Argos: Hledač nebezpečných kol
Výzkumný ústav železniční instaloval na zkušebním okruhu v Cerhenicích nový indikátor plochých kol Argos. Moderní zařízení měří mimokruhovitost kol a vzájemné působení kola a kolejnice.
Kolo může být už z výroby nebo třeba v důsledku brzdového systému neideálně kruhové. Tato nepravidelnost neboli mimokruhovitost (dříve ovalita) se sleduje v řádu setin milimetru.
Normy EU (např. EN 15312) stanovují několik limitních geometrických hodnot kol, k jejichž monitorování se zpravidla používá metoda nepřímého měření dynamických nárazových sil. Výhodou tohoto měření je, že není ovlivněno znečištěním kolejnice nebo kola a lze ho využít i pro průjezdové měření hmotnosti, avšak vzhledem k tomu, že rychlost i maximální dynamické zatížení kola podléhají nelineárním principům, a ne vždy souvisejí s defekty kola a jejich velikostí, nemusí být tato metoda dostatečně spolehlivá (např. pro rozhodnutí o údržbě), a to se týká i přesného měření, jaké je předmětem činnosti VUZ.
Proto byla vyvinuta nová metoda (EP 1883 565) využívající signály odvozené od měřicích prvků, které sledují posuvy kolejnice ve svislém směru. Ve vyhodnocovacím zařízení je pak ze signálů vytvořeno informační pole, které odpovídá nejméně obvodu kola. Periodický signál tvarů kola je vyhodnocen pomocí Fourierovy transformace a patentovaného software. Každý tvar kola je systémem změřen nejméně dvakrát (tj. dvě odvalení). Tato metoda poskytuje informaci změny delta R po obvodu kola a systém ji používá pro odvozování a kvantifikaci typů nepravidelností tvaru kola. Zaznamená všechny odchylky od kruhovitosti, jako je excentricita, ovalizace či polygonizace – výsledky měření lze generovat číselně i graficky. V praktických aplikacích se celkové výsledky obvykle používají pro jednotlivá měření každého kola (max. delta R, max. délka bodu atd.).
Strážce dokonalého tvaru
Systém Argos je instalovaný na 560. metru Velkého zkušebního okruhu v Cerhenicích. Pomocí 16 měřicích řezů rozmístěných na 9metrovém úseku (aby se kolo odvalilo minimálně dvakrát) snímá z čidel data, která okamžitě po projetí soupravy posílá do rozvaděče umístěného vedle kolejnic. Průmyslový počítač uvnitř zpracuje získané informace pomocí speciálního softwaru a odešle je optickým kabelem k dispečerovi.
Argos měří odchylku od ideálně kulatého kola v řádu až setin milimetru (s rozlišením delta R lepší než 0,01 mm, opakovatelnosti 0,05 mm jako trendová funkce a 0,1 mm jako individuální měření). Zařízení tak během průjezdu železničních souprav kontroluje stav jízdní plochy jejich kol a porovnává skutečný stav s nastavenými parametry. Měření lze provádět od rychlosti 30 km/h do více než 250 km/h, systém je schopen 2centimetrovou defektní plochu rozeznat už od rychlosti 40 km/h.
Podle generálního ředitele VUZ Martina Bělčíka dokáže zařízení odhalit sebemenší nerovnost i při rychlostech kolem 200 km/h. V případě zjištění odchylky mimo přípustné limity je vozidlo ihned zastaveno, aby se zabránilo poškození kolejnice. Kola s defekty, např. vyštípnutým kusem materiálu nebo naopak nataveným kouskem kovu, tzv. návarky, kolejnice ničí – už malá odchylka v rozsahu desetiny milimetru od ideálního tvaru při jízdě poškozuje kolejnici nárazovými silami ve svislém směru. To v případě úseků používaných pro přesná měření s citlivými přístroji vyžaduje nákladné opravy – hlavu kolejnice je nutné zbrousit a vytvořit nový, ideálně hladký povrch.
Zařízení se skládá ze senzorů umístěných pod hlavou kolejnice, které detekují a následně zobrazí na PC odchylky od ideálního stavu. Pokud odchylka překročí stanovenou normu, musí provozovatel zkoušeného vozidla zjednat nápravu, přičemž systém dokáže kolo s výskytem chyby určit zcela přesně.
Informace o vlacích i kolech
K identifikaci vozidla slouží RFID snímač umístěný vedle skříňky. U obdobných zahraničních systémů jsou lokomotivy, vagony i vlakové soupravy vybaveny RFID tagy upevněnými po obou stranách, takže systém si načte číslo vlaku a následně umožní v aplikaci vidět, který vlak byl kdy měřený. Tuto možnost Argos ve VUZ zatím nevyužívá, ale je na ni připraven.
Identifikační data a informace o vlacích jsou aktuálně zadávána z informačního systému dispečery, ale dokončuje se softwarová nadstavba, která bude přenášet do systému Argos informace o testovaných vlacích a umožní vyhledávat detailní údaje o nich samotných, i o zkouškách, které na nich byly prováděny. Celé řešení je postaveno jako softwarově otevřené, takže umožňuje integraci dalších prvků. V případě potřeby ho tak bude možné propojit s jakýmkoli jiným systémem.
Indikátor nejen zaznamenává, vyhodnocuje a upozorňuje na odchylky od předem zadaných a nastavených referenčních parametrů, ale umožňuje také měřit zatížení na nápravu, nebo i na jednotlivá kola, a odhalit tak přetížení vozu nebo nerovnoměrné rozložení nákladu. Tím zabezpečuje ochranu kolejového svršku a výrazně snižuje poškození trati způsobené přetíženými vozy nebo vozidly s poškozenou jízdní plochou. Senzory umístěné na kolejnicích umožňují měřit jejich teplotu, což je důležitý parametr zejména pro bezpečnost provozu, kdy v případě velmi dlouhých (až několik km) svařených úseků existuje riziko lomu kolejnice nebo jejího vybočení v důsledku tepelné dilatace nebo kontrakce (tzn. roztažení nebo naopak smrštění) při extrémních teplotách, jaké nyní přestávají být u nás vzácností.
190
