автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Автоматизация контроля работоспособности рельсовых цепей на базе технических средств вагонов-лабораторий

ХАРЬКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

УДОВИКОВ Александр Александрович

УДК 656.259.12:621.317

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ НА БАЗЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ВАГОНОВ-ЛАБОРАТОРИЙ

05.22.08 — эксплуатация железнодорожного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков — 1995

Работа выполнена на кафедре „Автоматика и телемеханика Харьковской государственной академии железнодорожного транспорта.

Научный руководитель — кандидат технических наук,

доцент Н. Г. Варбанец.

Научный консультант — доктор технических наук,

профессор В. Ф. Кабаненко.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Г. И. Загарий;

кандидат технических наук, доцент А. П. Разгонов.

Ведущее предприятие — Южная железная дорога.

Защита состоится % % аисГЛ^гЯ 1995 Г- в /5 на заседании специализированного Совета по присуждению ученых степеней <.0!_при Харьковской

государственной академии железнодорожного транспорта по адресу:

Украина, 310050, г. Харьков, пл. Фейербаха, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Отзывы на автореферат просим направлять в адрес специализированного Совета академии.

Автореферат разослан , " 199 г.

Ученый секретарь специализированного Совет^ь^Ъг * ^^

к. т. н., доцент А. Яновский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Одним из определяющих условий бесперебойной работы железнодорожного транспорта является надежное функционирование систем сигнализации, централизации и блокировки (СПБ).. По мере возрастания скоростей движения, интенсификации поездной и маневровой работы и усложнения процессов управления происходило непрерывнее совершенствование систем СЦБ. Вместе с тем, их надежность до сих пор не удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Повышение надежности систем СЦБ обеспечивается двумя путями: созданием новых систем, обладающих требуемыми характеристиками, и совершенствованием методов и средств их технического обслуживания. В современных условиях, когда массовая модернизация действующего комплекса железнодорожной автоматики по экономическим причинам трудноосуществила, предпочтительным является второй путь обеспечения надежного функционирования систем СЦБ.

Проведенный анализ показал, что процесс совершенствования систем'затронул в основном их верхний уровень, в то время как базовые элементы - датчики и исполнительные устройства - за последние 30 - 40 лет не претерпели существенного изменения. Вместе с тем, многолетний опыт эксплуатации свидетельствует, что именно датчики и исполнительные устройства являются наименее надежными элементами систем СЦБ: относительная доля их отказов составляет1 от 50 до 70 %, из которых более половины приходится на рельсовые цепи (РЦ): В связи с этим, повышение надежности РЦ является определяющим условием нормального функционирования всего комплекса железнодорошгой автоматики.

В системе мероприятий по обеспечению надёжности РЦ наиболее важными являются работы, связанные о оценкой их работоспособности. В процессе эксплуатации эта оценка производится при помощи рада показателей, определяемых в результате измерений. В настоящее время известно значительное количество методов измерения параметров РЦ, создано и эксплуатируется большое число специализированных технических средств. Вместе с тем, многие теоретические и практические вопросы измерений в РЦ остаются нерешенными.

В частности, недостаточно обоснованы требования к точности измерения параметров, практически отсутствует метрологический анализ применяемых методов и средств, не исследованы вопросы до-

стоверности и полноты контроля работоспособности РЦ. Используемые в условиях эксплуатации технические средства измерений в большинстве случаев имеют низкую точность и не обеспечивают достаточной производительности контроля.

Таким образом, исследования по повышению производительности и точности измерений, разработка более совершенных технических средств имеют актуальное значение для решения проблемы повышения надежности РЦ.

Целью настоящей работа является повышение эффективности сис теш контроля работоспособности РЦ на основе создания и применения более совершенных методов и средств измерения их параметров.

К основным задачам исследования относятся:

- анализ существующей системы контроля работоспособности РЦ и определение путей повышения ее эффективности;

• - анализ требований к точности и производительности измерения параметров РЦ;

- исследование метрологических характеристик применяемых методов и средств измерений;

- исследование путей повышения точности измерений и разработка более совершенных методов, обеспечивающих необходимую полноту, достоверность и производительность контроля;

- разработка технических средств автоматизированных измерений и алгоритмов обработки измерительной информации; ' .

- оценка эффективности предложенных методов и средств автоматизированного контроля.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- выполнено обоснование точности измерения параметров РЦ, которая необходима для достоверной оценки их работоспособности;

- исследованы вероятностные характеристики параметров РЦ, влияющих на точность измерений;

- установлены законы распределения погрешностей измерений, возникающих при использовании известных методов и средств;

- предложены новые методы автоматизированного измерения параметров РЦ и исследованы их метрологические характеристики; ■

- предложены практические алгоритмы обработки измерительной информации для реализации в мобильных измерительно-вычислительны комплексах вагонов-лабораторий.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались методы и математический аппарат теории электрических цепей, теории вероятностей, функционального анализа, общей теории измерений, а также численные методы вычислительной математики.

Практическая ценность работы состоит а том, что полученные результаты позволяют повысить точность и производительность измерений в РЦ и использовать информацию о значениях их параметров для объективной и достоверной оценки работоспособности. На основании результатов исследования разработаны технические средства и программное обеспечение автоматизированной системы контроля Щ, реализованной на базе вагона-лаборатории. Испытания и эксплуатация предложенных методов и устройств показали их высокую эффективность и подтвердили достоверность теоретических положений диссертации.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы, внедрены в вагоне-лаборатории автоматики, телемеханики и радиосвязи Южной железной дороги, а также в службе СЦБ Управления железнодорожного транспорта комбината "Запорожсталъ". Новая технология контроля работоспособности РЦ обеспечивает экономию приведенных эксплуатационных расходов на 42 % и позволяет повысить достоверность,.полноту и производительность контроля при снижении его стоимости и упрощении технической реализации. Благодаря автоматизации контроля в условиях, связанных с движением поездов, повышаются безопасность и культура труда обслуживающего персонала.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывав-лись и обсуждались на:

- международной конференции "Представление, обработка и передача информации" (Сочи - Харьков, 1992);

- республиканской школе-семинаре "Микропроцессорные сксте№1 связи и управления на железнодорожном транспорте" (Алушта, 1992);

- международной Юбилейной конференции БелИЖТа "Проблемы повышения устойчивости работа транспортного комплекса и его кадрового обеспечения в условиях рынка" (Гомель, 1993);

- 50-й - §5-й#научно-техничесних конференциях Харьковского института инженеров железнодорожного транспорта (Харьков, .1980-93).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных' работ, из них 2 авторские свидетельства на изобретения.

Структура и объем габоты. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 84 наименований и семи приложений. Работа изложена на 130 страницах основного текста, содержит 10 таблиц, 26 иллюстраций и 41 страницу приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертации выполнен анализ эффективности существующей системы контроля работоспособности РД и обоснована необходимость в создании более совершенных методов измерения их параметров.

Основными показателями работоспособности РЦ яри существующей системе контроля являются напряжение на входе путевого приемника в нормальном pejiame, шунтовая чувствительность и удельное сопротивление изоляции рельсовой линии (PJI). Из-за ручного характера измерений средние затраты времени на операции контроля достигают 40 % от общего времени технического обслуживания РЦ. Поскольку при атом работоспособность РЦ контролируется только в двух режимах работы - нормальном и шунтовом, - общая достоверность получаемых результатов не превышает 64 %.

G целью повышения эффективности контроля предложено оценивать работоспособность РЦ при помощи рассчетных показателей, выражающих значения напряжений на входе путевого приемника в трех основных режимах работы и определяемых по результатам автоматизированного измерения необходимых параметров: 2ДС Е 'и внутреннего сопротивления эквивалентного генератора питающего" кЬн-од, удельного сопротивления рельсов и изоляции Ле РЛ, а такие коэффициента снижения напряжения и входного сопротивления Z« четырехполюсника релейного конда. Допустимые относительные погрешности Sgen измерения отдельных параметров находятся

из условий обеспечения требуемой точности определения показателей работоспособности. При этом

«и = AWp\lf\s°t' U)

где &С/дсп - допустимая погрешность измерения напряжения на входе путевого приемника; - номинальное значение с -го параметра; ■ я- - количество параметров.

Полученное в результате расчета значение $$оп » 0,05 положено в основу дальнейшего анализа известных методов и средств измерения параметров РЦ. При этом установлено, что наиболее точные классические методы не обеспечивают возможности автоматизированного контроля, поскольку требуют создания специальных условий для измерений (отсоединение приборов РД, отключение напряжения контактной сети), а методы и средства широкого применения являются упрощенными и не позволяют определять все необходимые параметры РД.

Наиболее подходящими для целей автоматизированного контроля работоспособности являются методы измерений, предусматривающие использование аппаратуры вагонов-лабораторий. В связи с этим в работе выполнено исследование известных методов определения удельного сопротивления изоляции РЛ, разработанных в Уральском отделении ВНИМТ (УО ВНИИЕТ) и в дорожной лаборатории Юго-западной ж.д.

. Проведенный анализ показал, что для оценки точности указанных методов целесообразно использовать статистическое моделирование. Дня этой цели были исследованы погрешности измерения наблюдаемых параметров - ординаты РЛ и амплитуды тока автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), а также вероятностные характеристики неконтролируемых параметров - удельного сопротивления рельсов и внутреннего сопротивления эквивалентного генератора. При исследовании погрешностей в качестве исходной использовалась классическая модель, представляющая РЦ линейной квазистационарной статической системой, что с достаточной для практических целей точностью отражает ее реальные характеристики.

На основании результатов моделирования установлено, что вероятность непревышения допустимой погрешности при использовании известных методов косвенных измерений параметров-РЛ из вагона-лаборатории составляет не более 25 %, а законы распределения погрешностей являются несимметричными и не имеют конечной дисперсии. Это объясняется наличием значительных погрешностей измерения ла-блвдаемых параметров, а также неполной адекватностью используемых

уравнений измерения и существенными отклонениями значений неконтролируемых параметров от номинальных.

Наболее общая причина несовершенства известных методов измерений сострит в том, что в рамках действующей технологии контроля РЦ кавдый параметр рассматривается обособленно, без тесной связи с конечной целью измерений - получением общей оценки работоспособности. Применение системного подхода позволяет свести процедуру контроля работоспособности РЦ к решению стандартной задачи ретроспективной параметрической идентификации объекта, известной в метрологии как задача совместных измерений. При этом уравнение измерений содержит п > I контролируемых параметров, для нахождения которых необходимо решить систему из т уравнений, составляемых до результатам измерения Ути отсчетов наблвдаемых параметров.

Второй раздел диссертации посвящен разработке методов автоматизированного измерения параметров РЦ и исследован™ их метрологических характеристик.

Совместные измерения, по сравнению с косвенными, характеризуются значительным объемом и сложностью однотипных вычислений, в связи с чем их практическая реализация наиболее целесообразна в специализированных измерительно-вычислительных комплексах (ИВК). В зависимости от назначения и варианта размещения эти комплексы могут быть стационарными (контроль станционных РЦ) и мобильными (контроль перегонных РЦ из вагонов-лабораторий).

Анализ принятой математической модели РЦ позволил установить, что вследствие незначительных различий структуры объекта в разных цыпках. работы имеется-возможность получения общей оценки работоспособности при осуществлении контроля в "любом из рекимов, выбор которого определяется удобством измерений.

В условиях стационарных ИВК необходимые измерения целесообразно выполнять.в нормальном режиме работы РЦ. Применительно к этому, на основании общей и основной схем замещения РЦ предложены два варианта метода измерений, при которых искомые параметры определяются в процессе решения системы уравнений, составляемой по результатам рада измерений входных и выходных напряжений при вариации нагрузки, подключенной к выходу РЦ.. Однако, практическая реализация данного метода в настоящее время проблематична,

поскольку принципы построения и элементная база современных станционных систем СПБ затрудняют подключение дополнительных цепей контрольно-измерительного назначения. Анализ показал, что применение станционных ИВК наиболее реально в составе перспективных систем микропроцессорной централизации. В связи с этим основное внимание в диссертации уделяется методам и средствам измерений, осуществляемых на- базе мобильных ИВК вагонов-лабораторий.

Дня рассматриваемых условий в качества наблвдаемых параметров могут использоваться ордината х рд, модуль Т и эргу-* мент Ц>х . тока АЛС. При анализе математической модели РЦ в режима АЛО обоснована принципиальная возможность построения двух методов измерения ее параметров. Первый метод - амюштудно-орЦинатный, основан на решении системы уравнений вида

составленной по результатам рада измерений наблвдаемых параметров и XI . Второй метод - $азово-ординатный, при котором уравнения решаемой системы имеют вйд

Су1 ) я - агу[{¿РъьЬх; {Ерп, + ггс/ге; Др/ъ } (3)

и составляются на основе измерения рада значений- и .

В 5вязи с тем, что уравнения (2) и (3) явяяютоя трансцендентными и содержат комплексные параметры, не выражаемые в явном виде, для радения соответствующих систем необходимо использовать численные методы. Анализ показал, что в данном случае наиболее приемлемы прямые^методы многомерной минимизации, при которых вектор-решение системы из т уравнений опре-

деляется из условия

т

лидИЗ? > . (4)

где - невязка I -го уравнения системы, получаемая при

подстановке в данное уравнение компонентов вектора-решения и с -й реализации вектора наблвдаемых дара-• метров."

Исследование формы поверхностей, которые описываются функциями невязок ФСе) - ¿¿V для уравнений (2) и (3), доказало, что' данные ¡¡.ункции имеют изогнутый оврадний рельеф с существенно различной крутизной склонов, что указывает на плохую обусловленность соответствующих систем уравнений. Поэтому практический алгоритм минимизации был построен на основе метода конфигураций с переменным шагом изменения контролируемых параметров, что позволяет автоматически корректировать траекторию спуска при сложных формах по- ■ верхностей. Сходмость решения обеспечивается равномерным выбором реализаций вектора набладаешх параметров из интервала его значений, а также ограничением области изменения контролируемых параметров пределами (физической реализуемости РЦ.

Исследование метрологических характеристик, выполненное при помощи статистического моделирования,"показало,что предложенные методы позволяют получить значительно более высокую достоверность результатов, чем известные методы косвенных измерений. Так, яри нахоздении удельного сопротивления изоляции рэово-орцинатным методом, вероятность непревышения допустимой погрешности обеспечивается на уровне 50 - 80 %, что в среднем на 30 % лучше, чем для методов УО ВНИИЬТ и Юго-западной ж.д, .

При сравнительном анализе установлено, что с£азово-ординатный метод' характеризуется более высокой точностью по сравнению с амлли-тудно-ординатным. Это обусловлено тем, что погрешность измерения разовых соотношений практически не зависит от механических колебаний индукционных шгпитоприемников тока АЛС во время движения, в отличие от погрешности измерения амплитуды. Вместе с тем, данный метод не обеспечивает определения ЭДС эквивалентного генерато'ра из-за отсутствия влияния данного параметра на аргумент выражения (3). Поэтому в диссертации предложена процедура измерений, основанная на_комбинированном использовании обоих разработанных методов. При этом на первом этапе для нахождения внутреннего сопротивления генератора и первичных параметров РЛ применяется £азово~ ординатный метод, а на втором этапе полученные значения подставляются в уравнение (2) и производится вычисление ЁДС генератора путем усреднения-по всем измеренным реализациям и .

Статистическое моделирование показало, что при осуществлении предложенной измерительной лррпедурн вероятность непревышения до- -

пустимой погрешности определения показателя работоспособности РЦ находится в пределах от 45 до 60 %, т. е. меньше, чем при действующей технологии контроля, использующей прямые измерения напряжения на входе путевого приемника. Одна из причин недостаточной точности состоит в наличии методической погрешности, обусловленной тем, что при использовании' мобильных ИВК невозможно контролировать входное сопротивление четырехполюсника релейного конца РЦ. Вторая причина связана со значительными инструментальными погрешностями измерения наблвдаемых параметров.

Проведенный анализ показал, что уменьшение указанных погрешностей и обеспечение необходимой достоверности контроля возможно на основе избыточных измерений с применением'специализированных методов статистической обработки.

Третий раздел диссертации посвящен исследованию алгоритмов статистической обработки измерительной информации применительно к предложенным методам автоматизированного контроля параметров РЦ.

На основании анализа погрешностей автоматизированных измерений из вагона-лаборатории установлено, что для статистической обработки результатов целесообразно использовать робастные процедуры, основанные на решении избыточных систем уравнений методом минимизации и предусматривающие полное исключение аномальных отсчетов наблвдаемых параметров. Избыточность исходной системы предложено устанавливать на основе значения доверительной вероятности Р<). нёпревышения допустимых погрешностей измерения наблюдаемых параметров, определяемой из условий обеспечения достоверной оценки работоспособности РЦ. При этом число избыточных уравнений находится из выражения

где К о - минимальное число уравнений остаточной системы.

В качестве критерия аномальности конкретного отсчета предложено использовать остаточные значения функций невязок частных систем, являющихся комбинациями уравнений исходной системы. Применительно к системам с различной степенью избыточности предложены два варианта алгоритма статистической обработки, отличающиеся способами составления частных систем по условию минимального времени вычислений.

Для систем с небольшой избыточностью предназначен первый вариант алгоритма, предусматривающий поочередное исключение аномальных отсчетов в каждом цикле обработки. При этом из исходно^ системы, содержащей /и- уравнений, составляется /те. частных систем по ( П'1 ) уравнению, каждая из которых решается в отдельности. Для одной из этих систем, которая не содержит уравнения с наиболее аномальным отсчетом, остаточное значение функции невязок будет наименьшим, что позволяет исключить данный отсчет из дальнейшего рассмотрения. Последующие циклы обработки строятся аналогично и продолжаются до полного исключения заданного числа аномальных отсчетов, определяемого избыточностью исходной системы. Вектор-решение 3* , полученный в последней цикле обработки, принимается в качестве окончательного. . ■

Для систем со значительной избыточностью более экономичным по времени является второй вариант алгоритма, предусматривающий единовременное исключение всех аномальных отсчетов, С етой целью из исходной системы,•содержащей №, уравнений, составляется

Сщ частных систем по «о уравнений, кавдзя из которых решается в отдельности и окончательный вектор-решение определяется -из условия . ' . •

Л«

тСи тспЕ-Ч • (6)

сЛ?'

Сравнительное исследование различных вариантов радения систем уравнений, выполненное на основе статистического моделирования процесса контроля работоспособности РЦ, показало, что предложенный робастный алгоритм обеспечивает существенное повышение точности • совместных измерений. На рисунке приведены графики плотностей распределения погрешности вычисления напряжений на входе путевого приемника:.! - при решении неизбыточной системы о » л. »3;

2 - при непосредственном решении избыточной системы с т » 9;

3 - при использовании предложенного шггорптьа с Ле « 4 и т. = 9.

Исследованием установлено, что непосредственное решение избыточной системы уравнений позволяет повысить точность измерений только при больших затуханиях РЛ, а для значений > X Ом'км применение такого варианта обработки малоэффективно. Вместе с тем, решение системы при той же избыточности, во с использованием робаст-

ной процедуры, обеспечивает вероятность непревышенпя допустимой погрешности на уровне 0,8 - 0,9 в широком диапазоне затуханий. При этом достоверность контроля составляет 77 %, что на 13 % выше, чем при действующей технологии.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о достаточно высокой эффективности предложенной измерительной процедуры и дают основания для ее практического применения с целью контроля работоспособности РЦ на этапе эксплуатации

ц

\ » N

У 0 V с%

-г -{■ -V -г о 2 ч е £ %

В четвертом разделе диссертации рассмотрены вопросы технической реализации автоматизированного контроля РЦ, а также получены оценки эффективности разработанных методов измерений и приведены результаты их эксплуатационных испытаний.

Б настоящее время наиболее совершенным вариантом мобильного ИВК является серийно выпускаемая система "Контроль", которой обо рудованы большинство вагонов-лабораторий. Анализ требований к составу и функциям мобильных ШЗК показал, что для получения комплексной оценки работоспособности РЦ на базе существующей сп(легл требуется существенная модернизация ее информационного и программного обеспечения, а также совершенствование техьическшс срадсаг измерений..

Низкая помехозащищенность существующих магнитоприедликоп тока МО не обеспечивает реализации ^азово-ординашог:) »к топа

определения параметров РЦ, поскольку искажение формы сигнала под воздействием помех приводит к значительной погрешности измерения фазовых соотношений.Для устранения этого недостатка разработан индукционный магнитоприемник, состоящий из двух идентичных элементов, которые выполнены с применением симметричной намотки. Способ соединения элементов и взаимное их расположение в экранирующем корпусе обеспечивает подавление синфазных помех, обусловленных коммутационными процессами, влиянием высоковольтных линий и другими причинами. Испытания и эксплуатация разработанных магнитопри-емников показали их высокую помехозащищенность и слабую зависимость наводимой ЭДС от горизонтальных смещений элементов в процессе дви-.хения, что позволяет решить проблему измерения фазовых соотношений с подвижной единицы и уменьшить инструментальные погрешности измерения амплитудных и временных параметров кодовых сигналов.

С целью обеспечения надежной фиксации границ РЦ при движении вагона-лаборатории разработано устройство для контроля изолирующих стыков, в котором датчики напряжения выполнены в виде емкостных пластин. За счет контроля фазовых признаков измеряемого сигнала устройство обладает высокой чувствительностью, что позволяет не только надежно регистрировать наличие изолирующего стыка, но и определять его исправность при воздействии динамических нагрузок во время движения вагона. Это способствует раннему выявлен™ повреждений изоляции и предупрелздению отказов автоблокировки'. Испытания и эксплуатация предложенного устройства показали его работоспособность и достаточную помехоустойчивость, что позволяет избежать сбоев в работе ИВК, сопряженных с потерями измерительной информации.

Предложенные в диссертации методы, средства и практические алгоритмы измерений были реализованы в разработанной по заказу 1йкной к.д. "Системе автоматизированной проверки параметров сигналов АЛСН и кодовых РЦ из вагона-лаборатории", являющейся усовершенствованным вариантом ИВК "Контроль".

Основными режимами работы ИВК являются режим измерений и справочно-информационный. В первом из них, реализуемом во время поездки вагона-лаборатории, осуществляется циклическое измерение ординат РЛ. амплитудных, разовых и временных параметров тока АЛС. При этом обеспечивается вывод оперативной информации на дисплей,

формирование базы данных результатов измерений, а также документирование предварительных результатов на печатающем устройстве,

Справочно-инфоршционный режим реализуется во время стоянки вагона-лаборатории, либо в стационарных условиях, и предназначен для расчета параметров РЦ, определения показателей работоспособности и документирования окончательных результатов измерений. Вычисления производятся на бортовой шкро-ЗВМ IBM PC АТ/236, при этом врейя расчета параметров одной РЦ не превышает 10 минут и является практически приемлемым.

Предложенная в диссертации система автоматизированного контроля РЦ характеризуется, по сравнению с существующей, большей полнотой и достоверностью. Это способствует уменьшению неоправданных расходов на дополнительное обслуживание РЦ из-за лош-шх заключений об отказах, а такие снижению потерь, обусловленных необнаруженными отказами. Новая система исключает необходимость в ручных измерениях, что повышает производительность контроля, снижает его стоимость и упрощает техническую реализации.

Интегральная оценка эффективности предложенной систеш контроля производилась при помощи относительного стоимостного показателя, полученного на основа обобщенного функционально-статистического критерия. Прй этом установлено, что новая систека обеспечивает экономию приведенных эксплуатационных затрат на 42 % по сравнению с существующей и является достаточно эффективной.

Эксплуатационные испытания, лроводившиеоя в реальных условиях работы вагона-лаборатории, показали, что предложенные методи и технические средства обеспечивают необходимую точность автоматизированных измерений параметров РЦ. Полученные результаты подтверждают достоверность теоретических положений диссертации и • высокую эффективность разработанной на их основе практической технологии контроля работоспособности, которая способствует чоьи тению эксплуатационной надежности РЦ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗ/ЛЬТАТЫ РАБОШ

1. Установлено, что при действующей технологии контроля работоспособности РЦ затраты времени на операции измерений достигают 40 % от общего времени технического обслуживания, а достоверность получаемых результатов не превышает 64 %. Для повышения эффективности контроля предложено оценивать работоспособность РЦ при помощи рассчетных показателей в ввде значений напряжений на входе путевого приемника в трех основных режимах работы.

2. Определен необходимый перечень контролируемых параметров РЦ и установлено, что для получения достоверных оценок работоспособности, погрешности их измерения не должны превышать 5 %.

На основании анализа метрологических характеристик известных ме-. тодов измерения параметров РЦ показано, что наиболее реальный путь повышения точности состоит 'в переходе -от косвенных измерений к совместным с использованием технических средств вагонов-лабораторий.

3. Обоснована возможность получения общей оценки работоспособности РЦ.при осуществлении контроля в любом из режимов работы. Применительно к условиям вагона-лаборатории предложены амшштудно-орцинатный и фазово-ординатннй методы измерений, при которых искомые параметры РЦ определяются в процессе решения систем уравнений, составляемых по результатам рада измерений модуля шш аргумента тока АЛС при вариации ординаты РЛ.

4. Установлено," что наибольшая точность измерений достига-' ется при совместном применении разработанных методов, когда на

• первом этапе, для нахождения внутреннего сопротивления генератора и первичных параметров РЛ используетоя фазово-орцинатный метод, з на втором этапе, с учетом полученных значений, определяется РДС генератора при помощи аышштудно-ордикатного метода.

5. Разработан робастный алгоритм решения избыточных систем уравнений методом минимизации, реализующий процедуру исключения аномальных отсчетов наблюдаемых параметров на основе сравнения остаточных значений функций невяз'Ж частных систем, образуемых различными комбинациями уравнений исходной системы. Избыточность исходной системы предложено устанавливать с использованием доверительных вероятностей негчевышения допустимых погрешностей измерении наблюдаемых параметров по условиям обеспечения достоверных огбнок работоспособности ГЦ. *

6. Разработанные методы измерения параметров РЦ, б сочетании с предложенным алгоритмом статистической обработки, обеспечивают непревышение допустимой погрешности определения показателя работоспособности с вероятностью 80 - 90 % в широком диапазоне затуханий РЛ, что позволяет повысить достоверность контроля с 64

до 77 %.

7. Испытания и эксплуатация разработанных индукционных ьаг-нитоприемников тока АЛС и устройства контроля изолирующих сайков, показали их высокую помехозащищенность, что позволяет уменьшить инструментальные погрешности измерения параметров кодовых сигналов и обеспечить надежную фиксацию границ РЦ при одновременной контроле исправного состояния изолирующих стыков.

8. Разработанная технология контроля работоспособности РЦ обеспечивает экономию приведенных эксплуатационных расходов на

42 % и позволяет получить большую полноту, достоверность и производительность контроля при снижении его стоимости и упрощении технической реализации. При новой технологии обеспечивается получение дополнительной информации о параметрах РЦ, которая необходима для целей диагностики и анализа качества технического обслуживания. Автоматизация процесса -контроля в условиях, связанных с движением поездов, повышает безопасность и культуру труда обслуживающего персонала.

9. Положительные результаты испытаний и эксплуатации предложенных методов и средств измерений подтверждают достоверность теоретических положений диссертации и свидетельствуют о высокой эффективности разработанной на их осноев практической технологии контроля работоспособности РЦ, способствующей повышению их эксплуатационной надежности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЯКСОШШ В СЛЬЩВДИХ РАБОТА!

1. Мороко H.A., Пихур В.М., Удовиков A.A. Исследование статистического распределения проводимости изоляции железобетонных шпал / Ш. - ларьков, 1987. - 13 с. - Деп. в ШШШЗИ ШС. -19.10.87. - Jf 4089-87Д6П.

2. Удовикои A.A. Автоматизация измерений параметроп релюи^:: цепей // Тез.докл.республ.школы-сэмпнара "Мшрсщюиессоране гчк.1-

теш связи и управления на ж;-д. трансп." (Алушта, 1992)..-К.: Oö-во "Знание"'Украины, 1992. -•С.13-14. - . •

3. Варбанец Н.Г., Удовиков A.A., Кулик П.Д., Мороко H.A. Повышение точности определения параметров рельсовых линий // Материалы междунар.конф. "Представление, > обработка и передача информации" (Сочи, 1992). - Сочи - Харьков: АНУ, ПАНИ, 1992. - C.I6-20.

4. Удовиков A.A. Определение параметров рельсовых цепей по результатам измерения фазово-ощинатной характеристики тока АЛС // Тез.докл.Юбилейн.науч.-методич.конф, / БелИИЖТ. - Гомель, 1993.

5. Удовиков A.A. Определение первичных параметров- рельсовой линии из движущегося вагона-лаборатории // Маквуз.сб.науч.тр.

/ »ШТ. - Вып.23. - Харьков, 1993. - С.62-64.

6. Мороко H.A., Удовиков A.A. Определение статистических характеристик удельного сопротивления рельсов //. Межвуз.сб.науч.тр. / ХИИТ. - Вып.23. - Харьков, 1993. - С.48-50.

7. Удов1ков 0.0. Анал1з вимог до точност! вимХрювання параметр^ рейкових к1л // Тези доловЗдей 55 наук.-техн.конф. / XIIT.-Харк1в, 1993. - С.51-52.

8. Удов1ков 0.0-. Робастний алгоритм статистичн.о1 обробки даних при сум1сних вим1рюваннях // Тези доповЗдей 55 наук.-техн. конф. / ШТ. - Харк1в, 1993. - С. 50-51.

9. A.C.1II4922 МКИ B6IL 23/16. Устройство для измерения параметров рельсовой линии / В.П.Жох, H.A.Мороко, А.А.Шипилов, А.Г.Чир-ва, С.В.Каменев, A.A.Удовиков (СССР). - 3аявл.09.11.83. - М 3S605I5 /27-11. - Опубл. 15.03.85. - 10; •

10. А.с.1756193 МКИ B6IL 25/06. Индуктивный датчик для автоматической локомотивной сигнализации / В.П.Еох, А.А.Удовиков,

В.S.Кустов, О.В.Нейчев, Н.Б.Романова (СССР). - Заявл.24.07.89. -.»• 4722914/11. - Опубл.23.08.92. - Бхш.1 31.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ НА БАЗЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ВАГОНОВ-ЛАБОРАТОРИЙ

УДОВИКОВ Александр Александрович

Подписано к печати 14/1\М995 г. Формат бумаги 60Х84'/1в- Бумага для множ. аппаратов. Печать офсетная. Усл.-печ. лист 1,25. Уч.-изд. лист 1,5. Зак. 196р. Тираж 50.

Тип. ХарГАЖТа 310050, г. Харьков-50, пл. Фейербаха, 7.