автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Система оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики на электрифицированных железных дорогах

На правах рукописи

БОРИСЕНКО Дмитрий Владимирович

СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ВЫБОРА ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ НА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03473004

ОМСК 2009

003473004

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

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент ЛУНЕВ Сергей Александрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЧЕРЕМИСИН Василий Титович;

кандидат технических наук, доцент МИШИН Анатолий Иванович.

Ведущая организация:

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

Защита диссертации состоится 24 июня 2009 г. в 16— 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 по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, Омский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.178.03.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент

Кириченко А. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Устройства автоматики на железнодорожном транспорте являются важным звеном в обеспечении безопасности движения поездов. От их работы также во многом зависят экономические показатели железнодорожного транспорта. В устройствах автоматики на железнодорожном транспорте применяется широкий спектр электротехнического оборудования: электроприводы различных типов, полупроводниковые выпрямители, преобразователи частоты, релейная и электронная аппаратура, что определяет разнообразие требований к электропитанию и качеству получаемой электроэнергии. Устройства автоматики являются нетяговыми железнодорожными электропотребителями первой категории и, поэтому, их электроснабжение должно осуществляться не менее чем от двух независимых источников электроэнергии. Для электроснабжения устройств автоматики в условиях электрифицированного железнодорожного транспорта применяется специальная система электроснабжения, обеспечивающая получение электроэнергии от двух разных тяговых подстанций.

Система электроснабжения устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте представляет собой сложную электротехническую систему, в которой должно обеспечиваться бесперебойное и качественное электропитание всего спектра применяемого оборудования. Параметры электроэнергии и показатели ее качества (ПКЭ) в этой электротехнической системе изменяются с течением времени, что обусловлено множеством факторов, главным из которых является работа тяговых потребителей. Наличие в такой системе двух независимых источников электроэнергии предполагает оперативный выбор источника, обеспечивающего в текущий момент более высокое качество электроэнергии. В настоящее время задача оперативного выбора источника электропитания в такой постановке решена недостаточно полно и, в большинстве случаев, сведена к выбору источника, напряжение которого находится в заданных пределах. Вместе с тем, для электротехнического оборудования, входящего в состав устройств автоматики, не менее важны и другие параметры электроэнергии. О необходимости решения данной задачи свидетельствуют и периодические отказы устройств автоматики связанные с электропитанием. Таким образом, разработка системы оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии является актуальной. В качестве теоретического базиса для решения данной задачи предлагается использовать теорию нечетких множеств, нечеткую логику и теорию искусственных нейронных сетей.

Значительный вклад в решение проблем связанных с развитием систем электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта, в том числе и устройств автоматики, внесли ученые В. Г. Аввакумов, В. Д. Авилов,

М. П. Бадер, А. Л. Быкадоров, JL А. Герман, Б. Е. Дынькин, Р. И. Караев, Е. И. Кордюков, К. Г. Марквардт, Г. Г. Марквардт, Г. П. Маслов, В. Т. Черемисин, М. Г. Шалимов, А. К. Шидловский и др.

Целью диссертационной работы является совершенствование системы электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог за счет разработки и применения системы оперативного выбора источника электроэнергии на основе комплексной оценки ее качества.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

проанализировать систему электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог и определить номенклатуру параметров для оценки качества электроэнергии;

сформулировать комплексный критерий, позволяющий оценивать качество электроэнергии по совокупности ее параметров;

разработать методы оценки и контроля качества электроэнергии при оперативном выборе источника в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированного железнодорожного транспорта;

разработать рекомендации и технические решения для построения систем оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии;

оценить экономическую эффективность применения систем оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы математического анализа и математической статистики, положения теории нечетких множеств и теории искусственных нейронных сетей. Параметры моделей электротехнических устройств уточнялись на основе законов теоретической электротехники. Для имитационного моделирования и обработки экспериментальных данных применялась система компьютерной математики Matlab и ее расширение Simulink. Специальное программное обеспечение для проведения экспериментов разработано в интегрированной среде разработки приложений Borland С++ Builder.

Научная новизна работы заключается в следующем: составлена имитационная модель системы электроснабжения устройств автоматики железной дороги электрифицированной на постоянном токе, позволяющая выбрать номенклатуру параметров для оценки качества электроэнергии с целью последующего принятия решения о выборе источника;

предложен комплексный показатель качества электроэнергии, позволяющий принимать решения об оперативном выборе источника электропитания;

предложен метод комплексной оценки, позволяющий, на основе системы нечеткого вывода, оценивать качество электроэнергии при выборе источника электропитания в системе электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе;

разработана нейросетевая модель комплексной оценки и контроля качества электроэнергии, получаемой потребителями в системе электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена экспериментальными исследованиями. В ходе экспериментальных исследований, при оперативном выборе источника электропитания, расхождение комплексных оценок качества электроэнергии, выполненных на основе разработанных методов, не превысило 10 %.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем: разработанная имитационная модель позволяет оценить влияние процесса выпрямления тока на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог на качество электроэнергии, получаемой устройствами автоматики;

предложенные методы комплексной оценки и контроля качества электроэнергии позволяют оценивать качество электроэнергии по совокупности параметров и показателей, и, на основании этой оценки, осуществлять оперативный выбор источника электропитания устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте;

полученные структурные технические и алгоритмические решения позволяют организовать систему мониторинга и оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

Апробация работы. Основные положения работы представлялись на научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на жлезнодорожном транспорте» (Омск, 2007), XII научно-практической конференции «Энерго-, ресурсосбережение в структурных подразделениях ЗападноСибирской железной дороги» (Омск, 2008), XIV международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2008), всероссийской научно-технической конференции «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития» (Екатеринбург, 2008), научно-технических семинарах кафедры «Автоматика и телемеханика» ОмГУПСа (Омск, 2005 - 2008).

Публикации. Положения диссертации и основные результаты исследований опубликованы в девяти научных работах, включающих в себя шесть статей

(из них две - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ) и три патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка из 9 В источников и приложений. Работа изложена на 168 страницах и содержит 73 иллюстрации 2 таблицы, 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана область применения ее результатов, определена практическая значимость диссертации, сформулированы цели, задачи и научная новизна.

Первый раздел посвящен анализу систем электроснабжения устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте.

Обоснован подход, при котором на начальном этапе разработки систем управления электропитанием устройств автоматики для получения и анализа информации об условиях электроснабжения, выбора номенклатуры параметров для оценки качества электроэнергии применяется имитационное моделирование.

Электроснабжение устройств автоматики рассмотрено для железнодорожного транспорта электрифицированного на постоянном токе. При моделировании системы электроснабжения устройств автоматики для уменьшения сложности модели проведена ее декомпозиция в соответствии с типовыми схемами электроснабжения. Для достижения достаточного уровня точности и универсальности модели предлагается применять имитационное моделирование с использованием системы компьютерной математики МаМаЬ и ее расширения БтиПпк. Это позволило существенно повысить наглядность модели, а также использовать результаты моделирования для дальнейшего анализа и других компьютерных расчетов.

Схема разработанной имитационной модели приведена на рис. 1 и соответствует электроснабжению устройств автоматики от тяговой подстанции постоянного тока с напряжением внешнего электроснабжения 110 или 220 кВ. В имитационной модели тяговая нагрузка реализована в виде подмодели, которая построена на основе резистивной последовательности, позволяющей изменять в процессе моделирования величину нагрузки.

Согласно нормативно-технической документации для рассматриваемых потребителей важными параметрами электроэнергии являются напряжение и частота. Кроме этого, измерения, проведенные на электропитающих установках постов электрической централизации станций Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги, показали, что в спектре питающего напряжения сильно выражены 11-я и 13-я гармонические составляющие, что объясняется влиянием 12-пульсовых выпрямителей тяговых подстанций. Следовательно, возможно влияние по цепям электропитания на электротехнические устройства, работающие в этом

частотном диапазоне (например, оборудование тональных рельсовых цепей). На имитационной модели получены теоретические графики зависимости коэффициентов 11-й и 13-й гармоник в напряжении питания устройств автоматики от тяговой нагрузки (рис. 2). По приведенным графикам видно, что величина 11 -й гармоники всегда превышает величину 13-й, и обе они возрастают при увеличении тяговой нагрузки.

Энергосистема

1 Понижающий трансформатор 110/10 кВ

С

е

Осциллограммы для РУ10 кВ

1 Вентильная Л. секция 1

Тяговый трансформатор

—1 секция 1

1Ьга

Г

ь

Нагрузка от тяговых потребителей

Трансформатор собственных нужд

Трехфазное измерение тока и напряжения на РУ 10 кВ

Осциллограммы для РУ 10 кВ

Вентильная секция 2

ная I ■> I—

| Ц

Осциллограммы для ЭПУ „

Н

Трансформатор на ЭПУ

Трехфазное Нагрузка от измерение тока устройств и напряжения автоматики на ЭПУ

Повышающий трансформатор фидера ВЛ 10 кВ

Трехфазное измерение тока и напряжения на РУ 10 кВ

Рис. 1. Схема модели системы электроснабжения устройств автоматики

Аналогично на имнтацион-

К,

3,5

%

2,5 2,0 ,1,5 1,0 0,5 0,0

Г

! Кип,

1

1

0,5 1,0

1,5 2,0 I»-

2,5 кА 3,5

Рис. 2. Графики зависимости коэффициентов 11-й и 13-й гармоник на входе высоковольтной линии 10 кВ от тока тяговых потребителей

ной модели строятся теоретические зависимости и для других параметров и показателей качества электроэнергии, подаваемой устройствам автоматики. С помощью получаемых на имитационной модели теоретических зависимостей и существующей методики вероятностного описания тяговой нагрузки могут быть оценены вероятностные характеристики параметров и показателей качества электроэнергии подаваемой уст-

ройствам автоматики. Значения вероятностных характеристик являются одним из критериев при формировании номенклатуры параметров электроэнергии для оценки ее качества. Таким образом, по результатам проведенного анализа, качество электроэнергии для устройств автоматики предложено оценивать по напряжению, частоте и коэффициенту 11-й гармонической составляющей.

Во втором разделе рассмотрены комплексная оценка качества электроэнергии и пути решения вопросов, возникающих при формализации качественных определений в этой области. Предложен способ формализации качественных высказываний и на его основе разработан метод комплексной оценки качества электроэнергии.

Нормативные документы в области качества электроэнергии не содержат методики, на основе которой можно было бы проводить сравнение различных источников электроэнергии по качеству, т. е. комплексно — по совокупности нескольких параметров. Препятствием при разработке методов оценки качества электроэнергии является сложность формализации как определения «высокое качество электроэнергии», так и определений, характеризующих отдельные параметры, например «нормальное напряжение», «нормальная частота», «нормальный коэффициент 11-й гармоники» и др.

Для формализации указанных качественных высказываний предлагается применять аппарат теории нечетких множеств. Тогда комплексная оценка качества электроэнергии с использованием формализованных таким образом качественных высказываний может быть выполнена на основе нечеткой логики. Суть предложения заключается в том, чтобы на множестве (в пространстве) возможных значений каждого из выбранных параметров электроэнергии определить нечеткое множество, отражающее значения лингвистических переменных, из которых и составляются качественные высказывания.

Формально нечеткие множества в пространствах возможных значений напряжения, частоты и коэффициента 11-й гармонической составляющей записываются следующим образом:

где II- значение напряжения;/- значение частоты; Кип - значение коэффициента 11-й гармонической составляющей; ^¡(Ц) ~ функция принадлежности значения и к нечеткому множеству А¡\ рлгф - функция принадлежности значения/ к нечеткому множеству Л2; МАз(Кии) - функция принадлежности значения Кцц к

Аъ = {(^ШР^ (Кии)У>Кии е ХЪ}

(1)

(2)

(3)

нечеткому множеству Аз; X) - множество возможных значений напряжения; Х2 -множество возможных значений частоты; Х3 - множество возможных значений коэффициента 11-й гармонической составляющей.

Значения функций принадлежности находятся в интервале [0, 1] и интерпретируются как степень принадлежности аргумента к соответствующим нечетким множествам. Таким образом, любое нечеткое множество однозначно представляется своей функцией принадлежности.

Поскольку речь идет о комплексной оценке качества, то согласно ГОСТ 15467-79, она должна проводиться на основе комплексного показателя качества. В настоящее время не существует общепризнанного аналитического выражения, определяющего такой показатель в части электроэнергии. Для его обозначения предлагается применять синтезированный на основе определений «комплексный показатель качества» из ГОСТ 15467-79 и «качество электроэнергии» из ГОСТ 23875-88 термин «комплексный показатель качества электроэнергии». Комплексный показатель качества электроэнергии (КПКЭ) целесообразно определить как функцию нескольких переменных, определенную на декартовом произведении множеств возможных значений контролируемых параметров и принимающую значения на интервале [0, 1]. Значение КПКЭ интерпретируется как степень соответствия совокупности контролируемых параметров электроэнергии установленным номинальным значениям. Для формализации высказываний о качестве электроэнергии в пространстве возможных значений КПКЭ вводится нечеткое множество:

где М- значение комплексного показателя качества электроэнергии;

Ик(Н) ~ функция принадлежности значения комплексного показателя качества

электроэнергии к нечеткому множеству^.

Для формализации качественных высказываний «нормальное напряжение», «нормальное значение частоты», «нормальное значение коэффициента 11-й гармонической составляющей», «высокое качество электроэнергии» использованы треугольные нечеткие числа и трапециевидные нечеткие интервалы, как наиболее простые и явно отражающие смысл высказываний нечеткие множества:

К = {(М,Мк(М)У, Л//£[0,1]};

(4)

О, если II <198

если 198<и<209

11

О, если /<49,6

/■-49 6

^——, если 49,6</<49,8

0,2 '

1, если 49,8</<50,2 (6)

5°'4~Л если 50,2</<50,4 0,2 у

если 209<и<233 (5) =

242-и

, если 233 <и <242

11

0, если и > 242

0, если / >50,4

О, если Кип<0

О, если М < О; (7) Мм) =' м> еспи О^Л/<1; (8) О, если М > 1.

Млэ(*(Л1) =' —р1. если О < х < 3

О, если Кии> 3

При выборе параметров функций принадлежности за основу взят ГОСТ 13109-97. Поскольку при нахождении значений напряжения и частоты в нормально допустимых пределах, электроэнергия считается качественной по этим параметрам, для формализации высказываний о них выбраны трапециевидные нечеткие интервалы (5), (6). Величина 11-й гармоники определяет степень возможного влияния на электроприемники, и при оценке качества электроэнергии учитывается даже если она находится в нормально допустимых пределах. Поэтому для формализации высказываний о коэффициенте 11-й гармоники использовано треугольное нечеткое число (7). Для формализации высказывания «высокое качество электроэнергии» использовано треугольное нечеткое число (8).

В качестве алгоритмического базиса для вычисления КПКЭ предлагается использовать систему нечеткого вывода на основе алгоритма Мамдани. Для такой системы достаточно ограничиться всего одним правилом нечеткой продукции: ЕСЛИ «напряжение имеет нормальное значение» И «частота имеет нормальное значение» И «коэффициент 11-й гармонической составляющей имеет нормальное значение» ТО «электроэнергия качественная».

На этапе фаззификации фактические (измеренные) значения напряжения, частоты и коэффициента 11-й гармонической составляющей являются аргументами функций принадлежности нечетких множеств, выражающих высказывания «нормальное значение напряжения», «нормальное значение частоты» и «нормальное значение коэффициента 11-й гармонической составляющей». Таким образом, вычисляется степень истинности подусловий правила нечеткой продукции.

На этапе агрегирования с помощью операции нечеткой логической конъюнкции вычисляется степень истинности составного условия правила нечеткой продукции. Формула этой операции имеет вид:

где А, В - нечеткие высказывания (подусловия правила нечеткой продукции); Т- отображение истинности нечеткого высказывания.

На этапе активизации определяется нечеткое множество в заключении правила нечеткой продукции с учетом степени истинности условия по одной из формул, являющихся модификацией нечеткой композиции, например:

Г(ЛлЯ) = тт(г(Л),Г(В))

(9)

где ц '(М) - итоговая функция принадлежности нечеткого множества в заключении правила нечеткой продукции; ^(Щ - функция принадлежности нечеткого множества, формализующего высказывание «качественная электроэнергия»; с - степень истинности составного условия правила нечеткой продукции.

На этапе дефаззификации для получения числового значения КГЖЭ применяется метод левого модального значения.

Реакцию алгоритма не-

10 четкого вывода можно пред-

. ад] ставить в виде поверхности

КЖЭ 0ДНШС0 ЭТ0М СЛ6"

300 «.о 1Г" бражено. Поэтому, гиперпо-

Рис. 3. Поверхность значений КГЖЭ *ерхность КГЖЭ представля-

ется в виде семейства трехмерных графиков, один из которых приведен на рис. 3. В диссертационной работе показан принцип расширения разработанного метода для оценки качества электроэнергии по произвольному количеству параметров и показателей.

В третьем разделе рассматривается и обосновывается возможность применения искусственных нейронных сетей как альтернативного теоретического аппарата для формализации понятия «качество электроэнергии» и вычисления КПКЭ.

Показана принципиальная возможность контроля параметров и показателей качества электроэнергии на соответствие требованиям ГОСТ 13109-97 с применением нейросетевой модели на основе нейронов МакКаллока-Питса. На рис. 4 приведен граф предложенной нейросетевой модели. Каждый из четырех нейронов скрытого слоя этой модели решает задачу контроля одного из установленных стандартом предельно допустимых

Рис. 4. Граф нейросетевой модели для комплексного контроля качества электроэнергии

значений. Нейрон выходного слоя реализует контроль предельно допустимых значений по всем параметрам, учитывая реакцию каждого нейрона скрытого слоя. Рассмотрены вопросы нормирования диапазонов входных переменных. Показано, что при решении задачи контроля параметров электроэнергии на соответствие ГОСТ 13109-97 параметры нейросетевой модели могут быть найдены аналитически исходя из геометрической интерпретации операций, выполняемых моделью нейрона. Нейросетевая модель (рис. 4) описывается следующей формулой:

где м> - весовые коэффициенты входов нейронов; (р - пороговые функции активации нейронов.

При переходе от контроля качества электроэнергии к его комплексной оценке с помощью нейросетевой модели требуется вычислять КПКЭ. Это возможно путем аппроксимации по известным значениям в некоторых точках пространства контролируемых параметров. Для определения параметров нейросетевой модели в этом случае потребуется применение специальных алгоритмов минимизации целевой функции ошибки модели (так называемого обучения) и оценки размера скрытого слоя согласно теореме Колмогорова. Также необходимо перейти от нейронов МакКаллока-Питса к нейронам с сигмоидальной функцией активации.

Согласно теореме Колмогорова минимальное число нейронов в скрытом слое для нейросетевой модели с тремя входами равно семи, поэтому в скрытый слой модели изображенной на рис. 4 следует добавить два нейрона. После анализа доступных алгоритмов обучения выбран алгоритм Левенберга-Марквардта как наиболее подходящий для небольших моделей прямого распространения.

Реализация нейросетевой модели и ее проверка осуществлены в МаЙаЬ. Исходными данными для аппроксимации послужили значения КПКЭ, вычисленные системой нечеткого вывода, разработанной во втором разделе. После достижения минимума целевой функции максимальное расхождение ответов нейросетевой модели и системы нечеткого вывода не превысило 7 %. Эти результаты могут быть улучшены при увеличении размера модели. Таким образом, удалось показать, что нейросетевые модели могут применяться для вычисления КПКЭ наряду с системами нечеткого вывода, причем для их построения достаточно прямых экспертных знаний о параметрах электроэнергии, и их влиянии на работу потребителей.

Сделанный вывод позволяет сформулировать в нейросетевой базисе задачу выбора источника электропитания, который обеспечивает в текущий момент более высокое качество электроэнергии.

(П)

Граф нейросетевой модели, осуществляющей такой выбор, приведен на рис. 5.

Здесь можно выделить три части, две из которых идентичны друг другу и имеют структуру, подобную приведенной на рис. 4. Эти части предназначены для вычисления КГЖЭ по одному источнику электроэнергии. Третья структурная часть модели представляет собой обычный нейрон МакКаллока-Питса, с помощью которого производится вычитание значений КГЖЭ двух источников. Таким образом, дискретное значение на выходе модели зависит от знака полученной разности, что можно интерпретировать как информацию о выборе источника с наибольшим значением КПКЭ.

Нейросетевая модель, изображенная на рис. 5 лежит в основе устройства автоматического переключения источников электропитания, на которое получен патент на полезную модель. Структурная схема этого устройства приведена на рсунке 6. Модули измерения параметров электроэнергии МИШ и МИШ, подключаются к фидерам 1Ф и 2Ф от источников электропитания, и выполняют масштабное преобразование сигналов, их оцифровку и обработку, пре-

Рис. 5. Граф нейросетевой модели для выбора одного из двух источников электропитания

1К

1В

2В

г

МУК

ЦП

нскэ

Рис. 6. Структурная схема устройства автоматического переключения источников электропитания

доставляя центральному процессору (ЦП) параметры электроэнергии и показатели ее качества для каждого источника электропитания. Центральный процессор передает эти параметры и показатели в нейросетевой контроллер электропитания

(НСКЭ), реализующий нейросетевую модель выбора источника электропитания, структура которой приведена на рисунке 5. НСКЭ передает в ЦП номер фидера, обеспечивающего в настоящий момент лучшее качество электроэнергии. В соответствии с рекомендацией от НСКЭ, а также после выполнения алгоритма исключения частых переключений, ЦП через модуль управления контакторами (МУК) воздействует на контакторы 1К и 2К, подключая к шине гарантированного питания (ШГП) соответствующий фидер. В соответствии с правилами организации электроустановок должна обеспечиваться возможность полного отключения внешних источников электроэнергии от ШГП, что достигается с помощью выключателей (1В и 2В). Информация о положении выключателей также передается в ЦП.

В четвертом разделе предложены структурные и технические решения для организации, с использованием разработанных методов, системы оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте. Применение данной системы целесообразно не только для устройств автоматики, но и в целом для нетяговых потребителей железных дорог, поэтому сформулирована методика комплексного контроля электропитания нетяговых потребителей первой категории. Данная методика включает в себя: определение набора параметров и ПКЭ, на основе которых осуществляется оценка качества электроэнергии и выбор источника электропитания; методы измерения или вычисления выбранных параметров и ПКЭ; методы комплексной оценки качества электроэнергии по совокупности выбранных параметров и показателей; методы обеспечения достоверности оценки качества электроэнергии; рекомендации по конфигурации применяемой системы оперативного выбора источника электропитания.

Для уменьшения времени расчета коэффициента 11-й гармонической составляющей и частоты предложено использование алгоритма уточнения частоты переменного напряжения по спектральному представлению. Теоретически и экспериментально исследованы характеристики алгоритма, показана возможность его применения для контроля частоты питающего напряжения.

С целью контроля достоверности вычисления КПКЭ осуществляется диверсификация вычислительного процесса на основе двух методов, разработанных во втором и третьем разделах диссертации. Рекомендации по выбору источника электроэнергии даются на основе сравнения значений КПКЭ, вычисленных для каждого источника.

Показано, что системы оперативного выбора источника электропитания могут быть как локальными для отдельных объектов автоматики, так и распределенными для всего комплекса устройств автоматики участка железной дороги. Предложены структурные и технические решения по организации распределенной сис-

темы оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики, как совокупности объединенных связями локальных систем (рис. 7. а). Неотъемлемой частью такой системы является подсистема сбора информации о параметрах электроэнергии доступных источников. Эта подсистема (рис 7. б) обеспечивает измерение параметров электроэнергии, централизацию и хранение измерительной информации, выполняя функции мониторинга и контроля качества электроэнергии.

АРМ диспетчера

ш

Главный контроллер

±

Алгоритмы контроля электропитания на основе комплексной оценки качества эле кгроэнергни

Сеть передани данных

I

Контроллер электропитания

Контроллер электропитания

Подсистема Устройства

сбора переклю-

информации о чения

параметрах фидеров

электроэнергии

0

Подсистема сбора информации о

параметрах электроэнергии

Устройства переключения фидеров

Источники электропитания

к контроллеру электропитания

БОИ БОИ

п I 1 ,

БАЦП БАЦП

1 1

БМП БМП

1А

1в| 1с| 2/?

2 ВТ

а б

Рис. 7. Структура распределенной системы оперативного выбора источника электропитания (а), структура подсистемы сбора информации о параметрах электроэнергии доступных источников (б)

Данная подсистема представляет собой совокупность функциональных блоков, назначение которых следует из их названия: БМП - блок масштабных преобразований измеряемых сигналов, БАЦП - блок аналого-цифрового преобразования, БОИ - блок обработки измерительной информации, БЦ - блок централизации измерительной информации, ЗУ - энергонезависимое запоминающее устройство, БС - блок связи.

Для проверки предложенных технических и методологических решений проведены экспериментальные исследования на электропитающей установке поста электрической централизации станции Московка Западно-Сибирской железной дороги, где были установлены компоненты разработанной системы. Временные диаграммы КПКЭ для первого и второго фидеров электропитающей установ-

ки, а также сигнал выбора питающего фидера, полученные с помощью методов комплексной оценки качества электроэнергии, приведены на рис. 8. При оценке достоверности вычислений КПКЭ результаты, полученные двумя методами, различались не более чем на 10 %.

<ц -

0,3

М0,2 0,1

0,0

3000 *—

а

0,35 0,30 0,25 0,10 0,15 МОД О 0,05

Рис. 8. Временные диаграммы КПКЭ

первого фидера (а), КПКЭ второго фидера (б), сигнала выбора питающего фидера (в)

б

Выполнена оценка экономического эффекта от применения разработанной системы. Для устройств автоматики на железнодорожном транспорте за счет улучшения показателей его эксплуатационной работы и сокращения затрат вследствие автоматизации чистый дисконтированный доход за 10 лет составил около 1100000 р., срок окупаемости 1,7 года, индекс доходности 4,88.

В приложениях представлены материалы, поясняющие проводимые эксперименты и их результаты. Также в приложения помещены акты экспериментальных исследований и внедрения результатов научных исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Составлена имитационная модель системы электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе, позволяющая исследовать влияние процесса выпрямления тока на качество получаемой электроэнергии. На основании имитационного моделирования определена номенклатура параметров для оценки качества электроэнергии с целью последующего оперативного выбора источника электропитания.

2. Введено и формализовано с применением аппарата теории нечетких множеств понятие комплексного показателя качества электроэнергии, позволяющее охарактеризовать степень ее пригодности для потребителей.

3. Разработан, с применением нечеткой логики, метод вычисления комплексного показателя качества электроэнергии, на основе которого возможен

оперативный выбор источника в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

4. Разработан метод, позволяющий с помощью нейросетевой модели прямого распространения вычислять комплексный показатель качества электроэнергии путем аппроксимации экспертных данных и выбирать источник электропитания с наилучшим качеством.

5. Предложены структурные технические и алгоритмические решения по организации системы оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте. Обобщение этих решений позволило сформулировать методику комплексного контроля электропитания нетяговых потребителей первой категории.

6. Оценена экономическая эффективность применения системы оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте. Рассчитанные показатели экономической эффективности за 10 лет составили: чистый дисконтированный доход -1100000 р., срок окупаемости - 1,7 года, индекс доходности - 4,88.

Список работ, опубликованных но теме диссертации

1.БорисенкоД. В. Контроль электропитания нетяговых потребителей первой категории на основе применения теории нечетких множеств и нечеткой логики / Д. В. Б о р и с е н к о, С. А. Л у н е в // Научно-технический журнал «Транспорт Урала». Екатеринбург, 2008. № 4 (19). С. 77-81.

2. БорисенкоД. В. Перспективы применения искусственных нейронных сетей в сфере железнодорожного транспорта / Д. В. Борисенко// Сб. тр. XIV междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» / Томский политехи, ун-т. Томск, 2008. Т. 2. С. 250, 251.

3.Борисенко Д. В. Многоуровневый мониторинг параметров качества электроэнергии в сетях электроснабжения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики /Д. В. Б о р и с е н к о, С. В. Г р и ш е ч к о, С. А. Л у н е в // Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте : Сб. науч. ст. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 127- 133.

4. БорисенкоД. В. Измерение частоты питающего напряжения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Борисенко, С. В. Г р и ш е ч к о // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 2008. №1. С. 290 - 293.

5.Борисенко Д. В. Удаленное конфигурирование блока контроля напряжения электропитания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Д. В. Борисенко// Совершенствование, разработка и диагностика устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи в системах регу-

лирования движения поездов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008, С. 26 - 31.

6. БорисенкоД. В. Многоуровневый мониторинг параметров качества электроэнергии как средство энерго- и ресурсосбережения в сетях электроснабжения устройств ЖАТ / Д. В. Борисенко, С. В. Грищечко, М. МСоколов// Энерго- и ресурсосбережение в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы науч.-ггракт. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 103 - 106.

7. Пат. 65654 РФ, МПК в 01 Я 17/02. Устройство контроля качества электрической энергии / С. А. Л у н е в, С. В. Г р и ш е ч к о, Д. В. Б о р и с е н к о, М. М. Соколов, В. А. Харламов (Россия). № 2007112149; Заявлено

02.04.2007. Опубл. 10.08.2007 // Открытия. Изобретения. 2007. № 22. С. 2.

8. Пат. 74715 РФ, МПК в 01 II 17/02. Устройство контроля качества электрической энергии / С. А. Л у н е в, С. В. Г р и ш е ч к о, Д. В. Б о р и с е н к о, М. М. Соколов (Россия). № 2008105011; Заявлено 11.02.2008; Опубл.

10.07.2008. // Открытия. Изобретения. 2008. №19.

9. Пат. 78579 РФ, МПК О 01 Я 17/02. Устройство автоматического переключения источников электропитания / С. А. Лунев, Д. В.Борисенко, М. М. Соколов (Россия). № 2008131275; Заявлено 29.07.2008; Опубл. 27.11.2008. // Открытия. Изобретения. 2008. №33.

Типография ОмГУПСа. 2009. Тираж 100 экз. Заказ 377. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Введение.

1 Анализ системы электроснабжения устройств автоматики на электрифицированной железной дороге.

1.1 Устройства автоматики на железнодорожном транспорте и их электроснабжение .!.ю

1.2 Обзор и анализ схем и условий электроснабжения устройств автоматики на электрифицированных железных дорогах.

1.3 Имитационная модель системы электроснабжения устройств автоматики железной дороги электрифицированной на постоянном токе.

1.4 Оценка зависимостей от величины тяговой нагрузки параметров и показателей качества электроэнергии, подаваемой устройствам автоматики.

2 Комплексная оценка и контроль качества электроэнергии на основе теории нечетких множеств и нечеткой логики.

2.1 Задача оценки качества электроэнергии и ее описание в терминах теории нечетких множеств.

2.2 Примеры формализации значений лингвистических переменных.

2.3 Комплексная оценка качества электроэнергии как нечеткое отношение на •декартовом произведении пространств контролируемых параметров.

2.4 Система нечеткого вывода для выполнения комплексной оценки качества электроэнергии.

3. Комплексная оценка и контроль качества электроэнергии на основе теории искусственных нейронных сетей.

3.1 Искусственные нейронные сети и возможность их применения для комплексной оценки качества электроэнергии.

3.2 Применение нейрона МакКаллока-Питса для контроля качества электроэнергии на соответствие ГОСТ 13109-97.

3.3 Сравнительный анализ алгоритмов для обучения применяемой нейросете-вой модели.

3.4 Применение нейронов с сигмоидальной функцией активации для комплексной оценки и контроля качества электроэнергии.

4 Система оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии.

4.1 Системы контроля электропитания и пути их совершенствования.

4.2 Методика уточнения частоты переменного напряжения питания по его спектральному представлению.

4.3 Диверсификация процесса вычисления комплексного показателя качества электроэнергии как средство контроля достоверности результата.

4.4 Распределенная система оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики на железнодорожном транспорте.

4.5 Экспериментальная проверка разработанных методов и технических решений

4.6 Оценка экономической эффективности применения системы оперативного выбора источника электропитания в системе электроснабжения устройств автоматики.

Устройства автоматики на железнодорожном транспорте являются важным звеном в обеспечении безопасности движения поездов. От их работы также во многом зависят экономические показатели железнодорожного транспорта. В устройствах автоматики на железнодорожном транспорте применяется широкий спектр электротехнического оборудования: электроприводы различных типов, полупроводниковые выпрямители, преобразователи частоты, релейная и электронная аппаратура, что определяет разнообразие требований к электропитанию и качеству получаемой электроэнергии. Устройства автоматики являются нетяговыми железнодорожными электропотребителями первой категории и, поэтому, их электроснабжение должно осуществляться не менее чем от двух независимых источников электроэнергии. Для электроснабжения устройств автоматики в условиях электрифицированного железнодорожного транспорта применяется специальная система электроснабжения, обеспечивающая получение электроэнергии от двух разных тяговых подстанций.

Система электроснабжения устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте представляет собой сложную электротехническую систему, в которой должно обеспечиваться бесперебойное и качественное электропитание всего спектра применяемого оборудования. Параметры электроэнергии и показатели ее качества (ПКЭ) в этой электротехнической системе изменяются с течением времени, что обусловлено множеством факторов, главным из которых является работа-тяговых потребителей. Наличие в такой системе двух независимых источников электроэнергии предполагает оперативный выбор источника, обеспечивающего в текущий момент более высокое качество электроэнергии. В настоящее время задача оперативного выбора источника электропитания в такой постановке решена недостаточно полно и, в большинстве случаев, сведена к выбору источника, напряжение которого находится в заданных пределах. Вместе с тем, для электротехнического оборудования, входящего в состав устройств автоматики, не менее важны и другие параметры электроэнергии. О необходимости решения данной задачи свидетельствуют и периодические отказы устройств автоматики связанные с электропитанием. Таким образом, разработка системы оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии является актуальной.

Результатом бурного развития, микропроцессорной техники, программного обеспечения, средств связи является все более расширяющийся спектр доступного оборудования, позволяющего осуществлять измерение множества параметров питающего напряжения и контроль большинства ПКЭ, причем обеспечивающего непрерывность этого процесса. Однако, несмотря на широкие возможности, и большой потенциал нового оборудования, основное применение оно находит только как средство мониторинга, а не как средство эффективного управления электропитанием в системах электроснабжения. Одной из причин этого является отсутствие методов оценки качества электроэнергии по совокупности измеряемых параметров, на основе которых можно было бы осуществлять оперативный выбор источника электропитания, причем с учетом требований и особенностей потребителей и условий, в которых осуществляется электроснабжение.

В определение качества электроэнергии, данном в ГОСТ 23875-88, говорится о степени соответствия параметров установленным значениям, при этом способ определения такой оценки не упоминается. Само официальное определение качества электроэнергии не учитывает возможности специфических требований предъявляемых электроприемниками к ее параметрам. Согласно определению качества электроэнергии, данному в [2], под ним следует понимать «.совокупность ее параметров (свойств), обусловливающих пригодность электроэнергии удовлетворять определенные потребности электроприемников в соответствии с их назначением». Такое определение синтезировано на основе терминологии введенной ГОСТ 15467-79. Упоминание электроприемников в определении качества электроэнергии указывает на субъективность, этого понятия, так как характеристики электроприемников, а соответственно и их требования к различным параметрам электроэнергии, могут быть разными. Особенно этот вопрос актуален для электросетей предприятий, в частности ОАО «РЖД», где электроснабжение осуществляется при разнообразном сочетании условий и потребителей, а взаимодействие между службой энергоснабжения и другими службами не только на основе ГОСТ 13109-97, но и на основе ряда отраслевых стандартов.

С учетом сказанного, задача оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии представляется, когнитивной, плохо поддающейся решению традиционными аналитическими методами. По мнению автора, она может быть решена с применением методов и теорий, относящихся к области искусственного интеллекта, как средства решения сложных, плохо формализуемых задач. В качестве теоретического базиса для решения данной задачи в диссертационной работе предлагается использовать теорию нечетких множеств, нечеткую логику и теорию искусственных нейронных сетей.

Значительный вклад в решение проблем связанных с развитием систем электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта, в том числе и устройств автоматики, внесли ученые В. Г. Аввакумов, В. Д. Авилов, М. П. Бадер, A. JI. Быкадоров, JI. А. Герман, Б. Е. Дынькин, Р. И. Караев, Е. И. Кордюков, К. Г. Марквардт, Г. Г. Марквардт, Г. П. Маслов, В. Т. Черемисин, М. Г. Шалимов, А. К. Шидловский и др.

Теоретические и практические вопросы теории нечетких множеств и нечеткой логики а также теории искусственных нейронных сетей сформулированы и рассмотрены в работах таких ученых, как Д. Дюбуа, JI. А. Заде, А. Коф-ман, А. В. Леоненков, М. Сугэно, Е. Мамдани, С. Д. Штовба, В. МакКаллок, Д. Хебб, Ф. Розенблатт, Д. Кован, С. Гроссберг, Д. Руммельхарт, В. Вапник, А. И. Галушкин, А. Н. Горбань и др.

Целью работы является совершенствование системы электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог за счет разработки и применения системы оперативного выбора источника электроэнергии на основе комплексной оценки ее качества.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи: проанализировать систему электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог и определить номенклатуру параметров для оценки качества электроэнергии; сформулировать комплексный критерий, позволяющий оценивать качество электроэнергии по совокупности ее параметров; разработать методы оценки и контроля качества электроэнергии при оперативном выборе источника в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированного железнодорожного транспорта; разработать рекомендации и технические решения для построения систем оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии; оценить экономическую эффективность применения систем оперативного выбора источника электропитания на основе комплексной оценки качества электроэнергии в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

При выполнении работы использовались методы математического анализа и математической статистики, положения теории нечетких множеств и теории искусственных нейронных сетей. Параметры моделей электротехнических устройств уточнялись на основе законов теоретической электротехники. Для имитационного моделирования и обработки экспериментальных данных применялась система компьютерной математики Matlab и ее расширение Simu-link. Специальное программное обеспечение для проведения экспериментов разработано в интегрированной среде разработки приложений Borland С++ Builder.

Научная новизна работы заключается в следующем: составлена имитационная модель системы электроснабжения устройств автоматики железной дороги электрифицированной на постоянном токе, позволяющая выбрать номенклатуру параметров для оценки качества электроэнергии с целью последующего принятия решения о выборе источника; предложен комплексный показатель качества электроэнергии, позволяющий принимать решения об оперативном выборе источника электропитания; предложен метод комплексной оценки, позволяющий, на основе системы нечеткого вывода, оценивать качество электроэнергии при выборе источника электропитания в системе электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе; разработана нейросетевая модель комплексной оценки и контроля качества электроэнергии, получаемой потребителями в системе электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена экспериментальными исследованиями. В ходе экспериментальных исследований, при оперативном выборе источника электропитания, расхождение комплексных оценок качества электроэнергии выполненных на основе разработанных методов не превысило 10 %. Практическая ценность диссертации заключается в следующем: разработанная имитационная модель позволяет оценить влияние процесса выпрямления тока на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог на качество электроэнергии, получаемой устройствами автоматики; предложенные методы комплексной оценки и контроля качества электроэнергии позволяют оценивать качество электроэнергии по совокупности параметров и показателей, и, на основании этой оценки, осуществлять оперативный выбор источника электропитания устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте; полученные структурные технические и алгоритмические решения позволяют организовать систему мониторинга и оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой «Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта на период до 2030 года», Стратегическими направлениями научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 года. Исследования представленные в настоящей работе выполнены в рамках госбюджетной НИР «Совершенствование процессов технического обслуживания железнодорожных устройств автоматики на основе микропроцессорных систем технической диагностики» ГБ 184 номер государственной регистрации ГР 01.20.01 04837. Результаты диссертационной работы, представленные в виде «Методики комплексного контроля электропитания нетяговых потребителей первой категории», рекомендованы к применению на Омском отделении Западносибирской железной, о чем имеется соответствующий акт о внедрении.

Основные положения работы представлялись на научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на жлезнодорож-ном транспорте» (Омск, 2007), XII научно-практической конференции «Энерго-, ресурсосбережение в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2008), XIV международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2008), всероссийской научно-технической конференции «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития» (Екатеринбург, 2008), научно-технических семинарах кафедры «Автоматика и телемеханика» ОмГУПСа (Омск, 2005 - 2008).

Положения диссертации и основные результаты исследований опубликованы в девяти научных работах, включающих в себя шесть статей (из них две в изданиях рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ) и три патента на полезную модель.

Выводы

1. Для описания комплекса технических, структурных и алгоритмических решений, направленных на повышение качества электроснабжения устройств автоматики, как нетяговых потребителей первой категории, сформулирована методика комплексного контроля электропитания нетяговых потребителей первой категории.

2. Показана возможность увеличения быстродествия многофункциональных цифровых измерительных устройств используемых для измерения напряжения, частоты и коэффициента одиннадцатой гармонической составляющей за счет применения алгоритма уточнения частоты сигнала по спектру, экспериментально проверено соответствие этого алгоритма требованиям ГОСТ 13109-97 к точности измерения частоты.

3. В качестве способа контроля достоверности комплексной оценки качества электроэнергии предложено диверсифицировать вычисление КПКЭ с последующим сравнением результатов.

4. Предложена структура распределенной системы оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики, указано место расположения элементов выполняющих комплексную оценку качества электроэнергии в рамках этой структуры, предложены технические решения по реализации системы.

5. Выполнена экспериментальная проверка разработанных методов и технических решений, в ходе которой доказано, что рекомендованные принципы оперативного выбора источника электропитания не противоречат существующим в настоящее время, а дополняют их, за счет чего может быть достигнуто повышение качества электроснабжения потребителей.

6. Выполнена оценка экономической эффективности применения системы оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики на железнодорожном транспорте, по результатам которой чистый дисконтированный доход от применение данной системы за 10 лет составил 1100000 р., индекс доходности составил 4,88, срок окупаемости 1,7 года.

Заключение

1. Составлена имитационная модель системы электроснабжения устройств автоматики железной дороги, электрифицированной на постоянном токе, позволяющая исследовать влияние процесса выпрямления тока на качество получаемой электроэнергии. На основании имитационного моделирования определена номенклатура параметров для оценки качества электроэнергии с целью последующего оперативного выбора источника электропитания.

2. Введено и формализовано с применением аппарата теории нечетких множеств понятие комплексного показателя качества электроэнергии, позволяющее охарактеризовать степень ее пригодности для потребителей.

3. Разработан, с применением нечеткой логики, метод вычисления комплексного показателя качества электроэнергии, на основе которого возможен оперативный выбор источника в системе электроснабжения устройств автоматики электрифицированных железных дорог.

4. Разработан метод, позволяющий с помощью нейросетевой модели прямого распространения вычислять комплексный показатель качества электроэнергии путем аппроксимации экспертных данных и выбирать источник электропитания с наилучшим качеством.

5. Предложены структурные технические и алгоритмические решения по организаций системы оперативного выбора источника электропитания устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте. Обобщение этих решений позволило сформулировать методику комплексного контроля электропитания нетяговых потребителей первой категории.

6. Оценена экономическая эффективность применения системы оперативного выбора источника электропитания для устройств автоматики на электрифицированном железнодорожном транспорте. Рассчитанные показатели экономической эффективности за 10 лет составили: чистый дисконтированный доход - 1100000 р., срок окупаемости - 1,7 года, индекс доходности - 4,88.

145

1. ГОСТ 23875-88 Качество электрической энергии. Термины и определения.2Аввакумов В. Г. Технико-экономическая оценка качества электроэнергии в промышленности / В. Г. Аввакумов, Г. JI. Багиев, Д. М. Воскобойников. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. 132 с.

2. ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения

3. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

4. Степанов Н. М. Электропитание устройств СЦБ / Н. М. С т е п а- н о в, П. К. В е л т и с т о в. М.: Транспорт, 1976. 168 с.

5. Тяговые подстанции: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. / Ю. М. Б е й, Р. Р. М а м о ш и н, В.В.Пупынин и др.; М.: Транспорт, 1986. 319 с.

6. ЮМарквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / К. Г. М а р к в а р д т. М.: Транспорт, 1982. 528 с.

7. JI и б к и н д М. С. Высшие гармоники, генерируемые трансформаторами: монография / М. С. JI и б к и н д; Академия наук СССР, Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 102 с.

8. В о л ь д е к А. И. Электрические машины: Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений; 3-е изд., перераб. / А. И. В о л ь д е к. Д.: Энергия, 1978. 832 с.

9. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций /Б. С. Барковский, Г. С. Магай, В. П. Маценкои др.; Под ред. М. Г.Шалимова. М.: Транспорт, 1990. 127 с.

10. Д ь я к о н о в В. П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 Основы применения / В. П. Д ь я к о н о в. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 800 с.

11. Дьяконов В. П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 В математике и моделировании / В. П. Д ь я к о н о в. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 576 с.

12. Сайт в Интернет: http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/ techdoc/matlab.html

13. Сайт в Интернет: http .-//www, math'works. com/access/helpdesk/help/ toolbox/simulink

14. Справочник по электроснабжению железных дорог / Под. ред. К. Г. М а р к в а р д т а. М.: Транспорт, 1981. 392 с. (В 2-х томах Т. 2).

15. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог: сборник справочных материалов / ОАО «Российские железные дороги», филиал «Про-ектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог». М.: ТРАНСИЗДАТ, 2004. 384 с.

16. К о р д ю к о в Е. И. Многоцелевая оптимизация качества электроэнергии и средств его улучшения в системах электроснабжения электрических железных дорог и промышленных предприятий: дис. доктора техн. наук. Омск, 1993. 256 с. (В 2-х томах Т. 1).

17. Z a d е h L. A. Fuzzy Sets / L. A. Z a d е h // Information and Control. 1965. V.8. P. 338 -353.

18. Прикладные нечеткие системы: Пер. с япон. / К. Аса и, Д. В ата-д а, С. И в а и и др.; Под редакцией Т. Т э р а н о, К. А с а и, М. С у г э н о. М.: Мир, 1993. 368 с.

19. ЗОРутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилиньский, JI. Рутков-с к и й; Пер. с польск. И. Д. Р у д и н с к о г о. М.: Горячая линия Телеком, 2006. 452 с.

20. ЛеоненковА. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH / А. В. Л е о н е н к о в. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 736 с.

21. К р у г л о в В. В. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети: Учебное пособие / В. В. К р у г л о в, М. И. Д л и, Р. Ю. Г о л у н о в М.: Издательство Физико-математиеской литературы, 2001. 224 с.

22. Б а т ы р ш и н И. 3. Основные операции нечеткой логики и их обобщения /И. З.Батыршин. Казань: Отечество, 2001. 100 с.

23. Д ь я к о н о в В. П. MATLAB 6.5 SP1/7/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики / В. П. Дьяк о- но в, В. В. К р у г л о в. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. 456 с.

24. Р о т ш т е й н А. П. Идентификация нелинейных зависимостей нечеткими базами знаний / А. П. Ротштейн, Д. И. Кате льников// Кибернетика и системный анализ. 1998. № 5. С. 53 — 61.

25. К о s к о В. Fuzzy Systems as Universal Approximators / В. К о s к о // IEEE Trans. On Computers. 1994. V. 43. № 11. P. 1329 1333.

26. О с о в с к и й С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский; Пер. с польск. И. Д. Рудинского. М.: Финансы и статистика, 2002. 344 с.

27. Н е b b D. О. The Organization of Behavior: A Neuropsyhological Theory / D. О. H e b b. New York: Wiley, 1949.

28. U t t 1 e у A. M. Information Transmission in the Nervous System / A. M. U 111 e y. London: Academic Press, 1979.50MinskyM. L. Computation: Finite and Infinite Machines / M. L. M i n s k y. NY: Prentice-Hall, 1967.

29. Rosenblatt F. The Perceptron: A probabilistic model for information storage and organization in the brain /F. Rosenblatt// Psychological Review. 1958. V 65. P. 386-408.

30. W i d г о w Adaptive switching circuits / B.Widrow, M. Hoff// IRE WESCON Convention Record. 1960. P 96 104.

31. С о w a n J. D. A Mathematical Theory of Central Nervous Activity / J. D. С о w a n. Ph.D. Thesis. University of London, 1967.

32. К о h о n e n T. Self-organized formation of topologically correct feature maps /Т. Kohonen// Biological Cybernetics. 1982. V 43. P. 59 69.

33. V a p n i к V. N. On the uniform convergence of relative frequencies of events to their probabilities /V. N. Vapnik, A. Chervonenkis// Theoretical Probability and Its Applications. 1971. V. 17. P. 264 280.

34. Г а л у ш к и н А. И. Теория нейронных сетей: Учеб. пособие для вузов / А. И. Г а л у ш к и н. М.: ИПРЖР, 2000. 416 с.61Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание. : Пер. с англ. / С. X а й к и н. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. 1104 с.

35. М е h г о t г а К. Bounds on the number of samples needed for neural learning /К. Mehrotra, C. Mohan, S. Ranka// IEEE Trans Neural Networks. 1991. V. 2. P. 548 558.

36. Беклемишев Д. В. Курс Аналитической геометрии и линейной алгебры: Учеб. 7-е изд., стер. / Д. В. Б е к л е м и ш е в. М: Высш. Шк., 1998. 329 с.

37. Барский А. Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений / А. Б. Б а р с к и й. М.: Финансы и статистика, 2004. 176 с.

38. Нейроинформатика / А. Н. Горбань, В. JI. Дунин-Барков-ский, А. Н. Кирдини др. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. 296 с.

39. Сайт в Интернет: http://www.nilsdum.narod.ru/apkdk.html

40. Коган Д. А. Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики / Д. А. К о г а н, М. М. М о л д а в с к и й. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 438 с.72 0ппенгейм А. Цифровая обработка сигналов / А. Оппен-г е й м, Р. Ш а ф е р. М.: Техносфера, 2006. 856 с

41. М а р п л м л. С. JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения / С. Л. М а р п л - м л. М.: Мир, 1990. 584 с.

42. Б е р д ы ш е в В. И. Численные методы приближения функций /

43. B.И.Бердышев, Ю. Н. Субботин. Свердловск, 1979. 384 с.

44. Борисенко Д. В. Измерение частоты питающего напряжения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В.Борисенко,

45. C.В.Гришечко// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 2008. № 1. С. 290-293.

46. Е л и с е е в а И. И. Общая теория статистики / И. И. Е л и с е е в а, М. М. Ю з б а ш е в. М.: Финансы и статистика, 1996. 368 с.

47. Б а д е р М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Б а д е р. М.: УМКМПС, 2002. 638 с.

48. Основы WEB-технологий: курс лекций / П. Б. X р а м ц о в, С. А. Б р и к, А. М. Р у с а к и др. М.: Интернет-Университет Информационных Технологий, 2003. 509 с.

49. А г у р о в П. В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования / П. В. А г у р о в. СПб.: БХВ — Петербург, 2004.

50. Устройства СЦБ. Технология обслуживания. М.: Транспорт, 1999.

51. Нормативы трудоемкости выполнения работ по технологическому обслуживанию устройств СЦБ в зависимости от категорий железнодорожных линий: М.: Транспорт, 1998.

52. Сайт в Интернет: http://rzd.ru/wps/portal/skzd?STRUCTUREID=9&layer id=3044&id=100441

53. Сайт в Интернет: http://rzd.ru/wps/PAlM71IFOI21GLP502LBRBV SP002 l/download?vp=7&colid=2060&fileFormat=application/file&id=106

54. Сайт в Интернет: http://www.pselectro.ru/uploads/1594471695.rar

55. Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. Для вузов ж.-д. трансп. / И. В. Белов, Н. П. Терешина, В. Г. Галабурдаи др.; Под ред. Н. П. Терешиной, Б. М. Лапидуса, М. Ф. Трихункова. М.: УМК МПС России, 2001. 600 с.

56. К р ы л о в Э. И. Анализ эффективности инвестиционной и инновационной деятельности предприятия: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. / Э. И. К р ы л о в, В. М. В л а с о в а, И. В. Ж у р а в к о в а. М.:Финансы и статистика, 2003. 608 с.

57. Сайт в Интернет: http://www.galios.ru/products/shdsltplus/

58. Сайт в Интернет: http://www.galios.ru/products/e2s3/98Марквардт Г. Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения / Г. Г. М а р к в а р д т. М.: Транспорт, 1972. 224 с.