УДК 624.4.086

, (СамИИТ, Россия)

РОЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ В ПЕРЕХОДЕ НА СТОР ПО ФАКТИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ ТПС

В настоящее время Департамент локомотивного хозяйства МПС РФ проводит политику совершенствования систем неразрушающего контроля (НК) тягового подвижного состава (ТПС) в соответствии с ЦТТ-18 от 3.03.2000. Данная политика предусматривает оснащение локомотивных депо современными средствами диагностирования, разработку и внедрение новых технических решений в данной области. В «Программе развития и внедрения технологий и средств неразрушающего контроля в локомотивном хозяйстве до 2005 года» упомянутые задачи также выделяются как первоочередные.

Введение планово-предупредительной системы ремонта ТПС стало следствием невозможности осуществления анализа и долговременного учета информации о техническом состоянии ТПС при значительном парке и возрастающем усложнении конструкции. Лимитирующим фактором в то время выступало отсутствие объективной методики и средств контроля и прогнозирования технического состояния ТПС. Вследствие чего на основании опыта и статистики межремонтные пробеги выбирались таким образом, чтобы основная часть парка не давала отказов в эксплуатации, т. е. было принято решение о постановке ТПС на ТО и ТР с недоиспользованным межремонтным ресурсом.

Проблема выявления неисправностей ТПС и прогнозирования их возникновения с учетом характеристик всего оборудования и их критических значений долгое время оставалась нерешенной. Кроме того, нерешенной оставалась проблема хранения информации о техническом состоянии ТПС и эффективного обмена ею в масштабах подразделений депо и передачи на другие структурные уровни системы управления локомотивным хозяйством.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Кроме того, переход на СТОР ТПС по фактическому состоянию требует абсолютной достоверности информации о техническом состоянии объекта.

Надежность ТПС закладывается изначально при проектировании и изготовлении, а в дальнейшем, кроме указанных факторов, немаловажное и даже определяющее значение имеют также эффективность СТОР и соблюдение режимов работы в эксплуатации.

В настоящее время значительное внимание уделяется разработке методов оптимизации СТОР ТПС, которая является системой со сложной вероятностной природой и комплексной структурой и со временем адаптируется к изменяющимся условиям эксплуатации. Реализация адаптации невозможна без высокоэффективного информационного обмена между структурными подразделениями всего железнодорожного транспорта в целом и локомотивного хозяйства в частности. Поэтому оптимизация информационных потоков является важнейшей задачей при модернизации СТОР.

С точки зрения информационного обеспечения СТОР представляет собой систему, в которой объемы и интенсивность воздействий на ТПС при техническом обслуживании и ремонте зависят от объема и достоверности оперативной и текущей информации о техническом состоянии локомотива. При этом углубленное комплексное определение технического состояния локомотива влечет за собой увеличение материальных затрат. Следовательно, необходимо научное обоснование методов оптимизации числа контролируемых параметров. Совершенствование информационной структуры локомотивного депо требует минимизации числа каналов информационного обмена путем создания единой информационно-аналитической базы данных в рамках деповской кампусной сети, включенной в информационную сеть дороги либо связанную с информационно-вычислительным центром дороги.

Действующая СТОР не имеет строгой системы управления информационными потоками. Разработка Автоматизированной системы управления (АСУ) железнодорожным транспортом позволит реализовать системный подход к созданию интегрированных информационных технологий за счет интеграции подразделений всех уровней в единую информационно-управляющую систему.

Создание АСУ и ее составляющей – Автоматизированной системы управления локомотивным хозяйством (АСУТ) происходит в рамках программы, предусмотренной Концепцией информатизации железнодорожного транспорта, одобренной Коллегией МПС 28.02.1996.

В соответствии с Концепцией, процесс информатизации техпроцессов и структур управления реализуется посредством Комплексов информационных технологий. Претворение идеи общей автоматизации информационных потоков требует создания для всех структурных уровней и подразделений автоматизированных рабочих мест (АРМ).

Появление микропроцессорной техники сделало возможным создание автоматизированных систем технического контроля и диагностирования (АСТКД) состояния ТПС, которые позволяют в настоящее время осуществлять не только диагностирование, но и прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса ТПС на основе имеющейся информации.

АСТКД как разновидность АРМ является неотъемлемым компонентом СТОР ТПС и представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, объектов и исполнителей, необходимых для реализации контроля технического состояния объекта в полном соответствии с правилами, установленными технической документацией.

Ана­лиз всего перечня задач, которые могут возникнуть при контроле технического состояния, показывает, что применительно к тяговому подвижному составу наиболее перс­пективной является двухуровневая структура АСТКД с децентра­лизованным сбором и первичной обработкой диагностической информации на нижнем уровне и сосредоточением на верхнем уровне операций формирования сложных диагностических про­цедур, управления (в том числе адаптивного) процессом испыта­ний, многомерной статистической обработки и анализа экспе­риментальных данных, выдачи результатов диагностирования в требуемом виде (графики, таблицы и т. п.), а также сетевого информационного обмена.

Подобное архитектурное построение АСТКД позволяет обеспечивать высокую производительность за счет децентрализации операций измерения и, кроме того, дает возможность существенно снизить удельные затраты на комплекс аппаратных средств как следствие размещения вычислительных и периферийных средств, используе­мых при обработке и представлении результатов на втором уровне. При необходимости двухуровневые АСТКД могут быть ин­тегрированы в трехуровневую систему с использованием более мощных компьютеров. С учетом возможности комплексного использо­вания базового оборудования (обеспечивающего сокращение сроков создания АСТКД) и программной совместимости ПК в настоящее время наиболее целесообразной основой для син­теза систем диагностирования являются аппаратура сопряжения в стандарте RS-232C и ПК семейства IBM.

Практика показывает, что существующие АСТКД нуждаются в систематизации, которая необходима для отыскания наиболее эффективных технических решений, и разработке методик измерений, аттестованных в соответствии с существующими стандартами. Кроме того, анализ существующих АСТКД позволит также выявить узлы агрегатов ТПС, которые в настоящее время не подвергают контролю со стороны АСТКД, либо существующие АСТКД нуждаются в усовершенствовании с целью повышения качества диагностирования.

Следует также отметить, что деповский комплекс АСТКД должны составлять бортовая и стационарная системы диагностирования, являющиеся взаимодополняющими. Благодаря наличию подобного комплекса систем обеспечивается объективность и постоянное обновление деповской базы данных, содержащей текущую информацию о техническом состоянии локомотивов.

Техническое диагностирование, включающее прогнозирование, имеет целью определение технического состояния и ресурса многокомпонентных объектов, к которым, в частности, относится и ТПС. При этом номенклатура свойств объекта должна содержать диагностические параметры в достаточном объеме для проведения диагностирования в деповских условиях с целью определения технического состояния и поиска неисправностей с заданной глубиной, которая детерминируется числом контролируемых параметров.

Особенность АСТКД заключается в том, что она совмещает в себе функции системы информационного обмена и средства диагностирования и прогнозирования технического состояния ТПС.

Высокие темпы развития методов программирования и микропроцессорных средств являются причиной того, что автоматизированные системы технического контроля и диагностирования, как правило, морально устаревают вскоре после внедрения. В связи с чем, уже на этапе проектной разработки АСТКД, следует предусматривать способность ее к модернизации в процессе эксплуатации. Требования к аппаратной и программной развиваемости АСТКД с целью их быстрой модернизации и приспособления к решению новых задач, возникающих в процессе их применения, определяют, в основном, выбор комплекса аппаратных средств (в том числе УСО) и программного обеспечения.

Решение задач автоматизированного диагностирования сво­дится к поиску модели, наилучшим образом отражающей инте­ресующие свойства объекта, причем процесс поиска, как прави­ло, носит итерационный характер. Кроме того, усложнение модели объекта приводит к увеличению информационного потока, в связи с чем часто возникает необходимость обмена информацией с более производительными компьютерами с целью вторичной или более глубокой обработки данных, а также для передачи данных о техническом состоянии объекта диагностирования в деповскую информационную сеть.

Функционирование ТПС в настоящее время осуществляется, в основном, за счет использования ресурсов избыточного парка локомотивов, оборудование и узлы которого используются при ремонте эксплуатируемого парка. Обновление оборудования и узлов крайне ограничено, что существенно снижает надежность ТПС, в то время как требования экологичности, безопасности движения и минимизации ремонтных затрат задают все более ограниченные рамки.

При действующей планово-предупредительной СТОР тяговая единица ставится в ремонт для предупреждения выхода ее из строя в процессе эксплуатации. Периодичность постановки ТПС на ТО и ТР и их объем техобслуживания и ремонта устанавливаются по среднестатистическим данным. Статистика показывает, что лишь 5–8% ТПС ремонтируется в оптимальные сроки по использованию межремонтного ресурса основных узлов и оборудования. Основная же часть ТПС ставится на ТО и ТР с недоиспользованными межремонтными ресурсами.

Таким образом, одной из первоочередных задач модернизации СТОР ТПС является максимальное использование межремонтных ресурсов на базе внедрения АСТКД, позволяющих прогнозировать остаточный ресурс.

Среди элементов, являющихся базисом стратегии модернизации СТОР, выделяют следующие:

    совершенствование технологии ремонта и техобслуживания ТПС; совершенствование организации ТО и ТР; совершенствование системы контроля качества; использование средств технической диагностики состояния ТПС; совершенствование структуры экономических взаимоотношений; повышение квалификационного уровня работников.

На результирующем уровне стратегии модернизации СТОР все элементы интегрируются, образуя СТОР по техническому состоянию ТПС на основе АСУ.