Методология информационного обеспечения грузовых и пассажирских перевозок на базе автоматизации процессов распознавания подвижных объектов железнодорожного транспорта

Abstract

RU: Диссертация посвящена вопросам совершенствования методов диспетчерского управления перевозочным процессом на базе создания автоматизированных систем распознавания транспортных средств. В работе развивается новое направление в построении подобных систем, основанное на внедрении информационных технологий, ориентированных на незамкнутые транспортные потоки. Проведено теоретическое обобщение и решена научная проблема комплексного усовершенствования методов и средств получения данных о подвижных объектах, что обеспечивает дополнительной и достоверной информацией железнодорожные перевозки. Решена важная народнохозяйственная задача, направленная на дальнейшее повышение еффективности процессов информационного обеспечения грузовых и пассажирских перевозок на магистральном транспорте Украины. Разработана методология построения автоматизированных систем распознавания подвижных объектов, не требующая изменения существующей системы управления перевозками. Разработаны теоретические основы процессов магнитной маркировки железнодорожных вагонов с целью формирования образа контролируемого объекта. Разработаны математические модели процесса обнаружения контролируемого объекта. Особенностью предлагаемой методики является то, что на колеса подвижного состава не наносятся магнитные метки, а осуществляется их полное перемагничивание. Это позволяет создавать простые по конструкции намагничиватели и существенно упрощает процесс считывания сигналов, поскольку информационные сообщения несет колесная пара, тележка или даже вагон в зависимости от принятой системы кодирования. Разработаны вероятностные математические модели идентификации вагонных тележек. Предложены алгоритмы работы и синтезированы устройства, формирующие образ идентифицируемого подвижного состава. Синтезирован субоптимальный алгоритм работы многоканального устройства распознавания транспортных средств. Разработаны теоретические основы построения одноканальных распознающих систем для идентификации подвижных составов. Разработаны алгоритмы работы и синтезированы адаптивные путевые преобразователи для считывания информационных сигналов с контролируемых объектов. Отличительной особенностью предлагаемых устройств является их ориентация на работу в напольных условиях, а именно: исходное рабочее состояние считывающих устройств – отработка электромагнитных и атмосферных помех и учет их в результатах измерений; измерение осуществляется только во время нахождения объекта в зоне контроля, при этом нулевым уровнем отсчета является уровень сигнала, создаваемый суммарной помехой; чувствительность датчиков позволяет устанавливать их в местах, не доступных для механических повреждений (размещать под землей, разносить от головки рельса на расстояние 0,25  1 м в зависимости от регулировки приемников); возможность реакции считывающих устройств на массу вагона. Это позволяет создавать устройства распознавания длиннобазных вагонов, контроля заполнения путей подгорочных парков сортировочных горок без использования рельсовых цепей, определения «окон» в системах контроля заполнения путей и др. Разработаны помехозащищенные алгоритмы обработки выходных сигналов точечных путевых датчиков и синтезировано оптимальное по критерию максимума апостериорной вероятности устройство определения количества колесных пар вагонов. Синтезированы алгоритмы распознавания контролируемых объектов, реализованы адаптивные путевые устройства считывания информационных сигналов, а также субоптимальные обнаружители, осуществляющие комплексирование принимаемых сигналов как по входам так и по выходам. Разработана методика расчета вероятности ошибки обнаружения контролируемого объекта. Произведена оценка эффективности работы помехозащищенных приемников информационных сигналов и получены математические выражения, определяющие показатели качества обнаружения. Выполнена сравнительная характеристика качества функционирования разработанных устройств распознавания. Рассмотрена методология применения устройств информационного обеспечения перевозочного процесса в системах управления перевозками для регионов, направлений дороги, сортировочных станций и метрополитенов. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности внедрения устройств распознавания транспортных средств. Основные научные результаты работы нашли практическое применение при внедрении автоматизированной системы идентификации вагонов на Салтовской линии Харьковского метрополитена.

EN: The thesis is dedicated to problems of perfecting of methods of supervision by transportation process on the basis of creation of the automated systems of identification of transportation facilitiess. In activity the recent trend in construction of similar systems grounded on an intrusion of information know-hows oriented on open-ended transport flows develops. The algorithms of activity are offered and the devices reshaping an image of a monitored carriage rolling stock are synthesized. The jamproof processing logics of output signals of dot travelling sensors are designed and the device of quantifying of wheel pairs of coaches is synthesized optimal by yardstick of a maximum of a posterior probability. The methodology of applying of devices of a supply with information of transportation process in management systems of transportations for locales, directions of a road, marshalling yards and undergrounds is reviewed. The main scientific outcomes of activity have found operational use at an intrusion of the automated system of identification of coaches on Салтовской of a line of the Kharkov underground.