Підвищення безпеки руху поїздів шляхом удосконалення пристроїв підрахунку вісей рухомого складу

Встановлено, що при зменшенні робочої частоти датчика від 10 кГц до 1 кГц його вихідний сигнал збільшується в 1, 33 рази, а при збільшенні частоти від 10 кГц до 150 кГц – збільшується в 1, 22 рази. З урахуванням максимально можливої швидкості рухомого складу та резонансної частоти котушок датчика рекомендовано обирати частоту рівною 150 кГц.

Досліджено вплив відстані між гребенем колеса та датчиком, що лежить у межах від 4 мм до 19 мм, та горизонтального положення гребеня колеса по відношенню до датчика, що змінюється від 12, 5 мм до 66, 5 мм, на вихідний сигнал датчика. Визначено, що для зменшення впливу положення колеса, а отже і для підвищення достовірності реєстрації проїзду колісної пари, необхідно обирати ширину котушок датчика рівною 80 мм.

Отримано структурну схему оптимального приймача для виявлення вихідного сигналу колійного датчику, що містить детектор огинаючої, узгоджені фільтри для різних можливих значень тривалості сигналу, блок виявлення найбільшого значення та граничний елемент. Запропоновано квазіоптимальний приймач, до складу якого входять детектор огинаючої, підсилювач, фільтр низької частоти, граничний елемент, та використання якого дозволяє зменшити імовірність загальної помилки виявлення сигналу більш ніж у три рази.

Розроблено пристрій підрахунку вісей, завадостійкість якого підтверджується результатами комп’ютерного моделювання. Встановлено, що для захисту від імпульсних завад необхідно обирати смугу пропускання вхідних фільтрів пристрою більшу за 3, 8 кГц.

Розроблено адаптивний алгоритм роботи та метод самотестування пристрою підрахунку вісей, що дозволяють майже уникнути помилок, обумовлених впливом повільних дестабілізуючих факторів (кліматичних умов, старіння елементів та ін.), та своєчасно визначати порушення працездатності пристрою.

Встановлено, що серед можливих видів структурного резервування пристроїв підрахунку вісей найбільшу достовірність підрахунку дозволяє досягти мажоритарне резервування колійного датчика та дублювання блока логічної обробки. Таке комплексне резервування дозволяє зменшити імовірність невірного підрахунку вісей на протязі 500 год в 6, 8 рази, на протязі 1000 год – в 3, 5 рази.

Отримані в роботі практичні результати та рекомендації можуть використовуватись при проектуванні нових та удосконаленні існуючих систем інтервального керування рухом поїздів, систем горочної автоматичної централізації, систем контролю ходових частин рухомого складу та ін. Розрахунковий економічний ефект за рік від впровадження системи автоблокування з використанням пристроїв підрахунку вісей на двоколійній ділянці довжиною 30 км складає приблизно 31, 4 тис. грн.

 

 

Основні роботи:

 

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Математическое моделирование работы токовихревого путевого датчика // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2001. – №2. – С. 3-6.

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Синтез приемного устройства для обнаружения сигнала от точечного путевого преобразователя на фоне помех // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2001. – №4. – С. 75-79.

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Алгоритм функционирования цифрового устройства счета осей подвижного состава // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2001. – №6. – С. 42-45.

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Влияние состояния колес подвижного состава на выходной сигнал путевого датчика // Залізничний транспорт України. – 2002. – №4. – С. 28-30.

Гаврилюк В. І., Кізяков В. Я., Гончаров К. В. Аналіз впливу основних експлуатаційних факторів на стабільність роботи точкових колійних датчиків // Вісник транспортної академії України / Збірн. наук. праць. – К. : ТАУ, 2002. – №6. – С. 115-121.

Пат. 36700А Україна, MKI B61 L1/16. Пристрій для контролю проїзду залізничного рухомого складу: Пат. 36700А Україна, MKI B61 L1/16 / Гаврилюк В. І., Гончаров К. В. (Україна). – №2000010497; Заявл. 31. 01. 2000; Опубл. 16. 04. 2001, Бюл. №3. – 3с.

Пат. 38081 А Україна, МПК B61 L1/16. Пристрій для контролю проходження колісної пари залізничного рухомого складу: Пат. 38081 А Україна, МПК B61 L1/16 / В. І. Гаврилюк, К. В. Гончаров, А. М. Байдуж (Україна). – №2000053001; Заявл. 26. 05. 2000; Опубл. 15. 05. 2001, Бюл. №4. – 3с. : 1 іл.

Додаткові роботи:

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Математическое моделирование процессов в системе “токовихревой датчик-рельс-колесо” // Сб. трудов 7-ой международной конференции специалистов железных дорог “Южел”. – Врньячка Баня (Югославия). – 2000. – С. 506-509.

Гаврилюк В. И., Гончаров К. В. Вопросы выбора параметров токовихревого путевого датчика // Сб. трудов 2-ой международной конференции “Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении”. – Ростов: РГУПС. – 2000. – С. 7-9.

Гончаров К. В., Гаврилюк В. И. Обнаружение сигнала со случайными параметрами от точечного путевого преобразователя на фоне помех // Збірн. праць наукової конференції “Автоматика-2001”. – Одеса: ОДПУ. – 2001. – С. 81-82.

Gavrilyuk V. I., Goncharov K. V. The detecting of the signal from inductive wheel detector // I Midzynarodowa konferencja “Telematyka systemow transportowych”. – Ustron (Poland). – 2001. – P. 77-81.

 

Гончаров К. В. Підвищення безпеки руху поїздів шляхом удосконалення пристроїв підрахунку вісей рухомого складу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05. 22. 20 – експлуатація та ремонт засобів транспорту. Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту, Дніпропетровськ, 2002.

Дисертація присвячена підвищенню достовірності підрахунку вісей рухомого складу, удосконаленню пристроїв підрахунку вісей. Вирішення даних задач дозволить підвищити безпеку руху поїздів при використанні методу підрахунку вісей для контролю вільності колійних ділянок. Запропоновано методи підвищення достовірності підрахунку вісей, конструкцію точкового колійного датчика, структурну схему пристрою підрахунку вісей.

Розроблена математична модель трансформаторного диференційного колійного датчика, на основі якої досліджено вплив конструкційних та електричних параметрів датчика на його вихідний сигнал. Запропоновано рекомендації щодо вибору цих параметрів.

Синтезовано оптимальний та запропоновано квазіоптимальний приймач для виявлення вихідного сигналу колійного датчика на фоні завад. Розроблено адаптивний алгоритм та метод самотестування працездатності пристроїв підрахунку вісей. Проаналізовано вплив різних видів структурного резервування на достовірність підрахунку вісей.

Ключові слова: безпека руху поїздів, достовірність контролю вільності ділянки, достовірність підрахунку вісей рухомого складу, пристрій підрахунку вісей, точковий колійний датчик.

 

 

Гончаров К. В. Повышение безопасности движения поездов путем совершенствования устройств счета осей подвижного состава. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 22. 20 – эксплуатация и ремонт средств транспорта. Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта, Днепропетровск, 2002.

Диссертация посвящена повышению достоверности счета осей подвижного состава, совершенствованию устройств счета осей. Решение данных задач позволит повысить безопасность движения поездов при использовании метода счета осей для контроля свободности путевых участков.

На основе проведенного анализа существующих устройств счета осей и точечных путевых датчиков, а также предъявляемых к ним требований и условий их эксплуатации предложены методы повышения достоверности счета осей, конструкция точечного путевого датчика и структура устройства счета осей.

Разработана математическая модель трансформаторного дифференциального путевого датчика, на основании которой исследовано влияние положения гребня колеса по отношению к датчику, электрических и конструкционных параметров датчика на его выходной сигнал. Предложены рекомендации по выбору параметров датчика.

Синтезирована структурная схема оптимального приемника для обнаружения выходного сигнала датчика на фоне помех. Предложен квазиоптимальный приемник, применение которого позволяет уменьшить вероятность общей ошибки обнаружения выходного сигнала датчика более чем в три раза. Исследован механизм воздействия импульсных помех на устройство счета осей и предложены методы защиты от них. Предложено устройство счета осей, помехоустойчивость которого подтверждается результатами компьютерного моделирования.

Для уменьшения влияния медленно изменяющихся дестабилизирующих факторов (климатических условий, старения электронных элементов и др.) предложен адаптивный алгоритм работы устройства счета осей. С целью своевременного выявления неисправностей устройства счета осей разработан метод самотестирования его работоспособности.

Определены показатели достоверности счета для разработанного устройства. Проведен анализ влияния различных видов структурного резервирования устройств на достоверность счета.

Ключевые слова: безопасность движения поездов, достоверность контроля свободности участка, достоверность счета осей подвижного состава, устройство счета осей, точечный путевой датчик.

 

 

Goncharov K. V. Raising of trains movement safety by means of improvement of the devices for rolling-stock wheels counting. – Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05. 22. 20 – Exploitation and repair of transport means. Dnipropetrovsk national university of railway transport, Dnipropetrovsk, 2002.

The dissertation is devoted to raising of the reliability of rolling-stock wheels counting and the devices improvement for wheels counting. Deciding of these tasks will allow to raise of the trains movement safety at using for check of the railway track freedom the method of wheels counting. The methods of the raise of wheels count reliability, the construction of discrete track detector and the structure of device for wheel count have been suggested.

The mathematical model of transformer differential track detector has been developed. On base this model the influence of construction and electrical parameters of the detector on its output signal has been investigated. The recommendations concerning choice of the detector’s parameters have been suggested.

The optimal receiver for identification of the output signal of track detector at action of electromagnetic interferences has been synthesized. The suboptimal receiver has been suggested. The adaptive algorithm of operation and method for self-check of functionability of the wheels count devices have been developed. The analysis of influence of various types structural reserving of devices on the wheels count reliability has been carried out.

Key words: trains movement safety, reliability of the track freedom check, reliability of wheels count, device for wheels count, discrete track detector.