автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка инерциальных методов и средств измерения параметров рельсового пути

На правах рукописи

Филипеня Наталья Сергеевна

РАЗРАБОТКА ИНЕРЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

Специальность 05 11 16 — информационно-измерительные

и управляющие системы (приборостроение)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

003066632

Работ выполнена в Санкт-Пе I ербур) ском 1 осу дари венном электротехническом университете «ЛЭТИ» им В И Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Гупалов В И

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Мазин В Д кандидат технических наук, доцент Алексеев А Е

Ведущая организация - ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор»

Защита диссертации состоится " 2007 г в часов на

заседании диссертационного совета Д 212 23% 06 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" имени В И Ульянова (Ленина) по адресу 197376, Санкт-Петербург, ул Проф Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан " /Г"

Ученый секретарь диссертационного совета

Юлдашев 3 М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Железнодорожные аварии всегда имеют серьезные последствия, особенно когда речь идет о перевозках химикатов, нефтепродуктов и взрывоопасных грузов Одной из причин крушений поездов являются своевременно необнаруженные и неустраненные дефекты пути

Для поддержания в надлежащим состоянии ж -д пути службами путевого хозяйства регулярно проводится комплекс мероприятий, одной из составляющих которого является проверка пути с использованием различных средств диагностики и мониторинга При контроле геометрии рельсового пути наиболее надежным остается использование путеизмерительных вагонов - лабораторий (ПВ)

Согласно инструкции ЦП-714 на сегодняшний день состояние отрезка пути определяется по его качественной оценке Километр оценивается по количеству и степени обнаруженных на нем отступлений В зависимости от количества отступлений 2-ой, 3-ей и 4-ой степеней километр характеризуется оценкой с четырьмя градациями «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно»

Этот критерий оценивает отклонение пути от нормативного положения, не учитывая того, как будет двигаться состав по участку пути, т е его динамику

Принятые в ПВ схемы измерения некоторых геометрических параметров пути помимо инструментальных погрешностей, как показал проведенный в работе анализ, характеризуются существенными методическими Случайный характер динамической составляющей результатов измерения, полученных традиционными методами, приводит к низкой повторяемости, а следовательно, к уменьшению достоверности, исключающей сравнительный анализ реализаций Поэтому для правильной интерпретации результатов контрольных проездов, записанных в условиях сложного динамического взаимодействия ПВ и рельсового пути, необходимо учитывать характер его движения

Разработка новых методов, направленных на повышение эффективности и достоверности контроля технико-эксплуатационного состояния ж -д пути, а, следовательно, и безопасности движения поездов, очень актуальна, особенно в период развития в России высокоскоростных железнодорожных сообщений

Целью работы является разработка методов и средств измерения параметров рельсового пути на основе современных инерциальных технологий и интегрированных систем

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

- разработать бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей,

- разработать методы измерения путеизмерительным вагоном вертикальной и боковой жесткостей рельсовых нитей,

- разработать математическую модель, описывающую зависимость динамической деформации пути от параметров движения ПВ,

- разработать принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса

Методы исследования базируются на теории инерциальной навигации, теории оптимальной обработки информации, методах математического и имитационного моделирования

Научная новизна

- разработан бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей, учитывающий влияние характера движения кузова ПВ на результат измерения просадки,

- разработаны методы, позволяющие измерять путеизмерительным вагоном вертикальную и боковую жесткости рельсовых нитей,

- для реализации предложенных методов разработаны принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса с использованием микромеханических инерциальных измерительных модулей (ИИМ)

Достоверность научных и практических результатов подтверждается-

- сравнением полученных результатов с имеющимися в литературе экспериментальными данными,

- прохождением экспертизы в Российском агентстве по патентам и товарным знакам и выдачей патентов на способы измерения ПВ вертикальной и боковой жесткостей рельсовых нитей,

- критическим обсуждением результатов работы на научно-технических конференциях

Практическое значение работы:

- внедрение новых методов в путеизмерительный комплекс не требует дополнительной дорогостоящей технической переоснастки, а заключается в рациональной организации алгоритмов сбора и обработки измерительной информации от штатных измерительных устройств ПВ,

- результаты экспериментальных исследований разработанных ИИМ в составе ПВ ЦНИИ-4 МД Октябрьской железной дороги показали целесообразность их интегрирования с датчиковой аппаратурой ПВ (инерциальной навигационной системой, системой датчиков линейных перемещений, одометром) для повышения достоверности контроля рельсового пути

Вместе с тем, следует отметить, что в путеизмерительной практике не предусмотрено использование оценочного параметра, который бы давал информацию о жесткости рельсового пути (прочности или несущей способности) В отсутствии прямого метода измерения жесткости пути о его несущей способности сегодня можно судить лишь косвенно по параметрам, измеряемым ПВ В работе обосновывается актуальность и необходимость оценивания боковой и вертикальной жесткостей рельсового пути наряду с дру-

гими параметрами, измеряемыми в процессе проезда ПВ, и предлагаются для этого методы и средства

Реализация результатов работы. Тема диссертационной работы тесно связана с планами госбюджетных работ, проводимых по государственным научно-техническим программам и грантам Исследования проводились в тесном сотрудничестве с Дорожным предприятием по контролю и диагностике состояния пути Октябрьской железной дороги (г С -Петербург) Основные научные положения, выносимые на защиту

1 Бесхордовый инерциальный метод измерения просадок рельсовых нитей, учитывающий влияние характера движения кузова вагона на результат измерения просадки,

2 Метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном вертикальную жесткость рельсовых нитей,

3 Метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном боковую жесткость рельсовых нитей,

4 Математическая модель, описывающая зависимость динамической деформации пути от параметров движения ПВ,

5 Принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса, позволяющие реализовать предложенные методы измерения параметров пути

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на Конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» (Санкт-Петербург, 2005 - 2007 г), Межотраслевой НТК памяти Н.Н Острякова (Санкт-Петербург, 2004, 2007 г), профессорско-преподавательских конференциях СПГЭТУ "ЛЭТИ" (2005 - 2007 г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них - 3 статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК, 6 работ - в материалах научно-технических конференций, 2 патента РФ на изобретение

Структура и объем диссертационной работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 63 наименований Основная часть работы изложена на 108 страницах машинописного текста Диссертация содержит 75 рисунков и 9 таблиц

Основное содержание работы

Введение содержит обоснование актуальности и описание цели работы В первой главе диссертации проводится обзор и анализ современных средств и методов контроля геометрических параметров ж -д пути

Проведенный обзор путеизмерительной техники показал, что в существующей системе мониторинга нет комплексного подхода к технико-эксплуатационному состоянию рельсового пути отдельно оценивается состояние земляного полотна с использованием специализированных средств

основанных на георадарных технологиях, отдельно дефекты рельсов с помощью дефектоскопных автомотрис, отдельно геометрия пути с использованием путеизмерительных вагонов и тележек, хотя современные средства контроля позволяют разработать комплексный подход и, тем самым, обеспечить более эффективный и полный контроль

Существующие ПВ имеют в своем составе современные средства инер-циальной информации, такие как бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС) и спутниковая навигационная система (СНС), однако, традиционные методы измерения геометрических параметров рельсового пути не позволяют эффективно использовать весь их высокий потенциал Наиболее перспективным направлением в повышении качества и достоверности контроля ж -д пути является разработка новых методов, позволяющих интегрировать измерительные устройства ПВ в единую систему диагностики и мониторинга

При разработке новых методов и алгоритмов, следует обязательно учитывать, что ж -д путь работает в условиях многократного циклического на-гружения динамическими силами Конструкция пути подобно пружине, которая сжимается под действием нагрузки и стремится вернуться в исходное состояние по прошествии подвижного состава

К основным дефектам, характеризующим состояние геометрии рельсовой колеи в вертикальной плоскости, относятся просадки рельсовых нитей В среднем по сети дорог они составляют 60 65% всех дефектов, которые оказывают влияние на безопасность и комфортность движения поездов

В ПВ ЦНИИ-2 и ЦНИИ-4 реализованы две схемы измерения просадок, с использованием датчиков линейных перемещений буксы относительно кузова (датчик БК) на базе вагона (17 м) измеряются длинные просадки, на базе тележки вагона (2,4 м) — короткие

Традиционный метод является весьма упрощенным и не учитывает влияние линейных и угловых колебаний кузова ПВ на показания датчиков БК, что искажает результаты измерения просадок Как показал проведенный анализ традиционного метода, при его использовании существенно искажается форма и величина неровностей, нет возможности оценивать короткие просадки, длина волны которых менее базы тележки

При измерении просадок рельсовых нитей в условиях проявления упругих и остаточных деформаций пути следует принимать во внимание, что их величина будет зависеть от силы воздействия поездной нагрузки на путь, от скорости следования, от геометрических неровностей земляного подработанного полотна и верхнего строения пути и др Таким образом, просадки г, есть результат динамического взаимодействия ж -д пути и сложной колебательной системы, которой является ПВ Справедливо их представление в виде суммы трех составляющих в каждой контролируемой 1-й точке рельсового пути

~ *7дин , + ^стат , + Лгеоы , > (О

где г]тн; - динамическая составляющая, вызванная динамическим нагруже-

нием движущегося ПВ, в результате которого элементы пути находятся в колебательном движении, ?7стат,- статическая составляющая, обусловленная деформациями рельсовых нитей под действием той же нагрузки в статике, 77геом 1 - геометрическая составляющая, не зависит от нагрузки на путь и характеризует его геометрические неровности

Поэтому возникает необходимость разработать новый бесхордовый инер-циальный метод измерения просадки рельсовых нитей и нормирование их значений к некоторой квазистатической нагрузке на путь и заданной скорости движения ПВ Под нормированием результатов измерения следует понимать исключение из упомянутых результатов составляющей, обусловленной динамическим взаимодействием ПВ и рельсового пути на каждый из измеряемых геометрических параметров

Во второй главе предлагается бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей По сравнению с традиционным методом, основанным лишь на использовании информации датчиков БК, здесь также задействована информация, вырабатываемая БИНС, и датчик пройденного пути (одометр)

Для понятия сущности предлагаемого метода уточним определение короткой просадки Короткая просадка - это неровности каждой из рельсовых нитей в вертикальной продольной плоскости по отношению к среднему уровню каждой нити

Для определения текущего среднего углового положения рельсовых нитей ( ц/п, и вп:) проводится усреднение на интервале прохождения участка пути длиной £ (половина базы вагона) текущих углов ориентации кузова вагона относительно горизонта (#инс,, (//ИНС1), определяемых с помощью БИНС Просадки рельсовых нитей в контролируемых г -ых точках пути вычисляются путем интегрирования скорости изменения просадки (г1)

положения рельсовой нити, N- число контролируемых точек на участке пути длиной Ь, 2N + \ = Ы Д51, 2Ь — длина базы вагона, - инкремент одометра, по сигналам которого происходит опрос аппаратуры и запись параметров пути

Скорость изменения просадки вычисляется с учетом характера движения кузова вагона

где

2Л

(2)

=-2вш, -Анс, 2СО!5Л|9< + ^инсЛсоеД0,соеД+

+ совДб, СОБДцг^ - втС11^ БтД^, совД^, - цгтс11\, совД^, »тД^,

й

ва1;

где <9ИПС;, )//и|1С1 - текущие угловые скорости качки кузова вагона, вырабатываемые гироскопами БИНС, гваг - текущая скорость линейных вертикальных перемещений кузова вагона, получаемая интегрированием показаний вертикального акселерометра БИНС, 1и, 1Ь- линейные перемещения и скорость изменения линейных перемещений первой буксы относительно кузова вагона, определяемые по показаниям датчика БК, А^/1,Ав1 - угловое положение кузова вагона относительно среднего положения рельсового пути, определяемого согласно выражениям Ав1 = втС1 -9П1, А(//, =у/КЖ1 , с1 - расстояние между точками крепления датчиков БК к буксам колесной пары

В результате апостериорной обработки показаний путеизмерительного комплекса ЦНИИ-4МД были получены траектории движения 3-х колесных пар (рис 1), которые характеризуют просадки рельсовой нити Повторяемость результатов обусловлена геометрической неровностью рельсового пути, а несовпадение - динамическим взаимодействием ПВ и ж -д пути В сравнении с короткими (гт) и длинными (г) просадками, полученными традиционными методами (рис 2), предложенный метод имеет существенные преимущества

При средней скорости движения 60 км/ч расстояние ¿=8,5 м ПВ пройдет за время 0,5 с, при этом инструментальная погрешность интегрирования просадки составит 0,05 мм

80 90 100 110 120 130 140 S, м Рис 1 Просадки, полученные бесхордовым инерциальным методом

80 90 100 110 120 130 140 5\м Рис 2 Просадки, полученные традиционными хордовыми методами

Разработанный бесхордовый инерциальиый метод измерения просадок рельсовых нитей позволил предложить методы для определения упругих деформаций пути, характеризующиеся жесткостью, и в дальнейшем нормировать контролируемые параметры по величине нагрузки и скорости

Жесткость является именно тем свойством, объективно отражающим степень способности железнодорожной конструкции воспринимать реальное динамическое воздействие, и характеризует его несущую способность (прочность)

Дтдол.

а)

Рйс., Иллюстраций ~ — —« — ИИТ

Рис. ——

____пути в сопротивлении верти-

НеобходиШ различать жесткость ж.-д. пути к

кальным И горшош^ьнимсилам^ „ рельсовых нитей, ьъ-

Предлагаемыи ттф измерения нительНая старческая

ключается В том, что дашартаь прохождении

нафЯка (Д,,™,) на одну ««ю кол« парами (например, пер-каждой контролируем о и .-и на рельсы (Ян* . ^ и одио-

вой и третей) измеряют силы воздействия ] ^ ^ Р предложенным вы-

£-5 измеряют пути осуществляет-

ше бесхордовым метолом. Выбор Ф^ирт ш мдаевым рас-

ся при помощи одометра, шаг пути получают два рас-

стояниям тележки. В Р^^'^^Л^нйи колесных пар нагру-личных значения силы и вагона,

же иной (рис.За) и ^нагруженной ;

нитей определяют как

Значения вертикальных ^^^^ Гевой и правой рельсовой отношение разности сил к рачнпс ги прода ДО

нити ^ с

П„ статистике —« » ¿¡¡¡*

имшко и» криволинейных У™™* пут". • „„„«дашие « «пере боковой

»-^йгакяв. — —

Метод базируется на том, что при прохождении каждой к-й фиксированной точки рельсового пути всеми колесными парами ПВ измеряют рамные силы, действующие на каждую из колесных пар, и горизонтальные неровности рельсовых нитей с помощью бесхордового метода измерения горизонтальных неровностей рельсовых нитей Рамной силой называют равнодействующую всех боковых сил, воспринимаемую колесами одной колесной пары

На основе полученной измерительной информации составляют шесть независимых уравнений вида

слбк ^Хякц + спбк АХпку = »

где /=1,2,3,4, г Ф }, ся5к и сп5к - боковые жесткости левой и правой рельсовых нитей в ¿-той фиксированной точке рельсового пути, Л^л/((/ = хль ~ Хлк/ и АХПк„ = Х„к, - Хпк] > гДе Хлк/ и Хпк, ~ неровности левой и правой рельсовых нитей, измеренные при прохождении к-той фиксированной точки ¿-той колесной парой, АРрки = -Рр^, - Рр/у, где Ррк1 - рамная сила, действующая на 1-ю

колесную пару при прохождении ¿-той фиксированной точки пути

Из шести уравнений выбирают систему, состоящую из двух уравнений, причем так, чтобы система была неоднородной (АРр<.;/ Ф 0) и определенной

(В Ф 0 ), а значения слЫ и спбк находят по формуле Крамера

В рамках диссертационной работы данный метод не получил развития в связи с большим объемом исследований и сложностью проведения эксперимента в условиях ПВ, для чего необходима поддержка и заинтересованность соответствующих ж -д служб Поэтому в работе уделено внимание методу измерения вертикальной жесткости

Для исследования метода измерения вертикальной жесткости рельсовых нитей была разработана математическая модель упругого пути и проведено компьютерное моделирование

Математическая модель пути основывалась на величинах, которые можно привести к расчетным параметрам жесткости пути и измерять в процессе проезда ПВ с использованием штатных измерительных устройств

Модель пути, обладающего упругими свойствами, представляется в виде неразрезной балки, проходящей над рядом промежуточных опор-шпал N. (пружин) (рис 4) Сила прикладываемая точечно к балке имитирует создаваемую колесом вертикальную нагрузку Силы инерции элементов пути при существующих скоростях движения поездов малы по сравнению с весовой составляющей и силами инерции колеблющихся масс подвижного состава и ими без существенной для практической цели погрешности можно пренебречь

Основным элементом математической модели является система уравнений для определения величины опускания опор-шпал Дг, под движущейся нагрузкой

Аг] Ъ\2 К -I 21

Лг2 = Ь2\ ¿>22 ь2,

М. л, V Л.

где

ср1,(Ь-1Ж2-1;-(Ь-1У] Ьу - коэффициенты матрицы В bJl = —--—-, для г <

вЕ1Ь

ср (I-/,)/ {/,(2£-/,)-/,2 }

для г > /, где Е1 - изгибная жесткость рель-6Е1Ь

са, Q=mg, т - масса нагрузки, Ь=Ш - длина балки (с1 - расстояние между опорами-шпалами), / - расстояние до точки приложения силы, у - продольная координата точки, в которой определяется прогиб слева и справа от точки приложения нагрузки

Сила воздействия нагрузки на рельс определялась как

в,(У) = ^ + тадищ(У), (3)

где даадин (Г)- динамическая составляющая, определяемая частотой свободных колебаний балки

Программное обеспечение позволило отмоделировать часто встречающийся на практике случай — наличие, так называемых, «отрясенных шпал», т е шпал, которые в результате эксплуатации рельсового пути, перестали иметь контакт с балластным слоем (шпала «висит» на рельсовой нити) В качестве возмущения моделировалось движение колес одной из тележек вагона (рис 5) В момент времени, когда тележка находится в положении, как показано на рисунке, рельсовая нить приняла форму 2, вид которой определила неравножесткость конструкции, заданная некоторым распределением «отрясенных» шпал

положение рельсовой нити при отсутствии нагрузки

у, м

Рис 5 Результат моделирования деформации рельсовой нити при перемещающейся нагрузке (• - «отрясенная» шпала, о - шпала, характеризующаяся конечной жесткостью)

2 ЛЧ N Рис 4 Модель упругого пути

Следует отметить, что даже при отсутствии колебательного движения кузова вагона относительно горизонтальной плоскости, которое возникает при движении вагона и вызывает изменение величин нагрузок, передаваемых на путь в точках контакта (колесо-рельс), траектории движения колес 1С, и К; (рис,5, линии 3 и 4) не совпадают.

Таким образом, можно сделать следующие выводы, что при синтезе новых методов контроля состояния рельсового пути необходима учитывать ег о упругие свойства, характер движения вагона, а также информацию об угловом положении, скорости и ускорении движения кузова вагона, которая может быть получена по показаниям БИ11С.

R результате моделировании была оценена методическая погрешность метода измерения вертикальной жесткости, составившая 3%,

Для реализации метода на практике необходимо измерять силы динамического взаимодействия, которые можно определить, зная ускорения точки контакта колеса с рельсом. При установке измерительного устройства в непосредственной близости к точке контакта, а именно на буксовую крышку колеса, требование к маесогабаритным характеристикам измерительного устройства имеет первостепенное значение.

Для разрешения этой проблемы были разработаны два экспериментальных образца НИМ (рис.6а) на базе современных микромеханически* (MEMS) - датчиков и проведены экспериментальные исследования в составе 1 ILi Ц! 1ИИ-4МД Октябрьской железной дорог и.

li третей главе представлены результаты исследования возможности использования ИИМ для оценки динамического взаимодействия 11В и рельсового пути.

"1 б) 1'ис.б а) ИИМ. (?) ИИМ в корпусе, закрепленный на буксе

ИИМ включают в себя три одноосных микромеханических гироскопа (МГ) ADXRS 401 и три двухосных микроакселерометра (МА1 ADXI. 202 фирмы Analog Devices При проезде ПВ, следовавшего по плановому маршруту, модули были установлены на буксы одной колесной пары (рис.66),

и

что позволило контролировать линейные ускорения и скорости углового вращения, контактирующих с рельсом колес

Рис 7 Функциональная схема интегрированной системы

Для оптимальной обработки показаний ИИМ, был разработан алгоритм интегрированной системы (рис 7) Фильтр Калмана, на основе которого были интегрированы показания ИИМ и штатной аппаратуры ПВ (БИНС, одометр, система датчиков перемещения БК (СДП)), позволяет оценить погрешности чувствительных элементов ИИМ и корректировать их значения При этом формировался вектор измерений У размерностью 9x1 У=[Д СИИМ_ДКБИНС д^ИИМ_Ду/БИНС Д0ИИМ _ д^БИНС

где ЛКбинс,д^нС)Д6бинси дкиим,дм,™м,деиим- погрешности БИНС и ИИМ при выработке углов ориентации, КЕ, У^, Ук и , , 5Л- составляющие векторов скорости и перемещения в географической системе координат, 5/гПВ- просадка (вертикальная неровность), записанная по показаниям СДП при проезде ПВ, УИпв - скорость изменения просадки

Погрешности системы являются компонентами вектора состояния X размерностью 15><1

х = {ысшм Д(г/иим д0иим ^ аЬАу

dfeAz (IVЕ (IV н ¿Гн с®Е С!8Н где с1ЬГх, ¿ЪТу, ¿Ьу7 и йЪкх,йЪку,йЪКг- смещения нулевых сигналов МА и МГ, ипогрешности определения составляющих

векторов скорости и координат

В результате постобработки экспериментальных результатов удалось получить траекторию движения колесной пары ПВ, по которой можно судить о

просадках На исследуемом отрезке ж -д пути были зафиксированы участки, относительно которых можно говорить о существующей тенденции к ухудшению эксплуатационного состояния, что нельзя было выявить по реализациям просадок, полученных традиционными методами

Таким образом, результаты исследований подтвердили целесообразность использования ИИМ в решении задач диагностики рельсового пути

Разработав бесхордовый инерциальный метод измерения просадок рельсовых нитей, методы для определения упругих свойств пути и средства для их реализации, можно перейти к вопросам нормирования результатов измерения

В четвертой главе получена зависимость динамической деформаций пути от параметров движения

Исследование движения вагона и деформаций пути проводилось в два этапа 1) изучение деформаций упругого пути, при движении нагрузки по неровностям, 2) расчет колебаний подрессоренной нагрузки при движении по жесткому деформированному пути Такое разбиение расчетной схемы на две более простые существенно облегчает решение задачи

у/УУ/у ;/////

12 N-1 N

Рис 8 Расчетная схема динамического взаимодействия подвижной нагрузки и упругого пути

Математическая модель упругого пути (см рис 4), соответствующая первому этапу получена во второй главе

На втором этапе определялась динамика подрессоренной нагрузки при движении по жесткому пути

Объединяя расчетные схемы (рис 8), была получена зависимость динамической деформации упругого пути от параметров движения нагрузки

I _? Ау

*7д

(4)

= + ^ + ьу) + л е ЬУ г

с с

где т]геом - геометрическая составляющая неровности пути, определяющая начальные условия При этом, динамическая составляющая при расчете сил воздействия на путь (3) определялась как динамическая добавка тгГ/(У) к весу движущейся нагрузки, вызванная колебаниями подрессоренной нагрузки

Входящие в (4) величины скорости, ускорения и перемещения подрессоренной массы можно определять, используя информацию БИНС, ИИМ, датчика БК и одометр Тогда погрешность определения г],тн зависит от следующих параметров

Д»7лнн = | — Дай» +

^А т

с Ау

\-е~ьТ

+ {татс +ЬУ:)

\\

Г А с &У

т Ау -г

--—е 6р а

у с2 У

с ЪУ> с2 ,

с Ду

1 Ау

н---— ге

Ь V

с Ау

с Ау

"I 1

Лс-

J

с Ау

1 ^У А с ¿у д

с РЬ Ъ V

АЬ +

с 1 {т

ъ V 7аи

с

с Ау

-2 е

А(Ау)-

1

т

с Л>

» 1 АК,

где Л<зиис - погрешность определения вертикального ускорения кузова по ИНС, АУ. - погрешность определения скорости вертикальных колебаний кузова, ДК- погрешность определения скорости движения вагона по одометру, Аг - погрешность определения вертикальных перемещений кузова, Ат - погрешность определения массы нагрузки, действующей на рельсы, А с - погрешность определения суммарной жесткости рессор вагона и рельсового пути, АЪ - погрешность определения коэффициента демпфирования

Зависимость погрешности определения Т]тн от скорости движения, показала, что с увеличением скорости погрешность уменьшается, а максимальная А 77дин составляет — 1,5 мм

Имея зависимость динамической составляющей ?/днн, нормированное значение неровности можно получить как

2н, ^дин ,

Для реализации разработанных методов измерения параметров рельсового пути разработана математическая модель и функциональная схема интегрированной системы (рис 9) современного путеизмерительного комплекса с использованием разработанных ИИМ

Объединение штатных измерителей ПВ и разработанных ИИМ на основе интегрированной системы позволит сочетать разработанные методы с традиционными и расширить перечень контролируемых параметров, измеряя вертикальную и боковую жесткости рельсового пути

и

Вычисление скоростей изменения углов у/, в, К

€

Блок I Л'//

„ДП

сдп

^дп

инс

няу11

е+де""'

к+ьктс

снс

Вычисление,

Щк, Дль АСл

•К,К,

оОРБ

сОРЬ

рСРЬ

ъы

Одометр

5ОД'КОД

£ пок 2

Модель погрешности одометра

т\, т2, тт., ть

Канал рихтовки

Паспорт

Л укарр

Л

<

а

о и

N.

Фи

•ш-

У корр

I

Ук

[А0

га

оИИ1

Лд;

Д5«,

АИ

Блок обработки сигналов 1-ого ИИМ

Блок обработки сигналов 2-ого ИИМ

I

И

Рис 9 Функциональная схема интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса

Заключение

Основные результаты проделанной работы можно сформулировать следующим образом

1 Разработан и исследован бесхордовый инерциальный метод измерения путеизмерительным вагоном просадки рельсовых нитей

2 Разработан метод измерения путеизмерительным вагоном вертикальной жесткости рельсового пути и проведено имитационное моделирование

3 Разработан метод измерения путеизмерительным вагоном боковой жесткости рельсового пути и даны рекомендации по выбору датчиков, для измерения рамных сил

4 Разработана математическая модель, характеризующая зависимость динамических деформаций пути от параметров движения

5 Разработаны принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса, позволяющие реализовать предложенные новые методы

В итоге, научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы при модернизации существующих и синтезе новых путеизмерительных комплексов

Список основных публикаций по теме диссертации

1 Пат №2291804 Российская Федерация Способ измерения путеизмерительным вагоном боковых (поперечных) жесткостей рельсовых нитей / Боронахин А М , Гупалов В И, Филипеня Н С - № 2004139140, заявл 23 12 2004, опубл 20 01 2007, Бюл № 2 - 6 с

2 Пат №2291803 Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей / Боронахин А М, Гупалов В И, Филипеня НС - № 2004139139, заявл 23 12 2004, опубл 20 01 2007, Бюл № 2 - 6 с

3 Боронахин, АМ К вопросу о синтезе путеизмерительных комплексов нового поколения / А М Боронахин,, В И Гупалов, Н С Филипеня // Железные дороги мира - 2004 - №8 - С 44-52

4 Боронахин, АМ Бесхордовый инерциальный метод измерения неровностей в продольной вертикальной плоскости рельсовых нитей / А М Боронахин, В И Гупалов, Н С Филипеня // Навигация и управление движением материалы VI науч тех конф молодых ученых, г Санкт -Петербург, 12 - 14 марта 2004 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2005г - С 118-123

5 Филипеня, Н С Новые инерциальные методы измерения параметров рельсового пути /НС Филипеня, А М Боронахин, В И Гупалов // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (Известия государственного электротехнического университета), сер Приборостроение и информационные технологии -2005 — №1 -С 3-7

6 Филипеня, Н С Сравнительный анализ методов измерения параметров рельсового пути /НС Филипеня, А М Боронахин, В И Гупалов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета), сер Приборостроение и информационные технологии -2006 -№1 -С 21-29

7 Филипеня, Н С Инерциальные методы измерения параметров рельсового пути /НС Филипеня, А М Боронахин, В И Гупалов // Навигация и управление движением материалы VII науч тех конф молодых ученых, г Санкт - Петербург, 15-17 марта, 2005 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г - С 94-100

8 Анализ возможности использования микроакселерометров для определения просадок рельсовых нитей / НС Филипеня, А О Грунский, JIН Олейник, А Н Ткаченко // Навигация и управление движением материалы VII науч тех. конф молодых ученых, г Санкт - Петербург, 15 -17 марта, 2005 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г - С 100 -105

9 Анализ точностных характеристик инерциального измерительного модуля фирмы BOSCH /НС Филипеня, А О Грунский, Л Н Олейник, А Н Ткаченко // Навигация и управление движением материалы VII науч тех конф молодых ученых, г Санкт - Петербург, 15-17 марта, 2005 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г - С 33 -39

10 Боронахин, AM Анализ динамического воздействия путеизмерительного вагона при контроле параметров рельсовых нитей / А М Боронахин, В И Гупалов, Н С Филипеня // Навигация и управление движением материалы VIII науч тех. конф молодых ученых, г Санкт -Петербург, 14-16 марта 2006 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2007 г - С 238-244

11 Инерциальный измерительный модуль на микромеханических чувствительных элементах / AM Боронахин, Е Д Бохман, Н.С Филипеня А О Грунский, Д П Лукьянов // Навигация и управление движением материалы VIII науч тех конф молодых ученых, г Санкт - Петербург, 14 - 16 марта 2006 г - СПб ЦНИИ «Электроприбор», 2007 г - С 118124

Подписано в печать 24 09 07 Формат 60*84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ 97

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С -Петербург, ул Проф Попова, 5

Список сокращений

Введение

1. Обзор и анализ информационно-диагностических систем оценки состояния железнодорожного пути

1.1. Современные средства контроля железнодорожного пути

1.1.1. Состав и структура путеизмерительных вагонов (ПВ)

1.1.2. Элементная база инерциальных навигационных систем

1.1.3. Ручные средства диагностики

1.1.4. Земляное полотно и основные причины его деформаций

1.1.5. Средства диагностики подрельсового основания

1.1.6. Тенденции развития путеизмерительных средств

1.2. Основные параметры геометрии рельсового пути

1.3. Анализ традиционных методов измерения просадки и обоснование необходимости их совершенствования

1.4. Выводы, цели и задачи исследований

2. Инерциальные методы измерения параметров рельсового

2.1. Бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей

2.2. Анализ погрешностей бесхордового инерциального метода измерения просадки рельсовых нитей

2.3. Методы измерения жесткостей рельсовых нитей

2.3.1. Метод измерения ПВ вертикальной жесткости рельсовых нитей

2.3.2. Метод измерения ПВ поперечной (боковой) жесткости рельсовых нитей

2.4. Исследование динамического взаимодействия

ПВ и рельсового пути 64 2.4.1 .Выбор математической модели для анализа динамических процессов в рельсах

2.4.2. Математическая модель упругого рельсового пути

2.4.3. Результаты анализа метода измерения вертикальной жесткости рельсовых нитей

Выводы по главе

3. Анализ возможности использования инерциальных измерительных модулей (ИИМ) для оценки динамического взаимодействия ПВ и рельсового пути

3.1. Лабораторные испытания ИИМ

3.1.1. Описание ИИМ

3.1.2. Алгоритм обработки показаний ИИМ

3.1.3. Результаты лабораторных испытаний ИИМ

3.2. Результаты натурных испытаний ИИМ в составе ПВ

3.2.1. Описание специализированных ИИМ

3.2.2. Состав и структура интегрированной системы на базе ИИМ

3.2.3. Описание алгоритма оптимальной калмановской фильтрации

3.2.4. Результаты испытания ИИМ в стационарных условиях

3.2.5. Результаты испытания ИИМ в динамическом режиме 102 Выводы по главе

4. Нормирование результатов измерения геометрических параметров рельсового пути

4.1. Теоретические предпосылки нормирования результатов измерений геометрических параметров рельсового пути

4.2. Математическая модель динамического взаимодействия подвижной нагрузки и упругого пути

4.3. Анализ погрешности определения динамической составляющей неровности пути

4.4. Интегрированная система современного путеизмерительного комплекса

Выводы по главе

Актуальность проблемы. Железнодорожные аварии всегда имеют серьезные последствия, особенно когда речь идет о перевозках химикатов, нефтепродуктов и взрывоопасных грузов. Одной из причин крушений поездов являются своевременно необнаруженные и неустраненные дефекты пути.

Для поддержания в надлежащим состоянии ж.-д. пути службами путевого хозяйства регулярно проводится комплекс мероприятий, одной из составляющих которого является проверка пути с использованием различных средств диагностики и мониторинга. При контроле геометрии рельсового пути наиболее надежным остается использование путеизмерительных вагонов -лабораторий (ПВ).

Согласно инструкции ЦП-714 на сегодняшний день состояние отрезка пути определяется по его качественной оценке. Километр оценивается по количеству и степени обнаруженных на нём отступлений. В зависимости от количества отступлений 2-ой, 3-ей и 4-ой степеней километр характеризуется оценкой с четырьмя градациями: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».

Этот критерий оценивает отклонение пути от нормативного положения, не учитывая того, как будет двигаться состав по участку пути, т. е. его динамику.

Принятые в ПВ схемы измерения некоторых геометрических параметров пути помимо инструментальных погрешностей, как показал проведенный в работе анализ, характеризуются существенными методическими. Случайный характер динамической составляющей результатов измерения, полученных традиционными методами, приводит к низкой повторяемости, а следовательно, к уменьшению достоверности, исключающей сравнительный анализ реализаций. Поэтому для правильной интерпретации результатов контрольных проездов, записанных в условиях сложного динамического взаимодействия ПВ и рельсового пути, необходимо учитывать характер его движения.

Разработка новых методов, направленных на повышение эффективности и достоверности контроля технико-эксплуатационного состояния ж.-д. пути, а, следовательно, и безопасности движения поездов, очень актуальна, особенно в период развития в России высокоскоростных железнодорожных сообщений.

Целью работы является разработка методов и средств измерения параметров рельсового пути на основе современных инерциальных технологий и интегрированных систем.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

- разработать бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей;

- разработать методы измерения путеизмерительным вагоном вертикальной и боковой жесткостей рельсовых нитей;

- разработать математическую модель, описывающую зависимость динамической деформации пути от параметров движения ПВ;

- разработать принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса.

Методы исследования базируются на теории инерциальной навигации, теории оптимальной обработки информации, методах математического и имитационного моделирования.

Научная новизна:

- разработан бесхордовый инерциальный метод измерения просадки рельсовых нитей, учитывающий влияние характера движения кузова ПВ на результат измерения просадки;

- разработаны методы, позволяющие измерять путеизмерительным вагоном вертикальную и боковую жесткости рельсовых нитей;

- для реализации предложенных методов разработаны принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса с использованием микромеханических инерциальных измерительных модулей (НИМ).

Достоверность научных и практических результатов подтверждается:

- сравнением полученных результатов с имеющимися в литературе экспериментальными данными;

- прохождением экспертизы в Российском агентстве по патентам и товарным знакам и выдачей патентов на способы измерения ПВ вертикальной и боковой жесткостей рельсовых нитей;

- критическим обсуждением результатов работы на научно-технических конференциях.

Практическое значение работы:

- внедрение новых методов в путеизмерительный комплекс не требует дополнительной дорогостоящей технической переоснастки, а заключается в рациональной организации алгоритмов сбора и обработки измерительной информации от штатных измерительных устройств ПВ;

- результаты экспериментальных исследований разработанных НИМ в составе ПВ ЦНИИ-4 МД Октябрьской железной дороги показали целесообразность их интегрирования с датчиковой аппаратурой ПВ (инерциальной навигационной системой, системой датчиков линейных перемещений, одометром) для повышения достоверности контроля рельсового пути.

Вместе с тем, следует отметить, что в путеизмерительной практике не предусмотрено использование оценочного параметра, который бы давал информацию о жесткости рельсового пути (прочности или несущей способности). В отсутствии прямого метода измерения жесткости пути о его несущей способности сегодня можно судить лишь косвенно по параметрам, измеряемым ПВ. В работе обосновывается актуальность и необходимость оценивания боковой и вертикальной жесткостей рельсового пути наряду с другими параметрами, измеряемыми в процессе проезда ПВ, и предлагаются для этого методы и средства.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Бесхордовый инерциальный метод измерения просадок рельсовых нитей, учитывающий влияние характера движения кузова вагона на результат измерения просадки;

2. Метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном вертикальную жесткость рельсовых нитей;

3. Метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном боковую жесткость рельсовых нитей;

4. Математическая модель, описывающая зависимость динамической деформации пути от параметров движения ПВ;

5. Принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса, позволяющие реализовать предложенные методы измерения параметров пути.

Выводы по главе 4

1. Обращено внимание на предшествующие исследования, направленные на решение вопросов нормирования геометрических параметров рельсового пути.

2. Разработана математическая модель динамического взаимодействия подвижной нагрузки и упругого пути, что позволило получить зависимость динамических деформаций пути от параметров движения и в итоге перейти к нормированию результатов измерения.

3. Предложена модель интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса с использованием разработанных малогабаритных инерциальных измерительных модулей.

Заключение

Данная работа направлена на развитие методов и средств, позволяющих повысить эффективность и достоверность контроля технико-эксплуатационного состояния ж.-д. пути.

Алгоритмы, реализующие предложенные методы, основаны на более полном и эффективном использовании уже имеющихся в арсенале ПВ технических средств (БИНС, СДП, одометр) и специально разработанных микромеханических инерциальных измерительных модулей.

В диссертационной работе изложены следующие новые и практически значимые результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований:

1. Разработан и исследован бесхордовый инерциальный метод измерения путеизмерительным вагоном просадок рельсовых нитей. По сравнению с традиционным методом, основанным лишь на использовании информации датчиков БК, здесь также используется информация об угловом и линейном движении кузова, вырабатываемая БИНС. Результаты постобработки данных ПВ показали эффективность предложенного метода.

2. Разработан метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном вертикальную жесткость рельсового пути и проведено имитационное моделирование.

3. Разработан метод, позволяющий измерять путеизмерительным вагоном боковую жесткость рельсового пути и даны рекомендации по выбору датчиков, для измерения рамных сил.

4. Разработана математическая модель, характеризующая зависимость динамических деформаций пути от параметров движения.

5. Разработаны принципы построения интегрированной системы современного путеизмерительного комплекса, позволяющие реализовать предложенные новые методы.

Разработанные методы измерения путеизмерительным вагоном вертикальной и боковой жесткостей рельсового пути прошли экспертизу в Российском агентстве по патентам и товарным знакам и запатентованы.

Таким образом, научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих путеизмерительных комплексов на отечественных и зарубежных железных дорогах.

136

1. Куприянов Н. В. Рождение путеизмерителя. //Путь и путевое хозяйство. -2004.-№5. www.rzd.ru

2. Кулябко A.M. О путеизмерительных вагонах. //Путь и путевое хозяйство- 2003 .-№6. www.rzd.ru

3. Официальный интернетсайт НПЦ Инфотранс. http://www.infotrans-logistic.ru

4. Стратегия развития путевого комплекса российских железных дорог// Международное информационно-аналитическое обозрение Евразия Вести.- 2003. № 9. - http://www.eav.ru/

5. ЗАО "Промышленно-инновационная компания Прогресс" www.pikprogress.ru

6. Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4. Техническое описание. ЕИМН.663511.001 ТО. -М., 1996.

7. Технические указания по определениюи использованию характеристик устройства и состояния пути, получаемых вагонами путеобследовательскими станциями ЦНИИ-4. (ЦПТ 55/15). / Департамента пути и сооружений МПС России.-М., 2003.-100 с.

8. Гупалов В.И., Мочалов A.B., Боронахин A.M. Инерциальные методы и средства определения параметров движения объектов и свойств рельсового пути: Учеб. Пособие СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.- 144с.

9. Matthias Roesch. Moderne Gleismessfahrzeuge fuer den Nachweis der qualitaetsgerechten Bauausführung. EI Eisenbahningenieur - 2003. - № 9. S. 48 -53.

10. Hans-Joerg Hoehberger, Martin Rechel und Heinz-Herbert Zueck. Die Oberbau-Messwagen-Einheit Neuer Standard fuer die Gleismesstechnik// Gleismesstechnik, 41, H.6-Juni, 1992, S. 405-411

11. Мочалов A.B. Инерциальные методы и средства динамических измерений параметров движения и деформаций объектов: Дис. на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.11.03/ СПбГЭТУ «ЛЭТИ». СПб, 2002. - 298 с.

12. М. Rechel, J. Schmeister, A.M. Boronachin, A.V. Mochalov. Integrated System for Navigation on Railway Tracks// Proceedings on Symposium Gyro Technology, Stuttgart, Germany, 19 -20 Sept. 2001. - P.17.0-17.18.

13. Корпорация Deutsche Plasser. http://www.deutscheplasser.de/

14. Путеизмерительный вагон EM 250. / Железные дороги мира. 2005.-№8. www.css-mps.ru

15. Новая путеизмерительная система POS TG. Официальный сайт компании «Applanix» http://www.applanix.ru/page.php?id=93

16. В. Lichtberger. Die neue Generation von Multifunktionsmessfahrzeugen./ EI -Eisenbahningenieur. 2003. -№3. S. 26-32

17. Лукьянов Д.П., Мочалов A.B., Одинцов A.A., Вайсгант И.Б. Инерциальные навигационные системы морских объектов. -Л.: Судостроение, 1989. 184 с.

18. Лукьянов Д.П., Мочалов A.B., Филатов Ю.В. Лазерные инерциальные системы: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ, 1995. -157с.

19. Мартыненко Ю. Г. Тенденции развития современной гироскопии. Соросовский образовательный журнал. 1997—№11. С. 120 - 127.

20. Лукьянов Д.П. Лазерные и волоконно оптические гироскопы: состояние и тенденции развития./ Гироскопия и навигация. - 1998.-№4. С. 20 - 46.

21. Лукьянов Д.П. Микромеханические акселерометры и микросенсоры на ПАВ: Учеб. Пособие СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005. - 89 с.

22. Gupalov V. I., Mochalov А. V., Boronachin А. М. Application of a ring laser for measurement of the track geometrical parameters/ Proc. SPIE №4316, 13 -20,2000.

23. Гупалов В.И., Мочалов A.B., Боронахин A.M. Аналитические гировертикали усеченного состава// "Гироскопия и навигация", № 2 (33), 2001, с. 25-36.

24. Gupalov V.I., Mochalov A.V., Boronachin A.M. The method of the ring laser correction for the measurement of an object angular moving./Proc. SPIE №4680,2001.

25. Официальный интертнетсайт группы компаний «ТВЕМА».-www.tvema.ru

26. IVR Ingenieur- und Vermessungsbuero Ruzicka GmbH / http://www.ivr-gmbh.de/

27. Полевиченко А.Г. Деформации земляного полотна, меры предупреждения и способы ликвидации: Конспект лекций. Хабаровска ДВГУПС, 1999. -29 с.

28. ЗЬШахунянц Г.М. Железнодорожный путь: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 479 с.

29. Фришман М.А., Хохлов И.Н., Титов В.П. Земляное полотно железных дорог: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1972. - 288 с.

30. Niessen. J. GeoRail. // Eisenbahningenieur. 2000. - № 6. - S. 58 - 59. -http://www.eurailpress.com/

31. Путеизмерительные системы на железных дорогах Северной Америки. // Железные дороги мира. 2005-№9 - www.css-mps.ru

32. Научно-производственная фирма «Спецмаш» http://www.rucompany.ru/

33. Бортовая система мониторинга пути. / Железные дороги мира. 2003-№5 - www.css-mps.ru

34. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути: ЦП-774// МПС РФ.-М., 2000.-224 с.

35. Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ -2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов: ЦП 515// МПС РФ. -М., 1997.-34 с.

36. Полоса отчуждения и рельсовый путь// Энциклопедия «Кругосвет». -http://krugosvet.ru/

37. Мишин В. В. Вероятностно-статистический анализ перекоса и просадок рельсовой колеи // Вестник ВНИИЖТ. 2004. № 4. С. 3 8.

38. Боронахин А. М., Гупалов В. И., Филипеня Н. С. Сравнительный анализ методов измерения параметров рельсового пути. // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», серия «Приборостроение и информационные технологии». -СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006. №1. - С. 40-48.

39. Лысюк B.C., Сазанов В.Н., Башкатова Л.В. Прочный и надежный железнодорожный путь.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 589 с.

40. К вопросу о синтезе путеизмерительных комплексов нового поколения. Боронахин A.M., Гупалов В.И., Филипеня Н.С. / Железные дороги мира. -2004, №8. С. 44-48.

41. Казанцев A.B. Разработка инерциальных методов измерения параметров рельсового пути: Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.11.03/ СПбГЭТУ «ЛЭТИ». СПб, 2005. - 126 с.

42. Каменский В.Б. Оценка геометрических параметров пути методами математической статистики. / Наука и техника транспорта. 2004, №3. С. 6-13.

43. Вериго М.Ф., Коган А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. / Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986.

44. Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей: патент РФ №229803/ / A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, Н.С. Филипеня. Бюл. № 2 от 20.01.2007.

45. Способ измерения путеизмерительным вагоном боковых (поперечных) жесткостей рельсовых нитей: патент РФ № 2291804 / A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, Н.С. Филипеня. -. Бюл. № 2 от 20.01.2007.

46. Коган А. Я. Некоторые особенности воздействия на путь подвижной нагрузки. /Вестник ВНИИЖТ. 2005. - №3.

47. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т.2. Более сложные вопросы теории и задачи. М.: Наука, 1965.- 480с.

48. Боронахин A.M., Гупалов В.И., Филипеня Н.С. Анализ метода измерения вертикальной жесткости рельсовых нитей. / Материалы VIII конференциимолодых ученых "Навигация и управление движением" 13-15 марта 2006г. ЦНИИ "Электроприбор", С.118-124

49. Naser El-Sheimy, Eun-Hwan Shin, Xiaoji Niu. Kalman-filter face-off. Extended vs. Unscented Kaiman Filters for Integrated GPS and MEMS Inertial/ Inside GNSS, vol.1 № 2, 2006, p.p. 48 54., www.insidegnss.com

50. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов/ О.Н. Анучин, Г.И. Емельянцев/ Под общей ред. чл.-кор. РАН В.Г. Пешехонова, С-Пб., 1999. -357с.

51. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле/Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1985.- 472 с.

52. Вершинский С.Б., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. Динамика вагона/Под ред. С.В.Вертинского. -М.: Транспорт, 1991, 360 с.

53. Вагон лаборатория нового покаления для испытаний контактной сети. / В.П. Герасимов, А. В. Пешин и др. // Железные дороги мира. - 1998. -№12.,С. 13-21.

54. Боронахин A.M. Инерциальные методы и средства измерений геометрических параметров рельсового пути: Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.11.03/ СПбГЭТУ «ЛЭТИ». СПб, 2002. - 160 с.

55. Боронахин A.M., Мочалов A.B. Навигация на рельсовом пути// Сб. докладов II НТК молодых ученых «Навигация и управление движением», СПб., 28-30 марта 2000 г. СПб., - С.251-258.

56. Боронахин A.M. Результаты экспериментальных исследований системы навигации на рельсовом пути// Сб. докладов III НТК молодых ученых «Навигация и управление движением», СПб., 2001 г. СПб., -С.206-213.