Система и способ непрерывного мониторинга состояния контактной сети рельсового транспорта Российский патент 2019 года по МПК B61K9/08 B60M1/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к дистанционным измерительным системам и предназначено для использования в составе систем обеспечения безопасности эксплуатации тягового подвижного состава как посредством анализа диагностических данных на стационарном оборудовании линейных постов мониторинга, так и при использовании в составе бортовых устройств локомотивов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Современный подход к разработке и конструированию объектов инфраструктуры технических объектов, связанных с реализацией ответственных технологических процессов, предусматривает использование встроенных средств диагностирования и мониторинга блоков и компонентов, в том числе, средств рабочего диагностирования и непрерывного мониторинга. Это позволяет создавать высоконадежные и безопасные управляющие системы. Такую же цель преследуют и разработчики систем управления в транспортном комплексе.

Следует отметить, что обозначенный подход находит отклики уже не первый год в электронике: например, в технологии System on a Chip (SoC). Степень интеграции приборов для мониторинга в данном случае напрямую связана с «глубиной» диагностирования.

На железных дорогах постсоветского пространства системами непрерывного мониторинга в настоящее время достаточно полно оборудуются объекты железнодорожной автоматики и телемеханики. Однако на качество перевозочного процесса в большей степени влияют другие объекты железнодорожной инфраструктуры – верхнее строение пути и устройства электрификации и энергоснабжения. Отказы элементов их конструкции ввиду отсутствия какого-либо резерва приводят к продолжительным перерывам в движении поездов. По этой причине актуальным является внедрение систем удаленного непрерывного мониторинга данных конструкций и сооружений.

До сих пор системы диагностирования, используемые для задач определения технического состояния устройств электрификации и энергоснабжения, носили фрагментарный характер. Целый ряд из них строится на оптоэлектронных средствах, которые имеют функциональные недостатки, и размещаются, в большинстве случаев, на специализированном подвижном составе. Диагностирование с использованием таких средств носит спорадический характер, а диагностические циклы имеют крайне низкую периодичность в связи с малым количеством передвижных лабораторий.

Известен бесконтактный способ контроля технического состояния железнодорожной контактной сети, заключающийся в оценке износа и провиса проводов по результатам их видеосъемки (патент РФ №2066645, МПК В61К9/08, публикация 1996 г.). Основной недостаток данного способа – крайне низкая точность и достоверность получаемых оценок, обусловленная малым пространственным разрешением видеокамеры и зашумленностью формируемого изображения.

Известен способ контроля степени износа контактного провода, заключающийся в применении матричных вихретоковых преобразователей, размещаемых на токосъемной лыже вагона-лаборатории (патент РФ №2108936, МПК В61К9/08, публикация 1998 г.). Основными недостатками данного подхода являются: невозможность оценки износа двухпроводной контактной сети и значительные сложности по интерпретации и привязке к местности результатов электромагнитных измерений сечения провода.

Известно устройство для замера и регистрации износа контактного провода, содержащее установленные на токоприемнике тяговой подвижной единицы кронштейны с линейным осветителем контактного привода. Они расположены вдоль полоза токоприемника и соединены с выходом источника питания. Система содержит сборку светоприемников, а также блок обработки и индикации информации. В качестве светоприемников использованы установленные в один ряд параллельно полозу токоприемника и линейному осветителю телевизионные камеры с объективами, светофильтрами и линейными многоэлементными фотоприемными устройствами со схемами управления. Объектом наблюдения каждой телекамеры при движении вагона-лаборатории является светящаяся полоса на контактном проводе, при этом ширина площадки износа определяется числом ячеек камеры, имеющих повышенную относительно соседних элементов яркость (патент РФ №2120866, В60М1/12, В60М1/13, публикация 1998 г.).

Известен способ контроля состояния контактного провода, заключающийся в том, что контактный провод засвечивают оптическим устройством, смонтированным на токоприемнике тягового подвижного состава, при этом, регистрируют высоту контактного провода. С помощью оптического устройства также регистрируют динамику деформации контактного провода – его упругую линию (провис) при движении транспортного средства. Это реализуется путем сравнения фактической величины момента инерции исследуемого сечения (исходя из высоты контактного провода, замеренной при помощи оптического устройства) с расчетной величиной момента инерции того же сечения, полученного в результате замеров упругой линии провода (провиса) (патент РФ №2134203, МПК B60M1/12, публикация 1999 г.).

Известен способ контроля состояния контактного провода, осуществляемый устройством, содержащим закрепленное на токоприемнике основание с установленной на нем оптической системой. Устройство состоит из датчика, включающего в себя источник и приемник светового излучения (они расположены по разные стороны от контактного провода). Основание закреплено посредством рычажной системы с исключением непосредственного контакта с контактным проводом, а установленная на нем оптическая система включает в себя ряд датчиков, размещенных вдоль оси контактного провода. Каждый датчик представляет собой систему из двух излучателей, расположенных по разные стороны от контактного провода и выполненные с возможностью формирования световых лучей малой расходимости, и двух приемников светового излучения.

Известен способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов, включающий съемку контактной сети посредством тепловизионного сканера, установленного на крыше движущегося в составе поезда вагона. Сканер позволяет формировать изображение контактной сети с помощью компьютерных средств, а также анализ неоднородности температурного поля каждого провода. На данном изображении выделяются участки, характеризующиеся повышенной температурой каждого контактного провода по отношению к заданным температурным пределам. По ним выявляют степень локального износа контактной сети и определяют на местности места локального повышенного износа проводов контактной сети, подлежащих замене (патент РФ №2264930, МПК B60M1/12, G01N3/56, публикация 2005 г.).

Известна система контроля параметров контактной сети железной дороги, которая размещена на оборудованном механизмом пантографе самоходной подвижной единицы железнодорожного транспорта. Она содержит датчик высоты подвеса контактного провода, датчик положения контактного провода в плане, датчик температуры окружающего воздуха, источник питания, блок сбора и передачи сигналов, пульт управления, устройство для определения положения контактного провода в плане с размещенными в нем n датчиками положения контактного провода (патент РФ №68977, МПК B60M1/12, публикация 2007 г.).

Оценка состояния контактной сети с помощью вагона-лаборатории дает возможность в процессе проезда вагона по линии обеспечить измерение высоты подвески контактного провода, его износа, нажатие полоза токоприемника на контактный провод, напряжение в контактной сети.

Как уже было отмечено, недостатком известных систем контроля состояния контактной сети с помощью вагонов-лабораторий является то, что эти измерения носят периодический характер, характеризуемый коротким временем наблюдения, что, в том числе, не обеспечивает возможность наблюдения за напряженно-деформированным состоянием элементов контактной сети.

Для обнаружения на ранней стадии изменений состояния элементов контактной сети необходим непрерывный контроль ее элементов.

Известно устройство для определения усилия растяжения троса. Конструкция устройства снабжена двумя упругими элементами с тензорезисторами, закрепленными на тросе. При приложении усилия растяжения к тросу последний удлиняется и косвенно воздействует на упругие элементы с тензорезисторами, выходной сигнал которых пропорционален усилию растяжения (патент РФ №1497467, МПК7: G01L5/10 G01L5/04, публикация 1989 г.). Известно устройство для измерения силы натяжения в канатах. Конструкция устройства предполагает расположение между прядями каната и состоит из корпуса в виде стакана (цилиндра), в который вставлен воспринимающий механизм. При натяжении каната цилиндр, перемещаясь относительно корпуса, создает воздействие на чувствительный элемент, выполненный на основе пьезоэлемента. Выходной сигнал пьезоэлемента пропорционален силе натяжения каната (патент РФ №1481606, МПК7: G 01 L 5/10, публикация 1992 г.).

Известна система контроля и диагностирования параметров контактной сети железной дороги (СДУМ КС), которая размещена непосредственно на элементах контактной сети. Датчики данной системы установлены на несущем тросе и контактном проводе непосредственно за роликами блоков устройств компенсации и/или над гирляндами грузов компенсатора, размещенных на анкерных опорах контактной сети. Предложенный способ непрерывного во времени автоматизированного контроля состояния элементов контактной сети основан на использовании вибродиагностики, а датчики которые лежат в основе сенсорной части – это акселерометры (патент РФ №2444449, МПК B60M1/12, публикация 2010 г.).

Все приведенные способы непрерывного мониторинга, однако, не позволяют оценить усилие натяжения проводов и тросов контактной сети в режиме реального времени, или потребуют внесения конструктивных изменений в объект контроля.

Известен способ для контроля углов наклона опор Ковалев А.А.(RU), Галкин А.Г. (патент РФ №2340476, МПК B60M1/20, публикация 2008 г.). Для измерения величины угла наклона опоры используют строительный уровень, на котором размещена веб-камера таким образом, чтобы фокус веб-камеры был постоянно направлен на край направляющей, находящийся со стороны нулевой отметки линейки, а веб-камера соединена с компьютером. По второму варианту изобретения на строительном уровне размещена веб-камера таким образом, чтобы горизонтальный пузырьковый уровень постоянно полностью присутствовал в кадре веб-камеры, которая соединена с компьютером. Технический результат при использовании предложенных устройств заключается в повышении точности замеров благодаря фиксированию показаний линейки и положения пузырька в горизонтальном пузырьковом уровне с помощью съемок веб-камерой. Очевидно, что данный способ не позволяет получить высокую точность измерений, а наличие оптических приборов существенно уменьшает надежность описанного подхода.

Известно устройство авторов Валюкевича Ю.А., Алепко А.В., Яковенко Д.М., Еремеева А. В. (патент РФ №2487327, МПК: G 01 L 5/10, публикация 2013г.), которое как и последующее изобретение имеет общий подход к измерению усилий натяжений, основанный на непосредственном измерении именно усилия.

Известна система контроля и диагностики параметров контактной сети железной дороги, которая размещена непосредственно на элементах контактной сети. Датчики данной системы установлены на несущем тросе и контактном проводе непосредственно за роликами блоков устройств компенсации и/или над гирляндами грузов компенсатора, размещенных на анкерных опорах контактной сети. Предложенный способ непрерывного во времени автоматизированного контроля состояния элементов контактной сети основан на использовании тензометров (патент РФ №2631891, МПК B60M1/12, публикация 2017 г.).

В данном случае оба варианта способов, использованных в системах мониторинга, обладают возможностью контроля только одного параметра – усилия в проводах и тросах. Кроме того, известные системы не только не обеспечивают возможность непрерывного мониторинга состояния объектов контактной сети, но, что более важно, не дают возможность оперативного прогнозирования возможности аварийных ситуаций.

СУЩНОСТЬ

Настоящее изобретение предназначено для устранения указанного и других недостатков уровня техники, а также для достижения технического результата, заключающегося в повышении уровня автоматизации принятия решений, снижения числа ложных оповещений о возможности возникновения аварийной ситуации, что существенно снижает ущерб от отказов систем и оборудования контактной сети, а также повышает производительность труда оперативного и технического персонала за счет отсутствия необходимости постоянного слежения за ситуацией и снижения объемов необоснованных технических работ.

Кроме того, основные принципы изобретения, а также его варианты реализации могут быть использованы также и для непрерывного мониторинга состояния объектов инфраструктуры рельсового и другого транспорта, например, троллейбусной контактной сети.

Указанный технический результат достигается тем, что система для непрерывного мониторинга состояния контактной сети рельсового транспорта, содержащая датчики физических параметров подвески, распределенные по крайней мере на одном анкерном участке контактной сети, блок сбора информации, формируемой датчиками, блок обеспечения обработки информации, собранной блоком сбора информации и блок оповещения персонала об аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке, где блок сбора информации и блок обеспечения обработки информации выполнены подключёнными по цепям питания, по крайней мере, к одному блоку бесперебойного питания, блок обеспечения обработки информации выполнен бесперебойно подключенным к блоку сбора информации, и выполнен обеспечивающим обработку информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и, при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации, формируется оповещение об аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на мобильные устройства оперативного персонала, ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок.

Технический результат также достигается тем, что оповещение об аварийной ситуации пересылается по беспроводной сети передачи данных.

Технический результат также достигается тем, что система содержит концентратор информации, выполненный собирающим оповещения об аварийной ситуации и передающим оповещения об аварийной ситуации к сетям бесперебойной передачи данных.

Технический результат также достигается тем, что блок обеспечения обработки информации содержит счетно-решающее устройство, обрабатывающее информацию.

Технический результат также достигается тем, что концентратор информации выполнен получающим данные от блока обеспечения обработки информации, передающим информацию к счетно-решающим устройствам, и сбор информации от счётно-решающих устройств, совместно функционирующих в режиме туманных вычислений.

Технический результат также достигается тем, что блок обеспечения обработки информации выполнен обеспечивающим обработку информации с использованием самообучающейся системы, выполненной обеспечивающей принятие решения по данным датчиков с учетом обобщения показаний датчиков, предшествующих аварийной ситуации, зафиксированной персоналом.

Технический результат также достигается тем, что блок обеспечения обработки информации выполнен обеспечивающим формирование оповещения об аварийной ситуации при заранее заданных показаниях по крайней мере одного из датчиков или при по крайней мере одном заранее заданном сочетании показаний заранее заданных датчиков.

Технический результат также достигается тем, что заранее заданные показания датчиков характеризуются диапазоном значений.

Технический результат также достигается тем, что блок сбора информации выполнен с возможностью сбора информации с датчиков токоприемника транспортного средства, находящимся под контактной сетью анкерного участка.

Технический результат также достигается тем, что самообучающаяся система выполнена с возможностью обобщения показаний датчиков не-скольких анкерных участков.

Технический результат также достигается тем, что система дополнительно выполнена с возможностью формирования запрещающего сигнала светофора, установленного на въезде на участок, включающий в себя анкерный участок, при заранее заданных сочетаниях данных с датчиков.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики натяжения, расположенные вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики вибрации, расположенные вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

Технический результат также достигается тем, что датчиками натяжения являются датчики натяжения контактного провода.

Технический результат также достигается тем, что датчиками натяжения являются датчики натяжения несущего троса.

Технический результат также достигается тем, что система дополнительно содержит датчики натяжения тросов грузовых компенсирующих устройств, по числу используемых тросов.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики температуры контактного провода, установленные, по крайней мере, вблизи датчиков натяжения контактного провода.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики тока, протекающего через контактный провод и датчики тока, протекающего через несущий трос.

Технический результат также достигается тем, что инклинометры распределены по контактному проводу с возможностью определения величины отжатия, а блок обеспечения обработки информации выполнен с обеспечением определения значения отжатия по показаниям инклинометров.

Технический результат также достигается тем, что система выполнена с возможностью дистанционного считывания показаний произвольных датчиков по запросу удаленного пользователя.

Технический результат также достигается тем, что система выполнена оповещающей удаленный персонал при отказе блока обеспечения обработки информации или блока сбора показаний датчиков.

Технический результат также достигается тем, что система выполнена с возможностью проверки достоверности показаний датчиков и исключения, при формировании решения показаний датчиков с недостоверными показаниями.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики направления и силы ветра.

Технический результат также достигается тем, что система содержит датчики обледенения контактного провода.

Технический результат также достигается тем, что система содержит тензометры и инклинометры, причем достоверность показаний инклинометров перепроверяется по показаниям тензометров.

Также технический результат достигается тем, что способ непрерывного мониторинга состояния контактной сети рельсового транспорта, заключающийся в том, что собирают информацию с датчиков физических параметров подвески, распределенных по крайней мере на одном анкерном участке контактной сети, обеспечивают обработку собранной информации с обеспечением возможности определения наличия аварийной ситуации по результатам обработки информации и оповещают персонал о выявленной аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке, при этом обеспечивается обработка собранной информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и, при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации, формируется оповещение об аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на мобильные устройства оперативного персонала, ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок.

Технический результат также достигается тем, что обеспечивают обработку информации с использованием системы туманных вычислений с использованием вычислительных устройств, прямо или косвенно подключенных по сетям передачи данных к датчикам физических параметров в бесперебойном режиме.

В частных случаях реализации способа могут использоваться признаки в которых применяются элементы предложенной системы и выполняемые ими функции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из прочтения последующего описания осуществления изобретения.

Предложенные изобретения иллюстрируются чертежами:

ФИГ. 1 иллюстрирует примерный вариант системы, описываемой в настоящем изобретении;

ФИГ. 2 иллюстрирует примерный вариант установки элементов конструкции описываемой системы;

ФИГ. 3 иллюстрирует примерный вариант установки датчика тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр);

ФИГ. 4 иллюстрирует примерный вариант структурной схемы блока сбора (и передачи) информации с датчиками описываемой системы.

ФИГ. 5 иллюстрирует пример компьютерной системы общего назначения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Объекты и признаки настоящего изобретения, способы для достижения этих объектов и признаков станут очевидными посредством отсылки к примерным вариантам осуществления. Однако настоящее изобретение не ограничивается примерными вариантами осуществления, раскрытыми ниже, оно может воплощаться в различных видах. Сущность, приведенная в описании, является ничем иным, как конкретными деталями, обеспеченными для помощи специалисту в области техники в исчерпывающем понимании изобретения, и настоящее изобретение определяется только в объеме приложенной формулы.

Используемые в настоящем описании изобретений термины «компонент», «элемент», «система», «модуль», «часть», «блок», «комплект» и подобные предназначены (используются) для обозначения вычислительных сущностей, в частности, компьютерных сущностей (вычислительных сущностей, сущностей или объектов, связанных с вычислительным устройством, например, компьютером, компьютеризированным устройством, автоматизированным устройством и т.д.), которые могут являться аппаратным обеспечением, оборудованием (например, устройством, инструментом, аппаратом, аппаратурой, составной частью устройства, в частности, процессором, микропроцессором, печатной платой и т.д.), программным обеспечением (например, исполняемым программным кодом, скомпилированным приложением, программным модулем, частью программного обеспечения и/или кода и т.д.) или микропрограммой (прошивкой от англ. firmware). Так, например, модуль (компонент и т.д.) может быть процессом, выполняющимся (исполняющимся) на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, программой, функцией, методом, библиотекой, подпрограммой и/или вычислительным устройством (например, микрокомпьютером или компьютером) или комбинацией программного или аппаратного обеспечения. В качестве иллюстрации: как приложение, запущенное на сервере, может быть компонентом или модулем, так и сервер может быть компонентом или модулем. По крайней мере, один компонент может находиться (располагаться) внутри процесса. Модуль (компонент и т.д.) может располагаться на одном вычислительном устройстве (например, компьютере) и/или может быть распределен между двумя и более вычислительными устройствами. Так, например, в частном случае приложение (например, модуль, компонент и т.д.), может быть представлено серверным модулем (серверной частью) и клиентским модулем (клиентской частью). В частном случае, клиентский модуль устанавливается, по крайней мере, на одно вычислительное устройство, а серверный модуль устанавливается на второе вычислительное устройство, с которого, в частном случае, производится управление, контроль настройка и т.д. первого вычислительного устройства (и/или его составных модулей (компонентов, частей и т.д.)).

Описываемые в настоящем изобретении элементы системы (датчики, блоки, компоненты, комплекты, модули, устройства, серверы, концентраторы и т.д.) могут быть связаны между собой тем или иным известным в настоящее время или изобретенным позднее прямым (например, посредством клемм и/или проводов, пайки, клепки и т.д.) или косвенным способом (посредством промежуточных модулей, устройств и т.д., включая различного рода преобразователи, в частности, преобразователи/конверторы информации, в том числе, данных в аналоговом виде, цифровом виде или в любом другом известном виде данных (информации)), например, посредством проводной связи, беспроводной связи, посредством различного типа разъемов (в частности, электрический соединитель), соединений, сочленений и т.д.

Упомянутый в описании обмен данными между элементами системы (датчиками, блоками, компонентами, комплектами, модулями, устройствами, серверами, концентраторами и т.д.) может осуществляться с использованием, по крайней мере, одного интерфейса, реализующего стандартный или специальный протокол передачи передачи (и приема) данных, например, дуплексный обмен данными по физическому каналу данных или протокол пакетной передачи данных, такой как протокол управлением передачей данных в сети Интернет.

В частном случае описываемые в настоящем изобретении элементы системы (датчики, блоки, компоненты, комплекты, модули, устройства, серверы, концентраторы и т.д.) могут быть связаны между собой любым известным (или изобретенным позднее) видом (способом, типом) проводной связи (например, посредством USB-интерфейса (интерфейс универсальнйо последовательной шины данных), интерфейса стандарта RS-232/COM-порта, интерфейса PCI Express, CAN, RS-485 и т.д.) и/или беспроводной связи (например, Bluetooth®, Wi-Fi, мобильной сотовой связи (GSM), в том числе 3G, 4G, LTE, в частности, в диапазонах 850/900/1800/1900 MГц, спутниковой связи, транкинговой связи и каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующие сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, ZigBee, LoRa и т.д.), в частности, с использованием, по крайней мере, одного модуля (проводной и/или беспроводной) связи, в том числе, с передачей данных по нелицензируемым протоколам в допустимом диапазоне частот.

На ФИГ. 1 показан примерный вариант системы, описываемой в настоящем изобретении.

Описываемая в настоящем изобретении система может включать, по крайней мере, один датчик 118 физических параметров, предназначенный для прямого или косвенного измерения физических параметров, формирующий данные, передаваемые с использованием проводного и/или беспроводного физического канала и т.д.) связи, по крайней мере, в один блок 102сбора и передачи информации. Также, описываемая система может содержать, по крайней мере, один локальный сервер, используемый в качестве концентратора линейного поста 111, связанный с использованием проводного и/или беспроводного (типа, вида, способа и т.д.) связи, по крайней мере, с одним блоком сбора (и передачи) информации 102 и/или промежуточным сервером (промежуточным концентратором) 121, также являющимся частью описываемой системы, и/или центральным сервером (единым концентратором информации) 131, также являющимся частью описываемой системы. Промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 системы может быть связан с центральным сервером (единым концентратором информации) 131 и/или, по крайней мере, с одним блоком сбора (и передачи) информации 102,

Описываемая в настоящем изобретении обработка данных может осуществляться с использованием системы облачных вычислений (англ. cloud computing). В частном случае, центральный сервер (единый концентратор информации) 131 может являться «облачным» сервером (cloud server), т.е. может быть представлен (общим) фондом конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам, причем используемым «облаком» может являться частное облако (англ. private cloud), публичное облако (англ. public cloud), общественное облако (англ. community cloud), гибридное облако (англ. hybrid cloud). Стоит отметить, что облачный сервер, как правило, является услугой на базе облачных технологий, предоставляющей доступ к серверным ресурсам компании-провайдера, и является мощной физической и/или виртуальной инфраструктурой, выполняющей приложения и обработку информации (с использованием приложений), и/или служащая хранилищем обрабатываемой информации, причем облачный сервер, как правило, создается с использованием программного обеспечения виртуализации, позволяющего использовать физический сервер в качестве нескольких виртуальных серверов, являющихся, в частном случае, являющихся полными аналогами физических серверов.

Стоит также отметить, что блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131, датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 могут быть связаны между собой, по крайней мере, одним проводным или беспроводным видом (типом, способом и т.д.) связи, в том числе, например, для увеличения надежности и/или скорости обмена данными (информацией) между ними.

Более подробно блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131, датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 описаны в рамках настоящего изобретения. Стоит отметить, что, в частном случае, блоки сбора (и передачи) информации (102), датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131, вычислительные устройства операторов (пользователей) 141, могут обрабатывать данные, формируемые (и переданные) датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, или не осуществлять обработку сформированных датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118. В частном случае, блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131 могут передавать (отправлять) на другие элементы описываемой системы (блоки, модули, устройства и т.д.) и получать (принимать) информацию (данные) от других элементов описываемой системы, например, таких, как датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131, в обработанном и/или не обработанном виде (до (в частности, без) обработки и/или после обработки), и/или частично обработанном виде. Стоит также отметить, что, в частном случае, блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131 могут обрабатывать данные, Так, например, часть упомянутых данных (переданных с датчиков, блоков, серверов и т.д.) может быть обработана, а часть данных может быть не обработана (элементами системы, включая датчики, блоки, серверы и т.д.), например, при отсутствии аварийной ситуации данные могут не обрабатываться, а в случае аварийной ситуации данные могут быть обработаны полностью или частично, например, данные с одних типов датчиков (в частности, зарегистрировавших показания, соответствующие аварийной ситуации), блоков, серверов и т.д. могут быть обработаны, а часть данных или все данные с других датчиков (например, зарегистрировавших показания, не соответствующие аварийной ситуации), блоков, серверов и т.д. могут быть не обработаны элементами системы (датчиками, блоками, серверами и т.д.)), показанной на ФИГ. 1.

В частном случае, элементы описываемой системы (и/или части элементов системы), в частности, изображенные на ФИГ. 1 (ФИГ. 2, ФИГ. 3, ФИГ. 4 и т.д.), или, по крайней мере, часть таких элементов системы (и частей элементов системы) могут быть объединены в одноранговую, иерархическую и другие типы сетей (в частности, проводных и/или беспроводных), В частном случае, когда информация (данные), подлежащая обработке (зарегистрированная или полученная, по крайней мере, одним элементом описываемой системы), может концентрироваться (в частности собираться) и обрабатываться на центральном сервере (едином концентраторе информации) 131, в частности, локальными или облачными системами, не образующими систему туманных вычислений, либо с использованием системы туманных вычислений, которая расширяет или заменяет систему облачных вычислений, распределяя функции физических вычислительных блоков и устройств по оконечным устройствам системы, устройствам, которые могут подключаться к системе и отключаться от нее. . Если центральный сервер (единый концентратор информации) 131 недоступен, то, по крайней мере, один блок сбора (и передачи) информации 102, локальный сервер (концентратор линейного поста) 111, промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 и, в частном случае, блок обеспечения обработки информации, могут передавать (в частном случае, переадресовывать) данные в другие элементы описываемой системы, обладающие функционалом обработки данных, в частности, вычислители, например, счетно-решающие устройства.

Стоит отметить, что, по крайней мере, один элемент описываемой системы, примерный вариант, который изображен на ФИГ. 1, например, датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, блоки сбора (и передачи) информации (102), локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121, центральный сервер (единый концентратор информации) 131 и т.д., или, по крайней мере, одна часть таких элементов, в том числе блок обеспечения обработки информации, может содержать счетно-решающее устройство, обрабатывающее информацию (данные).

Стоит отметить, что описываемая система может осуществлять дистанционное считывание показаний произвольных датчиков (описываемых в рамках настоящего изобретения) по запросу удаленного устройства (пользователя), в том числе включая, с использованием вычислительных и устройств операторов (пользователей) 141. Вычислительные устройства операторов могут быть представлены в виде портативных ЭВМ, коммуникаторов или других устройств, снабженных средствами ввода и отображения информации и подключенных к сетям связи.

Описываемая система, в автоматическом режиме, производит анализ полученных результатов измерений и выдает (в частном случае, передает, например, с использованием проводной и/или беспроводной сети (способов связи и т.д.)) оперативному персоналу оповещения (в частности, извещения (сообщения)) об аварийных и предаварийных ситуациях (как на стационарные автоматизированные рабочие места, так и на мобильные). Кроме того, система может формировать оповещения для персонала подвижного состава или даже вырабатывать управляющие воздействия на подвижной состав, согласно сценариям, соответствующим возможных аварийным ситуациям. Примером такого сценария является опускание токоприемника при проходе в зоне нарушения верхнего габарита (обрыв мерной струны), либо активация экстренного торможения, при обрыве несущего троса и контактного провода.

Стоит отметить, что в частном случае, описываемая система может осуществлять формирование запрещающего сигнала светофора, установленного на въезде на участок, включающий в себя анкерный участок, при заранее заданных сочетаниях данных с датчиков.

Описываемые в настоящем изобретении данные, содержащие информацию, передаваемые, по крайней мере, одним элементом описываемой системы, могут иметь различный формат, например, являться сообщениями, оповещениями, извещениями, закодированной (зашифрованной) информацией и т.д. Так, оповещения (в частном случае, сообщения), например, об аварийных ситуациях, предаварийных ситуациях, информационные сообщения и т.д. могут быть переданы (по крайней мере, одним из элементов описываемой системы) по проводной и/или беспроводной сети передачи данных. Стоит также отметить, что упомянутые оповещения (сообщения и т.д.) могут быть предъявлены пользователям (в частности, операторам, например, операторам вычислительных устройств операторов (пользователей) 141, включая, но не ограничиваясь, автоматизированные рабочие места, мобильные устройства и т.д.) с использованием средств (модулей, устройств и т.д.) визуализации информации, например, на дисплеях (мобильных) устройств. Также упомянутые оповещения могут быть предъявлены пользователю звуковыми, и/или световыми и т.д. способами с использованием соответствующих устройств и модулей (например, динамиков (громкоговорителей), ламп, светодиодов и т.д.).

По крайней мере, один элемент описываемой системы может являться концентратором информации, выполненным получающим данные (информацию), например, с использованием проводных или беспроводных сетей, по крайней мере, от одного элемента описываемой системы, в частности, выполненным собирающим оповещения об аварийной ситуации и передающим оповещения об аварийной ситуации к сетям (бесперебойной) передачи данных (с использованием которой, в частном случае, они могут быть переданы другим элементам описываемой системы или элементам, которые могут быть связаны с описываемой системой и ее элементами, например, внешние серверы и т.д.). В частном случае, упомянутый концентратор информации выполнен получающим данные, по крайней мере, от одного элемента описываемой системы, например, от блока обеспечения обработки информации, передающим информацию к счетно-решающим устройствам, и осуществляющим сбор информации от, по крайней мере, одного элемента описываемой системы, в частности, от счётно-решающих устройств, совместно функционирующих в режиме туманных вычислений. В частном случае, по крайней мере, один элемент описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации 102 (блок обеспечения обработки информации и т.д.) может осуществлять обработку информации с использованием самообучающейся системы, способной принимать решения по данным, по крайней мере, одного датчика (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 с учетом обобщения показаний такие датчиков, в частности, предшествующих аварийной ситуации, например, зафиксированной персоналом (или, в частном случае, по крайней мере, одним элементом описываемой системы с использованием соответствующих программных алгоритмов, в том числе самообучающихся алгоритмов, включая, но не ограничиваясь, использованием нейронных сетей, самообучающихся систем, систем искусственного интеллекта и т.д.). Упомянутая самообучающаяся система может осуществлять обобщение показаний описываемых в настоящем изобретении датчиков нескольких анкерных участков. Самообучающаяся система, в частном случае, при подтвержденном возникновении аварийной ситуации, осуществляет анализ предшествующих показаний датчиков (описываемых в рамках настоящего изобретения) и осуществляется накопление соответствующих данных, построение и накопление связей.

Описываемая система также может осуществлять оповещение удаленных пользователей (персонал) при отказе, по крайней мере, одного элемента описываемой системы, например, блока сбора (и передачи) информации (блока обеспечения обработки информации) и т.д. Причем оповещение может осуществляться блоком оповещения персонала об аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке.

Контактная сеть с контактной подвеской (подвеской) может включать провода, например, контактный провод 203, несущий трос 206, усиливающий провод и пр., а также опоры, поддерживающие и фиксирующие устройства, гибкие и жесткие поперечины (консоли, фиксаторы), изоляторы и арматуру различного назначения.

Контактная сеть предназначена для работы на открытом воздухе и подвержена воздействию различных воздействий (факторов), например, климатических, таких как температура окружающей среды, влажность и давление воздуха, ветер, дождь, иней, гололед, солнечная радиация, содержание в воздухе различных загрязнений и т.д., а также на нее воздействуют (и происходят в ней) различные тепловые процессы, в частности, возникающие при протекании тягового тока по элементам сети, механические воздействия на них со стороны токоприемников, электрокоррозионные процессы, износ и др. Элементы контактной сети должны противостоять действию перечисленных воздействий (факторов) и обеспечивать высокое качество токосъема в любых условиях эксплуатации.

Описываемая система может осуществлять проверку достоверности показаний датчиков и исключения, при формировании решения показаний датчиков с недостоверными показаниями.

На ФИГ. 2 показан примерный вариант установки элементов конструкции системы.

Одной из задач настоящего изобретения является возможность осуществления диагностирования и удаленного непрерывного мониторинга железнодорожной контактной подвески, с целью производить обнаружение возникающих изменений в элементах контактной сети в непрерывном автоматическом режиме (на ранней стадии). При использовании системы, осуществляется мониторинг всех или части перечисленных ниже параметров:

- усилия натяжения и температуры проводов и тросов,

- перемещения грузов компенсирующих устройств (грузовых компенсирующих устройств, грузовых компенсаторов),

- углов наклона (по результатам может давать оценку динамического воздействия на опоры контактной сети (можно применять для оценки динамического воздействия на мачты светофоров)),

- фиксировать величину отжатия (а, тем самым, силу нажатия) на контактный провод при воздействии токоприемника подвижной единицы.

Наиболее близким из зарубежных аналогов по технической сущности является бортовая система обнаружения посторонних объектов в габарите контактной подвески, разработанная в "Исследовательско-технологическом центре (FTZ)" железных дорог Германии (DBAG). Она содержит три видеокамеры, смещенные относительно друг друга в горизонтальной плоскости, два компьютера, один из которых служит для сохранения видеоинформации, поступающей с частотой 10 изображений на одну камеру в секунду, что соответствует 30 Мбайт/с, а другой – для управления и анализа, а также прибор для измерения расстояния. В любом случае, необходимо больше одной камеры, чтобы из двухмерного изображения с помощью триангуляции получить третий размер, а именно – расстояние до наблюдаемых объектов.

Описываемая в настоящем изобретении система позволяет формировать и предоставлять персоналу объективную оценку данных о состоянии усилий натяжения, температуры проводов и тросов, перемещения грузов компенсирующих устройств, углов наклона и динамическом воздействии на опоры контактной сети (мачт светофоров), величине отжатия, силе нажатия на контактный провод при воздействии токоприемника подвижной единицы в режиме реального времени.

Описываемая система позволяет создавать возможности принятия своевременных превентивных ремонтных мероприятий по замене дефектных участков контактной сети и регулировке контактной сети.

Описываемая система также может быть реализована в виде интеллектуальной инфраструктуры, обладающей свойством самодиагностики для оценки состояния объектов и устройств электрификации и энергоснабжения тягового подвижного состава, причем данное свойство, в частном случае, заключается в непрерывном контроле и определении состояния элементов контактной сети железной дороги (например, проводов, тросов, опор и т.д.), в частности, путем интеграции в структуру данных элементов ряда датчиков (физических параметров, измерения (физических параметров)), в частности, диагностических датчиков, или является такой интеллектуальной инфраструктурой.

Описываемая система, в частности, осуществляющая (непрерывный) мониторинг железнодорожной контактной подвески (подвески) характеризуется описываемыми:

- блоками сбора и передачи информации, которые, в частном случае, являются устройствами сбора обработки и/или передачи информации, например, диагностической и другой информации, которая может быть зарегистрирована датчиками или являться результатом обработки информации, например, полученной, по крайней мере, от одного элемента описываемой системы, которые могут включать датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) или могут быть связаны с такими датчиками, в частности, могут быть подключенными к таким датчикам, и блоки сбора (и передачи) информации проводят (осуществляют) периодический опрос упомянутых датчиков и/или непрерывно поучают информацию (данные) от таких датчиков, причем упомянутые датчики (а также, в частном случае, блоки, включающие такие датчики) также могут являться (могут быть реализованы) устройствами. Блоки сбора (и передачи) информации, в частности, устройства сбора (обработки и/или передачи) диагностической информации, которые могут являться или включать (содержать) тензометры, инклинометры, акселерометры, метеоприборы, позволяют осуществлять измерения, в том числе комплексные, и оценку состояния (в том числе, комплексную), по крайней мере, контактной подвески с проверкой вычислений (в том числе, с проверкой оценки), причем тензометры, инклинометры, акселерометры, метеоприборы также могут быть выполнены с возможностью осуществлять измерения, в том числе комплексные, и оценку состояния (в том числе, комплексную), по крайней мере, контактной подвески с проверкой вычислений (в том числе, с проверкой оценки);

- по крайней мере, одним блоком (модулем, устройством и т.д.) беспроводной передачи (и приема) информации (данных) с использованием беспроводного соединения (беспроводной сети, в частности, радиочастотной сети), например, являющимся беспроводным трактом передачи данных, по крайней мере, на один промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 и, по крайней мере, на один локальный сервер (концентратор линейного поста, концентратор линейных постов (мониторинга)) 111;

- по крайней мере, одним блоком (модулем, устройством и т.д.) проводной передачи (и приема) информации (данных) с использованием проводного соединения (проводной сети), например, являющимся, проводным трактом связи, с объектами центральных постов и центров (мониторинга), в частности, являющиеся диспетчерскими пунктами, персонал которых использует устройства пользователя (устройства взаимодействия с конечными пользователями), в том числе мобильными устройствами пользователя, причем упомянутый персонал осуществляет взаимодействие с устройствами пользователя, например, с целью получения информации, передаваемой, по крайней мере, с одного блока сбора (и передачи) информации 102;

- устройства взаимодействия с конечными пользователями, которые могут являться устройства пользователя (в том числе мобильные устройства пользователя), например, стационарные АРМы (автоматизированные рабочие места), АРМы, функционирующие по технологии «тонкий клиент» и разворачиваемые на любом мобильном устройстве (пользователя), например, на мобильных устройствах оперативного персонала.

В частном случае, контактная подвеска может состоять, по крайней мере, из одного контактного провода 203, подвешенного к поддерживающим устройствам опор, установленных на определенных расстояниях друг от друга, причем такие расстояния являются длинами пролетов.

Честным случаем контактной подвески является одинарная цепная контактная подвеска, которая состоит из несущего троса 206, подвешенного к поддерживающим устройствам, например к консолям, и одного или двух контактных проводов (203), присоединенных к нижним концам струн, установленных через определенные интервалы на несущем тросе 206.

Несущий трос 206 может быть размещен со значительной стрелой провеса, определяемом, по крайней мере, длиной пролета (например, 60-70 м) и нагрузкой от массы несущего троса 206 и подвешенного к нему контактного провода 203.

Одинарные и более сложные контактные подвески могут содержать, по крайней мере, один контактный провод 203.

В полукомпенсированной подвеске при изменении температуры окружающей среды (воздуха) и длительного тока, протекающего по контактным проводам (203) и нагревающего их, стрела провеса несущего троса 206 изменяется и вследствие этого изменяется стрела провеса, подвешенного к нему контактного провода 203. Хотя, в частном случае, натяжение контактного провода 203 остается неизменным, качество токосъема при крайне высоких и низких температурах окружающей среды может ухудшаться, поскольку стрелы его провеса (положительная и отрицательная) становятся весьма большими.

Контактные провода (203) соединены с несущим тросом 206 посредством струн.

В целях предотвращения продольного смещения контактного провода 203 всего анкерного участка и сокращения объемов разрушений при обрыве контактного провода 203 в середине анкерного участка полукомпенсированной подвески устраивают среднюю анкеровку, где контактный провод 203 соединен с несущим тросом 206 двумя ветвями наклонного троса.

Анкеровкой проводов является прикрепление проводов контактной подвески через включенные в них изоляторы и арматуру к анкерной опоре с передачей на нее их натяжения, причем анкеровкой проводов является некомпенсированная (жесткая) анкеровка или компенсированная анкеровка через компенсатор.

В настоящем изобретении датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) (118) могут являться любые описываемые в настоящем изобретении датчики, а также любые известные датчики и другие средства определения состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, в том числе, железнодорожного полотна, контактной подвески, железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, а также окружающей среды.

Контактная подвеска изолируется от заземленных элементов тарельчатыми или стержневыми изоляторами.

Подвеска разбивается на отдельные анкерные участки длиной, например, от 0.8 до двух километров, контактные провода (203) которых механически не связаны между собой. Контактный провод 203 в конце каждого участка закрепляют (анкеруют) на анкерных опорах, несущие тросы (206) могут анкероваться через определенные промежутки, например, через 5, 6, 7 и т.д. километров. При определенной температуре (например, при нормальных условиях) окружающей среды контактный провод 203 может быть расположен беспровесно с обеспечением необходимого и достаточного токосъема. При изменении температуры окружающей среды, как правило, изменяется длина несущих тросов (206) и контактных проводов (203), их натяжение и стрелы провесы, причем условия токосъема при этом ухудшаются. Для сохранения нормального токосъема обычно применяют несколько способов анкеровки несущих тросов (206) и контактных проводов (203) на анкерных опорах.

Подвеска, у которой несущие тросы (206) и контактные провода (203) крепятся к анкерной опоре жестко является некомпенсированной. В полукомпенсированной цепной подвеске несущий трос 206 анкеруется на анкерной опоре жестко, а контактный провод 203 через грузовые компенсаторы ((грузовые) компенсирующие устройства).

Средняя анкеровка позволяет уменьшить зону разрушения контактной сети при обрыве контактного провода 203 в любой части анкерного участка. Средняя анкеровка и (грузовые) компенсаторы при изменении температуры (например, окружающей среды) контактный провод 203 может осуществлять продольное перемещении вдоль (железнодорожного) полотна от средней анкеровки.

Грузовые компенсаторы, как правило, включают блок компенсатора, который состоит из ролика, укрепленного на вилке и вращающегося в шариковых подшипниках. Трехблочные грузовые компенсаторы позволяют иметь вес груза, в частном случае, составляющий 25 процентов от натяжения, которое должно быть создано в анкеруемых проводах. Грузы могут быть набраны из отдельных железобетонных элементов.

Для обеспечения продольного перемещения проводов компенсированной подвески при изменениях температуры (окружающей среды, проводов и т.д.), несущий трос подвешивают на (поворотных) консолях. Для устройства средней анкеровки одна консоль в середине анкерного участка может быть выполнена неповоротной и жестко закрепленной двумя оттяжками за соседние опоры, что создает среднюю анкеровку компенсированной подвески.

Стоит также отметить, что, по крайней мере, один блок описываемого изобретения (в частности, описываемой системы) может быть реализован устройством или являться частью устройства, и в частном случае, может быть выполнен с использованием единого корпуса и/или нескольких корпусов, в частности, соединенных между собой любым известным видом соединения.

Датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) (118) позволяют измерять усилие натяжения и температуру проводов и тросов, величину перемещения грузов компенсирующих устройств, углы наклона опор контактной подвески и позволяет дать оценку динамического воздействия на опоры контактной сети, фиксировать величину отжатия контактного провода, осуществлять передачу собранной информации и последующую оценку технического состояния элементов всей конструкции.

Стоит омтетить, что датчики (физических параметров, измерения (физических параметров)) (118) могут включать в себя блоки проводной или беспроводной связи (блоки передачи информации, передатчики информации, передающие устройства) и наряду с (вертикально направленными) антеннами и ретрансляторами образуют сеть передачи данных с распределенной топологией с возможностью реконфигурации при отключении или отказах блоки проводной или беспроводной связи, причем позволяют осуществлять хранение данных в связанных с ними хранилищах данных упомянутых датчиков.

Сбор и передачу информации о состоянии элементов контактной сети осуществляют посредством, по крайней мере, одного блока сбора (и передачи) информации 102, формируемой, по крайней мере, одним датчиком (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118 (ФИГ. 4), описываемыми в рамках настоящего изобретения описываемой системы (мониторинга), которые, в частном случае, стационарно размещены вдоль контактной сети по всей ее длине в специально выбранных для подключения местах. Передача данных, может осуществляться модулями передачи данных, например, являющимися частью, по крайней мере, одного блока, описываемого в рамках настоящего изобретения, в частном случае, осуществляется в разрешенном диапазоне частот (например, нелицензируемом).

Описываемая система может содержать датчики (измерений) подвески, которые могут быть распределены, по крайней мере, на одном анкерном участке контактной сети.

В качестве датчиков физических параметров, могут использоваться блоки измерения физических параметров 118 (ФИГ. 4), в том числе, могут использоваться датчики (усилия) натяжения 201 и/или датчики перемещения грузов компенсирующих устройств, и/или датчик контроля углов наклона опор 212, и/или датчик тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр) 313, и/или любой другой из датчиков, описываемых в рамках настоящего изобретения.

В частном случае, описываемая система может включать, по крайней мере, один датчик (усилия) натяжения 201 из датчиков (усилия) натяжений установленный на проводах и тросах (в частности, по крайней мере, на одном несущем тросе 206), например, с частотой опроса 1 Гц (1 раз в секунду), регистрирует изменения усилия натяжения (проводов и/или тросов).

В частном случае, датчиком (усилия) натяжения 201 натяжения является датчик натяжения контактного провода и/или (несущего) троса.

Описываемая система также может включать датчики натяжения тросов грузовых компенсирующих устройств, в частности, по числу тросов отдельных участков или отрезков тросов, использующихся в каждом из грузовых компенсирующих устройств.

Описываемая система может содержать датчики тока, протекающего через контактный провод, а также датчики тока, протекающего через несущий трос.

В частном случае, описываемая система может включать, по крайней мере, один датчик температуры 207, осуществляющий измерение температуры с заданной (предустановленной) периодичностью, например, раз в несколько минут, часов и т.д. (например, один раз в 15 минут или в 30 минут, или один раз в час и т.д.).

В частном случае места установки (в частности, места крепления), по крайней мере, одного датчика температуры 207 могут совпадать с местами установки (в частности, местами крепления) датчиков (усилия) натяжения (201). В частном случае, датчики температуры 207 (и/или датчики (усилия) натяжения (201)) могут быть установлены в местах с наибольшей плотностью тока.

Датчик температуры 207 может использоваться для измерения температуры контактного провода, несущего троса или температуры окружающей среды. Так, в частном случае датчик температуры 207 может являться датчиком температуры контактного провода, причем, в частном случае, такие датчики температуры контактного провода могут быть установлены, по крайней мере, вблизи датчиков датчик (усилия) натяжения (контактного провода). Также, датчик температуры 207 может являться датчиком температуры окружающей среды. Также, датчик температуры 207 может являться датчиком несущего троса.

Датчик температуры 207 может быть выполнен в виде активного или пассивного датчика температуры, например, может быть выполнен в виде датчика датчиком на базе ПАВ-технологии.

В частном случае, датчик температуры контактного провода позволяет установить (зафиксировать) изменение контактного провода, например, износ, в частности, со снижением толщины такого контактного провода, а датчик температуры несущего троса позволяет установить (зафиксировать) изменение несущего троса, например, износ, в частности, со снижением толщины такого несущего троса. Стоит отметить, что информация (в частности, зарегистрированные показания) с датчика температуры контактного провода и датчика температуры несущего троса могут быть сравнены с информацией датчика температуры окружающей среды с целью установления изменений несущего троса и контактного провода.

Если провод или трос изнашиваются или в нем возникает дефект или повреждение, то при том же протекающем токе повышается плотность тока и возникает повышение температуры, сопровождающее нагрев провода регистрируемое соответствующим датчиком температуры, информация о токе, протекающем через провод и температуре провода обрабатывается в системе, например, вычислительным блоком, предназначенным для слежения за состоянием проводов контактной сети или с использованием технологии туманных вычислений, и, при предельном износе или повреждении контактного провода система формирует оповещение о потенциальной аварийной ситуации. Оповещение передается оперативному персоналу или пользователю, ответственному за организацию работ для предотвращения аварийной ситуации. В частном случае, при недоступности соответствующего персонала, оповещение рассылается всем подключенным к системе пользователям. Датчик температуры контактного провода и датчик температуры несущего троса, в совокупности с датчиком температуры окружающей среды, позволяют более определить удельное тепловыделение троса или провода, соответственно, за счет сравнения температуры провода или троса и температуры окружающей среды.

Датчик температуры окружающей среды может быть интегрирован в метеостанцию, которая также может собирать данные о скорости ветра, интенсивности осадков и другую информацию, которая может использоваться, как сопутствующая для принятия решения об аварийной ситуации.

В частном случае, датчик температуры контактного провода и/или датчик температуры несущего троса, и/или датчик температуры окружающей среды могут быть объединены (в том числе в единый корпус). Так, метеостанция (в частности, в совокупности с датчиком температуры контактного провода и/или датчиком температуры несущего троса) позволяет (точно) установить тепловыделение троса или провода, соответственно, за счет сравнения температуры провода или троса и температуры окружающей среды.

В частном случае, описываемая система может включать датчики (измерения) направления и силы ветра, причем, в частном случае, по крайней мере, один из таких датчиков может являться частью метеостанции (метеоприбора).

Описываемая система также включает, по крайней мере, один датчик контроля целостности струн, соединяющих контактные провода (203) с несущим тросом 206.

В частном случае, описываемая система может включать датчики обледенения контактного провода, в частности, устанавливаемые на контактном проводе или (несущем) тросе, и которые могут быть использованы для установления факта обледенения контактного провода или (несущего) троса. В частном случае, при обледенении контактного провода или (несущего) троса, их натяжения может (существенно) увеличиться (или уменьшиться), в частности, за счет заклинивания роликов блоков устройств компенсации или (блоков устройств компенсации). Датчики обледенения формируют информацию (данные), которые могут быть обработаны, по крайней мере, одним элементом описываемой системы с целью выявления возможного упомянутого обледенения.

Содержащийся в описываемой системе датчик перемещений грузов компенсирующих устройств, выполненный на основе (с использованием), например, оптоэлектронного и/или радиоэлектронного устройства (которое, в частном случае, включает приемник и передатчик), фиксирует, например, с частотой опроса 10 Гц (10 раз в секунду) положение объекта мониторинга.

Контроль перемещения грузов компенсирующих устройств (грузовых компенсирующих устройств) может быть основан на (осуществлен с использованием) оптоэлектронных излучателях 210. При помощи активных оптических измерителей, установленных на разных уровнях анкерного кронштейна контактной подвески, определяется расстояние до верхних грузов 208 в гирляндах (гирляндах грузов). Второй вариант реализации основан на датчике с радиочастотной связью (радиочастотном датчике) 209. Данный датчик 209 расположен вдоль опоры по всей длине хода перемещения гирлянды, на гирлянде закрепляется метка 211, например, радиочастотная (пассивная и/или активная) метка (например, RFID-метка (от англ. Radio Frequency IDentification)). На каждой гирлянде метка 211 имеет уникальный идентификатор. При перемещении метки 211 вдоль датчика 209 определяется ее положение. В частном случае, для контроля перемещения грузов компенсирующих устройств может быть установлено по два датчика, например, по два оптоэлектронных (или радиоэлектронных) датчика на каждый комплект грузов.

В частном случае, описываемая система может включать, по крайней мере, один датчик вибрации, который может быть расположен вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

Датчик контроля углов наклона опор 212 фиксирует по двум осям углы наклона и дает оценку динамического воздействия на опоры контактной сети (данный датчик, в частности, устройство, может быть напрямую применен и для мониторинга углов наклона мачт светофоров).

Датчик тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр) 313, установленный на гибком фиксаторе, например, с частотой опроса 1 Гц, измеряет величину отжатия контактного провода (где отжатием является перемещение провода (вверх) под действием токоприемника).

Описываемая система может также включать акселерометры, которые могут использоваться для уточнения отжатия провода (в частности, регистрируемого датчиками тензометрии 313) или для выявления раскачки подвижного состава на (железнодорожном) полотне, в частности на искривленном полотне, полотне с дефектами.

Измеренные (датчиками) значения передаются, в частности, с использованием проводного соединения и/или беспроводного соединения (в частности, реализованным, по крайней мере, одним из известных интерфейсов), например, по каналу радиосвязи, в размещаемые на близлежащих станциях линейные пункты (в частности, являющиеся диспетчерскими пунктами, которые, в частном случае, могут быть меньше по размеру и включать меньше оборудования, по сравнению с центральными постами, и, в частном случае, осуществляют мониторинг, например, за одним-двумя (иногда больше) перегонами между (железнодорожными) станциями) описываемой системы (мониторинга). Кроме того, для снижения нагрузки на беспроводную сеть (радиочастотную сеть, беспроводной тракт) передачи данных может быть использован, по крайней мере, один промежуточный сервер (промежуточный концентратор, концентратор-ретранслятор) 121, например, являющиеся, базовыми станциями (Wi-Fi, мобильной сотовой связи (GSM), спутниковой связи, транкинговой связи и каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующие сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, и т.д.), роутером, точкой доступа и т.д. Количество и расположение таких серверов (концентраторов) зависят от конкретного объекта мониторинга и его специфики (топологии, профиля пути, видимости и пр.). Локальные серверы (концентраторы линейных постов, линейные концентраторы) 111 могут быть расположены по всей длине железнодорожного участка с периодичностью 15-20 км. Промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121 информации линейных пунктов обеспечивают сбор и анализ информации, по крайней мере, от одного датчика (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 и/или, по крайней мере, от одного блока сбора (и передачи) информации 102, и/или по крайней мере, от одного локального сервера (концентраторов линейных постов, линейных концентраторов) 111 с последующей передачей данных о состоянии элементов контактной подвески на верхний уровень иерархии (системы, сети и т.д.), например, на центральный сервер (единый концентратор информации) 131, в частности, если сеть является иерархической.

Доступ к информации, формируемой датчиками и/или хранящейся датчиками, по крайней мере, одним элементом описываемой системы (блоками, устройствами, модулями, серверами и т.д.), может быть осуществлен персоналом (пользователями), в частности, с использованием устройств пользователя (устройств взаимодействия с конечными пользователями), в том числе мобильными устройствами пользователя, например, с использованием различных сервисов, Web-приложений, Web-сайтов, приложений, систем (приложений, сервисов и т.д.) обмена, в том числе мгновенного обмена, сообщениями (например, с использованием клиентов (клиентских приложений), в том числе установленных на упомянутых устройствах пользователя.

Локальный сервер (концентратор линейных постов) 111, промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 и центральный сервер (единый концентратор) 131 информации могут являться или могут быть реализованы, по крайней мере, одним физическим или виртуальным (программным) сервером, в том числе виртуальным сервером, сервером сети, выделенным компьютером, облачным сервером и т.д.), причем такие серверы (концентраторы) могут быть оснащены (могут включать), по крайней мере, одним блоком (модулем) беспроводной передачи (и приема) данных 415 и/или блоком (модулем) проводной передачи (и приема) данных 416.

Описываемая система содержит блоки сбора (и передачи) информации 102, соединенные проводным или беспроводным интерфейсом с датчиками (усилия) натяжения 201, закрепленными на контактном проводе и/или непосредственно в разрыв на участках между коромыслом с изоляторами 205 и уравновешивающим блоком компенсатора 204, несущего троса 206 и контактного провода 203.

Датчик температуры 207, в частном случае, монтируется (непосредственно) на контактный провод 203, закрепленный в зажим.

Датчик контроля углов наклона опор 212, в частном случае, может быть выполнен (реализован) на основе двухосевого инклинометра. Датчик динамических характеристик (201), в частном случае, может быть реализован трехосевым акселерометром. В данном изобретении инклинометры могут быть распределены по контактному проводу с возможностью определения величины отжатия, вычисляемого на основании известности расстояния между инклинометрами и угла расположения контактного провода при воздействии на него токоприемника локомотива. По крайней мере один элемент описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации (блок обеспечения обработки информации и т.д.) выполнен с обеспечением определения значения отжатия по показаниям инклинометров (либо, по крайней мере, одного другого устройства, например, тензометра). В частном случае, достоверность показаний инклинометров перепроверяется (средствами, в частности, элементами, системы) по показаниям датчиков тензометрии.

Датчик тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр) 313, в частном случае, используется путем установки тензометрического датчика, закрепленного на гибком фиксаторе (как показано на ФИГ. 3). Данный датчик тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр) 313 может быть выполнен как привариваемый точечный датчик. Сбор и передачу информации осуществляют блоки сбора (и передачи) информации (102), соединенный проводным (или беспроводным – в зависимости от способа реализации) интерфейсом, по крайней мере, одним из описываемых датчиков. Одной из особенностей реализации измерений в описываемой системе (мониторинга) датчиком тензометрии 313 является то, что фиксируется непосредственно сила нажатия токоприемника на контактный провод. В первом приближении, сила нажатия токоприемника будет определять величину отжатия контактного провода.

Токоприемники транспортных средств могут участвовать в процессе обучения и принятия решений самообучающейся системой, способной принимать решения по данным, по крайней мере, одного датчика, устройств сбора (диагностической) информации и т.д. за счет измерения тока через токоприемник (например, с использованием датчиков тока, датчиков токоприемника и т.д.). При большом расхождении между токами в контактном проводе и несущем тросе и токами в токоприемниках (описываемой системой) может быть принято решение о коротком замыкании на землю или повышении тока утечки. В частном случае, ток утечки может повышаться в дождь (ливень, влажную погоду и т.д.), что является штатной ситуацией, либо ток утечки может повышаться в сухую погоду, что является нештатной ситуацией (в частности, аварийной или предаварийной ситуацией), и система, путем реализации функций по крайней мере одного элемента описываемой системы может отправить персоналу сообщение (оповещение и т.д.) о необходимости осуществления проверки, ремонта, отключения и т.д.

Упомянутыми транспортными средствами могут являться специализированные измерительные лаборатории, в частном случае, срок использования которых на одном участке (в частности, включающем в себя анкерный участок) существенно уменьшается (по времени и по периодичности). Так, например, одна измерительная лаборатория может быть использована на большем числе упомянутых участков.

На ФИГ. 3 показан примерный вариант установки датчика тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр).

Блоки сбора (и передачи) информации (102), в частности, являющиеся стационарными устройствами, устанавливаются в обозначенных точках на конструкциях железнодорожной контактной сети и могут размещаться по всей длине контактной подвески на консоли, а также в точках или на тросах средней анкеровки, несущем тросе 206 и контактном проводе, анкерных опорах и в районе средней анкеровки (состав (типы) и количество датчиков 201 также может быть уменьшен, например, в зависимости от требуемого объема диагностической информации для каждого анкерного участка).

ФИГ. 4 иллюстрирует примерный вариант структурной схемы блока сбора (и передачи) информации 102 с датчиками (201) описываемой системы.

В частном случае блок сбора (и передачи) информации 102 может включать корпус блока сбора (и передачи) информации 402.

Блок сбора (и передачи) информации 102 содержит блок бесперебойного питания (автономный источник питания) 414 или может быть подключен к такому блоку 414. Блок сбора (и передачи) информации 102 может содержать блок обеспечения обработки информации (или может быть связан с ним), осуществляющим обработку информации, полученной, по крайней мере, с одного датчика (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, причем блок обеспечения обработки информации может содержать, по крайней мере, один вычислительный модуль, в частном случае, являющийся микропроцессором, микроконтроллером, одноплатным компьютером, компьютером и т.д. и в частном случае может быть реализован (являться) вычислительным устройством.

В частном случае, блоки бесперебойного питания (автономный источник питания) 414, описываемые датчики, серверы (концентраторы, ретрансляторы, центральный сервер и т.д.) или другие элементы описываемой системы могут быть связан с солнечными батареями и/или солнечными панелями.

В частном случае, блок сбора (и передачи) информации 102 может являться блоком обеспечения обработки информации или его частью, причем блок обеспечения обработки информации может содержать, по крайней мере, один блок сбора (и передачи) информации 102.

Стоит отметить, что, по крайней мере, один блок описываемой системы (в том числе, серверы), например, блок обеспечения обработки информации выполнен бесперебойно подключенным к блоку сбора (и передачи) информации 102, и выполнен обеспечивающим обработку информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой описываемыми датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и, при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации, формируется оповещение об аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на (мобильные) устройства пользователей ((оперативного) персонала), ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок.

Стоит отметить, что, по крайней мере, один элемент описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации 102 (блок обеспечения обработки информации и т.д.) может быть выполнен обеспечивающим формирование оповещения об аварийной ситуации при заранее заданных показаниях, по крайней мере, одного из датчиков, описываемых в рамках настоящего изобретения, или при, по крайней мере, одном заранее заданном сочетании показаний заранее заданных таких датчиков, причем заранее заданные показания этих датчиков характеризуются диапазоном значений.

Блок сбора (и передачи) информации 102 может включать, микропроцессорный блок (микропроцессорное устройство) 417 для обработки информации, включая первичную аналого-цифровую, обработку информации. В частном случае реализации изобретения, по крайней мере, один микропроцессорный блок 417 может являться частью блока обеспечения обработки информации или может быть связан (в частности, подключен, соединен) с ним. Стоит также отметить, что такой микропроцессорный блок 417 может содержать, по крайней мере, один микропроцессор, микроконтроллер, одноплатный компьютер, компьютер и т.д. (и/или может быть реализовано, по крайней мере, одним из них). Блок сбора (и передачи) информации 102 также может содержать блок (модуль) беспроводной передачи (и приема) данных 415, в частности, являющийся комплектом беспроводной связи (радиопередатчиком, радио-приемопередатчиком), и блок (модуль) проводной передачи (и приема) данных 416, в частности, являющийся комплектом проводной связи (проводным интерфейсом ввода (и вывода) данных), причем блок проводной передачи (и приема) данных 416 связан с (закрепляемым на объекте мониторинга), по крайней мере, одним датчиком (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118, в частности, с комплектом датчиков, в зависимости от типа описанных в рамках настоящего изобретения измерений. Стоит отметить, что, по крайней мере, один датчик (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118, в частности, комплект датчиков может быть установлен отдельно от блока сбора (и передачи) информации 102 и, в частном случае, может быть соединен с ним(и) кабелем или может отправлять и принимать данные (в частности, в виде сигнала) с использованием беспроводного соединения (по беспроводному каналу связи) в зависимости от реализации настоящего изобретения.

Блок сбора (и передачи) информации 102 может осуществлять передачу данных, полученных (и в частности, накопленных и/или обработанных, как описано в рамках настоящего изобретения), по крайней мере, с одного датчика (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118 в промежуточные серверы (промежуточные концентраторы (данных, информации)) 121, в частности, размещаемые на близлежащей (железнодорожной) станции, посредством проводного (или беспроводного) способа связи на центральный сервер (в единый концентратор) 131 информации.

В частном случае, блок сбора (и передачи) информации 102 может осуществлять сбор информации, по крайней мере, с одного датчика токоприемника (в том числе, включая, но не ограничиваясь, датчик отжатия контактного провода (датчик тензометрии, тензометр) 313) транспортного средства, находящимся под контактной сетью анкерного участка.

Для контроля состояния усилий проводов и несущего троса 206 контактной сети на одном анкерном участке (между двумя соседними анкерными опорами) достаточно размещения от 4 (четырех) до 8 (восьми) датчиков (усилия) натяжения (201). Стоит отметить, что в частном случае, может использоваться, по крайней мере, один упомянутый датчик (усилия) натяжения 201. Для контроля температуры контактного провода на анкерном участке достаточно 2 (двух) датчиков температуры (207). Стоит отметить, что в частном случае, может использоваться, по крайней мере, один упомянутый датчик температуры 207. Для контроля углов наклона и вибраций опор на анкерном участке достаточно установить три датчика контроля углов наклона опор 212 и акселерометра по одному на каждой анкерной опоре и на опоре средней анкеровки.

Для контроля отжатия контактного провода устанавливается датчик тензометрии (датчик отжатия контактного провода, тензометр) 313 на гибком фиксаторе закрепленном, например, на опоре. Значение отжатия контактного провода в этом случае будет зависеть от значения изгиба фиксатора. Точное значение отжатия может определяться по заранее заданной таблица, которая может быть составлена путем тарировки соответствующего датчика. Как правило, количество таких датчиков (313) выбирается не менее четырех на один анкерный участок. В частном случае, может использоваться, и один упомянутый датчик 313.

Каждый блок сбора (и передачи) информации 102 соединяется, по крайней мере, с одним датчиком (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118.

В частном случае, по крайней мере, один из элементов описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации 102 может дополнительно хранить (по крайней мере, в одном хранилище данных) информацию, формируемую датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, неопределенное время, в частности от нескольких миллисекунд до нескольких часов, дней, лет. В частном случае, блок сбора (и передачи) информации 102 периодически (с предустановленным интервалом, например, заданным в программном обеспечении такого блока, в микропроцессорном блоке 417 и т.д.) или непрерывно осуществляет сбор (получение), информации (данных), в частности с датчиков (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118. Причем собранная информация, по крайней мере, одним из элементов описываемой системы, может быть передана, в частности, в пакетном режиме по запросу (например, от, по крайней мере, одного промежуточного сервера (промежуточного концентратора) 121 и/или, по крайней мере, одного локального сервера (концентратора линейных постов) 111, и/или центрального сервера (единого концентратора информации)) 131 или периодически. Стоит отметить, что блок сбора (и передачи) информации 102 может осуществлять обработку информации, формируемой датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 перед ее передачей, как описано выше. Так, по крайней мере, один из элементов описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации 102 с использованием такой обработки информации может формировать и передавать сообщения (на промежуточные серверы (промежуточным концентраторам) 121 и/или локальные серверы (концентраторы линейных постов) 111, и/или на центральный сервер (единый концентратор информации)) 131 о предаварийном режиме, об аварийном режиме и т.д. Стоит отметить, что такие сообщения (в частном случае, оповещения) могут передаваться, по крайней мере, одним из элементов описываемой системы, например, блоком сбора (и передачи) информации 102 периодически или незамедлительно, в частности, после формирования таких сообщений. Стоит также отметить, что получаемая блоком сбора (и передачи) информации 102 информация от датчиков (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 также может передаваться периодически или сразу (незамедлительно) после ее получения блоком сбора (и передачи) информации 102. Так, например, сообщение о предаварийном режиме (сообщение о возможном, потенциальном, грядущем и т.д. возникновении аварийной ситуации (аварии)) может быть передана блоком сбора (и передачи) информации 102 через несколько минут после получения информации от упомянутых датчиков или после обработки данных с датчиков, а сообщение об аварийном режиме (о (состоявшейся) аварии) может быть передано незамедлительно после получения информации от упомянутых датчиков или после обработки данных с датчиков.

При возникновении причин, непосредственно оказывающих влияния на провода, троса (в частности, несущего троса 206), опоры контактной сети, возникают изменения, по крайней мере, в одном соответствующем датчике (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118. Посредством микропроцессорного блока 417, входящего в блок сбора (и передачи) информации 102, осуществляется управление и первичная обработка информации (данных), по крайней мере, с одного датчика (физических параметров, измерений (физических параметров)) 118.

Стоит отметить, что упомянутое хранилище данных (444), в котором блок сбора (и передачи) информации 102 может хранить информацию (обработанную и/или формируемую датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118), может являться частью блока сбора (и передачи) информации 102 или может быть связано с ним любым известным (или изобретенным позднее) способом. Упомянутое хранилище данных является устройством для хранения информации (данных) и может быть реализовано (являться), по крайней мере, одним накопителем на жестких магнитных дисках (НЖМД/HDD, англ. hard (magnetic) disk drive), твердотельным накопителем (SSD, англ. solid-state drive), гибридным жестким диском (SSHD, англ. solid-state hybrid drive), сетью хранения данных (СХД/SAN, англ. Storage Area Network), сетевой системой хранения данных/сетевым хранилищем (NAS, англ. Network Attached Storage) и/или любым другим устройством, позволяющим осуществлять, по крайней мере, запись на устройство, чтение с устройства и/или хранение данных на устройстве. Данные в хранилищах данных могут храниться в любом известном формате, например, в базе данных (БД), например, в виде, по крайней мере, одной таблицы или набора связанных или не связанных между собой таблиц базы данных. Стоит отметить, что, по крайней мере, одна упомянутая база данных может являться иерархической, объектной, объектно-ориентированной, объектно-реляционной, реляционной, сетевой и/или функциональной базой данных, каждая из которых может быть централизованной, сосредоточенной, распределённой, неоднородной, однородной, фрагментированной/секционированной, тиражированной, пространственной, временной, пространственно-временной, циклической, сверх-большой базой данных и т.д., причем для управления, создания и использования баз данных могут использоваться различные системы управления базами данных (СУБД).

Также данные в хранилищах данных могут храниться, по крайней мере, в одном файле, в частном случае, в виде текстового файла, либо данные могут храниться в любом, по крайней мере, одном другом известном в настоящее время формате хранения данных/информации или в формате данных, изобретенном позднее.

По крайней мере, один из элементов описываемой системы, например, блок сбора (и передачи) информации 102 (блок обеспечения обработки информации и т.д.) может содержать элемент сопряжения данных (в частности, координатор сети), обеспечивающий стыковку, регистрацию и безопасность в сети передачи данных системы мониторинга, что, в частном случае, обуславливается необходимостью выполнения требований по безопасному подключению к общетехнологической сети передачи данных железной дороги.

Полученные результаты с использованием проводного и/или беспроводного соединения, в частности, проводного и/или беспроводного интерфейса (например, по каналу радиосвязи) передаются на промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121 системы и/или локальные серверы (концентраторы линейных постов) 111, в частном случае, расположенные в непосредственной близости к объекту мониторинга, и/или, на центральные серверы (единые концентраторы информации) 131. В частном случае, промежуточные серверы (промежуточные концентраторы) 121 и/или локальные серверы (концентраторы линейного поста) 111 обеспечивают, в частности, осуществляют, сбор и анализ информации, полученной от блоков сбора (и передачи) информации (102) с последующей передачей данных на центральный сервер (в один единый концентратор информации) 131. Стоит отметить, что, в частном случае, по крайней мере, один промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 и/или, по крайней мере, один локальный сервер (концентратор линейного поста) 111, может осуществлять передачу (на центральный сервер (в единый концентратор)) информации (данных) 131, полученной, по крайней мере, от одного блока сбора (и передачи) информации 102 без осуществления обработки (анализа) полученных данных. Стоит также отметить, что крайней мере, один блок сбора (и передачи) информации 102 может осуществлять передачу информации, формируемой, в частности, регистрируемой, датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118, по крайней мере, на один промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121 и/или, по крайней мере, на один локальный сервер (концентратор линейного поста) 111, и/или на центральный сервер (в единый концентратор информации) 131, без обработки такой формируемой датчиками (физических параметров, измерения (физических параметров)) 118 информации.

Стоит отметить, что переданные (и, в частном случае, обработанные) на центральный сервер (единый концентратор информации) 131 и/или промежуточный сервер (промежуточный концентратор) 121, и/или локальный сервер (концентратор линейного поста) 111 данные могут храниться, по крайней мере, в одном из хранилищ данных.

Следует отметить, что в настоящем изобретении предложена установка датчиков (усилия) натяжения 201 на тросе (в частности, несущем тросе 206) в точке средней анкеровки контактного провода с каждой стороны от опоры в разрыв. Это позволяет регистрировать изменения натяжения контактного провода в зависимости от угла поворота консолей на промежуточных опорах.

В частном случае, датчики (усилия) натяжения 201 могут быть расположены вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

Использование предложенной системы (непрерывного мониторинга) позволяет производить точный контроль фактического остаточного ресурса инфраструктуры контактной подвески и, в целом, снизить расходы на эксплуатацию контактной сети железной дороги. Использование полученных данных (в частности сохраненных и/или обработанных, и/или переданных блоком сбора (и передачи) информации 102, например, на промежуточные серверы (в промежуточные концентраторы) 121, и/или на локальные серверы (концентраторы линейных постов) 111, и/или на центральный сервер (единый концентратор информации)) 131 позволяет осуществить (осуществлять) точную настройку контактной сети, которая ранее выполнялась (только) при (ее) строительстве. Кроме того, предложенное изобретение позволяет улучшить условия токосъема, тем самым предупредив аварийные ситуации и уменьшив взаимовлияние подвижного состава и контактной сети. При этом снижается и количество дефектов.

На ФИГ. 5 показан пример компьютерной системы общего назначения, которая включает в себя многоцелевое вычислительное устройство в виде компьютера 20 или сервера, или мобильного (вычислительного) устройства, или модуля описываемой в настоящем изобретении системы, которые, в частном случае, могут являться вычислительными устройствами оператора, центрального сервера и т.д., включающего в себя процессор 21, системную память 22 и системную шину 23, которая связывает различные системные компоненты, включая системную память с процессором 21.

Системная шина 23 может быть любого из различных типов структур шин, включающих шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину и локальную шину, использующую любую из множества архитектур шин. Системная память 22 включает постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 25. В ПЗУ 24 хранится базовая система ввода/вывода 26 (БИОС), состоящая из основных подпрограмм, которые помогают обмениваться информацией между элементами внутри компьютера 20, например, в момент запуска.

Компьютер 20 также может включать в себя накопитель 27 на жестком диске для чтения с и записи на жесткий диск (не показан) и накопитель 30 на оптическом диске для чтения с или записи на съёмный оптический диск 31 такой, как компакт-диск, цифровой видео-диск и другие оптические средства. Накопитель 27 на жестком диске и накопитель 30 на оптических дисках соединены с системной шиной 23 посредством, соответственно, интерфейса 32 накопителя на жестком диске и интерфейса 34 оптического накопителя. Накопители и их соответствующие читаемые компьютером средства обеспечивают энергонезависимое хранение читаемых компьютером инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для компьютера 20.

Хотя описанная здесь типичная конфигурация использует жесткий диск и съёмный оптический диск 31, специалист примет во внимание, что в типичной операционной среде могут также быть использованы другие типы читаемых компьютером средств, которые могут хранить данные, которые доступны с помощью компьютера, такие как магнитные кассеты, карты флеш-памяти, цифровые видеодиски, картриджи Бернулли, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и т.п.

Различные программные модули, включая операционную систему 35, могут быть сохранены на жёстком диске, оптическом диске 31, ПЗУ 24 или ОЗУ 25. Компьютер 20 включает в себя файловую систему 36, связанную с операционной системой 35 или включенную в нее, одно или более программное приложение (приложения) 37, другие программные модули 38 и программные данные 39. Пользователь может вводить команды и информацию в компьютер 20 при помощи устройств ввода, таких как клавиатура 40 и указательное устройство 42. Другие устройства ввода (не показаны) могут включать в себя микрофон, джойстик, геймпад, спутниковую антенну, сканер или любое другое.

Эти и другие устройства ввода соединены с процессором 21 часто посредством интерфейса 46 последовательного порта, который связан с системной шиной, но могут быть соединены посредством других интерфейсов, таких как параллельный порт, игровой порт или универсальная последовательная шина (УПШ). Монитор 47 или другой тип устройства визуального отображения также соединен с системной шиной 23 посредством интерфейса, например, видеоадаптера 48. В дополнение к монитору 47, персональные компьютеры обычно включают в себя другие периферийные устройства вывода (не показано), такие как динамики и принтеры.

Хост-адаптер 55 позволяет передавать данные между системной шиной 23 и устройством хранения 57 (устройством хранения информации (данных)).

Компьютер 20 может работать в сетевом окружении посредством логических соединений к одному или нескольким удаленным компьютерам 49. Удаленный компьютер (или компьютеры) 49 может представлять собой другой компьютер, сервер, роутер, сетевой ПК, пиринговое устройство или другой узел единой сети, а также обычно включает в себя большинство или все элементы, описанные выше, в отношении компьютера 20, хотя показано только (удаленное) устройство хранения (информации) 50. Логические соединения включают в себя локальную (вычислительную) сеть (ЛВС) 51 и глобальную компьютерную сеть (ГКC) 52. Такие сетевые окружения обычно распространены в учреждениях, корпоративных компьютерных сетях, Интернете.

Компьютер 20, используемый в сетевом окружении ЛВС, соединяется с локальной сетью 51 посредством сетевого интерфейса или адаптера 53. Компьютер 20, используемый в сетевом окружении ГКС, обычно использует модем 54 или другие средства для установления связи с глобальной компьютерной сетью 52, такой как Интернет.

Модем 54, который может быть внутренним или внешним, соединен с системной шиной 23 посредством интерфейса 46 последовательного порта. В сетевом окружении программные модули или их части, описанные применительно к компьютеру 20, могут храниться на (удаленном) устройстве хранения (информации). Надо принять во внимание, что показанные сетевые соединения являются типичными, и для установления коммуникационной связи между компьютерами могут быть использованы другие средства.

В заключение следует отметить, что приведенные в описании сведения являются примерами, которые не ограничивают объем настоящего изобретения, определенного формулой. Специалисту в данной области становится понятным, что могут существовать и другие варианты осуществления настоящего изобретения, согласующиеся с сущностью и объемом настоящего изобретения.

Следует отметить, что система мониторинга может быть легко адаптирована для интеграции с другими объектами промышленности и транспорта, использующими контактную подвеску, к которым относятся троллейбусные и трамвайные линии. Кроме того, изобретение может быть использовано для мониторинга состояния линий электропередач.

Изобретение относится к средствам мониторинга и контроля состояния контактной сети рельсового транспорта. Система содержит датчики физических параметров подвески, распределенные по крайней мере на одном анкерном участке контактной сети, блок сбора информации, формируемой датчиками, блок обеспечения обработки информации, собранной блоком сбора информации и блок оповещения персонала об аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке, где блок сбора информации и блок обеспечения обработки информации выполнены подключёнными по цепям питания по крайней мере к одному блоку бесперебойного питания, блок обеспечения обработки информации выполнен бесперебойно подключенным к блоку сбора информации и выполнен обеспечивающим обработку информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации формируется оповещение о возможности возникновения аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на мобильные устройства оперативного персонала, ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок. Достигается повышение автоматизации процесса контроля. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система для непрерывного мониторинга состояния контактной сети рельсового транспорта, содержащая датчики физических параметров подвески, распределенные по крайней мере на одном анкерном участке контактной сети, блок сбора информации, формируемой датчиками, блок обеспечения обработки информации, собранной блоком сбора информации, и блок оповещения персонала об аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке, где блок сбора информации и блок обеспечения обработки информации выполнены подключёнными по цепям питания по крайней мере к одному блоку бесперебойного питания, блок обеспечения обработки информации выполнен бесперебойно подключенным к блоку сбора информации и выполнен обеспечивающим обработку информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации формируется оповещение о возможности возникновения аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на мобильные устройства оперативного персонала, ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что оповещение об аварийной ситуации пересылается по беспроводной сети передачи данных.

3. Система по п 1, отличающаяся тем, что она содержит концентратор информации, выполненный собирающим оповещения об аварийной ситуации и передающим оповещения об аварийной ситуации к сетям бесперебойной передачи данных.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок обеспечения обработки информации содержит счетно-решающее устройство, обрабатывающее информацию.

5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что концентратор информации выполнен получающим данные от блока обеспечения обработки информации, передающим информацию к счетно-решающим устройствам и собирающим информацию от счетно-решающих устройств, совместно функционирующих в режиме туманных вычислений.

6. Система по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что блок обеспечения обработки информации выполнен обеспечивающим обработку информации с использованием самообучающейся системы, выполненной обеспечивающей принятие решения по данным датчиков с учетом обобщения показаний датчиков, предшествующих аварийной ситуации, зафиксированной персоналом.

7. Система по п. 4, отличающаяся тем, что блок обеспечения обработки информации выполнен обеспечивающим формирование оповещения об аварийной ситуации при заранее заданных показаниях по крайней мере одного из датчиков или при по крайней мере одном заранее заданном сочетании показаний заранее заданных датчиков.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что заранее заданные показания датчиков характеризуются диапазоном значений.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок сбора информации выполнен с возможностью сбора информации с датчиков токоприемника транспортного средства, находящихся под контактной сетью анкерного участка.

10. Система по п. 6, отличающаяся тем, что самообучающаяся система выполнена с возможностью обобщения показаний датчиков нескольких анкерных участков.

11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно выполнена с возможностью формирования запрещающего сигнала светофора, установленного на въезде на участок, включающий в себя анкерный участок, при заранее заданных сочетаниях данных с датчиков.

12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит датчики натяжения, расположенные вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит датчики вибрации, расположенные вблизи грузовых компенсирующих устройств, а также в районе средней анкеровки.

14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчиками натяжения являются датчики натяжения контактного провода.

15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчиками натяжения являются датчики натяжения несущего троса.

16. Система по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит датчики натяжения тросов грузовых компенсирующих устройств по числу используемых тросов.

17. Система по п. 11, отличающаяся тем, что она содержит датчики температуры контактного провода, установленные, по крайней мере, вблизи датчиков натяжения контактного провода.

18. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит датчики тока, протекающего через контактный провод, и датчики тока, протекающего через несущий трос.

19. Система по п. 1, отличающаяся тем, что инклинометры распределены по контактному проводу с возможностью определения величины отжатия, а блок обеспечения обработки информации выполнен с обеспечением определения значения отжатия по показаниям инклинометров.

20. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью дистанционного считывания показаний произвольных датчиков по запросу удаленного пользователя.

21. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена оповещающей удаленный персонал при отказе блока обеспечения обработки информации или блока сбора показаний датчиков.

22. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью проверки достоверности показаний датчиков и исключения при формировании решения показаний датчиков с недостоверными показаниями.

23. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит датчики направления и силы ветра.

24. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит датчики обледенения контактного провода.

25. Система по п. 22, отличающаяся тем, что она содержит тензометры и инклинометры, причем достоверность показаний инклинометров перепроверяется по показаниям тензометров.

26. Способ непрерывного мониторинга состояния контактной сети рельсового транспорта, заключающийся в том, что собирают информацию с датчиков физических параметров подвески, распределенных по крайней мере на одном анкерном участке контактной сети, обеспечивают обработку собранной информации с обеспечением возможности определения наличия аварийной ситуации по результатам обработки информации и оповещают персонал о выявленной аварийной ситуации на участке контактной сети, расположенном на анкерном участке, при этом обеспечивается обработка собранной информации таким образом, что по результатам обработки информации, формируемой датчиками, непрерывно формируются решения о гарантированном отсутствии или о возможном наличии аварийной ситуации на анкерном участке, и при формировании решения о возможном наличии аварийной ситуации формируется оповещение о возможности возникновения аварийной ситуации, пересылаемое по сети бесперебойной передачи данных на мобильные устройства оперативного персонала, ответственного за участок контактной сети, на котором расположен анкерный участок.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что обеспечивают обработку информации с использованием системы туманных вычислений с использованием вычислительных устройств, прямо или косвенно подключенных по сетям передачи данных к датчикам физических параметров в бесперебойном режиме.