Підвищення ефективності експлуатації точкового колійного датчика за рахунок структурного синтезу

Abstract

UA: Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності експлуатації точкового колійного датчика за рахунок структурного синтезу елементів пристрою рахунку осей і взаємозв'язків між ними. Досліджені умови експлуатації існуючих точкових колійних датчиків з погляду ефективних принципів побудови, достовірності рахунку осей і можливості діагностування при різному рівні існуючих перешкод і виконаний їх аналіз. Для підвищення швидкодії й точності визначення позиції осі колісної пари на залізничній колії первинним перетворювачем запропонована методологія вибору параметрів високочастотного модулятора. Експериментально визначена величина намагніченості рейки тяговим струмом і електромагнітами при їх завантаженні. Максимальне значення магнітної індукції на головці рейки складає 2 мТл. Розроблені моделі пристроїв, які зменшують електромагнітне поле в зоні установки первинних перетворювачів лічильників осей. Економічне обґрунтування запропонованих заходів показало, що період повернення одноразових витрат - перший рік розрахункового періоду. RU: Диссертация посвящена решению научно – прикладной задачи - повышения эффективности эксплуатации точечного путевого датчика за счет структурного синтеза, улучшения параметров его элементов и нормализацией взаимосвязей между ними, повышения надежности функционирования ТКД и улучшения проектных решений, которые принимаются для обеспечения высокой достоверности определения местонахождения колесной пары над заданной точкой пути. Исследованы условия эксплуатации существующих точечных путевых датчиков с точки зрения эффективных принципов построения, достоверности счета осей и возможности диагностирования при различном уровне существующих помех и выполнен анализ. Установлено, что интенсивность отказов при прохождении спаренных железнодорожных грузовых составов в зоне установки путевого преобразователя меньше час / 1 7- 10 0,3  , что недопустимо для безопасной работы систем железнодорожной автоматики. Согласно метода Монте-Карло разработан алгоритм оптимизации целевой функции при моделировании высокочастотного модулятора для двух переменных Rн, ω , при числе итераций равном 1000 согласно разработанного алгоритма расхождение с классическим методом составила 0,1%. Для трех переменных, используя классический метод, найти максимум целевой функции не возможно из малых значений вторых производных относительно трех переменных, поэтому число итераций было увеличено до 10000. Сравнивая новые результаты с полученными значениями Rн , ω , Rг при 1000 итераций расхождение составило 0,01%. Это подтвердило эффективность разработанного алгоритма оптимизации. Также учтено влияние бандажа колесной пары, как электромагнитного экрана, на изменения индуктивности высокочастотного модулятора. Для этого анализируется внесенная собственная индуктивность катушки, которая возникает рядом с экраном. Используя объектно-ориентированный анализ, разработаны информационные модели передачи и преобразования сигналов в ТПД с учетом процессов происходящих в отдельных узлах. Это позволило разработать модель состояний ТПД в нормальных и в аварийных условиях работы, оценить месторасположение ТПД на участках движения поездов, а также установить наиболее ответственные точки считывания параметров поездных единиц. В результате анализа информационных моделей разработана функциональная схема с двумя чувствительными элементами, позволяющая определить направление движения подвижного состава, а также повысить помехозащищенность считывания оси колесной пары. Разработан новый метод диагностирования первичного преобразователя ТПД основанный на использовании контроля формы сигнала и применения нелинейного элемента. Для этого использовался один из способов синтеза нелинейных преобразователей. Также для диагностики ТПД использован импульсный сигнал. По результатам отклика на выходе первичного преобразователя судят о работоспособности подсистемы рельсового датчика. Разработан программный продукт, внедрение которого предполагается на автоматизированном рабочем месте дежурного по электродепо метрополитена в рамках комплексной системы обмена данными. Технология основана на применении точечных методов сбора информации. Процесс контроля маневровой работой и выходом (заходом) поездных единиц на линию (с линии) предположено рассматривать как информационные модели основных объектов, в том числе и точечного путевого датчика. Задачу определения пробега вагонов и определения их места нахождения, автоматического диагностирования точечных путевых датчиков предлагается реализовать с использованием современных СУБД. Экспериментально определена величина намагниченности рельса тяговым током и электромагнитами при их загрузке. Максимальное значение магнитной индукции на головке рельса составляет 2 мТл. Разработаны модели устройств, которые уменьшают электромагнитное поле в зоне установки первичных преобразователей счетчиков осей. Расчет экономической эффективности защиты точечных путевых датчиков в зоне влияния тяговых токов выполняется в соответствии с современной методикой оценки экономической эффективности инновационных мероприятий. Экономическое обоснование предложенных мероприятий показало, что период возврата одноразовых затрат - первый год расчетного периода. EN: The dissertation is devoted to solving scientifically – applied task of operation efficiency increase of the point path-control transducer due to the structural synthesis of elements of axes account device and intercommunications between them, as well as increase of their functioning reliability and improvement of projects decisions which are adopted for ensuring high authenticity of location determination of wheelpair above the set point of way. The operation conditions and environments of the existent points path-control transducers have been investigated from the point of effective principles of construction, authenticity of axes account and possibilities of diagnosticating at a various level of existent noises; the analysis has been carried out too. For the increase of discriminability and exactness of primary transformer positioning, the methodology of the choice of high-frequency modulator parameters has been offered. For this purpose the classic method of a special purpose function optimization with the use of Gesse matrix and method of Мonte Кarlo has been used. The value of rail magnetizing by a hauling current and electromagnets at their load has been experimentally determined. The maximal value of magnetic induction on a railhead is 2 mТl. The models of devices which diminish the electromagnetic field in the area of setting the primary transformers of axes account have been developed.