Один из самых сложных этапов строительства железнодорожного пути – подготовка балластной призмы. Важно тщательно сделать основание, уклоны откосов призмы и песчаной подушки.

На путевой технике РЖД не всегда предусмотрены устройства, контролирующие положение рабочих органов с учетом уровня базы машины. Машинисты измеряют показатели без датчиков положения, на глаз или по устаревшей трособлочной системе. Это может приводить к ошибкам при подготовке, укладке и выправке пути. Много времени тратится на исправление ошибок, что особенно важно, если работы проходят в технологическое окно.

Прибор «Цифровой уровень» обеспечивает точность 1 мм и исключает роль человеческого фактора. Рост производственной эффективности после ввода технологии составит 30–50%. Технология применяется для всех сфер, где необходимо точное измерение угла отклонения поверхности от горизонтали и вертикали.

Решение

Первый прототип был создан на базе цифрового датчика DXL345. Прибор корректно работал только в лабораторных условиях, но не обеспечивал результаты в полях. Вибрационные воздействия влияли на качество данных. Современный прототип представляет собой спарку двух датчиков: акселерометра и гироскопа. Алгоритмы фильтрации данных позволяют устройству работать в самых сложных условиях, даже при вибродинамических нагрузках можно точно оцифровать положение по уровню и достичь нормативных значений. Программное обеспечение написано на языке программирования (С), выводная часть – на языке Kotlin, демонстрация данных возможна на любом телефоне Android по Bluetooth.

Прибор состоит из двух частей: измеряющей и выводной. Сам датчик положения можно закрепить в любом удобном месте машины благодаря магнитным креплениям. Устройство энергонезависимо до 30 часов работы, работает от одного литийионного аккумулятора типа 18650, имеет индикацию уровня заряда и стандартный порт для заряда type-c.

«Цифровой уровень» выглядит как датчик размером с обычный телефон, только в 5–7 раз толще. Беспроводная выводная часть (телефон с установленным приложением) принимает сигнал с измеряющей части по радиомодулю Bluetooth. Машинист видит данные в удобном интерфейсе программы на телефоне или планшете.

Испытание прототипа успешно прошло на электробалластере ЭЛБ-3 в Московской дирекции по ремонту пути РЖД при подъемке рельсошпальной решетки.

«Цифровой уровень» обеспечит рост производственной эффективности на 30-50%. Фото: Максим Каширин, пресс-служба ОАО «РЖД»

Интеграция с мобильным приложением

«Цифровой уровень» прост в применении. Для комфортного мониторинга эксперты РЖД разработали мобильное приложение для Android и iOS. Разработанное программное обеспечение доступно для самых старых версий смартфонов.

Одна из целей проекта – сделать максимально понятный интерфейс. На экране телефона в реальном времени двигается планка и поĸазывает отклонения по уровню положения. Машина передает данные на сервер для хранения и анализа, а результат можно видеть на дисплее. Технология работает в любой удаленной местности, где нет интернета. Телефон сохраняет информацию, а по мере приближения к источнику связи начнется передача данных на сервер.

Предпосылки

Один из самых сложных этапов строительства железнодорожного пути – это подготовка балластной призмы. Важно тщательно сделать основание, уклоны откосов призмы и песчаной подушки. Эту работу выполняют бульдозеры и грейдеры. Из-за отсутствия средств контроля за поднятой рельсошпальной решеткой машинисты проводили замеры на глаз, без датчика положения. Человеческий фактор не исключал ошибки при подъемке пути и риск аварийных ситуаций.

При этом конструкция и качество балластного слоя определяют важные параметры:

• общее состояние железнодорожного пути;
• уровень допускаемых скоростей движения поездов;
• срок службы всех элементов верхнего строения пути;
• затраты на содержание пути.

На устройстве была реализована автоматическая выправка пути. Цифровизация производственного процесса свела работу машиниста к функциям постановки задачи и контроля, исключив вероятность ошибки.

Один из самых сложных этапов строительства железнодорожного пути – подготовка балластной призмы. Фото: Shutterstock/FOTODOM

Сфера применения

Цифровое устройство уже использовали на разных видах техники:

• щебнеочистительных машинах при вырезке балласта для соблюдения подуклонки земляного полотна;
• отвалах грейдеров и бульдозеров для формирования нормативной основной площадки земляного полотна;
• электробалластерах и выправочно-подбивочно-отделочных машинах при выправке пути по уровню.

Принцип работы «Цифрового уровня» эффективен не только при строительстве железных дорог. Механизм можно использовать на любой дорожно-строительной технике с отвалами. Технология востребована и при работе козловых и башенных кранов. Прибор «Цифровой уровень» можно успешно применять и в домашних условиях при установке натяжного потолка или сборке мебели.

1055 единиц техники с возможным применением «Цифрового уровня» числятся в настоящий момент в парке РЖД. Фото: Максим Каширин, пресс-служба ОАО «РЖД»

Перспективы и эффективность

«Цифровой уровень» минимизирует потери от простоев и сокращает продолжительность рабочего времени на один и тот же процесс. Раньше после завершения технологической операции машинист тратил время на проверку результата, а сейчас можно просто достать смартфон и убедиться, что работа выполнена правильно. Экономисты оценивают, что рост производственной эффективности после ввода технологии составит 30–50%.

«Наш прототип прошел тестирование и готов к тиражированию на десятки тысяч экземпляров. Технология облегчает работу и гарантирует точность измерений. Это намного удобнее и быстрее, чем пытаться на глаз определить горизонталь. Ориентировочно экономия от внедрения одного прибора оценивается в 910 тыс. руб.», – отмечает один из авторов проекта Илья Рыбинцев.