Удосконалення технології обслуговування автоматичної локомотивної сигналізації
Loading...
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UK: АНОТАЦІЯ. Дисертація присвячена вирішенню завдання удосконалення технології обслуговування автоматичної локомотивної сигналізації.
Проведено аналітичний огляд систем безпеки руху поїздів та статистики відмов АЛС. Проаналізовані причини появи завад в сигнальному струмі, а також методи і засоби захисту від них. Проведено експериментальні дослідження впливу ЛЕП на роботу АЛС. Побудована комплексна математична модель каналу зв’язку між рейковим колом та вхідними пристроями АЛСН, за допомогою якої досліджено роботу системи під впливом завад. Розроблено та науково обґрунтовано метод моніторингу струму АЛС з використанням спектрального вейвлет-аналізу, що дозволяє оперативно виявляти дефекти кодів. Розроблено метод автоматизованого контролю працездатності АЛС, який включає спосіб та пристрій контролю технічного стану локомотивних пристроїв на контрольному пункті.
Отримані в дисертаційній роботі результати вирішують наукове завдання удосконалення технології обслуговування АЛС, завдяки чому покращується завадозахищеність та якість обслуговування системи, що особливо важливо в умовах підвищених швидкостей руху поїздів.
RU: АННОТАЦИЯ. Диссертация посвящена решению научно-прикладного задания усовершенствования технологии обслуживания автоматической локомотивной сигнализации путем разработки и научного обоснования метода мониторинга сигнального тока с использованием спектрального вейвлет-анализа для выявления дефектов кодового тока АЛС и метода автоматизации периодического контроля работоспособности локомотивных устройств АЛС на контрольном пункте. Проведен аналитический обзор систем безопасности движения поездов, которые эксплуатируются в Украине и зарубежом. Проанализовано статистику отказов устройств сигнализации на железных дорогах Украины за последние пять лет. Отдельно рассмотрена статистика отказов и сбоев в работе системы АЛС, включая количество сбоев системы скоростных поездов «Интерсити», «Интерсити+». Проведена классификация основных причин, влияющих на апаратуру АЛС и обуславливающих появление большого количества различных помех в сигнальном токе, а также существующие методы и средства защиты от них. Проведены экспериментальные исследования влияния высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) на работу системы АЛС в местах косого пересечения железных дорог в реальных условиях эксплуатации на перегоне Пришиб-Бурчацк в Запорожской области (электротяга постоянного тока) и на перегоне Привольное-Елизарово Приднепровской железной дороги (автономная тяга) средствами вагон-лаборатории и непосредственно на рельсовых линиях. Получил дальнейшее развитие метод контроля влияния ЛЭП на работу локомотивных устройств, который отличается от существующих измерением электрических помех в кодовых сигналах АЛС разного вида (З, Ж, КЖ) с одновременным измерением электромагнитного поля вдоль железнодорожной линии на участе приближения с ЛЭП с последующим проведением спектрального анализа. Рассмотрена структура и определены параметры каждого узла системы АЛСН, проведено исследование канала передачи на локомотив, рассчитано значение взаимоиндуктивности между приемными катушками и рельсами. Построена комплексная математическая модель канала связи между рельсовой цепью и входными устройствами АЛСН в среде Simulink пакета MatLAB, которая отражает процесс работы реальных устройств при поступлении на вход системы кодовых комбинаций без влияния помех и при их присутствии. Рассмотрены существующие методы анализа сигнального тока АЛС с использованием классического комплексного преобразования Фурье и сформулированы выводы по их применению. Разработан и научно обоснован новый метод мониторинга сигнального тока АЛС, в основе которого лежит дешифрация смеси сигнала и помехи при помощи спектрального вейвлет-анализа, который позволяет оперативно выявлять дефекты кодового тока АЛС и дает возможность получить информацию про локальные особенности сигнала. Данный метод перспективен в использовании при расшифровке записей вагон-лаборатории, анализе сигнального тока в процессе эксплуатации локомотива в условиях повышенных скоростей движения, для разработки автоматизированной системы проверки работоспособности АЛС, а также применим при синтезе цифрового дешифратора нового поколения для фильтрации кодов перед их декодированием. Проведен анализ технологии обслуживания и контроля работоспособности устройств системы АЛС, который показал использование морально и технически устаревших методов и измерительных средств. Разработан и научно обоснован метод автоматизации периодического контроля работоспособности локомотивных устройств, который включает в себя способ и устройство контроля технического состояния локомотивных устройств системы АЛС на контрольном пункте. Проведены экспериментальные исследования разработанного устройства в специализированной лаборатории кафедры «Автоматика и телекоммуникации» Днепровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В.Лазаряна и в эксплуатационных условиях контрольно-измерительного участка локомотивного депо Днепр-Главный, которые подтвердили значительное повышение уровня технического обслуживание локомотивов за счет автоматизации процесса проверки, исключения влияния человеческого фактора и уменьшения общего времени проверки. Полученные в диссертационной работе результаты решают научное задание усовершенствования технологии обслуживания АЛС, благодаря чему улучшается помехозащищенность и качество обслуживания системы, что особенно важно в условиях повышенных скоростей движения поездов.
EN: ABSTRACT. The dissertation is devoted to the solution for the problem of improvement of service technology for automatic locomotive signaling. An analytical review of train safety systems and failure statistics of ALS was conducted. The reasons behind interference occurrence in a signal current, and also methods and means of protection against them, are analyzed. Experimental studies of the influence of transmission lines on the operation of ALS were conducted. The complex mathematical model of the communication channel between the rail circuit and the input devices of ALSN is constructed, with the help of which the operation of the system under the influence of interferences is investigated. The method of ALS current monitoring using spectral wavelet analysis has been developed and scientifically substantiated, which allows us to quickly detect code defects. The method of automated control of ALS efficiency has been developed, which includes the approach and device of control for the technical condition of locomotive devices at the checkpoint. The results obtained in the dissertation solve the scientific problem of improvement of service technology for ALS, thereby improving the immunity to interference and quality of service of the system, which is especially important in conditions of increased train speeds.
RU: АННОТАЦИЯ. Диссертация посвящена решению научно-прикладного задания усовершенствования технологии обслуживания автоматической локомотивной сигнализации путем разработки и научного обоснования метода мониторинга сигнального тока с использованием спектрального вейвлет-анализа для выявления дефектов кодового тока АЛС и метода автоматизации периодического контроля работоспособности локомотивных устройств АЛС на контрольном пункте. Проведен аналитический обзор систем безопасности движения поездов, которые эксплуатируются в Украине и зарубежом. Проанализовано статистику отказов устройств сигнализации на железных дорогах Украины за последние пять лет. Отдельно рассмотрена статистика отказов и сбоев в работе системы АЛС, включая количество сбоев системы скоростных поездов «Интерсити», «Интерсити+». Проведена классификация основных причин, влияющих на апаратуру АЛС и обуславливающих появление большого количества различных помех в сигнальном токе, а также существующие методы и средства защиты от них. Проведены экспериментальные исследования влияния высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) на работу системы АЛС в местах косого пересечения железных дорог в реальных условиях эксплуатации на перегоне Пришиб-Бурчацк в Запорожской области (электротяга постоянного тока) и на перегоне Привольное-Елизарово Приднепровской железной дороги (автономная тяга) средствами вагон-лаборатории и непосредственно на рельсовых линиях. Получил дальнейшее развитие метод контроля влияния ЛЭП на работу локомотивных устройств, который отличается от существующих измерением электрических помех в кодовых сигналах АЛС разного вида (З, Ж, КЖ) с одновременным измерением электромагнитного поля вдоль железнодорожной линии на участе приближения с ЛЭП с последующим проведением спектрального анализа. Рассмотрена структура и определены параметры каждого узла системы АЛСН, проведено исследование канала передачи на локомотив, рассчитано значение взаимоиндуктивности между приемными катушками и рельсами. Построена комплексная математическая модель канала связи между рельсовой цепью и входными устройствами АЛСН в среде Simulink пакета MatLAB, которая отражает процесс работы реальных устройств при поступлении на вход системы кодовых комбинаций без влияния помех и при их присутствии. Рассмотрены существующие методы анализа сигнального тока АЛС с использованием классического комплексного преобразования Фурье и сформулированы выводы по их применению. Разработан и научно обоснован новый метод мониторинга сигнального тока АЛС, в основе которого лежит дешифрация смеси сигнала и помехи при помощи спектрального вейвлет-анализа, который позволяет оперативно выявлять дефекты кодового тока АЛС и дает возможность получить информацию про локальные особенности сигнала. Данный метод перспективен в использовании при расшифровке записей вагон-лаборатории, анализе сигнального тока в процессе эксплуатации локомотива в условиях повышенных скоростей движения, для разработки автоматизированной системы проверки работоспособности АЛС, а также применим при синтезе цифрового дешифратора нового поколения для фильтрации кодов перед их декодированием. Проведен анализ технологии обслуживания и контроля работоспособности устройств системы АЛС, который показал использование морально и технически устаревших методов и измерительных средств. Разработан и научно обоснован метод автоматизации периодического контроля работоспособности локомотивных устройств, который включает в себя способ и устройство контроля технического состояния локомотивных устройств системы АЛС на контрольном пункте. Проведены экспериментальные исследования разработанного устройства в специализированной лаборатории кафедры «Автоматика и телекоммуникации» Днепровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В.Лазаряна и в эксплуатационных условиях контрольно-измерительного участка локомотивного депо Днепр-Главный, которые подтвердили значительное повышение уровня технического обслуживание локомотивов за счет автоматизации процесса проверки, исключения влияния человеческого фактора и уменьшения общего времени проверки. Полученные в диссертационной работе результаты решают научное задание усовершенствования технологии обслуживания АЛС, благодаря чему улучшается помехозащищенность и качество обслуживания системы, что особенно важно в условиях повышенных скоростей движения поездов.
EN: ABSTRACT. The dissertation is devoted to the solution for the problem of improvement of service technology for automatic locomotive signaling. An analytical review of train safety systems and failure statistics of ALS was conducted. The reasons behind interference occurrence in a signal current, and also methods and means of protection against them, are analyzed. Experimental studies of the influence of transmission lines on the operation of ALS were conducted. The complex mathematical model of the communication channel between the rail circuit and the input devices of ALSN is constructed, with the help of which the operation of the system under the influence of interferences is investigated. The method of ALS current monitoring using spectral wavelet analysis has been developed and scientifically substantiated, which allows us to quickly detect code defects. The method of automated control of ALS efficiency has been developed, which includes the approach and device of control for the technical condition of locomotive devices at the checkpoint. The results obtained in the dissertation solve the scientific problem of improvement of service technology for ALS, thereby improving the immunity to interference and quality of service of the system, which is especially important in conditions of increased train speeds.
Description
Захист – 23 квітня 2021 р.
О. Гололобова: ORCID 0000-0003-1857-8196
О. Гололобова: ORCID 0000-0003-1857-8196
Keywords
удосконалення технології обслуговування, автоматична локомотивна сигналізація, відмови, збої, спектральний аналіз, вейвлет-перетворення, пристрій контролю технічного стану локомотивних пристроїв, контрольний пункт, усовершенствование технологии обслуживания, автоматическая локомотивная сигнализация, отказы, сбои, спектральный анализ, вейвлет-преобразование, устройство контроля технического состояния локомотивных устройств, контрольный пункт, improvement of service technology, automatic locomotive signaling, malfunctions, failures, spectral analysis, wavelet transform, device for monitoring the technical condition of locomotive devices, checkpoint, КАТ
Citation
Гололобова, О. О. Удосконалення технології обслуговування автоматичної локомотивної сигналізації : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.20. Дніпро, 2021. 21 с.