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

Таким чином, використання отриманих наукових результатів в поєднанні зі структурною перебудовою управління перевезеннями дозволить автоматизувати роботу диспетчерських центрів, скоротити персонал по обліку і управлінню перевізним процесом, підвищити рівень функціонування логістичного ланцюга «відправник – залізниця – одержувач вантажів», «пасажир – залізниця», створити систему обліку сервісного обслуговування рухомого складу. 

Техніко-економічна оцінка ефективності проведених досліджень здійснювалася на основі методики, викладеної в заключній частині п'ятого розділу дисертації. Основні наукові результати роботи використані при впровадженні системи ідентифікації вагонів Салтівської лінії Харківського метрополітену. 

 

 

У дисертаційній роботі зроблено теоретичне узагальнення і вирішена наукова проблема комплексного вдосконалення методів і заходів отримання даних про рухомі одиниці, що забезпечує додатковою і достовірною інформацією залізничні перевезення. На базі методів розпізнавання, які не потребують використання спеціальних датчиків на рухомому складі, а використовують методи магнітного маркування об'єктів контролю, розроблені теоретичні і методологічні основи побудови пристроїв розпізнавання образів об'єктів, що дає можливість підвищити ефективність експлуатації залізничного транспорту. 

При цьому отримані наступні результати. 

1. Аналіз існуючих пристроїв ідентифікації залізничних транспортних засобів показав, що для магістрального транспорту України найбільш прийнятними є методи розпізнавання, реалізовані на технічних рішеннях, які не вимагають переобладнання об'єктів, що контролюються. Це дає змогу розв'язати проблему автоматизації процесів інформаційного забезпечення вантажних і пасажирських перевезень на магістральному транспорті України на основі інтеграції в існуючі структури управління експлуатаційною роботою розроблених в дисертації методів розпізнавання транспортних засобів. Методологія побудови автоматизованих систем розпізнавання рухомих об'єктів, що розроблена, не вимагає зміни існуючої системи управління перевезеннями, що дозволяє організувати локальні підсистеми контролю з можливістю їх подальшого об'єднання в єдину інформаційну мережу. 

2. Розроблені теоретичні основи магнітного маркування залізничних вагонів з метою формування інформації про образи об’єктів, яка необхідна для систем керування процесом перевезень. Новою особливістю даної методики є те, що на колеса рухомого складу не ставляться магнітні мітки, а здійснюється їх повне перемагнічення. Це дозволяє створювати прості по конструкції і надійні намагнічувачі, а також істотно спрощує процес зчитування сигналів, оскільки інформаційні повідомлення несе колісна пара, візок або вагон в залежності від прийнятої системі кодування. При цьому ідентифікація транспортного засобу здійснюється не тільки за кількістю осей у вагонних візках, але і за рівнем їх залишкових магнітних полів. Проведені експериментальні дослідження і фізичне моделювання рівнів залишкових магнітних полів колісних пар вагонів. Отримані результати використані при розробці активних елементів функціональних намагнічувачів і як вихідні дані (рівні зовнішніх магнітних полів) для синтезу адаптивних колійних перетворювачів. 

3. З метою підвищення ефективності експлуатації залізничного транспорту розроблені алгоритми роботи і синтезовані адаптивні колійні перетворювачі для зчитування інформаційних сигналів, які необхідні для забезпечення функціонування динамічних моделей управління перевезеннями. Відмітною особливістю цих пристроїв є їх орієнтація на роботу в складних умовах, а саме: 

-початковим робочим станом зчитуючих пристроїв є відробляння електромагнітних і атмосферних перешкод і облік їх в результатах вимірювань; 

-вимірювання здійснюється тільки під час знаходження об'єкта в зоні контролю, при цьому нульовим рівнем відліку є рівень сигналу, що створюється сумарною перешкодою; 

-чутливість датчиків дозволяє встановлювати їх в місцях, не доступних для механічних пошкоджень (розміщувати під землею, рознести від головки рейки на відстань 0, 25 – 1 м в залежності від регулювання приймачів) ; 

-можливість реакції на масу вагона. 

Це дозволяє створювати пристрої розпізнавання довгобазних вагонів, контролю заповнення колій підгіркових парків сортувальних гірок без застосування рейкових ланцюгів, виявлення «вікон» в системах контролю заповнення колій і ін. Випробування колійних перетворювачів при зчитуванні інформаційних сигналів з колісних пар електропоїздів на Харківському метрополітені показали принципову можливість застосування їх для діагностики надійності функціонування тягових двигунів по розподілу рівнів зовнішніх магнітних полів. 

4. Вирішена задача одержання достовірних даних про рухомий склад без порушень технологічного процесу перевезень за рахунок підвищення надійності розпізнавання шляхом визначення спільної щільності імовірності вихідних сигналів багатомірної системи для випадку ідентифікації вагонних візків. Можливість рішення поставленої задачі зумовлено введенням допущення, що будь-яка кількість колісних пар у візку (від 0 до 3) апріорі рівноймовірна, тобто  . На основі такого підходу отримані аналітичні вирази для розрахунку помилки визначення кількості колісних пар і проведено порівняння характеристик якості функціонування синтезованих пристроїв. 

5. Розроблені математичні моделі процесу розпізнавання, імовірнісні моделі ідентифікації вагонних візків та методика розрахунку імовірності помилки виявлення об'єкта. Якщо вважати значення відмінності величин імовірностей перевищуючими 10-3, то при   характеристики виявлення значною мірою залежать від апріорних імовірностей наявності і відсутності об'єкта. Зростання параметра групування А веде до підвищення якості виявлення. Із зростанням величини   вплив апріорної інформації (величин А,   і ) на характеристики виявлення стає все менш істотним. При великій величині   велике значення імовірності вірного виявлення досяжно навіть при малих значеннях   і А, однак при цьому величина   може бути неприпустимо великою для ряду практичних додатків. 

Якщо інтерпретувати об'єкт, що виявляється як одиничний імпульс, що належить деякому двійковому коду кінцевої довжини, нанесеному на деякий неідеальний, з точки зору перешкод, носій, то на основі приведених результатів, можна укласти наступне: якщо задані допустиме мінімальне значення   і максимальне значення  , то варіюючи вигляд і довжину коду (тобто