 В конце 2009 года Европейская комиссия поручила Европейскому железнодорожному агентству (ERA) провести исследование по снижению рисков, связанных со сходом грузовых поездов с рельсов, то есть какие эффективные меры и решения можно было бы принять для их предотвращения.
В 2012 году Европейское железнодорожное агентство разработало отчет «Предотвращение и смягчение последствий схода грузовых поездов с рельсов в краткосрочной и среднесрочной перспективе».
В 2011 году Европейская комиссия профинансировала исследовательский проект «Разработка будущей системы железнодорожных грузовых перевозок для уменьшения случаев и последствий сходов с рельсов» под названием D-RAIL.
Таким образом, начался проект D-Rail, в рамках которого сотрудничали управляющие инфраструктурой и железнодорожные компании из различных европейских стран, который затем завершился в 2014 году выпуском серии рекомендаций, направленных на всю европейскую железнодорожную отрасль относительно использования систем мониторинга. Среди них возникла необходимость использования систем проверки осевой нагрузки, чтобы значительно снизить вероятность сходов с рельсов.
Следуя этим рекомендациям, использование весов в железнодорожном секторе в последние годы заметно возросло, равно как и усилия отрасли по предложению все более технологически совершенных систем. Фактически, железнодорожные весы последнего поколения позволяют не только надежно и точно измерить груз, перевозимый поездом, но, прежде всего, оценить вертикальную силу, которую каждое колесо передает на рельс, благодаря чему информация может быть получена, экстраполироваться как на правильность центровки подвижного состава, так и на наличие дефектов поверхности катания колес.
Контролируя правильность распределения нагрузок и исправность ходовой части, можно, действуя профилактически путем проведения проверочных и корректирующих операций, повысить безопасность движения от явлений схода с рельсов или схода поездов и в то же время сохранить целостность сетевых инфраструктур, подверженных износу из-за сил контакта колес с рельсами.
Как правило, в железнодорожном секторе существуют два типа весов, которые отличаются друг от друга главным образом способностью взвешивать поезд с необходимостью остановки или без нее: статические весы и динамические весы.
Железнодорожные весы: статические весы
Статические весы, также часто называемые железнодорожными весами, исторически представляют собой первый тип мостовых весов, используемый в железнодорожном секторе. К основным сильным сторонам можно отнести высокую точность измерений, проводимых для этого типа весов.
Обычно для этого требуется использование базы, оборудованной тензодатчиками и платформой, стационарной или съемной, на которой размещаются измеряемые транспортные средства. Чтобы получить наиболее достоверную информацию о весе, эти вагоны измеряются индивидуально, в результате чего взвешивание должно проводиться перед составлением грузового поезда или путем расцепки отдельных вагонов, операция, которая требует дальнейших маневров и, возможно, также дополнительных средств работы и персонал.
Железнодорожные весы: динамические весы
Динамические шкалы в некотором смысле представляют собой эволюцию статических шкал. Цель, которую мы ставили перед собой при их использовании, заключалась в получении результатов, сравнимых по точности со статическими весами, но в то же время достижимых с большей эффективностью, т.е. получение измерения веса подвижного состава при его движении вдоль линии или вблизи нее. точки сортировки или входа в сеть без запроса остановки.
Также и в этом случае в настоящее время существуют различные типы динамических весов, как стационарные, так и съемные, которые предполагают использование датчиков веса или датчиков, непосредственно связанных с конструкциями вооружения, подвергающимися нагрузкам из-за вертикальной нагрузки, передаваемой колесом в транзит. Эти точки измерения располагаются в соответствующих количествах и местах вдоль маршрута в зависимости от степени точности, которую предполагается достичь, и скорости следования состава.
Преимущества динамического взвешивания
Динамические весы имеют ряд преимуществ по сравнению со статическими весами.
Особенно в секторе грузовых перевозок, где время является переменной величиной, прямо пропорциональной затратам, возможность мониторинга грузов и их правильного распределения без необходимости остановки и, следовательно, с нулевым воздействием на железнодорожное движение, представляет собой значительную добавленную стоимость: большее количество поездов, которые можно контролировать за то же время, никаких операций по отсоединению тележки и, следовательно, дополнительных маневров, не требуется использование дополнительного персонала (более того, соответствующим образом обученного в случае использования съемных статических весов).
В случае фиксированных статических весов для возведения бетонного основания или платформы очень часто необходимы каменные работы, которые не являются необходимыми в случае динамических весов и требуют этапа проектирования и строительства, который иногда является дорогостоящим и непростым. адаптируется к особенностям места установки.
Динамическая шкала также позволяет отслеживать аспекты, которые обычно можно оценить только в условиях движения поезда, например, любые грани и геометрические неровности, присутствующие вдоль всей поверхности качения колеса, общее количество осей поезда в пути, осевую скорость, вибрации и удары, передаваемые от колеса на рельс при проезде. Эти особенности открывают дополнительные возможности использования динамических весов, например, для мониторинга вблизи чувствительных объектов инфраструктуры, таких как железнодорожные мосты.
Разработка системы измерения вертикальной нагрузки
Также в 2009 году исследование, предложенное Международным союзом железных дорог (МСЖД), было направлено на определение масштабов усилий, предпринимаемых управляющими инфраструктурой по измерению осевых нагрузок.
Начав с изложенных результатов и дальнейших исследований, направленных на выявление проблем, возникших при создании различных систем взвешивания, RFI в тесном сотрудничестве с Римским университетом Ла Сапиенца (факультет гражданского, строительного и экологического проектирования - DICEA) дал жизнь научно-исследовательский проект по изучению и внедрению системы измерения вертикальной нагрузки (SMCV), передаваемой от колес на рельсы во время движения.
Исследования развивались посредством теоретических моделей, численного моделирования, испытаний, проводимых в лаборатории и онлайн во время нормальной работы. Результаты численного моделирования предоставили значения, аналогичные ожидаемым экспериментально, и помогли выбрать лучший метод измерения среди выдвинутых гипотез и проанализированных.
Также были выдвинуты гипотезы о наиболее эффективных стратегиях калибровки, рассчитаны неопределенности, повторяемость и воспроизводимость измерений, определены методы обработки необработанных данных и данные, полезные для прикладных целей, представлены конечному пользователю.
При разработке системы SMCV учитывалась необходимость иметь строгую с научно-технической точки зрения систему, а также надежную и надежную с практической точки зрения, т.е. способную также соблюдать следующие условия:
- неинвазивный монтаж на пути и системы сигнализации;
- простота конструкции, обработки данных и обслуживания;
- независимость от характеристик субстрата;
- высокие метрологические характеристики, надежность и робастность измерений.
Принимая во внимание эти аспекты, было выбрано решение заключаться не в непосредственном измерении нагрузки Q, а в измерении сдвига на определенных участках измерения путем размещения тензорезисторов вдоль нейтральной оси рельса и анализа всех параметров, которые могли повлиять на неопределенность полученных результатов, и количественная оценка их воздействия (неправильное расположение тензорезисторов, неправильное выравнивание крестовин, разная жесткость чернового пола и т.д.).
Учитывая одиночный рельс, опирающийся на две соседние шпалы, и действующую на него нагрузку Q, разность между значением сдвига слева (Т1) и значением сдвига справа (Т2) нагрузки Q равна к самой нагрузке Q, которую вы хотите измерить:
К=Т1-Т2
Поэтому на участке рельса между двумя шпалами измерение нагрузки Q не зависит от вертикальных реакций шпал. Тот факт, что на отдельных участках измерения по мере приближения нагрузки Q измеряется значение отсечки, отличное от нуля, дает возможность управлять сбором и/или записью сигналов при прохождении поездов посредством установки соответствующих триггеров.
Прерывистость измерения разреза позволяет нам определить момент прохождения отдельных осей и, следовательно, восстановить как их общее количество, так и расстояние, что полезно для определения состава поезда.
Если вы хотите узнать более подробную информацию о системе измерения вертикальной нагрузки (SCMV), посетите отложенный вебинар и ознакомьтесь с учебными материалами.
Эталонные стандарты в итальянском и европейском контексте
В европейском контексте стандарт EN 15654 был разработан с целью «обеспечить единую рабочую процедуру для определения нагрузки на ось, нагрузку на колеса и массу железнодорожных транспортных средств, работающих в Европе, ограничиваясь измерением вертикальной высоты». силы, приложенные к колесу, и к расчету производных величин».
Стоит дополнить, что данный стандарт не относится для стран СНГ, более подробней можно посмотреть сайт.
В дополнение к вертикальным силам, опять же в европейском контексте, следует упомянуть стандарт EN 14363, который устанавливает предел сил контакта колеса с рельсом и необходимость знать коэффициент отклонения транспортных средств как соотношение между боковой и вертикальной силой. (Д/К).
В области RFI эксперименты, проведенные в отношении системы измерения вертикальной нагрузки, привели к созданию Технической спецификации RFI TCAR SF AR 12 003 C, которая регулирует поставку измерительных систем для RFI. Характеристики измерительного устройства, логика работы и обработка необработанных данных подробно определены в Технической спецификации.
После установки и ввода в эксплуатацию первых систем SMCV в национальной сети были выпущены инструкции по эксплуатации и процедурам интерфейса RFI-DTC\A0011\P\2020\0002207.
|
