автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Способ повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты

ЩЕРБИНА Алексей Евгеньевич

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ

05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 А ИЮП 2011

МОСКВА 2011

4851664

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ю.А. Кравцов (МИИТ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.М. Абрамов (ЗАО «ОЦВ»)

кандидат технических наук, доцент В.А. Камнев (РОАТ МИИТ)

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится « » 2011 г.

в ^ 1 ^Х^на заседании диссертационного совета Д 218.005.07 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д.9 стр. 9, ауд. 1504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « » 2011 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу диссертационного Совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Ю.О. Пазойский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

На современном этапе развития систем интервального регулирования (ИР) обострилась проблема обеспечения нормальной работы эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты в связи с разработкой и внедрением на сети железных дорог перспективных типов электроподвижного состава (ЭПС) с современными видами тяговых преобразователей, генерирующих гармонические помехи в рабочей полосе путевых приёмников. Одним из аспектов этой проблемы является необходимость уменьшения влияния человеческого фактора на безопасность функционирования рельсовых цепей тональной частоты. Применение бесстыковых рельсовых цепей тональной частоты (ТРЦ), обусловливает необходимость защитных участков, что приводит к увеличению межпоездного интервала.

Все эксплуатируемые рельсовые цепи разработаны на основе использования диапазонов частот, в которых отсутствуют гармоники тока ЭПС. Таких диапазонов частот нет на участках, где обращается перспективный электроподвижной состав с современными видами тяговых преобразователей, например, электровозы переменного тока 2ЭС5К, ВЛ80ТК, ВЛ85, электровозы двойного питания ЭП10 и электропоезд «Сапсан». Для обеспечения нормального функционирования эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты предъявляются жёсткие требования по максимальному уровню гармоник, генерируемых ЭПС в рабочей полосе частот ТРЦ. Однако, как показала практика испытаний, выполнение этих требований связано с большими трудностями. Поэтому важно разработать рельсовую цепь тональной частоты, работоспособную при высоком уровне гармоник тока перспективного ЭПС в рабочей полосе частот.

Обеспечение нормальной работы рельсовой цепи и требований безопасности по шунтовому и контрольному режиму в настоящее время осуществляется с помощью специальной технологии обслуживания, предполагающей периодические измерения уровней сигналов на входе путевого приемника и их регистрацию. Эксплуатационный персонал обязан при всех воздействиях внешних дестабилизирующих факторов, обеспечить расчетные напряжения на входных зажимах путевого приёмника. Вследствие влияния человеческого фактора, возможны ошибки в регулировке, которые могут привести либо к ложной занятости и задержкам в движении поездов, либо к ложной свободности и тяжелым последствиям.

Снизить влияние человеческого фактора на безопасность функционирования рельсовой цепи возможно с помощью автоматического контроля уровня сигнала на входе путевого приёмника, допустимого по шунтовому и контрольному режимам.

В системах ИР с ТРЦ без изолирующих стыков применяются защитные участки, негативно влияющие на межпоездной интервал. Необходимо рассмотреть возможность реализации способа ИР без защитных участков.

Целью диссертации является повышение устойчивости функционирования ТРЦ за счёт увеличения допустимого уровня гармоник перспективного ЭПС в рабочей полосе частот, автоматического контроля на входе путевого приёмника уровня сигнала, допустимого по шунтовому и контрольному режимам, а также обеспечение условий для уменьшения межпоездного интервала пригородных поездов.

Основные задачи выполненных исследований:

- разработка способа повышения пропускной способности пригородных поездов на линиях с защитными участками;

- разработка метода автоматического регулирования уровня сигнала в рельсовых цепях тональной частоты;

- анализ и синтез рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулирования уровня сигнала;

- разработка метрологически корректного способа контроля расчётных параметров сигнала в рельсовой цепи тональной частоты;

- математическое описание и исследование контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом внешних заземлений и смежных рельсовых линий;

- разработка аппаратуры рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала;

- экспериментальное исследование в лабораторных условиях работоспособности опытных образцов аппаратуры рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулированием.

Методы исследований. В работе использованы методы математического моделирования, физическое моделирование, численные методы расчета и анализа, натурные испытания. Значительная часть результатов получена с использованием вычислительных алгоритмов.

Достоверность научных положений подтверждается соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований и работоспособностью разработанных технических решений в эксплуатационных условиях. Результаты работы были доложены и получены одобрение на научно-практической конференции.

Научная новизна

- разработаны метод и алгоритм контроля свободности рельсовых линий, позволяющие уменьшить влияние человеческого фактора на безопасность функционирования рельсовой цепи тональной частоты;

- разработан способ существенного улучшения электромагнитной совместимости рельсовых цепей тональной частоты и перспективного электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом;

- разработана методика расчёта контрольного режима бесстыковой рельсовой цепи с учётом подключения внешних заземлений и длин смежных рельсовых линий;

- разработана обобщённая модель рельсовой цепи с двумя ответвлениями, позволяющая рассчитывать условия обеспечения контрольного режима во всех возможных случаях обрыва рельсовой нити;

- разработана методика синтеза бесстыковых перегонных рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, учитывающая влияние шунта при его приближении к контролируемой рельсовой линии и его удалении;

- проведены исследования рельсовых цепей тональной частоты с учётом влияния ранее не рассматривавшихся факторов, позволяющие определить допустимые параметры рельсовой линии;

- разработан способ интервального регулирования при обращении на участке поездов разных категорий, позволяющий уменьшить межпоездной интервал для пригородных поездов.

Практическая ценность

Разработанная в диссертации рельсовая цепь тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала ТРЦ-АР решает важные задачи перспективного развития отрасли автоматики и телемеханики благодаря обеспечению:

- электромагнитной совместимости ТРЦ-АР и перспективного электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом за счет увеличения допустимого уровня синусоидальной помехи во входной цепи приёмника ПМПЗ более чем в 50 раз по сравнению с эксплуатируемым приёмником ПП1;

- уменьшения влияния человеческого фактора на безопасность работы рельсовой цепи за счёт автоматического контроля уровня сигнала на входе путевого приёмника, допустимого по шунтовому и контрольному режимам (в то время, как во всех применяемых рельсовых цепях максимальный уровень сигнала контролируется эксплуатационным персоналом);

- условий для перехода на технологию обслуживания устройств автоматики и телемеханики по состоянию за счет расширенной системы внутренней диагностики и удаленного мониторинга;

- увеличения максимально допустимой длины рельсовой цепи за счет повышения расчётного коэффициента возврата с 0,58, принятого для ТРЦЗ, до

0,72, благодаря высокой стабильности параметров генератора ГМП2 и приемника ПМПЗ.

- экономии электроэнергии за счёт автоматической установки напряжения на выходе генератора в соответствии с фактическим сопротивлением изоляции рельсовой линии в текущий момент времени.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные в диссертации, использованы ОАО «ЭЛТЕЗА» при разработке опытных образцов аппаратуры ТРЦ-АР: путевого генератора ГМП2 и путевого приёмника ПМПЗ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях и научных секциях кафедры, на седьмой и восьмой научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов» в г. Москве, на первой Московской научно-практической конференции «Вузы-Наука-Город» в г. Москве и опубликованы в одиннадцати печатных работах.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертационной работы, изложены в 10 печатных работах. Три из них опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Она содержит 165 страниц основного текста, 109 иллюстраций и 33 таблицы. Список использованных источников включает 85 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность работы, определены цель и задачи исследования.

В первой главе проведена разработка способа интервального регулирования, позволяющего уменьшить межпоездной интервал пригородных поездов на линиях с бесстыковыми ТРЦ и защитными участками, где обращаются дальние пассажирские, а также грузовые поезда.

Применение защитных участков является принципиальной особенностью систем интервального регулирования с рельсовыми цепями тональной частоты без изолирующих стыков. Это обусловлено тем, что диапазоны сигнальных частот рельсовых цепей тональной частоты (420 - 780 Гц) и типовых систем автоматической локомотивной сигнализации (25 - 175 Гц) существенно различаются. В связи с этим зоны дополнительного шунтирования рельсовых цепей АЛСН больше, чем рельсовых цепей тональной частоты.

После удаления хвоста первого поезда за пределы зоны дополнительного шунтирования рельсовой цепи тональной частоты возбудится путевое реле, и

можно было бы подаватьчисловую кодовую комбинацию КЖ на сигнальной частоте 25 или 50 Гц. Однако это сделать невозможно, поскольку кодовые сигналы АЛСН КЖ будут шунтироваться колёсными парами первого поезда и, второй поезд не получит кодовую комбинацию АЛСН КЖ при вступлении на рельсовую цепь, что приведёт к появлению белого огня вместо жёлтого с красным на локомотивном светофоре второго поезда, что является недопустимым.

Длина зоны дополнительного шунтирования бесстыковой рельсовой цепи зависит от сопротивления изоляции рельсовой линии. С увеличением сопротивления изоляции длина зоны дополнительного шунтирования при постоянном напряжении источника питания рельсовой цепи уменьшается. Однако для обеспечения нормального режима работы рельсовой цепи при увеличении сопротивления изоляции требуется меньшее напряжение источника питания, при котором сохранится требуемая длина зоны дополнительного шунтирования.

В диссертации разработана рельсовая цепь тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала в зависимости от сопротивления изоляции рельсовой линии, при этом обеспечивается необходимая длина зоны дополнительного шунтирования, позволившая разработать способ интервальное регулирования, позволяющий уменьшить межпоездной интервал пригородных поездов при наличии защитных участков.

В настоящее время осуществляется планомерное внедрение на подвижном составе унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности (КЛУБ-У). Устройство КЛУБ-У при отсутствии необходимого снижения скорости поезда машинистом осуществляет автоматическое служебное торможение поезда и обеспечивает его остановку перед препятствием.

Пригородные поезда практически все оборудованы устройствами КЛУБ-У, в которых применяется многозначная автоматическая локомотивная сигнализация АЛС-ЕН с частотой сигнального тока 175 Гц. Поэтому при АЛС-0 в случае максимального сближения пригородных поездов в районе остановочных платформ интервальное регулирование пригородных поездов может осуществляться по сигналам АЛС-ЕН, а движение всех остальных поездов, не оборудованных устройствами КЛУБ-У может осуществляться с помощью АЛСН с применением защитных участков. В этом случае увеличение межпоездного интервала вследствие отсутствия изолирующих стыков будет обусловлено лишь наличием расчётной зоны дополнительного шунтирования рельсовой цепи АЛС-ЕН. Разграничение поездов, оборудованных КЛУБ-У, может осуществляться без защитного участка, а интервальное регулирование движения остальных поездов, необорудованных КЛУБ-У, в переходный период может осуществляться с учётом защитного участка.

Расчёты, позволяющие оценить возможное уменьшение межпоездного интервала Д'/'„„ за счёт применения предлагаемого способа интервального регулирования проведены для случая, когда один поезд после стоянки отправляется от остановочной платформы, а второй поезд приближается к этой платформе для остановки.

Л/ии = 'лтЛМСП ' ТлтЮ1УК ~ ('лишАМСН + 'ст + 'тп + 'см + '« ) ~ - ('шш.Ш 11 + 'суII + 'ми + 'см +■'« )

где !ст - время стоянки, принято равным 30 с;

l,tm - время запаса («факультатив»), время заблаговременной подачи кодовой комбинации по сравнению с моментом, когда регулирование движения поезда должно начаться в соответствии с этой кодовой комбинацией;

(см и í„- время смены и восприятия кодовой комбинации.

/п - время движения уходящего поезда, необходимое для получения возможности подачи разрешающей кодовой комбинации AJIC в РЦ станционного блок-участка;

1,ю,1х - время движения на участке подхода к месту начала торможения для остановки;

l„m¡,M - время торможения при остановке;

/„,„,- минимально возможный интервал (без учёта времени стоянки, смены и восприятия кодовой комбинацией и факультатива).

'лшн ' ' Ьь>дх ' 'mi;i\f

На основании проведённых тяговых расчётов установлено, что уменьшение межпоездного интервала составляет около одной минуты.

В диссертации разработано устройство для реализации предложенного способа интервального регулирования движения поездов.

Вторая глава посвящена разработке рекомендаций по повышению устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты.

Для обеспечения правильного функционирования и повышения работоспособности рельсовых цепей тональной частоты необходима адаптация результатов измерений сигнала с амплитудной манипуляцией современными измерительными приборами к расчетным данным регулировочных таблиц ТРЦ, которые получены из условия, что на входе путевого приемника при расчетных условиях в нормальном режиме протекает немодулированный переменный ток. В связи с этим проведено экспериментальное определение характеристик сигнала в эксплуатируемых рельсовых цепях тональной частоты.

Установлено, что достаточно учитывать только первые боковые частоты, при этом погрешность полученной величины на входе ПП не превышает 1 %, а на резисторе и на выходе ФПМ 3 % от общего СКЗ сигнала. На выходе ГП при

учете только первых боковых частот погрешность полученной величины составляет 7 % от общего СКЗ сигнала. При учете же большего количества боковых частот, а именно 5, погрешность полученной величины не превышает 3 % от общего СКЗ сигнала.

Проконтролировать выполнение расчётных режимов работы ТРЦ при непрерывном сигнале по результатам измерений амплитудно-манипулированного (АМ) сигнала можно двумя способами:

1) измерением среднеквадратического значения переменного напряжения АМ сигнала на входе путевого приёмника;

2) измерением среднеквадратического значения переменного тока АМ сигнала на входе путевого приёмника.

На основании расчётов и экспериментов установлено, что нормативному непрерывному току 3 мА могут соответствовать различные среднеквадратические значения АМ напряжения на входе путевого приёмника, приведённые в таблице 1, где:

2ц - входное сопротивление путевого приёмника;

Кг - отношение максимального и минимального значений сигнала в полосе пропускания приёмника.

Таблица 1

Тн^Ом " ~ ~~ ----- 2,2 2,5

120 0,4 В 0,44 В

160 0,53 В 0,59 В

Таким образом, в случае контроля расчётных соотношений, принятых при разработке нормалей ТРЦ, путём измерения АМ напряжения на входе путевых приёмников, некоторые из них, имеющие разные входные сопротивления, не являются инвариантными по отношению к условиям, принятым при расчёте регулировочных таблиц.

В связи с этим контролировать выполнение режимов работы рельсовой цепи тональной частоты, рассчитанных по непрерывному току на входе путевого приёмника, целесообразно путём измерения среднеквадратического значения АМ тока на входе путевого приёмника в селективном режиме.

На основе проведенных исследований разработаны рекомендации по повышению устойчивости ТРЦ:

- обеспечить стабильность скважности амплитудно-манипулированного сигнала на выходе путевого генератора с тем, чтобы обеспечивались расчётные значения коэффициента спектра выходного АМ напряжения и, соответственно, входного АМ тока путевого приёмника;

- обеспечить стабильность входного сопротивления путевого приёмника;

- чувствительность вновь разрабатываемых путевых приёмников рельсовых цепей тональной частоты нормировать по току, приведённому к гармоническому (немодулированному) сигналу, принятому для расчёта регулировочных таблиц;

- в эксплуатируемых рельсовых цепях тональной частоты выполнение расчётных соотношений, принятых при разработке регулировочных таблиц, контролировать на основе измерения в селективном режиме на входе путевого приёмника среднеквадратического значения амплитудно-манипулированного тока.

Контроль расчётных параметров сигнала рельсовой цепи тональной частоты в условиях эксплуатации проводится при воздействии помех, создаваемых гармониками тягового тока и сигналами смежных ТРЦ при отсутствии изолирующих стыков, когда путевые приёмники смежных ТРЦ включены последовательно.

На основе проведённых исследований установлено, что сигнал смежной рельсовой цепи и гармоники тягового тока могут оказывать существенное влияние на показания прибора Ц 4380М. При этом погрешность измерений с помощью прибора В7-63/1 тока на входе путевого приёмника составляет не более 5%.

Для обеспечения соответствия расчётных и фактических в условиях эксплуатации режимов работы ТРЦ и тем самым повышения устойчивости их рекомендовано проводить измерения АМ тока на входе путевого приемника в селективном режиме приборами ПК-РЦ и В7-63/1.

На основе исследований условий электромагнитной совместимости рельсовых цепей тональной частоты и перспективного электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом проведены испытания путевых приёмников при наличии гармонических составляющих в рабочей полосе в нормальном, шунто-вом и контрольном режимах.

Установлено, что повышение устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты при наличии сосредоточенных гармонических помех в рабочей полосе может быть получено, если путевой приёмник будет анализировать не только среднеквадратическое значение сигнала, но и его спектральный состав.

Разработана структурная схема приёмника, содержащего тракты нелинейной и спектральной обработки сигнала.

Тракт нелинейной обработки сигнала формирует решение о свободности рельсовой линии при превышении СКЗ сигнала порогового значения. Тракт спектральной обработки сигнала формирует групповую оценку уровня принимаемого сигнала ТРЦ по совокупности текущих оценок уровней его спектральных составляющих. Решение о свободности принимается, если уровень хотя бы двух спектральных составляющих сигнала должен превысить порог срабатывания прием-

ника и разброс уровней хотя бы двух спектральных составляющих, превысивших порог срабатывания, должен быть не более 10%.

Логические сигналы от двух решающих трактов объединяются в выходной решающей схеме по схеме "ИЛИ". При этом считается, что РЦ свободна, если такое решение принял хотя бы один из трактов, и РЦ занята, - если оба тракта фиксируют отсутствие сигнала ТРЦ.

Разработана структурная схема рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала на выходе путевого генератора ТРЦ-АР. Управляющим устройством ТРЦ-АР является приемник. Он содержит модуль приема амплитудно-модулированного сигнала, интегратор, исполнительную логику и четыре пороговых элемента:

■ ПЭср - пороговый элемент срабатывания приемника;

■ ПЭнр - пороговый элемент нижнего расчетного напряжения РЛ;

ПЭвр - пороговый элемент верхнего расчетного напряжения РЛ;

ПЭбл - пороговый элемент напряжения блокирования РЛ.

Уровни настройки (перехода из 0 в 1) перечисленных пороговых элементов расположены в порядке возрастания, то есть:

ПЭСр < ПЭнр< ПЭВР < ПЭБЛ

Элемент ПЭбл определяет верхний предельно допустимый уровень сигнала на входе приемника, при достижении которого вырабатывается сигнал блокирования приёмника и появление информации о занятости участка пути.

В ТРЦ-АР в нормальном режиме срабатывание приёмника возможно только в том случае, если уровень сигнала на входе путевого приёмника не превышает расчётное значение, допустимое по условиям обеспечения шунтового и контрольного режимов.

Третья глава посвящена вопросам анализа и синтеза рельсовой цепи с автоматическим регулированием и путевым приёмником с контролем максимального допустимого уровня сигнала путевого приёмника.

Третий контролируемый пороговый уровень входного сигнала путевого приёмника представляет собой значение немодулированного тока (тока блокировки /Бд), соответствующего уровню амплитудно-модулированного сигнала, при котором происходит отпускание якоря путевого реле.

На рисунке 1 приведена зависимость уровня сигнала на входе путевого приёмника для пяти рельсовых цепей ТРЦЗ и ТРЦ-АР станционных приёмоотправоч-ных путей при электротяге постоянного тока от проводимости изоляции рельсовой линии.

Графики для ТРЦЗ показаны пунктиром. В этом случае в связи с тем, что напряжение на выходе путевого генератора постоянно, при изменении проводи-

мости изоляции рельсовой линии уровень сигнала, в качестве которого принят ток на входе путевого приёмника, изменяется от минимального расчётного значения, одинакового для всех ТРЦЗ, до максимального, величина которого индивидуальна для каждой ТРЦЗ. Если этот уровень сигнала по каким-либо причинам превышен, расчётные условия шунтового или контрольного режима не выполняются. Поэтому уровень сигнала на входе путевого приёмника периодически ко эксплуатационным персоналом. В настоящее время разрабатываются и внедряются системы, позволяющие осуществить непрерывный мониторинг уровня сигнала на входе путевого приёмника.

мАи-5

10.5 9.5 8.5

ЛхПП 7.5

6.5

5.5 5

4.5 3.5

0 1 2 3 4 5 6

£ Сим/км

Рис. 1. Зависимость уровня сигнала на входе путевого приёмника от удельной проводимости изоляции рельсовой линии

Графики для ТРЦ-АР показаны сплошными линиями. В этом случае до тех пор, пока уровень сигнала на входе путевого приёмника не превышает расчётное значение в нормальном режиме, одинаковое для всех ТРЦ-АР, напряжение на выходе путевого генератора остаётся таким же, как и в соответствующей ТРЦЗ. При уменьшении проводимости изоляции напряжение на выходе путевого генератора уменьшается, при этом максимальный расчётный уровень сигнала во всех ТРЦ-АР остаётся постоянным. Если, вследствие несанкционированных обстоятельств уровень сигнала на входе путевого приёмника превысит значение, допустимое по условиям обеспечения шунтового и контрольного режимов (ток блокировки), происходит защитный отказ: путевое реле отпускает якорь. Информация о защитном отказе отображается на лицевой панели путевого приёмника и передаётся в систему внешнего мониторинга.

Значение максимально допустимого напряжения на выходе путевого генератора в ТРЦ-АР определяется не только по условиям выполнения контрольного

и шунтового режимов, но и в нормальном режиме по условию исключения возможности возникновения защитного отказа.

Обеспечение нормального режима ТРЦ-АР с учётом исключения возможности возникновения защитного отказа характеризуется критерием: чувствительность к блокировке путевого приёмника А"к

^=7*-, (1)

"■РБ

где /Б - ток блокировки, представляет собой пороговое значение уровня тока, при превышении которого приёмник переходит в состояние защитного отказа (исполнительное реле отпускает якорь);

/рб - максимальное расчётное значение тока на входе приёмника при свободной рельсовой цепи. Формула расчёта Кб имеет вид:

к _ Л • 1-^по ЕI К, -Кк -\гио |-/Р

где Zno -приведённое сопротивление передачи основной схемы замещения в нормальном режиме;

■Злоб -приведённое сопротивление передачи основной схемы замещения в режиме блокировки;

/р - ток срабатывания путевого приёмника;

Аз - коэффициент запаса по срабатыванию путевого приёмника, принимаемый при расчёте нормального режима;

Кс — коэффициент нестабильности напряжения питающей сети.

^Е = Ь Ктк |; ^РБ = Л>Б|^тк I' (2)

На перегоне питание двух смежных рельсовых цепей осуществляется от одного генератора, управление которым осуществляется одним из приёмников, который условно назван мастером. При приближении поезда к релейному концу рельсовой цепи, на котором установлен приёмник-мастер, на выходе путевого генератора может быть установлено максимальное напряжение, допустимое по условиям обеспечения шунтового и контрольного режимов. Для нормального функционирования системы автоблокировки необходимо, чтобы уровень тока на входе путевого приёмника второй рельсовой цепи был ниже уровня блокировки. Это требование должно учитываться при расчёте максимально допустимых длин рельсовых цепей.

При определении предельных длин рельсовых цепей первого рода исходят из того, что абсолютная шунтовая чувствительность равна нормативному сопротивлению поездного шунта, а значение критерия Ко?, представляющего собой чувствительность к обрыву рельсовой нити, равно единице.

Лщ = ^ШН » *0Р=1 (3)

Для перегонных ТРЦ-АР дополнительно необходимо обеспечить соотношение:

*Б-1. (4)

из которого следует:

12поб|

При замене аппаратуры ТРЦЗ на аппаратуру ТРЦ-АР значения сопротивлений по концам рельсовой линии являются известными, а задача синтеза РЦ сводится к определению максимальной длины рельсовой линии и тока блокировки при заданном значении минимального удельного сопротивления изоляции рельсовой линии.

В случае если рельсовая цепь располагается за светофором, при определении максимальной длины рельсовой цепи необходимо учитывать требование по нормативной длине зоны дополнительного шунтирования, которая составляет 40 м. Синтез ТРЦ-АР проводится с учётом выполнения следующих неравенств:

^нвн-^пок!^. *"нвн -|гпошн1 ^. ^ /р -к3 -кс -[гпо! ^

|2подш| ' |гподш| ' ^поб|

где £нвн -отношение тока надёжного неотпадания путевого реле к току надёжного срабатывания;

2подш - приведённое сопротивление передачи основной схемы замещения рельсовой цепи при идеальном шунте на расстоянии 40 м от релейного конца участка рельсовой цепи 1\ и наиболее неблагоприятных условиях передачи сигнала

На рисунке 2 приведена блок-схема, поясняющая алгоритм синтеза ТРЦ-АР.

( КОНЕЦ )

Рис. 2. Блок схема определения максимальных длин первого рода перегонных рельсовых цепей ТРЦ-АР без изолирующих стыков

Получены формулы расчёта А-параметров рельсового четырёхполюсника бесстыковой рельсовой цепи с внешним заземлением в контрольном режиме.

Выражения А-параметров четырёхполюсника, замещающего участок между питающим концом и местом обрыва, имеют вид:

Аь= 2 • (с/(у2 • /дто) • ■ /дтн) + а2 ■ ^г ■ 'дтн)); ВЪ ~ 2' (<31 • с/г(у2 ■ /дтн) + С4 • 5/г(у2 • /дтн)); сь =Уп •Ц'1'2/дто)-^2/дтн)+аз ■с^Т2'дтн)~а5 • Иуг/дтнЬ^'дтн))); Аэ = У\2'{а1 '^г(г2%н) + й4 -сл(у2/дтн)-а6 •Му2'дТн)-сЛ(у2/ДТн)|.

Получены формулы расчёта А-параметров рельсового четырёхполюсника бесстыковой рельсовой цепи в контрольном режиме с учётом смежных рельсовых линий:

Разработаны обобщённые формулы расчёта А-параметров рельсового четырёхполюсника разветвлённой рельсовой цепи с двумя ответвлениями в контрольном режиме.

Выражения А-параметров рельсового четырёхполюсника рельсовой цепи с двумя ответвлениями при обрыве рельса на участке а и контролю обрыва по релейному концу участка /?/ имеют следующий вид:

где

Ль=2-с/(у2-/0);

Оэ =^2-Му2 •/о)~а6-сКУ2-1о))-, =У\2'(а2 -«!•<%)•

■Ь?=у\2-{а2-а\-а б);

Въ=2-а{.

>

Съ = л 2 ■ ($л(у2 ■ (/рц - /„))- а'6 • сл(у2 ■ (/рц - /0))).

О* =2'4у2 '(/рц-О)

1>'1|(Я21+2гк.«>'11^22) УП) С\Э =УпНи\

\[у\1Нц{Нгг+М„.ю,УпНц) | у н

Лэ = У12(//] 2(Л'/29( М2 I + - Щ4М22) - Я| ,(^29^25 - А/24));

= -(2//,2(М29М25 -Л/24)_2//, ,(М2С)(М2] + А/25А/22)-А/24М22)); ^ ь=-у]2(//|\М2$м25-нхгмг%(мг\ + МцМ22));

Выражения А-параметров рельсового четырёхполюсника рельсовой цепи с двумя ответвлениями при обрыве рельса на участке а и контролю обрыва по релейному концу участка Ь2, а так же при обрыве рельса на участке Ь\ и участке Ь2, можно получить, произведя в полученных выше формулах замену переменных в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

контроль обрыва а с ь, ь2 ь, 7 '-'Нвх %квх 1 ^кнх 2 направление передачи

а по 6; а с ь, Ьг Ьг 2явг %квх 1 прямое

а по ¿2 а с Ь2 ь, ь3 X,« 2 ^кнх 1 ^■вхкЪ прямое

Ь, ь, с а Ь1 ь2 2МХ 7 , '¿кихг 2ьхк1 обратное

Ь2 ь2 с ь, а ь, 2пвх 1 ^вхкЗ ^вхк] обратное

Выражения А-параметров рельсового четырёхполюсника рельсовой цепи с двумя ответвлениями при обрыве рельса на участке с и контролю обрыва по релейному концу участка Ь, имеют следующий вид:

Аь ={2-ск!2а-с1тц{с-1<))+2-5к12а {зИ12{с-1о)+к\ ■ф2{с-10)));

Вь = -(2-сЬ/2а-с1г/2(с-10)-к,5 +

+ 2 ■ 5АУ2"' I--7-V

[2-у,2-ф2(с-/О)

Сь = Л 2 ■ (ск12(с-■'о)'-Оцга■ ^2 (с-/0)+■*4 -Фг к~ ¡о)));

_ ( сИу2а Аэ =У12' :- ( ■ ч +

)

ЛЪ=У\2 •[. + кь (сйу2й, -(*Ау2/0 +кА •сЛу2/0)-еЛу2/0 • ¡к{2Ь1) ;

{2уп-ф210 )

- + (хЬ/210+к^-сЬ/21в)-к5 '

Въ=2-сЬ/2ЬусЬ/210-к^ 1

+ 2 лЛугй,

{2-уп-сИу210

С2э =Уп-(ФЛ-ФгЬх -(^г'о + А4 -сйгг/о)); £>2Э ={1ск/2Ь1 ■с/т/21о + 2-зк/2Ь[ -($/гу2/о+^4 -с^о));

и=

-1г

Выражения А-параметров рельсового четырёхполюсника рельсовой цепи с двумя ответвлениями при обрыве рельса на участке с и контролю обрыва по релейному концу участка Ь2 можно получить, произведя в полученных выше формулах замену переменных в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3

контроль обрыва а с ь, Ь2 Ьз : 2тх У-Квх\ ^дхкЗ

с по Ь1 а с Ь, | ь2 Ьг 3 Убхк2 ДгхкЗ

с по Л' ! а с Ь2 | ь. Ьз У-тх ^ит'З [ Уцхк\ ДягкЗ

Выражения А-параметров рельсового четырёхполюсника рельсовой цепи с двумя ответвлениями при обрыве рельса на участке а и контролю обрыва по релейному концу участка Ь3 имеют следующий вид:

Ль=2//23; .(Н2ги122 + 27.11,ху11Н20 | Н24). Ь {уиШ21+2'А1ШупНп) У\2

Сь-У\тНи\

\(у\2Нп(1122+2г,1вхУин2])

+ У\2нгз

21 Уи('121+2г„вхуиН12)

А2О =У\2-МУ2 ■!>})■ М4-Ь)УМ2); в2э =-2-Иг2 .ЬЗ)-м2 -¿З)-^);

Сг, о

Г>Ь

д.,

-Ь V

Для расчёта контрольного режима при обрыве рельса на участке Ьз в формулах необходимо поменять местами переменные и изменить направление передачи в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4

кошроль обрыва а с ъ, Ь2 Ьг 1 2АГ«Г2 7-квхг ^ахк/ направление передачи

а НО Ь; а с ь, Ь2 Ь! 7-„,х '/-КМ. 1 %квх 2 %<1хк2 прямое

Ь, . Ьг с Ъ, Ь2 а ^кихЪ У-ккХ 1 2« кк1 обратное

В четвёртой главе представлены функциональные схемы и описаны принципы построения и работы генератора микропроцессорного путевого ГМП и приёмника микропроцессорного путевого ПМП.

В отличие от генераторов предыдущего поколения ГМП обладает значительно улучшенными электрическими и эксплуатационными характеристиками, что достигается за счет применения самой современной элементной базы, оригинальных схемотехнических решений и уникального программного обеспечения. Основными преимуществами ГМП являются:

■ высокая стабильность параметров генерируемого сигнала, не зависящая от изменения условий эксплуатации (напряжения питания, сопротивления рельсовой цепи и др.);

■ автоматическая коррекция уровня выходного сигнала по командам от приемника ПМП, позволяющая уменьшить влияние человеческого фактора на устойчивость и безопасность функционирования ТРЦ-АР;

• автоматическое выявление предотказных состояний генератора за счет углубленного контроля работоспособности элементов схемы и параметров выходного сигнала;

■ возможность передачи информации о состоянии генератора в систему удаленного мониторинга устройств СЦБ;

■ универсальность, обеспечивающая использование одного и того же устройства для работы на всех частотах диапазона ТРЦЗ;

• высокая безопасность, достигаемая за счет специальных схемотехнических решений.

Концепция обеспечения требований безопасности в ГМП строится на применении:

• четырех независимых органов управления состоянием выходного сигнала генератора (включен / выключен);

трехканальной схемы проверки параметров выходного сигнала, выполненной на трех независимых устройствах;

принципов непрерывной проверки функционирования аппаратных и программных узлов генератора.

Приемник микропроцессорный путевой ПМП выполнен по цифро-аналоговой схеме. Основная обработка сигнала ведется цифровым методом. В аналоговом виде реализован блок питания, модули защиты и предварительной фильтрации сигнала ТРЦ, а так же выходная часть приемника - модуль накачки, обеспечивающий подачу питания на путевое реле.

Основу схемы образуют три микроконтроллера - МК1, МК2 и МКЗ. На двух первых микроконтроллерах реализованы два независимых канала приема -КП1 и КП2. Каждый канал является законченным приемником, обеспечивающим все необходимые операции обработки сигнала, включая принятие индивидуального решения о состоянии рельсовой цепи (свободна/занята).

Окончательное решение о состоянии РЦ, с целью повышения безопасности, принимается всеми тремя микроконтроллерами. Равноправное участие МКЗ в процессе принятия решения обеспечивается тем, что на него от обоих каналов приема постоянно поступает информация об уровне входного сигнала и принятом решении о состоянии РЦ. Для передачи этой информации используется шина

межпроцессорного интерфейса (шина МПИ), поддерживаемая протоколом обмена с высокой степенью защиты от ошибок.

РЦ считается свободной, если одновременно выполняются три следующих условия:

• данное решение приняли оба канала приема;

« МКЗ определил, что относительная разность уровней входных сигналов, зафиксированных каналами приема, не превышает 10%; « среднее значение текущих уровней входных сигналов, вычисленное МКЗ,

превышает порог срабатывания.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то рельсовая цепь считается занятой.

Групповое решение о состоянии РЦ, принятое тремя МК передается на путевое реле через безопасный модуль накачки (МН). Безопасность работы МН достигается многошаговой процедурой его включения, выполняемой всеми тремя МК, и обеспечением 3-х канального контроля правильности выполнения каждого шага включения и работы МН.

Приведена методика и результаты лабораторных испытаний опытных образцов ГМП и ПМП на работоспособность, методика лабораторных испытаний опытных образцов ГМП и ПМП на соответствие требованиям электромагнитной совместимости.

Приведены технические характеристики, которых удалось добиться при разработке ТРЦ- АР:

- допустимый уровень гармонических помех в рабочей полосе приёмника (/с ±20 Гц)- 10

'Лигкала?

- разброс входного сопротивления путевого приёмника-±1 %;

- Изменение выходного напряжения путевого генератора при колебаниях напряжения сети-±2,5 %;

- расчетный коэффициент запаса 1,05;

- возможность увеличения длины РЦ за счет достигаемого значения расчетного коэффициента возврата РЦ (Яви = 0,72);

- автоматический контроль максимально допустимого напряжения на входе путевого приемника по условию обеспечения шунтового и контрольного режимов;

- индикация и автоматическая корректировка напряжения на выходе путевого генератора в случае приближения напряжения на входе путевого приёмника к допустимым минимальному и максимальному значениям;

- возможность протоколирования значений напряжения, устанавливавшихся на выходе путевого генератора при ручной регулировке;

- автоматическое выявление предотказных состояний ГМП и ПМП за счет углубленного контроля работоспособности элементов схемы и параметров выходного сигнала и возможность передачи информации о состоянии ГМП и ПМП в систему удаленного мониторинга устройств СЦБ.

Приложения содержат результаты измерений сигнала ТРЦ приборами Ц 4380М, В7-63/1 и ПК-РЦ при воздействии синусоидальной помехи и при воздействии сигнала смежной рельсовой цепи; результаты исследования контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом внешнего заземления, с учётом смежных рельсовых линий; результаты исследования контрольного режима станционных рельсовых цепей с двумя ответвлениями; выражения вспомогательных коэффициентов полученных формул расчёта А-параметров рельсового четырёхполюсника в контрольном режиме; результаты лабораторных исследований опытных образцов ГМП и ПМП; протокол лабораторных испытаний опытных образцов ГМП2 и ПМПЗ, откорректированных с целью обеспечения требований по ЭМС в составе системы ТРЦ-АР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе автором лично решены следующие задачи:

1. Разработан способ повышения пропускной способности и функциональная схема устройства, позволяющего реализовать данный способ, на пригородных участках при использовании бесстыковых рельсовых цепей тональной частоты и автоматической локомотивной сигнализации в качестве основного средства интервального регулирования.

2. Проведено экспериментальное определение характеристик сигнала в эксплуатируемых рельсовых цепях тональной частоты, по результатам которого выбраны метрологически корректные методы и средства контроля параметров сигналов и аппаратуры ТРЦ в условиях производства и эксплуатации.

3. Проведён анализ способов контроля расчётных параметров сигнала рельсовой цепи тональной частоты, в ходе которого экспериментально определено влияние синусоидальных помех на частоте гармоник тягового тока и сигнала смежной рельсовой цепи на результат измерений.

4. Проведены испытания путевых приёмников при наличии гармонических составляющих в рабочей полосе в нормальном, шунтовом и контрольном режимах с целью определения условий электромагнитной совместимости эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты и перспективного электроподвижного состава.

5. Разработан метод повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты с помощью автоматического регулирования уровня сигнала, позволяющий уменьшить влияние человеческого фактора на обеспечение условий, необходимых для выполнения нормального, шунтового и контрольного режимов, а также повысить расчётный коэффициент возврата, что даёт возможность расширить допустимый диапазон изменения сопротивления изоляции рельсовой линии и увеличить предельно допустимую длину рельсовой цепи.

6. Разработана структурная схема путевого приёмника с трактами нелинейной с спектральной обработки сигнала.

7. Разработана методика синтеза рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала и введением третьего порогового уровня входного сигнала путевого приёмника-порога блокировки.

8. Получены формулы, позволяющие производить расчёт контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом сопротивления и координаты подключения внешнего заземления.

9. Проведён анализ влияния сопротивления внешнего заземления на условия выполнения контрольного режима в бесстыковых рельсовых цепях тональной частоты.

10. Получены формулы, позволяющие производить расчёт контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом длин и сопротивления аппаратуры смежных рельсовых цепей.

11. Проведён анализ влияния длины смежных рельсовых цепей на условия выполнения контрольного режима в бесстыковых рельсовых цепях тональной частоты.

12. Получены формулы, позволяющие производить расчёт контрольного режима разветвлённых рельсовых цепей стрелочных секций с тремя путевыми приёмниками с учётом длин ответвлений.

13. Проведён анализ влияния длин ответвлений на условия выполнения контрольного режима в разветвлённых рельсовых цепях тональной частоты.

14. Разработана функциональная схема генератора микропроцессорного путевого ГМП.

15. Разработана методика и проведены испытания опытных образцов ГМП на работоспособность в лабораторных условиях.

16. Разработана функциональная схема приёмника микропроцессорного путевого ПМП.

17.Разработана методика и проведены испытания опытных образцов ПМП на работоспособность в лабораторных условиях. Разработана методика и прове-

дены испытания опытных образцов ПМП и ГМП на соответствие требованиям по электромагнитной совместимости.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Никифоров Б.Д., Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Щербина А.Е. Повышение пропускной способности участков при автоблокировке с бесстыковыми тональными рельсовыми цепями. «Вестник РГУПС».- 2009 №4 . - с 107 -112.

2. Ю.А. Кравцов, В.И. Линьков, П.Е. Мащенко, А.Е. Щербина. Исследование помехоустойчивости путевых приемников тональных рельсовых цепей. «Наука и техника транспорта». - 2009 №1

3. Ю.А. Кравцов, В.И. Линьков, П.Е. Мащенко, Е.Г.Щербина, А.Е. Щербина. Корректный метод контроля и расчёта параметров сигналов тональных рельсовых цепей. «Наука и техника транспорта». - 2009 №4

Публикации в других изданиях

1. Щербина А.Е. Методика измерения частотной характеристики входного сопротивления путевых приёмников тональных рельсовых цепей // «Вузы-Наука-Город»: Труды I Московской городской научно-практической конференции. В 4 томах. Том III и Том IV. - М.: МИИТ, 2005. - С. IV.105 -IV.106.

2. Щербина А.Е. Методика измерения первичных параметров несимметричной рельсовой линии //Безопасность движения поездов// Труды VII Научно-практической конференции.-М.: МИИТ, 2006. c.VII-22 - VII-23

3. Щербина А.Е. Синтез ТРЦ защитного участка перед тупиковой призмой // Безопасность движения поездов// Труды VIII Научно-практической конференции.-М.: МИИТ, 2007. c.VIl-23 - VII-24

4. Щербина А.Е. Расчёт тональных рельсовых цепей с уравнивающим трансформатором // Безопасность движения поездов// Труды IX Научно-практической конференции.-М.: МИИТ, 2008. C.V1I1-8

5. Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Мащенко П.Е., Щербина А.Е. Методика расчёта и контроля тональных рельсовых цепей. «Труды РГУПС». - 2009 №1

6. Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Щербина А.Е. Новые свойства тональной рельсовой цепи с автоматическим регулированием. «Труды РГУПС». - 2009 №1

7. Антонов A.A., Архипов Е.В., Мащенко П.Е, Щербина Е.Г., Щербина А.Е. Исследование работы путевых приёмников тональных рельсовых цепей // «Вузы-Наука-Город»: Труды I Московской городской научно-практической

(о

конференции. В 4 томах. Том III и Том IV. - М.: МИИТ, 2005. - С. IV.27 -1V.31.

8. Ветлугин Б.А., Згура В.А., Каинов В.М., Кравцов Ю.А., Никифоров Б.Д., Правдолюбов А.Э., Рабинович М.Д., Розенберг E.H., Щербина А.Е. Устройство для регулирования скорости движения поезда // Патент на изобретение № 2283255, ФИПС, 2006 г.

ЩЕРБИНА АЛЕКСЕИ ЕВГЕНЬЕВИЧ

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано к печати MS Об ЯЮ/f Объем 1,5 п. л. Заказ №

Формат бумаги 60x90/16 Тираж экз.

УПЦ ГИ МИИТ, Москва, 127994, ул. Образцова, д. 9, стр. 9.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОВЫШЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРИГОРОДНЫХ ПОЕЗДОВ НА ЛИНИЯХ С ЗАЩИТНЫМИ УЧАСТКАМИ.

1.1 Анализ влияния защитных участков на пропускную способность линий.

1.2 Способ повышения пропускной способности линий с защитными участками.

1.3 Структурная схема устройства интервального регулирования для повышения пропускной способности.

1.4 Выводы.

2. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ.

2.1 Экспериментальное определение характеристик сигнала в эксплуатируемых рельсовых цепях тональной частоты.

2.2 Анализ способов контроля расчётных параметров сигнала рельсовой цепи тональной частоты.

2.3 Исследование электромагнитной совместимости эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты с перспективным электроподвижиым составом.

2.4 Структурные схемы устройств для повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты.

2.5 Выводы.

3. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ УРОВНЯ СИГНАЛА.

3.1 Математическое описание и анализ контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с подключением внешнего заземления.

3.2 Математическое описание и анализ контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом длины смежных рельсовых линий.

3.3 Математическое описание и анализ контрольного режима станционной рельсовой цепи с двумя ответвлениями.

3.4 Синтез рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала.

3.5 Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ПУТЕВОГО ГЕНЕРАТОРА И МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ПУТЕВОГО ПРИЁМНИКА В СОСТАВЕ ТРЦ-АР.

4.1 Принципы построения и работы генератора ГМП.

4.2 Принципы построения и работы приёмника микропроцессорного путевого в составе ТРЦ-АР.

4.3 Лабораторные испытания опытного образца генератора рельсовых цепей тональной частоты ГМП.

4.4 Исследование работоспособности опытного образца приёмника тональных рельсовых цепей ПМП.

4.5 Исследование работоспособности опытных образцов ГМП и ПМП при воздействии электромагнитных помех.

4.6 Техническая эффективность рельсовой цепи с автоматическим регулированием уровня сигнала.

На железнодорожном транспорте безопасность движения поездов обеспечивают системы автоматики и телемеханики. В основу устройств железнодорожной автоматики положено использование рельсовых цепей в качестве основного датчика, проверяющего целостность рельсовых нитей и контролирующего состояние блок-участка (занятое или свободное от подвижного состава). Также рельсовые цепи служат каналом связи между путевыми и локомотивными устройствами автоматической локомотивной сигнализации, осуществляют увязку показаний светофоров при помощи кодирования.

Проблема обеспечения устойчивости функционирования рельсовых цепей — важная стратегическая задача развития отрасли автоматики и телемеханики [75].

На современном этапе рельсовые цепи тональной частоты без изолирующих стыков являются основными датчиками информации о свободное™ и занятости участков пути при разработке систем интервального регулирования на перегоне [76,27,28].

Системы автоблокировки с бесстыковыми тональными рельсовыми с централизованным размещением аппаратуры с путевыми светофорами (АБТЦ), а также с применением в качестве основного средства интервального регулирования автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-О) являю тся основными при замене устройств, отработавших свой срок службы, и при новом строительстве. Для обеспечения безопасности движения поездов в этом случае применяются защитные участки [76,27,28].

Применение защитных участков является принципиальной особенностью систем автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты без изолирующих стыков. Это обусловлено тем, что диапазоны сигнальных частот рельсовых цепей автоблокировки (420-780 Гц) и типовых систем автоматической локомотивной сигнализации (25-175 Гц) существенно различаются. В связи с этим зоны дополнительного шунтирования на частоте сигналов AJTCH больше, чем на сигнальной частоте рельсовых цепей автоблокировки.

После удаления хвоста первого поезда за пределы зоны дополнительного шунтирования возбудится путевое реле рельсовой цепи, и на светофоре, ограждающем блок-участок, можно было бы включить разрешающее показание при условии, что от следующего по ходу движения светофора с запрещающим показанием в рельсы будет подаваться числовая кодовая комбинация КЖ на сигнальной частоте 25 или 50 Гц. Однако это сделать невозможно, поскольку кодовые сигналы AJICH КЖ будут шунтироваться колёсными парами первого поезда и, второй поезд не получит кодовую комбинацию AJICH КЖ при вступлении на рельсовую цепь, что приведёт к появлению белого огня вместо жёлтого с красным на локомотивном светофоре второго поезда, что является недопустимым.

Особенно остро проблема обеспечения требуемой пропускной способности при автоблокировке с бесстыковыми тональными рельсовыми цепями проявляется на участках, где обращаются дальние пассажирские, а также грузовые поезда, и при этом требуется обеспечить интенсивное движение пригородных поездов.

В настоящее время осуществляется планомерное внедрение на подвижном составе унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности (КЛУБ-У). Устройство КЛУБ-У при отсутствии необходимого снижения скорости поезда машинистом осуществляет автоматическое служебное торможение поезда и обеспечивает его остановку перед путевым светофором с запрещающим сигналом.

На данный момент практически все пригородные поезда оборудованы устройствами КЛУБ-У, в которых применяется многозначная автоматическая локомотивная сигнализация АЛС-ЕН с частотой сигнального тока 175 Гц. На участках, где обращаются пригородные, дальние пассажирские и грузовые поезда негативное влияние защитных участков на интервал попутного следования пригородных поездов при автоблокировке с бесстыковыми тональными рельсовыми цепями и применением в качестве основного средства интервального регулирования автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-О) можно уменьшить при использовании устройств КЛУБ-У.

Значительный вклад в развитие теории систем интервального регулирования движения поездов с помощью средств автоматики и телемеханики внесли известные ученые В.М. Абрамов, И.В. Беляков, П.Ф. Бестемьянов, A.M. Брылеев, М.Н. Василенко, И.Е. Дмитренко, И.Д. Долгий, В.Н. Иванченко, С.М. Ковалёв, И.М. Кокурин, Н.Ф. Котляренко, Ю.А. Кравцов, В.М. Лисенков, Б.Д. Никифоров, Л.В. Пальчик, Н.Ф. Пенкин, A.C. Переборов, E.H. Розенберг, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Ю.В. Соболев, Н.М. Фонарёв, Д.В. Шалягин, В.И. Шаманов, В.И. Шелухин, О.И. Шелухин, A.B. Шишляков, A.A. Явна и другие.

При АЛС-0 в случае максимального сближения пригородных поездов в районе остановочных платформ интервальное регулирование пригородных поездов, которые все оборудованы комплексным локомотивным устройством безопасности КЛУБ-У, может осуществляться по сигналам АЛС-ЕН, а движение всех остальных поездов, не оборудованных устройствами КЛУБ-У может осуществляться с помощью АЛСН с применением защитных участков. Разграничение поездов, оборудованных КЛУБ-У, может осуществляться без защитного участка, а интервальное регулирование движения остальных поездов, необорудованных КЛУБ-У, в переходный период может осуществляться с учётом защитного участка.

Для реализации такого способа интервального регулирования необходимо обеспечить, чтобы длина зоны дополнительного шунтирования тональной рельсовой цепи автоблокировки была бы не меньше, чем это допустимо по условию исключения шунтирования кодового сигнала АЛС-ЕН.

Длина зоны дополнительного шунтирования бесстыковой рельсовой цепи зависит от сопротивления изоляции рельсовой линии. С увеличением сопротивления изоляции длина зоны дополнительного шунтирования при постоянном напряжении источника питания рельсовой цепи уменьшается. Однако для обеспечения нормального режима работы рельсовой цепи при увеличении сопротивления изоляции требуется меньшее напряжение источника питания, при котором сохранится требуемая длина зоны дополнительного шунтирования.

Таким образом, при реализации рассматриваемого способа интервального регулирования возникает задача разработки рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала в зависимости от сопротивления изоляции рельсовой линии.

Рельсовые цепи, контроль состояния которых осуществляется с учетом сопротивления изоляции (относительные и адаптивные рельсовые цепи) рассмотрены в работах [66,67,68,71].

При использовании в действующих устройствах рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала в зависимости от сопротивления изоляции рельсовой линии возникает задача реализации одного из важных для эксплуатации требований о необходимости обеспечения взаимозаменяемости новой и эксплуатируемой аппаратуры.

На современном этапе развития систем интервального регулирования обострилась проблема помехоустойчивости и безопасности функционирования эксплуатируемых рельсовых цепей. Это обусловлено разработкой и внедрением на сети железных дорог перспективных типов электроподвижного состава с современными видами тяговых преобразователей, таких, как электровозы переменного тока 2ЭС5К, ВЛ80ТК, ВЛ85, электровозы двойного питания ЭП10 и электропоезд «Сапсан». Это по существу переход на новый вид тяги.

Как известно, ранее переход на новый вид тяги всегда сопровождался реконструкцией рельсовых цепей. При этом все эксплуатируемые рельсовые цепи разработаны на основе использования диапазонов частот, свободных от помех тягового тока и его гармоник.

При перспективном электроподвижном составе таких диапазонов нет. В этом случае безопасность функционирования рельсовых цепей может быть обеспечена на основе принципиально иного подхода, основанного на том, что уровень помех от тока перспективного электроподвижного состава в рабочей полосе приёмников рельсовых цепей должен не превышать значений, допустимых по условиям обеспечения нормального, шунтового и контрольного режимов.

Введённые в действие в 1998 г. Федеральные требования по сертификации электровозов и электропоездов содержат нормативы по уровням мешающего влияния электрооборудования электроподвижного состава па рельсовые цепи и путевые устройства сигнализации.

Однако, как показывает практика испытаний электровозов и отдельных приемных устройств рельсовых цепей, могут иметь место как необоснованные ограничения к уровням мешающих влияний (гармонических составляющих тока), вызывающие необходимость усложнения электрооборудования ЭПС, так и заниженные их значения, могущие нарушить выполнение расчётных режимов рельсовых цепей. В ряде случаев имеют место превышения установленных норм гармонических составляющих токов электровозов, что, в свою очередь, влечет за собой необходимость принятия решения по оснащению электровозов устройствами, обеспечивающими снижение уровней гармонических составляющих.

Таким образом, необходимо разработать рельсовую цепь тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала, которая по сравнению с эксплуатируемыми должна быть менее подвержена воздействию помех, создаваемых перспективным электроподвижным составом в рабочей полосе частот.

Ряд свойств эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты нуждаются в улучшении.

В первую очередь это касается эксплуатационных вопросов, связанных с принципом регулировки рельсовой цепи, уменьшением влияния человеческого фактора на обеспечение безопасности движения поездов и включением в состав аппаратуры встроенных устройств диагностики, выявляющих предотказные состояния.

Обеспечение нормальной работы рельсовой цепи и требований безопасности по шунтовому и контрольному режиму в настоящее время осуществляется с помощью специальной технологии обслуживания, предполагающей периодические измерения уровней сигналов на входе путевого приемника и их регистрацию. Эксплуатационный персонал обязан при всех воздействиях внешних дестабилизирующих факторов, обеспечить расчетные напряжения на входных зажимах путевого приёмника. Вследствие влияния человеческого фактора, возможны ошибки в регулировке, которые могут привести либо к ложной занятости и задержкам в движении поездов, либо к ложной свободности и тяжелым последствиям.

Для уменьшения влияния человеческого фактора на безопасность движения поездов необходимо с помощью автоматических устройств обеспечить в рельсовой цепи выполнение расчетных уровней, устанавливаемых при ручной регулировке, и их протоколирование.

В рельсовых цепях тональной частоты используется сигнал переменного тока с амплитудной манипуляцией в диапазоне инфранизких частот, относящийся к классу сигналов сложной формы.

Для обеспечения правильного функционирования рельсовых цепей тональной частоты требуется выбрать параметры, по которым можно однозначно контролировать такой сигнал. Эти параметры должны быть одними и теми же при разработке регулировочных таблиц, при производстве аппаратуры и при диагностировании работы рельсовых цепей тональной частоты в процессе эксплуатации.

Таким образом, возникает задача выбора метрологически корректных методов и средств контроля расчётных параметров сигналов рельсовых цепей тональной частоты в условиях производства и эксплуатации аппаратуры.

Математическое описание контрольного режима некоторых видов разветвлённых и бесстыковых рельсовых цепей отсутствует. Поэтому необходимо разработать методику расчёта, учитывающую влияние на режимы работы всех особенностей схемы разветвлённых и бесстыковых рельсовых цепей тональной частоты.

Целью данной диссертационной работы является разработка теоретически и практически метода повышения устойчивости работы рельсовых цепей тональной частоты с помощью автоматического регулирования уровня сигнала. В диссертации поставлены следующие задачи:

- разработка метода повышения пропускной способности пригородных поездов при автоблокировке с бесстыковыми тональными рельсовыми с централизованным размещением аппаратуры и применением в качестве основного средства интервального регулирования автоматической локомотивной сигнализации (АЛС-О);

- математическое описание и исследование контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом внешних заземлений и смежных рельсовых линий;

- математическое описание и исследование контрольного режима рельсовой цепи с тремя ответвлениями;

- разработка методики синтеза рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала;

- разработка аппаратуры рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала;

- экспериментальное исследование работоспособности опытных образцов аппаратуры рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулированием в лабораторных условиях.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы получены следующие основные научные и прикладные результаты.

1. Разработан алгоритм интервального регулирования, позволяющий повысить пропускную способность при системе ЦАБ-АЛСО для пригородных поездов, оборудованных устройствами КЛУБ-У. Произведена оценка уменьшения межпоездного интервала за счёт перехода к интервальному регулированию движения пригородных поездов по предложенному алгоритму.

По результатам оценки установлено, что разработанный алгоритм позволит добиться уменьшения межпоездного интервала на 1 минуту. Проведённые оценочные расчеты подтверждаются тяговыми расчётами, учитывающими реальные кривые скорости пригородных поездов. В соответствии с тяговыми расчётами при системе ЦАБ-АЛСО с защитными участками минимальный межпоездной интервал может составить приблизительно 4 минуты.

2. Проведено экспериментальное определение характеристик сигнала в эксплуатируемых рельсовых цепях тональной частоты, по результатам которого выбраны метрологически корректные методы и средства контроля параметров сигналов и аппаратуры ТРЦ в условиях производства и эксплуатации аппаратуры ТРЦ:

- контролировать выполнение режимов (нормального, шунтового и контрольного) работы рельсовой цепи тональной частоты, рассчитанных по непрерывному току на входе путевого приёмника, целесообразно путём измерения среднеквадратического значения АМ тока на входе путевого приёмника в селективном режиме;

- для измерения тока последовательно с путевым приёмником необходимо включить измерительный резистор сопротивлением 20 Ом ±0,5 %;

- измерение среднеквадратического значения АМ напряжения на резисторе, включенном последовательно с входом путевого приемника, должно осуществляться в селективном режиме с помощью приборов ПК-РЦ и В7-63/1.

3. Проведён анализ способов контроля расчётных параметров сигнала рельсовой цепи тональной частоты, в ходе которого экспериментально определено влияние синусоидальных помех на частоте гармоник тягового тока и сигнала смежной рельсовой цепи на результат измерений.

4. Проведены испытания путевых приёмников рельсовых цепей тональной частоты ПП1 при наличии гармонических составляющих в рабочей полосе в нормальном, шунтовом и контрольном режимах с целью определения условий электромагнитной совместимости эксплуатируемых рельсовых цепей тональной частоты и перспективного электроподвижного состава. По результатам испытаний установлено, что минимальная устойчивость путевого приёмника к воздействию гармонических помех в нормальном, шунтовом и контрольном режиме имеет место при наличии помех в рабочей полосе, частота которых находится в некотором диапазоне- вокруг несущей амплитудно-манипулированного сигнала и его верхней и нижней боковых частот. При этом на боковых частотах помехоустойчивость получается не хуже чем на несущей частоте.

По результатам испытаний сделан вывод о том, что повышение устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты на участках обращения перспективного электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом может быть достигнуто при использовании в путевом приёмнике трактов нелинейной и спектральной обработки амплитудно-манипулированного сигнала, совместная работа которых позволит повысить устойчивость к воздействию гармонических составляющих тягового тока перспективного электроподвижного состава.

5. Разработан метод повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты с помощью автоматического ршулирования уровня сигнала, позволяющий уменьшить влияние человеческого фактора на обеспечение условий, необходимых для выполнения нормального, шунтового и контрольного режимов, а также повысить расчётный коэффициент возврата от 0,58 до 0,72 что даёт возможность расширить допустимый диапазон изменения сопротивления изоляции рельсовой линии и увеличить предельно допустимую длину рельсовой цепи.

6. Разработана методика синтеза рельсовых цепей тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала и третьим пороговым уровнем контролируемого сигнала.

Введено понятие тока блокировки путевого приёмника /бл, понятие и формула чувствительности путевого приёмника к блокировке.

На основании обобщения результатов синтеза для различных возможных условий определены максимальные длины рельсовых цепей и значения тока блокировки.

7. Получены формулы, позволяющие выполнять расчёт контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом сопротивления и координаты подключения внешнего заземления.

Выполнен анализ влияния сопротивления и координаты подключения внешнего заземления на условия выполнения контрольного режима в бесстыковых рельсовых цепях тональной частоты на всех сигнальных частотах ТРЦЗ.

Установлено, что с изменением сопротивления внешнего заземления значение максимально допустимого напряжения на выходе путевого генератора по условиям обеспечения контрольного режима может меняться в пределах 40%.

При расчёте контрольного режима рельсовых цепей тональной частоты в случае подключения вешнего заземления с ненормируемым сопротивлением рекомендуется принимать его сопротивление равным нулю.

8. Получены формулы, позволяющие выполнять расчёт контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей с учётом длины и сопротивления аппаратуры смежных рельсовых цепей.

Выполнен анализ влияния длины смежных рельсовых цепей на условия выполнения контрольного режима в бесстыковых рельсовых цепях тональной частоты.

Установлено, что расчёт контрольного режима бесстыковых рельсовых цепей тональной частоты с учётом длин смежных рельсовых линий позволит увеличить запас по максимально допустимому напряжению на выходе путевого генератора по условиям обеспечения контрольного режима до 40%.

9. Получены формулы, позволяющие производить расчёт контрольного режима разветвлённых рельсовых цепей стрелочных секций с двумя ответвлениями при обрыве на любом участке рельсовой цепи с учётом длин всех участков.

10. Разработана аппаратура рельсовой цепи тональной частоты с автоматическим регулированием уровня сигнала ТРЦ-АР, при раз Решена задача достижения качественного (не менее чем на порядок) повышения помехоустойчивости приемника в рабочей полосе пропускания за счет применения современных методов обработки сигнала. Благодаря применению тракта спектральной обработки сигнала гарантируется устойчивая работа рельсовой цегш при протекании на входе путевого приёмника тока гармонической составляющей тягового тока в рабочей полосе частот

Приёмника уровнем 10'/сигнала

Достигнута высокая стабильность параметров аппаратуры ТРЦ-АР:

- разброс входного сопротивления путевого приёмника ПМП составляет ±1%;

- изменение выходного напряжения путевого генератора ГМП при колебаниях напряжения сети составляет ±2,5%;

- коэффициент надёжного возврата путевого приёмника ПМП составляет 0,72 (при одинаковом коэффициенте возврата ПМП и ПП1, равном 0,8).

11. Проведены лабораторные испытания опытных образцов ГМП и ПМП на работоспособность, соответствие требованиям ЭМС и устойчивость к воздействию гармонических помех в рабочей полосе частот приёмника. В ходе всех испытаний были подтверждены достигнутые характеристики.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях и научных секциях кафедры, на седьмой и восьмой научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов» в г. Москве, на первой Московской научно-практической конференции «Вузы-Иаука-Город» в г. Москве и опубликованы в одиннадцати печатных работах, три из которых опубликованы в изданиях, рекомендуемых ВАК.

1. Нормы безопасности на железнодорожном транспорте: НБ ЖТ ЦТ 04-98. Электровозы. Требования по сертификации. Введ. 07.08.98. М., 1998.-35 с.

2. Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов/ A.C. Переборов, Ю.А. Кравцов, И.М. Кокурин и др.; Под ред. A.C. Переборова. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1985. - 343 с.

3. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте/ A.A. Устинский, Б.М. Степенский, H.A. Цыбуля и др. М.: Транспорт, 1985. -439 с.

4. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. 2-е изд., стер./Пер. с фр. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1967. - 780 с.

5. Антонов A.A. Повышение работоспособности станционных рельсовых цепей: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 2005. - 24 с.

6. Аппаратура тональных рельсовых цепей: Технология проверки/ Мин-во путей сообщения РФ; Управление сигнализации, связи и вычислительной техники. -М.: Транспорт, 1996. 55 с.

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

8. Бадёр М.П. Электромагнитная совместимость: Учеб. для вузов ж.д. трансп. М.: УМК МПС России, 2002. - 637 с.

9. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2000. — 462 с.

10. Благовещенский Д.В. Электромагнитная совместимость: Учеб. пособие. СПб., 1999. - 81 с.

11. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 552 с.

12. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. — М.: Наука, 1981.-700 с.

13. Брылеев A.M. Рельсовые цепи. М.: Трансжелдориздат, 1939. - 312с.

14. Брылеев A.M., Кравцов Ю.А., Шишляков A.B. Теория, устройство и работа рельсовых цепей. М.: Транспорт, 1978. - 344 с.

15. Брылеев A.M., Шишляков A.B., Кравцов Ю.А. Устройство и работа рельсовых цепей. М.: Транспорт, 1966. - 263 с.

16. Брылеев A.M., Котляренко Н.Ф. Электрические рельсовые цепи: Учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1970. - 256 с.

17. Бубнов В.Д., Дмитриев B.C. Устройства СЦБ, их монтаж и обслуживание. М.: Транспорт, 1981. - 263 с.

18. Бялонь А. Обеспечение электромагнитной совместимости электроподвижного состава постоянного тока нового поколения сустройствами железнодорожной автоматики в условиях польских железных дорог: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 2001. -30 с.

19. Валтонен П., Жулев О.Н., Янов В.П. Электровоз с асинхронными двигателями // Железнодорожный транспорт. 1986. - № 11. - С. 37 - 40.

20. Винокуров В.А., Попов Д.А. Электрические машины для железнодорожного транспорта. -М.: Транспорт, 1986. 512 с.

21. Гоноровский И.С., Демин М.П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов по направлению «Радиотехника». 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1994. - 481 с.

22. Дмитренко И.Е. Техническая диагностика и автоконтроль систем железнодорожной автоматики и телемеханики. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1986. - 144 с.

23. Дмитренко И. Е., Сапожников В.В., Дьяков Д.В. Измерения и диагностирование в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учеб. для студ. вузов ж.-д. трансп./Под ред. И.Е. Дмитренко. М.: Транспорт, 1994. - 263 с.

24. Дмитриев B.C., Минин В.А. Новые системы автоблокировки.; Под ред. В.В. Князевского. -М.: Транспорт, 1981. 247 с.

25. Дмитриев B.C., Минин В. А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. М.: Транспорт, 1992. - 182 с.

26. Дмитриев B.C., Минин В.А. Совершенствование систем автоблокировки. — М.: Транспорт, 1987. 143 с.

27. Казаков A.A., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики.; Под ред. М.В. Пономаренко. М.: Транспорт, 1990.-431 с.

28. Казаков A.A., Казаков Е.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы. М.: Транспорт, 1980. - 360 с.

29. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт, 1991.-480с.

30. Кондратьева Л.А. Устройства железнодорожной автоматики и телемеханики.; Под ред. В.Н. Тютюнника. М.: Транспорт, 1983. - 232 с.

31. Костроминов A.M. Защита устройств железнодорожной автоматики и телемеханики от помех. — М.: Транспорт, 1995. 192 с.

32. Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Система интервального регулирования движения поездов с централизованным размещением аппаратуры. М.: МИИТ, 1983. - 86 с.

33. Лещев А.И. Обеспечение электромагнитной совместимости электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом в системе электрической тяги постоянного тока: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М., 2003.-28 с.

34. Лисенков В.М. Безопасность технических средств в системах управления движением поездов. М.: Транспорт, 1992. - 192с.

35. Лисенков В.М. Статистическая теория безопасности движения поездов: Учеб. для вузов. М.: ВИНИТИ РАН, 1999. - 332 с.

36. Лисенков В.М. Теория автоматических систем интервального регулирования. -М.: Транспорт, 1987. 150 с.

37. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. В 2-х томах: Учебник для электротехн. и электроэнерг. спец. вузов/ Т.2 Ч. 3; Ч. 4 Теория нелинейных электрических и магнитных цепей;

38. Теория электромагнитного поля. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоиздат. Леиингр. отд-ние, 1981. -416 с.

39. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. -М.: Наука, 1978.-575 с.

40. Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей: Тез. докл. 4 науч.-техн. совещания. -Таллин, 1990.- 145 с.

41. Савчук В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Одесса.: ОНПУ, 2002. - 54 с.

42. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Основы технической диагностики: Учеб. пособие для студ. вузов ж.-д. трансп. М.: Маршрут, 2004.-318 с.

43. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики/ Ю.А. Кравцов, В.Л. Нестеров, Г.Ф. Лекута и др.; Под ред. Ю.А. Кравцова. М.: Транспорт, 1996. - 400с.

44. Солодунов A.M. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями. М.: Энергоатомиздат, 1991.- 351 с.

45. Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 3 кн. Кн.1. — 3-е изд. М.: НПФ «Планета», 2000. - 960 с.

46. Сороко В.И., Розенберг E.H. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 3 кн. Кн.2. — 3-е изд. М.: НПФ «Планета», 2000. - 1008 с.

47. Сороко В.И., Кайнов В.М. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 3 кн. Кн.З. М.: НПФ «Планета», 2003.- 1120 с.

48. Сороко В.И. Реле железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: НПФ «Планета», 2002. - 696 с.

49. Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.-д. трансп./ Вл.В. Сапожников, Б.Н. Ёлкин, И.М. Кокурин и др.; Под ред. Вл.В. Сапожникова. -М.: Транспорт, 1997. 432 с.

50. Схема силовых цепей электровоза двойного питания типа ЭП10/ А.И. Лещев, С.С. Матекин, В.Н. Поздняков, С.А. Усвицкий // Электровозостроение: Сб. научн. тр. ВЭлНИИ. Новочеркасск, 2000. - Т. 42. -С. 24-37.

51. Телеуправление стрелками и сигналами/ А.С. Переборов, A.M. Брылеев, В.Ю. Ефимов и др.: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. 3-е изд., перераб. и доп - М.: Транспорт, 1981. - 390 с.

52. Теоретические основы электротехники/ Г.И. Атабеков, С.Д. Купалян, А.Б. Тимофеев и др. М.: Энергия, 1979. - 431 с.

53. Уилльямс Т. ЭМС для разработчиков продукции/ Пер. с англ. -М.: ИД «Технологии», 2003. 540 с.

54. Уилльямс Т., Армстронг К. ЭМС для систем и установок/ Пер. с англ. М.: ИД «Технологии», 2004. - 507 с.

55. Устройства СПБ при электрической тяге переменного тока/ М.И. Вахнин, Н.Ф. Пенкин, М.А. Покровский и др. // Труды ВНИИЖТ. Выпуск 126. М.: Трансжелдориздат, 1956. - 220 с.

56. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике/ Пер. с нем.; Под ред. Б.К. Максимова. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с.

57. Шваб А. Электромагнитная совместимость. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 467 с.

58. Электровозы ВJI10 и ВЛ10У. Руководство по эксплуатации / Под ред. O.A. Кикнадзе. -М.: Транспорт, 1981. 519 с.

59. Электротехника: Учебник для вузов/ Х.Э. Зейдель, В.В. Коген-Далин, В.В. Крымов и др.; Под ред. В.Г. Герасимова. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.

60. ЭП10 — электровоз нового поколения для Российских железных дорог/ К.-Д. Мюллер, С. В. Покровский, Ш. Гай, М. Штёр // Железные дороги мира. 2003. - № 3. - С. 22 - 29.

61. B.C. Аркатов, Ю.В. Аркатов, C.B. КазеевДО. В. Ободовский. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник 3-е издание, переработанное и дополненное - Москва, Издательство «ООО Миисия-М», 2006.-496 с.

62. Тарасов Е.М. Рельсовые цепи с обучаемыми классификатора мисостояний.: Дисс. . канд. техн. наук.-М., 1989.-240с.

63. Беляков И.В. Теория и методы реализации адаптивных систем контроля состояний рельсовых линий.: Дисс. . доктора технических наук. М.:МР1ИТ, 1996.-386С.

64. Тарасов Е.М. Инвариантные классификаторы состояний рельсовых линий для систем интервального управления движением поездов: Дисс. . доктора технических наук. Самара., 2004 . -342С.

65. Полевой Ю.И. Совершенствование устройств контроля состояния железнодорожных путевых участков. Самара, 2005. 134 с.

66. Полевой Ю.И., Федоров Н.Е. Методы контроля состояния железнодорожных путевых участков.

67. Полевой Ю.И. Совершенствование методов контроля состояния железнодорожных путевых участков. Самара, 2009. 134 с.

68. Баранов А.М., Козлов В.Е., Фельдман Э.Д. Развитие пропускной и провозной способности однопутных линий. Труды ЦНИИ МГ1С, вып.280. М., Транспорт, 1964, 196 с.

69. Воробьев H.A., Каретников А.Д., Архангельский Е.В. и др. Расчет пропускной способности железных дорог. 2-е изд. М., Транспорт, 1977, 310 с.

70. Кайнов В.М. Пути дальнейшего развития систем и устройств ЖАТ. «Автоматика, связь, информатика».-2009 № 1 . с 2-6.

71. Никифоров Б.Д., Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Щербина А.Е. Повышение пропускной способности участков при автоблокировке с бесстыковыми тональными рельсовыми цепями. «Вестник РГУПС».- 2009 №4 .-с 107-112.

72. Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Мащенко П.Е., Щербина А.Е. Методика расчёта и контроля тональных рельсовых цепей. «Труды РГУПС». 2009 №1

73. Кравцов Ю.А., Архипов Е.В., Щербина А.Е. Новые свойства тональной рельсовой цепи с автоматическим регулированием. «Труды РГУПС».-2009 №1

74. Ю.А. Кравцов, В.И. Линьков, П.Е. Мащенко, А.Е. Щербина. Исследование помехоустойчивости путевых приемников тональных рельсовых цепей. «Наука и техника транспорта». 2009 №1

75. Станционные рельсовые цепи тональной частоты с наложением АЛС 50 Гц при электротяге постоянного тока ТРЦ-ЭТ00(АЛС50)-С-96. Министерство путей сообщения Российской Федерации, 1996, 96с.

76. Ю.А. Кравцов, В.И. Линьков, П.Е. Мащенко, Е.Г.Щербина, А.Е. Щербина. Корректный метод контроля и расчёта параметров сигналов тональных рельсовых цепей. «Наука и техника транспорта». 2009 №4

77. Методика измерения первичных параметров несимметричной рельсовой линии / А.Е. Щербина // «Безопасность движения поездов// Труды VII Научно-практической конференции».-М.: МИИТ, 2006. c.VII-22 VII-23.

78. Синтез ТРЦ защитного участка перед тупиковой призмой / А.Е. Щербина // «Безопасность движения поездов// Труды VIII Научно-практической конференции».-М.: МИИТ, 2007. c.VII-23 VII-24.