Удосконалення методів та засобів дешифрування інформаційних сигналів систем автоматичної локомотивної сигналізації

Abstract

UA: Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладного завдання удосконалення методів та засобів підвищення ефективності функціонування систем АЛСН. У роботі проведено дослідження сучасних методів та засобів підвищення ефективності функціонування існуючих систем АЛСН. Побудовано математичні моделі, які були покладені в основу аналізу особливостей індуктивного зв’язку рейок та локомотивних котушок. Встановлено, що на тих підділянках стрілкового переводу, де ширина рейок зростає, величина взаємної індуктивності локомотивної котушки з відповідною їй рейкою зменшується при розширенні останньої. Розроблено математичні моделі каналу передачі сигналів АЛСН та вхідного сигнального струму локомотивного приймача. На основі теорії швидкого перетворення Фур’є проведено синтез дешифратора числових кодів АЛСН. Проведено кореляційний аналіз залежностей приймача числових кодів та побудовано нейромережеві моделі розпізнавання інформаційних сигналів АЛСН. Проведено експериментальні дослідження впливу електромагнітних завад на роботу локомотивних пристроїв АЛСН. RU: Диссертация посвящена решению научно-прикладного задания усовершенствования методов и средств повышения эффективности функционирования систем АЛСН. В работе выполнен анализ особенностей индуктивной связи рельсов и локомотивных катушек подвижного состава, а также влияния их неоднородностей на прием сигналов АЛСН. Установлено, что на тех участках стрелочного перевода, где ширина рельсов возрастает, величина взаимной индуктивности локомотивной катушки и соответствующего ей рельса уменьшается при расширении последнего. Предложены математические модели тока шунта и электродвижущей силы локомотивных катушек системы АЛСН как зависимостей от продольной координаты шунта. Исследованы временные характеристик тока в рельсовой линии как в случае неподвижности шунта, так и при его движении. Показано, что поскольку ЕДС локомотивных катушек представляет собой производную по времени от тока шунта, то эти условия в дальнейшем распространяются и на анализ ее временных характеристик. Теоретически обосновано наличие оптимальной высоты подвеса локомотивных катушек. Определена аналитическая временная зависимость тока, протекающего через шунт при его движении над стрелкой. Разработаны математические модели канала передачи сигналов АЛСН и входного сигнального тока локомотивного приемника. В результате построения математической модели входного сигнала локомотивного приемника числовых кодов АЛСН установлено, что величина участка рельсовой линии с интервалом порядка 2 м, на котором А-параметры четырехполюсника можно считать постоянными, обеспечивает высокую точность моделирования процесса формирования одиночной гармоники в точке приема. Теоретически обосновано, что разработанная математическая модель может быть одномасштабной во времени, а именно: ее параметры можно менять во времени с дискретом, который равняется интервалу между вступлением колесных пар на блок-участок, то есть с тем самым временным дискретом, с которым меняется во времени обобщенное сопротивление нагрузки рельсовой линии. Предложены оптимальные методы и модели формирования, передачи и дешифровки числовых кодов АЛСН. При этом теоретически обосновано, что наиболее удобным с точки зрения выполнения исследований, их информационной обеспеченности и физической интерпретации их результатов есть частотный метод расчетов. При этом числовое моделирование может быть выполнено средствами, которые развиты относительно устойчивого режима синусоидальных колебаний. На основе теории быстрого преобразования Фурье проведен синтез дешифратора числовых кодов АЛСН. В отличие от принципа действия существующих устройств дешифровки числовых кодов, быстрое преобразование Фурье функционирует не в каждый дискретный момент времени , а в моменты времени , что значительно упрощает требования относительно их быстродействия. Разработана нейросетевая модель распознавания временных параметров импульсов, предназначенная для построения оптимального устройства дешифрации кодов АЛСН. Проведен корреляционный анализ зависимостей приемника числовых кодов информационных сигналов АЛСН. На основе анализа корреляционных зависимостей приемника числовых кодов АЛСН предложен его оптимальный принцип действия. Проведены экспериментальные исследования влияния электромагнитных помех на работу локомотивных устройств АЛСН. EN : Thesis is devoted to resolution of applied-science problem of ALSN system efficiency improvement. In the work presented was analyzed particularities of inductive communication with rails and locomotive coils and influence of coils inhomogeneity to ALSN efficiency. Proposed mathematical model of a current on a shunt and generated voltage on coils as dependencies from shunt's lengthwise position. Proposed optimal methods and models of ALSN numeric codes generation, transmission and decoding. Designed ALSN numeric codes decoder, based on Fast Fourier transform. Developed neuronet model for time parameter recognition. Obtained experimental results on electromagnetic disturbance influence to locomotive ALSN systems.