Внедрение новой технологии обеспечит рост производственной эффективности на 30–50%. Эта технология используется во всех сферах, где требуется точное измерение угла отклонения поверхности от горизонтали и вертикали.
Один из самых сложных этапов строительства железнодорожного пути – подготовка балластной призмы, где важно тщательно сформировать основание и уклоны откосов.
На путевой технике РЖД не всегда предусмотрены устройства для контроля положения рабочих органов относительно уровня базы машины. Машинисты измеряют показатели без датчиков положения, на глаз или по устаревшей трособлочной системе, что может приводить к ошибкам при подготовке, укладке и выправке пути. Исправление этих ошибок требует много времени, особенно при работах в технологическое окно.
Прибор «Цифровой уровень» обеспечивает точность измерений до 1 мм, исключая человеческий фактор. Рост производственной эффективности с его внедрением составляет 30–50%. Технология применяется во всех сферах, где требуется точное измерение угла отклонения поверхности от горизонтали и вертикали.
Первый прототип прибора был создан на базе цифрового датчика DXL345, но работал корректно только в лабораторных условиях, не обеспечивая надежных результатов в полевых условиях. Вибрационные воздействия ухудшали качество данных. Современный прототип использует спарку двух датчиков: акселерометра и гироскопа. Алгоритмы фильтрации данных позволяют устройству работать в самых сложных условиях, точно оцифровывая положение по уровню. Программное обеспечение написано на языке C, а выводная часть – на Kotlin, с возможностью демонстрации данных на любом Android-устройстве по Bluetooth.
Прибор состоит из двух частей: измеряющей и выводной. Сам датчик положения можно закрепить в любом удобном месте машины с помощью магнитных креплений. Устройство работает до 30 часов от одного литийионного аккумулятора типа 18650, имеет индикацию уровня заряда и порт для зарядки типа USB-C.
«Цифровой уровень» представляет собой датчик размером с обычный телефон, только в 5–7 раз толще. Беспроводная выводная часть (телефон с приложением) принимает сигнал с измеряющей части по радиомодулю Bluetooth. Машинист видит данные в удобном интерфейсе программы на телефоне или планшете.
Испытания прототипа успешно прошли на электробалластере ЭЛБ-3 в Московской дирекции по ремонту пути РЖД при подъемке рельсошпальной решетки.
«Цифровой уровень» является частью проекта «Комплексная оцифровка железнодорожной техники». Новое устройство обрабатывает восемь миллионов операций в секунду, обеспечивая точный результат. Потенциальный экономический эффект от одного прибора – 910 тыс. руб. ежегодно.
В 2021 году проект «Комплексная оцифровка железнодорожной техники» стал победителем молодежного конкурса «Новое звено». Заявки на участие подали более 2000 разработчиков, в финал вышли 101 проект, из которых 13 были отобраны для защиты перед руководством холдинга.
«Новое звено» – образовательная и коммуникационная площадка РЖД, позволяющая молодым новаторам презентовать свои идеи.
Интеграция с мобильным приложением «Цифровой уровень» прост в использовании. Для удобного мониторинга эксперты РЖД разработали мобильное приложение для Android и iOS, доступное даже для старых версий смартфонов. Цель проекта – создать максимально понятный интерфейс. На экране телефона в реальном времени отображается планка, показывающая отклонения по уровню. Машина передает данные на сервер для хранения и анализа, результаты видны на дисплее. Технология работает в любой удаленной местности без интернета, информация сохраняется и передается на сервер при появлении связи.
Предпосылки Подготовка балластной призмы – один из самых сложных этапов строительства железнодорожного пути. Важно тщательно формировать основание, уклоны откосов и песчаную подушку, что выполняется бульдозерами и грейдерами. Из-за отсутствия средств контроля за поднятой рельсошпальной решеткой машинисты проводили замеры на глаз, что не исключало ошибок и повышало риск аварийных ситуаций.
Конструкция и качество балластного слоя определяют:
- общее состояние железнодорожного пути,
- уровень допустимых скоростей движения поездов,
- срок службы всех элементов верхнего строения пути,
- затраты на содержание пути.
С цифровым уровнем автоматическая выправка пути свела работу машиниста к постановке задач и контролю, исключая вероятность ошибок.
Сфера применения
Цифровое устройство "Цифровой уровень" уже применялось на различных видах техники:
- Щебнеочистительные машины при вырезке балласта для соблюдения подуклонки земляного полотна.
- Отвалы грейдеров и бульдозеров для формирования нормативной основной площадки земляного полотна.
- Электробалластеры и выправочно-подбивочно-отделочные машины 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 также при работе козловых и башенных кранов. Прибор "Цифровой уровень" можно успешно применять и в домашних условиях, например, при установке натяжного потолка или сборке мебели.
Перспективы и эффективность
В настоящий момент в парке РЖД числится 1055 единиц техники, на которых можно применить "Цифровой уровень".
Устройство 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 теперь достаточно достать смартфон и убедиться, что работа выполнена правильно. Экономисты оценивают, что рост производственной эффективности после внедрения 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. в год," – отмечает один из авторов проекта Илья Рыбинцев.