Удосконалення безперервних колійних перетворювачів автоматизованих систем управління рухомим складом залізниць

Abstract

UA: Дисертація присвячена питанням удосконалення безперервних колійних перетворювачів автоматизованих систем управління рухомим складом залізниць шляхом формування в реальному часі додаткового інформаційного забезпечення про їхній стан і умови експлуатації. Вперше проведено аналіз структури й параметрів хвильових сигналів безстикових тональних рейкових кіл, що дозволяє обґрунтувати теоретичні положення про можливість побудови і реалізації хвильових методів контролю їхнього стану. Розроблено математичну модель, яка встановлює вплив руху поїзда на частоту відбитого сигнального струму, що дозволяє визначати реальну швидкість руху й координати рухомого складу на ділянці залізниці за результатами вимірювання зрушення частоти будь- якої з гармонік напруги відбитої хвилі. Удосконалено математичну модель, яка дозволяє впровадити фазовий метод визначення наявності на ділянці залізниці рухомих одиниць шляхом обробки послідовності оцінок осей. RU: Диссертация посвящена вопросам совершенствования непрерывных путевых преобразователей (НПП) автоматизированных систем управления подвижным составом железных дорог путем формирования в реальном времени дополнительного информационного обеспечения об их состоянии и условиях эксплуатации. В работе показано, что НПП относятся к роду устройств железнодорожной автоматики, которые оказывают непосредственное влияние на безопасность движения поездов и эксплуатационные показатели перевозочного процесса. Однако они находятся в очень сложных условиях эксплуатации и подвержены отрицательному влиянию ряда дестабилизирующих факторов. К основным из них можно отнести электромагнитное влияние тягового тока, высоковольтных линий электропередач, внешней среды и др. Поэтому повышение эффективности эксплуатации НПП путём расширения их функциональных возможностей является крайне важным. Впервые обоснованы теоретические положения, которые позволяют создавать перспективные НПП на основе волновых методов контроля их параметров, что существенно повышает эффективность эксплуатации систем железнодорожной автоматики. Разработана математическая модель, которая устанавливает зависимость структуры и параметров сигнала на питающем конце тональной рельсовой цепи (ТРЦ) от координаты расположения трещины, что позволяет обнаруживать места повреждений и контролировать состояние рельсовых цепей (РЦ) во всех режимах их работы. С помощью полученной модели установлено, что при малых величинах сопротивления трещины ( ÒÙR ≤ 1,0) Ом, результаты моделирования соответствуют случаю частичного излома рельсовой линии (РЛ). Однако уже начиная с 2,5 ÒÙ R  Ом наличие и местоположение трещины существенно влияют на разность фаз  между напряжением падающей волны на питающем конце РЛ и напряжением суммарной отраженной волны. В то же время двукратное увеличение емкости трещины слабо влияет на величину  . Это объясняется тем, что емкостная составляющая сопротивления трещины на питающих частотах ТРЦ значительно превышает её активную составляющую. Относительная погрешность между результатами расчета и измерений не превышает ± 2,5 %. Разработана математическая модель, с помощью которой исследованы характер изменения амплитуды и начальной фазы сигнала на питающем конце ТРЦ в условиях действия помех, которая позволяет определить погрешности их измерения. Проведен синтез квазиоптимальных измерителей информационных сигналов НПП, которые по критерию максимума правдоподобности оценивают амплитуду и начальную фазу отраженных волн сигнального тока ТРЦ, что позволяет разделять сигналы, отраженные от трещины и конца линии. Усовершенствована математическая модель, которая устанавливает зависимость влияния подвижного состава на характеристики путевых информационных сигналов ТРЦ, что позволяет получить дополнительную информацию о параметрах движения поездов путем определения сдвига частоты fi отраженного от шунта сигнала. Для ТРЦ4 величина такого сдвига составляет 0,443 i f  Гц при времени наблюдения 2,26 T с, что может быть реализовано. Усовершенствована математическая модель, которая позволяет определить тип подвижных единиц, находящихся в пределах ТРЦ на основе обработки последовательности оценок осей. При этом использован фазовый метод определения наличия подвижных единиц и установлено, что достоверная информация о подвижных единицах может быть получена по значениям аргумента Z  входного сопротивления питающего конца РЦ. Для стандартных частот питания ТРЦ этот аргумента изменяется в зависимости от местоположения осей подвижных единиц в диапазоне от 4,080 до 28,330, что достаточно для построения схем преобразователей. Результаты выполненных исследований использованы для расчета режимов работы ТРЦ, а также в рекомендациях относительно выявления трещин и процедурах формирования „физического образа” подвижного состава, что подтверждено соответствующими актами. Ожидаемый экономический эффект составляет 170,1 тыс. грн. EN: The dissertation is devoted to the questions of improvement of continuous track converters for the rolling stock automated control systems on railways by means of supplying in real time the additional information support concerning their state and operating conditions. For the first time the structure and parameters of wave signals of voicefrequency rail circuits has been analysed which allows to prove the theoretical statements as to the opportunity of construction and realization of a wave quality monitoring of their condition. The mathematical model which determines the influence of train movement on the frequency of the reflected signal current has been developed which allows to define the real speed of movement and rolling stock coordinates on the railway section according to results of the shift in frequency of any of the harmonics of the reflected wave measuring voltage. The mathematical model realizing a phase method of defining the presence of on a site vehicles the railway section has been elaborated by means of the sequence of axes estimations on.