Устройство слежения за параметрами контактного провода тягового электроснабжения магистральных железных дорог

Устройство слежения за параметрами контактного провода тягового электроснабжения магистральных железных дорог

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АДМ - автомотриса;

БОМ - блок оптико-механический;

БЭ - блок электроники;

ДБП - датчик боковых перемещений;

ДС - датчик скорости;

ДТ - датчик температуры;

КП - контактный провод;

ПЗС - прибор с зарядовой связью;

ПУ - пульт управления;

ТВ камера - телевизионная камера;

УГР - уровень головок рельс;

УСП КП - устройство слежения за параметрами контактного провода;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина.

ВВЕДЕНИЕ

Транспортные сети, связывающие между собой промышленные центры, города и населенные пункты играют большую роль в нормальном функционировании и развитии народного хозяйства нашей страны. В настоящее время в Украине основной объем грузоперевозок осуществляет железнодорожный транспорт. Это связано с простотой и дешевизной его эксплуатации, быстрой самоокупаемостью и универсальностью в плане разнообразия перевозимых грузов. Для транспортировки одного и того же груза по железной дороге потребуются гораздо меньшие затраты по сравнению, например, с воздушным или автомобильным транспортом. Применение электрической тяги на железнодорожном транспорте и развитие техники в этом направлении еще более удешевили и упростили эксплуатацию и обслуживание железнодорожных магистралей. Однако продолжают функционировать и хранятся и другие виды энергопотребителей. Существует большой парк “законсервированной” морально и технически устаревшей на данный момент техники, такой как локомотивы на дизельной тяге и даже паровозы. Их хранят «на случай войны».

Для обеспечения безотказного функционирования сети железных дорог их рабочее состояние необходимо постоянно контролировать. Увеличивающаяся нагрузка на железнодорожные линии при растущей скорости движения поездов ставит постоянно ужесточающиеся требования к контактной сети. Периодический контроль контактной сети необходим для обнаружения на ранней стадии изменений ее состояния. Так, например колебания контактного провода влияют на процесс токосъема, поэтому необходимо постоянно оценивать работоспособность контактной подвески и качества токосъема.

Результаты периодического контроля позволяют правильно, своевременно и с наименьшими затратами планировать и организовывать необходимый ремонт износившихся или поврежденных участков железнодорожного полотна, контактной сети и других элементов железнодорожного хозяйства. Для измерения отклонений от номинальных значений оцениваемых параметров контактной сети, был разработан прибор “Устройство слежения за параметрами контактного провода” (УСП КП).

1. ОБЗОР СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА

Диагностикой параметров контактной подвески электрифицированных железных дорог занимаются во всех странах, имеющих такие дороги. Понимание важности проблемы дает довольно большое количество способов ее решений. Рассмотрим несколько зарубежных аналогов измерения параметров контактного провода.

Одним из лидеров - производителей средств диагностики является фирма Gamma Technology. Диагностическая система этой фирмы представляет собой аппаратуру, установленную на специальном вагоне и следящую за многими параметрами. Интересующие нас параметры: высота подвеса и смещение от оси пути контактного провода измеряет лазерная система, установленная на крыше вагона (рис.1.1). Она представляет собой систему из шести лазеров, подвижной системы зеркал и шести телевизионных камер. Система лазеров излучает световой пучок под углом 45 градусов. Система зеркал имеет некоторую механическую свободу и механически следит за положением провода.

Рисунок 1.1

Таким образом, за счет механической свободы устройство постоянно держит провод в поле зрения телевизионных камер. Это показано на рисунке 1.2, при несколько опущенном относительно первого положения положении провода.

Рисунок 1.2

Пучок лазера испускается его источником, попадает на зеркало 1, под углом 45 градусов отражается от него, попадает на провод. Изображение освещенного провода попадает на зеркало 2. С зеркала 2 изображение попадает на камеру. Таких систем всего шесть, расположенных рядом друг с другом.

Для наблюдения за объектом в приборе фирмы Gamma Technology используются матричные камеры. Этим добиваются большой разрешающей способности прибора. Для освещения прибора используется лазерная подсветка, за счет которой световой пучок распределяется равномерно. Однако прибор фирмы Gamma Technology имеет большие габариты. Для его размещения требуется как минимум 1,5 м длины на крыше вагона (диапазон изменения высота подвеса контактного провода).

Прибор фирмы Gamma Technology работает при температурах от -10оС до +40оС, что в условиях нашего климата является явно недостаточным. Наличие подвижных частей в приборе Gamma Technology может привести к неработоспособности прибора при понижении температуры, указанной в условиях эксплуатации. Произойти это может по разным причинам. Одной из таких причин являются, например, обледенения подвижной системы зеркал.

Еще одним достижением в области диагностики параметров контактного провода является разработка сети железных дорог Германии (DBAG). DBAG начали применять бесконтактную измерительную систему с 1982 года, которая обеспечивала надежное измерение положения контактного провода с точностью не менее 10мм при скорости свыше 80 км/час. На первом этапе систему можно было применять только в ночное время. В 1996 году ее доработали, что позволило использовать ее при дневном освещении. В 2000 году FTZ расширил возможности системы, применив камеру с 8192 элементов разрешения на строку, что позволило повысить разрешающую способность.

Положение провода определяются триангуляционным методом. Он заключается в том, что строится треугольник, где основанием служит расстояние между реперными точками, а в вершине находится искомый объект. Для этого использованы четыре строчные камеры с высоким разрешением, которые вместе с прожекторами размещены на жесткой несущей балке, образуя модуль, в готовом виде монтируемый на крыше измерительного вагона, электропоезда или локомотива.

При дневном освещении контактный провод воспринимается как темный объект на светлом фоне, а ночью или в тоннелях благодаря подсветке - как светлый объект на темном. В качестве источника света можно использовать прожектор, лазер или газоразрядные монохромные лампы.

Измерительный интервал, представляющий собой расстояние между двумя точками измерений, зависит от времени, затрачиваемого системой на выполнение расчетов, и скорости движения. При скорости 120 км/час он лежит в пределах 10мм.

Аналогичными свойствами (разрешением, быстродействием) обладает измерительный вагон контактной сети фирмы Siemens. Его принцип действия другой. Фиксирующие камеры с соответствующими осветительными системами расположены по бокам вагона. Каждая из них снимает подвеску с одной стороны в течении 45мкс. При скорости движения вагона 80км/час достигается разрешение 0.7 - 2 мм.

Для выполнения измерений в ночное время используется система освещения контактной подвески. Сначала для этого применялись лампы с разрядом в парах металла потребляемой мощностью 10кВт, выполненные в виде прожекторов. В дальнейшем, в связи с дефицитом свободного места в месте расположения видеокамер и слепящего действия прожекторов, стали использовать систему на базе диодного лазера. Эта система потребляет мощность не больше 15 Вт. При этом луч лазера совмещается с полем зрения камеры.

У обеих систем германских фирм также недостаточен диапазон температур. Они функционируют от -10С до +40С.

Для работы в наших условиях необходим больший диапазон температур: от - 50оС до +55оС. Еще одним необходимым требованием был диапазон измерений параметров контактной сети. Большинство зарубежных диагностических систем имеет диапазон измерения по высоте от 5600 до 6500 мм над уровнем головок рельс (УГР) и ±400 мм от оси пути, тогда как в Украине стандартом принят диапазон от 5550мм до 6900мм по высоте подвеса и ±600 мм по горизонтальному смещению от оси пути. В 1996 году в России был спроектирован и выпущен вагон измерительный контактной сети (ВИКС) НИИЭФА. Вагон позволяет выполнять все необходимые для диагностирования состояния контактной сети измерения. Однако, его высокая стоимость (примерно 2,4 млн.грн.), не позволяет приобретать вагоны в достаточном количестве. Другим способом решения является измерение параметров подвеса контактного провода вручную. Но это занимает много времени. Альтернативой этим методам является Устройство слежения за параметрами контактного провода (УСПКП), предназначенное для установки на монтажных автомотрисах, имеющихся в достаточном количестве.

2. НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПАРАМЕТРАМИ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА

УСП КП предназначено для бесконтактного измерения геометрических параметров подвеса контактных проводов электрифицированных участков железных дорог, записи полученных параметров на устройство хранения информации и их отображения на мониторе рабочего места оператора УСП КП.

.1 Технические характеристики и условия эксплуатации

Аппаратура УСП КП осуществляет:

. Бесконтактное измерение текущего положения высоты контактных проводов над уровнем верха головок рельсов при количестве проводов от одного до четырех в диапазоне от 5500 до 6900 мм с погрешностью ± 20 мм;

. Бесконтактное измерение текущего положения контактных проводов (смещение и вынос) в плане при количестве проводов от одного до четырех в диапазоне ± 600 мм с погрешностью ± 20 мм;

. Автоматическую или ручную с пульта управления отметку положения опор контактной сети;

. Бесконтактное измерение высоты подвеса в точках фиксации на опорах контактных проводов над УГР при количестве проводов от одного до четырех в диапазоне от 5500 до 6900 мм с погрешностью не хуже ± 20 мм;

. Бесконтактное измерение горизонтального смещения от оси пути в точках фиксации на опорах контактных проводов в плане при количестве проводов от одного до четырех в диапазоне ± 600 мм с погрешностью не хуже ± 20 мм;

. Дискретность измерений по длине провода при скорости движения автомотрисы до 80 км/ч, - не менее 1 м

. Измерение скорости движения автомотрисы АДМ в диапазоне от 0 до 80 км/ч с погрешностью не хуже ±1 км/ч;

. Измерение пройденного автомотрисой пути с относительной погрешностью не хуже 0,1%;

. Измерение температуры наружного воздуха в диапазоне от минус 50 до +500С с погрешностью не более ±10С (датчик температуры наружного воздуха устанавливается в вариантном исполнении УСП КП);

. Термостабилизацию оптико-механического блока.

Программное обеспечение УСП КП позволяет выполнять следующие функции:

. Автоматическую проверку аппаратной части УСП КП при запуске программы и в процессе работы с отображением результатов проверки на мониторе рабочего места оператора УСП КП;

. Выбор и управление режимами работы УСП КП;

. Обслуживание аппаратной части УСП КП и расчет параметров контактной сети в режиме измерения;

. Привязку результатов измерений к показаниям датчика скорости и пройденного пути, точкам фиксации контактного провода;

. Отображение измеренных параметров контактной сети на мониторе рабочего места оператора УСП КП в графическом и алфавитно-цифровом виде в реальном масштабе времени;

. Запись измеренных параметров контактной сети на устройство хранения информации с формированием архива;

. Регистрацию отклонений измеренных параметров контактной сети от нормативных значений в реальном масштабе времени во время проведения инспекции участков контактной сети.

2.2 Состав УСП КП

В состав УСП КП входят: (см. схему электрическую структурную УСП КП).

.Блок оптико-механический (БОМ);

.Два датчика боковых перемещений (ДБП);

.Датчик температуры (ДТ) (датчик температуры наружного воздуха устанавливается в вариантном исполнении УСП КП);

.Датчик скорости (датчик угла поворота Л178/1.2) (ДС);

.Блок электроники (БЭ);

.Пульт управления (ПУ);

2.3 Устройство и работа УСП КП

2.3.1 Принцип работы УСП КП

В основу работы УСП КП положен стереоскопический принцип определения положения объекта в пространстве, основанный на измерении углового положения (угла визирования) объекта относительно осей оптических систем трех разнесенных в пространстве на некоторое базовое расстояние телевизионных (ТВ) камер. При этом оси оптических систем всех трех камер сориентированы так, что лежат в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению движения автомотрисы. Поля зрения оптических приемников камер с фоточувствительными ПЗС линейками повернуты так, что лежат в одной плоскости с осями оптических систем.

Начало лучей визирования КП каждой камерой определяется положением некоторой узловой точки в центре входного зрачка объектива оптической системы камеры. Узловые точки ТВ камер размещаются на одной линии поперек автомотрисы параллельно плоскости капота автомотрисы на расстоянии S (базовое расстояние) друг от друга (рис. 2.1), причем узловая точка центральной камеры размещается в диаметральной плоскости кузова автомотрисы.

Значения измеренных углов визирования КП крайними камерами aЛ (левая камера) и aП (правая камера) при известном базовом расстоянии S позволяют вычислить высоту контактного провода над линией, соединяющей узловые точки камер (базой ТВ системы) НКП и его смещение относительно диаметральной плоскости кузова автомотрисы LКП по простым формулам:

. (1)

Центральная камера предназначена для выявления и отбрасывания ложных объектов (артефактов), возникающих в точках пересечения лучей визирования, при нахождении в полях зрения камер более одного объекта. Процедура ведется с использованием неравенства:

, (2)

где aЦ - угол визирования объекта (КП) центральной камерой телевизионной системы; А - величина, определяемая качеством сведения камер.

Рисунок 2.1 - Положение контактного провода относительно ТВ камер

Далее осуществляется пересчет полученных значений высоты и смещения КП в координаты КП относительно положения головок рельсов железнодорожного пути с использованием информации от датчиков боковых перемещений кузова автомотрисы относительно колесной пары ходовой тележки.

Левая и правая ТВ камеры содержат в своем составе фотодиодные фотоприемники датчика опор контактной сети. Поля зрения фотоприемников лежат в одной плоскости с осями оптических систем ТВ камер и сориентированы так, что при движении автомотрисы в них попадают изображения стержней основных фиксаторов опор контактной сети и не попадают изображения контактных проводов.

На основании информации получаемой от ДС производится привязка к координатам пути, определение скорости и направления движения.

2.3.2 Калибровка оптической системы

Для точной работы устройства необходимо знать расстояние S с точностью до пикселя. Так как выставить камеру в точно заданных параметрах очень сложно, то проводят калибровку каждого устройства в отдельности. Для каждой камеры каждому котангенсу угла присваивают номер пикселя и создают таблицу возможных положений провода.

Рассмотрим левую и правую камеры, геометрические расчеты для которых будут дуальны из-за симметричного расположения относительно оси движения вагона (рис.2.2).

Рис. 2.2

Методика калибровки системы предполагает расположение имитаторов контактных проводов с известными заранее координатами в пределах наблюдаемой области. Калибровка системы проводится по четырем имитаторам для учета возможной нелинейности поля зрения оптической системы ПЗС камеры. Конечным результатом калибровки является таблица котангенсов углов визирования каждой камеры, где каждому углу визирования ставится в соответствие определенный номер пикселя ПЗС камеры. По заданным координатам, решая треугольники, вычислим углы визирования имитаторов:

.

Аппроксимируем функцию зависимости углов лучей C визирования от номеров пикселов S линейки ПЗС C=F(S) кривой третьего порядка:

=A0+A1*S+A2*S2+A3*S3.

С помощью полученных отсчетов от ПЗС камеры найдем коэффициенты уравнения, подставив номера пикселов в систему уравнений:

C0=A0+A1*S0+A2*S02+A3*S03=A0+A1*S1+A2*S12+A3*S13=A0+A1*S2+A2*S22+A3*S23=A0+A1*S3+A2*S32+A3*S33.

В качестве примера найдем коэффициент A0=D/D0, использую правило Крамера [6]. Где D определитель матрицы четвертого порядка:

.

А D0 определитель матрицы четвертого порядка:

.

В реальных условиях для заполнения таблицы используется не сам угол, а его котангенс, который и используется для вычисления декартовых координат КП (смотри выше):

.

Выполним аналогичные расчеты для средней камеры (рис.2.3).

Вычисляя углы подвеса имитаторов, решим симметричные треугольники:

.

Все остальные расчеты аналогичны боковым ПЗС камерам. Результатом является таблица, где каждому отсчету ставится в соответствие тангенс угла подвеса КП:

.

Рис .2.3

2.4 Устройство и работа БОМ

Блок оптико-механический представляет собой герметичный металлический корпус, в котором установлены:

Три измерительные телевизионные камеры, три блока обработки телевизионных сигналов, один из которых включает в себя мультиплексор сбора данных от датчиков боковых перемещений и системы измерения температуры, четырехканальный мультиплексор сигналов от видео камер, устройство управления нагревателями, блок питания, датчики измерения температуры защитных стекол, плат телевизионных фотоприемников телевизионных камер и наружной температуры, а также нагревательные элементы подогрева плат фотоприемников и самоподогревающиеся защитные стекла иллюминаторов.

Блок оптико-механический устанавливается на капоте автомотрисы АДМ.

Каждая телевизионная камера состоит из корпуса с объективом МИР-1, платы фотоприемника и платы обработки сигналов (А1 и А3 - левая ТВ камера, А2 и А4 - правая). На плате фотоприемника расположены координатно-чувствительный элемент - ПЗС линейка, предназначенная для измерения углового положения КП относительно оси оптической системы и Pin фотодиод датчика опор контактной сети. Конструктивно плата фотоприемника помещена в фокальную плоскость объектива ТВ камеры. Блок обработки ТВ камеры выполнен на базе сигнального микропроцессора ADSP-2191 и предназначен для управления фотоприемником, считывания информации, и ее обработки. Программное обеспечение контроллера блока обработки реализует также процедуру адаптации фотоприемного тракта под изменяющиеся условия освещенности и алгоритмы фильтрации и обнаружения сигналов от КП.

Центральная ТВ камера также состоит из фотоприемника и блока обработки (А6 и А7). Фотоприемник центральной камеры аналогичен фотоприемникам боковых камер, но не содержит фотодиода и приемного тракта датчика опор контактной сети. Контроллер блока обработки центральной ТВ камеры также выполнен на базе сигнального микропроцессора ADSP-2191, но не содержит элементов фотодиодного приемного тракта датчика опор контактной сети. Дополнительно на плате блока реализован управляемый процессором четырехканальный мультиплексор, предназначенный для чтения информации и управления датчиками боковых перемещений кузова автомотрисы относительно колесных пар ходовых тележек, датчиком температуры наружного воздуха (в вариантном исполнении УСП КП) и системой термостабилизации защитных стекол и фотоприемников.

Для связи ТВ камер с микропроцессорным контроллером PCDSP104 БЭ предусмотрен четырехканальный (один канал резервный) мультиплексор MUXTV-M (А5). Через мультиплексор в БЭ поступает информация об углах визирования КП ТВ камерами о положении опор контактной сети, а также от датчиков боковых перемещений, датчика температуры наружного воздуха и от контроллера нагревателя. Мультиплексор используется для передачи команд управления оборудованием БОМ. В режимах настройки БОМ мультиплексор позволяет передавать в БОМ полный видео сигнал от каждой камеры.

Блок питания (А8) обеспечивает напряжения питания для всех элементов электрической схемы БОМ.

2.5 Устройство и работа БЭ

Блок электроники представляет собой металлический корпус с направляющими на нижней стенке. На задней стенке БЭ размещена розетка разъема, а на передней жидкокристаллический монитор рабочего места оператора УСП КП LCD-KIT03 и пленочная клавиатура АРТ-01.

Внутри корпуса установлены:

Устройство вычислительное WAFER-5820-300, контроллер последовательного канала PCDSP104 на базе сигнального микропроцессора ADSP-2191,драйвер пленочной клавиатуры, клавиатура АРТ-01, устройство хранения информации ZIP DRIVE 100M, устройство отображения LCD-KIT03 и блок питания.

В нерабочем положении БЭ хранится в специальном кейсе, на время инспекционной поездки устанавливается в пульт управления УСП КП.

Устройство вычислительное WAFER-5820-300 представляет собой PC-совместимую одноплатную ЭВМ, выполненную в конструктиве PC-104, и является основным элементом БЭ. На плате ЭВМ имеется стандартный набор контроллеров для подключения периферийного оборудования.

Для визуализации получаемой информации к ЭВМ подключено устройство отображения (LCD монитор) LCD-KIT03. В процессе работы оператор УСП КП имеет возможность записывать информацию о положении КП на магнитный носитель (дискету) устройства хранения информации ZIP DRIVE 100M.

Диалог оператора с ЭВМ ведется с встроенной клавиатуры АРТ-01, либо со стандартной клавиатуры, подключаемой к внешнему разъему PC/2 . Связь клавиатуры с WAFER-5820-300 осуществляется при помощи драйвера клавиатуры через контроллер последовательного канала PCDSP104.

Наименование клавиш встроенной клавиатуры и их назначение указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Для связи ЭВМ с БОМ контроллер последовательного канала PCDSP104 используется интерфейс SPORT с применением стандарта RS422.

Датчик скорости (датчик угла поворота Л178/1.2) подключен к контроллеру последовательного канала PCDSP104.

Микропроцессорный контроллер PCDSP104, представляет собой одноплатную конструкцию, устанавливаемую в системную шину PC104 БЭ. Основная задача контроллера - обработка информации об угловом положении КП, получаемой от ТВ камер. Алгоритм обработки позволяет получить текущие значения высоты HКП и смещения LКП (рисунок 1). При этом реализована проверка всех точек пересечения лучей визирования объектов, находящихся в полях зрения ТВ камер, на предмет выполнения неравенства (2) (п.2.3.1).

Вычислительное устройство WAFER-5820-300 работает в режиме прерывания через один метр пути от системы синхронизации, реализованной в контроллере PCDSP104. Основным элементом системы синхронизации является датчик скорости (датчик угла поворота Л178/1.2). Один раз на метре пути вычислительное устройство WAFER-5820-300 считывает через системную шину информацию от всех элементов УСП КП: ТВ камер, системы синхронизации (время прохождения одного метра пути и направление движения), датчиков опор контактной сети, датчиков боковых перемещений кузова автомотрисы относительно колесных пар ходовых тележек, терморезисторов измерения температуры внутри БОМ, датчика температуры наружного воздуха.

Вычислительное устройство WAFER-5820-300 через контроллер PCDSP104 осуществляет управление всеми элементами УСП КП: системой синхронизации, ТВ камерами, нагревательными элементами БОМ.

2.6 Устройство и работа ПУ

Пульт управления (ПУ) стационарно устанавливается в проеме окна автомотрисы АДМ и служит для размещения и фиксации в нем БЭ.

На передней стенке корпуса ПУ размещаются тумблеры включения БЭ и БОМ, индикаторы включения БЭ и БОМ и предохранители БЭ и БОМ. На нижней стенке корпуса - разъемы для подключения ДС, БОМ, подачи напряжения питания на БОМ, подачи напряжения с аккумуляторной батареи автомотрисы, а также само позиционирующийся разъем для связи ПУ с БЭ.

2.7 Устройство и работа датчика боковых перемещений

В состав УСП КП входят два датчика боковых перемещений. Они предназначены для регистрации вертикальных перемещений кузова автомотрисы АДМ-1 относительно буксы колесной пары и передачи в УСП КП информации о значении указанных перемещений. Датчики установлены с двух сторон автомотрисы на буксы одной колесной пары, ближайшей к БОМ.

3. Обеспечение безопасных условий труда

.1 Безопасность при работе

УСП КП - устройство слежения за провисом контактного провода.

В конструктивном исполнении это три основных блока: Блок оптико-механический, Блок электроники и Пульт управления. Оптико-механический блок - это железный ящик с электронной начинкой и прорезями для объективов, которые, в свою очередь, закрыты защитными стеклами. Блок электроники представляет собой монитор, отображающий информацию, клавиатуру управления, и устройство для записи информации на накопитель. Пульт управления - устройство для подачи питания на блок электроники и Оптико-механический блок со светодиодами, которые показывают наличие питания на том или ином блоке. Питание устройства: постоянный ток с напряжением 28В и силой тока 1.2А при выключенном Оптико-механическом блоке и 1.4В при включенном.

Источник питания, в свою очередь напитывается от бортового аккумулятора напряжением 24В постоянного тока, доступ к которому блокирован.

Само устройство имеет третью категорию по электробезопасности. Для исправной работы устройство имеет 6 степень защиты: полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями; полная защита оборудования от попадания пыли.

От проникновения воды через корпус изделия предусматривается 5 степень защиты - защита от водяных струй, то есть IP65 по ГОСТ 14254-88.

В период эксплуатации управление осуществляется оператором периодически, так как снимаемая информация записывается.

3.2 Калибровка оборудования УСП КП

БОМ калибруется на стенде в хорошо освещаемом чистом помещении.

Первым шагом в калибровке УСП КП является подбор положения камер. Так как расстояния до проводов достаточно велики, то должен быть очень маленький разброс угла захвата камер. Для этого на стенде располагаются имитаторы проводов, в количестве 16 штук. По их количеству, на отображаемых на камере элементах, судят о расположении камер в корпусе БОМ. Разница в отображаемых камерами элементах не должна превышать пяти элементов.

Далее эти имитаторы заменяются на три других имитатора на разном расстоянии от БОМ. В данном расположении имитаторов необходимо получать достаточный для всех имитаторов провода уровень сигнала. Для этого настраивают фокус каждой из камер.

Сама калибровка включает в себя несколько этапов: выставляются четыре имитатора на одном расстоянии от БОМ но с разным смещением от центральной оси БОМ. Это расстояние обуславливается реальным расположением БОМ на АДМ. То есть расположением относительно головки рельса. В программе калибровки устанавливают расстояние и смещения имитаторов проводов и запускают программу. Таким образом, выставляются точные значения расстояния БОМ до проводов.

При закрывании крышки БОМ необходима герметизация устройства. Герметизация производится силиконовым герметиком, который требует некоторых особенностей в обращении таких как: проветривание помещения и недопускание попадание герметика в глаза.

После закрывания крышки БОМ требуется повторная калибровка по пункту 1.4, так как могут сбиться настройки из-за перекоса элементов БОМ.

Последним элементом настройки является настройка датчика боковых перемещений. У датчика есть некоторое среднее значение, которое фиксируется с помощью троса и находящегося внутри датчика СКВТ (синусно-косинусный вращающийся трансформатор).

слежение контактный провод железная дорога

3.3 Монтаж и настройка оборудования УСП КП на АДМ

Установка БОМ и БЭ на автомотрисе, прокладка и стыковка соединительных кабелей производится в соответствии с инструкцией по монтажу и схемой подключений.

БОМ калибруется на предприятии-изготовителе вместе с БЭ и калибровочные таблицы хранятся в БЭ. Номера БОМ и БЭ указаны в паспорте на УСП КП и на шильниках блока оптико-механического и блока электроники.

После монтажа аппаратуры на автомотрисе необходимо произвести привязку БОМ к уровню головок рельсов железнодорожного пути, на котором установлена автомотриса. Для этого:

Над БОМ установить имитатор КП на высоте от 5600 до 6500 мм относительно рельсового полотна и со смещением относительно продольной оси рельсового полотна в диапазоне от минус 400 мм до +400 мм.

После установки имитатора необходимо точно измерить положение имитатора относительно уровня головок рельсов.

На время настройки УСП КП к БЭ должна быть подключена стандартная клавиатура PC через разъем на передней панели БЭ

Включить УСП КП, и после загрузки войти в «МЕНЮ НАСТРОЙКИ СИСТЕМЫ». Операции по работе с программным обеспечением УСП КП подробно описаны в документе РП3.300.002ИЭ1. Программное обеспечение УСП КП. Инструкция пользователя.

В меню «ПАРАМЕТРЫ НАСТРОЙКИ» ввести значения измеренных высоты и смещения имитатора КП (действительные значения).

Войти в меню «НАСТРОЙКА». На экране появятся две отметки положения имитатора КП - действительное (красного цвета) и измеренное УСП КП (черного цвета). Если измеренных значений больше чем одно - убрать из поля зрения БОМ лишние объекты. Задача настройки - совместить измеренное УСП КП положение с действительным. Положение по высоте корректируется программно (нажатие клавиш Up и Down), при этом изменяется значение расстояния от базы БОМ до уровня головок рельсов железнодорожного пути (на заводе изготовителе это значение принимается равным 2800 мм). Положение по смещению корректируется механически, вращая регулировочные винты датчиков боковых перемещений в соответствии с рекомендациями на экране монитора. Изменение положения регулировочного винта на десять миллиметров изменяет измеренное УСП КП положение имитатора КП приблизительно на ±30 мм. На экран монитора выводятся измеренные датчиками боковых перемещений расстояния в миллиметрах. Если эти значения в процессе настройки выходят за пределы ±30 мм, необходимо удлинить (при положительном значении) или укоротить (при отрицательном значении) трос соответствующего датчика боковых перемещений на это значение и продолжить настройку.

4. Охрана труда и окружающей среды

.1 Общие вопросы охраны труда

Охрана труда - это система законодательных актов, социально - экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно - профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Задача охраны труда - свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

Разработка устройства слежения за параметрами контактного провода железных дорог Украины является задачей инженера - исследователя. Работа исследователя включает в себя как разработку чертежей блока, так и его расчет, и содержит помимо традиционных средств проектирования системы САПР на базе персональных и промышленных ЭВМ.

Рассмотрим охрану труда для рабочего места инженера - исследователя.

Согласно КЗОТ Украины, на рабочем месте должны быть созданы необходимые условия труда. На рабочее место воздействуют вредные и опасные производственные факторы, приведенные в таблице 4.1:

Таблица 4.1

Рассмотрим эти факторы и их воздействие на организм человека.

4.2 Производственная санитария

Работа исследователя связана с расходом энергии 121 - 150 ккал/ч (175 -290 Вт).

Рабочее место - постоянное. Параметры микроклимата в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88  с учётом категории работ по энергозатратам для тёплого и холодного периодов года приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

В залах вычислительной техники и других производственных помещениях при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно - эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха 22 - 24 °С, с относительной влажностью 60 - 40 % и скоростью движения воздуха не более 0,1 м/с.

При обеспечении оптимальных и допустимых показателей микроклимата в холодный период года следует применять средства защиты рабочих мест от радиационного охлаждения остекленных поверхностей оконных проемов, в теплый период года - от попадания прямых солнечных лучей.

Указанные параметры достигаются использованием водяного отопления и установлением кондиционеров в оконных проёмах, используются также технологическая приточная вентиляция для охлаждения ЭВМ, встроенная в корпус машины. Кондиционеры рассчитаны на поддержание оптимальных параметров микроклимата, а также воздухообмена в пределах 1,5 крат в соответствии с требованиями СниП 2.04.05-92 .

В конструкторском бюро, в светлое время, освещенность естественная, а в темное время - искусственная. Характер зрительных работ - высокой точности, разряд зрительных работ - III, коэффициент естественного освещения КЕО - 1,5. Минимальная освещенность искусственным светом 400 лк, при общем верхнем освещении.

Нормирование осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ .Источником электромагнитных полей является компьютер.

Диапазон частот, излучаемых компьютером - от 60 кГц до 3 МГц. Электромагнитное поле измеряется тремя величинами:

Е - напряженность электрического поля,

Н - напряженность магнитного поля,

ЭН - энергетическая нагрузка.

Параметры этих величин приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне частот от 60 Гц до 3 кГц следует считать допустимым при условии:

(4.1)

Для защиты от электромагнитного излучения применяется специальное покрытие экранов дисплеев в виде защитных фильтров.

Для защиты от электромагнитных полей ПЭВМ следует располагать таким образом, чтобы электромагнитное поле, создаваемое одним дисплеем ПЭВМ, не действовало на оператора, работающего за другим дисплеем.

В связи с проявлением физической усталости в период работы за дисплеем через каждые 40 - 45 минут необходимо делать трех - пятиминутные перерывы. Средняя суммарная продолжительность работы за дисплеем не должна превышать 4-х часов при восьмичасовом рабочем дне, а за неделю - не более 20 часов.

Рентгеновское излучение при работе компьютера является незначительным. Мощность излучения не превышает 100 мкр/ч.

Электростатическое поле тоже является видом излучения, создаваемого ПЭВМ. Предельно - допустимые нормы напряженности электростатического поля и длительность воздействия поля на человека приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ЭВМ и персональных компьютерах приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Шум в КБ создают вентиляторы в системе охлаждения компьютера, допустимые уровни шума представлены в таблице. Защита от шума проводится путём удаления аппаратного блока от работающего и применением средств звукопоглощения в конструкции ЭВМ. Допустимые уровни звукового давления и уровни звука приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6

4.3 Техника безопасности

При работе в конструкторском бюро особую опасность представляет электричество в виду того, что компьютер питается от промышленной сети.

Электрический ток - переменный. Электрическая сеть - трехфазная четырехпроводная. Напряжение 380/220 В. Защита человека при пробое на корпус - зануление в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81. Помещение c повышенной опасностью поражением электрическим током. Защита от прикосновения к токоведущим частям - надёжная изоляция проводов.

Электробезопасность обеспечивается:

а) конструкцией электрооборудования. Безопасность вычислительной техники обеспечивается характерной конструкцией корпусов ЭВМ, копировально-множительной техники.

б) техническими способами, средствами защиты. Для обеспечения электробезопасности в КБ применяются отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства (ГОСТ 12.1.019.79):

защитное заземление;

зануление;

малое напряжение;

электрическое разделение сетей;

защитное отключение;

изоляция токоведущих частей.

в) организационно - техническими мероприятиями. К ним относятся:

допуск к работе с электрооборудованием лиц, прошедших инструктаж и обучение безопасным методам труда и проверку знаний;

Оформление окончания работ, перерывов в работе.

Мониторы, используемые на ПЭВМ в КБ, являются опасными с точки зрения электромагнитного излучения. Для защиты используются специальные фильтры, монтируемые с помощью креплений на экран монитора. В настоящее время используются три типа фильтров: сетчатые, пленочные и стеклянные.

Стеклянные фильтры обладают лучшими фильтрующими качествами по сравнению с другими и задерживают от 70 до 90 % электромагнитного излучения. При монтаже фильтра предусматривается возможность его заземления, что практически полностью исключает формирование даже незначительного статического напряжения.

Несмотря на эффективность использования фильтров, для профилактики нарушений и поддержания работоспособности программистам необходимо соблюдать регламентированные перерывы для отдыха.

4.4 Расчет искусственного освещения конструкторского бюро

Расчет искусственного освещения КБ проведем методом коэффициента использования светового потока [24].

Размер помещения КБ принимаем:=12 м - длина помещения КБ;=8 м - ширина помещения КБ;=2,8 м - высота помещения КБ.

При расчете по принятому методу потребный световой поток одной лампы определяем по формуле

,(4.2)

где Фл - световой поток лампы, люмен (лм);- нормированная освещенность (лк);- коэффициент запаса;- освещаемая площадь, м2;- коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности);- число светильников, шт;- число ламп в светильнике, шт;

h - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Из формулы (1) находим число светильников, которые необходимо установить в КБ.

;(4.3)

Согласно рекомендациям [24] характер зрительной работы в КБ высокой точности, размер объекта различения (наименьший) составляет от 0,3 до 0,5 мм, поэтому разряд зрительной работы III, а минимальная освещенность рабочего места при общем освещении составляет 400 лк (Emin=400лк). Исходя из имеющихся отечественных источников света и учитывая рекомендации [4] выбираем в качестве источника света люминесцентную лампу белого цвета типа УСП 35 с двумя люминесцентными лампами (n=2).

Учитывая требования [24], принимаем K=1,5; Z=1,15

Для определения коэффициента использования светового потока (h) находим индекс помещения - i

;(4.4)

где h - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью помещения, м;

Для КБ уровень рабочей поверхности над полом составляет hp=0,8 м.

Тогда h=H-hp=2,8-0,8=2 м.

Принимаем [4] коэффициенты отражения (S) поверхностей потолка (Sп), стен (Sс) и пола (Sпл) равными Sп=70%; Sс=50%; Sпл=10%

находим =2,4

Из справочника данных находим h=0,45

Тогда =24 шт.

На основании рекомендаций [24] наивыгоднейшее отношение расстояния между рядами светильников (L) к их высоте (h) принимаем равным 1,4

(=1,4)

Тогда расстояние между рядами светильников (L) равно L=e·h=1,4·2=2,8

Располагаем светильники вдоль длинной стороны помещения. Расстояние между стенами и крайними рядами светильников принимаем равным

»(0,3-0,5)L

При ширине КБ B=8м имеем число рядов светильников (m)=»3

Число светильников в одном ряду (м)

»7 шт.

При длине одного светильника типа УСП 35 с лампами ЛБ-40 lсв=1,07м их общая длина в одном ряду составляет м·lсв=7·1,07=7,49 м.

Таким образом, светильники размещаются практически в сплошной ряд, что наиболее желательно.

.5 Пожарная безопасность конструкторского бюро

Пожарная безопасность КБ обеспечивается системой предотвращения пожара; системой противопожарной защиты; организационно - техническими мероприятиями.

Опасными факторами пожара в КБ являются:

повышенная температура окружающей среды;

приборы освещения, компьютеры и другие приборы, питающиеся от электрической сети.

Во избежание возгорания электрической проводки работникам КБ запрещается использование в КБ электрообогревателей, электрокипятильников и других электрических приборов, не соответствующих техническому оснащению КБ. Запрещается ремонт технического оборудования лицам, не имеющим специального образования. Все работники КБ должны пройти инструктаж по пожарной безопасности.

Противопожарная защита КБ должна обеспечиваться: присутствием в специально отведенном помещении средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники - огнетушители, ведра и т.п.;

наличие средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;

присутствием схемы - плана эвакуации людей, находящихся вблизи очага возникновения пожара.

В КБ имеются элементы наглядной агитации и предостерегающих знаков. Регулярно должны проводиться организационные мероприятия, предназначенные для повышения пожаробезопасности.

Помещения с ЭВМ должны оснащается системой автоматической пожарной сигнализации с дымовыми пожарными датчиками и переносными углекислотными огнетушителями из расчёта 2 шт на каждые 20 м2.

.6 Защита окружающей среды

Под охраной окружающей среды понимается система мер, направленная на поддержание рациональной взаимосвязи между деятельностью человека и окружающей средой, которая обеспечивает сохранение и восстановление природных ресурсов и предопределяет вредное влияние на окружающую среду.

При проектировании блока контроля температуры в КБ появляются отходы в виде бумаги, картриджей принтеров. Для защиты ОС необходимо утилизировать эти виды отходов: бумагу сдать на переработку, а картриджи заправить краской для повторного использования.

5. ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

Гражданская оборона Украины - составная часть системы общегосударственных мероприятий, проводимых в мирное и военное время в целях защиты населения и народного хозяйства от оружия массового поражения и других современных средств нападения противника, а также для спасательных и других неотложных работ (СиДНР) при возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС).

Мероприятия по организации и проведению СиДНР во время ЧС, а также в возможных очагах поражения от применения современного оружия планируются и подготавливаются в мирное время [25].

В данном разделе дипломного проекта рассмотрены силы и средства, которые привлекаются для проведения спасательных и других неотложных работ в чрезвычайной ситуации.

При подготовке СиДНР самыми важными мерами есть: оценка обстановки, планирование проведения СиДНР в очагах поражения, принятия начальником ГО окончательного решения, организация взаимодействия, всестороннего обеспечения сил ГО и управления ими.

Основным звеном, которое организует подготовку и проведение СиДНР является область. Поэтому в плане ГО области, с учетом которого принимается решение начальником ГО как в мирное, так и в военное время, закладывается основа группировки сил ГО области, определяется ее численность для каждого категорированного города и городского района, намечаются все другие мероприятия по организации спасательных работ и ставятся задачи подчиненным силам и ветвям управления. Аналогично, но более конкретно и детально планируется создание группировок сил и возможный порядок их действий на заранее определенных участках (объектах) в городах, сельскохозяйственных и городских районах.

Группировка сил ГО в военное время должно отвечать замыслу будущих действий и обеспечивать:

возможность быстрого приведения сил в полную готовность к исполнению заданий в чрезвычайно сложных условиях обстановки;

своевременное выдвижение сил к месту проведения спасательных работ, быстрое их развертывание и сосредоточение основных усилий в интересах решения главных задач;

возможность одновременного выполнения работ с максимальным использованием всех сил и средств в нескольких очагах поражения для спасения пострадавших за самый короткий срок;

наращивание усилий за счет следующих смен эшелонов и резервов, возможность проведения маневра силами и средствами в ходе работ;

защиту личного состава;

стойкое управление силами и поддержку взаимодействия между ними, а также всестороннее обеспечение действий в процессе проведения СиДНР.

Ядром группировок сил ГО являются военные части ГО и невоенизированные формирования повышенной готовности.

Для создания группировок сил используются:

на объектах экономики - невоенизированные формирования объекта, а также территориальные формирования города (района), формирования сельского района (некатегорированного города) и другие силы, выделенные по решению старшего начальника ГО;

в районе- группировки сил объектов района, территориальные формирования района, а также военные части ГО и Вооруженных Сил, ведомственные, специализированные формирования и подразделения, формирования ближайших районов (сельских) и другие силы, выделенные по решению старшего начальника ГО для выполнения заданий на территории данного района;

в городе без районного деления- группировки сил объекта экономики, невоенизированные территориальные формирования города и области, военные части ГО, подразделения и части военного гарнизона, а также другие силы, которые выделяются согласно с планами взаимодействия;

в городе с районным делением - группировки сил городских районов и резервы города;

в области- группировки сил категорированных городов, населенных пунктов с категорированными объектами экономики, группировки сил сельских районов и резервы.

Для обеспечения безостановочного проведения СиДНР до полного их завершения, для наращивания усилий и расширения фронта спасательных работ, а также для замены сил и средств группировки могут состоять из одного или двух эшелонов резерва. Количество эшелонов определяется величиной и условиями выполнения спасательных работ, наличием сил, а также особенностями их размещения в пригородной зоне и возможной готовности по времени к выполнению заданий в очагах поражения. Каждый эшелон может состоять из нескольких смен. Для проведения разведки и обеспечения выдвижения и введения сил в очаг поражения в состав группировки включаются разведывательные подразделения и формирования (отряды) обеспечения передвижения.

Военные части и формирования, которые входят в состав эшелонов, распределяются по сменам с поддержанием целостности их организационной структуры и производственного принципа. Количество смен и их состав определяется в зависимости от наличия сил и средств, их возможностей, радиационной и химической обстановки на объектах работ, величине работ, транспортных возможностей, наличием коммуникаций и необходимого времени пребывания в очагах поражения. Особенно тщательно определяется состав первой смены. При ее комплектовании учитывается, что техника (бульдозеры, экскаваторы, краны, компрессорные станции и др.), которая входит в состав этой смены, при необходимости будет оставлена на местах работ и передана расчетам следующей смены.

Резервы назначаются для решения заданий, которые внезапно возникают в ходе проведения СиДНР, для наращивания усилий на особо важных участках и объектах с целью сокращения сроков завершения работ, для замены или перебрасывания сил и средств на новые участки (объекты) работ.

В состав резервов включаются формирования некатегорированных городов и отдаленных сельских районов, военные части и подразделения, которые не вошли в состав эшелонов, силы ГО, которые выделяются соседями согласно с планами взаимодействия. С началом проведения СиДНР силы резерва выводятся в установленные районы сбора в несколько мест пригородной зоны с таким расчетом, чтобы можно было обеспечить быстрое перебрасывание их на разные направления. По мере использования резервы восстанавливаются в том числе и за счет сил, выведенных с очагов поражения после выполнения ними поставленных задач.

Важное значение имеет подготовка отрядов обеспечения движения. Они создаются по одному на каждый маршрут введения сил в очаги поражения и, кроме этого, один-два резервных в зависимости от количества маршрутов и их сложности и на случай повтора чрезвычайных ситуаций.

В состав отряда обычно включаются механизированные и инженерные подразделения военных частей и формирований ГО, оснащенные средствами механизации работ для прокладывания путей колонн и по устройству проездов в очагах поражения, локализации и тушению пожаров, оборудованию временных переправ, обеззараживанию (дезактивации и дегазации) участков маршрутов и выполнению других работ для обеспечения быстрого и безопасного введения основных сил ГО в очаги поражения.

При отсутствии военных частей ГО отряды обеспечения движения создаются из формирований общего назначения, усиленных формированиями служб (специальными формированиями). Основу отрядов обеспечения движения в этом случае составляют сводные отряды (команды) механизации работ.

На приморских (речных) маршрутах создаются морские и речные отряды обеспечения движения, предназначенные для обеспечения беспрепятственного движения суден с военными частями и невоенизированными формированиями ГО к очагу поражения и на подходах к местам (причалам) их высадки и выгрузки; для локализации и тушения пожаров в прибрежной зоне, в портах, на пристанях и суднах; для обеззараживания территории портов, пристаней и других мест высадки сил ГО; для расчистки фарватеров и, в отдельных случаях, для подготовки пунктов высадки сил на необорудованных участках морского (речного) берега.

Создание группировки сил для действий после внезапного нападения имеет свои особенности, которые учитываются штабами ГО при разработке планов на военное время. Эти особенности обусловлены увеличением объема СиДНР и уменьшением возможности создания нужной группировки сил; в него могут не войти частично или полностью территориальные, объектовые формирования, формирования служб ГО (специальные), которые в момент удара противника находились в категорированных городах и испытали потери.

Определяя группировку сил для проведения СиДНР при внезапном нападении, штабы ГО тщательным образом планируют ее эшелонирование. Основу первого эшелона в этих условиях могут составлять силы, которые постоянно находятся в загородной зоне: военные части ГО, другие военные части и подразделения, выделенные военным командованием согласно с планами взаимодействия формирований повышенной готовности сельских районов и некатегорированных городов.

Особенная роль при этом отводится формированиям сельских районов и некатегорированных городов. После внезапного нападения противника они могут стать основными силами для проведения СиДНР в категорированных городах, поэтому штабы ГО детально планируют порядок приведения этих сил в готовность, определяются схемы их оповещения и сбора, маршруты выхода в заданные районы, порядок материального и других видов обеспечения, а также оборудование заданных районов.

Эшелонирование сил при внезапном нападении противника зависит в первую очередь от соотношения в области населения категорированных городов и сельских районов. Если жители некатегорированных городов, сел и поселков составляют большую часть населения, группировка сил создается из двух эшелонов и резервов; если большинство населения проживает в категорированных городах, оно может состоять из одного эшелона, в последнем случае и состав смен, и резерв должны быть более мощными.

В состав резерва в зависимости от обстановки и возможностей могут входить военные части ГО, сводные отряды и команды, специальные формирования ГО (отряды первой медицинской помощи, противопожарные формирования и др.) сельских районов и некатегорированных городов.

Для удобства организации работ и управления силами территория очага поражения или зоны затопления, исходя из особенностей местности, планирования, характера застройки, а также с учетом транспортных возможностей, разделяется на участки, выделенные определенным силам ГО для проведения СиДНР.

Участком СиДНР в городе обычно считают микрорайон или его часть. На участке, в свою очередь, могут быть несколько объектов СиДНР.

Командиры невоенизированных формирований сельских районов и не-категорированных городов и командиры подразделений военных частей ГО должны заблаговременно выучить характер застройки участков и объектов работ, их особенности, маршруты движения к ним, местонахождения хранилищ и укрытий, сети коммунально-энергетического хозяйства и удобные подходы к ним. Они должны также отработать соответствующие документы (планы объектов, схемы маршрутов введения сил и др.), облегчающие организацию проведения СиДНР.

Группировка сил, предусмотренная на случай внезапного нападения противника, при планомерном проведении мероприятий ГО будет усиливаться прежде всего за счет территориальных и объектовых формирований, которые разворачиваются в военное время и выводятся с категорированных городов. Из эвакуированного работоспособного населения, а также рабочих и служащих, не включенных в формирование, в загородной зоне будут создаваться дополнительные формирования общего назначения и служб ГО, а также будет проводиться их обучение. Это позволит подготовить необходимую группировку сил и разделить ее на эшелоны и смены, сократить время на проведение СиДНР, создать условия для более четкой организации управления силами и более полного их обеспечения.

При подготовке к проведению СиДНР должны быть предусмотрены мероприятия по приведению сил ГО в готовность: доукомплектация формирований личным составом, оснащение их техникой и имуществом; назначение формированиям и частям ГО районов расположения (заданных районов) в загородной зоне.

Военные части ГО при угрозе нападения и подготовки к будущим действиям для обеспечения защиты л. с. от СМП выводятся в загородную зону в заданные районы. При внезапном нападении части могут выдвигаться в очаги поражения непосредственно из пункта постоянной дислокации и проводить спасательные работы соответственно с предварительно разработанным планом при конкретно сформированной обстановке.

В лесистой местности с повышенной пожарной опасностью районы расположения сил ГО назначать не рекомендуется. Если же формирования вынуждены занимать такие районы, особое внимание должно быть уделено противопожарным мероприятиям и обеспечению возможности быстрого выведения л. с. из них.

В заданных районах группировкой сил ГО в непосредственной близости от маршрутов выдвижения к возможным очагам поражения назначаются пункты сбора формирований, куда они должны прибыть после сигнала «Отбой воздушной тревоги» в полной готовности к выполнению СиДНР, имея назначенную технику, автотранспорт, СИЗ, инструмент и другие средства оснащения. На маршрутах назначаются исходные пункты и пункты регулирования.

Одновременно с созданием группировок сил организуется передислокация в загородную зону и развертывание медицинских учреждений больничных баз.

Чтобы привести прибывающие формирования в готовность, им назначаются районы сбора на направлениях их выступления к объектам будущих работ, непосредственно из которых они едут в район стихийного бедствия или производственной аварии.

Выдвижение сил ГО необходимо осуществлять высокими темпами. Обычно первыми разворачиваются силы противопожарной службы, потом военные части ГО и формирования, иногда может быть и другой порядок выдвижения сил; в каждом конкретном случае это зависит от особенностей местных условий и сложившейся обстановки. Если выдвижение сил проходит в сложных условиях наличия на маршрутах зон пожаров, завалов, заносов, разрушенных мостов и других препятствий, для обеспечения движения основных сил назначаются отряды обеспечения движения.

С прибытием в район стихийного бедствия формирования сосредоточиваются в указанных им пунктах и получают конкретные задания.

Характер, объем и способы ведения работ зависят от вида, причин возникновения, масштабов и длительности стихийных бедствий и аварий, степени влияния их последствий на окружающую среду и население, а также от наличия и подготовленности сил ГО, от погоды, времени суток, времени года и других факторов.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСП КП

Цель раздела - экономическое обоснование УСП КП.

В настоящее время железная дорога является самым широко востребованным и действенным средством грузоперевозок и одним из наиболее востребованных средств транспорта (пассажирских перевозок). Ни одна другая транспортная служба не может сравниться по количеству грузоперевозок в нашей стране. Ежедневно к услугам железной дороги в нашей стране прибегают миллионы людей. Ввиду того, что разрабатываемое устройство является составной частью обеспечения безопасности железной дороги, необходима четко продуманная политика для продвижения прибора на рынок. Отдельным параметром является безотказная работа прибора. Возможные неполадки и отказы могут возникнуть вследствие запотевания стекол оптико-механического блока или поломка устройства из-за его нагрева. Поэтому необходимо слежение за этими параметрами во время работы прибора.

Исходным и важнейшим фактором, определяющим конкурентоспособность товара, является уровень его качества. Уровень качества товара - это относительная характеристика качества продукции, получаемая на основе сравнения совокупности показателей качества оцениваемой продукции с соответствующей совокупностью одноимённых базовых показателей.

Предлагаемое устройство действует по тому же принципу что и его аналоги, произведенные за рубежом, но значительно проще и большей частью построено на широко распространенных дешевых элементах.

Целью технико-экономического обоснования (ТЭО) дипломного проекта является: определение уровня затрат на проектирование, расчет себестоимости устройства, определение экономической эффективности разработки. По результатам ТЭО будет сделано сравнение технических и экономических показателей разрабатываемого изделия с изделиями, имеющимися на рынке. Расчет сметы затрат на разработку, оценку себестоимости устройства и показателей экономической эффективности произведен по состоянию на январь 2006 г.

.1 Расчет сметной стоимости разработки

Для расчета сметной стоимости первоначально формируется перечень этапов и состав работ по проведению НИР в последовательности выполнения и их исполнители. Затем определяется численность исполнителей и длительность работ на каждом этапе. По этим данным рассчитывается трудоемкость выполнения НИР для каждой категории исполнителей. Затраты на проведение НИР определяются по нижеприведенным статьям калькуляции, результаты расчета сведены в табл. 6.2.

6.1.1 Расчет затрат на материалы

Затраты на материалы, необходимые для проведения разработки приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1 - Затраты на материалы

6.1.2 Расчет затрат на спецоборудование

Спецоборудование для разработок не приобреталось и не использовалось.

6.1.3 Расчет затрат на оплату труда

Затраты на оплату труда складываются из основной и дополнительной заработной платы непосредственных исполнителей. Расчет основной и дополнительной заработной платы ведется на основании следующих данных:

трудоёмкость выполнения работ по реализации данной разработки для руководителя t1, для главного инженера t­2 и инженера t3;

дневная ставка руководителя D1 = 140 грн.;

дневная ставка главного инженера D2 = 100 грн.;

дневная ставка инженера D3 = 80 грн.;

процент дополнительной заработной платы от основной d = 12%;

процент отчисления на социальные нужды r = 37,5%;

процент накладных расходов - 37.5%.

Трудоёмкость выполнения НИР для руководителя - t1, главного инженера - t2 и инженера - t3 определяется по ленточному графику. Тогда основную заработную плату Сосн можно определить [12] по формуле:

,

где k - количество категорий разработчиков, ti - трудоёмкость выполнения НИР для данной категории, Di- дневная ставка i-ой категории разработчиков.

Сосн = 5×140 + 14×100 + 15×80 = 3300 грн.

Дополнительная заработная плата Сдоп определяется по формуле:

грн

.1.4 Расчет затрат на социальные нужды

Отчисления на социальные нужды Ссн определяются [12] по формуле:

грн

6.1.5 Расчет затрат на работы, выполняемые сторонними организациями и командировки

При проведении НИР затрат на работы, выполняемые сторонними организациями и командировок нет.

6.1.6 Расчет затрат на прочие прямые расходы

Прочие прямые расходы включают затраты на машинное время и амортизационные отчисления и определяются по формуле:

Спр = См×tм + Cам, где

См - стоимость машинного времени, грн. в день (24 грн. в день по данным организации-разработчика);м - машинное время, в днях (30 дней );ам - амортизационные отчисления - 20% в год от стоимости ПК (полная стоимость ПК Спк = 6000 грн.).

грн

Спр = 24×30 + 134 = 854 грн

6.1.7 Расчет затрат на накладные расходы

Накладные расходы составляют 30% (по данным организации-разработчика) от основной и дополнительной заработной платы:

 грн

Таблица 6.2 - Смета затрат на проведение НИР

Расчеты сметной стоимости показали, что наибольший удельный вес составляют накладные расходы (около 50 %) и расходы на оплату труда (более 30 %). Продолжительность работ (см. П.2) составила 24 дня и вписывается в срок выполнения заказа на такого рода разработки. Самая продолжительная часть разработки, является разработка электрической принципиальной схемы.

6.2 Расчет себестоимости и цены

Себестоимость устройства определяется на основании ниже приведенных статей калькуляции, результаты расчета приведены в табл. 7.6.

Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства изделия представлен в табл. 6.3

Таблица 6.3 - Затраты на сырье и материалы

Перечень необходимых покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов на основе спецификации, а также их стоимость сведены в табл. 6.4.

Таблица 6.4 - Затраты на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты

Заработная плата производственных рабочих определяется на основе трудоемкости и часовой тарифной ставки. Расчет основной заработной платы основных производственных рабочих на изготовление одного устройства приведен в табл. 6.5

Основная заработная плата производственных рабочих определяется [12] по формуле:

,

где ti - трудоемкость выполнения i-й технологической операции, СЧi - часовая тарифная ставка рабочего, m - число технологических операций.

Таблица 6.5 - Расчет основной заработной платы производственных рабочих

Дополнительная заработная плата Сдоп составляет 35% от основной, Þ

Сдоп = Сосн·35/100 =39,65·35/100 = 13,88 грн.

Отчисления на социальные нужды Ссн определяются по формуле:

,

где r - процент отчисления на социальные нужды r = 37,5%.

грн

Общепроизводственные расходы Сопр составляет 120% ÷ 150% от основной.

Сопр = 150·39,65/100 = 59,48 грн.

Общехозяйственные расходы Сохр составляет 50% ÷ 70% от основной.

Сохр = 70·39,65/100 = 27,76 грн.

Сумма всех рассмотренных статей калькуляции дает производственную себестоимость:

Спс = 582.45 грн.

Коммерческие расходы составляют 10% от производственной себестоимости изделия:

Ском = 10·582,45/100=58,25 грн.

Полная себестоимость:

Сп = Ском + Спс = 58,25+582,45=640,7 грн.

Нормативная прибыль составляет 20% от полной себестоимости:

Сприб = 20·640,7/100 = 128,14 грн.

Цена фирмы составляет:

Сц = Сп + Сприб = 582,45 + 128,14 = 710,59 грн.

Таблица 6.6 - Расчет себестоимости и цены устройства

6.3 Сравнение экономических показателей устройства по сравнению с аналогами

Себестоимость одного устройства составляет 94 тысячи гривен. С учетом прибыли устройство выходит на рынок со стоимостью 130,4 тысяч гривен.

Аналогов этого устройства как такового, в принципе не существует. Существует устройство под названием «Матриса АВР». Стоимость ее составляет примерно 68 тысяч гривен. С учетом прибыли предполагаемая себестоимость этого прибора составляет 60 тысяч гривен. Это намного меньше стоимости разработанного прибора. Но ее огромный проигрыш по сравнению с разработанным устройством состоит в том, что она не выполняет всех необходимых измерений параметров, которые выполняет УСПКП.

Для измерения необходимых параметров существует вагон измерительный контактной сети ВИКС. Его стоимость составляет 3 миллиона гривен. Представляя цену как сумму прибыли и себестоимости, можно предположить, что его себестоимость составляет 2.66 миллиона гривен. Естественно, УСПКП намного дешевле этого вагона.

На основании проведенных расчетов была определена цена прибора, обоснована его необходимость внедрения на рынке и выявлен ряд преимуществ Устройства Слежения за Провисом Контактного провода перед его аналогами. Необходимо отметить, что в нашей стране на железной дороге до сих пор недостаточно оборудования аналогичного тому, которое проектируется в данном дипломном проекте. На многих пунктах железной дороги все еще пользуются либо ручными измерителями, которые являются не точными вследствие своей конструкции или недостаточности; либо переносными аналогами этого прибора, что делает трудоемким процесс, и, как следствие, замедляет процесс работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте рассмотрены современные устройства слежения за параметрами контактного провода. Описано назначение и принцип работы основных блоков устройства слежения за параметрами контактного провода, обоснована необходимость внедрения данного устройства на железных дорогах Украины.

Необходимо отметить, что в нашей стране на железной дороге до сих пор недостаточно оборудования аналогичного тому, которое проектируется в данном дипломном проекте. На многих пунктах железной дороги все еще пользуются либо ручными измерителями, которые являются не точными вследствие своей конструкции; либо переносными аналогами этого прибора, что делает трудоемким процесс, и, как следствие, замедляет процесс работы.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1.    Оптимизация контактных подвесок для высокоскоростных линий// Becker.K, Железные дороги мира, 1995г, №5,C.21-23.

2.       http://www.css-mps.ru/zdm/08-1998/8050.htm

.        Поезд для измерения габарита приближения строений//Blondeau.J, Железные дороги мира,2002, №1,С.56-62.

.        Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. Бондарев Н.А. Москва: “Транспорт”, 1994.

.        Тенденции в развитии тягового электроснабжения // Richter. U, 2002, №6, С.45-53.

.        Измерительная система для определения положения и износа контактного провода // Sarnes. B, Железные дороги мира, 2003, №4.

.        Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т.1 и 2. Пер. с англ., под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова.- М.: Энергоатомиздат, 1987.

.        Теплотехника и теплоэнергетика. Справочник. Ред. В.М. Зорин. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

.        Ю.И. Плотников. Расчет теплообменных аппаратов. - СПб.: ВМИИ, 1999.

.        Системы автоматизированного проектирования фирмы Altera «Max+Plus 2 и Quartus 2. краткое описание и самоучитель. Издательское предприятие РадиоСофт. Москва. 2002г.

11.     MAXIM. New Releases Data Book. Volume V. 1996.

.        Электронные компоненты «Платан». Осень 2004.

.        Справочник по математике для научных работников и инженеров. Корн Г., Корн Т. ,Издательство “Наука”. Главная редакция физико-математической литературы, 1973.

.        Теоретические основы статистической радиотехники. Левин Б.Р., Москва: “Советское радио”, 1975.

.        Теоретические основы статистической радиотехники. Левин Б.Р., Москва: “Радио и связь”, 1989.

.        Интегралы и ряды. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И., Москва: “Наука”. Главная редакция физико-математической литературы, 1981.

.        Прософт. Краткий каталог,2004/2005.

.        Вагон-лаборатория испытаний контактной сети нового поколения ВИКС-ЦЭ.НИИЭФА-ЭНЕРГО,2003.

.        http//www.mirosan.ru

.        Справочник конструктора оптико-механичесих приборов / Кругер М.Я., Кулагин В.В. и др. Под общ. ред .Панова В.А.-3-е издание. Машиностроение, Ленинградское отделение 1980.

.        http//ww.analog devises.com

.        ГОСТ 12.0.003-74,*ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - Введ. 01.01.76. Изменения: 1978.

.        ГОСТ 12.01.005-88.ССБТ. общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны - Введ. 01.01.89.

.        СНип ІІ-4-79. Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат., 1980-18 с.

.        Шоботов В.М., “Гражданская оборона”, К.: “Центр учебной литературы”, 2006. - 438 с.