Методологія інформаційного забезпечення вантажних та пасажирських перевезень на основі автоматизації процесів розпізнавання рухомих об’єктів залізничного транспорту

Метою роботи є вдосконалення методології інформаційного забезпечення процесу вантажних і пасажирських перевезень на основі комплексної автоматизації методів і засобів розпізнавання рухомих об'єктів залізничного транспорту. 

Для досягнення поставленої мети необхідно провести такі основні наукові дослідження: 

1.Розробити основи побудови теорії підвищення ефективності експлуатації транспортних засобів на основі автоматизації процесу розпізнавання образів об'єктів, що ідентифікуються. 

2.Розробити математичні моделі інформаційних задач комплексної автоматизації процесів ідентифікації транспортних засобів. 

3.Розробити методи побудови інформаційних систем на основі нових технологій передачі даних рухомими складами залізничного транспорту. 

4.Розробити математичні моделі прийому і обробки інформаційних сигналів, які надходять від об'єктів, що контролюються. 

5.Реалізувати запропоновану методологію побудови систем інформаційного забезпечення перевізного процесу у вигляді ефективних автоматизованих підсистем. 

Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає в подальшому розвитку теоретичних основ удосконалення експлуатації залізничного транспорту на основі розпізнавання рухомих об'єктів, заснованих на нових технологіях передачі даних рухомими складами, а саме: 

-уперше розроблена загальна методологія побудови систем розпізнавання і магнітного маркування залізничних транспортних засобів, що орієнтується на незамкнені транспортні потоки; 

-уперше поставлена задача, запропоновані алгоритми роботи і синтезовані пристрої, які формують образ контрольованого рухомого складу, що дозволяє відстежувати його на полігонах залізниць і транспортних коридорах; 

-уперше для систем управління рухомими складами залізничного транспорту синтезовані алгоритми роботи і реалізовані адаптивні колійні пристрої зчитування інформаційних сигналів; 

-уперше розроблені перешкодозахисні алгоритми обробки вихідних сигналів дискретних колійних датчиків і синтезовано оптимальний за критерієм максимуму апостеріорної імовірності визначення характеристик та дислокації транспортних засобів; 

-з метою підвищення достовірності визначення дислокації об’єктів, що контролюються, уперше поставлена задача і виконана оцінка ефективності роботи перешкодозахисних приймачів інформаційних сигналів колійних датчиків за критерієм середньої імовірності помилки обчислень, для чого виведені відповідні розрахункові співвідношення; 

- уперше для систем ідентифікації рухомих об'єктів залізничного транспорту синтезовані субоптимальні алгоритми розпізнавання контрольованих об'єктів і реалізовані субоптимальні розпізнавачі, що здійснюють комплексування інформаційних сигналів як по входах, так і по виходах; 

-уперше для всіх синтезованих субоптимальних пристроїв розпізнавання контрольованих об'єктів отримані математичні вирази, що визначають показники якості виявлення. При цьому виконане порівняння цих показників з аналогічними показниками для оптимального виявляча сигналу з повністю відомими параметрами. 

Практичне значення одержаних результатів: 

1. Розроблені в дисертації наукові положення і результати використані при створенні підсистем визначення дислокації рухомих одиниць на основі адаптивних вимірювальних перетворювачів, що зчитують інформаційні сигнали з колісних пар рухомого складу. Конструкція і характеристики перетворювачів дозволяють встановлювати їх в місцях, недоступних для механічного пошкодження. 

2. Результати математичного аналізу і фізичного моделювання характеру розподілу залишкових магнітних полів колісних пар візків використані при виготовленні функціональних намагнічувачів колісних пар вагонів. 

3. Синтезовані перешкодозахисні алгоритми обробки інформаційних сигналів використані в процесі розробки вимірювальних приймачів системи розпізнавання образів контрольованих об'єктів. 

4. Випробування системи розпізнавання залізничних електропоїздів на Харківському метрополітені показали принципову можливість застосування її для діагностики надійності функціонування тягових двигунів електропоїздів. 

Наукові результати дисертаційної роботи використані при впровадженні автоматизованої системи ідентифікації вагонів на Салтівській лінії Харківського метрополітену (акт про впровадження від 09 жовтня 1997 р.). Розрахунковий економічний ефект від впровадження системи в період з 1997 по 2010 рр. становить 4769 тис. грн. у цінах 1997 р. Пайова участь автора у впровадженні становить 30% – 1430 тис. грн. 

Особистий внесок здобувача. Всі положення і результати, які виносяться на захист, отримані автором самостійно. У роботах, опублікованих у співавторстві, дисертанту належить: 

в роботі [1] – розробка методики проведення експериментів; в роботі [2] – методологія побудови системи розпізнавання рухомого складу; в роботі [6] – принципи побудови магнітомодуляційних датчиків системи зчитування інформації; в роботі [8] – дослідження впливу дестабілізуючих чинників, що створюються навколишнім середовищем, на магнітний стан носія інформації; в роботі [9] – теоретичні основи визначення помилки обчислення дводатчиковим пристроєм; в роботі [10] – розробка алгоритмів ідентифікації рухомих складів; в роботі [12] – теоретичне обгрунтування впливу орієнтації і напряму руху вагона на достовірність передачі інформації; в роботі [13] – аналіз інформаційних ознак статистичної моделі процесу розпізнавання вагонів; в роботі [16] – постановка і теоретичне обгрунтування рішення задачі досліджень; в роботі [18] – розробка алгоритму роботи пристрою розпізнавання залізничних транспортних об'єктів; в роботі [19] – розробка алгоритму роботи пристрою запису інформації на рухомий склад; в роботі [20] – теоретичне обгрунтування принципу роботи пристрою безконтактного зчитування інформації з магнітних носіїв. 

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали і результати дисертаційної роботи доповідалися і отримали схвалення: 

-на всесоюзній науково-практичній конференції «Проблемы повышения надежности и безопасности технических устройств железнодорожного транспорта» (Москва, 1988 р.) ; 

-на республіканській науково-технічній конференції «Перспективы развития электромашиностроения на Украине» (м. Харків, 1988 р.) ; 

-на республіканській конференції «Мікропроцесорні системи зв'язку і управління на залізничному транспорті» (м. Алушта, 1991 р.) ; 

-на республіканській школі-семінарі «Мікропроцесорні системи зв'язку і управління на залізничному транспорті» (м. Алушта, 1992 р.) ; 

-на науково-практичній