Разработка перспективного алгоритма расчета и оценки геометрических параметров колесной пары в комплексе КОНЛОК

Введение. Рассмотрен вопрос разработки нового, более современного математического аппарата в системе автоматизированного контроля геометрических параметров колесных пар подвижного состава измерительного комплекса КОНЛОК. В комплексе используются бесконтактные лазерные 2D-профилометры для измерения параметров колес локомотивов при постановке в депо и вагонов в процессе их эксплуатации на железнодорожной инфраструктуре.

Материалы и методы. Применены методы математического моделирования с алгоритмами описания и оценки профиля колеса с учетом дополнительных требований на гладкость и непрерывность используемых функций. Выполнен анализ данных, полученных при фиксации фактического состояния профилей поверхности катания колесных пар грузовых вагонов, результаты сравнены с эталонным состоянием профиля поверхности катания колеса по ГОСТ 10791-2011.

Результаты. Разработан новый перспективный алгоритм описания и оценки профиля катания колеса. Точность измерения повышена за счет минимизации человеческого фактора, цифровизации технологических процессов и автоматизации контроля технического состояния подвижного состава в пути следования. Определены параметры профиля поверхности катания колеса грузового вагона с наработкой 450 тыс. км.

Обсуждение и заключение. Представленный алгоритм обработки данных позволяет бесконтактно и автоматизированно измерять геометрические параметры колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава, а также пассажирских и грузовых вагонов в движении на основе полученных с лазерного профилометра данных, а также автоматизировать процесс составления отчета о результатах измерения, включая информацию об обследуемом объекте, и рекомендациях по принятию решения об отправке колеса в ремонт. Применение новых алгоритмов и современных технических средств позволяет получать точные и надежные данные о геометрических параметрах колесной пары, производить перспективный анализ износа колесной пары в эксплуатации без обязательного обмера ручными средствами измерения.

1. Влияние структуры и механических характеристик колесных сталей на изнашивание и режимы восстановления профиля колесных пар / В. С. Кушнер [и др.]; под ред. И. А. Иванова, В. С. Кушнера. Омск: Омский гос. техн. ун-т, 2015. 224 с. EDN: https://www.elibrary.ru/vcbhmv.

2. Повышение работоспособности колесных пар подвижного состава / О. С. Валинский [и др.]. Казань: Бук, 2022. 324 с. EDN: https://www.elibrary.ru/txahyi.

3. Ададуров А.С., Савельев И.Ю. Обзор существующих установок автоматизированного бесконтактного измерения геометрических параметров колесных пар // Транспорт Российской Федерации. 2022. № 3 (100). С. 48-51 EDN https://www.elibrary.ru/lmfxqq.

4. Ададуров А. С., Усмендеева А. Д. Система мониторинга состояния подвижного состава для формирования оптимизированных и сбалансированных планов ремонта и эксплуатации (часть 1) // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2018. №3(43). С. 66-71 EDN: https://www.elibrary.ru/xvvjad.

5. Ададуров А. С., Тюпин С. В., Лапин А. М. Техническая диагностика колесных пар: современные методы и средства выявления дефектов // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2013. № 4 (24). С. 32-35 EDN: https://www.elibrary.ru/rittrj.

6. Li C., Luo S., Cole C., Spiryagin M. An overview: modern techniques for railway vehicle on-board health monitoring systems. Vehicle System Dynamics. 2017;55(7):1045-1070. https://doi.org/10.1080/00423114.2017.1296963.

7. Буйносов А. П. Разработка и аппаратная реализация прибора для измерения геометрических параметров бандажей колесных пар // Транспорт Урала. 2010. № 3. С. 64-68 EDN: https://www.elibrary.ru/mvlhyt.

8. Буйносов А. П., Цихалевский И. С., Трофимов М. Н. Новый измерительный прибор // Локомотив. 1998. № 6. С. 40-41 EDN: https://www.elibrary.ru/yruwkf.

9. Репин М. Ю. Анализ приборов и устройств для контроля геометрических параметров бандажей колесных пар локомотивов // Научные революции: сущность и роль в развитии науки и техники: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., Уфа, 20 января 2018 г. Уфа: Аэтерна, 2018. Ч. 2. С. 107-112 EDN: https://www.elibrary.ru/yozsov.

10. Комиссаров А. В., Григорьев К. В. Автоматизированный диагностический комплекс для измерения геометрических параметров колесных пар // Вагоны и вагонное хозяйство. 2011. № 3. С. 14-15 EDN: https://www.elibrary.ru/obfasb.

11. Нуриев А. Г., Чистяков Э. Ю., Битюцкий Н. А. Развитие использования дистанционных измерений по определению геометрических параметров колесных пар // Бюллетень результатов научных исследований. 2023. № 1. С. 7-18 https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-1-7-18.

12. Лексутов И. С., Клюка В. П. К возможности применения линейного сканера для создания средств технического контроля геометрических параметров продольного сечения поверхности катания колеса вагона // Известия Транссиба. 2022. № 3 (51). С. 51-63 EDN: https://www.elibrary.ru/tknmfx.

13. Kutner M., Nachtsheim C., Neter J. Applied Linear Regression Model. 4th Edition. New York: McGraw Hill; 2004. 701 p.

14. Chow G.C. Tests of Equality Between Sets of Coefficients in Two Linear Regressions. Econometrica. 1960;28(3):591-605. https://doi.org/10.2307/1910133.

15. Волков И. К., Зуев С. М., Цветкова Г. М. Случайные процессы: учеб. для втузов / под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко. 3-е изд., испр. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 447 с.