камеры с БУНК осуществляется по последовательному цифровому интерфейсу.

Камера состоит из двух отсеков: наружного и внутреннего. Во внутреннем отсеке камеры установлена капсула и элементы внутреннего обогрева. Капсула состоит из модуля управления камерой, приемника теплового сигнала (болометра) и датчика температуры внутреннего отсека. В наружном отсеке расположены элементы наружного обогрева и узел заслонки, на котором закреплены активный и пассивный излучатели. Конструктивно излучатели выполнены в виде шайб из алюминиевого сплава, на которых установлен датчик температуры. На шайбе активного излучателя дополнительно установлен нагревательный элемент. Тепловое излучение от букс и других частей подвижного состава преобразуется болометром в электрический сигнал, который поступает на вход предварительного усилителя. Включение напряжения питания болометра и предварительного усилителя производится по сигналам модуля управления камерой. С выхода предварительного усилителя

сигнал поступает на вход нормирующего усилителя, коэффициент усиления которого устанавливается интегральным потенциометром, управляемым микроконтроллером. С выхода предварительного усилителя сигнал поступает на вход встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя.

Напольная камера имеет средства контроля исправности и качества настройки тракта теплового сигнала. Заслонка напольной камеры может позиционироваться в три положения: «открыто», «закрыто» и «контроль». В положении «открыто» в зону обзора болометра попадает тепловой сигнал от элементов подвижного состава. В положении «закрыто» в зону обзора болометра помещается пассивный излучатель, а в положении «контроль» - активный. Для оценки исправности и качества настройки теплового тракта камеры производится процедура автоконтроля, в процессе которой заслонка

неоднократно перемещается из положения «закрыто» в положение «контроль» и обратно. Модуль управления камерой постоянно поддерживает определенное значение разности температур между пассивным и активным излучателями. Разность температур выбирается таким образом, чтобы при проведении процедуры автоконтроля уровень сигнала от активного излучателя был близок по значению к уровню настройки подсистемы. Значение уровней, полученных в результате автоконтроля, передается через базовый комплекс в АРМ ЛПК для оценки исправности и качества настройки теплового тракта камеры.

Поддержание номинального температурного режима работы напольных камер обеспечивается системой обогрева камер. Система обогрева каждой камеры состоит из внутреннего и наружного обогревателей, размещенных соответственно во внутреннем и наружном отсеках камеры. Текущие значения температуры в наружном и внутреннем отсеках напольной камеры измеряются

датчиками температуры и передаются в БУНК, который осуществляет управление напряжением на обогревателях НК. Регулирование температуры во внутреннем отсеке производится таким образом, чтобы обеспечить номинальный режим работы электронных компонентов камеры и защитить их от переохлаждения при суточных и сезонных колебаниях температуры наружного воздуха. В холодное время года при включении питания камеры

микроконтроллер отключает напряжение питания болометра и предварительного усилителя при снижении температуры во внутреннем отсеке ниже 5°С. Регулирование температуры в наружном отсеке производится таким

образом, чтобы обеспечивалось таяние снега в смотровом окне

напольной камеры в зимний период.