Питання забезпечення стійкості процесів залізничних перевезень на основі підвищення надійності стрілочних переводів
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета Вимогами до сучасних залізничних перевезень являються підвищення їх ефективності та стійкості стосовно характеристик пропускної спроможності, а також безпеки процесів експлуатації технічних систем, зниження впливу транспорту на навколишнє середовище ін. Забезпечення стійкості перевезень зв’язане з технічною надійністю інфраструктури, зокрема процесами експлуатації стрілочних переводів або їх складових, парків електричних двигунів (ЕД). Підвищення ефективності зазначених процесів не можливе без розвитку комплексних систем автоматизації щодо експлуатації парків технічних систем – АСЕД. Стаття присвячена питанням удосконалення АСЕД в частині методів планування черговості діагностування та ремонтів ЕД з урахуванням впливу на стійкість параметрів пропускної спроможності та ефективності процесів перевезень, різної відповідальності елементів залізничної інфраструктури. Удосконалені моделі і методи автоматизованого управління процесами експлуатації парків також повинні ураховувати різну форму апріорної інформації про технічний стан засобів транспортної системи (статистична, нечітка), забезпечувати можливості адаптації параметрів процедур планування, застосування інтелектуальних нейронно-нечітких методів управління АСЕД, з метою підвищення стійкості залізничних перевезень шляхом переходу до автоматизованого обслуговування парків використанням процедур моніторингу та діагностування ЕД стрілочних переводів (моделі ДП 0.18, ДП 0.25, МСП 0.15, МСП 0.25), які знаходилися під впливом номінальних, робочих навантажень. Управління експлуатацією ЕД виконується на основі індивідуальних інтелектуальних моделей, а також мереж Кохонена, побудованих по на спектральним характеристикам струму ЕД, отриманим швидким перетворенням Фур'є. При плануванні пріоритетність ЕД визначається методом аналітичних ієрархій на основі параметрів пропускної спроможності, а черговості обслуговування і ремонтів – на основі двохетапної моделі стохастичного програмування. Результати. Удосконалено методи і засоби автоматизації процесів експлуатації елементів залізничної інфраструктури, які ураховують поточний стан технічних систем, а також різну відповідальності окремих поїздоділянок та інфраструктури, забезпечують стійкість залізничних перевезень. Наукова новизна. Отримали розвиток моделі і методи планування черговості діагностування та ремонтів ЕД з урахуванням впливу на стійкість параметрів пропускної спроможності та ефективність процесів перевезень, різної відповідальності елементів залізничної інфраструктури, що забезпечує стійкість залізничних перевезень з урахуванням ризику відмов. Практична значимість. Результати розробки і досліджень забезпечують можливість переходу від нормативного методу до обслуговування технічних систем на основі параметрів поточного стану. Вони дають можливість підвищити технічну надійність інфраструктури і стійкість залізничних перевезень.
RU: Цель. Требованиями к современным железнодорожным перевозкам являются повышение их эффективности и устойчивости относительно характеристик пропускной способности, безопасности процессов эксплуатации технических систем, снижение воздействия транспорта на окружающую среду др. Обеспечение устойчивости перевозок связано с технической надежностью инфраструктуры, в частности с процессами эксплуатации стрелочных переводов или их составляющих, парков электродвигателей (ЭД). Повышение эффективности указанных процессов невозможно без развития комплексных систем автоматизации по эксплуатации парков технических систем – АСЭД. Статья посвящена вопросам совершенствования АСЭД в части методов планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности процессов перевозок, различной ответственности элементов железнодорожной инфраструктуры. Усовершенствованные модели и методы автоматизированного управления процессами эксплуатации парков также должны учитывать различную форму априорной информации о техническом состоянии средств транспортной системы (статистическая, нечеткая), обеспечивать возможности адаптации параметров процедур планирования, применения интеллектуальных нейронно-нечетких методов управления АСЭД, с целью повышения устойчивости железнодорожных перевозок путем перехода к автоматизированному обслуживанию парков ЭД на основе параметров текущего состояния. Методика. Разработки и исследования были проведены с использованием процедур мониторинга и диагности-рования ЭД стрелочных переводов (модели ГП 0.18, ГП 0.25, МСП 0.15, МСП 0.25), которые находились под влиянием номинальных, рабочих нагрузок. Управление эксплуатацией ЭД выполняется на основе инди-видуальных интеллектуальных моделей, а также сетей Кохонена, построенных по спектральным характеристикам токов ЭД, полученным быстрым преобразованием Фурье. При планировании приоритетность ЭД определяется методом аналитических иерархий на основе параметров пропускной способности, а очередности обслуживания и ремонтов - на основе двухэтапной модели стохастического программирования. Результаты. Усовершенствованы методы и средства автоматизации процессов эксплуатации элементов железнодорожной инфраструктуры, которые учитывают текущее состояние технических систем, а также различную ответственности отдельных поездоучастков и инфраструктуры, обеспечивают устойчивость железнодорожных перевозок. Научная новизна. Получили развитие модели и методы планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности процессов перевозок, различной ответственности элементов железнодорожной инфраструктуры, обеспечивающей устойчивость железнодорожных перевозок с учетом рисков отказов. Практическая значимость. Результаты разработок и исследований обеспечивают возможность перехода от нормативного метода к обслуживанию технических систем на основе параметров текущего состояния. Это дает возможность повысить техническую надежность инфраструктуры и устойчивость железнодорожных перевозок.
EN: Purpose. The requirements for modern railroading are raising their efficiency and stability relatively to the characteristics of crossing capacity, process safety of operation technical systems, reducing the transport environ-mental impact, etc. Ensuring the sustainability of transportation is due to the technical reliability of infrastructure, in particular during the operation of switches or their components, park of electric motors (PEM). Improving the effi-ciency of these processes is impossible without the development of complex automation systems at operating the park of engineering system - SPES. The article is devoted to improving the SPES in terms of planning methods pri-ority diagnostics and repair of PEM with the influence on the stability of the parameters of the capacity and efficien-cy of the transport process, various elements of the responsibility of the railway infrastructure. Sophisticated models and methods of automated process control operation of parks also have to consider a different form of a priori in-formation about the technical condition of transport system means (statistical, fuzzy), providing the possibility of adapting the parameters of planning procedures, application of intelligent neural-fuzzy management SPES, in order to increase the stability of rail transport by switching to automated maintenance of parks ED based on the parame-ters of the current state. Methods. Research and development were carried out using the procedures for monitoring and diagnosis of PEM switches (model GP 0.18, GP 0.25, MSP 0.15, MSP 0.25), which were influenced by nominal workloads. Managing exploitation ED performed on the basis of individual mental models, as well as Cohen net-works, which is built on the spectral characteristics of current PEM obtained by the fast Fourier transformation. While planning the PEM priority determined by analytic hierarchy process based on the parameters of crossing ca-pacity and priority of service and repairs - on the basis of a two-stage stochastic programming model. Results. Im-proved methods and tools for process automation operating elements of the railway infrastructure, which take into account the current state of technical systems, as well as the different responsibilities of individual train sets sections and infrastructure to ensure the sustainability of railroading. Scientific novelty. It has developed the models and methods of diagnosis and planning of priority repairs of PEM considering the influence on the stability of the pa-rameters of the capacity and efficiency of the transport process, various elements of the responsibility of the railway infrastructure, ensuring the stability of railroading, taking into account the risk of failure. The practical signifi-cance. The results of development and research allow the transition from a standard method for servicing technical systems based on the parameters of the current state. It makes the possibility of increasing the reliability of the tech-nical infrastructure and the sustainability of railroading.
RU: Цель. Требованиями к современным железнодорожным перевозкам являются повышение их эффективности и устойчивости относительно характеристик пропускной способности, безопасности процессов эксплуатации технических систем, снижение воздействия транспорта на окружающую среду др. Обеспечение устойчивости перевозок связано с технической надежностью инфраструктуры, в частности с процессами эксплуатации стрелочных переводов или их составляющих, парков электродвигателей (ЭД). Повышение эффективности указанных процессов невозможно без развития комплексных систем автоматизации по эксплуатации парков технических систем – АСЭД. Статья посвящена вопросам совершенствования АСЭД в части методов планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности процессов перевозок, различной ответственности элементов железнодорожной инфраструктуры. Усовершенствованные модели и методы автоматизированного управления процессами эксплуатации парков также должны учитывать различную форму априорной информации о техническом состоянии средств транспортной системы (статистическая, нечеткая), обеспечивать возможности адаптации параметров процедур планирования, применения интеллектуальных нейронно-нечетких методов управления АСЭД, с целью повышения устойчивости железнодорожных перевозок путем перехода к автоматизированному обслуживанию парков ЭД на основе параметров текущего состояния. Методика. Разработки и исследования были проведены с использованием процедур мониторинга и диагности-рования ЭД стрелочных переводов (модели ГП 0.18, ГП 0.25, МСП 0.15, МСП 0.25), которые находились под влиянием номинальных, рабочих нагрузок. Управление эксплуатацией ЭД выполняется на основе инди-видуальных интеллектуальных моделей, а также сетей Кохонена, построенных по спектральным характеристикам токов ЭД, полученным быстрым преобразованием Фурье. При планировании приоритетность ЭД определяется методом аналитических иерархий на основе параметров пропускной способности, а очередности обслуживания и ремонтов - на основе двухэтапной модели стохастического программирования. Результаты. Усовершенствованы методы и средства автоматизации процессов эксплуатации элементов железнодорожной инфраструктуры, которые учитывают текущее состояние технических систем, а также различную ответственности отдельных поездоучастков и инфраструктуры, обеспечивают устойчивость железнодорожных перевозок. Научная новизна. Получили развитие модели и методы планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности процессов перевозок, различной ответственности элементов железнодорожной инфраструктуры, обеспечивающей устойчивость железнодорожных перевозок с учетом рисков отказов. Практическая значимость. Результаты разработок и исследований обеспечивают возможность перехода от нормативного метода к обслуживанию технических систем на основе параметров текущего состояния. Это дает возможность повысить техническую надежность инфраструктуры и устойчивость железнодорожных перевозок.
EN: Purpose. The requirements for modern railroading are raising their efficiency and stability relatively to the characteristics of crossing capacity, process safety of operation technical systems, reducing the transport environ-mental impact, etc. Ensuring the sustainability of transportation is due to the technical reliability of infrastructure, in particular during the operation of switches or their components, park of electric motors (PEM). Improving the effi-ciency of these processes is impossible without the development of complex automation systems at operating the park of engineering system - SPES. The article is devoted to improving the SPES in terms of planning methods pri-ority diagnostics and repair of PEM with the influence on the stability of the parameters of the capacity and efficien-cy of the transport process, various elements of the responsibility of the railway infrastructure. Sophisticated models and methods of automated process control operation of parks also have to consider a different form of a priori in-formation about the technical condition of transport system means (statistical, fuzzy), providing the possibility of adapting the parameters of planning procedures, application of intelligent neural-fuzzy management SPES, in order to increase the stability of rail transport by switching to automated maintenance of parks ED based on the parame-ters of the current state. Methods. Research and development were carried out using the procedures for monitoring and diagnosis of PEM switches (model GP 0.18, GP 0.25, MSP 0.15, MSP 0.25), which were influenced by nominal workloads. Managing exploitation ED performed on the basis of individual mental models, as well as Cohen net-works, which is built on the spectral characteristics of current PEM obtained by the fast Fourier transformation. While planning the PEM priority determined by analytic hierarchy process based on the parameters of crossing ca-pacity and priority of service and repairs - on the basis of a two-stage stochastic programming model. Results. Im-proved methods and tools for process automation operating elements of the railway infrastructure, which take into account the current state of technical systems, as well as the different responsibilities of individual train sets sections and infrastructure to ensure the sustainability of railroading. Scientific novelty. It has developed the models and methods of diagnosis and planning of priority repairs of PEM considering the influence on the stability of the pa-rameters of the capacity and efficiency of the transport process, various elements of the responsibility of the railway infrastructure, ensuring the stability of railroading, taking into account the risk of failure. The practical signifi-cance. The results of development and research allow the transition from a standard method for servicing technical systems based on the parameters of the current state. It makes the possibility of increasing the reliability of the tech-nical infrastructure and the sustainability of railroading.
Description
В. Осовик: ORCID 0000-0002-2831-746X
Keywords
залізничні перевезення, пропускна спроможність, парки технічних систем, процеси експлуатації, технічна надійність, поточний стан, електричні двигуни стрілочних переводів, інтелектуальне управління, нейронні мережі, двох етапні моделі планування, железнодорожные перевозки, пропускная способность, парки технических систем, процессы эксплуатации, техническая надежность, текущее состояние, электрические двигатели стрелочных переводов, интеллектуальное управление, нейронные сети, двухэтапные модели планирования, railroading, crossing capacity, park of electric motors, operational processes, operational reliability, the current state, the electric motors of switches, intelligent control, neural networks, two-stage planning models, КІТ
Citation
Осовик, В. М. Питання забезпечення стійкості процесів залізничних перевезень на основі підвищення надійності стрілочних переводів / В. М. Осовик // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпропетровськ, 2015. – Вип. 9. – С. 57–64. – DOI: 10.15802/tstt2015/49355.