Влияние сверхвысокочастотного излучения горочных датчиков на эксплуатационный персонал

На сортировочных горках железных дорог многих стран ближ­него и дальнего зарубежья эксплуатируются радиолокационные датчики скорости, предназначенные для измерения скорости ска­тывающихся отцепов. Они работают в диапазоне сверхвысокочас­тотных электромагнитных волн, с мощностью излучения 5—30 мВт.

Характерной формой взаимодействия электромагнитного поля с излучением до 50 мВт с живым организмом [13] является сочета­ние нагрева ткани, зависящее от поглощаемой (как полупроводя щей

средой) энергии, определяющей нетепловое воздействие на организм. Следует заметить, что на организм человека действует весьма большое число естественных и искусственных источников радиоизлучения в диапазоне 0,01—10⁵ МГц. Например, спектр из­лучения естественного источника радиоизлучения Солнца и галак­тик занимает область приблизительно от 10 МГц до 10 ГГц. Ин­тенсивность солнечного излучения в спокойном состоянии нахо­дится в пределах 10^-10до10^-8Вт/м² МГц. В последнее время весьма широкое распространение получила мобильная радиосвязь, рабо­тающая в диапазоне около 1 ГГц стандарта GSM-900, GSM-1800. Значения плотности потока энергии, создаваемые мобильными те­лефонами моделей Ericson DF 388, Siemens C25, Motorola M3188 соответственно составляют 239, 212, 111 мкВт/см².

Согласно гигиеническим нормам «Временно допустимых уров­ней воздействия электромагнитных излучений, создаваемых систе­мами сотовой радиосвязи» ГН 2.1/2.2.4.019-94, величина плотнос­ти потока электромагнитной энергии в районе головы пользовате­ля не должна превышать 100 мкВт/см².

Биофизика воздействия электромагнитного поля СВЧ на орга­низм, по данным исследований свидетельствует скорее о раздра­жающем, чем о поражающем эффекте, т.е. скорее о физиологичес­ком в общем смысле, чем о патологическом аспекте воздействия электромагнитной энергии.

Определяющей для нормирования опасности работы в усло­виях воздействия электромагнитного поля во многих странах пока принята степень их теплового действия.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия на людей электромагнитных излучений СВЧ-диапазонов, принятые в раз­ных странах, приведены в табл. 4.1.

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии ППЭ_пду электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот 300 мГц—300 Гц для персонала, работающего вблизи источ­ников ЭМП, а также обслуживающего эти источники в соот­ветствии с ГОСТ 12.1.006-84 определяются ВЭ соотношения:

ппэ_пду = эн_пду/т,

где ЭН_пду — нормированная величина энер1етической нагрузки за рабочий день в мкВт.час/см²; Т— время пребывания в зоне излучения за рабочую смену.

Нормами ГОСТ установлена величина ЭН = 200 мкВтч/см². ПДУ воздействия СВЧ-излучения в России многократно мень­ше, чем в других странах, что подтверждает данные о влиянии СВЧ-излучения как факторе носящем скорее раздражающий, чем пора­жающий эффект.

Исследования специалистов в области санитарии и гигиены свидетельствуют, что наиболее уязвимыми участками тела для об­лучения являются глаза и ткани семенников, в которых при дли­тельном непрерывном облучении плотностью потока, превышаю­щей 5000 мкВт/см² (5 мВт/см²), может повышаться температура. Критическим для глаз считается повышение температуры на 10° С. В то же самое время малые мощности СВЧ-излучения вызывают и положительные, стимулирующие эффекты на организм человека. На­пример, при тепловых энергиях наблюдается стимулирующее воздей­ствие излучения: улучшение чувствительности глаз человека, адаптиро­ванных к темноте, малые мощности СВЧ-колебаний используются в медицинских приборах для лечения желудочных заболеваний.

Предельно допустимые уровни воздействия СВЧ-излучения, при­нятые в стране, получены на основе гигиенической оценки и клинико-физиологических данных по функциональным изменениям в орга­низме человека. В США и ряде других зарубежных стран в качестве критерия при выработке ПДУ приняты не функциональные, как пра­вило обратимые, а более заметные морфологические изменения.

На сортировочных горках железных дорог России эксплуатиру­ются датчики двух типов, являющиеся источниками СВЧ-излучения. Это радиотехнический датчик РТД-С работающий на частоте око­ло 10 ГГц с максимальной мощностью излучения до 10 мВт и ра­диолокационный скоростемер РИС-ВЗМ (РИС В2), частота излу­чения которого 37,5 ГГц, а мощность составляет 25 мВт.

Реальные уровни потока мощности СВЧ-излучения радиоло­кационных горочных устройств можно оценить на примере наибо­лее «мощного» излучателя, каковым является горочный индикатор скорости РИС-ВЗМ. работающий в зоне тормозных позиций.

Как известно, РИС-ВЗМ в соответствии с проектом по их раз­мещению, устанавливается в 5— 10 м от начала тормозной пози­ции на удалении около 2 м от оси пути. Ось диаграммы направленности скоростемера практически совпадает с осью пути на даль­ней границе тормозной позиции. Оценим плотность потока энер­гии, излучаемой РИС-ВЗМ вдоль оси диаграммы направленности антенны, т.е. наибольшую мощность.

В соответствии с известным уравнением дальности действия радиоволновых излучателей плотность потока энергии в точке, расположенной на удалении R от излучателя вдоль оси диаграм­мы антенны определяется как:

П = P_изл.G/4 π R²,

где Р_изл. — излучаемая мощность; G — коэффициент направленного дей­ствия антенны (для используемой антенны в РИС-ВЗМ он составляет 785).

На основании проведенных расчетов легко убедиться, что плотность потока энергии, излучаемой РИС-ВЗМ вдоль оси диаграммы, т.е. прак­тически вдоль оси пути распределяется следующим образом (табл. 4.2).

Работы по техническому обслуживанию замедлителей ведутся на удалении не менее 5 м от РИС-ВЗМ, а чаще всего между 10 и 40 м вдоль оси пути. На этом удалении от РИС-ВЗМ плотность потока энергии составляет 0,1 6 мкВт/см².

Работники службы Ш в процессе технического обслуживания РИС-ВЗМ соприкасаются с излучающей поверхностью линзы ан­тенны лишь при необходимости ее протирки от загрязнений, Этот процесс длится не дольше 2—3 мин и воздействию СВЧ-излучения подвергаются лишь поверхности рук. Тем более, что для проведения

профилактических работ по очистке поверхности измерителя он отключается от сети. В остальном процесс обслуживания сво­дится к дистанционному контролю за работой скоростемера.

В процессе юстировки, при установке скоростемера и при его замене электромеханик располагается стыльной его стороны ипрактически не подвергается никакому облучению.

Оценивая приведенные выше предельно допустимыенормы и реальные плотности потока энергии в зоне действия диаграммы антенны, можно сделать следующие выводы:

• на удалении 1 м от горочного скоростемера вдоль оси диаг­раммы антенны, обслуживающий или иной эксплуатационный
персонал может непрерывно находиться более одного часа;

• эксплуатационный персонал, проводящий техническое обслужи­вание или ремонт замедлителей, расположенных на удалении более 5 м
от измерителя, может находиться в этой зоне в течение времени, суще­ственно превышающего рабочую смену (допустимое время непрерыв­ного пребывания на удалении пята и более метров превышает 30 ч).

При этом надо иметь в виду, что приведенные в табл. 4.2 зна­чения плотности потока энергии, соответствуют осевой плотности,т.е. практически распределены вдоль оси пути.

Вследствие узконаправленности диаграммы антенны РИС-ВЗМ, которая является круговой и имеет ширину 6°. на удалении 5 м по оси пути и лишь на 0,5 м в сторону, плотность потока энер­гии на порядок ниже осевой.

Влияние второго датчика скорости, устанавливаемого на одной тор­мозной позиции на общее поле облучения в зоне проведения работ,сво­дится к увеличению ППЭ при самых неблагоприятных условиях на ве­личину менее 6 мкВт/см², что, как видно из табл. 4.2, несущественно.

На удалении десяти метров от измерителя плотность потока мощности по оси диаграммы становится ниже 2 мкВт/см² и на­хождение персонала за пределами этой зоны также практически не ограничивается. Таким образом, СВЧ-излучение горочного ско­ростемера РИС-ВЗМ, а тем более менее мощного РТД-С, не представляет опасности для эксплуатационного персонала при со­блюдении правил эксплуатации. Это подтверждено санитарно-ги­гиеническим сертификатом № 77.ФУ.02.401.П.001448.06.02 от 20.06.2002 г., выданным Государственной санитарно-эпидемиоло­гической службой Российской Федерации.

Рекомендуемая литература:

1.Родимое Б.А., Павлов В.Е., Прокинова В.Д. Проектирова­ние механизированных и автоматизированных сортировочных горок. — М.: Транспорт, 1980.

2.Бородин А.Ф., Биленко Г.М., Олейник О.А., Бородина Е.М. Технология работы сортировочных станций. — М.: РГОТУПС,2002.

3.Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков ЕЛ. Станционные уст­ройства автоматики и телемеханики. — М.: Транспорт, 1990.

4.Сагайтис В.С., Соколов В.Н. Устройства механизированных и автоматизированных сортировочных горок. — М.: Транспорт, 1988.

5.Модин Н.К. Механизация и автоматизация станционных процессов. — М.: Транспорт, 1985.

6.Шелухин В.И. Датчики измерения и контроля устройств же­лезнодорожного транспорта. — М.: Транспорт, 1990.

7.Шелухин В.И., Шелухин О.И. Телевидение и радиолокация на железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1994.

8.Шейкин В.П. Эксплуатация механизированных сортировоч­ных горок. — М.: Транспорт, 1992.

9.Тишков Л.П. и др. Пособие по применению правил и норм проектирования сортировочных устройств. — М.: Транспорт, 1994.

10.Рельсовый тормоз на постоянных магнитах // Железные дороги мира. — 2000. — № 3.

11.Вертинский СВ., Данилов В.Н., Челноков И. И. Динамика вагонов. — М: Транспорт, 1978.

12.Устройства механизированных и автоматизированных сор­тировочных горок. Технология обслуживания. — М.: Транспорт,1993.

13.Пресман АС. Электромагнитные поля и живая природа. —М.: Наука, 1968.

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………………………………3

Глава I. Основные эксплуатационно-технические требования к технологии и

техническим средствам механизации и автоматизации сортировочных станции…………………………5

1.1. Технология работ по переработке вагонов на сортировочных станциях……………………………………5

1.2. Требования к техническим средствам автоматизации и механизации сортировочных горок……………13
1.3. Основные технические требования к системам и устройствам………..………………………………………21

Глава2.Устройства механизации сортировочных горок…………………………………………………….39

2.1. Вагонные замедлители тормозных позиций............................................................................. ……………………………39

2.2. Горочные стрелочные электроприводы и схемы управления............................................ ……………………………50

2.3. Компрессоры и весомер................................................................................................................. ……………………………62

Глава3. Напольные датчики горочных систем автоматизации…………………...…………………………68

3.1. Индуктивные датчики..................................................................................................................... ……………………………68

3.2. Рельсовые цепи………………………………………………………………………………………………………...81

3.3. Фотоэлектрические датчики…………………………………………………………………………………………85

3.4. Радиотехнические датчики РТД-С………………………………………………………………………………...88

3.5. Радиолокационные индикаторы скорости…………………………………………………………………..108

Глава4. Горочные системы автоматизации технологических процессов…………………………………..125

4.1. Зоны действия функциональных подсистем управления технологическими процессами………………125

4.2. Управление скоростью надвига, роспуска и маневровых передвижений…………………………………...128

4.3. Управление маршрутами движения отцепов…………………………………………………………………….135

4.3.1. Горочная сигнализация……………………………………………………………………………………..135

4.3.2. Горочная автоматическая централизация…………………………………………………………………144

4.3.3. Система микропроцессорной горочной автоматической централизации (ГАЦ МН).........................…157

4.3.4. Контроллер вершины горки КВГ………………………………………………………………………….165

4.3.5. Комплексирование защиты стрелок от несанкционированнго перевода …………………………….169
4.4. Управление торможением и регулирование скорости скатывания отцепов………………………………...173

4.4.1. Задачи регулирования скорости скатывающихся с горки отцепов…………………………………….173

4.4.2. Особенности динамики движения отцепов……………………………………………………………….177

4.4.3. Структура построения устройства управления прицельным торможением………………………………183

4.4.4. Прицельное торможение отцепов на базе адаптивных алгоритмов ........................................................186

4.4.5. Принципы и алгоритмы построения подсистем контроля заполнения …………………………………195

4.4.6. Автоматическое регулирование скорости скатывания отцепов…………………………………………….201

4.5. Управление компрессорной станцией..................................................................................... …………………………….212

4.6. Диагностика состояния технических средств автоматизации и
механизации сортировочных станции……………………………………………………………………………216

4.7. Информационный обмен с АСУ сортировочной станции................................................ ……………………………..226

4.8. Устройства электропитания………………………………………………………………………………………...230

4.9. Влияние сверхвысокочастотного излучения горочных датчиков на

эксплуатационный персонал............................................................................................................ ……………………………..233

Рекомендуемая литература............................................................................................................ ……………………………..238