115-летняя история Омского государственного университета путей сообщения неразрывно связана с развитием научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. И сейчас университет является современным учебно–научно–производственным комплексом, осуществляющим на основе инновационных технологий подготовку высококвалифицированных специалистов, научных кадров и научно-техническую деятельность полного цикла «исследование — разработка — изготовление — внедрение» по созданию наукоемкой продукции для Омского региона, Сибирского и Уральского федеральных округов, транспортной отрасли России, ОАО «РЖД» и зарубежных стран.

Научно-технические разработки ученых университета направлены на повышение эффективности и качества восстановления и ремонта деталей и узлов подвижного состава; повышение безопасности движения поездов; исследование надежности и повышение эффективности функционирования подвижною состава; энерго- и ресурсосберегающие технологии и оборудование; обеспечение технологической готовности ремонта подвижного состава; совершенствование систем электроснабжения электрических железных дорог; нормирование расхода энергетических и материально-технических ресурсов; автоматизация сбора и обработки данных о потреблении энергоресурсов; разработка эффективных технологий обслуживания и создания устройств автоматики, телемеханики и связи, оптимизацию и совершенствование технологий получения и потребления тепловой энергии.

Базовым элементом технологической подготовки ремонтного производства является разработка технологического процесса. Предложенная учеными ОмГУПСа методика проектирования технологических процессов ремонта и технического обслуживания локомотивов, основанная на общемашиностроительном подходе с использованием групповой технологии и конструкторско-технологической подготовки производства, позволяет оптимизировать календарное планирование производственного процесса, систематизировать и распределять трудовые ресурсы при выполнении работ, а также сократить объем технологической документации без ущерба для производства.

По данной методике разработаны и внедрены технологические процессы ремонта и технического обслуживания локомотивов в ряде базовых локомотивных депо. По заданию Департамента локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» разработаны типовые технологические процессы текущих и среднего ремонтов электровозов ВЛ10, ВЛ80, ЭП–1, 2ЭС5К.

Разработано программное обеспечение «Сетевое планирование», которое позволяет сконцентрировать внимание на решающих работах, лежащих на критическом пути и относящихся к ограниченному числу ответственных исполнителей, установить четкую взаимосвязь между исполнителями отдельных работ. Практически реализуется принцип непрерывности планирования и управления ходом работ. Обеспечивается возможность применения компьютера там, где до сих пор вопросы решались только на основе опыта и интуиции руководителей. Другой важной задачей, в решении которой может помочь программное обеспечение, является создание нормативной базы для определения трудоемкости, длительности, стоимости различного рода работ, характерных для процесса освоения ремонта новых серий локомотивов.

ОмГУПС принял участие в выполнении работ по проведению технико-экономического обоснования мероприятий по корректировке технологического цикла системы технического обслуживания и ремонта электровозов серии ВЛ-80, ВЛ-85, изложенной в руководстве по ТО и Р ПКБ ЦТ, на основании результатов испытаний, проводившихся в 2012-2013 гг. на Восточном полигоне ОАО «РЖД», а так же по формированию новой модели технической эксплуатации локомотивного парка на базе мониторинга технического состояния и технического аудита на Восточном полигоне.

Инновационная направленность деятельности университета определяет высокий спрос на разработанную в ОмГУПСе наукоемкую продукцию. При этом обеспечивается научно-техническая деятельность полного цикла «исследование — разработка — изготовление — внедрение». На стадии внедрения проводятся пусконаладочные работы и обучение персонала.

Примером инновационной деятельности в университете стала победа в конкурсе, объявленном Минобрнауки России в соответствии с постановлением Правительства РФ от 9 апреля 2010 года № 218, проекта «Разработка магистрального токоприемника для применения на линиях с модернизированной инфраструктурой системы токосъема». Цель проекта – вывод на рынок токоприемников для магистрального электроподвижного состава, обеспечивающих надежный, экономичный и экологичный токосъем при взаимодействии с контактной сетью на модернизированных участках железных дорог при высоких скоростях.

В рамках своего визита в ОмГУПС 5 августа 2012 года премьер-министр РФ Д. А. Медведев и президент ОАО «РЖД» В. И. Якунин положительно оценили результаты работы по проекту, отметив высокое качество изготовления опытных образцов токоприемника.

В ОмГУПСе создана и постоянно совершенствуется система анализа и оценки эксплуатационных характеристик токосъема. Автономный комплекс, устанавливаемый на крышу электроподвижного состава, в ходе инспекционных поездок позволяет регистрировать контактное нажатие, искрение, случаи нарушения токосъема с привязкой к инфраструктуре, координатам ГЛОНАСС/GPS, служить «черным ящиком» в случае возникновения аварийных ситуаций в системе токосъема. Видеоизображение, также регистрируемое в ходе работы комплекса позволяет в онлайн-режиме контролировать работу токоприемника и при наличии предпосылок – вывести его из взаимодействия. База данных, накапливаемая в ходе работы предлагаемого комплекса, позволяет проводить ретроспективный анализ, получать корреляционные зависимости и осуществлять прогнозирование, направленное на повышение ресурса, снижение числа отказов и повышение качества токосъема.

За 2011-2012 гг. сотрудниками Университета разработаны рекомендации и Программа мероприятий по оценке энергоэффективности системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава и потенциала ее повышения. Реализация Программы позволит достигнуть следующих результатов: суммарный потенциал энергосбережения по сети железных дорог 1 968,05 млн. кВт·ч (4,9 % от расхода на тягу поездов); суммарный технико-экономический эффект по сети железных дорог в натуральном выражении – 1 744,1 млн. кВт·ч (4,4 % от расхода э/э на тягу поездов), в стоимостном выражении – 6129,26 млн. руб., в том числе за счет увеличения пропускной способности – 1607,42 млн. руб. Средний срок окупаемости мероприятий 7,0 лет.

Для повышения уровня оснащения локомотивных депо разработан и усовершенствован комплекс нестандартного оборудования для механизации технологических процессов ремонта локомотивов, включающий более 50 наименований. Различные образцы оборудования внедрены в процессы ремонта более чем в 30 ремонтных локомотивных депо сети железных дорог, что позволило механизировать технологические операции разборки-сборки агрегатов и узлов, восстановления деталей локомотивов, повысить качество и сократить время простоя в ремонте. Это прежде всего механизированные комплексы для ремонта (разборки-сборки) тележек, технологические участки разборки и сборки колесно-моторных блоков, технологические позиции ремонта тяговых электродвигателей и вспомогательных электрических машин и другие виды технологического оборудования.

В 2008 г. по заданию старшего вице-президента ОАО «РЖД» В. А. Гапановича университет принял участие в конкурсной работе по разработке, изготовлению и внедрению нестандартного оборудования технологического участка выкатки, разборки и сборки колесно-моторных блоков (КМБ) локомотивов.

Технологический участок состоит из следующих специализированных технологических позиций:

  1. технологическая позиция для выкатки и подкатки КМБ;
  2. технологическая позиция снятия кожухов тяговой зубчатой передачи;
  3. технологическая позиция разборки колесно-моторных блоков;
  4. технологическая позиция сборки колесно-моторных блоков.

При разработке оборудования участка за основу были взяты простота конструктивных решений, их надежность в работе и ремонтопригодность. Конструкция универсальна и с минимальными изменениями может быть использована для любых колесно-моторных блоков с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей.

По результатам приемочных испытаний, проведенных комиссией ЦТ ОАО «РЖД» в мае 2009 г., разработанное в университете оборудование для ремонта КМБ имеет лучшие показатели по уровню механизации и производительности из пяти образцов, представленных четырьмя разработчиками, и рекомендовано к использованию при ремонте электровозов серий ВЛ–10, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ80, ВЛ85, ЭС4К и ЭС5К.

Новые технические решения, примененные конструкторами электровоза ЭП1 как первого отечественного пассажирского электровоза с опорно-рамным подвешиванием тяговых электродвигателей, определили необходимость разработки специализированного технологического оборудования для ремонта его агрегатов и узлов. Создан целый комплекс нестандартного технологического оборудования для ремонта электровоза ЭП1. Особое место в нем занимает оборудование технологического участка по ремонту колесно-редукторного блока (КРБ), которое позволяет производить разборку и сборку КРБ, а также его обкатку после ремонта с возможностью диагностирования. При этом предложен ряд новых технических решений, прежде всего в конструкции установки для распрессовки-запрессовки конических соединений и стенда динамического контроля колесно-редукторных блоков, на которые получены патенты на полезные модели. Конструкция установки позволяет производить и контроль качества полученного конического соединения.

Одним из приоритетных направлений повышения надежности и продления ресурса технических средств железнодорожного транспорта является совершенствование технологий диагностирования.

В ОмГУПСе создан и нашел широкое применение в локомотиворемонтных предприятиях целый ряд диагностического оборудования: информационно-управляющий комплекс для автоматизации процесса испытаний тяговых электродвигателей (ТЭД); автоматизированный стенд проверки выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока; автоматизированный комплекс для проведения испытаний силовых полупроводниковых приборов; диагностическая система оценки качества работы коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей и др.

Разработан комплекс технологического и стендового оборудования для ремонта агрегатов и узлов тепловозов.

Автоматизированный стенд нагрузочных испытаний вспомогательных машин электровозов постоянного тока предназначен для автоматизированного задания нагрузочных режимов, а также контроля испытательных параметров при проведении приемо-сдаточных испытаний вспомогательных машин в части реализации режимов в соответствии с правилами ремонта.

Стенд позволяет производить измерение активного сопротивления обмоток и сопротивления изоляции испытуемых двигателей, проверку коммутации, измерение биения коллектора, определять степень нагрева подшипниковых узлов и температуру обмоток в автоматизированном режиме.

Автоматизированный комплекс для испытания листовых рессор позволяет получить объективную информацию о техническом состоянии листовой рессоры, обеспечивает контроль за качеством изготовления и ремонта рессор. Комплекс позволяет производить в автоматическом режиме следующие виды испытаний: двукратное испытание на остаточную деформацию путем нагружения рессоры пробной нагрузкой, соответствующей наибольшему суммарному значению статической и динамической нагрузок от массы надрессорного строения локомотива; испытание на прогиб под статической и пробной нагрузками; расчет жесткости рессоры.

Результаты испытаний сохраняются в памяти ПЭВМ. По окончании проверки выдается протокол с результатами испытаний и оценкой состояния листовых рессор.

Автоматизированный стенд проверки выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИП) электровозов переменного тока предназначен для автоматической проверки ВИП–5600, ВИП–4000М электровозов переменного тока с зонно-фазовым регулированием выпрямленного напряжения и рекуперативным торможением. Измерительные средства стенда позволяют проводить измерения тока, напряжения, формы и амплитуды выпрямленного напряжения, формы и амплитуды импульсов управления; определять временные параметры. Основной особенностью электрической части стенда является возможность проверки ВИП в режиме выпрямления и в режиме инвертирования напряжения в условиях цеха электроники локомотивного депо.

Автоматизированный комплекс для проведения испытаний силовых полупроводниковых приборов предназначен для проверки параметров диодов и тиристоров, применяемых в выпрямительно-инверторных преобразователях. Комплекс позволяет автоматически снимать характеристики силовых полупроводниковых приборов (СПП), осуществлять подбор СПП в плечи выпрямительных установок, создавать и хранить базу данных по полупроводниковым приборам, осуществлять выбор одиночного прибора из базы данных по заданным параметрам для замены в плече. Он применяется для проведения работ при текущем ТР-3 и среднем СР ремонтах, когда необходимо проводить разборку и проверку выпрямительных установок. Комплекс также возможно применять при входном контроле силовых полупроводниковых приборов и неплановых видах ремонтов.

Диагностическая система оценки качества работы коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей предназначена для объективного и достоверного контроля состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей. В процессе диагностирования осуществляется формирование информационного массива данных о распределении искрения по коллектору и состоянии его рабочей поверхности, расчет значений диагностических параметров и диагностирование технического состояния КЩУ. Оценка осуществляется с использованием устройства контроля профиля коллектора, основанного на применении вихретокового первичного преобразователя, обладающего повышенной термостабильностью результатов измерения, и снабженного цифровым накопителем информации о состоянии профиля коллектора, и устройства обработки и накопления информации о распределении импульсов искрения по коллектору, использующего сигнал с емкостного датчика, устанавливаемого на щеткодержателе тягового электродвигателя или с разнополярных щеток испытуемой машины.

Универсальное переносное устройство для испытания токоприемников подвижного состава обеспечивает снятие характеристики нажатия на контактный провод в рабочем диапазоне перемещений при подъеме и опускании токоприемника, контроль временных параметров диагностирование технического состояния токоприемника. Внедрение технологии позволяет повысить достоверность результатов испытаний, создать базу данных для хранения результатов испытаний и сократить время технологического процесса.

Комплексы разработанного и усовершенствованного нестандартного технологического и диагностического оборудования внедрены в технологические процессы ремонта более чем в 25 локомотивных депо сети железных дорог. Это прежде всего базовые ремонтные локомотивные депо Кандалакша (ремонт ТЭД и КРБ ЭП1, испытание ВИП) Октябрьской; Киров (ремонт КРБ ЭП1 и испытание ВИП) Горьковской; Россошь (ремонт КРБ ЭП1 и испытание ВИП) Юго-Восточной; Зауралье (ремонт КМБ и ТЭД) Южно-Уральской; Московка (ремонт КМБ, ТЭД, испытание ТЭД, наплавочные установки) и Карасук (ремонт тележек, ТЭД, вспомогательных машин и КРБ ЭП1, испытание ВИП и СПП) Западно-Сибирской железных дорог и др.

Это позволило механизировать технологические операции разборки-сборки агрегатов и узлов, восстановления деталей локомотивов, повысить качество и сократить время простоя в ремонте.

Одним из направлений исследований ученых ОмГУПСа является повышение надежности и эффективности тепловозной тяги. Результатами этих исследований явились технические решения по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта, повышению эффективности эксплуатации тепловозов и надежности и экономичности тепловозных дизелей. Разработан комплекс технологического и стендового оборудования для ремонта узлов тепловозов, в составе которого стенд для обкатки и настройки регуляторов частоты вращения и мощности дизелей; универсальный стенд для обкатки и регулировки топливных насосов высокого давления тепловозных дизелей; стенд для притирки уплотняющих поверхностей распылителей; стенд для испытания плунжерных пар топливных насосов дизеля на гидравлическую плотность; стенд для испытания и регулировки форсунок дизелей; стенд для «холодной» обкатки турбокомпрессоров транспортных дизелей; стенд для обкатки и испытания гидромеханических редукторов и аксиально-поршневых машин; станок для притирки клапанов транспортных и судовых дизелей; стенд для очистки тепловозных секций холодильника и др. Образцы данного оборудования внедрены и успешно эксплуатируются в ряде локомотивных депо железных дорог Сибирского и Дальневосточного регионов, республики Казахстан. Для решения проблемы механизации и автоматизации технологических операций ремонта грузовых вагонов выполнены разработки целого комплекса оборудования для вагонных депо.

На сети железных дорог широко внедряются передвижные и стационарные установки для демонтажа-монтажа пятников, раздвижки рам тележек и кантования ее элементов, клепки фрикционных планок, нагрева заклепок, смены поглощающих аппаратов.

Большая часть средств механизации адаптирована к технологии ремонта вагонов на сетевых ПТО.

Базовыми предприятиями внедрения этой научно-технической продукции являются вагонные депо Западно-Сибирской железной дороги.

Одно из важнейших направлений работы ученых ОмГУПСа – повышение безопасности движения поездов. В университете разработана технология формирования структуры поезда и оптимизации режимов его ведения по перегону с учетом физических критериев безопасности движения.

Разработан программный комплекс, предназначенный для установки в локомотивных депо, адаптируемый к конкретным перегонам и видам подвижного состава. Комплекс генерирует режимные карты для локомотивных бригад, кроме того, он позволяет моделировать различные поездные ситуации, возникающие на конкретной железной дороге, оценивать влияние отдельных факторов на движение поезда и т.д.

Безопасность движения поездов во многом зависит от надежности работы устройств сигнализации, централизации и блокировки, а также средств связи.

Учеными университета выполнен ряд разработок, обеспечивающих контроль технического состояния и продление ресурса устройств СЦБ и связи. В их числе блок контроля питающего напряжения станционных и перегонных устройств СЦБ; распределенная система сбора и передачи информации о параметрах устройств СЦБ и др.

Блок контроля напряжения (БКН) предназначен для измерения и контроля параметров питающего напряжения станционных и перегонных устройств СЦБ с целью повышения оперативности их технического обслуживания, ведения базы данных о перебоях и нарушениях электроснабжения устройств СЦБ в реальном масштабе времени. БКН включает в себя микропроцессорный контроллер, аналого-цифровой преобразователь, входной блок, блок выходных ключей, связевой модем.

Распределенная система сбора и передачи информации о параметрах устройств СЦБ предназначена для удаленного мониторинга состояния станционных рельсовых цепей с целью предупреждения постепенных отказов, а также для определения характера неисправности рельсовой линии, архивирования полученной информации и передачи ее дежурному инженеру дистанции. Одним из приоритетных направлений исследований ученых университета является комплекс работ, связанный с организацией контроля и управления потребления энергоресурсов в границах железной дороги. Большое внимание уделяется вопросам совершенствования условий сопряжения систем внешнего и тягового электроснабжения, снижению перетоков мощностей энергосистем по контактной сети электрических железных дорог, качеству электрической энергии. Разработаны и внедрены на Западно-Сибирской, Красноярской, Южно-Уральской и других железных дорогах устройство режимного управления схемами питания тяговой сети, технические средства, улучшающие энергетические показатели системы тягового электроснабжения.

Ученые университета имеют значительный опыт в разработке программ энергосбережения, в совершенствовании методической базы реализации комплексных ресурсоэффективных проектов. В университете разработаны методики по проведению энергетических обследований и паспортизации предприятий железнодорожного транспорта и промышленности. Обследованы более 140 предприятий, в том числе:

  1. 120 – Западно-Сибирской железной дороги,
  2. 8 – Московской железной дороги,
  3. 2 – Красноярской железной дороги,
  4. 2 – Южно-Уральской железной дороги,
  5. 6 – Омской области, в том числе за последние три года – более 90 предприятий и организаций.

Внедрение ресурсосберегающих технологий в хозяйствах железных дорог снижает эксплуатационные расходы и повышает эффективность работы железнодорожного транспорта.

В ОмГУПСе разработаны и широко внедрены на Западно-Сибирской и ряде железных дорог регионов Сибири и Дальнего Востока ресурсосберегающие технологии ремонта подвижного состава. Это ряд установок по восстановлению наплавкой деталей и узлов локомотивов и вагонов, технология восстановления твердосплавных пластин для обработки колесных пар и др.

Автоматизированная система учета и анализа показателей эксплуатационной работы получила сетевое признание и внедряется на железных дорогах под авторским надзором и с участием ученых университета. Она предназначена для всестороннего анализа и прогнозирования энергопотребления на тягу на уровне дороги и обеспечивает эффективное ведение баз данных плановых и фактических значений показателей эксплуатационной работы, непроизводительных затрат, рекуперации, электроотопления вагонов, потерь в контактной сети; выполнение сравнительного анализа и получение отчетов о расходе топлива и электроэнергии на тягу за любой период времени по дороге в целом, отделениям и локомотивным депо, сериям локомотивов, видам движения, накладным плечам обслуживания бригадами смежных депо, элементам нормирования и др. Экономический эффект от внедрения разработанной системы анализа энергопотребления обусловлен экономией топливно-энергетических ресурсов за счет повышения объективности их нормирования, оперативности и достоверности отчетов.

Одним из приоритетных направлений исследований ученых университета является комплекс работ, связанный с организацией контроля и управления потребления энергоресурсов в границах железной дороги.

За последние годы в этом направлении выполнены следующие работы: «Разработка подсистемы анализа и систематизации составляющих расхода электроэнергии на эксплуатационные нужды в общей системе мониторинга потребления и потерь электроэнергии в границах железных дорог» (2007 г.), «Разработка системы мониторинга потребления энергоресурсов стационарными объектами железнодорожного транспорта» (2007 г.), «Методика анализа использования энергоресурсов на нетяговые нужды локомотивных депо и формирования предложений по управляющим воздействиям, направленным на снижение непроизводительного расхода энергоресурсов» (2008 г.). Результаты исследований позволили создать высокоэффективные автоматизированные системы учета и управления потреблением электрической энергии на предприятиях Западно-Сибирской, Южно-Уральской, Красноярской, Дальневосточной железных дорог.

На сети железных дорог ведется большая работа по проведению мониторинга потребления электроэнергии на эксплуатационные нужды в сетях районов электроснабжения. Результатом работы является снижение коммерческой составляющей потерь в сетях.

Разработаны и внедрены на сети железных дорог: стандарт ОАО «РЖД» «Политика управления топливно-энергетическими ресурсами», Методика отнесения непроизводительных затрат на тягу поездов по участкам перевозочного процесса, система контроля «условных» потерь в границах железных дорог с учетом взаимозаездов локомотивных бригад.

Эффективность и безотказность работы системы тягового электроснабжения во многом определяет эксплуатационные показатели работы железной дороги.

Сегодня важнейшей задачей по сети железных дорог является совершенствование условий сопряжения энергосистем и систем тягового электроснабжения. При электрификации железных дорог шла электрификация городов и промышленных поселков. Этот факт в значительной степени ухудшает работу системы тягового электроснабжения. По оценкам ученых университета ущерб, наносимый компании составляет не менее 1–1,5 % от потребления на тягу поездов.

В ОмГУПСе разработаны и успешно внедряются на Западно-Сибирской, Красноярской, Южно-Уральской и других железных дорогах технические средства, улучшающие энергетические показатели системы тягового электроснабжения. Это двенадцатипульсовый выпрямитель с преобразовательным трансформатором мощностью 6,3 MB–А, фильтрокомпенсирующие устройства компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами и др.

По заданию ОАО «РЖД» в ОмГУПСе разработана методология создания систем качества в соответствии с требованиями международных стандартов ИСО 9000:2000 на предприятиях по ремонту локомотивов.

Реализация программы призвана повысить технико-экономическую эффективность ремонтного производства, производительность труда, надежность и безопасную эксплуатацию локомотивов, управляемость предприятия, обеспечить безусловное выполнение требований государственных стандартов и отраслевых нормативных документов, улучшить условия труда персонала.

Необходимость улучшения качества продукции и, прежде всего, качества ремонта железнодорожных технических средств – объективная закономерность не только современной действительности, но и стратегически правильно выбранное направление как элемент структурной реформы железнодорожного транспорта. Решение этой проблемы способствует повышению конкурентоспособности и престижа предприятий отрасли.

Ученые ОмГУПСа являются соавторами модели управления локомотивным хозяйством при реформировании отрасли.