1.1. Настоящая инструкция по оценке состояния скоростных и высокоскоростных участков пути по критериям плавности хода (далее - Инструкция) регламентирует порядок дополнительной оценки состояния пути на линиях скоростного и высокоскоростного движения поездов на участках с различными показателями комфорта пассажиров в соответствии с СТО РЖД "Услуги на железнодорожном транспорте. Метод оценки влияния ускорений на комфорт пассажиров в поездах" (далее - СТО) [1].

1.2. Комфорт в части воздействующих на пассажира ускорений определяется тремя составляющими: параметрами устройства и фактического состояния железнодорожного пути, проектными и фактическими характеристиками подвижного состава, режимом ведения поезда, включая величину скорости. Отнесение величин ускорений по указанным видам составляющих и порядок работы по улучшению показателей комфорта в части подвижного состава и режима ведения поезда определяются другими нормативными документами.

1.3. Действие Инструкции распространяется на участки пути линий специализаций "высокоскоростная железнодорожная линия" (В) и "скоростная железнодорожная линия" (С) в соответствии с [2], где пассажирские поезда движутся со скоростями более 140 км/ч до 250 км/ч.

Инструкция дополняет Положение о порядке контроля состояния главных и станционных путей путеизмерительными средствами [3].

Высокоточная координатная система: составная часть инфраструктуры железнодорожного транспорта, включающая опорную геодезическую сеть и средства определения дифференциальных поправок глобальных навигационных спутниковых систем и выдачи их потребителям.

Геометрия рельсовой колеи: параметры, характеризующие положение рельсовых нитей в профиле, плане, по уровню и по ширине колеи.

Комфорт: субъективное ощущение хорошего самочувствия в условиях воздействия внешних факторов, включая ускорения, вибрацию, толчок.

Комфортные условия во время движения: совокупность ощущений, испытываемых пассажиром во время действия колебаний и/или сил инерции, вызванных колебаниями корпуса рельсового транспортного средства.

Мобильные средства диагностики (МСД): путеизмерительные средства с осевой нагрузкой на путь более 10 тонн (путеизмерители на базе вагонов, локомотивов, электропоездов, автомотрис).

Неисправность параметров рельсовой колеи: отклонение от номинальных значений параметров рельсовой колеи, требующее ограничения допустимой скорости или закрытия движения поездов.

Отступление в параметрах рельсовой колеи: отклонение от номинальных значений параметров рельсовой колеи величиной, при которой не требуется ограничение допустимой скорости движения, но подлежащее устранению в плановом или первоочередном порядке.

Параметры содержания пути: геометрические показатели рельсовой колеи и состояния рельсовых нитей (износа рельсов, стыковых зазоров и т.д.), подлежащие содержанию в установленных допусках и приведению к ним при текущем содержании пути.

Плавность хода: характеристика колебательного процесса подвижного состава во время движения, имеющая качественную оценку для пассажирских вагонов, соответствующую внутренним ощущениям пассажира по установленным показателям комфорта.

3.1. Необходимость введения настоящей Инструкции вызвана:

расширением в ОАО "РЖД" полигона и объемов скоростного и высокоскоростного движения поездов, увеличением протяженности путей, по которым поезда следуют со скоростями более 140 км/ч;

повышением требований к комфортным условиям передвижения в пассажирских поездах;

разработкой СТО РЖД "Услуги на железнодорожном транспорте. Метод оценки влияния ускорений на комфорт пассажиров в поездах" [1].

3.2. Настоящая Инструкция предназначена для железнодорожных путей, по которым осуществляется движение поездов со скоростями: скоростных - до 200 км/ч, высокоскоростных - до 250 км/ч.

Требования настоящей Инструкции применяются при оценке состояния пути скоростных и высокоскоростных линий ОАО "РЖД" в части уровня комфорта пассажиров (пп. 5.3 - 5.7), который определяется на основе измерений ускорений в кузове скоростных (высокоскоростных) поездов прибором для проведения измерений ускорений.

3.3. Показатели комфорта пассажиров не связаны с нарушением безопасности движения и состояние участков, на которых они выявлены, не требуют ограничения установленной скорости. Однако на этих участках необходимо проведение дополнительного анализа состояния пути с рассмотрением целесообразности планирования выправочных или других видов работ.

3.4. Для проведения дополнительного анализа оценки состояния пути используются данные мобильных средств диагностики (далее - МСД) - путеизмерителей КВЛ-П, ЦНИИ-4, ДЕКАРТ, комплексов ЭРА, ИНТЕГРАЛ, ИНФОТРАНС-ВЕЛАРО Rus, и материалы базы данных КСПД ИЖТ в части фактических параметров железнодорожного пути в координатном пространстве.

3.5. Показатели комфорта рассчитываются согласно требованиям СТО на основании ускорений, полученных прибором для проведения измерений ускорений, устанавливаемым в высокоскоростных, скоростных и пассажирских поездах по заказу Департамента управления бизнес-блоком "Пассажирские перевозки".

4.1. Прибор для проведения измерений ускорений должен соответствовать требованиям п. 5.4 СТО.

4.2. Прибор для проведения измерений ускорений должен состоять из:

блока трех акселерометров, измеряющих ускорения в продольном, поперечном и вертикальном направлениях с частотами от 0 до 80 Гц. Точностные характеристики канала данных измерений ускорений:

статические:

- допускаемая приведенная погрешность +/- 5%;

- максимальная погрешность единичного измерения не более +/- 5%;

динамические:

- основная приведенная погрешность амплитудной характеристики канала данных ("линейная ошибка") не более +/- 2,5%;

датчика определения угла поперечного крена кузова (и датчика определения угла продольного наклона кузова - для варианта измерения ускорений на полу вагона с последующим пересчетом на уровень сидения кресла). Допускаемая погрешность измерения углов может составлять не более +/- 0,5°, допускаемая погрешность измерения линейных размеров может составлять не более +/- 1 мм;

блока координатной привязки к высокоточной координатной системе ОАО "РЖД" (далее - ВКС) в составе комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ) с использованием приемников ГЛОНАСС/GPS (опционально);

микропроцессора, выполняющего обработку сигналов от акселерометров и приемников ГЛОНАСС/GPS, вычисление показателей комфорта среднего, постоянного, в кривых и по дискретным событиям (допускается постобработка), с привязкой к ВКС (опционально) и к путейскому пикетажу с погрешностью не более +/- 1 м;

блока записи результатов на электронный носитель.

5.1. Комфортные условия пассажиров во время движения разделяются на следующие составляющие:

а) усредненное ощущение, основанное на восприятии вибрации, действующей в течение длительного периода времени, определяющее показатели среднего и постоянного уровня комфорта;

б) квазистатическое боковое ускорение за счет искривления пути, скорости его изменения и крена кузова, определяющие показатель комфорта при прохождении кривой;

в) мгновенное ощущение, вызванное изменением усредненного ощущения, вследствие краткосрочного воздействия (например, вследствие изменения уровней ускорений в различных плоскостях), определяющее показатель комфорта при дискретных событиях.

5.2. Для оценки состояния участков пути с учетом комфорта пассажиров используются показатели (таблица 5.1):

- показатели среднего и постоянного комфорта, который оценивается по значениям величин трех ускорений: в продольном, поперечном и вертикальном направлениях;

- показатель комфорта при прохождении кривой, который оценивается по значению величины ускорения в поперечном направлении, скорости его изменения и крена кузова;

- показатель комфорта при дискретных событиях, который оценивается по значениям величин ускорения в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.

5.3. Определение показателя постоянного комфорта

Для определения показателей постоянного комфорта по данным измерений ускорений кузова, как в прямых, так и в кривых участках пути по трем направлениям (осям X, Y и Z) рассчитывают среднеквадратические значения частотно-взвешенных ускорений. Они рассчитываются по следующим формулам:

где - пятисекундные среднеквадратические значения взвешенных по функции Wd продольных ускорений,

- пятисекундные среднеквадратические значения взвешенных по функции Wd боковых ускорений,

- пятисекундные среднеквадратические значения взвешенных по функции Wb вертикальных ускорений, где

W_i - надстрочный индекс, относится к значениям частоты в соответствии с определенным направлением i: (i = d, d, b):

c: продольное направление, Wd

d: боковое направление, Wd

b: вертикальное направление, Wb.

Величины взвешивающих функций Wd, Wb приведены в Приложении В СТО.

Пятисекундные среднеквадратические значения частотно-взвешенных ускорений рассчитываются по следующим формулам:

где T равен 5 с, а значение t кратно 5 с;

* - дидактический знак, обозначающий измеренную, а не рассчитанную величину.

5.4. Определение показателя среднего уровня комфорта

Формула для расчета показателя среднего уровня комфорта имеет вид:

где - значения 95-х процентилей распределений пятисекундных усредненных среднеквадратических значений, подсчитанных за двухминутные периоды, по продольной оси,

- значения 95-х процентилей распределений пятисекундных усредненных среднеквадратических значений, подсчитанных за двухминутные периоды, по боковой оси,

- значения 95-х процентилей распределений пятисекундных усредненных среднеквадратических значений, подсчитанных за двухминутные периоды, по вертикальной оси.

5.5. Нормативы показателей среднего и постоянного комфорта

В табл. 5.2, 5.3 приведены критерии показателей среднего и постоянного комфорта в соответствии с СТО, а в приложении для примера их фактические параметры на конкретном участке пути.

5.6. Определение показателя комфорта при прохождении кривой

При прохождении кривой оцениваются показатели комфорта, воспринимаемые пассажирами как изменение ощущения комфорта в части влияния ускорений во время движения транспортного средства, обусловленное действием низких частот при входе в кривую, изменением направления хода при прохождении кривой.

Физическими величинами, определяющими комфорт в части влияния ускорений при прохождении кривой являются:

- максимальное абсолютное значение бокового ускорения в кузове транспортного средства в период времени между начальной и конечной точками переходной кривой плюс 1,6 с, выраженное в м/с²;

- максимальное абсолютное значение скорости нарастания ускорения в поперечном направлении в переходной кривой, выраженное в м/с³;

- максимальное абсолютное значение скорости крена, в период времени между началом и концом переходной кривой, выраженное в рад/с.

Обработка сигналов должна производиться следующим образом:

а) фильтрованное значение бокового ускорения кузова транспортного средства , с интервалом оцифровки не более 0,1 с, усредняется в односекундном окне, результатом является зависимость ;

б) фильтрованное значение скорости крена , усредняется в односекундном окне, результатом является зависимость ;

в) фильтрованное значение скорости нарастания бокового ускорения в поперечном направлении в односекундном окне, результатом является зависимость .

Процедуры усреднения для периода усреднения T равного 1 с, показаны в формулах (8), (9) и (10).

Показатель комфорта при прохождении кривой - P_CT рассчитывается на основе эмпирического уравнения, полученного на основе анкетирования пассажиров по результатам проездов по кривым участкам пути в разных условиях, при различных величинах , и .

5.7. Определение показателя комфорта при дискретных событиях

Оцениваются показатели комфорта, воспринимаемые пассажирами как изменение ощущения комфорта в части влияния ускорений во время движения транспортного средства, вызванное динамической реакцией транспортного средства на отдельные неровности пути и их сочетания.

Физической величиной, определяющей показатель комфорта при дискретных событиях (P_DE(t), является полное ускорение . Полное ускорение есть векторная сумма фильтрованных ускорений по продольному, поперечному и вертикальному направлениям.

где - значения взвешенных по функции Wd продольных ускорений;

- значения взвешенных по функции Wp боковых ускорений;

- значения взвешенных по функции Wp вертикальных ускорений.

Обработка сигналов должна производиться следующим образом:

- полное ускорение , рассчитанное по значениям фильтрованных ускорений кузова транспортного средства по направлениям связанной системы координат, с интервалом оцифровки не более 0,1 с, усредняется в двухсекундном окне, результатом усреднения является зависимость .

Процедура усреднения для периода усреднения T, равного 2 с, определена по формуле (13), полученный сигнал относится к центральной позиции усредняющего окна:

Расчет размаха колебаний полного ускорения во время периода T, равного 2 с, выполняется по формуле (14):

Показатель комфорта при дискретных событиях рассчитывается по формуле (15):

5.8. Проведение дополнительного анализа состояния пути для планирования выправочных работ и, при необходимости, внесения корректировок в приказ по допускаемым скоростям движения осуществляется при показателях:

показатель постоянного комфорта - более 0,3 м/с²;

показатель среднего комфорта - более 2,5;

показатель комфорта при прохождении кривых для высокоскоростного движения - более 10, для скоростного движения - более 15;

показатель комфорта при дискретных событиях - более 10.

6.1. По результатам измерений показателей комфорта по п. 3.5 формируется ведомость участков пути с нарушением условий комфорта пассажиров в части воздействия ускорений по форме табл. 6.1.

6.2. Контролируемыми и оцениваемыми параметрами состояния пути с позиций влияния на плавность хода подвижного состава и комфорт пассажиров в части воздействия ускорений на участках, где нарушаются условия по п. 5.8 являются:

положение рельсовых нитей в плане (рихтовка);

положение рельсовых нитей по уровню (перекосы и отклонения уровня);

просадки рельсовых нитей в вертикальной плоскости;

сочетания отступлений по рихтовке с перекосами и просадками;

длинные неровности пути в плане и продольном профиле и их сочетания;

параметры устройства кривых;

изменения наклона поверхности катания рельсов;

среднеквадратические отклонения (далее - СКО) от величин просадок, перекосов, отступлений в плане.

6.3. Контролируемые и оцениваемые параметры состояния пути по пункту 6.2 привязываются к ВКС и путейскому пикетажу с погрешностью не более +/- 1 м.

6.4. На пикетах, где выявлены нарушения комфорта пассажиров в части влияния ускорений по критериям, приведенным в разделе 5, должен быть проведен дополнительный анализ состояния пути по данным последнего прохода МСД с выявлением наличия <*>:

- отдельных отступлений по рихтовке, перекосам и просадкам выше 2-й степени, или сочетаний отступлений 2-й степени и выше по рихтовке и перекосам (или просадкам), или последовательности трех и более отступлений по рихтовке или перекосам в любой комбинации на скользящем отрезке длиной 200 м;

- длинных неровностей пути в продольном профиле величиной более 40 мм, или в плане величиной более 30 мм, или их сочетаний при величине соответственно более 30 и 25 мм, или последовательности трех и более неровностей на отрезке длиной 200 м величиной более 30 и 25 мм;

- кривых, имеющих несовпадения точек начала и конца переходных кривых по кривизне и возвышению наружного рельса более 20 м, или 2-ю и выше степень расстройства, согласно Положению ЦПТ-46/2 [4] они должны быть классифицированы, как вызывающие ухудшение комфорта пассажиров в части влияния ускорений, и устранены планово-предупредительной выправкой;

- СКО, превышающих на длине 50 м:

- по просадкам - 1,6 мм при скоростях более 200 км/ч и 2,0 мм при скоростях 141 - 200 км/ч;

- по уровню - 2,0 мм при скоростях более 200 км/ч и 3,0 мм при скоростях 141 - 200 км/ч;

- по отступлениям в плане - 4,0 мм при скоростях более 200 км/ч и 6,0 мм при скоростях 141 - 200 км/ч.

--------------------------------

<*> Оценка отступлений по рихтовке, просадкам, перекосам, сочетаниям и длинным неровностям производится согласно Инструкции 682р [4].

6.5. По данным последнего прохода МСД на выявленных участках пути с нарушением условий комфорта пассажиров в части воздействия ускорений в режиме постобработки формируется ведомость по форме табл. 6.2.

--------------------------------

<*> Соответствующие ячейки заполняются только в случае превышения пороговых значений, указанных в п. 4.4.

6.6. В случае отсутствия на пикетах, где выявлены нарушения комфорта пассажиров в части воздействия ускорений, отступлений, перечисленных в п. 6.3, однако регулярно возникают по неустановленной причине повышенные колебания и ускорения при установленных скоростях пассажирских поездов, должен быть рассмотрен вопрос об уменьшении установленной скорости.

6.7. Информация о выявленных участках пути с нарушениями условий комфорта пассажиров в части воздействия ускорений в виде ведомостей по форме табл. 6.1 и 6.2 используется Дирекцией инфраструктуры для планирования бюджета и работ по выправке пути или внесения корректировок в приказ по допустимым скоростям.

1. СТО РЖД 03.005-2019 "Услуги на железнодорожном транспорте. Метод оценки влияния ускорений на комфорт пассажиров в поездах".

2. Методика классификации и специализации железнодорожных линий ОАО "РЖД" утвержденной распоряжением ОАО "РЖД" от 23.12.2015 г. N 3048р.

3. Положение о порядке контроля состояния главных и станционных путей путеизмерительными средствами, утвержденное распоряжением ОАО "РЖД" от 30.12.2013 г. N 2956р.

4. Временная инструкция по оценке состояния рельсовой колеи путеизмерительными средствами и мерам по обеспечению безопасности движения, утвержденная распоряжением ОАО "РЖД" от 7 апреля 2017 г. N 682р.

5. Положение по оценке фактических параметров кривых участков пути вагонами путеизмерителями, расчету рациональных параметров устройства кривых для их паспортизации, утвержденное ОАО "РЖД" 19.03.2009 г. N ЦПТ-46/2.