Έξυπνη τεχνολογία παρακολούθησης προφόρτισης και σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης κατάστασης τροχιάς για συστήματα στερέωσης
Ποιες είναι οι κύριες αιτίες και οι κίνδυνοι της εξασθένησης της προφόρτισης σε συστήματα συνδετήρων;
Οι κύριες αιτίες εξασθένησης προφόρτισης σε συστήματα συνδετήρων περιλαμβάνουνχαλάρωση μπουλονιών, κόπωση ελαστικής ράβδου και περιβαλλοντικοί παράγοντες. Η χαλάρωση των μπουλονιών προκαλείται κυρίως από δόνηση υψηλής-συχνότητας που δημιουργείται από τη λειτουργία αμαξοστοιχίας, η οποία θα μειώσει την τριβή μεταξύ των σπειρωμάτων των μπουλονιών και θα προκαλέσει σταδιακή απώλεια προφόρτισης. Οι ελαστικές ράβδοι θα προκαλέσουν παραμόρφωση κόπωσης υπό-μακροπρόθεσμα εναλλασσόμενα φορτία, το μέτρο ελαστικότητας μειώνεται και η αρχική προφόρτιση δεν μπορεί να διατηρηθεί, αυτή η εξασθένηση είναι μη αναστρέψιμη. Περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η υψηλή θερμοκρασία, η χαμηλή θερμοκρασία και οι αλλαγές υγρασίας θα οδηγήσουν στη θερμική διαστολή και συστολή των εξαρτημάτων του συνδετήρα, θα καταστρέψουν την ισορροπία τάσης του συστήματος στερέωσης και θα επιταχύνουν την εξασθένηση της προφόρτισης. Η εξασθένηση της προφόρτισης θα οδηγήσει στη χαλάρωση της σύνδεσης μεταξύ της ράγας και του στρωτήρα, στην αύξηση της διαμήκους και πλευρικής μετατόπισης της ράγας και στην υπέρβαση των γεωμετρικών παραμέτρων όπως το περιτύπωμα και το επίπεδο της γραμμής. Σε σοβαρές περιπτώσεις, θα προκαλέσει σφάλματα όπως ερπυσμός σιδηροτροχιάς και θραύση συνδετήρων, ακόμη και εκτροχιασμός αμαξοστοιχίας, με αποτέλεσμα μεγάλα ατυχήματα ασφαλείας και οικονομικές απώλειες.
Ποια είναι η βασική τεχνολογία ανίχνευσης για την έξυπνη παρακολούθηση προφόρτισης συστημάτων συνδετήρων;
Οι βασικές τεχνολογίες ανίχνευσης για την έξυπνη παρακολούθηση προφόρτισης συστημάτων συνδετήρων είναιΤεχνολογία ανίχνευσης πλέγματος Bragg ινών και τεχνολογία αισθητήρα πιεζοηλεκτρικών κεραμικών. Οι αισθητήρες πλέγματος Fiber Bragg έχουν τα χαρακτηριστικά μικρού μεγέθους, αντι-ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και αντοχής στη διάβρωση, τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν σε ελαστικές ράβδους ή μπουλόνια. Η προφόρτιση υπολογίζεται ανιχνεύοντας την αλλαγή του μήκους κύματος του πλέγματος και η ακρίβεια μέτρησης μπορεί να φτάσει το ±1%. Ο χρόνος απόκρισης του αισθητήρα είναι μικρότερος ή ίσος με 10ms, ο οποίος μπορεί να καταγράψει τη δυναμική αλλαγή της προφόρτισης σε πραγματικό χρόνο και είναι κατάλληλος για χρήση σε σιδηροδρομικό περιβάλλον με ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Οι πιεζοηλεκτρικοί κεραμικοί αισθητήρες βασίζονται στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο. Όταν η προφόρτιση ενεργεί στον αισθητήρα, θα παράγει ένα σήμα φόρτισης ανάλογο της πίεσης. Τα δεδομένα προφόρτισης λαμβάνονται με την ανίχνευση της έντασης του σήματος φόρτισης και το εύρος μέτρησης είναι 0-100 kN, το οποίο καλύπτει τις ανάγκες παρακολούθησης διαφορετικών συστημάτων στερέωσης. Και οι δύο αισθητήρες μπορούν να πραγματοποιήσουν παθητικό σχεδιασμό χωρίς εξωτερική παροχή ρεύματος και να στείλουν δεδομένα στο σύστημα φόντου μέσω μονάδων ασύρματης μετάδοσης, μειώνοντας τη δυσκολία εγκατάστασης και συντήρησης επί τόπου.
Ποια είναι η σύνθεση και η αρχή λειτουργίας του ευφυούς συστήματος παρακολούθησης προφόρτισης για συστήματα συνδετήρων;
Το έξυπνο σύστημα παρακολούθησης προφόρτισης για συστήματα συνδετήρων αποτελείται από τέσσερα μέρη:μονάδα ανίχνευσης, μονάδα λήψης δεδομένων, μονάδα ασύρματης μετάδοσης και μονάδα ανάλυσης φόντου. Η μονάδα ανίχνευσης αποτελείται από αισθητήρες πλέγματος ινών Bragg ή πιεζοηλεκτρικούς κεραμικούς αισθητήρες, που είναι εγκατεστημένοι μεταξύ της ελαστικής ράβδου και του μπλοκ μετρητή ή στην κεφαλή του μπουλονιού για να ανιχνεύουν άμεσα την αλλαγή της προφόρτισης. Η μονάδα λήψης δεδομένων ενισχύει, φιλτράρει και μετατρέπει την έξοδο ασθενούς σήματος από τον αισθητήρα σε ψηφιακό σήμα μέσω ενός κυκλώματος ρύθμισης σήματος, η συχνότητα δειγματοληψίας ελέγχεται στα 100 Hz για να διασφαλιστεί η συνέχεια και η ακρίβεια των δεδομένων. Η μονάδα ασύρματης μετάδοσης υιοθετεί την τεχνολογία LoRa ή NB-IoT για την αποστολή των συλλεγόμενων δεδομένων στο σταθμό βάσης, με απόσταση μετάδοσης έως και 5 km, καλύπτοντας τις ανάγκες παρακολούθησης σιδηροδρομικών γραμμών μεγάλων αποστάσεων. Η μονάδα ανάλυσης παρασκηνίου διεξάγει-ανάλυση δεδομένων προφόρτισης σε πραγματικό χρόνο με βάση αλγόριθμους μεγάλων δεδομένων, καθιερώνει ένα μοντέλο εξασθένησης προφόρτισης. Όταν η προφόρτιση είναι χαμηλότερη από το καθορισμένο όριο, το σύστημα θα στείλει αυτόματα ένα σήμα έγκαιρης προειδοποίησης για να ειδοποιήσει το προσωπικό συντήρησης να το αντιμετωπίσει έγκαιρα.
Ποιες είναι οι διαφορές στη ρύθμιση κατωφλίου για την παρακολούθηση προφόρτισης συστημάτων συνδετήρων σε διαφορετικούς τύπους γραμμής;
Οι διαφορές στη ρύθμιση κατωφλίου για την παρακολούθηση προφόρτισης συστημάτων συνδετήρων σε διαφορετικούς τύπους γραμμής καθορίζονται κυρίως απότο φορτίο άξονα, την ταχύτητα λειτουργίας και το περιβάλλον εξυπηρέτησης της γραμμής. Οι-σιδηρόδρομοι υψηλής ταχύτητας έχουν γρήγορη ταχύτητα λειτουργίας αμαξοστοιχίας και υψηλή συχνότητα κραδασμών και έχουν υψηλές απαιτήσεις για σταθερότητα προφόρτισης. Το όριο έγκαιρης προειδοποίησης προφόρτισης ορίζεται στο 80% της ονομαστικής προφόρτισης, δηλαδή, όταν η προφόρτιση μειώνεται στο 80% της ονομαστικής τιμής, το σύστημα στέλνει μια έγκαιρη προειδοποίηση και η ονομαστική προφόρτιση είναι γενικά 35-40 kN. Οι σιδηρόδρομοι βαρέων{11}}προγραμμάτων έχουν μεγάλο φορτίο άξονα αμαξοστοιχίας και μεγάλη πρόσκρουση φορτίου και η ταχύτητα εξασθένισης προφόρτισης είναι γρήγορη. Το όριο έγκαιρης προειδοποίησης έχει οριστεί στο 75% της ονομαστικής προφόρτισης και η ονομαστική προφόρτιση είναι 45-50 kN για να διασφαλιστεί ότι η ράγα δεν θα χαλαρώσει κάτω από φορτία μεγάλων αποστάσεων. Οι σιδηρόδρομοι συνήθους ταχύτητας έχουν χαμηλή ταχύτητα λειτουργίας και φορτίο άξονα και η απαίτηση προφόρτισης είναι σχετικά χαμηλή. Το όριο έγκαιρης προειδοποίησης έχει οριστεί στο 70% της ονομαστικής προφόρτισης και η ονομαστική προφόρτιση είναι 25-30 kN. Οι αστικές σιδηροδρομικές γραμμές διέλευσης έχουν συχνές εκκινήσεις και στάσεις αμαξοστοιχιών και πολλές κραδασμούς, το όριο έγκαιρης προειδοποίησης έχει οριστεί στο 85% της ονομαστικής προφόρτισης και η ονομαστική προφόρτιση είναι 30-35 kN. Επιπλέον, το κατώφλι προφόρτισης των αλπικών γραμμών θα πρέπει να αυξηθεί κατάλληλα, επειδή η χαμηλή θερμοκρασία θα οδηγήσει σε μείωση της ελαστικότητας της ελαστικής ράβδου και θα επιταχύνει την εξασθένηση της προφόρτισης.
Ποιος είναι ο αντίκτυπος της έξυπνης τεχνολογίας παρακολούθησης προφόρτισης για συστήματα συνδετήρων στη λειτουργία συντήρησης γραμμής;
Η έξυπνη τεχνολογία παρακολούθησης προφόρτισης για συστήματα συνδετήρων προωθεί τη μετατροπή της λειτουργίας συντήρησης γραμμής απόπεριοδική συντήρηση έως προληπτική συντήρηση. Ο παραδοσιακός τρόπος περιοδικής συντήρησης ελέγχει και συντηρεί το σύστημα στερέωσης σύμφωνα με έναν σταθερό κύκλο, ο οποίος έχει τα προβλήματα ανεπαρκούς συντήρησης ή υπερβολικής συντήρησης, με χαμηλή απόδοση συντήρησης και υψηλό κόστος. Η λειτουργία προληπτικής συντήρησης βασίζεται στα δεδομένα πραγματικού-χρόνου του συστήματος παρακολούθησης και εκτελεί μόνο στοχευμένη συντήρηση των συνδετήρων με υπερβολική εξασθένηση της προφόρτισης, αποφεύγοντας τον αδιαφοροποίητο ολοκληρωμένο έλεγχο και μειώνοντας σημαντικά το κόστος εργασίας και υλικού συντήρησης. Η τεχνολογία παρακολούθησης μπορεί επίσης να πραγματοποιήσει την ψηφιακή διαχείριση των εργασιών συντήρησης. Το σύστημα φόντου μπορεί να καταγράψει την τάση αλλαγής προφόρτισης κάθε συνδετήρα, να παρέχει υποστήριξη δεδομένων για τη διαμόρφωση σχεδίων συντήρησης και να κάνει τις εργασίες συντήρησης πιο επιστημονικές και στοχευμένες. Επιπλέον, η προληπτική συντήρηση μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τα σφάλματα γραμμής που προκαλούνται από την εξασθένηση της προφόρτισης, να μειώσει το χρόνο διακοπής της γραμμής, να βελτιώσει την απόδοση και την ασφάλεια λειτουργίας της γραμμής και να πραγματοποιήσει τον βέλτιστο έλεγχο του κόστους του κύκλου ζωής-της γραμμής.