Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Железнодорожный путь

Диссертационная работа:

Морозов Андрей Владимирович. Скоростная георадиолокационная диагностика балластного слоя железнодорожного пути: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.22.06 / Морозов Андрей Владимирович;[Место защиты: Ростовский государственный университет путей сообщения].- Ростов-на-Дону, 2011.- 17 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. Увеличение пропускной способности железных дорог, предусмотренное Стратегической программой развития ОАО «РЖД» на период до 2015 года, связано с повышением скорости движения пассажирских поездов до 250 км/час и грузовых поездов – до 120 км/час при увеличении осевых нагрузок до 30 тонн на ось. Вместе с этим, на сети железных дорог существует большое количество объектов с дефектами и деформациями балластного слоя и земляного полотна, ограничивающими скорость движения подвижного состава и представляющими собой постоянную угрозу безопасности перевозочному процессу.

Использующиеся в настоящее время методы диагностики таких объектов, базирующиеся в основном на визуальных осмотрах и точечном бурении скважин, не обеспечивают в полной мере оперативность получения полной и достоверной информации об их состоянии. Вместе с этим, проведение таких мероприятий в объемах, диктуемых протяженностью сети железных дорог, не рационально в связи с требуемыми материальными затратами. Учитывая, что такая информация необходима для уточнения заданий на проектирование ремонтов и реконструкции железнодорожного пути, а также для проверки качества выполненных работ, вопрос разработки скоростного метода георадиолокационной диагностики балластного слоя железнодорожного пути в режиме реального времени и программно-аппаратного комплекса для его реализации является актуальным.

Работа выполнена в рамках реализации плана НТР ОАО «РЖД» по теме «Разработка алгоритмов, регламента и технологий для скоростной георадиолокационной диагностики железнодорожного пути» при поддержке гранта РФФИ № 11-08-13140-офи-м-2011-РЖД и государственного контракта №16.513.11.3125 Министерства Образования и Науки Российской Федерации.

Цель исследований. Разработка методик и программно-аппаратного комплекса (ПАК) для диагностики состояния балластного слоя в системе мониторинга железнодорожного пути с использованием скоростного метода георадиолокации в режиме реального времени.

Задачи исследований.

  1. Теоретически обосновать возможность количественной обработки радарограмм и создать программно-аппаратный комплекс (ПАК) для диагностики балластного слоя железнодорожного пути в режиме реального времени.

  2. Определить оптимальную высоту подвеса и положение антенных блоков относительно рельсошпальной решетки при решении задач вычисления загрязненности, деформативности и толщины балластного слоя. Составить рекомендации по использованию антенных блоков для диагностики балластного и разделительного слоев, а также подбалластного основания.

  3. Разработать алгоритмы и методики обработки георадиолокационной информации, позволяющие определять загрязненность, влажность, толщину и структуру балластного слоя, а также геометрические параметры балластных углублений в режиме реального времени.

  4. Разработать алгоритмы позиционирования георадиолокационной информации в принятой на железных дорогах пикетной системе координат с использованием спутниковых технологий.

  5. Провести натурную проверку качества информации, получаемой с использованием ПАК в различных природно-климатических условиях в составе диагностических комплексов «Интеграл» и «Декарт».

Методы исследований. Для решения поставленных задач выполнены теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных условиях и на натурных объектах.

Теоретические исследования базируются на классической волновой теории распространения электромагнитного излучения.

Лабораторные исследования выполнены на стенде, моделирующем балластный слой и верхнюю часть земляного полотна железнодорожного пути.

Натурные исследования выполнены на объектах Северо-Кавказской, Горьковской и Московской железных дорог – филиалов ОАО «РЖД».

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Разработаны методики определения загрязненности, влажности и толщины балластного слоя, а также геометрических размеров балластных углублений по результатам количественной обработки георадиолокационных данных в режиме реального времени.

  2. Для определения электрофизических характеристик балластного материала разработаны методики расчета:

диэлектрической проницаемости и удельной проводимости среды по видимым границам на радарограмме и величине сигналов, отраженных от них;

коэффициентов затухания электромагнитного излучения при разной влажности среды.

  1. Создан программно-аппаратный комплекс для проведения скоростной георадиолокационной диагностики состояния балластного слоя железнодорожного пути в режиме реального времени с учетом влияния климатических факторов на результаты его работы.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Программно-аппаратный комплекс для проведения скоростной георадиолокационной диагностики балластного слоя железнодорожного пути в режиме реального времени и формирования данных о его толщине, загрязненности, степени увлажнения и деформативности.

  2. Методики определения влажности и толщины балластного слоя железнодорожного пути по диэлектрической проницаемости и коэффициенту затухания электромагнитного излучения.

  3. Методика проведения георадиолокационной диагностики железнодорожного пути в составе мобильных средств и диагностических комплексов («Интеграл», «Декарт»), предусматривающая автоматическое заполнение утвержденных форм документов для передачи результатов георадиолокационной диагностики в систему комплексного анализа «КАСКАД».

Достоверность полученных результатов. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений классической волновой теории распространения электромагнитного излучения. Полученные теоретические результаты, методики обработки георадиолокационных данных и программы для электронных вычислительных систем проверены и подтверждены лабораторными и натурными измерениями.

Практическая значимость работы. Результаты исследований использованы при разработке противодеформационных мероприятий и планировании капитальных ремонтов и реконструкции железнодорожного пути, а также его текущем содержании на объектах Северо-Кавказской, Московской и Горьковской железных дорогах. Разработанный ПАК находится в опытной эксплуатации на Северо-Кавказской железной дороге и используется в диагностических комплексах «Интеграл» и «Декарт».

Разработана технология автоматического формирования утвержденных выходных форм документов, необходимых для передачи результатов георадиолокационной диагностики в систему комплексного анализа «КАСКАД».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2010» (Ростов-на-Дону, РГУПС, 2010); 7-й научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна железных дорог» (Москва, МИИТ, 2010); на третьей, четвертой, пятой и шестой международных научно-практических конференциях «Инженерная и рудная геофизика-2007, 2008, 2009, 2010» (Геленджик, ГНЦ «Южморгеология», 2007-2009, Москва , 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, 3 работы в журналах, входящих в перечень ВАК, получено 2 патента и 2 свидетельства о государственной регистрации программы на ЭВМ РФ.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net