автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Синтез системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог

На правах рукописи

АЮПОВ Роман Шамильевич

СИНТЕЗ СИСТЕМЫ ПРОПУСКА ОБРАТНОГО ТЯГОВОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ """""

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2009

003473005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)») на кафедре «Автоматика и телемеханика».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент ЛУНЕВ Сергей Александрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор МАСЛОВ Геннадий Петрович;

кандидат технических наук ТЭТТЭР Владимир Юрьевич.

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения».

Защита диссертации состоится 24 июня 2009 г. в 1422 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.178.03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет» по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан 22 мая 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета ДМ 212.178.03.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

доцент

А.Н. Кириченко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Согласно основным направлениям научно-технического развития железнодорожного транспорта приоритетными являются вопросы выбора и построения рациональных схем электроснабжения, взаимоотношений энергосистемы и потребителей. Это обусловлено тем, что неэффективное функционирование, нарушение безопасности и надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог, непосредственно влияет на бесперебойную работу транспортного конвейера.

Объектом исследования в диссертационной работе является электротехнический комплекс тягового электроснабжения, в первую очередь электрическая система пропуска тока от железнодорожных потребителей на тяговую подстанцию. В качестве обратного провода для пропуска тяговых токов в электротехническом комплексе железнодорожного электроснабжения используется система таких электрически объединенных последовательно и параллельно элементов как ходовые рельсы, междроссельные и дроссельные перемычки, дроссель-трансформаторы, стыковые тяговые соединители, междупутные и междурельсовые перемычки, отсасывающие фидеры тяговых подстанций. В связи с этим требуется осуществление целого комплекса технических, организационных и технологических мероприятий, направленных на обеспечение безотказной и эффективной работы смежных устройств, использующих в своей структуре компоненты данной системы при условии обеспечения их электромагнитной совместимости с учетом влияния дестабилизирующих факторов. От выбора строго нормируемых параметров системы пропуска обратного тягового тока зависит качество функционирювания электротехнического комплекса электроснабжения железных дорог.

Для решения этой задачи в диссертации предлагается формализовать процесс синтеза электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения посредством рационального размещения элементов данной системы путем выбора такого их месторасположения и количества, которое обеспечивает ее наименьшее сопротивление при соблюдении установленных нормативных требований. При этом осуществлять непрерывный контроль технического состояния компонентов данной системы для устранения постепенных и внезапных отказов ее элементов и, как следствие, обеспечить повышение эффективности ее функционирования.

Зависимость сопротивления электрической системы пропуска обратных токов в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог от факторов, которые определяются конкретными условиями эксплуатации, делают результаты электрических измерений единственным достоверным

источником информации о ее техническом состоянии. Непрерывный контроль параметров и показателей данной системы, комплексное решение задачи поиска неисправности ее элементов с переходом на предупредительно-восстановительную систему обслуживания напольных устройств являются теоретической и практической основой исследований, проводимых при подготовке настоящей диссертационной работы.

Значительный вклад в развитие теории и комплексного решения проблемы энергосбережения, создания и развития более совершенных, надежных систем и устройств электроснабжения железнодорожного транспорта внесли В.Д. Авилов, М.П. Бадер, Б.Е. Дынькин, В.Н. Зажирко, A.B. Котельников, В.Б. Леушин, Г.С. Магай, P.P. Мамошин, Г.П. Маслов, В.Н. Пупынин, Е.М. Тарасов, Е.П. Фигурнов, В.В. Харламов, В.Т. Черемисин и многие другие.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности и безопасности функционирования электротехнического комплекса тягового электроснабжения железных дорог путем выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока и использования методики определения ее текущего технического состояния.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Предложить принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, обеспечивающей ее наименьшее сопротивление.

2. Разработать эффективные алгоритмы синтеза, анализа и представления в виде графа электрических систем пропуска обратного тягового тока и на основе полученных алгоритмов создать специализированную систему автоматизированного синтеза и анализа данных систем.

3. Разработать алгоритмы и методы непрерывного контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог в условиях эксплуатации и воздействия дестабилизирующих факторов.

4. Провести экспериментальные исследования по определению эффективности применения предложенных алгоритмов и методов.

5. Выполнить оценку экономической эффективности использования разработанных алгоритмов и методов в системах контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока.

Методы исследования. Теоретико-методологической основой диссертационного исследования явились научные труды отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме, специалистов по многофакторному системному анализу и синтезу электротехнических комплексов тягового электроснабжения.

В настоящей диссертации использовались принципы системного автоматизированного анализа и синтеза с применением математического аппарата основанного на теории графов и теории симметрических многочленов, позволяющие создать «удобные» алгоритмы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, ос7 ноЕные положения теории функций комплексных переменных и теории электрических цепей при моделировании и определении параметров рельсового четырехполюсника (ЧП), система Ма1:1аЬ, как средство автоматизации расчетов и построения номограмм.

Научная новизна работы заключается в следующем: предложены принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог, обеспечивающие получение ее минимального сопротивления обратным токам тягового электроснабжения при установленных нормативных требованиях,

разработаны эффективные алгоритмы проверки правильности синтеза электрических систем пропуска обратного тягового тока с применением математического аппарата на основе теории графов и теории симметрических- многочленов и алгоритмы получения графического изображения данных систем с помощью методов, основанных на поуровневом размещении и использующих «энергетическую» модель,

найдены области общих решений, на основании которых построены базы номографических образов, позволяющие определять по соответствующим областям сопротивление электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог в текущий момент времени, выполнять анализ и контроль предотказной ситуации и изменения технического состояния данной системы,

создан метод, позволяющий определять места продольных неисправностей с точностью до 40 м и погрешностью не более 10 % на основе разработанного классификатора технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретическими исследованиями, математическим моделированием и подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведенных на действующем электрифицированном участке Западно-Сибирской железной дороги.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем: предложенные методы позволяют снизить сопротивление электрической

системы как проводника обратного тягового тока на электрифицированных железных дорогах на основе принципов выбора и построения рациональной конфигурации данной системы при установленных нормативных требованиях,

разработанная система автоматизированного синтеза и анализа электрических систем пропуска обратного тягового тока позволяет подготовить технические решения, повысить производительность труда и сократить сроки внесения изменений в данные системы при капитальном ремонте или реконструкции путевого развития,

применение разработанных алгоритмов и методов непрерывного контроля и прогнозирования технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока позволяет выявлять возникновение неисправностей данной системы с точностью до 40 м и погрешностью не более 10 %.

Реализация результатов работы. Проверка адекватности разработанных алгоритмов и методов выбора и построения рациональной конфигурации электрических систем пропуска обратного тягового тока проводилась в условиях эксплуатации на Западно-Сибирской железной дороге в рамках участия и выполнения соответствующей научно-исследовательской работы «Анализ схем канализации обратного тягового тока на станциях Омского отделения», выполненной по заказу Западно-Сибирской железной дороги - филиала ОАО «РЖД».

Автоматизированная система синтеза и анализа «АСКОТТ» прошла апробацию на Западно-Сибирской, Забайкальской и Красноярской железных дорогах, используется в учебном процессе и при проведении научных исследований. Использование материалов диссертационной работы на Омском отделении Западно-Сибирской железной дороги подтверждено актом внедрения.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались на XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томский политехнический университет, Томск, 2008), международной научно-технической конференции «Наука, инновации, образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (Екатеринбург, 2006), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2008), научно-техническом семинаре ОмГУПСа (Омск, 2009) и на семинарах кафедры «Автоматика и телемеханика» ОмГУПСа (Омск, 2005 - 2008).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано десять научных работ, в том числе три статьи из списка изданий, определенных ВАК Минобрнауки России, один патент на полезную модель и одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка. Основной текст работы изложен на 142 листах машинописного текста, содержит четыре таблицы, 43 рисунка, библиографический список из 125 источников приведен на 9 страницах. Общий объем работы составляет 165 страниц машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи теоретических и практических исследований, намечены пути их реализации, определены научная новизна и практическая ценность результатов диссертационной работы.

В первом разделе рассматриваются особенности функционирования электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог (рис. 1).

В процессе эксплуатации на работу данной системы влияют дестабилизирующие факторы, к которым можно отнести действие электроподвижного состава, тягового тока и окружающей среды, изменение ее конфигурации. Следовательно, данная электрическая система не является стационарной, одним из основных условий обеспечения нормальной работы которой является сохранение механических и электрических характеристик в рамках нормативных значений, что требует непрерывного контроля ее технического состояния для поиска и своевременного устранения постепенных и фиксации внезапных отказов ее элементов.

Во втором разделе для синтеза электрической системы пропуска обратного тягового тока предлагается на основе применения теории графов и теории симметрических многочленов заполнять матрицу смежности и составлять соот-

Для оптимизации алгоритмов выбора и построения электрических систем пропуска обратного тягового тока получено выражение (1), при исследовании которого составлены граничные условия, однозначно определяющие минимально допустимое сопротивление эквивалентных замкнутых контуров, образующих структуру данных систем, что позволяет сократить количество итераций, и, как следствие, рациональнее использовать вычислительные ресурсы.

ветствующий ей граф (рис. 2).

Рис. 2. Изображение сложного графа с параллельным соединением к ветвей

Тяговая подстанция

железных дорог

Эквивалентное количество вершин в контуре определяется выражением:

"с,„="о+ —. (1)

к __

где сг._, =2«, -пг - ...-п, •«, - симметрический многочлен от к-1 пере-

ы

меншлх,

ак - - симметрический многочлен от к переменных;

м

к - количество параллельных ветвей.

Граничное условие, однозначно определяющее рациональную конфигурацию эквивалентного замкнутого контура, позволяющее получить минимальную оценку значений эквивалентного количества вершин параллельного соединения к ветвей, входящих в данный контур:

^ п\

"-Н- (2)

Граничное условие, однозначно определяющее нерациональную конфигурацию эквивалентного замкнутого контура, позволяющее получить максимальную оценку значений эквивалентного количества вершин параллельного соединения к ветвей, входящих в данный контур:

(3)

Проведено доказательство неравенства (3) методом математической индукции. База индукции доказана для количества переменных равных 2. Доказательство шага индукции проведено для значений к+1.

На основании полученных неравенств разработаны эффективные алгоритмы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока для минимально допустимого сопротивления, оказываемого данной системой тяговому току с любым количеством параллельных ветвей.

Визуализация сложных концептуальных структур является ключевой компонентой в разработанной системе автоматизированного синтеза и анализа.

В диссертационной работе рассматриваются методы, позволяющие получить качественные алгоритмы графического представления электрических систем пропуска обратного тягового тока любой сложности.

Метод поуровнееого изображения, состоящий из трех последовательно применя гощихся шагов:

1) распределение вершин по уровням;

2) определение порядка вершин на уровне, при этом координата вершины \еЬ2 определяется как среднее арифметическое координат всех ее связей с уровня ¿7:

где Ы{и)=

3) определение координат вершин на уровне:

(4)

) - ) = —(Ж)-уЬ>> ))•

(5)

Метод, использующий «энергетическую» модель.

При нахождении изображения граф рассматривается как система тел с силами, взаимодействующими между телами:

Х.-Х.

р,(р)= I Л,,,-О-

к{1)

См»" {¿м)

(6)

где 1и, к^, , - параметры, которые не зависят от позиции вершины на плоскости и интерпретируются следующим образом:

/„ - естественная (с нулевой энергией) длина «пружины» между р и

- коэффициент жесткости (упругости) «пружины» между р и ц. Чем больше он, тем сильнее «пружина» стремится установить расстояние между р и q, равным /„.

- коэффициент силы отталкивания между р и я.

Системная архитектура представляет собой модель информационных потоков и в настоящей диссертационной работе иллюстрирует ортогональный подход при разработке программного средства «Автоматизированная система анализа схем канализации „ _

обратного тягового то- РиС" 3" ЛСиСтеМная архитектура программного

✓ „ средства «Автоматизированная система анализа схем

ка)> (рис. I■

канализации обратного тягового тока» В третьем раздел диссертационной работы разрабатывается классификатор технического состояния электрической системы пропуска обратного тяго-

вого тока, обеспечивающий выдачу рекомендаций предупредительно-восстановительного характера по результатам непрерывного контроля технического состояния элементов данной системы.

Обходная цепь

.ску!, гв-1/1 _£в_

Исследуемый рельсовый четырехполюсник

А™

Г Ь

Врп

— ■¿/¡Я сЬу1х

Орп

При моделировании рельсовой линии как элемента электрической системы пропуска тягового тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения с учетом обходной цепи (рис. 4) математическое описание представлено матрицами передачи (А-параметры) и проводимости

Рис. 4. Схема замещения рельсовой линии с учетом обходной цепи (У-параметры), соответствующим классической теории ЧП.

С учетом изложенного схему замещения рельсовой линии можно представить, как множество каскадио включенных ЧП, а обходную цепь, которая в соответствии с нормативными указаниями представляет обходной замкнутый контур, как параллельно подключенный ЧП.

У классического математического матричного аппарата, используемого в теории рельсовых ЧП существуют следующие недостатки: отсутствие геометрической наглядности и широты исследования области изменения входных параметров рельсовой линии; сложность получения точных результатов с определением области погрешностей значений вычисляемых параметров как функций комплексных переменных при известной погрешности измерений критических значений, данные медлительность и ошибочность приобретают наивысший приоритет при оперативном реагировании на аварийную или предотказную ситуацию, особенно при больших объемах вычислений, в системах контроля и управления.

Для решения поставленных в диссертационной работе задач предложен более удобный математический аппарат, эквивалентный матричному, - аппарат конформных отображений, базирующийся на простейших функциях с весьма простыми и наглядными законами, который свободен от перечисленных недостатков, присущих классическому матричному аппарату.

В качестве нагрузки рельсового ЧП рассматривается область всевозможных значений с неотрицательной действительной частью комплексного сопротивления, представляющая правую полуплоскость комплексной плоскости. В результате конформного преобразования правой полуплоскости получаем мно-

; Яе(2)

жество значений входного сопротивления, имеющих форму окружности или полуплоскости, лежащую в правой полуплоскости. Отображение множества выходных параметров рельсового ЧП 2 на множество входных IV выполняется

с использованием дроб- !гп(уу> ,,--".......й""---.. _

но-линейного преобра- " зования.

Область общих решений данного преоб- 0 разования представлена на рис. 5 и на рис. 6. Используя аппарат кон- 00

формных отображений, рис< 5_ Номограмма входного сопротивления редьсово-можно вычислить образы соответствующих окружностей.

Прямым Яе(Я -г) = а, не проходящутм через точку г = -П/С

го ЧП при дробно-линейном преобразовании правой полуплоскости, представленной сеткой значений

а*-Яе Л

С

, соответствуют окружности 1га - = р

С центрами в точках

и радиусами

Р =

2-а ■ А-С + А- Р - Л + В-С-Л 2 • а • |С|г + 2 ■ Ке(с ■£)■ Я')

(А-Р-В ■€)■?,

А

--0„

С 0 2 -а

(7)

(8)

где

Л, а - коэффициенты прямой; С,Б,Л - сопряженные комплексные величины. Координаты центров и ра-

диусы отображаемого семейства описанных окружностей определяются на ос-

|т(УУ)

00 1уцу''

1т(г)

Ке(г)

-л V '

новании полу- Рис. б. Номограмма входного сопротивления рельсового ЧП ченных коорди- При дробно-линейном преобразовании правой лолугоюско-нат трех точек ста, представленной множеством окружностей и лучей

(10)

на комплексной плоскости ^ ), 1хп(й^,)), ?Г2(Ке(^2),1т(Ж2)) и

И^ДКе^з),!!!^^)) из множества входных параметров рельсового ЧП:

А-а-т + В „ А-а + В А-а-{-]) + В

Ж.=---,!¥,=---, (9)

' С-а- /+ £> 2 С-а + О ' С-сс-(-])+В

где а - коэффициент, задающий радиус отображаемой окружности. Определена и решена соответствующая система уравнений: (А, ■х + В1 -у = С,\ \Л2-х + В2.у = С7, где коэффициенты А¡, Аз, В¡, В2, С/ и С2 соответственно равны:

А, = )- ), В, = 1т(Ж2)- 1т(ГГ,), (11)

_ (ЯеЩ2 -МГУ,)2 -1т(1Г,)2 +1т(1У2У)_ Л2 =Ке(^)-Ке(Г,), В2 (13)

^ = М^У -М^У -Ц^У+ЦУ,)^ (14)

Тогда координаты центра окружности

_С,-В2-С2-В, АгС2-А2-С, У ~ Л . О _ л . п ■

агв2-а2-в, агв2-а2-в,

радиус

л = Об)

Размер и место нахождения отображаемой области полностью зависят от параметров рельсовой линии. Первый метод интерпретации дробно-линейного преобразования удобно использовать, когда выходное комплексное сопротивление задается действительной и мнимой частью (Хвьк =Ке(2Ш/Г)+ ;'1т(2шл.)). Второй метод более нагляден, когда выходное комплексное сопротивление задается модулем и фазой (т,вш =

Коэффициенты рельсового ЧП в случае обрыва электрической системы пропуска обратного тягового тока, т. е. при внесении продольного сопротивления, определяются для случая обрыва в критическом месте и при критическом сопротивлении изоляции. Интерполяция дискретных значений функции от нескольких переменных представлена на рис. 7. Поиск критического сопротивления изоляции и критического места обрыва осуществляется по специальному алгоритму с использованием системы МаНаЬ.

В алгоритме реализован комплексный поиск сразу по нескольким зависимостям: от величины сопротивления изоляции, величины вносимого сопротивления, расстояния до места обрыва.

Каждый слой полученной многослойной поверхности определяется соответствующим значением сопротивления изоляции.

В результате конформного преобразования правой полуплоскости получены области общих решений для рельсовой линии в случае обрыва электрической системы пропуска

Рис. 7. Графическая интерпретация численного метода поиска критического места обрыва

обратного тягового тока (рис. 8). Как видно из номограммы область решений ограничена областью с исправной электрической системой пропуска обратного тягового тока и движением области в случае ее обрыва для зависимости от значений вносимого сопротивления и значений сопротивления обходной цепи.

Применительно к методам исследования технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока построение номограмм методом конформных отображений позволяет исследовать движение и изменение области входных сопротивлений при изменении сопротивления изоляции, сопротивления элементов 1т{г\ рельсовой линии, длины рельсовой линии и т. д.

Предлагаемый классификатор технического состояния электрической системы пропуска обратных тяговых токов в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог (рис. 9) состоит из блока коммутации, на входы которого подаются измеренные данные, напряжение и ток на входе, и напряжение на выходе от каждого рельсового ЧП. Затем данная информация поступает в блок предварительной обработки централизо-

/ щ \\

'СМ/ / ^вн

гт

М2вх)-"

Рис. 8. Номограмма входного сопротивления области общих решений в случае обрыва рельсовой линии при изменении величины вносимого сопротивления с учетом обходной цепи

ванный или распределенный в зависимости от типа исследуемых объектов диагностирования, для преобразования в цифровую форму первичных информативных признаков. В номографическом препроцессоре на основе первичных информативных признаков определяются А-параметры рельсового ЧП и, с использованием номографических образов области общих решений, формируется результат о техническом состоянии каждого объекта диагностирования, наличии предотказных ситуаций, величине сопротивления электрической схемы.

Основным преимуществом математического аппарата конформных отображений является его универсальность к виду объектов диагностирования, а также наглядное номографическое представление изменения состояния рельсовых ЧП в конкретный момент времени. В качестве критерия дискретности измерения рассматривается единичный, настраиваемый пользователем, интервал времени, для осуществления поиска постепенных отказов. В качестве дополнительного критерия вводится реакция системы на внезапный отказ с целью отслеживать его появление с интервалом времени надежного срабатывания путевого приемника. Для осуществления непрерывного диагностирования технического состояния каждой объекта, необходимо иметь, как минимум, три информационных буфера: один для обслуживания процесса поиска постепенных отказов и два для обслуживания процесса поиска внезапных отказов.

В четвертой разделе представлены результаты экспериментальных исследований алгоритмов и модулей классификатора технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог и автоматизированной системы синтеза и анализа данной системы.

Обработка полученных результатов показала адекватность теоретических исследований и целесообразность использования разработанной математической модели.

На рис. 10 приведена область номографических решений, совмещенная с экспериментальными данными на основании измеренных величин работы рельсовой линии (как функциональной части рельсовой цепи 308/310П) станции Иртышское Западно-Сибирской железной дороги.

При внедрении классификатора технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока, а также при внедрении программного средства «Автоматизированная система анализа схем канализации обратного тягового тока» для выявления нарушений нормативных требований в электрических системах пропуска обратного тягового тока при проектировании, капитальном ремонте и реконструкции станций экономический эффект достигается за счет снижения простоев поездов; уменьшения среднего времени

Рис. 9. Структурная схема классификатора технического состояния электротеской системы пропуска тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог

поиска и устранения неисправностей; сокращения убытков от отправленных с нарушением графика поездов; внедрения модулей автоматизированного синтеза и анализа, существенно повышающих производительность, культуру труда при анализе данных систем и качество проектной продукции; комплексного уменьшения затрат на разработку проектной документации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложены принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, обеспечивающие получение минимального сопротивления и повышения эффективности данной системы в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог, как постоянного, так и переменного тока, заключающиеся в выборе места установки и количества междупутных, и между рельсовых перемычек в соответствии с существующими нормативными требованиями.

2. Разработаны эффективные алгоритмы проверки правильности составления электрических систем пропуска обратного тягового тока с применением математического аппарата на основе теории графов и теории симметрических многочленов и алгоритмы получения графического изображения данных систем с помощью методов, основанных на поуровневом размещении и использующих «энергетическую» модель, создано алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированного синтеза и анализа данных систем, имеющее свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

3. Создан метод, позволяющий определять места продольных неисправностей с точностью до 40 м на основе разработанного классификатора технического состояния электрических систем пропуска обратного тягового тока с возможностью доставки информации с перегона для классических систем с использованием высокоскоростных модемов, а также базы номографических образов, отражающих техническое состояние и позволяющих определять по соот-

1ш(гЕ

0,055

.¡Ом

0.045

0,040 х)

0,035 0,030

2 г /

ч

л 1

0,6

0,8 1,0 Ч2вх)-

1,4

Рис. 10. Совмещенные расчетные (кривая 1) и

экспериментальные (кривая 2) данные для исследуемой рельсовой линии станции Иртышское Западно-Сибирской железной дороги

ветствующим областям их сопротивление в текущий момент времени, выполнять анализ предотказной ситуации и изменения технического состояния данных систем.

4. Проведены экспериментальные исследования по эффективности применения и практическое обоснование достоверности разработанных методов и алгоритмов непрерывного контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения на действующем электрифицированном участке с различными системами тока Западно-Сибирской железной дороги, обработка полученных результатов показала адекватность теоретических исследований и целесообразность использования разработанной математической модели, применение разработанных алгоритмов и методов непрерывного контроля и прогнозирования технического состояния позволяет выявлять возникновение обрыва данных систем с погрешностью не более 10 %.

5. Выполнен расчет экономической эффективности внедрения классификаторов технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока, использующих упрощенную математическую модель, и системы автоматизированного синтеза и анализа, срок окупаемости затрат при внедрении на станциях Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги составит 1,5 года, чистый дисконтированный доход за десять лет составит 1,4 млн. р.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Лунев С.А. Применение теории графов для автоматизации процесса анализа схем канализации обратного тягового тока / С. А. Лунев, Р.Ш. А ю п о в и др. // Вестник РГУПС. Ростов-на-Дону, 2008. № 4. С. 77 - 84.

2. Л у н е в С.А. Мониторинг динамических параметров обратной тяговой рельсовой сети / С.А. Лунев, С.С. Серо штанов, Р.Ш. А ю п о в // Транспорт Урала. Екатеринбург, 2008. № 4 (19). С. 74 - 76.

3. Аюпов Р.Ш. Непрерывный контроль технического состояния рельсовых цепей / Р.Ш. Аюпов, С.С. Сероштанов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 2008. № 2. С. 289 - 291.

4. Аюпов Р.Ш. Автоматизация и разработка алгоритмов анализа схем канализации обратного тягового тока / Р.Ш. Аюпов // Современные техника и технологии: Сб. тр. XIV междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Изд-во Томский политехи, ун-т. Томск, 2008. Т. 2. С. 236,237.

5. А ю п о в Р.Ш. Разработка принципов построения системы автоматизированного анализа схем канализации обратного тягового тока / Р.Ш. А ю п о в, С.С. Сероштанов // Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путец сообщения. Омск, 2008. С. 78 -82.

6. А ю п о в Р.Ш. Методы автоматической генерации изображений графов схем канализации обратного тягового тока / Р.Ш. А ю п о в // Совершенствование, разработка и диагностика устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи в системах регулирования движения поездов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 31 - 34.

7. Аюпов Р.Ш. Анализ рельсовых цепей с использованием аппарата конформных отображений в системе Matlab / Р.Ш. Аюпов // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: Сб. науч. статей аспирантов и студентов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. Выпуск 8. С. 7 -13.

8. А ю п о в Р.Ш. Автоматизация проверки выполнения нормативных требований в схемах канализации обратного тягового тока / Р.Ш. Аюпов, С.А.Лунев и др. // Наука, инновации, образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России: Материалы междунар. науч.-техн. конф. / Екатеринбургский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2006. С. 90,91.

9. Автоматизированная система анализа схем канализации обратного тягового тока (АСКОТТ) / С.А. Лунев, Р.Ш. Аюпов и др. // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии инте1ральных микросхем // Официальный бюллетень Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. М., 2008. №1. рег. № 2008611183 (06.03.2008).

10. Пат. 78580 РФ, МПК G 01 R 17/02. Устройство непрерывного контроля технического состояния рельсовых цепей / С.А. Лунев, Р.Ш. Аюпов, С.С. Сероштанов, М.М.Соколов, И.А. К о лесников (РФ). №2008131276/22; Заявлено 29.07.2008; Опубл. 27.11.2008. Бюл. № 33.

Типография ОмГУПСа. 2009. Тираж 100 экз. Заказ 376. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Введение.

1 Особенности работы электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог.

1.1 Условия работы электрической системы пропуска обратного тягового тока.

1.2 Анализ исследований электрической системы пропуска обратного тягового тока.

1.3 Средства непрерывного контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока.

1.4 Пути совершенствования электрической системы пропуска обратного тягового тока.

2 Влияние конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока на ее сопротивление токам электротехнического комплекса электроснабжения железных дорог.

2.1 Сопротивление электрической системы пропуска обратного тягового тока электрифицированного участка железной дороги постоянного тока.

2.2 Разработка алгоритмов синтеза и анализа конфигурации системы пропуска обратного тягового тока для получения ее минимального сопротивления.

2.3 Разработка алгоритмов графического изображения конфигурации системы пропуска обратного тягового тока.

2.4 Разработка автоматизированной системы анализа с последующим синтезом системы пропуска обратного тягового тока.

3 Непрерывный контроль технического состояния системы пропуска обратного тягового тока.

3.1 Разработка математической модели рельсовой линии с учетом обходной цепи.

3.2 Расчет первичных и вторичных параметров моделируемой рельсовой линии.

3.3 Определение коэффициентов матрицы передачи моделируемой рельсовой линии с учетом обходной цепи.

3.4 Анализ математической модели с использованием аппарата конформных отображений.

3.5 Построение классификатора технического состояния системы пропуска обратного тягового тока.

4 Экспериментальные исследования эффективности применения алгоритмов и модулей программно-аппаратного комплекса контроля технического состояния системы пропуска обратного тягового тока и автоматизированной системы анализа с последующим синтезом данных систем.

4.1 Методика исследования алгоритмов и модулей автоматизированной системы анализа с последующим синтезом систем пропуска обратного тягового тока.

4.2 Методика исследования разработанной математической модели рельсовой линии с учетом обходной цепи.

4.3 Экономическая эффективность от внедрения классификатора технического состояния системы пропуска обратного тягового тока, использующего упрощенную математическую модель, и системы автоматизированного анализа с последующим синтезом данных систем.

Актуальность исследования. Согласно основным направлениям научно-технического развития железнодорожного транспорта приоритетными являются вопросы выбора и построения рациональных схем электроснабжения, взаимоотношений энергосистемы и потребителей. Это обусловлено тем, что неэффективное функционирование, нарушение безопасности и надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог, непосредственно влияет на бесперебойную работу транспортного конвейера.

Объектом исследования в диссертационной работе является электротехнический комплекс тягового электроснабжения, в первую очередь электрическая система пропуска тока от железнодорожных потребителей на тяговую подстанцию. В качестве обратного провода для пропуска тяговых токов в электротехническом комплексе железнодорожного электроснабжения используется система таких электрически объединенных последовательно и параллельно элементов как ходовые рельсы, междроссельные и дроссельные перемычки, дроссель-трансформаторы, стыковые тяговые соединители, междупутные и междурельсовые перемычки, отсасывающие фидеры тяговых подстанций. В связи с этим требуется осуществление целого комплекса технических, организационных и технологических мероприятий, направленных на обеспечение безотказной и эффективной работы смежных устройств, использующих в своей структуре компоненты данной системы при условии обеспечения их электромагнитной совместимости с учетом влияния дестабилизирующих факторов. От выбора строго нормируемых параметров системы пропуска обратного тягового тока зависит качество функционирования электротехнического комплекса электроснабжения железных дорог.

Для решения этой задачи в диссертации предлагается формализовать процесс синтеза электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения посредством рационального размещения элементов данной системы путем выбора такого их 4 месторасположения и количества, которое обеспечивает ее наименьшее сопротивление при соблюдении установленных нормативных требований. При этом осуществлять непрерывный контроль технического состояния компонентов данной системы для устранения постепенных и внезапных отказов ее элементов и, как следствие, обеспечить повышение эффективности ее функционирования.

Зависимость сопротивления электрической системы пропуска обратных токов в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог от факторов, которые определяются конкретными условиями эксплуатации, делают результаты электрических измерений единственным достоверным источником информации о ее техническом состоянии. Непрерывный контроль параметров и показателей данной системы, комплексное решение задачи поиска неисправности ее элементов с переходом на предупредительно-восстановительную систему обслуживания напольных устройств являются теоретической и практической основой исследований, проводимых при подготовке настоящей диссертационной работы.

Значительный вклад в развитие теории и комплексного решения проблемы энергосбережения, создания и развития более совершенных, надежных систем и устройств электроснабжения железнодорожного транспорта внесли В.Д. Авилов, М.П. Бадер, Б.Е. Дынькин, В.Н. Зажирко,

A.В. Котельников, В.Б. Леушин, Г.С. Магай, P.P. Мамошин, Г.П. Маслов,

B.Н. Пупынин, Е.М. Тарасов, Е.П. Фигурнов, В.В. Харламов, В.Т. Черемисин и многие другие.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности и безопасности функционирования электротехнического комплекса тягового электроснабжения железных дорог путем выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока и использования методики определения ее текущего технического состояния.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Предложить принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, обеспечивающей ее наименьшее сопротивление.

2. Разработать эффективные алгоритмы синтеза, анализа и представления в виде графа электрических систем пропуска обратного тягового тока и на основе полученных алгоритмов создать специализированную систему автоматизированного синтеза и анализа данных систем.

3. Разработать алгоритмы и методы непрерывного контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тока в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог в условиях эксплуатации и воздействия дестабилизирующих факторов.

4. Провести экспериментальные исследования по определению эффективности применения предложенных алгоритмов и методов.

5. Выполнить оценку экономической эффективности использования разработанных алгоритмов и методов в системах контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока.

Методы исследования. Теоретико-методологической основой диссертационного исследования явились научные труды отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме, специалистов по многофакторному системному анализу и синтезу электротехнических комплексов тягового электроснабжения.

В настоящей диссертации использовались принципы системного автоматизированного анализа и синтеза с применением математического аппарата основанного на теории графов и теории симметрических многочленов, позволяющие создать «удобные» алгоритмы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, основные положения теории функций комплексных переменных и теории электрических цепей при моделировании и определении параметров рельсового четырехполюсника (ЧП), система Matlab, как средство автоматизации расчетов и построения номограмм.

Научная новизна работы заключается в следующем: предложены принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог, обеспечивающие получение ее минимального сопротивления обратным токам тягового электроснабжения при установленных нормативных требованиях, разработаны эффективные алгоритмы проверки правильности синтеза электрических систем пропуска обратного тягового тока с применением математического аппарата на основе теории графов и теории симметрических многочленов и алгоритмы получения графического изображения данных систем с помощью методов, основанных на поуровневом размещении и использующих «энергетическую» модель, найдены области общих решений, на основании которых построены базы номографических образов, позволяющие определять по соответствующим областям сопротивление электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения железных дорог в текущий момент времени, выполнять анализ и контроль предотказной ситуации и изменения технического состояния данной системы, создан метод, позволяющий определять места продольных неисправностей с точностью до 40 м и погрешностью не более 10 % на основе разработанного классификатора технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретическими исследованиями, математическим моделированием и подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведенных на действующем электрифицированном участке ЗападноСибирской железной дороги.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем: предложенные методы позволяют снизить сопротивление электрической системы как проводника обратного тягового тока на электрифициро7 ванных железных дорогах на основе принципов выбора и построения рациональной конфигурации данной системы при установленных нормативных требованиях, 1 разработанная система автоматизированного синтеза и анализа электрических систем пропуска обратного тягового тока позволяет подготовить технические решения, повысить производительность труда и сократить сроки внесения изменений в данные системы при капитальном ремонте или реконструкции путевого развития, применение разработанных алгоритмов и методов непрерывного контроля и прогнозирования технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока позволяет выявлять возникновение неисправностей данной системы с точностью до 40 м и погрешностью не более 10 %.

Реализация результатов работы. Проверка адекватности разработанных алгоритмов и методов выбора и построения рациональной конфигурации электрических систем пропуска обратного тягового тока проводилась в условиях эксплуатации на Западно-Сибирской железной дороге в рамках участия и выполнения соответствующей научно-исследовательской работы «Анализ схем канализации обратного тягового тока на станциях Омского отделения», выполненной по заказу Западно-Сибирской железной дороги - филиала ОАО «РЖД».

Автоматизированная система синтеза и анализа «АСКОТТ» прошла апробацию на Западно-Сибирской, Забайкальской и Красноярской железных дорогах, используется в учебном процессе и при проведении научных исследований. Использование материалов диссертационной работы на Омском отделении Западно-Сибирской железной дороги подтверждено актом внедрения.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались на XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Со8 временные техника и технологии» (Томский политехнический университет, Томск, 2008), международной научно-технической конференции «Наука, инновации, образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (Екатеринбург, 2006), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2008), научно-техническом семинаре ОмГУПСа (Омск, 2009) и на семинарах кафедры «Автоматика и телемеханика» ОмГУПСа (Омск, 2005 - 2008).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано десять научных работ, в том числе три статьи из списка изданий, определенных ВАК Минобрнауки России, один патент на полезную модель и одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка. Основной текст работы изложен на 142 листах машинописного текста, содержит четыре таблицы, 43 рисунка, библиографический список из 125 источников приведен на 9 страницах. Общий объем работы составляет 165 страниц машинописного текста.

Выводы

1. Проведены экспериментальные исследования проверки адекватности разработанных алгоритмов и методов анализа с последующим синтезом систем пропуска обратного тягового тока в условиях эксплуатации на станции стыкования Западно-Сибирской железной дороги, в результате чего подтверждена их эффективность; так для исследуемой системы пропуска обратного тягового тока выполнен перенос всех трех цепей отсасывающих фидеров тяговой подстанции постоянного тока и добавлены две дополнительные цепи отсасывающих фидеров тяговой подстанции переменного тока, подключена перемычка 1БП - ИБП между рельсовыми цепями 1АП и М124П и перемычка между рельсовыми цепями 246СП и 1АП для обеспечения выполнения нормативных требований по количеству рельсовых цепей в обходных замкнутых контурах, которых с нарушениями выявлено 9 из найденных 22, в целом автоматизированная система анализа с последующим синтезом прошла апробацию на Западно-Сибирской, Забайкальской и Красноярской железных дорогах.

2. Проведены экспериментальное исследование и практическое обоснование достоверности использования предлагаемого математического аппарата конформных отображений и основанных на нем методов и алгоритмов контроля технического состояния системы пропуска обратного тягового тока на станции стыкования Западно-Сибирской железной дороги для рельсовой цепи 308/310П, обработка полученных результатов показала адекватность теоретических исследований и целесообразность использования разработанной математической модели, применение разработанных алгоритмов и методов непрерывного контроля и прогнозирования технического состояния тяговой рельсовой сети позволяет выявлять возникновение излома рельса, обрыв стыковых соединителей с точностью до 40 м и погрешностью не более 10 %.

3. Определена экономическая эффективность от внедрения классификатора технического состояния системы пропуска обратного тягового тока, использующего упрощенную математическую модель, и системы автоматизированного анализа с последующим синтезом данных систем на станциях Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги, которая за расчетный период 10 лет составляет 1,4 млн. р.

1. Предложены принципы выбора и построения рациональной конфигурации электрической системы пропуска обратного тягового тока, обеспечивающие получение минимального сопротивления и повышения эффективности данной системы в электротехническом комплексе тягового электроснабжения железных дорог, как постоянного, так и переменного тока, заключающиеся в выборе места установки и количества междупутных и междурельсовых перемычек в соответствии с существующими нормативными требованиями.

2. Разработаны эффективные алгоритмы проверки правильности составления электрических систем пропуска обратного тягового тока с применением математического аппарата на основе теории графов и теории симметрических многочленов и алгоритмы получения графического изображения данных систем с помощью методов, основанных на поуровневом размещении и использующих «энергетическую» модель, создано алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированного синтеза и анализа данных систем, имеющее свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

3. Создан метод, позволяющий определять места продольных неисправностей с точностью до 40 м на основе разработанного классификатора технического состояния электрических систем пропуска обратного тягового тока с возможностью доставки информации с перегона для классических систем с использованием высокоскоростных модемов, а также базы номографических образов, отражающих техническое состояние и позволяющих определять по соответствующим областям их сопротивление в текущий момент времени, выполнять анализ предотказной ситуации и изменения технического состояния данных систем.

4. Проведены экспериментальные исследования по эффективности применения и практическое обоснование достоверности разработанных методов и алгоритмов непрерывного контроля технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока в электротехническом комплексе электроснабжения на действующем электрифицированном участке с различными системами тока Западно-Сибирской железной дороги, обработка полученных результатов показала адекватность теоретических исследований и целесообразность использования разработанной математической модели, применение разработанных алгоритмов и методов непрерывного контроля и прогнозирования технического состояния позволяет выявлять возникновение обрыва данных систем с погрешностью не более 10 %.

5. Выполнен расчет экономической эффективности внедрения классификаторов технического состояния электрической системы пропуска обратного тягового тока, использующих упрощенную математическую модель, и системы автоматизированного синтеза и анализа, срок окупаемости затрат при внедрении на станциях Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги составит 1,5 года, чистый дисконтированный доход за десять лет составит 1,4 млн. р.

1. Дарчиев С.Х. Электротехнические комплексы для тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог (Теория. Проектирование. Внедрение): Автореф. дис. докт. техн. наук. МИИТ. М., 2007. 47 с.

2. Григорьев B.JI. Исследование и оптимизация электропроводности рельсовых стыков и разработка методов их диагностики в системе электроснабжения электрических железных дорог: Автореф. дис. канд. техн. наук. ВНИИЖТ, 1982. 15 с.

3. Маслов Г.П. Электроснабжение железных дорог / Г.П. Маслов, Г.С. Магай, О.А. Сидоров // Конспект лекций. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. Часть 2. 58 с.

4. Литовченко В.И. Токораспределение в системе «рельс земля» на двухпутном участке магистральной железной дороги / В.И. Литовченко // Труды МИИТа, 1974. Вып. 467. С. 3 - 21.

5. Шаманов В.И. Стальные стыковые соединители на участках переменного тока / В.И. Шаманов // Автоматика, связь, информатика, 1999. № 7 С. 8- 10.

6. Косарев Б.И., Зельвянский Я.А., Сибаров Ю.Г. Электробезопасность в системе электроснабжения железных дорог / Б.И. Косарев, Я.А. Зельвянский, Ю.Г. Сибаров // Транспорт. М., 1983. 199 с.

7. Конча А.А., Косарев А.Б. Система тягового электроснабжения с экранирующим проводом и отсоединенными от рельсов опорами контактной сети / А.А. Конча, А.Б. Косарев // Электричество, 1997. № 2. С. 19-25.

8. Справочник по электроснабжению железных дорог. Транспорт. М., 1980. Т. 1.255 с.

9. Косарев А.Б., Наумов А.А. Гальваническое влияние тяговых сетей с неоднородными электрическими параметрами рельсовых путей / А.Б. Косарев, А.А. Наумов // Вестник ВНИИЖТа, 2001. № 4. С. 38, 39.

10. Гатилова Г.И. Исследование электробезопасности при ремонте пути электрифицированных железных дорог переменного тока: Автореф. дис. канд. техн. наук. ВНИИЖТ, 1971. 20 с.

11. Марголин Н.Ф. Токи в земле / Н.Ф. Марголин // Госэнергоиздат. Л., 1947. 195 с.

12. Котельников А.В. Блуждающие токи электрифицированного транспорта / А.В. Котельников // Транспорт. М., 1986. 279 с.

13. Стрижевский И.В., Дмитриев В.И. Теория и расчет влияния электрифицированной железной дороги на подземные металлические сооружения / И.В. Стрижевский, В.И. Дмитриев // Стройиздат. М., 1967. 246 с.

14. Матющенко B.C. Исследование электрического поля в земле и токораспределение в системе опоры контактной сети дополнительный провод: Автореф. дис. канд. техн. наук. МИИТ. М., 1972. 24 с.

15. Косарев Б.И., Косолапов Г.Н. Условия электробезопасности обслуживания рельсового пути и тяговой сети 2х25кВ / Б.И. Косарев, Г.Н. Косолапов // Электричество. 1978. №6. С. 64 69.

16. Павлов И.В. Отсасывающие трансформаторы в тяговых сетях переменного тока / И.В. Павлов // Транспорт. М., 1965. 204 с.

17. Косарев Б.И. Электробезопасность в тяговых сетях переменного тока / Б.И. Косарев // Транспорт. М., 1989. 219 с.

18. Карякин Р.Н. Гальваническое влияние тяговых сетей переменного тока / Р.Н. Карякин // Электричество, 1965. №8. С. 57 62.

19. Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами (ЦЭ 518), 1999. 128 с.

20. Инструкция по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах (ЦЭ 191/МПС). Транспорт. М., 1993. 68 с.

21. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения, сигнализации, централизации, блокировки и связи на федеральном железнодорожном транспорте (ЦЭ 881/02), 2002.

22. Технические указания по подготовке обратной тяговой сети электрифицированных участков переменного тока к пропуску тяжеловесных поездов. МПС, 1982. 21 с.

23. Технические указания по определению нагрузочной способности и техническому содержанию путевых дроссель-трансформаторов в условиях интенсивного движения и пропуска тяжеловесных поездов на электрифицированных участках постоянного тока. МПС, 1980. 18 с.

24. Котельников А.В., Наумов А.В. Обратная тяговая сеть переменного тока при пропуске поездов повышенной массы / А.В. Котельников, А.В. Наумов // Автоматика, телемеханика и связь, 1983. №4. С. 5 8.

25. Котельников А.В., Наумов А.В., Наумов А.А. Выбор мест подключения междупутных перемычек в тяговых рельсовых сетях электрифицированных железных дорог / А.В. Котельников, А.В. Наумов, А.А. Наумов // Вестник ВНИИЖТа, 2001. №1.

26. Наумов А.А. Выбор параметров обратной тяговой (рельсовой) сети при пропуске поездов повышенной массы и длины / А.А. Наумов // Российско польский семинар молодых ученых, 16-17 апреля 2002.

27. Наумов А.В., Наумов А.А. Выбор параметров обратной тяговой сети / А.В. Наумов, А.А. Наумов // Локомотив, 2002. №3. С. 42 45.

28. Наумов А.В., Наумов А.А. Критерии выбора параметров обратной тяговой (рельсовой) сети при пропуске поездов повышенной массы и длины /

29. A.В. Наумов, А.А. Наумов // Электрификация и развитие ж.-д. транспорта в России: Междунар. симпозиум. С.-Петербург, 2001.

30. Наумов А.В., Наумов А.А., Демченко В.Е. Критерии выбора параметров элементов и особенности построения обратной тяговой рельсовой сети на электрифицированных железных дорогах / А.В. Наумов, А.А. Наумов,

31. B.Е. Демченко // Доклад. НИЦ. Щербинка, 26.09.2002.

32. Наумов А.А. Расчет токов и их распределение в тяговой сети при определении термической устойчивости ее элементов / А.А. Наумов // Научная конференция молодых ученых и аспирантов по современным проблемам железнодорожного транспорта. Щербинка, 2003.

33. Марквардт Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения / Г.Г. Марквардт // Транспорт. М, 1972. 224 с.

34. Марквардт К.Г. О совершенствовании расчетов системы энергоснабжения электрических железных дорог / К.Г. Марквардт // Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог: Труды МИИТа. Транспорт. М., 1970. Вып. 340.

35. Марквардт Г.Г. Расчет уровня напряжения в контактной сети / Г.Г. Марквардт // Вопросы повышения надежности и автоматизации работы подвижного состава и устройств энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах: Труды ВЗИИТа. М., 1969. Вып. 37.

36. Марквардт Г.Г., Бесков Б.А. Расчетная модель электрической железной дороги / Г.Г. Марквардт, Б.А. Бесков // Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог: Труды МИИТа. Транспорт. М., 1956. Вып. 90/13.

37. Шалимов М.Г. Влияние электрических железных дорог на смежные устройства / М.Г. Шалимов // Учебное пособие. Омск, 1985. 82 с.

38. Пронтарский А.Ф. Системы и устройства электроснабжения / А.Ф. Пронтарский // Учебник для вузов ж.-д. трансп. М., 1979. 264 с.

39. Соколов H.JI. Контактная сеть / H.JI. Соколов // учеб. пособие. Маршрут. М., 2003. 50 с.

40. Горошков Ю.И. Контактная сеть / Ю. И. Горошков, Н. А. Бондарев // Учебник для техникумов ж.-д. тр-та. Транспорт. М., 1973. 384 с.

41. Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности / Б.В. Гнеденко // Наука. М., 1965.

42. Фигурнов Е.П. Статистическая проверка методов расчета системы энергоснабжения электрических железных дорог / Е.П. Фигурнов // Известия вузов «Энергетика», 1959. № 10.

43. Ефимов А.В. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог / А.В. Ефимов, А.Г. Галкин // УМК МПС России. М., 2000. 512 с.

44. Григорьев B.JI. Рельсовые сети систем тягового электроснабжения: Автореф. дис. докт. техн. наук. МИИТ. М., 1999. 46 с.

45. Григорьев B.JI. Повышение надежности рельсовых стыков // Проблемы безопасности движения на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр. /ВЗИИТ, 1988. Вып. 142. С. 71 75.

46. Григорьев B.JI., Брятова Л.И. Повышение электропроводности рельсовой сети системы электроснабжения // Тезисы докл. XXXVI науч.-техн. конф. / ХабИИЖТ, 1989. С. 230, 231.

47. Григорьев B.JI. Рельсовая сеть в системе электроснабжения электрических железных дорог / B.JI. Григорьев // Учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. ВЗИТТ. М., 1988. 68 с.

48. Григорьев B.JI. Повышение безопасности движения поездов на железных дорогах электрифицированного транспорта // Безопасность транс137портных систем: Тр. 1-й международной науч.-техн. конф. / Самара, 1998. С. 29, 30.

49. Григорьев B.JI. Определение участков эффективного применения стыковых соединителей с использованием ЭВМ / B.JI. Григорьев // Межвуз. сб. науч. тр. УрЭМИИТ, 1988. Вып. 80. С. 128 134.

50. Григорьев B.JI. Диагностика рельсовых стыков тяговой сети системы электроснабжения / B.JI. Григорьев // Учеб. пособие для вузов ж.-д. транспорта. СамИИТ. Самара, 1995. 60 с.

51. Григорьев B.JI., Папин А.Н., Яковлев В.Н., Лабунский Л.С. Методы и устройства диагностики электрических соединений / В.Л. Григорьев,

52. A.Н. Папин и др. // Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы докл. 3-й межвуз. науч.-метод. конф. РГО-ТУПС, 1998. С. 61,62.

53. Григорьев В.Л. Метод расчета рельсовой петли на участках с электрической тягой / В.Л. Григорьев // Проблемы транспортного строительства и транспорта: Материалы междунар. науч.-техн. конф. СГТУ. Саратов, 1997. Т. 4. С. 41 -47.

54. Скоков Р.Б. Снижение влияния тяговой сети постоянного тока на автоблокировку с тональными рельсовыми цепями: Автореф. дис. канд. техн. наук. ОмГУПС. Омск, 2004. 18 с.

55. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость / М.П. Бадер // Учебник для вузов железнодорожного транспорта. УМК МПС. М., 2002. 638 с.

56. Трофимов Ю.А. Обеспечение электромагнитной совместимости рельсовых цепей и устройств автоматической локомотивной сигнализации с тяговой сетью переменного тока: Автореф. дис. канд. техн. наук. ИрГУПС. Иркутск, 2006. 23 с.

57. Сайт в Интернете: http://www.rspr.ru/isb-2.htm

58. Шаманов В.И. Контроль параметров рельсовых цепей /

59. B.И. Шаманов // Автоматика, телемеханика и связь, 1993. №8. С. 33 34.

60. Методы и аппаратура сопряжения микроконтроллеров с объектами железнодорожной автоматики в системах технической диагностики и контроля/ С.А. Лунев и др. сб. науч. статей / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск. 2002. С. 26-29.

61. Сайт в Интернете: http://www.galios.ru/content/doctpv22.pdf

62. Байда Л.И. Электрические измерения / Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин и др. // Учебник для вузов. Энергия. Л., 1980. 392 с.

63. Куликовский Л.Ф. Автоматические информационно-измерительные приборы / Л.Ф. Куликовский // Энергия. М. Л., 1966.

64. Сайт в Интернете: http://www.ritmcompany.ru

65. Сайт в Интернете: http://www.gtss.spb.ru/?p=l.3.6.6.2

66. Сайт в Интернете: http://www.as-atis.ru/mpiscb.php

67. Сайт в Интернете: http://www.gtss.spb.ru/?p=1.3.6.6.3

68. Петров А.Ф. Листая страницы истории / А.Ф. Петров // Санкт-Петербург, 2001. 244 с.

69. Ершов А.Ф. Автоматизация проектирования / А.Ф. Ершов // Автоматика, связь, информатика, 2001. №10. С. 16 17.

70. Василенко М.Н. Интегрированная система проектирования и ведения технической документации / М.Н. Василенко, В.Г. Трохов и др. // Автоматика, связь, информатика, 2001. №9. С. 29 32.

71. Нормативы трудозатрат на разработку проектной документации электрической централизации. Гипротранссигналсвязь, 1985. 23 с.

72. Укрупненные нормативы трудозатрат на разработку проектной документации. Гипротранссигналсвязь, 1984. 25 с.

73. Сайт в Интернете http://shepotin-gk.narod.ru/INTER-2.htm

74. Богородицкий Н.П. Электротехнические материалы / Н.П. Богородицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев // Энергия. Л., 1977. 352 с.

75. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы / Ю.В. Корицкий // Энергия. М., 1976. 320 с.

76. Алиев И.И. Электротехнические материалы и изделия / И.И. Алиев // Справочник. РадиоСофт. М., 2005. 351 с.

77. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей / А.К. Лосев // Учеб. для вузов. Высш. шк. М., 1987. 512 с.

78. Нормы технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте. (НТП СЦБ/МПС-99).

79. Указание №1247/1545, шифр РЦ64. Проектирование двухниточных планов станций с электрическими рельсовыми цепями. Изменение №1 410104-ТМП.

80. О Оре. Теория графов / О Оре // Наука. М., 1980. 336 с.

81. Касьянов В.Н., Евстигнеев В.А. Графы в программировании: обработка, визуализация и применение / В.Н. Касьянов, В.А. Евстигнеев // БХВ-Петербург. СПб., 2003. 1104 с.

82. Судоплатов С.В., Овчинникова Е.В. Элементы дискретной математики / С.В. Судоплатов, Е.В. Овчинникова // Учебник. Изд-во НГТУ. Новосибирск, 2002. 280 с.

83. Болтянский В.Г., Виленкин Н.Я. Симметрия в алгебре / В.Г. Болтянский, Н.Я. Виленкин // Наука. М., 1967. 284 с.

84. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.

85. Di Battista G., R. Tamassia. Algorithms for Plane Representations of Acyclic Digraphs. Theoretical Computer Science 61, 1988, pp. 175 198.

86. Sugiyama K.S., Tagawa, M. Toda. Methods for Visual Understanding of Hierarchical System Structures. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics SMC-11(2), February, 1981, pp. 109 125.

87. Иванова Г.С. Технология программирования / Г.С. Иванова // Учебник для вузов. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. М., 2003. 320 с.

88. Красильникова Г.А. Автоматизация инженерно-графических работ /Г.А. Красильникова, В.В. Самсонов, С.М. Тарелкин // Питер. СПб, 2000. 256 с.

89. Брылеев A.M. Теория, устройство и работа рельсовых цепей / A.M. Брылеев, Ю.А. Кравцов, А.В. Шишляков // Транспорт. М., 1978. 334 с.

90. Котляренко Н.Ф. Электрические рельсовые цепи / Н.Ф. Котляренко // Транспорт. М., 1964. 327 с.

91. Шимони К. Теоретические основы электротехники / К. Шимони // Мир. М., 1964. 685 с.

92. Каллер М.Я. Теория линейных электрических цепей / М.Я. Каллер // Транспорт. М., 1970. 296 с.

93. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей / А.Ф. Белецкий // Учебник для вузов. Радио и связь. М., 1986. 544 с.

94. Шалимов М.Г. Влияние электрических железных дорог на смежные устройства / М.Г. Шалимов // Учебное пособие. Омский ин-т инж. ж. д. транспорта. Омск, 1985. 82 с.

95. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники / JI.A. Бессонов // Высшая школа. М., 1964. 750 с.

96. Попов П.А. Транзистор как четырехполюсник / П.А. Попов // Энергия. М.-Л., 1966. 40 с.

97. Тарасов Е.М. Математическое моделирование рельсовых цепей с распределенными параметрами рельсовых линий / Е.М. Тарасов // СамГАПС. Самара, 2003. 118 с.

98. Григорьев В.Л. Выбор конфигурации рельсовых стыков на основе теории конформных отображений // Проблемы транспортного строительства и транспорта: Материалы международной науч.-техн. конф. / СГТУ. Саратов, 1997. Т. 4. С. 17-21.

99. Власенко С.В. Четырехполюсники и группа PSL2(C) / С.В. Вла-сенко, О.В. Гателюк // Второй Сибирский конгресс по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-96) / Новосибирск, 1996.

100. Власенко С.В. Реализуемые четырехполюсники и расчет рельсовых цепей / С.В. Власенко, О.В. Гателюк // Математика в вузе / Труды международной науч.-метод. конф. Кострома, 1996.

101. Сероштанов С.С. Применение математического аппарата конформных отображений для непрерывного контроля и прогнозирования состояния тональных рельсовых цепей/ С.С. Сероштанов, С.А. Лунев // Омский научный вестник, 2006. №9 (46). С. 98 102.

102. Лаврентьев М.А. Методы теории функций комплексного переменного / М.А. Лаврентьев, Б.В. Шабат // Лань. М., 2002. 688 с.

103. Шабат Б.В. Введение в комплексный анализ / Б.В. Шабат // Наука. М., 1969. 576 с.

104. Аюпов Р.Ш. Анализ рельсовых цепей с использованием аппарата конформных отображений в системе Matlab // Сб. науч. статей аспирантов и студентов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 7 -13.

105. Потемкин В.Г. Вычисления в среде MATLAB / В.Г. Потемкин // ДИАЛОГ-МИФИ. М., 2004. 720 с.

106. Адамар Ж. Планиметрия / Ж. Адамар // Полиграфкнига. М., 1948.608 с.

107. Аркатов B.C. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание/ B.C. Аркатов, Ю.А. Кравцов, Б.М. Степенский // Транспорт. М., 1990. 295 с.

108. Леушин В.Б. Особенности структур рельсовых цепей автоблокировки/ В.Б Леушин // СамИИТ. Самара, 1999. 96 с.

109. Сайт в Интернет: http://rc.nsu.ru/text/news/Physics/102.html

110. Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику / А.Ю. Лоскутов, А.С. Михайлов // Наука. М., 1990. 272 с.

111. Котельников А.В. Рельсовые цепи в условиях влияния заземляющих устройств / А.В. Котельников, А.В. Наумов, Л.П. Слободянюк // Транспорт. М., 1990. 215 с.

112. Тарасов Е.М. Принципы распознавания в классификаторах состояний рельсовых линий / Е.М. Тарасов // Монография. Маршрут. М., 2004. 200 с.

113. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс // Техносфера. М., 2005. 1072 с.

114. Прэтт У. Цифровая обработка изображений / У. Прэтт // Мир. М., 1982. Кн. 1.312 с.

115. Методика оценки технико-экономической эффективности внедрения ресурсосберегающих технологий и их влияния на сокращение эксплуатационных расходов / ВНИИЖТ № ЦТехО —11. Транспорт. М., 1998. 35 с.

116. Экономика железнодорожного транспорта // Под ред. Н.П. Терешиной, Б.М. Лапидуса, М.Ф. Трихункова. / УМК МПС России. М., 2001.600 с.

117. Фатхутдинов Р.А. Управленческие решения / Р.А. Фатхутдинов // ИНФРА-М. М., 2002. 314 с.

118. Рисунок 1 Графическое представление системы пропуска обратного тягового тока до анализа