Высокоскоростной железнодорожный транспорт 10 страница
Глава 20
Обслуживание и ремонт стационарных устройств ВСМ
20.1. Становление организационных принципов обслуживания стационарных устройств ВСМ
Организационные принципы обслуживания стационарных устройств ВСМ складывались на протяжении четырех десятилетий с вводом в строй первой в мире высокоскоростной магистрали Токио — Осака в Японии, затем с созданием ВСМ во Франции, Италии, Германии и других странах и базировались на предыдущем опыте эксплуатации магистральных железных дорог.
В последние десятилетия в Европе и в целом в мире произошел ряд важных изменений на железных дорогах и в их окружении, связанных с развитием высокоскоростных железнодорожных перевозок, в том числе в Европе — международных, и рядом других факторов, в частности:
— реорганизацией железнодорожного транспорта во многих странах — приватизацией и либерализацией, допуском на железнодорожную инфраструктуру многих операторов;
— применением новых технологий в различных подструктурах железнодорожного транспорта, принятием международных норм и правил;
— новыми формами организации строительства, эксплуатации и обслуживания железных дорог на основе контрактных отношений.
В связи с этими изменениями и возникшими новыми обстоятельствами МСЖД обобщил и проанализировал:
— опыт в этой области, приобретенный за прошедшие десятилетия;
— наиболее существенные нововведения, касающиеся железнодорожной инфраструктуры;
|
|
— изменения в различных подструктурах;
— опыт взаимодействия между операторами подвижного состава и владельцами (управляющими компаниями) железнодорожной инфраструктуры;
— наиболее значимые результаты в данной области за пределами Европы.
Результаты анализа сформулированы в докладе «Обслуживание высокоскоростных железнодорожных линий», опубликованном Международным союзом железных дорог в июле 2010 г. В нем отмечено, что в настоящее время при организации обслуживания устройств ВСМ в Европе необходимо учитывать два важных обстоятельства: новые технологии, которые были внедрены на железных дорогах в последние десятилетия, и опыт стран Азии, имеющих ВСМ, с которыми развивается все более тесное сотрудничество.
Наиболее существенными железнодорожными технологиями, внедренными в последние десятилетия, являются:
— технологии, обеспечивающие ббльшую безопасность труда на железных дорогах;
— технологии, определяющие новые стандарты безопасности на железных дорогах;
— все более широкое использование без- балластных конструкций пути;
— использование рельсовых скреплений нового поколения;
|
|
— введение новых систем СЦБ, основанных на стандартах ERTMS-ETCS, поддерживаемых системами связи, основанными на стандартах GSM-R;
— применение новых материалов, в частности, рельсовых сталей, материалов для контактной подвески, и др.;
— применение новых технологий высокоточной геодезической привязки элементов инфраструктуры для планирования и контроля производства работ;
— использование нового поколения машин для обслуживания различных устройств железнодорожной инфраструктуры;
— использование высокочувствительных приборов неразрушающего контроля для анализа состояния устройств и оборудования ВСМ, и, в конечном итоге, уменьшения времени их неработоспособности, и др.
Большинство ВСМ, введенных в эксплуатацию до начала XXI столетия, были специализированными линиями, предназначенными исключительно для пассажирского движения.
С увеличением числа ВСМ и ростом на них объемов перевозок, в странах, имеющих высокоскоростное железнодорожное движение, сформировалось три типа железнодорожных линий:
— линии для пассажирского движения с различным типом поездов;
— линии со смешанным движением высокоскоростных пассажирских и грузовых (почтовых) поездов;
|
|
— линии со смешанным пассажирским и грузовым движением с большой разницей в максимальной скорости.
В организации работ по обслуживанию устройств, при смешанном и исключительно пассажирском движении, имеются свои особенности.
Изменения в организации, технике и технологии обслуживания устройств ВСМ в последнее десятилетие, в частности ужесточение ряда нормативов, было вызвано увеличением максимальной скорости движения поездов на отдельных ВСМ до 350 км/ч и все более широким использованием подвижного состава с наклоном кузова в кривых.
Нормативной базой для организации обслуживания высокоскоростных железных дорог в странах Европейского Союза является Директива (закон) Совета 96/48/ЕС от 23 июля 1996 г. «Об эксплуатационной совместимости трансъевропейских высокоскоростных железнодорожных систем», а также последующие акты ЕС, вносящие в указанную Директиву изменения и дополнения, рассмотренные ранее в главе 5. Вне Европейского Союза: в КНР, США, Японии, других странах также приняты свои нормативные документы в этой области.
МСЖД рекомендует придерживаться системы, включающей четыре уровня обслуживания ВСМ.
Уровень 1: обслуживание или ремонт на месте штатными сотрудниками компании владельца инфраструктуры (управляющей инфраструктурой), отвечающими за данный территориальный участок (без привлечения сотрудников компании-поставщика оборудования); может быть выполнено без перерыва движения или с минимальным перерывом.
|
|
Уровень 2: привлечение специализированных бригад по обслуживанию технических устройств, машин, контрольных приборов базы обслуживания; зарезервированных запасных частей и сменного оборудования. Для проведения работ, как правило, необходимы «окна» (перерыв в движении поездов).
Уровень 3: необходимость привлечения специалистов организации-поставщика оборудования, контроль и ремонт завершается на его предприятии (заводе); если возможно, применение стандартной замены элементов. Для проведения работ, как правило, необходимы «окна».
Уровень 4: обширная замена и ремонтные работы по возобновлению работоспособного состояния устройств и оборудования. Обязательное предоставление «окон».
В странах Европейского Союза принят методологический подход к проектированию, строительству и эксплуатации ВСМ, получивший в англоязычной литературе наименование RAMS[66]. В соответствии с указанным принципом еще на стадии проектирования ВСМ должны быть заложены и подтверждены все четыре указанных принципа будущей эксплуатации и обслуживания всех устройств ВСМ.
До недавнего времени важнейшим отправным пунктом организации обслуживания железных дорог являлось обязательное полное (100 %) профилактическое обслуживание всех стационарных устройств, независимо от их фактического состояния (осмотр, ревизия, чистка, регулировка, обязательная полная замена деталей, паспортный срок эксплуатации которых вышел, и Т.Д.).
В настоящее время все больше отходят от этой практики в силу ее высокой стоимости, потребности в большой численности обслуживающего персонала; продолжительном занятии железнодорожных линий с перерывом движения поездов, невозможности добиться требуемого уровня технического состояния устройств (100 %).
Активно внедряется метод обслуживания, базирующийся на информации о фактическом техническом состоянии устройств, приборов, оборудования — СВМ[67].
Организации, обслуживающие железнодорожные устройства, делают свой выбор между двумя возможными направлениями развития:
- инвестиции в диагностические комплексы и аппаратуру, обеспечивающие высококачественную информацию о состоянии объектов;
— необходимость увеличения обслуживающего персонала с риском того, что требуемый уровень состояния устройств и оборудования так и не будет достигнут.
Исходя из вышесказанного, начнем рассмотрение системы технического обслуживания ВСМ с изучения практики организации контроля и проверки состояния стационарных устройств.
20.2. Проверка состояния стационарных устройств ВСМ
Безопасная эксплуатация высокоскоростных железнодорожных магистралей (скорость движения поездов более 200 км/ч) базируется на безусловном выполнении всех технических решений, заложенных в проекте в процессе ее строительства, и на строгом контроле соблюдения всех проектных параметров и технических характеристик во время эксплуатации.
Уже на первых железных дорогах начали формироваться методики и создаваться нормативная база проверки состояния параметров железнодорожного пути, искусственных сооружений, позже — устройств сигнализации, централизации, автоматики, телемеханики и связи; еще позже, по мере электрификации железных дорог, — устройств электроснабжения, контактной сети. По мере развития технической базы железных дорог, наряду с визуальным контролем шло становление приборных методов оценки состояния устройств с помощью специального оборудования.
Первоначально перечень постоянно контролируемых параметров был невелик: к ним относили ширину рельсовой колеи, расстояние между осями смежных путей, габарит приближения строений и подвижного состава, ширину земляного полотна и некоторые другие. На первых железных дорогах ширина колеи проверялась обычной мерной линейкой или простейшим шаблоном в виде деревянной рейки с прикрепленными к ней лапками, отстоящими одна от другой на ширину колеи. К середине XIX в. появились более точные металлические шаблоны для измерения ширины колеи, габаритные рамы, как стационарные,
так и передвижные, для проверки участков пути, профилографы (профилометры) для оценки износа головки рельса.
В конце XIX в. были изобретены первые передвижные устройства в виде тележек, предназначенные для измерения и фиксирования на бумажной ленте ряда параметров рельсовой колеи: ее ширины, возвышения наружного рельса, уклонов пути. Так, в 1887 г. русский инженер И.Н. Ливчак предложил конструкцию путеизмерительного вагона, который должен был фиксировать ряд параметров рельсового пути на бумажной ленте. По некоторым сведениям в 1914 г. в России был построен первый путеизмерительный вагон системы инженера Н.Е. Долгова, представлявший собой двухосный экипаж на железнодорожных колесах, предназначенный для проведения измерений в движении на небольшой скорости.
Повышение скорости движения поездов предъявляло все более жесткие требования к соблюдению геометрических размеров и других параметров пути. Знаменитые Цоссенские эксперименты в Германии (1897—1903 гг.), во время которых проводились испытания электрического подвижного состава со скоростью движения около 200 км/ч, показали, сколь высоки при подобной скорости требования к точности соблюдения ширины колеи, положению в плане и профиль рельсовых нитей. Вопрос точности измерений геометрических размеров и положения отдельных элементов пути относительно друг друга становился одним из важнейших во всей системе эксплуатации и обслуживания устройств пути. Устройства и системы объективного контроля состояний пути, позже других стационарных устройств (например, контактной сети на электрифицированных участках), становились не менее важными элементами всего комплекса обслуживания, чем путевые машины и другая техника, непосредственно используемая при ремонте и обслуживании. От качества проведенных измерений, объективной оценки состояния стационарных устройств стали все больше зависеть не только объем выполняемых работ, затрат на их проведение, но и безопасность движения, комфорт проезда пассажиров.
К 60-м годам XX столетия — появлению в мире первых специализированных высокоскоростных железных дорог, сформировались несколько основных направлений работ по периодическому контролю состояния постоянных устройств железных дорог, которые первоначально, как правило, осуществлялись различными структурными подразделениями или службами железных дорог с помощью обособленного приборно-инструментального оборудования и технических средств, при этом определялись и измерялись:
— геометрические параметры положения рельсового пути в пространстве, ширина колеи, уклоны, возвышение наружного рельса, соблюдение габарита приближения строений;
— упругая осадка рельсовых нитей под подвижным составом для оценки состояния земляного полотна, геометрических размеров балластной призмы;
— дефекты рельсов;
— геометрические параметры контактной сети на электрифицированных участках, пространственное положение контактного провода, уровень его натяжения и электрического напряжения на нем на конкретных участках линии;
— параметры, работоспособность устройств СЦБ (прежде всего рельсовых цепей), устойчивость, качество радиосвязи.
Поистине революционные изменения во всей системе инструментальной проверки состояния и измерения параметров стационарных устройств произошли после создания первых ВСМ в Японии и Франции.
В Японии с началом эксплуатации первой ВСМ Токио — Осака для инструментальной оценки состояния указанных параметров первоначально использовались отдельные измерительные вагоны с тепловозной тягой[68]. Следуя в этих вагонах, которые передвигались со скоростью до 160 км/ч, регу-
Рис. 20.1. Семивагониый инспекционый поезд серии 922-10, состав Т2 |
лярно (каждые десять дней) специалисты обследовали всю ВСМ от Токио до Осаки, осуществляли контроль состояния пути и других устройств, за исключением полной инспекции состояния земляного полотна. Ее проводили с помощью специальных нагрузочных вагонов. Контроль состояния земляного полотна в процессе повседневных регулярных периодических проверок осуществлялся по вторичным признакам: геометрическому положению рельсовых нитей в плане и по их уровню.
С ростом пассажиропотока, а, следовательно, и количества поездов, находящихся в обращении, с увеличением скорости и интенсивности движения поездов на первой японской ВСМ Токио — Осака для проведения работ по контролю состояния пути, систем электроснабжения и других устройств в эксплуатацию был введен специальный высокоскоростной четырехвагонный инспекционно-измерительный поезд (далее будем именовать его инспекционный). Поезд был оснащен измерительной и контрольной аппаратурой на базе имевшегося в распоряжении Японских национальных железных дорог опытного поезда серии 294
1000 (состав В), построенного в 1961 г.[69]
Первый японский высокоскоростной инспекционный поезд получил обозначение 922-0 (состав Т1). Вагоны этого поезда, также как и их предшественники — измерительные вагоны, были окрашены в желтый цвет, что отличало их от пассажирских вагонов поездов серии 0 (они имели цвет слоновой кости)[70]. Инспекционный поезд 922-0 находился в эксплуатации до 1976 г. В 1974 г. для Центральной японской железнодорожной компании был построен новый семивагонный инспекционный поезд (рис. 20.1), получивший обозначение 922-10 (состав Т2), а в 1979 г. для Западной японской железнодорожной компании был изготовлен семивагонный поезд, обозначен-
Измерительный токоприемник |
Смотровые фонари (блистеры) |
Измерительные тележки |
Рис. 20.2. Инспекционный поезд «Doctor Yellow-923» Центральной японской железнодорожной компании, созданный на базе поезда серии 700: а — компоновочная схема; б — общий вид |
ный 922-20 (состав ТЗ). Вагоны этих поездов были построены на основе конструкции вагонов высокоскоростного поезда серии 0.
На всех указанных поездах осуществляли диагностику стационарных устройств ВСМ с помощью размещенной в вагонах поездов аппаратуры, которая позволяла измерять отклонения от геометрических параметров пути, величины ускорений, вибраций, возникающие на скорости эксплуатации поездов по расписанию — 210 км/ч. Вся линия обследовалась один раз в 10 дней, данные записывались на магнитную ленту. На основе полученной информации с помощью ЭВМ производилась оценка состояния пути, подготавливались задания на производство работ ремонтными бригадами.
В 1982 г. было завершено строительство ВСМ Токио — Мориока («Тохоку Синкан- сэн») — первой высокоскоростной магистрали Восточной японской железнодорожной компании. Для проведения контрольно-инспекционных поездок по этой магистрали, а позже и по ВСМ «Дзёэцу» и «Хоку- рику», на базе вагонов пассажирских высокоскоростных поездов серии 200 (которые эксплуатировались на этих линиях) построены семивагонные инспекционные поезда, получившие обозначения: 925/0, состав S1 (1979 г.) и 925/10, состав S2 (1982 г.).
В 2000 г. для Центральной японской железнодорожной компании — инспекции линий ВСМ «Токайдо» и «Санъё» (последняя входит в состав Западной японской железнодорожной компании) — на базе нового высокоскоростного электропоезда серии 700 создан диагностический семивагонный поезд нового поколения (рис. 20.2), получивший обозначение 923, состав Т4 («Doctor Yellow-923»).
Эта машина, пришедшая на смену первому поколению инспекционных поездов, может проводить полный комплекс диагностических работ и измерений, двигаясь на скорости 270 км/ч в графике пассажирских поездов. При формировании контрольно-измерительного оборудования поезда конструкторы отказались от механических и электромагнитных приборов. Используются, в основном, лазерные технологии, в частности, для контроля состояния контактной подвески, которая в процессе измерения сканируется лазерным лучом с частотой 1500 импульсов в секунду (см. рис. 20.31).
Результаты измерений параметров пути, обследования контактной сети, устройств автоматики, телемеханики и связи обрабатываются компьютерами бортового вычислительного комплекса в реальном масштабе времени непосредственно в процессе инспекционной поездки, после ее завершения незамедлительно передаются в центр управления. В 2005 г. такой же поезд (923, состав Т5) был приобретен Западной японской железнодорожной компанией для обследования ВСМ «Санъё».
Необходимо отметить, что на японских ВСМ, наряду с периодическим сбором информации о состоянии пути специальными контрольно-измерительными поездами, ведется регулярный контроль состояния пути с помощью приборов, измеряющих и записывающих данные об ускорениях (вертикальных и горизонтальных), возникающих на уровне буксовых узлов первых колесных пар головных вагонов, а также на уровне пола пассажирских салонов головных вагонов. Для этого измерительная и записывающая аппаратура смонтирована на нескольких десятках составах высокоскоростных поездов, находящихся в регулярной эксплуатации. Таким образом, с периодичностью в несколько часов ведется контроль и запись данных о состоянии каждого участка ВСМ. После возвращения поездов с указанной аппаратурой в депо полученная информация для последующего анализа поступает в компьютеры Центрального диспетчерского центра соответствующей железнодорожной компании. Поскольку за сутки на каждым участке пути с помощью указанной аппаратуры фиксируется несколько показаний, записанных в разное время разными поездами, определяется, являются ли зафиксированные где-либо повышенные величины ускорений или вибраций следствием отклонения в параметрах пути или признаком возникшей неисправности ходовой части подвижного состава.
На японских ВСМ действует правило, согласно которому машинист поезда незамедлительно сообщает диспетчеру о любом случае внезапного сильного толчка, удара, вибраций, возникших в процессе движения. В некоторых случаях инструкция предписывает машинисту осуществить экстренное торможение. Установленная на поездах аппаратура, фиксирующая ускорения (описанная ранее), постоянно следит за их величинами. При превышении в какой-то точке пути допустимых значений подается сигнал об этом на пульт управления поездом, машинист сообщает об этом диспетчеру, который, оценив обстановку, может остановить движение по данному участку до проведения дополнительной проверки.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 257; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!