ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

TECHNOLOGY OF RESTORATION OF RAILWAY TRACK

Dmitriy Roshchin

Candidate of Science, Senior Researcher, Research and Testing Center of Railway Troops,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Представлена технология производства строительно-восстановительных работ, позволяющая сократить время восстановления путевого сообщения на поврежденном участке железнодорожного пути посредством применения современных путеизмерительных средств. Применение данной технологии также направлено на повышение точности и оперативности контроля параметров железнодорожного пути, что способствует устранению длинных неровностей рельсовой колеи и увеличивает пропускную способность восстанавливаемого участка железнодорожного пути.

ABSTRACT

The technology of construction and restoration works is presented, which allows to reduce the recovery time of track communication on the damaged section of the railway track through the use of modern track measuring tools. The use of this technology is also aimed at improving the accuracy and efficiency of monitoring the parameters of the railway track, which helps to eliminate long track irregularities and increases the capacity of the restored section of the railway track.

Ключевые слова: железнодорожный путь, рельсовая колея, путевое сообщение, технология, проект, трехмерная модель, контроль параметров.

Keywords: railway track, track gauge, track communication, technology, project, three-dimensional model, parameter control.

Пропускная способность железнодорожных участков может быть увеличена посредством реконструкции железных дорог и повышением допустимой скорости движения поездов, а также за счет сокращения времени проведения строительно-восстановительных работ. Это обуславливает необходимость повышения точности и оперативности применения технических средств для контроля параметров железнодорожного пути. Существует много ситуаций, в которых необходимо контролировать параметры железнодорожного пути, не имея физического контакта с ним, или когда такой контакт просто невозможен. Например, в случае возникновения природных катаклизмов или техногенных аварий, становится невозможным применение контактных методов контроля. При этом возникает проблема, связанная с оперативной оценкой состояния повреждённого участка железнодорожного пути и скорейшим восстановлением путевого сообщения.

В путевом хозяйстве для оценки состояния железнодорожного пути применяются различные типы путеизмерительных средств, решающие близкие информационные задачи и имеющие разные нагрузки на путь, рабочую скорость, точность измерения и форму представления выходной информации. В настоящее время также широкое распространение получила аэрофотосъемка с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [1]. Например, российская группа компаний Геоскан, производит БПЛА различных типов (рис. 1), а также программное обеспечение для фотограмметрической обработки и трехмерной визуализации пространственных данных.

а)                                                                                                    б)

Рисунок 1. Беспилотные летательные аппараты: а) самолетного типа Геоскан 701; б) квадрокоптер Геоскан 401

В целях сокращения сроков восстановления поврежденного участка железнодорожного пути была разработана технология производства строительно-восстановительных работ с применением трехмерных моделей (рис. 2), состоящая из 5 этапов: построение трехмерной модели поврежденного участка железнодорожного пути, формирование проекта строительно-восстановительных работ, доставка строительной техники к месту проведения работ, контроль параметров нижнего строения железнодорожного пути, контроль параметров геометрии рельсовой колеи.

Рисунок 2. Этапы производства строительно-восстановительных работ на поврежденном участке железнодорожного пути

На первом этапе проводится аэрофотосъемка и лазерное сканирование поврежденного участка железной дороги. После обработки материалов аэрофотосъемки и данных лазерного сканирования формируется трехмерная модель железнодорожного пути, пригодная для оценки состояния земляного полотна и контроля параметров геометрии рельсовой колеи. С её помощью можно выявить местоположение и характер повреждений железной дороги. На следующем этапе с помощью трехмерной модели участка железнодорожного пути разрабатывается проект строительно-восстановительных работ, в котором определяется требуемое количество строительной техники и рассчитываются объемы производства земляных работ (рис. 3).

Рисунок 3. Формирование проекта восстановления участка железнодорожного пути

Проектные решения, разработанные с применением трехмерных моделей, имеют более высокую точность чем проектные решения, полученные на основе геодезических планов местности. Такой подход позволяет существенно повысить скорость выполнения проектных работ и снижает вероятность появления ошибок на этапе проектирования. Затем осуществляется транспортировка строительной техники к месту проведения работ. Транспортировка техники осуществляется грузовыми железнодорожными вагонами или большегрузными автоприцепами. Основной проблемой, возникающей при транспортировке техники, является её погрузка и последующая разгрузка [2]. Наименее затратный способ – это погрузка строительной техники своим ходом. Однако данный способ всегда связан с риском падения транспортируемой техники, поскольку ширина грузовой платформы ненамного больше, а иногда и меньше ширины гусеничного шасси техники [3]. Чтобы снизить вероятность повреждения строительной техники, требуется строго соблюдать меры безопасности и контролировать параметры её погрузки.   

После доставки строительной техники производятся земляные работы. Современные системы автоматизированного управления позволяют автоматизировать ряд технологических операций, выполняемых строительной техникой без участия машиниста, что способствует повышению производительности и качества выполнения строительно-восстановительных работ. Для этого в бортовой компьютер строительной техники загружается проект производства земляных работ, в котором обозначены вертикальные и горизонтальные кривые, уклоны, откосы и другие элементы земляного полотна. С помощью спутниковой системы позиционирования и датчиков измерения углов определяются координаты и положение рабочего органа строительной техники, которые сравниваются с проектными значениями земляного полотна. Затем вычисляется проектная высота и поперечный уклон для текущей позиции рабочего органа. Таким образом, осуществляется операционный контроль геометрических параметров земляного полотна железнодорожного пути в процессе производства земляных работ.

На заключительном этапе выполняется контроль параметров рельсовой колеи. При этом для высокоскоростных участков железной дороги очень важно контролировать длинные неровности рельсовой колеи, наличие которых ограничивает максимальную скорость движения поездов [4]. Большинство из существующих средств контроля осуществляют привязку измеренных параметров к одной из систем координат, но не позволяют контролировать длинные неровности рельсовой колеи. Такой контроль может осуществляться с помощью оптических измерительных приборов и систем, посредством определения координат рельсовых нитей.

Таким образом, предложенная технология восстановления поврежденного участка железнодорожного пути позволяет оперативно оценить состояние железнодорожного пути, сформировать проект строительно-восстановительных работ, осуществить операционный контроль параметров нижнего строения железнодорожного пути в процессе производства земляных работ, а также выявить и устранить длинные неровности рельсовой колеи в процессе укладки рельсошпальной решетки. Данная технология может применяться в целях мониторинга и диагностики железнодорожного пути, особенно в случаях его повреждения, когда применение контактных методов контроля становится невозможным. В результате сокращается время восстановления путевого сообщения и увеличивается пропускная способность восстановленного участка железнодорожного пути.

Список литературы:

1. Кадничанский С.А., Курков М.В., Курков В.М., Чибуничев А.Г. О сертификационных испытаниях программно-аппаратного комплекса на основе беспилотного воздушного судна "Геоскан 401" // Геодезия и картография. – 2020. – Т. 81. – № 3. – С. 32-38. doi:10.22389/0016-7126-2020-957-3-32-38.
2. Правила и особенности транспортировки бульдозеров на трале: разбираем тщательно. URL: http://arendavlg.com/buldozery/transportirovka-gusenichnoy-tehniki.html
3. Малютин Л. Перевозка гусеничной техники // Основные средства: сетевой журнал. – 2016. – № 9. URL: http://os1.ru/article/9064-perevozka-gusenichnoy-tehniki
4. Певзнер В.О., Чечельницкий А.И., Шапетько К.В., Сидорова Е.А., Сластенин А.Ю. Влияние длинных неровностей продольного профиля на безопасность движения в условиях интенсификации перевозочного процесса // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ). – 2020. – 79(5). – С. 271-275. – doi:10.21780/2223-9731-2020-79-5-271-275