автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование методики оценки готовности системы токосъема участка магистральной электрической железной дороги к скоростному движению

4858811 На правах рукописи

В.^аЛ-

ЖДАНОВ Вячеслав Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ГОТОВНОСТИ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ К СКОРОСТНОМУ ДВИЖЕНИЮ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- з НОЯ 2011

ОМСК 2011

4858811

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

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор СИДОРОВ Олег Алексеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ХАРЛАМОВ Виктор Васильевич;

кандидат технических наук, доцент БЕЛЯЕВ Павел Владимирович.

Ведущая организация:

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

Защита диссертации состоится 18 ноября 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)» по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 17 октября 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор

О. А. Сидоров.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Согласно плану научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г. одним из стратегических направлений является создание высокоскоростного движения с освоением отечественного производства основных элементов инфраструктуры и подвижного состава. При этом на первый план выходит безопасность движения поездов, связанная, в том числе, и с надежностью инфраструктуры системы токосъема (ИСТ), текущее состояние которой определяется комплексом методик оценки ее функциональной готовности.

Одним из основных направлений совершенствования методик оценки функциональной готовности ИСТ к скоростному движению является создание системы диагностики, основанной на расчете интегральных показателей качества токосъема, которые должны определяться для участков контактной сети с минимальным вмешательством в существующие методы и комплексы измерений.

Настоящая работа посвящена совершенствованию методов оценки качества токосъема за счет применения интегральных показателей, позволяющих определить пригодность исследуемого участка для движения с высокими скоростями.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению путем определения интегральных показателей за счет применения статистических методов анализа накопленных данных о техническом состоянии системы токосъема.

Дня достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи.

1. Выполнить анализ методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, выявить недостатки и наметить пути их совершенствования.

2. Разработать методику расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия с использованием регрессионного анализа.

3. Предложить методику расчета статистических характеристик контактного нажатия с использованием искусственных нейронных сетей.

4. Создать алгоритмы, позволяющие с использованием предложенных методик рассчитывать интегральный показатель состояния системы токосъема, и произвести теоретические исследования, в результате которых дать рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по участку по условиям токосъема.

5. Оценить технико-экономическую эффективность использования предложенных методик.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены на основе математического моделирования на ПЭВМ с использованием пакета универсальных математических программ Matlab Simulink и MySQL. Экспериментальные исследования производились на лабораторных установках и действующих участках магистральных электрических железных дорог.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) разработана методика расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия на каждом километре пути с использованием регрессионного анализа, учитывающая геометрическое положение контактных проводов и скорости движения электроподвижного состава;

2) предложена методика расчета статистических характеристик контактного нажатия токоприемника, учитывающая дополнительные влияющие факторы и представляющая собой ассоциативную экспертную нейронную сеть;

3) созданы алгоритмы для расчета интегрального показателя состояния системы токосъема с использованием предложенных методик и сформированы рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по условиям экономичного токосъема.

Достоверность научных исследований и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных экспериментов и натурных испытаний, проведенных на действующих участках Октябрьской железной дороги. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 8 %.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем:

1) предложенная методика определения среднеквадратического отклонения контактного нажатия токоприемника на основе регрессионной модели позволяет производить его расчет при наличии ограниченного множества обучающих данных без прямых измерений контактного нажатия;

2) созданная методика определения интегральных характеристик контактного нажатия токоприемника с использованием искусственных нейронных сетей позволяет количественно оценить влияние качества настройки контактной подвески и скорости движения подвижного состава на состояние скользящего контакта между токоприемником и контактным проводом;

3) разработанная методика оценки готовности системы токосъема к скоростному движению с использованием предлагаемых методик расчета статистических характеристик контактного нажатия дает возможность локализовать

участки контактной подвески, требующие регулировки для обеспечения экономичного токосъема.

Реализация результатов работы. Разработанные методики оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, регрессионного и ней-росетевого моделирования для расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия внедрены в ЗАО «Универсал - контактные сети» в техническом проекте токоприемника в рамках темы «Разработка и организация высокотехнологичного производства нового магистрального токоприемника для применения на линиях с модернизированной инфраструктурой системы токосъема» (договор № 13.G25.31.0034 от «07» сентября 2010 г.), реализуемого при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI, VII и X международных научно-практических конференциях «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2006, 2007, 2010), на всероссийской научно-практической конференции с международным участием представителей производства, ученых транспортных вузов и инженерных работников (Хабаровск, 2010), на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа (Омск, 2008 — 2011).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в четырнадцати печатных работах, которые включают в себя четырнадцать статей. Две статьи опубликованы в изданиях, определенных перечнем ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка из 125 наименований. Общий объем диссертации составляет 127 страниц, включая 10 таблиц, 36 рисунков и два приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается состояние проблемы, обосновывается ее актуальность, формулируются задачи исследований и намечаются пути их решения.

В первом разделе выполнен анализ показателей качества токосъема, рассмотрены основные технические средства, применяемые для их оценки. В результате исследования выявлены недостатки существующих методик оценки качества токосъема и определены пути их совершенствования.

Во втором разделе произведен выбор базисного интегрального показателя состояния системы токосъема - среднеквадратического отклонения (СКО) контактного нажатия токоприемника, уточнение которого является одной из задач настоящего исследования, а также разработана методика расчета покило-метрового СКО контактного нажатия с помощью регрессионной модели на примере участка линии Москва - Санкт-Петербург.

Исследования по определению показателей качества токосъема проводили ученые И. И. Власов, К. Г. Марквардт, А. В. Плакс, В. А. Ан, А. В. Фрайфельд, В. П. Михеев, С. Н. Ковалев, Т. А. Тибилов, В. А. Волошн, А. В. Ефимов, А. Г. Галкин, О. А. Сидоров, В. М. Павлов, А. С. Брюханов, Г. П. Маслов, А. Н. Смердин, Т. Усуда, Ш. Кусуми, М. Икеда и др.

Анализ контактного нажатия токоприемника как непрерывной случайной величины показал, что наиболее точно исследуемую величину описывает нормальный закон распределения, основными характеристиками которого являются среднеквадратическое отклонение и математическое ожидание. Покиломет-ровые гистограммы распределения контактного нажатия токоприемника, а также значения критерия Пирсона для различных скоростей движения приведены на рис. 1. Наблюдается тесная связь между СКО нажатия, средней скоростью и СКО высотного положения контактного провода. Поэтому для оценки пригодности исследуемого участка к скоростному движению целесообразно использовать СКО контактного нажатия.

В условиях эксплуатации системы токосъема оценка контактного нажатия производится с помощью вагонов-лабораторий для испытания контактной сети (ВИКС), максимальная скорость которых при измерении нажатия ограничена 160 км/ч, поэтому контактное нажатие токоприемника оценивается с помощью подвижного состава, задействованного в коммерческих перевозках, дополнительно оснащенного специализированным измерительным комплексом.

Расширение функциональных возможностей ВИКСа для оценки нажатия при скоростном движении может быть достигнуто применением методик расчета базисного интегрального показателя состояния системы токосъема.

Расчет СКО нажатия с помощью традиционных методов представляет собой сложную задачу, связанную с необходимостью учета значительного числа факторов, находящихся во взаимодействии друг с другом, что проблематично реализовать на практике. Поэтому предлагается использовать методы моделирования, основанные на анализе накопленной информации об исследуемом процессе, сводящиеся к определению неизвестной передаточной функции системы с заданным набором входных и выходных характеристик.

Регрессионный анализ является одним из инструментов, позволяющих при минимальном объеме массива входных данных производить расчет СКО контактного нажатия токоприемника. Для построения регрессионной модели расчета СКО нажатия произведен отбор влияющих факторов с помощью корреляционного анализа, который показал, что наибольшее влияние на исследуемую величин}' оказывают средняя скорость электроподвижного состава (ЭПС) и СКО высотного положения контактного провода на каждом километре пути. Общий вид функции регрессии в виде алгебраического степенного полинома выбран исходя из анализа геометрической структуры данных поверхности желаемого отклика двух-факторной регрессионной модели.

Выбор степени полинома производился методом последовательного усложнения уравнения с оценкой качества построения уравнения по контрольной выборке. В результате выявлено, что наиболее точно поверхность отклика описывает алгебраический степенной полином третьего порядка:

сгр = 38 — 0,336^ — 1271,7сгн + 12,55ч-ан + 0,ООП2 + 7236,4сг1 -

я.

-16327сг3Нт

С помощью уравнения (1) произведен расчет СКО нажатия по обучающей и контрольной выборкам, а также оценена сходимость (рис. 2). Средняя относительная погрешность по обучающей и тестовой выборкам составила 9,1 и 9,8 % соответственно.

В третьем разделе рассмотрена методика расчета статистических характеристик контактного нажатия токоприемника с использованием искусственных нейронных сетей (ИНС), которая обеспечивает более высокую точность по сравнению с регрессионными моделями за счет учета дополнительных факто-

100 125 150 175 200 225 250 Н 300

Р„ -►

V = 72 м/с - ¿» = 2,93 - /„ь, = 8,67 "

/ / У

щ т \

% /

\

/М

Шг/-

50 75 100

125 150 175 200 225

Р„-►

250 Н 300

Рис. 1. Гистограммы покилометрового распределения контактного нажатия токоприемника при скорости, м/с: а - 28; б - 72

ров, использования более гибкого инструмента для определения передаточной функции, а также возможности уточнения модели за счет ее обучения дополнительными данными, получаемыми в ходе измерительных поездок.

X X хЯ

Шг^зг X

к*

3< X >й < Ъ^ъХ х

20

40

80

20

х - эксперимент; о - расчет

а б

Рис. 2. Сравнение данных регрессионного моделирования СКО контактного нажатия и экспериментальных данных: а и б - обучающая и тестовая выборки

Задача расчета СКО контактного нажатия может быть сведена к задаче аппроксимации неизвестной функции, которая может быть разбита на ряд подзадач, выполняемых отдельными сетями-экспертами. В качестве базового набора сетей-экспертов используются одно- и двухслойные персептроны, а также радиально-базисные сети.

Функции активации нейронов скрытых слоев персептронов - биполярная сигмоидальная функция гиперболического тангенса, которая в общем виде описывается выражением:

ф{х) = итИ(р-х), (2)

где р - константа, имеющая положительные значения.

Обучение таких нейронных сетей производится по методу обратного распространения ошибки с поиском направления в пространстве весов по алгоритму Левенберга - Марквардта. Задача обучения нейронной сети рассматривается как требование минимизации априори определенной целевой функции:

*' п=1

(3)

где Ы- общее число образцов в обучающем множестве; Е(п) - энергия ошибки единичного нейрона.

При таком подходе целесообразно применять градиентные методы обучения, которые связаны с разложением целевой функции (3) в ряд Тейлора в ближайшей окрестности точки имеющегося решения. В случае целевой функции от многих переменных такое представление связывается с окрестностью

ранее определенной точки в направлении поиска в пространстве весов. Подобное разложение описывается выражением вида:

т 1

Е(-и> + р) = Е(м>) + ^(у>)\ р + -ртН(ч>)р + ...,

(4)

где w — текущее значение веса нейрона; р - направление поиска в пространстве

-[Т

весов; g(w) = 'ЧE =

дЕ <Эи>„

дЕ 8Е дм>1 ди>2

д2Е _

• вектор градиента, а

82Е

д2Е

д2Е

- гессиан весов нейронной сети. (5)

Точное значение гессиана Н(у/) заменяется аппроксимированным значением С(м>). При использовании обозначений

де,

е(и') =

е,0)

е2Ы) ел/0).

(6)

де.

де,

ам аю ЭК)

де2 де2 де2

д(м>2) 5К)

дем дем

дО,) Э<>2)

ЗК).

(7)

векторы градиента и аппроксимированная матрица гессиана, соответствующие целевой функции, определяются в виде:

(9)

где — компоненты гессиана Н(м/), содержащие высшие производные относительно м>.

Сущность выбранного подхода состоит в аппроксимации Щм!) с помощью регуляризационного фактора ук, изменяющегося в процессе оптимизации. Таким образом, аппроксимированная матрица гессиана на к-м шаге алгоритма имеет вид:

где V* - регуляризационный параметр Левенберга - Марквардта.

В условиях ограниченности данных обучающих поездок понижение размерности входного вектора может повысить обобщающую способность сети в соответствии с мерой Вапника - Червоненкиса. Понижение размерности входного вектора производится с помощью однослойного персептрона, обучаемого воспроизводить на выходе свои же входы. Скрытый слой такой сети имеет размер меньше входного слоя и реализует нелинейный метод анализа главных компонентов, извлекая значимые признаки из входного вектора.

Формирование входного вектора начинается с того, что данные измерительных поездок заносятся в специализированную базу данных на основе СУБД MySQL, где определяются статистические характеристики измеренных параметров. Для расчета СКО контактного нажатия токоприемника в качестве базового набора входных переменных выбраны статистики скорости движения ЭПС, высотного положения контактного провода, а также длина участка, пройденного токоприемником по контактной подвеске с зигзагом, превышающим 300 мм, — всего 21 переменная.

Определение оптимального размера скрытого слоя сети понижения размерности производилось методом полного перебора вариантов с оценкой понижения размерности на тестовых сетях. Реализация этого алгоритма произведена в среде Matlab с использованием набора функций Neural Network Toolbox. В результате вычислительных экспериментов установлено, что наименьшую ошибку тестовые сети показывают при количестве скрытых нейронов сети понижения размерности, равном 13.

Выбор оптимальных архитектур сетей-экспертов в виде многослойных персептронов производился методом полного перебора вариантов. Для этого было произведено 40 циклов обучения одно- и двухслойных персептронов с количеством нейронов в скрытых слоях до 70. На каждом цикле обучение отбиралось по одной сети каждой архитектуры, показавшей наименьшие ошибки. Выходы таких сетей усреднялись по ансамблю, в результате чего определено, что оптимальным является количество однослойных персептронов, равное 23, и двухслойных персептронов - равное 11, так как при увеличении количества сетей выше указанных значений снижения ошибки не наблюдалось.

Выбор оптимального количества нейронов скрытого слоя радиально-базисной сети представляет собой процедуру последовательного увеличения числа нейронов скрытого слоя до достижения требуемого значения функционала ошибки. Если обозначить матрицу весов сети как W, содержащую р нейронов, то при введении нового (р+1)-то нейрона модель принимает вид:

У( к) = шр^р+1(к), . (11)

где УУр+1 — матрица весов; Рр*1<к) — матрица используемых в сети (р+1)-п функций преобразования.

Размерность вектора выхода сети не изменяется. Оценка вектора весов сети методом наименьших квадратов описывается выражением:

ЖР+1(к) = ¥(к)р^(к)[рр+,(к)р^ (к) ]"'. <12)

Оптимальной является структура со 140 нейронами скрытого слоя, так как при этом наблюдается минимальная ошибка по тестовой выборке.

Таким образом, все элементы нейросетевой модели определены. Структура модели приведена на рис. 3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных по обучающей и тестовой выборкам приведено на рис. 4. Средняя относительная погрешность по обучающей выборке составила 6,7 %, по тестовой — 6,9. Подобные модели могут быть применены аналогичным образом для расчета дополнительных статистических характеристик контактного нажатия.

В четвертом разделе рассмотрены алгоритмы оценки готовности участка к скоростному движению с использованием разработанных методик, даны рекомендации по определению допустимых скоростей на участках по условиям экономичного токосъема, а также произведен расчет допустимых скоростей движения и определены места, требующие регулировки контактной подвески по первому пути линии Москва - Санкт-Петербург.

Имеющаяся база данных измерительных поездок и ¿/-образные характеристики медно-графитовых вставок ООО «Транстехконтакт» и контактных проводов 2МФ-120, полученные на лабораторной установке сотрудниками ОмГУПСа, позволяют рассчитать износ полоза токоприемника по длине при прохождении определенного участка, а также определить его пробег до замены.

Рис. 3. Схема экспертной нейронной сети для расчета СКО нажатия

Рассчитанные значения пробега полоза до замены согласуются с эксплуатационными данными, полученными в ходе измерений износа полоза токоприемника 88887-1Ш), производимого сотрудниками ТЧ-10 при каждом заходе ЭВС2 «Сапсан» в депо Металлострой.

42 Н

30

И:

12, 6

0

О * 1

а

О (О X ш ^¿¡¿Г о*

и™ ¡Го 8 * >о

■ 1 - ( а Я

100

200

К ¿¡Ъ» $*<> < г^х: ¡Ой, VII л - Р. X г>°

£ ■ Й> иЛ V , ч ? • м срХЬгРх

»48 я и х"х

х - эксперимент; о - расчет Рис. 4. Сравнение значений СКО нажатия, полученных с помощью нейросете-вой модели и экспериментально: а и б - обучающая и тестовая выборки

Имеющиеся данные позволяют построить зависимость среднего удельного износа полоза на каждом километре пути от скорости движения ЭПС и СКО контактного нажатия (рис. 5), из которой следует, что зона экономичного токосъема ограничена величиной СКО контактного нажатия 22 Н для данного типа токоприемника и контактной подвески.

Разработанные модели позволяют определять допустимые скорости движения по условиям токосъема с локализацией ограничений до 1 км. При этом для оценки допустимых участковых скоростей разработаны специальные алгоритмы, позволяющие в автоматическом режиме с использованием готовых запросов и кодов рассчитывать СКО нажатия и определять допустимые скорости.

При отсутствии базы данных измерительных поездок целесообразно воспользоваться регрессионной моделью. В соответствии с разработанным алгоритмом необходимо определить свободные параметры уравнения по данным измерений СКО нажатия и СКО высотного положения контактного провода при различных скоростях движения, заполнив матрицу планирования эксперимента.

Затем, с помощью полученной модели рассчитать СКО нажатия на исследуемом участке и подобрать допустимую скорость с учетом зоны экономичного токосъема. Однако если исследователь располагает значительным массивом данных измерительных поездок по участку, то для оценки готовности системы токосъема к скоростному движению целесообразно использовать нейро-

сетевую модель, обладающую более высокой точностью.

Действия в соответствии с алгоритмом оценки: состояния системы токосъема с помощью нейросетевой модели также можно разделить на два этапа. На первом этапе происходит обобщение накопленного опыта измерительных поездок, составляется нейросетевая модель, с помощью которой на втором этапе производится расчет СКО контактного нажатия токоприемника и определяется пригодность исследуемого участка к движению с установленной скоростью.

С помощью разработанных моделей произведен расчет допустимых скоростей движения по первому пути линии Москва - Санкт-Петербург. Исходя из определенной выше зоны экономичного токосъема установлены рекомендации по допустимым скоростям движения (рис. 6).

270

Рис. 6. Гистограмма допустимых скоростей движения по условиям экономичного токосъема для первого пути линии Москва - Санкт-Петербург (фрагмент)

Следует отметить, что приведенная на рис. 6 гистограмма не является рекомендацией для ограничения графиковых скоростей движения на исследуемом участке, она определяет рекомендованные скорости движения, при которых токосъем будет происходить с минимальным износом контактных вставок, а также места, требующие регулировки контактной подвески в пределах километра.

Рис. 5. Зависимость износа контактной вставки от СКО контактного нажатия и средней скорости на каждом километре пути

В пятом разделе определена технико-экономическая эффективность применения предложенных методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению с использованием интегральных показателей. Экономический эффект достигается за счет снижения затрат на обслуживание токоприемников, а также сокращения времени персонала на обработку данных измерительных поездок и составляет 650 119 р. на 10 токоприемников и на обработку информации о 100 км контактной подвески за 10 лет, инвестиционный проект можно считать экономически эффективным.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, в результате которого установлено, что для сокращения времени принятия решения о пригодности исследуемого участка к скоростному движению необходимо рассчитывать интегральные показатели.

2. Разработана методика расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия на каждом километре пути с использованием регрессионного анализа, которая позволяет с минимальным количеством обучающих данных измерительных поездок производить расчет среднеквадратического отклонения контактного нажатия со средней относительной погрешностью, не превышающей 10 %.

3. Предложена методика расчета статистических характеристик контактного нажатия токоприемника с учетом дополнительных влияющих факторов, представляющая собой ассоциативную экспертную нейронную сеть и позволяющая производить расчет среднеквадратического отклонения контактного нажатия при наличии значительного набора обучающих данных со средней относительной погрешностью, не превышающей 7 %.

4. Созданы алгоритмы, позволяющие с использованием предложенных методик рассчитывать интегральный показатель состояния системы токосъема, а также произведены теоретические исследования, в результате которых даны рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по условиям токосъема на линии Москва - Санкт-Петербург по данным ВИКСа.

5. Оценена технико-экономическая эффективность использования предложенных методик и установлено, что экономический эффект составит 650 119 р. на 10 токоприемников и на обработку информации о 100 км контактной подвески за 10 лет, срок окупаемости составляет четыре года.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Система токосъема с жестким токопроводом с позиций трибофатики /

0. А. Сидоров, В. А. Жданов и др. // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы VI междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2006. Ч. 2. С. 43 - 46.

2. Применение цифровых средств измерения для определения динамических характеристик устройств токосъема / О. А. Сидоров, В. А. Жданов и др.// Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы VI междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2006. Ч.

1.С. 25-27.

3. Сидоров О. А. Применение рациональных методов моделировании при оценке взаимодействия токоприемников с контактными подвесками / О. А. Сидоров, А. С. Голубков, В. А. Жданов //Материалы VII междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2007. 4.2. С. 51-53.

4. Совершенствование методов оценки показателей скоростных контактных подвесок / О. А. Сидоров, С. В. Заренков и др. // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: Сборник статей молодых ученых и аспирантов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. Вып. 10. С. 94 - 97. -

5. Применение конечноэлементной модели контактной подвески для оценки качества регулировки инфраструктуры системы токосъема / О. А. Сидоров, А. Н. Смердин и др. // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы X междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2010. С. 86 - 88.

6. Смердин А. Н. Методика поучастковой оценки качества инфраструктуры системы токосъема скоростной линии Москва - Санкт-Петербург / А. Н. Смердин, В. А. Жданов // Наука, творчество и образование в области электроснабжения - достижения и перспективы: Труды всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2010. С. 86 - 88.

7. Жданов В. А. Совершенствование методов оценки качества токосъема высокоскоростных линий / В. А. Ж д а н о в // Инновации для транспорта: Сб. науч. ст. с междунар. участием. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. Ч. 1.С. 184- 189.

8. Смердин А. Н. Определение рациональных параметров контактной подвески для скоростной линии Омск - Новосибирск / А. Н. Смердин,

A. С. Голубков, В. А. Жданов // Электроснабжение железных дорог: Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. С. 30-34.

9. Совершенствование методики поучастковой оценки инфраструктуры системы токосъема на скоростном полигоне Угловка - Мстинский мост /

B. М. Павлов, А. Н. Смердин и др. //Токосъем и тяговое электроснабжение при высокоскоростном движении на постоянном токе: Сб. науч. тр. / М.: Интекс, 2010. С. 172 - 180.

10. Zhd anov V. Improvement of current collection system examination method for high-speed train line Moscow — St. Petersburg / V. Zhdanov, O. Khodunova // PROM: List Studenata Fakulteta Prometnih Zhanosti. Zagreb, 2010. P. 72-74.

11. Применение искусственных нейронных сетей для расчета интегральных показателей качества токосъема / О.А.Сидоров, В.А.Жданов и др. // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации контактных подвесок и токоприемников электрического транспорт: Сб. науч. статей с между-нар. участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. С. 42 - 50.

12. Смердин А. Н. Совершенствование методики исследования волновых процессов в контактной подвеске на основе конечно-элементной модели / А.Н. Смердин, A.C. Голубков, В. А. Жданов //Известия Транссиба/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. Вып. 1(15). С. 30 - 37.

13. Сидоров О. А. Применение рациональных методик оценки качества токосъема магистральных электрических железных дорог / O.A. Сидоров, А. Н. Смердин, В. А. Жданов // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2011. Вып.1 (28) С. 70 - 76.

14. Сидор ов O.A. Расчет интегральных показателей качества токосъема с помощью ассоциативных экспертных нейронных сетей / O.A. Сидоров, А. Н. Смердин, В. А. Жданов //Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. Вып. 3 (7) С. 33 - 43.

Типография ОмГУПСа. 2011. Тираж 100 экз. Заказ 706. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ТОКОСЪЕМА.

1.1 Анализ показателей качества токосъема.

1.2 Анализ аппаратных средств, применяемых для оценки качества токосъема.

1.3 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА (СТ) С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА.

2.1 Выбор базисного показателя состояния системы токосъема при оценке функциональной готовности СТ к скоростному движению.

2.2 Анализ факторов, оказывающих влияние на среднеквадрати-ческое отклонение (СКО) контактного нажатия токоприемника.

2.3 Выбор параметрического семейства функций для построения регрессионной модели определения СКО контактного нажатия токоприемника.

2.4 Оценка коэффициентов регрессии и сходимости модели.

2.5 Методика настройки регрессионной модели для расчета СКО контактного нажатия токоприемника.

2.6 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ.

3.1 Выбор архитектуры нейросетевой модели для расчета СКО контактного нажатия токоприемника.

3.1.1 Применение многослойных персептронов в качестве сетей - экспертов.

3.1.2 Выбор архитектуры многослойных персептронов в качестве сетей — экспертов.

3.1.3 Понижение размерности входного сигнала.

3.1.4 Поиск оптимальной архитектуры многослойных персептронов в качестве сетей — экспертов.

3.1.5 Применение сети на основе радиальных базисных функций в качестве сети - эксперта.

3.2 Спецификация иейросетевой модели для расчета СКО контактного нажатия токоприемника.

3.3 Выводы.

4 ОЦЕНКА ГОТОВНОСТИ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА К СКОРОСТНОМУ ДВИЖЕНИЮ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ.

4.1 Рекомендации по выбору максимально допустимой скорости на участке по условиям токосъема.

4.2 Определение износа контактной вставки токоприемника с учетом зигзага контактных проводов по данным измерительных поездок.

4.3 Методика оценки готовности системы токосъема к скоростному движению с применением интегрального показателя.

4.4 Рекомендации по определению допустимых скоростей движения и локализации мест, требующих регулировки контактной подвески по условиям токосъема на линии Москва - Санкт-Петербург Октябрьской железной дороги.

4.5 Выводы.

5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ГОТОВНОСТИ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА К СКОРОСТНОМУ ДВИЖЕНИЮ.

5.1 Методика оценки экономической эффективности.

5.2 Экономический эффект от внедрения методики.

5.3 Определение стоимостной оценки результатов.

5.4 Определение единовременных затрат.

5.5 Определение показателей экономической эффективности.

В транспортной системе России ведущим и организующим видом является железнодорожный транспорт. В обозримом будущем железнодорожным перевозкам не будет альтернативы по экономической эффективности и экологической безопасности при транспортировке значительных по объемам стабильных потоков массовых грузов, доставляемых на средние и дальние расстояния, а также по обеспечению пассажирских перевозок («Белая книга» ОАО «РЖД»).

Важнейшую роль в техническом перевооружении железнодорожного транспорта играет электрификация железных дорог, позволяющая повысить скорость движения поездов, а, следовательно, сократить время доставки грузов и пассажиров, что особенно актуально для России с ее огромными территориями. В соответствии с федеральной целевой программой «Развитие транспортной системы России на 2010 - 2015 годы» наряду с существенным увеличением грузовых перевозок, требуется осуществить поэтапное повышение скоростей движения пассажирских поездов с увеличением полигона скоростного движения до 8 ООО км [1].

Комплекс мероприятий по повышению скоростей движения на железнодорожном транспорте предусматривает следующее:

1. Повышение маршрутных скоростей дальних пассажирских поездов, следующих на расстояние более 700 км, до 70 - 90 км/ч.

2. Организация скоростного железнодорожного движения после реконструкции действующих линий между крупными региональными центрами с использованием скоростных поездов, маршрутная скорость которых находится в пределах до 160 - 200 км/ч, и время поездки не превышает 7 часов.

3. Создание высокоскоростных железнодорожных линий, на которых обеспечивается движение со скоростями до 350 км/ч: Санкт-Петербург - Москва, Санкт-Петербург - Хельсинки, Москва - Адлер, Москва - Нижний Новгород.

При реализации высоких скоростей движения (200 - 350 км/ч), проблема обеспечения надежного и качественного токосъема остается особенно актуальной во многих странах мира [2-7].

Согласно плану научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 года одним из стратегических направлений является создание высокоскоростного движения с освоением отечественного производства основных элементов инфраструктуры и подвижного состава. При этом на первый план выходит безопасность движения поездов, связанная в том числе и с надежностью системы токосъема (СТ), текущее состояние которой определяется комплексом методик оценки ее функциональной готовности.

Одним из основных направлений совершенствования методик оценки функциональной готовности СТ к скоростному движению является создание системы диагностики, основанной на определении интегральных показателей, которые должны определяться для участков контактной сети с минимальным вмешательством в существующие методы и комплексы измерений.

Настоящая работа посвящена совершенствованию методов оценки качества токосъема за счет применения интегральных показателей, позволяющих определить пригодность исследуемого участка для движения с высокими скоростями.

Цель работы - повышение эффективности методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению путем определения интегральных показателей за счет применения статистических методов анализа накопленных данных о техническом состоянии системы токосъема.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1. Выполнить анализ методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, выявить недостатки и наметить пути их совершенствования.

2. Разработать методику расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия с использованием регрессионного анализа.

3. Предложить методику расчета статистических характеристик контактного нажатия с использованием искусственных нейронных сетей.

4. Создать алгоритмы, позволяющие с использованием предложенных методик рассчитывать интегральный показатель состояния системы токосъема, и произвести теоретические исследования, в результате которых дать рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по участку по условиям токосъема.

5. Оценить технико-экономическую эффективность использования предложенных методик.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) разработана методика расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия на каждом километре пути с использованием регрессионного анализа, учитывающая геометрическое положение контактных проводов и скорости движения электроподвижного состава;

2) предложена методика расчета статистических характеристик контактного нажатия токоприемника, учитывающая дополнительные влияющие факторы и представляющая собой ассоциативную экспертную нейронную сеть;

3) созданы алгоритмы для расчета интегрального показателя состояния системы токосъема с использованием предложенных методик и сформированы рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по условиям экономичного токосъема.

Достоверность научных исследований и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных экспериментов и натурных испытаний, проведенных на действующих участках Октябрьской железной дороги. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 8 %.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1) предложенная методика определения среднеквадратического отклонения контактного нажатия токоприемника на основе регрессионной модели позволяет производить его расчет при наличии ограниченного множества обучающих данных без прямых измерений контактного нажатия;

2) созданная методика определения интегральных характеристик контактного нажатия токоприемника с использованием искусственных нейронных сетей позволяет количественно оценить влияние качества настройки контактной подвески и скорости движения подвижного состава на состояние скользящего контакта между токоприемником и контактным проводом;

3) разработанная методика оценки готовности системы токосъема к скоростному движению с использованием предлагаемых методик расчета статистических характеристик контактного нажатия дает возможность локализовать участки контактной подвески, требующие регулировки для обеспечения экономичного токосъема.

Методы проведении исследований. Теоретические исследования проведены на основе математического моделирования на ПЭВМ с использованием пакета универсальных математических программ Matlab Simulink и MySQL. Экспериментальные исследования производились на лабораторных установках и действующих участках магистральных электрических железных дорог.

Реализация результатов работы. Разработанные методики оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, регрессионного и ней-росетевого моделирования для расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия внедрены в ЗАО «Универсал - контактные сети» в техническом проекте токоприемника в рамках темы «Разработка и организация высокотехнологичного производства нового магистрального токоприемника для применения на линиях с модернизированной инфраструктурой системы токосъема» (договор № 13.G25.31.0034 от «07» сентября 2010 г.), реализуемого при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI, VII и X Международных научно-практических конференциях «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием представителей производства, ученых транспортных вузов и инженерных работников (Хабаровск 2010), на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта».

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в четырнадцати печатных работах, которые включают в себя девять статей и пять тезисов докладов. Две статьи опубликованы в изданиях, определенных перечнем ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 125 наименований. Общий объем диссертации составляет 127 страниц, включая 10 таблиц, 36 рисунков и два приложения.

4.4 Выводы

1 Поучастковые ограничения скорости по условиям токосъема должны определяться из условий минимизации затрат на текущее обслуживание и ремонт СТ, характеристикой которого может являться величина удельного износа контактной вставки.

2 Остаточная высота контактной вставки полоза токоприемника может быть определена при наличии ¿/-образных износных характеристик и данных о величине зигзага и контактного нажатия токоприемника.

3 Предложенные методики на основе регрессионного и нейросетевого моделирования позволяют производить оценку готовности системы токосъема к скоростному движению, а также определять места, требующие регулировки контактной подвески по условиям экономичного токосъема без прямых измерений контактного нажатия при движении вагона - лаборатории с любой удобной скоростью.

5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ГОТОВНОСТИ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА К СКОРОСТНОМУ ДВИЖЕНИЮ

5.1. Методика оценки экономической эффективности

Основными преимущества предлагаемой методики оценки готовности системы токосъема к скоростному движению с использованием интегральных показателей являются:

- сокращение объема информации, необходимой для принятия решения о пригодности исследуемого участка к скоростному движению, посредством применения интегральных показателей;

- снижение временных затрат на обработку данных измерительных поездок за счет использования базы данных и программных кодов для автоматического расчета и построения моделей;

- снижение затрат на обслуживание токоприемников ЭПС за счет сокращения износа контактных вставок.

Таким образом, задача состоит в том, чтобы определить экономический эффект разработки и использования предлагаемой методики оценки готовности СТ исследуемого участка к скоростному движению.

Исходные данные для расчета экономического эффекта приведены в табл. 5.1.

Экономическая эффективность инвестиционных проектов оценивается системой показателей, основанных на соотношении полученного при реализации проекта результата Р( и инвестиционных затрат 31- Расчет проводится с учетом фактора времени, для чего учитываются инфляционные процессы, изменение во времени ценообразующих составляющих, характер инвестиционных вложений и экономических результатов от них. Неучет указанных факторов может привести к ошибочным результатам [120 - 123].

Основными показателями экономической эффективности являются интегральный эффект, индекс и норма рентабельности инвестиций, срок окупаемости.

99

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Выполнен анализ методик оценки готовности системы токосъема к скоростному движению, в результате которого установлено, что для сокращения времени принятия решения о пригодности исследуемого участка к скоростному движению необходимо рассчитывать интегральные показатели.

2 Разработана методика расчета среднеквадратического отклонения контактного нажатия на каждом километре пути с использованием регрессионного анализа, которая позволяет с минимальным количеством обучающих данных измерительных поездок производить расчет среднеквадратического отклонения контактного нажатия со средней относительной погрешностью, не превышающей 10%.

3 Предложена методика расчета статистических характеристик контактного нажатия токоприемника с учетом дополнительных влияющих факторов, представляющая собой ассоциативную экспертную нейронную сеть и позволяющую производить расчет среднеквадратического отклонения контактного нажатия при наличии значительного набора обучающих данных со средней относительной погрешностью, не превышающей 7 %.

4 Созданы алгоритмы, позволяющие с использованием предложенных методик рассчитывать интегральный показатель состояния системы токосъема, а также произведены теоретические исследования, в результате которых даны рекомендации для выбора максимально допустимой скорости движения по условиям токосъема на линии Москва - Санкт-Петербург по данным ВИКСа.

5 Оценена технико-экономическая эффективность использования предложенных методик и установлено, что экономический эффект составит 650 119 р. на 10 токоприемников и на обработку информации о 100 км контактной подвески за 10 лет, срок окупаемости составляет четыре года.

1. May er J. Научные исследования и разработки на железных дорогах Германии / J. Mayer// Eisenbahningenieur, 1997. № 10. Pp. 11-16.

2. Kurz H. Проектирование подвижного состава на базе методов моделирования / H. Kurz // Eisenbahningenieur, 1996. № 8. S. 12-15.

3. Kumagai N. Повышение скорости на железных дорогах Японии / N. Kumagai // Quarterly Report of RTRI, 1997. № 4. Pp. 169- 175.

4. Ohyama Т. Повышение скоростей движения на линиях Синкансен -проект Atlas / Т. Oh ay am а // Железные дороги мира, 1997. № 3. С. 18-21.

5. Yagi Е. Экспериментальный поезд WIN350 / Е. Yagi // Japanese Railway Engeneering, 1994. No. 128. Pp. 19 22.

6. Вологин В.А. Взаимодействие токоприемников о контактной сети / В .А. Вологин. М.: Интекс, 2006. 256 с.

7. Михеев В. П. Контактные сети и линии электропередач / В.П. Михеев. М.: Маршрут, 2003. 421 с.

8. ЮМиронос Н.В. Исследование токосъема на базе системы технического зрения/Н.В. Миронос, П.Г. Тюрнин, А.Т. Тибилов // Вестник ВНИ-ИЖТ. 2005. №5. С. 41-44.

9. Герасимов В.П. Вагон-лаборатория нового поколения для испытания контактной сети / В.П. Герасимов, A.B. Пешин, Ю.М. Федоришин и др. // Железные дороги мира. 1998. № 12. С. 57-65.

10. U s u d a T. Estimation of Wear and Strain of Contact Wire Using Contact Force of Pantograph / T. Usuda // Quarterly Report of RTRI, Vol.48, No. 3. pp. 170 -175.

11. UFM120/UFM160 Universal Measurement Trains (UFM) for Ose on European Railways // Eurailscout Fact Sheet. Berlin, 2003.17Смердин A.H. Совершенствование методов оценки показателей скоростных контактных подвесок / А.Н. Смердин, С.В. Заренков,

12. B. А. Жданов и др. //Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта. Сборник статей молодых ученых и аспирантов университета. Под редакцией В.Т. Черемисина. Омск, Омский гос. ун-т путей сообщения: 2009.1. C. 94-97.

13. Зайденберг А.П. Законы распределения случайных величин / А.П. Зайденберг, Е.С. Павлович. Омск, Омский ин-т инженеров транспорта: 1971, 49с.

14. Р 50.1.037 2002. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим. М.: 2002. 153 с.

15. Алабин М.А. Корреляционно регрессионный анализ статистических данных в двигателестроении / М.А. Алабин, А.Б. Ройтман.М.: Машиностроение, 1974. 124с.

16. Айвазян С.А. Прикладная статистика: Исследование зависимостей: Справ, изд. / С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1985. 487 с.

17. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений / Ю.В. Линник. М.: Физматгиз, 1958. 333с.

18. Айвазян С. А. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных: Справ, изд. / С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983.471 с.

19. Дрейпер Н. Прикладной регрессионный анализ, 2-е издание / Н. Дрей-пер, Г. Смит.М.: Финансы и статистика, 1986. 366с.

20. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В.В. Налимов, H.A. Чернова. М.: Издательство «Наука», 1965. 340с.

21. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е издание / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Издательство «Наука», 1976. 279с.

22. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / A.A. Спиридонов. М.: Машиностроение, 1981. 184с.

23. Боровик И.Г. Многофакторный регрессионный анализ в прикладной задаче управления городской водопроводной сетью / И.Г. Боровик,

24. И.О. Янов. Электронное научно техническое издание «Наука и образование» No. 12, 2007.

25. Боровиков В.П. STATISTICA Neural Networks: Методология и технологии современного анализа данных, 2-е издание / В.П. Боровиков. М.: Горячая линия Телеком, 2008, 392с.

26. Жуков Л. А. Использование нейросетевых технологий для проведения учебно-исследовательских работ / Л.А. Жуков //Методы нейроинформатики. Под ред. А.Н. Горбаня. Красноярск: КГТУ, 1998. 205с.

27. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский.М.: Финансы и статистика, 2002. 344с.

28. Hertz J. Wstep do teorii obliezen neuronowych. Wyd. II / J. Hertz, A. Kroagh, R. Palmer. Warszawa: WNT, 1995.54Каллан P. Основные концепции нейронных сетей: Пер. с англ. / Р. Кал л ан. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001, 291 с.

29. Gill P. Practical Optimization / Р. Gill, W. Murray. N.Y.: Academic Press, 1981.

30. V ap n i k V. N. On the uniform convergence of relative frequencies of events to their probabilities / V.N. Vapnik, A. Chervonenkis// Theory of Probability and its Applications, Vol. 61, 1971. pp. 264 280.

31. LeCun Y. Efficient Learning and Second-order Methods, A Tuturial / Y. LeCun. Denver, 1993.

32. LeCun Y. Generalization and network design strategies / Y. LeCun// Technical Report CRG-TR-89-4, Department of Computer Science, University of Toronto, Canada, 1989.

33. L e C u n Y. Reading checks with multilayer graph transformer networks / Y. LeCun, L. Bottou, Y. B e n g i o //IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, Munich, Germany, 1997. pp. 151-154.

34. L u o Z. On the convergence of the LMS algorithm with adaptive learning rate for linear feedforward networks / Z. Luo // Neural Computation, vol. 3, 1991. pp. 226-245.

35. Barron A.R. Neural net approximation / A.R. Barron// Processing of the Seventh Yale Workshop on Adaptive and Learning Systems, New Haven, CT.: Yale University, 1992. pp. 69 72.

36. Friedman J.H. An overview of prediction learning and function approximation /J.H. Friedman// Statistics to Neural Networks: Theory and Pattern Recognition Applications, New York: Springer-Verlag, 1995.

37. Chester D.L. Why two hidden layers are better than one / D.L. Chester // International Joint Conference on Neural Networks, vol. I, Washington, D.C., 1990. pp. 265-268.

38. Руденко О.Г. Штучш нейронш мереяа: Навчальний жкпбник / О.Г. Руденко, С. В. Бодянський. Харюв: ТОВ «Компашя СМГГ», 2006. 404с.

39. Айзерман М.А. Метод потенциальных функций в теории обучения машин / М.А. Айзерман, Э.М. Браверманн, Л.И. Розоноэр. М.: Наука, 1970.

40. L о w e D. Adaptive Radial Basis Function Nonlinearities and Problem of Generalization / D. Lowe // Proc. of IEEE Int. Conf. of Artificial Neural Networks, London, UK, 1989. pp. 171 175.

41. Poggio T. Networks for Approximation and Learning / T. Poggio, F. Giro si //Proc. of IEEE, 1990. pp. 1481-1497.

42. Медведев B.C. Нейронные сети. Matlab 6: Учебно-справочное издание/В.С. Медведев, В.Г. Потемкин. М.: Диалог-МИФИ, 2002. 496с.

43. Kubo S. Recent Developments in the Installation of Carbon Contact Strips on Pantograph Heads / S. Kubo, H. Tsuchiya// Quarterly Report of RTRI, Vol. 45, No. 4. pp. 184-189.

44. Б у ш e А.Н. Трение, износ и усталость в машинах (Транспортная техника): Учебник для вузов / А.Н. Буше. М.: Транспорт, 1987. 223 с.

45. Михеев В.П. Уменьшение износа контактных проводов / В.П. Михеев, И. А. Агеева. М.: Транспорт, 1964. 91с.

46. Испытания ЭВС «САПСАН» в условиях подконтрольной эксплуатации. Измерение износа токосъемных элементов (вставок) токоприемников электропоездов «САПСАН». ОАО «ВНИИЖТ». Москва, 2010. 8с.

47. Aboshi M. Analyses of Contact Force Fluctuation between Catenary and Pantograph / М. Aboshi, K. Manabe //Quarterly Report of RTRI, Vol.41, No. 4. pp. 182-187.

48. Ike da M. The Contact Force between Pantograph and Contact Wire An Estimation Method Using the Inversion Technique / М. Ike da // Quarterly Report of RTRI, Vol.45, No. 2. pp. 80 - 85.

49. Власов И. И. Механические расчеты вертикальных цепных контактных подвесок // Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта. М., Трансжелдориздат, 1957. С. 183-215.

50. Марквардт К.Г. Контактная сеть / К. Г. Марквардт //Учебник для вузов железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1994. 335 с.

51. Плакс А. В. Влияние параметров контактной подвески на колебания токоприемника при высоких скоростях движения / A.B. Плакс // Сборник трудов Ленинградского ин-та инж. ж.-д. транспорта. СПб., Трансжелдориздат, 1961. Вып. 177. С. 9-14.

52. ЮЗФрайфельд А. В. Обеспечение надежного токосъема при высоких скоростях движения / A.B. Фрайфельд. М., Транспортное строительство, 1970. №3. С. 18-21.

53. Ковалев С. М. Расчет колебаний пантографа при больших скоростях движения электропоезда /С.М. Ковалев// Вопросы автоматизации устройств электрической тяги: Сб. тр. Ленинрадского ин-та инж. ж.-д. транспорта. СПб., Транспорт, 1966. Вып. 253. С. 206 212.

54. Динамическое взаимодействие контактной сети и токоприемника / Тибилов Т. А., Филоненко А. И. и др // Некоторые вопросы динамики подвижного состава: Тр. Ростовского ин-т инж. ж.-д. транспорта. Ростов-на-Дону, 1973. Вып. 94. С. 89-104.

55. Расчет процесса взаимодействия токоприемников с контактной сетью при высоких скоростях движения / Е ф и м о в А. В., Галкин А. Г. и др. // Инженер путей сообщения. М., 1998. № 3.

56. Система токосъема с жестким токопроводом с позиций трибофатики / О. А. Сидоров, С.А. Ступаков и др. // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы VI Международной научно-практической конференции / Новочеркасск, ЮРГТУ: 2006. Ч. 2. С. 43 46.

57. ПЗСмердин А.Н. Определение рациональных параметров контактной подвески для скоростной линии Омск Новосибирск / А.Н. Смердин,

58. A.C. Голубков, В. А. Жданов //Электроснабжение железных дорог: Меж-вуз. темат. сб. науч. тр./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. С. 30-34.

59. Совершенствование методики поучастковой оценки инфраструктуры системы токосъема на скоростном полигоне Угловка Мстинский мост /

60. B.М. Павлов, А. Н. Смердин и др. //Токосъем и тяговое электроснабжение при высокоскоростном движении на постоянном токе: сб. науч. тр. ОАО «ВНИИЖТ» / М.: Интекс, 2010. С. 172 180.

61. Zhdanov V. Improvement of current collection system examination method for high-speed train line Moscow St. Petersburg / V. Zhdanov, O. Khodunova // PROM: List Studenata Fakulteta Prometnih Zhanosti / Zagreb, 2010. P. 72-74.

62. Сидоров O.A. Применение рациональных методик оценки качества токосъема магистральных электрических железных дорог / O.A. Сидоров,

63. А.Н. Смердин, В.А. Жданов // Транспорт Урала: научно-технический журнал. Екатеринбург, 2011. Вып.1 (28) С. 70 76.

64. Сидоров O.A. Расчет интегральных показателей качества токосъема с помощью ассоциативных экспертных нейронных сетей / O.A. Сидоров, А.Н. Смердин, В.А. Жданов // Известия Транссиба: научно-технический журнал / Омск, 2011. Вып. 3 (7) С. 33 -43.

65. Волков Б. А. Экономическая эффективность инвестиций на железнодорожном транспорте в условиях рынка / Б.А. Волков. М.: Транспорт, 1996. 191с.

66. Методика расчета эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 2000. 64с.122Шкурина JI.B. Экономическая оценка эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / J1.B. Шкурина, С.С. Козлова. М. РГО-ТУПС, 2000. 74с.

67. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / Разраб. ВНИИЖТ. М.: 1990. 120с.

68. Сотников И.Б. Технико-экономические расчеты в эксплуатации железных дорог / И.Б. Сотников, A.A. Ваганов, Ф.С. Гоманков. М.: Транспорт, 1983. 254с.

69. Положение о корпоративной системе оплаты труда работников ОАО «РЖД». 2007.600 605 610 615 620 625 км 6351. Ь -►

70. Рисунок П1.13 Допустимые скорости движения по условиям токосъема по 1 пути линии Москва - Санкт-Петербург (601 - 635 км)