автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Теория и методы реализации адаптивных систем контроля состояний рельсовых линий

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Я -Ш5__^__

О V/ч 1—

: > На правах рукописи

БЕЛЯКОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

УДК 612.391.8:656.12.004.5

ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ РЕЛЬСОВЫХ ЛИНИЙ

05.22.08—Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степешг доктора технических наук

Москва 1936

Работа выполнена в Московском Государственном университете путей сообщения (МИИТе).

Научный консультант — действительный член Академии транспорта, заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор В.М. Лисенков

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Р.А. Косилов; академик Транспортной Академии РФ, доктор технических наук, профессор А.Ф. Фомин; доктор технических наук, профессор В.Н. Иванченко.

Ведущее предприятие — Управление сигнализации, связи и

вычислительной техники МПС РФ

Защита состоится 11 декабря 1996 г. в 15 час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 114.05.04 при Московском Государственном Университете путей сообщения (МИИТе) по адресу: 103055, г.Москва, ул. Образцова, д. 15, аудЛ5Э0.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 11 ноября 19% г.

Учёный секретарь специализированного совета,-член —корреспондент Академии транспорта Российской Федерации, доктор технических наук,

профессор В.И.Шелухин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из важных вопросов ускорения научно — технического прогресса на железнодорожном транспорте, имеющим особую актуальность, является задача качественного совершенствования систем интервального регулирования движения поездов на основе широкого внедрения принципиально новых методов контроля состояний рельсовых линий и микроэлектронной техники, поскольку это связано с обеспечением безопасности движения поездов, бесперебойностью и экономичностью перевозок.

Учитывая важную роль, которую играют системы интервального регулирования в обеспечении безопасности движения, своевременности доставки грузов и пассажиров, комплекс работ по их развитию выделен в научно—техническую проблему "Единый ряд перспективных микроэлектронных систем и устройств для управления движением поездов", выполняемую под руководством заслуженного деятеля науки н техники Российской федерации, действительного члена Академии транспорта, д.т.н., проф. В.М. Лисенкова. Наиболее крупными разработками, имеющими большое научное и народно—хозяйственное значение, завершёнными и выполняемыми в рамках этой программы являются:

1. Автоматическая локомотивная сипгалкзоцггя пепишеплей помехозащищённости и значности (АЛС—ЕН);

2. Микроэлектронная система автоблокировки (АБ —Е1);

3. Усовершенствованная система автоматической локомотивной сигнализации частотного типа на новой элементной базе и система автоматического управления тормозами (АЛСЕ —САУГ);

4. Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки (АБ-ЧКЕ); .

5;. Микропроцессорная система автоблокировки с децентрализо — ванньтм размещением ..аппаратуры и рельсовыми; цепями без- изоли --.ругощих стыков. 1А%лЕ2)

В результате широкого внедрения перечисленных систем буде достигнуто повышение уровня безопасности движения поездов, рос резервов пропускной способности участков, экономия эксплуатационных расходов на содержание технических средств, улучшен» условий и повышение культуры труда.

Значительный вклад в создание и развитие теории, в разработку методов технической реализации систем желе ¡подорожной автоматики и связи внесли известные учёные: А.М. Брылеев, И.Е. Дмитренко В.Н. Иванченко, И.М. Кокурин, P.A. Косилов, Ю.А. Кравцов, А.Е Красковский, В.М. Лисенков, Н.Ф. Пенкин, В.В. Сапожников, Вл.В Сапожников, Д.В. Шалягин, В.И. Шелухин и другие.

Принципы построения, основы теории, инженерные методь расчётов систем автоматического ведения поездов отражены в работа: A.A. Баранова, Е.В. Ерофеева, Я.М. Головичера.

Вопросы теории оптимальной обработки сигналов на фоне но-гауссовских помех, действующих в нестандартных каналах связи информационно—измерительных систем железнодорожной автоматики рассмотрены в научных трудах АФ. Фомина, О.И. Шелухина и В.И Шелухина, а также других авторов. ■

Теоретические исследования по электромагнитной совместимости микроэлектронных систем управления движением поездов выполнены К .А. Бочковым и А.М. Костроминовым.

Вместе с тем, проблема обеспечения надёжности и безопасносп функционирования систем интервального регулирования остаётся актуальной. Повысить качество работы технических средств, в частности, систем контроля состояний рельсовых линий (КРЛ), нспользуз традиционные методы построения аппаратуры и устаревшую элементную базу, не представляется возможным. Выход из создавшего« положений состоит в разработке принципиально новых способов КР/ и внедрении современных технических средств, обладающих широкими функциональными возможностями.

• В используемом в настоящее время детерминированном методе расчёта КРЛ не учитываются: случайный характер изменения первичных параметров рельсовой линии, мешающее действие помех от тягового тока, колебания напряжения полезного сигнала, нестабильность характеристик приёмо —передающей аппаратуры и другие факторы. Компромиссное разрешение противоречивых условий выпол — • нения основных режимов работы рельсовых цепей осуществляется за счёт введения запасов, значения которых подбираются эмпирически, а их оценки неоправданно завышены.

Для получения уточнённых данных, характеризующих устойчивость функционирования систем контроля состояний рельсовых линий в условиях воздействия случайных по характеру дестабилизирующих факторов, требуется разработка вероятностных методов анализа, учитывающих нестационарность полезных сигналов и мешающее действие помех. Расчёты, подтверждающие работоспособность систем КРЛ, выполненные на основе статистического подхода, позволят уточнить значения коэффициентов запаса, а также получить оценки, характеризующие помехоустойчивость, надёжность и безопасность функционирования рельсовых цепей на стадиях эскизного и технического проектирования. Кроме того, разработка методов синтеза и анализа оптимальных и близких к ним алгоритмов обнаружения сигналов КРЛ невозможна без знания вероятностных моделей полезных сигналов, помех и их взаимодействия.

Современный этап развития теории и техники систем контроля состояний рельсовых линий требует всё более полного учёта свойств и характеристик информационных сигналов и помех. Эффективным средством повышения достоверности обнаружения сигналов контроля в.условиях воздействия комплекса помех и других дестабилизирующих факторов является метод поиска разладки случайного процесса.

Отличительной- особенностью работы систем КРЛ является вариации в-;широки^.-пределах информационных параметров сигналов.

Задача обнаружения нестационарных случайных процессов решена в гауссовском приближении. В то же время обработка сигналов в нестандартных каналах связи систем КРЛ осуществляется на фоне сильно коррелированных негауссовских помех синусоидального типа. Учёт этих особенностей при синтезе алгоритмов приёма позволяет получить дополнительный выигрыш в достоверности обнаружения, за счёт нелинейной обработки входных процессов и декорреляции помех. Конструктивным методом синтеза приёмников КРЛ в условиях априорной неопределённости и нестационарности сигналов, при негаус— совском характере помех, является адаптивный подход. Согласно этому методу, синтезированный алгоритм должен быть усточивым к изменениям информационных параметров в пределах установленного класса распределения.

Таким образом, разработка адаптивных алгоритмов приёма нестационарных сигналов в условиях воздействия негауссовских помех с изменяющимися параметрами и формой распределения, обеспечивающих существенный выигрыш в достоверности результатов обработки, представляет важную научно —техническую проблему. Актуальность работы определена потребностью развития теории и методов повышения устойчивости функционирования систем контроля состояний рельсовых линий при воздействии дестабилизирующих факторов, методов синтеза оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов обнаружения сигналов на фоне негауссовских помех синусоидального типа в условиях априорной неопределённости, анализа рабочих характеристик синтезированных приёмников, а также необходимостью перевода систем управления движением поездов на микроэлектрон— ную элементную базу. *

Цель и задачи дидсретааии заключаются в разработке теории и определении путей технической реализации адаптивных систем контроля состояний рельсовых линий и их практическом внедрении на железнодорожном транспорте.

•Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

1. Экспериментальные и теоретические исследования дестабилизирующих факторов, оказывающих мешающее влияние на работу систем КРА;

2. Разработка статистических моделей дестабилизирующих фак — ' торов;

3. Синтез и анализ алгоритмов обнаружения и измерения информационных параметров при достаточно общих предположениях относительно стохастических характеристик полезных сигналов и помех;

4. Анализ устойчивости и адаптация синтезированных алгоритмов КРЛ в условиях частичной априорной неопределённости относительно статистической структуры и параметров сигналов и помех;

5. Разработка методов технической реализации микроэлектронных систем интервального регулировашш движения поездов с адаптивными приёмниками в системах контроля состояний рельсовых линий.

Выполнение перечисленных задач имеет важное хозяйственное значение для отрасли, поскольку позволяет повысить устойчивость и безопасность функциошгропания систем интервального регулирования движения поездов, а также улучшить условия труда эксплуатационного штата.

Методы исслеловаиий. Выполненные исследования базируются на аппарате математической статистики, теории оптимальной нелинейной фильтрации марковских процессов, теории обнаружения скачкообразного изменения свойств случайных процессов, статистической теории оценивания и проверки гипотез. Методологическую основу исследований составляют принцип подобия распределений при построении • решающих правил и адаптивный байесовский подход в условиях; априорной'неопределённости.

Научная новизна состоит в разработке новых методов контроля состояний рельсовых линий, учитывающих стохастический характер и априорную неопределённость обрабатываемых сигналов и помех. Наиболее важные новые положения, вносимые автором в разработку проблемы, следует сформулировать следующим образом:

— исследованы статистические свойства дестабилизирующих факторов, оказывающих влияние на функционирование систем КРЛ;

— предложены стохастические модели, описывающие неста — ционарность параметров рабочих сигналов и негауссовский характер распределения помех;

— разработаны оптимальнее к квазиоптимальные алгоритмы и реализующие их структурные схемы обнаружения и измерения параметров сигналов на фоне коррелированных негауссовсхих помех в условиях частичной априорной неопределённости;

— получены рекуррентные алгоритму обнаружения сигналов КРЛ, построенные на базе теории нелинейной марковской фильтрации и принципа поиска разладки случайного процесса;

— проанализирована эффективность синтезированных ал горит — мов; ,

— проведён статистический анализ и определены основные характеристики дискриминаторов и следящих измерителей в условиях воздействия негауссовских помех при самых общих предположениях о величине коэффициента корреляции;

— синтезированы алгоритмы совместного обнаружения и оценивания параметров полезного сигнала на фоне негауссовских коррелированных помех с бимодальным распределением мгновенных значений; *

— разработаны адаптивные алгоритмы обработки сигналов КРЛ;

— определены методы технической реализации нового поколения адаптивных систем контроля состояний рельсовых линий на ми — кроэлектронной элементной базе.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке тео -ретических основ и путей технической реализации нового поколения адаптивных приёмных устройств, устойчиво функционирующих при флуктауциях сопротивления балласта, в условиях воздейстзия сильно коррелированных негауссовских помех, при априорной неопределённости относительно Ш1формационных параметров рабочих сигналов, • способных существенно повысить технико — экономические характе — ркстики систем контроля состояний рельсовых линий.

Предложенный метод КРЛ и разработанные на его основе алго — ритмы и технические средства позволили эффективно решить практически важные задачи обнаружения стохастических сигналов со случайным моментом появления, повысить устойчивость работы сис — тем автоблокировки при колебаниях сопротивления изоляции рельсов, а также в условиях воздействия различных по статистической структуре помех.

Рралцзацгщ результатов работы. Теоретические исследования и практические разработки выполнены в рамках научно —исследовательских и опытно — конструкторских работ, проводимых по приказам Министерства путей сообщения: "Единый ряд перспективных микро — электронных систем и устройств для управления движением поездов" (1986—1990 гг.); "Микроэлектронная система автоблокировки ЛБ — Е!" (1989—1991 гг.); "Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки АБ—ЧКЕ"; "Микропроцессорная система автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры и рельсовыми цепями без изолирующих стыков АБ—Е2". Последние темы включены в "Программу разработки и внедрения средств СЦБ, связи и вычислительной техники: на железных дорогах России на период 1993 — 2000 гг.", выполняемую й соответствии с. Указанием Министерства путей сообщения № 152 —у от 1.07.93 и Постановлением коллегии МПС № 2-5 -'от 07.09.94 г. Перечисленные работы проводились при участии,-а последние две под руководством автора.

Микроэлектронные системы автоблокировки АБ —Е1 и АБ —ЧКЕ проходят эксплуатационные испытания на участке ст. Очаково —ст. Солнечная Московской ж.д. Аппаратура систем АБ — Е1 и АБ —ЧКЕ неоднократно демонстрировалась на отраслевых выставках "Желдор — транс" в г. Щербинка на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа, во Всероссийском выставочном центре, а также на торгово-промышленной ярмарке в Нижнем Новгороде.

Полученные в диссертации результаты использованы при разработке концепции построения перспективных систем автоблокировки, утверждённой Управлением сигнализации, связи и вычислительной техники МПС РФ. Исследования, выполненные в диссертации, позволили научно обосновать технические параметры систем КРЛ и автоблокировки для высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург — Москза, а также скоростной линии Брест — Москва,

Эксплуатационные испытания микроэлектронных систем автоблокировки АБ — Е1, АБ—ЧКЕ, микропроцессорных путевых приёмников на участках с низким сопротивлением изоляции показали их превосходство по технико—экономическим параметрам перед зарубежными и отечественны! .и аналогами. Внедрение научных результатов диссертации подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы, Основные теоретические положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: "Проблемы повышения надёжности и безопасности технических средств железнодорожного транспорта" (Мосйва 1988 г.); "Микропроцессорные системы и устройства управления ответственными технологическими процессами на транспорте" (Москва 1989 г.); "Научно —технический прогресс и перспективы развития новых специализированных видов транспорта"(Москва 1990 г.); "Статистические проблемы - управления" (Вильнюс 1990 г.); "Автоматизированные системы испытаний обьектов железнодорожного транспорта" (Омск 1991 г.); "Статистическая идентификация и контроль" (Одесса ¿991 г.);

"Опыт разработки и использования электронных и микропроцессорных систем повышения безопасности и экологичности транспорта" (Ленинград 1991 г.); "Статистический синтез и анализ информационных систем" (Москва—Черкассы 1992 г.); "Методы распознавания изменений в случайных процессах и полях" (Киев 1992 г.); "За технический прогресс на железных дорогах" (Самара 1993 г.); "Актуаль— • ные проблемы развития железнодорожного транспорта" (Москва 1994 г.); "International Symposium on Electromagnetic Compatibility, EMC'94 ROMA" (Рим 1994 г.); "Микропроцессорные системы связи и управления на железнодорожном транспорте" (Алушта 1994 г.); "Безопасность перевозочных процессов" (Москва 1995 г.); "Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте" (Алушта 1995, 96 г.); "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (Москва 1996 г.); на совместных заседаниях кафедры "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" и НИЛ "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" МИИТа в 1992—1996 годах; на заседании кафедры "Автоматика и телемеханика и связь на железнодорожном транспорте" СамИИТа в 1993 г.; на научно-технических совещаниях в МПС РФ и ГТСС в 1989-96 годах.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержанке работы, изложены в 91 печатной работе, в том числе в 4 монографиях. По теме диссертации получено 27 авторских свидетельств на изобретения. Часть результатов отражена в 13 отчётах по научно-исследовательским работам, выполненным при участии и под руководством автора.

Структура и объём работм. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложения. Она содержит 297 страниц основного, текста, 138 иллюстраций и 15 таблиц. Список литературы вдлючает 150 наименований.

СО,ДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении' обоснована актуальность проблемы разработки^ теории и методов повышения устойчивости функционирования систем КРЛ в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, сформулирована цель диссертации, перечислены задачи и определены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе, названной "Системы контроля состояний рельсовых линий в условиях воздействия дестабилизирующих факторов", проанализировано состояние проблемы, определены область и задачи исследований, обоснована необходимость разработки принципиально новых приёмных устройств д\я рельсовых цепей, определены основные эксплуатационно—технические показатели эффективности их функционирования.

Результаты алалиэа статистических данных по отказам систем КРЛ, связанным с действием дестабилизирующих факторов, собранные за пять лет на ряде железных дорог России, показывают, что в 35% случаях неустойчивая работа рельсовых цепей происходила по причине увеличения затухания тракта передачи полезных сигналов. Почти 34% от общего количества неисправностей наблюдалось из—за флуктуаций сопротивления балласта, 15% отказов рельсовых цепей вызваны мешающим действием помех от тягового тока и 16% обусловлено другими причинами.

На магистральных железных дорогах наметилась устойчивая тенденция к ухудшению изоляционных свойств балласта. Это вызвано ростом норм на допустимое количество непригодных для эксплуатации шпал, снижением объёмов профилактических, и капитальных ремонтов верхнего строения пути, вследствие бграниченности людских, финансовых и материальных ресурсов. В главе приведены результаты статистического анализа продолжительности отказов рельсовых цепей, связанных с флуктуациями параметров рельсовой линии. Средняя продолжительность неисправною состояния рельсовых цепей,' выз—

ванных снижением изоляции, достигает десятков часов, а диапазон её изменения лежит в пределах от нескольких часов — на участках с удовлетворительным сопротивлением балласта, до семи суток — на засоленных направлениях. Вариации длительности отказов при обрывах стыковых соединителей, находятся в пределах от единиц минут до десятка часов. Нарушения нормальной работы рельсовых цепей на

• столь длительные сроки снижают пропускную способность целых направлений и приводят к значительному материальному ущербу.

С ростом энерговооружённости железнодорожного транспорта, с повышением мощности элсктроподвижного состава (ЭПС) возрастает интенсивность помех, создаваемых токами тяговой сети в каналах систем КРЛ. Применение на ЭПС зонно —фазового, ипгротно— и частотно —импульсного видов регулирования насыщает спектр помех сшгусоидзльными составляющими. Отдельные гармоники, вследствие нелинейности характеристик элементов тяговой сети, неизбежно попадают в рабочий диапазон частот систем контроля состояшш рельсовых линий. В этих условиях традиционно используемые методы и устройства подавления помех уже не обеспечивают необходимое для нормального функционирования приёмных устройств соотношение сигнал/помеха. В связи с этим, задача повышения устойчивости функциогафовашет рельсовых цепей 2 уелспггях воздействия дестабилизирующих факторов является актуальной, а в обозримом будую — щем будет ещё больше обостряться.

С позиций теории статистических решений рассмотрены осо —

• бенности функционирования приёмных устройств систем КРЛ с учётом мешающего действия электромагнитных помех, флуктуаций параметров рельсовой линии, при априорной неопределённости относи — тельно .характеристик дестабилизирующих факторов. На основании теоретического- анализа. пЬлученьг.рценки достоверности работы сис тем контроля состояний рельсовых линий при'влиянии разнообразных по статистической структуре, помех. Показанб,■ что приёмные ус—'

тройства, выполненные на базе электромагнитных реле, не удовлетворяют современным требованиям по характеристикам достоверности обнаружения, устойчивости функционирования и функциональным возможностям. Так, широко эксплуатируемые на сети железных дорог приёмники сигналов контроля состояний рельсовых линий с некогерентными обнаружителями типа ИМВШ —110 (ИВГ),. по структуре построения и величине порога неоптимальны. При синтезе этих приёмных устройств не учитывалась статистические свойства мешающих воздействий. Обеспечение заданного уровня иероятности ошибок достигнуто за счёт создания неоправданно высоких запасов по соотношению мощностей полезного сигнала и помех, что увеличивает энергоёмкость систем КРА.

С целью выбора и обоснования способа приёма сигналов контроля в системах 1'РЛ проведён теоретический анализ наиболее распространённых методов, обработки: максимального правдоподобия (АМП), алгоритма кумулятивных сумм (АКС) и алгоритма обнаружения, основанного на фиксировании относительного изменения амплитуды полезного сигнала (ОА). Основное внимание уделено рассмотрению методов обнаружения, позволяющих решить проблему повышения устойчивости работы рельсовых цепей в условиях колебаний в широких пределах сопротивления балласта, при воздействии негауссовских коррелированных помех, создаваемых токами тяговой сети, а также в условиях нестационарности информационных параметров сигналов контроля и априорной параметрической Чгеопредо — лённости.

Количественный анализ характеристик достоверности перечисленных обнаружителей показал, что наиболее эффективным средством повышения устойчивости функционирования систем контроля состояний.рельсовых линий является использование принципов обнаружения разладки случайного процесса. Сравнение рабочих харак—

теристик АКС, АМП и ОА свидетельствует о превосходстве первого алгоритма.

На основании теоретического анализа определены направления решения проблемы повышения устойчивости функционирования систем КРЛ. К ним относятся:

—разработка статистических моделей дестабилизирующих фак — . торов с целью адекватного представления реальных процессов и получения априорной 'информации о параметрах сигнально — помеховой обстановки в нестандартных каналах связи систем контроля состояний рельсовых линий;

— разработка методов синтеза алгоритмов обработки полезных сигналов в условиях мешающего воздействия сильно коррелированных негауссов сюк случайных процессов синусоидального типа;

— разработка методов обнаружения сигналов контроля на фоне негауссовских помех путём поиска разладки случайного процесса;

— разработка адаптивных приёмников КРЛ;

— определение путей и методов технической реализации приёмных устройств КРЛ н систем автоматической блокировки.

По второй глава приводятся результаты экспериментальных исследований дестабилизирующих факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на устойчивость функционирования с::стс:.; контроля состояний рельсовых линий. К числу рассмотренных факторов относятся: сопротивление изоляции рельсовой линии, электро — магнитные помехи, создаваемые токами электроподвижного состава, а также нестабильность информационных параметров контрольных сигналов (амплитуды и фазы).

Основная цель этой главы — разработка статистических моделей дестабилизирующих фактороа путём обобщения имеющегося материала, а также .на базе новых результатов экспериментальных не-" следований." Ефак.'ЬмеСкое назначение .разрабатываемых моделей состоит, в создании : предпосылок/дл^ решения: задач синтеза опта-

мольных и квазиоптимальных алгоритмов обнаружения и измерения параметров сигналов на фоне помех.

Для достижения поставленной цели на ряде железных дорог России п стран СНГ были проведены экспериментальные исследования дестабилизирующих факторов. Задача измерений заключалась в установлении статистических характеристик, а также форм их аналитического описания. Методика исследований состояла в предварительной регистрации мешающих сигналов на магнитную плёнку в полевых условиях с последующей обработкой записей на специализированных лабораторных комплексах. Регистрация случайных процессов осуществлялась на приёмном конце' системы КРА с помощью прецизионной аппаратуры. Исследования помех проводились на выходе рельсовой линии (широкополосный приём в диапазоне до 1 кГц), а также на выходах узкополосных фильтров нестандартных каналов связи систем КРА с шириной полосы, не превышающей 20 Гц.

Результаты обработки экспериментальных данных при широкополосном приёме показали, что статистическая структура помех представляет сумму флуктуациошюй, сосредоточенной по спектру и импульсной составляющих Флуктуационная компонента имеет гаус — совское распределение с интенсивностью а, прямо пропорционально определяемой параметрами рельсовой линии и, прежде всего, коэффициентом асимметрии Ка. Регрессионный анализ эмпирических данных подтвердил наличие линейной статистически значимой зависимости между указанными переменными 4

ст=а-К4+-Ь.

По результатам обработки получены оценки определяющих параметров этой модели для обследованных участков дорог.

Помехи от тягового тока в шунтовом режиме по статистической структуре являются сосредоточенными по спектру. Модель мешающих сигналов представляет собой сумму флуктуациошюй компоненты с интенсивностью О и квазигармонического колебания с постоянной

амплитудой А„ и случайной фазой. Эмпирическое распределение мгновенных значений такого процесса имеет бимодальный характер. Для аппроксимации экспериментальных данных использопан теоретический закон:

w"(°)"7¿D"i>

(1)

где вт=1 при m = 0;em = 2 при m>0;Dp = AJ/2.D— .дисперсии регулярной (квазигармонической) и флуктуационной составляющих помех; 1„(-) — модифицированная функция Бесселя первого рода порядка т.

Результаты анализа эмпирических данных интенсивности помех, коэффициента асимметрии ральсовой линии и амплитуды тока в рельсах показали, что между перечисленными параметрами существует статистически значимые линейные .зависимости. На основе обработки получены оценки определяющих коэффициентов регрессионных моделей для участков дорог с электрической тягой постоянного и переменного тока.'

Анализ энергетических характеристик показал, что спектральная плотность помех от. переменного тока состоит из непрерывной части типа "белого шума", имеющей незначительное затухание в высокочастотной области диапазона, и узкополосных составляющих на про — мышлешгой частоте и кратных ей нечётных гармониках. Амплитуда выбросов спектральной плотности с ростом номера гармоники убывает. В спектре мешающих сигналов, создаваемых электроподвижным составом с зонно —фазовым, регулированием тягового тока, дополнительна присутствуют равномерно распределёшше по диапазону частот . гармонические составляющие со средней амплитудой, не превышающей^, 6% уровня основной гармоники.

Спектральная плотность помех в рельсовых линиях на участках с электротягой постоянного тока, на фоне размытой быстро убывающей

непрерывной части, содержит узкополосные выбросы на промышленной частоте и кратных ей чётш>гх гармониках.

Для аппроксимации эмпирических автокорреляционных функций помех при электротяге постоянного и переменного тока использованы экспоненциально —косинусные модели, учитывающие вклад каждой из N гармоник.

^»¿Мч^-а^тО-со^са, - -с),

и!

где а,— логарифмический декремент затухания корреляционной функции на 1 —ой гармонике; 11, и со,— весовой коэффициент, учитывающий вклад 1 —ой компоненты, и её круговая частота.

Исследования свойств мешающих воздействий при уэкополосном приёме проводились на выходах канальных фильтров систем КРЛ с частотами настрой:;и: 25, 50, 75 и 175 Гц. Анализ спектров показал, что в этом случае помехи представляют сумму квазигармонической и флуктуационной составляющих. Количественные соотношения между ними в показателях мощности отличаются от рассмотренного выше широкополосного приёма. Вклад регулярной компоненты при узко — полосном приёме на 20— '0% меньше. Эмпирические распределения мгновенных значений помех в исследуемых каналах имеют два сим — метрично расположенных относительно вертикальной оси максимальные значения. Для их аппроксимации использован теоретический закон (1). Результаты обработки экспериментальных измерений позволили установить наличие прямого характера вариации стандартного отклонения помех от амплитуды тягового тока. Получены оценки ре — ' грессионных моделей, учитывающих взаимную зависимость указанных параметров, для всех нестандартных каналов-связи систем КРЛ.

Сравнительный анализ распределений максимальных значений откликов импульсных помех, создаваемых в канале с частотой настройки Г,, = 175 Гц, при электротяге переменного и постоянного тока показал, что в последнем случае амплитуда выбросов наибольшая.

Плотность распределения вероятностей импульсной составляющей помех, создаваемой переменным тяговым током, достаточно точно аппроксимируется выражением

где и„ — порогове значение, разделяющее флуктуациошгую и им — пульсную компоненты помех; Ъ— параметр формы.распределения; — интенсивность мешающих сигналов.

Для описания эмпирического распределения максимальных зна — чений импульсных выбросов помех при электротяге постоянного тока использован закон "Гамма — распределение" с параметрами а = 16,31;

Анализ временной структуры потока импульсной составляющей помех в каналах с частотами настройки 25 и 175 Гц показал, что эмпирические распределения их длительностей для большинства ана — лизируемых уровней достаточно хорошо аппроксимируется законом "Гамма — распределение". Однако в ряде случаев в канале со средней частотой f0 = 175 Гц с ростом порога анализа и„ характер его изменялся, приближаясь к экспоненциальному. Эмпирические распределения интервалов времени между смежными выбросами в канала системы КРЛ с f0 = 25 Гц подчиняются логарифмически—нормальному закону, а в канале с частотой настройки f0 = 175 Гц — экспоненциальному.

Для всех моделей, описывающих временную структуру импульсных процессов при узкополосном приёме, получены оценки па — раметров теоретических законов распределения, позволяющие характеризовать jex статистические свойства в показателях времени.

Исследования зависимостей сопротивления изоляции г, рельсовой,линий как функции температуры Т° и влажности окружающей ср&дЫ у .в лётное время показали, что между указанными пере —

Р«« 4,12.

менными существует тесная взаимосвязь. С ростом значений Т° и у в . большинстве случаев наблюдалось снижение сопротивления изоляции рельсовой линии. Результаты регрессионного анализа позволили количественно оценить связь между параметрами г„ и Т°. Достаточно точно она описывается линейной зависимостью

г^С.+Сз-Т0.

Для участков дорог с высоким сопротивлением изоляции (свыше 5 Ом-км) получены оценки определяющих коэффициентов теоретической линии регрессии С, = 13,7; Сг =-0,19.

Анализ результатов измерений сопротивления изоляции, выполненных в летний период показал, что изменения г„ носят колебательный характер с суточным квазипериодом. Для аппроксимации автокорреляционной функции случайного процесса г„(0 исползьзована экспоненциально — косинусная модель

В(т) = о? • ехр(-а • | т |) • С(м((оА • т), являющаяся хорошим приближением эмпирических данных. Определяющие параметры имеют следующие значения: с^ =0,71 (Ом-км); а = ОД62 1/час; шд= 0,058 1/час.

При синтезе адаптивных приёмников рельсовых цепей необходимо располагать статистическими данными о характере флуктуа — ций информационных параметров полезных сигналов, вызванных колебаниями сопротивления изоляции г.. В этой связи на ряде железных дорог были проведены экспериментальные измерения г„. Анализ характера изменений сопротивления балласта на интервалах нестационарное™ реализаций г„(0 для участков с хорошими изоляционными свойствами (г, > 10 Ом-км) позволил установить, что наиболее подходящей, по критерию минимума среднеквадратического отклоне — ния, является полиномиальная модель

. г,(0 = ао+а1»+а111.

где а0 = 6,33:8, =0,298; а, «*-6,45-10''— на участках роста сопротивления балласта; а0 «= 10,48;а, =-0,34;а, = 8,355-10~3 — для интервалов его снижения.

Исследования скорости изменения и характера вариаций ги при выпадении осадков на участках с удовлетворительным состоянием балласта (1 0м-км<г„<10 Ом км) и плохими изоляционными свойствами (г, <1 Ом-км) показали, что наиболее точно они описываются экспоненциальной моделью тренда

раметров. Для участков с удовлетворительным состоянием балласта а = 0,802; Ь = -1,28-10"' 1/сек. А при плохих изоляционных свойствах эти параметры таковы: а = -0,217;Ь = -1,27-10"' 1/сек.

Анализ флуктуаций фазы полезного сигнала Д<р в системах КРЛ с когеригпшми приёмниками позволили установить, что эмпирическое распределение угла Дф в летний период достаточно точно описывается гауссовским законом

с параметрам?»: Дп = 73,6 град; гт, - 0,33 град.

Осенью наиболее подходящей моделью является распределение Вейбулла

Установлена связь мезкду вариациями угла Дф я колебаниями сопротивления изоляции рельсовой лшши г„. Наилучшей моделью, по критерию минимума среднеквадратического отклонения, описываю—

г„(0 = ехр(а+Ь-1).

По результатам обработки получены оценки определяющих па —

W(Д(p) = а • р • Д^-' ехр{-р - Дф),

где а = 31,1 !;Р= 75,81.

щей зависимость" Дф(гк), является степенная

д<р(ги) = гтяь:

В результате обработки экспериментальных данных выявлена статистически значимая связь между выборочными средними угла Аф,а„ и сопротивлением изоляции ги. Для осеннего сезона регистрации, в качестве теоретических, использованы линейные модели:

Дф=а1+в,-г,, =С1 + сз •г»-

Полнены оценки определяющих параметров уравнений регрессии.

Разработанные в этой главе стохастические модем! дестабилизирующих факторов послужили базой, на основе которой в после — «

дующих разделах диссертации решены задачи синтеза оптимальных, в смысле принятых критериев, алгоритмов обнаружения и выделения полезных сигналов.

Р третьей глаод рассмотрены вопросы обнаружения и распознавания сигналов иа фоне негауссовских помех.

Рекуррентная процедура обнаружения сигнала в выборке

уь, содержащей аддитивную помеху пь с известной плотностью распределения вероятностей ^^(п,,) сводится к формированию отношения правдоподобия (ОП) Л,1+1 и сравнению его с фиксированным порогом

Ль ГГ... г „/. \1 ...и V ... /. ч.. ..

" Ж

Апостериорная плотность распределения вероятностей (АГ1РВ) параметра къ при наличии в наблюдаемой выборке уь сигнала рассчитывается. следующим образом

у: {х ) - ^М'^ММ ^(у,)^,.

При малом* отношении сигнал/помеха, ПРВ шума можно представить в виде степенного ряда. Тогда ОП можно упростить

Ль+i =Л„

1 +

к

¿[#sl(xh+1)• wh(xhtl| Хь) ■ W^^d^] • Zk(yh+1)|.

У i Y H)' Sbií)

где ¿kUii+J^Ti---К- — характеристики k—го безынерцион-

кого нелинейного преобразования.

Алгоритм распознавания двух сигналов S,(X) nS,(X¡ в выборке yft) на фоне негауссовских помех n(t) с распределением Wjn) сводится к вычислению ОП Л(у) и сравнению с порогом U„.

Jw^yjs^Xjj-WWdX^

A(y>eiWn[y|sl(X)J.W(A)dA<UB\ л ,

С учётом негауссовского характера мешающих воздействий отношение правдоподобия д\я различения когерентных сигналов может быть упрощено

ís2w-z(y) • л(у-

Zs,(x)-z(y) i-1

/ \ dW.(y)

где Z{yJ = —^--характеристика нелинейного преобразования.

Для случая приёма противоположных когерентных сип ia лов с постоянной амплитудой Л, получено выражение, характеризующее достоверность распознавания одного из них

р(Л > 0) * |егГс(^Л01<,И/2), где 1ф— информационное количество по Фишеру относительно негауссовских помех с плотностью распределения Wn(n).

Основное внимание в этой главе уделено задаче обнаружения сигналов с неизвестным моментом появления на фоне комплекса ад— дитнвных негауссовских помех методом поиска разладки случайного процесса: В качестве мешающих Сигналов рассмотрены, флуктуа —

ционный шум с негауссовской плотностью распределения вероятностей, импульсная помеха, представленная дискретным марковским процессом, а также их совокупность. Синтез алгоритмов обнаружения проводился с привлечением методов теории нелинейной фильтрации. Рассмотрены три практически важных случая, наиболее характерных для задач контроля состояний рельсовых линий.

1. Обнаружение скачкообразного изменения амплитуды сигнала, происходящего в случайный момент времени, производится на фоне флуктуационной и импульсной п(мь) составляющих помех. Флук — туа ционный шум является коррелированным случайным процессом с известной негауссовской плотностью распределения вероятностей У/П(п|,). Импульсная помеха и полезный сигнал описаны детерминированными функциями марковского процесса. Компоненты X, и ц представлены однородными цепями Маркова с 1 и г состояниями,, переходными р^.р^ и начальными вероятностями р(А.,) и р(р,). Последовательности {?.„} и {ц} считаются статистически независимыми. Амплитуда сигнала скачкообразно Изменяется при разладке от 0, до ©2. Задача обнаружения решается путём формирования кумулятивной суммы

Ярьм = {я* + 1п1„+1[уь+и МУ.(пь), иг)});. • (2)

Знак (+) означает принудительное обнуление в моменты времени, когда <0. Рекуррентное выражение для отношения правдоподобия имеет вид

1 г

2 X ЧК^'Рор-Ргк-^шЬ^.Мь)

-:-:-, (3)

где Wgl(nь+1) = W11{ylltI -Б^,.^,)-^,)^ ^Ы^)].'

Wntj(nh+,) = W„[yh+,-ri(^h+i)|yh-n(nh)]- Функции правдоподобия при наличии и отсутствии полезного сигнала.

Совместные АПРВ значений параметров сигнала и шума WIh(, ni) •--и одной только помехи ,У''»<->,) удовлетворяют следующим уравнениям:

PaP'PYK'WlhfaSli« Иь) £ Ii W„i(nhM)-p(1p-pr4-Wlh(^h,|i7h)

t Ртк-WobM

Wo 1ыИ—г--—-•

Y.icl

2. Наблюдению доступна последовательность yh =Öt +fih mh, представляющая аддитивную смесь сигнала с амплитудой 0,, изменяющейся в неизвестный момент времени т, — импульсной'помехи, описываемой марковской цепью с 1 несовместными состояниями и флуктуационного шума nh. Случайные величины {ц„} заданы переходной матрицей |р(цьм = М<а)|ик = }|= ¡PuJ. a,ß = 17l. векторами

начальных вероятностей ¡р,,р2,...,р,|| и значений ||р(0",)i(„31.....ц'0пjj,

Флуктуационная помеха пь описывается известной негауссовской плотностью распределения вероятностей W„(nb), параметры которой, в частности, дисперсия, в момент разладки изменяются. Для рассматриваемого случая функция правдоподобия АКС (2) имеет вид

I .

£ Wn{yh(1 nw.Dp = O,ete0j)-Wh(nb|yS.et=e2).PllJ,

I f.) _ üüSíni____

VlV7 - ---------------.

Z V/niyhf|| Hh+i,Dp?sO,0, =Ö,)-W„(nh|yo.©. C3,) -

Начальные апостериорные плотности распределения ве{Ю1П постен рассчитываются следующим образом

„л | ~м| ~®|)ра — . , „ . л1

= 1—1-; а =1,1; 1 = 1,2; ¿=0,1.

а-1

В дальнейшем вычисления с использованием АКС выполняются аналогично случаю 1.

3. Наблюдаемая последовательность представляет смесь сигнала и негауссовской коррелированной помехи пь с известной одномерной плотностью распределения вероятностей М/„(пь).

Уь=©,-$(ХА,0+/1Ь, (0,-0,1).

Параметр Хс представляет дискретную цепь Маркова с переходной.матрицей |р[хы =А}а)|я.ь о,Э=1,1 и вектором начальных вероятностей ^Рк Р2**-*»Р||- Выражение для апостериорной плотности распределения вероятностей имеет вед

¿^„[ум 1ь+1)|уь -Б^ь, »ь)]-РвЭ

2 w„[yMth+1)|Уь-sl^, th)]• Роф• Wh(4) а рекуррентное соотношение для отношения правдоподобия таково ZW, Jyh+, , th+1)| yh -Ste, tb)] -Рар • Wh(4)

I = М_______________________________ _______________ __ ._

Алгоритмы формирования кумулятивной суммы, отношения правдоподобия и АПРВ не требуют сохранения в памяти ранее полученных выборочных значений входного воздействия, что позволяет использовать этот метод д\я решения задач контроля состояний рельсовых линий в реальном масштабе времени.

В главе рассмотрен практически важный пример синтеза обнаружителя одновременного изменения двух параметров входного про — цесса: среднего и дисперсии. Обработка сигнала производится фоне марковской импульсной помехи "и'флуктуациокнйго шуэй с-.гаус

совской плотностью распределения до разладки и ПРВ вида (1)-после неё. Для частного случая, когда импульсная помеха описывается дискретным марковским процессом с двумя состояниями, АК.С имеет следующий вид

Б,*

= О,

(1)

где АЫ1 = [Ц(1Ь+. = И(2)| Уо.в,) • р2| + Цм„*1 = УЙ. ©2)' Р. I

■ДпГ)

ехр'

20

♦Н^, = Ц,2)|у^©2) -Р,з + = Ц("|У5.©2) • Р22] >

1 ( (УьИ-^-®2)21

20

0„+1 =[\у(мь4. « И<2,|Уо, ®.) • Ря + = I у„\ 0.) ■• р„| X

(ум-цм-е.)1

*7Ш"Р--»

I;

га-0

О.

■♦Щим = И,2)|УЙ»0.)• Рм +'= ц(1,| уй, о,)■.р22\ >

1 (уь+1 ~®|)2

л/2яО

«Р1 —

20

/20

.„-и"'-в,)

ет = 1 при т = 0; £„=2 при ш>0, !„,(•) — модифицированная функция Бесселя.

Статистическое моделирование алгоритма (4) показало, что учёт изменения второго параметра входного процесса даёт ощутимый вы — игрыш, заключающийся в снижении вероятности ложного обнаружения почти в два раза

В главе рассмотрен случай обнаружения сигнала па фоне комплекса импульсной и коррелированной флуктуационной помех, они —

х

+

син<н>мой р-связной марковской моделью. Для аппроксимации ПРВ реального процесса использована сумма парциальных гауссовских распределений е Г\'(гп,с2) с весовыми коэффициентами у,, удов-

летворяющими условию нормировки

г'

м __

где Ху, = 1; а1 = ' - Р! 1нГ.1т1~ квадратная матрица порядка

и

(|> +1), обратная корреляционной матрице плотности распределения .....Пу-р)'

Выражения, входящие, в алгоритм кумулятивных сумм (4), для частного случая когда импульсная помеха описывается дискретной марковской цепью с двумя состояниями, имеют вид

А,Н1 «[Ццы =циЫ,в2)-р21+\Цкь+1 -ц'ЧуГ.е^.р,,]* >■1

Н м

Чи™ = и(2)| У?. 6.) ■ р12 + = ц<«| уь, ©,) ■ рп] х

и

Моделирование рассмотренных, .алгоритмов наказало, кто' учёт лп[,ипрн(;ш информации,о характере .рарпределели^ реальных помех .позволпо! пол) чи'гь ниигрыш п достоверности обнаружения,'в .полтора дса р-зз.ч при малых-зшчешшх отношения сшнал/помеха. С вы —

числительной точки зрения алгоритм кумулятивных сумм достаточно прост и конструктивен, не требует сохранения в памяти всех ранен полученных результатов обработки, позволяет осуществлять контроль состояний рельсовых линий в реальном масштабе времени.

В задаче обнаружения сигналов на фоне негауссовских помех нарушаются предположения о винеровскои характере поведения приращений кумулятивной суммы, что приводит к ошибкам оценина -ния достоверности АКС. В связи с этим проанализирована эффек тивность функционирования обнаружителя по методу АКС в условиях воздействия негауссовских помех с бимодальной плотностью распределения вероятностей. Статистически моделированием получены эмпирические распределения значений решающей статистики

{5Р1,, Ь = 1, н} АКС (4) для случаев отсутствия и наличия разладки.

Для квазидетерминированных случайных процессов с бимодальным законом распределения (1) исследована зависимость информационного количества по Фишеру от соотношения дисперсий рбгуляр — ной и случайной составляющих. Рассмотрен конкретный пример синтеза квазиоптимального обнаружителя сигналов на фоне аддитивных помех с бимодальным законом распределения. Получены аналитические-, выражения, описывающие зависимость эффективности нелинейной обработки от коэффициента антимодальности распределения вида (1).

В четвёртой главе, имеющей название "Синтез адаптивных приёмников контроля состояний рельсовых линий", рассмотрены конкретные методы преодоления параметрической априорной неопределённости, применительно к системам КРЛ. Основными результатами этой главы являются исследования алгоритмов совместного обнаружения —оценивания для случаев многомодульного характера функции правдоподобия, обусловленного .бимодальным законом распределения помех и ситальной составляющей'корреляционной фун —

кции, а также разработка методов идентификации законов распределения и расчёта их определяющих параметров.

По критерию минимума среднего квадрата ошибки при квадра — тичной функции потерь синтезирован рекуррентный алгоритм совместного обнаружения —<\енивания амплитуды полезного сигнала 0 с учётом многомодального характера функции правдоподобия.

м .

=®эЬ+) ~ • • ®,и1в(п1|+||пь)|в».1-йи.1

о о ав'и1Н(пы|дь)

ОцЫ °*<Кйн1 + X ¿о

м *

¡•1 м

¡«1

где 0эЬ+|, 6,ь+( — суммарные экстраполированные оценка и дисперсия апостериорной погрешности фильтрации; В;^(пк+1|пь) — логарифм функции правдоподобия;

п, I I \

Ви1«м.||»ь/--¿5--

= вЦв,.*,, О • £ь+,(пк+„ ПЬ) (к<.,) • гь(п„+и п „);

( \ «"дУ.^а^ц^) -—-—-2Дпь+1.1Ч) =--^-5 к = Ь.

^^(п^цПц)— характеристика нелинейного преобразования для 1 — го отрезка аппроксимации функции правдоподобия.

Правило формирования весовых коэффициентов р^,, определяющих вероятность попадания в ■ — ый интервал на Ь + 1— ом шаге, описывается выражением:

м ■

X ) * Ы(Уь+1 -5(©ь+1)] уь-5(©ь)] •.^'(0„м|0|)),\Ц011)а011,1а011

в,. '. " •, ... , ,. .'„', * : ; • .. ' . ...

I ) / ^„[уь,,

■3,1=1 и.. «¡' -■■•••■

Оптимальная оценка информационного параметра представляет собой апостериорное среднее

м

©ьч) — 21рш+1 ©л+н 1-1

где ©,,„- оценка сигнала в I —ом канале разбиения на (Ь + 1)-ом шаге; 𹄠— апостериорная вероятность наличия в 1-ом канале значения 0.

В качестве примера рассмотрена задача фильтрации полезного сигнала на фоне негауссовских коррелированных помех с бимодальным законом распределения. Структура синтезированного демодулятора содержит процедуры инерционного и безынерционного нелинейного преобразования, учитывающие вид распределения и степень корреляционной связи.

В реальных условиях функционирования систем КРА многомодальный характер ФП обусловлен не только помехами, но и сигнальной составляющей корреляционной функции. В этом случае область изменения информационного параметра 0 сводится к двум отрезкам. Первый включает значение амплитуды сигнала в шутовом режиме ©,; второй содержит значение сигнала ©2 в нормальном режиме.

Квазиоптимальный алгоритм фильтрации информационного параметра для модели наблюдения

У ни в 01 + пн.1

имеет вид

я^+О-ч)^' 0-дН-,

где q — априорная вероятность нормального режима работы системы контроля состояний рельсовой линии; Кл<| — коэффициент усиления фильтра; Вь=ум-©ь— "общ иляющий" процесс; ~~ «никто -

риорные плотности распределения вероятностей попадания значения 0, в ! — ый интервал разбиения области определения информационного параметра.

Взвешенная оценка амплитуды сигнала КРЛ представляет сумму частных оценок

©„и = Ри+1 '©и,*! + Рзь+1 -0зь+1-

На основе рассмотренного алгоритма совместного обнаружения — оценивания и АКС синтезирован адаптивный приёмник сигналов контроля состояний рельсовух линий. Статистическим моделированием показана эффективность его функционирования в условиях априорной неопределённости.

При синтезе адаптивных обнаружителе^ полезных сигналов необходимо идентифицировать ПРВ помех, а также оценивать их параметры. Для определения формы закона распределения мешающих воздействий, применительно к нестандартным каналам связи систем ЧРЛ, предложено использовать энтропийный коэффициент, контр— эксцесс и информационное количество по Шеннону.

Д\я получения оценок начальных моментов \ —го порядка случайного процесса {уь, Ь = 1,н} предложено использовать рекуррентные процедуры вида

йм =Аь)+^х(уь+1-й(ь)); =0; Ь = ГЙ.

При априорно известном математическом ожидании геу случайной величины. {ул}, оценки центральных моментов, асимметрии и эксцесса могут быть получены на основе следующих выражений;. •

Млч' 7 %+^Х[(УЬ+1 7 шу;)

- ' .' • -Мзьн- ■ . , . М.4Ы-1

Уа1|+Г~. ГГ%-У-эЬ-Н _ 7 • " 1

Ч/М-Ь.! - ' Л%1,

Статистическим моделированием случайных Процессов с. (глот — носгыо распределения (1) определена граница' получения достаточно

точных, с практической точки зрения, оценок информационных параметров.

П пятой глп.пе разработаны модели негауссовских коррелированных случайных, процессов, а также рассмотрены задачи синтеза и анализа алгоритмов демодуляции и фильтрации полезных сигналов на фоне помех.

При разработке математических моделей, адекватно описываю щих реальные процессы, основное внимание уделено следующим методам: переменных состояния, функциональной аппроксимации и подбора переходной плотности распределения вероятностей. В качество критерия точности совпадения реального и моделируемо!« случайных процессов использована информационная мера Кульбака.

Наиболее простым, с вычислительной точки зрения, имеющим достаточную степень точности, является метод подбора переходной ПРВ. В этом случае двумерная плотность распределения вероятностей реального негауссовского процесса (пк ,11 = 1, н} может быть представлена априорно известной одномерной \м(пь) и специальным образом подобранной переходной ПРВ ^v(nhj пй_,). В качестве последней рассмотрена следующая плотность распределения вероятностей

г

12

мг( I \ 1 ] К-Мз("1,-1)1 I

(пь|пм)=7Ще*р(——I' ,5)

. где О? = С"л/Т»" — интенсивность случайного процесса {пь}; С, — заданный параметр, характеризующий широкополосность процесса; Т0 —

в? / \ (Пп\У(п.) интервал дискретизации; М3 = пь_, —^з\пь-1)» 2Д»к 1) =-------^—

характеристика безынерционного нелинейного преобразования.

Приведены конкретные примеры построения формирующих фильтроп двумерных негауссовских случайных процессов с бнмо—• дальным и обобщенно —гауссовским законами распределения '

В главе рассмотрены важные для теории и практики случаи сшггеза демодуляторов ФМ —сигналов на фоне коррелированных на — гауссовских помех. В первом случае, названном квазинепрерывным, имеются ограничения на величины коэффициентов корреляции сигнала г„ помех г„ и интервала дискретизации Т0;(г2,г„ —► 1;Т0 —о). Получены алгоритмы, описывающие эволюцию оцениваемых параметров (фазы — А,, и частоты — А,а) фазоманипулированного сигнала при воздействии коррелированных помех с плотностью распределения вероятностей Лапласа.

А,,. = в ..

г2' ^-аь-1

+ ^ЗЬ-1 • Т0II ^П

в^)'•[«? -пь., +2з(пьч) х ^ ^ О

°>. Ц>1т{\<1? 0

-°г2

021 ®гг! II 0

■и^х

О

О^^М^Н о|

О о

-к

-Т0-С? -г2 -0^1

-О

-1

"То О) -г2-02-2|

О О

-о^-в^Хм)^^)-^ о| о о

1 +

1 х ! СГ2

** я т.-а? т0

+

где

гСз2((м^-5'ь(^)|2 -М5 • У ^-¿^Хь.,) + М',-У^^Дхь^)} О

О О

= ч-ОД-р! -гДпь^К =

О? I - К 3— интенсивности случайных процессов: фазы и час -

тоты сигнала и помех, соответственно; I- единичная матрица; <5, — заданный параметр, характеризующий широкополосность случайного процесса; 5(хь) = и,, • • I + = + - Т0; = г2 ■ Х.2Ь_, -экстраполированные оценки фазы и частоты полезного сигнала;

Нелинейность синтезированного алгоритма обработки обусловлена функциональной зависимостью информационных параметров и негауссовским характером помех. Квазинепрерывный демодулятор фазоманипулирог 1нных сигналов включает процедуры инерционного нелинейного преобразования, учитывающие корреляционные свойства мешающих сигналов.

Исследования характеристик достоверности квазинепрерыпного алгоритма демодуляции для конкретных задач позволили оценить выигрыш, который может бьггь получен за счёт учёта корреляционных свойств и априорной информации о виде плотности распределения

I

вероятностей помех и информационных процессов. Показано, что эффективность квазинепрерывной процедуры демодуляции сигналов на фоне лапласовских помех даёт выигрыш 1,5 — 2,5 дБ по сравнению с линейной обработкой.

Разностный подход к синтезу демодулятороп сигналов снимает ограничения относительно величин коэффициентов корреляции сообщения и помех. Рассмотрена задача фильтрации информационных параметров полезного сигнала на фоне лапласовских помех с произвольной степенью корреляции между выборочными значениями. В этом случае выражение для переходной плотности распределения ве — роятностей имеет вид

Процедура квазинепрерывной обработки ФМ —сигнала на фоне ншауссонских помех с произвольным коэффициентом корреляции записывается следующим образом .

Р-Ж РчЬ-|+^2Ь~гТ0 . |б?| о?,

II Л ЦКЦ А II ' II Л * я .

Ц^-зьЦ || га'Хзь_| || ||051 баз 1в^ь)• ,IV.)| л х|-б^.,)• г\(п?,ПЫ)|

1 . О I ь | О I

Анализ уравнений демодуляции при квазинепрерывном и разностном подходах показал, что в обоих случаях структуры алгоритмов являются двухканальными и нелинейными. Нелинейность обработки однозначно определяется видом переходных функций плотности распределения (5) и (6). В разностной схеме имеются особенности, связанные с более сложным видом функции правдоподобия. При негаус — сояских коррелированных процессах структура демодуляторов существенно усложняется. Нелинейнному преобразованию подвергаются как текущие пь, так и значения помехи, зафиксированные на предыдущем шаге Пь.,. Сравнение эффективности демодуляции сигнала в условиях воздействия негауссовскйх помех показало, что разностный алгоритм обладает значительным преимуществом при малых значениях коэффициента корреляции.

Применительно к негауссовскнм случайным процессам с бимодальной плотностью распределения вероятностей и ПРВ Лапласа получены аналитические выражения нелинейного преобразования помех при квазинепрерывном и разностном методах обработки.

В шестой главе рассмотрены конкретные алгоритмы функционирования приемных .устройств кспггроля состояний рельсовых ЛИНИЙ, а также принципы построения и, методы технической реализации ми — кроэлектронпых'систем автоблокировки.

Микропроцессорная система Числовой - кодовой автоблокировки (А1';~ЧКП) разработана с целью Чгонышёмия устойчивости .функцио— кировашш рельсовой цигш в условиях, изменяющегося- в/широких

пределах сопротивления изоляции, увеличения надёжности аппаратуры, повышения помехозащищённости системы контроля состояний рельсовой линии, снижения энерго, материалоёмкости и эксплуатационных затрат на содержание устройств.

Система АБ —ЧКЕ функционально и электромагнитно совместима с релейной автоблокировкой. В отличие от эксплуатируемой системы, дешифратор АБ —ЧКЕ различает кодовые комбинации жёлтого и зелёного огней, что позволяет осуществлять четырёхзначную сигнализацию без дополнительных затрат на кабель и аппаратуру управления.

Конструктивно аппаратная часть автоблокировки АБ—ЧКЕ (микропроцессорный путевой приёмник МПП—ЧКЕ) выполнена в виде м£ .аллического блока. МПП—ЧКЕ заменяет следующие функциональные узлы числовой кодовой автоблокировки: БИ—ДА, БС—ДА, БК-ДА, КПТ-5 (КПТ-7), трансмитгерное реле ТШ-65В и импульсное путевое реле ИМВШ —110, либо ИВГ. Блок МПП —ЧКЕ выполнен на современной элементной базе: микросхемах средней степени интеграции серии 1533 и микропроцессорном комплекте 1821. Аппаратура АБ —ЧКЕ рассчитана для работы при колебаниях температуры окружающей среды от —45 до +55 С0 и относительной влажности до 95%. Микропроцессорный путевой приёмник является универсальным. Он может эксплуатироваться на участках с электротягой постоянного и переменного тока, а также с автономными видами тяги. МПП—ЧКЕ имеет два режима работы: трансляции и приёмо — передачи сигналов. Как транслятор МПП —ЧКЕ может быть использован в устройствах автоматической переездной сигнализации и электрической централизации, для кодирования станционных рельсовых цепей.

В микропроцессорном путевом приёмнике процедуры контроля состояний рельсовой линии, демодуляции, декодирования, управления

реле и формирования сигналов выполнены на программном уровне. Обнаружение полезного сигнала осуществляется методом поиска разладки случайного процесса.. При разработке алгоритма обнаружения были учтены результаты экспериментальных исследований статистических характеристик дестабилизирующих факторов, позволяю — щие компенсировать их мешающее воздействие на функционирование системы КРЛ. С целью повышения устойчивости работы автоблокировки при флуктуациях сопротивления балласта приёмник МПП—ЧКЕ . дополнен адаптивным алгоритмом обработки, обеспечивающим авто — магическую регулировку порога обнаружения и коэффициента возврата. Структурно МПП —ЧКЕ выполнен по схеме "два по два". Он состоит из двух дублированных каналов и интерфейсного модуля. Каждый какал содержит два узла центрального процессора и схему контроля. Благодаря такой структуре построения, его расчётное среднее время наработки на отказ составляет 50000 часов.

Внедрение системы автоблокировки АБ—ЧКЕ позволит 'снизить материалоёмкость в 3,4 раза, уменьшить габаритные размеры аппаратуры в 1,9 раза. Применение современной микроэлектронной элементной базы повышает надёжность функционирования аппаратных средств в 2,5 раза. Расчётный экономический эффект на одну сигнальную установку составляет 420 рублей в год (в ценах конца 1991 года). Внедрение АБ —ЧКЕ позволяет исключить из графика технологического обслуживания ежеквартальные проверки состояния транс — миттерных и импульсных реле, кодовых путевых трансмиттеров, релейных ячеек н блоков, а также измерения капряжешгй на электролитических конденсаторах и выпрямительных мостах дешифраторной ячейки. На ремонтно — технологическом участке : дистанции высво — биж^гцотсЯ' семь, рабочих мест общей, площадью. 42мг,. необходимых для рем.онга, контрольной" проверки испрта1Щй .прибодов ;^одово41 автоОлокировкй

В настоящее время система АБ —ЧКЕ находится в опытной эксплуатации на Московской ж. д.

Микроэлектронная система автоблокировки АБ—Е1 разработана в рамках научно — технической программы "Единый ряд перспективных микроэлектронных систем и устройств для управления движением поездов". АБ—Е1 функционально и электромагнитно совместима с комплексом локомотивных устройств безопасности (КЛУБ).

Высокие эксплуатационные характеристики автоблокировки АБ—Е1 достигнуты за счёт повышения помехоустойчивости тракта передачи информации и большей устойчивости работы рельсовой цепи при вариациях сопротивления балласта. Информативность системы увеличена благодаря применению двукратной фазоразностной манипуляции (ФРМ). Это позволяет передавать по каналу 32 сообщения о количестве свободных блок—участков, ограничениях скорости, приёме поезда на боковой пли главный путь станции и др. Расчётное среднее время наработки на отказ аппаратуры автоблокировки АБ — Е1 составляет 45000 часов.

В системе АБ —Е1 использован один непрерывный частотный канал с несущей 174,38 Гц. Передача информации осуществляется пут^м кодирования сообщений модифицированным кодом Еаузра. Структура организации кодового цикла — параллельная: по одному подканалу передаются кодовые комбинации, а по другому сигналы цикловой'синхронизации,в виде синхрогрупп (СГ). Применение двукратной ФРМ позволяё?. повысить помехоустойчивость непрерывного канала связи, по сравнение с'традиционно используемой в системах КРЛ амплитудной манипуляцией, в два раза. Использование п качестве СГ кодовых последовательностей Бауэра обеспечивает эффективную защиту устройств автоблокировки от ложного срабатывания при электрическом объединении соседних и смежных рельсовых линий. С целью повышения устойчивости функционирования системы КРЛ в условиях воздействия дестаб^мпируюш.иу. Фактороа обработка по-

лезных сигналов в приёмнике осуществляется по алгоритму кумулятивных сумм. Благодаря его применению достигнута устойчивая работа рельсовой цепи длиной 2500 м при колебаниях сопротивления балласта от 0,45 до 50 Ом-км.

Проблема обеспечения безопасности микроэлектронных аппаратных средств автоблокировки АБ —Е1 решена путём применения: трёхкомплектного резервирования стандартных модулей, выполняющих одинаковые функции; мажоритарной структуры построения с целью обнаружения неисправного, либо отказавшего комплекта; жёсткой синхронизации и потактного сравнения сигналов в контрольных точках различных комплектов и специальных устройств контроля с односторонними отказами, обеспечивающих надёжное отключение неисправного комплекта и последующий его ввод в работу.

Расчётный годовой экономический эффект от внедрения системы АБ —Е1 на участке протяжённостью 100 км составляет 32,3 тыс. руб в ценах конца 1991 года, а срок окупаемости капитальных вложений не превышает 2 лет.

Микропроцессорная система автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры и рельсовыми цепями без изолирующих стыков (АБ — Е2) была разработана по техническому заданию Управления сигнализации, связи и вычислительной техники МПС РФ в рамках научно—технической программы "Единый ряд перспективных микроэлектронных систем и устройств для управления движением поездов". Экономическая эффективность внедрения АБ — Е2, расширенные функциональные возможности, улучшенные технические показатели аппаратуры по массе , и габаритам; незначительное электропотребление, , безотказность, долговечность, ремонтопригод— нооть, устойчивость функционирования рельсовых-цепей в условиях .воздействия -дестабилизирующих факторов .позволяют сдатать «эту систему наиболее > перспективнйй.^для внедрения, на'-сета, желеЗнЁ» дорог.

Приёмо — передатчик системы выполнен на современной элементной базе: микропроцессорном комплекте 1821ВМ85 и однокристальной микроЭВМ 1867ВМ1, а также микросхемах средней степени интеграции серии 1533. Применение структуры "два по два" в приёмо—передатчике позволяет повысить среднее время наработки до отказа до 50000 часов.

Система автоблокировки оснащена аппаратурой встроенного дистанционного контроля. Экономический эффект от внедрения АБ — Е2 составляет 2,5 млн. руб на одну сигнальную точку.

Микропроцессорная система контроля состояния перегона (МСКП) для участков с полуавтоматической блокировкой разработана на базе приёмо —передатчика числовой кодовой автоблокировки АБ — Ч^Е. Благодаря учёту статистической структуры дестабилизирующих факторов, характеристик и их параметров, применению совершенных методов обработки контрольных сигналов и повышению коэффн — циента возврата обнаружителя длина типовой кодовой рельсовой цепи увеличина до 6 км.

В состав МСКП входят два приёмо — передатчика сигналов контроля состояний рельсовой линии и устройства защиты и согласования. Общий вес аппаратуры не превышает 6 кГ. Приёмопередатчики МСКП формируют кодовые комбинации с временными параметрами, принятыми в системе числовой кодовой автоблокировки. В тракте передачи сообщений МСКП используется амплитудная манипуляция сигналов.

Срок окупаемости микропроцессорной системы контроля состояния перегона для участков с полуавтоматической блокировкой составляет 1,5 года.

Приложения содержат примеры численного расчёта аппроксимирующих функций для распределения (1), а также материалы, подтверждающие внедрение приёмных устройств и систем автоблокировки, разработанных при участии автора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена научная проблема, состояща в разработке теории и методов реализации нового класса адаптивны: приёмников нестационар.сигналов контроля состояний рельсовьс линий в условиях воздействия сильно коррелированных негауссовскиа помех, обеспечивающих существенный выигрыш в достоверности ре -зультатов обработки, имеющая важное техническое и народнохозяйственное значение.

Основные теоретические и практические результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Сформулирована концепция решения проблемы повышения устойчивости функционирования систем КРЛ в условиях воздействия дестабилизирующих факторов. Наиболее перспективными направлениями решения рассматриваемой задачи являются; использование принципов обнаружения скачкообразного изменения информационных параметров; применение методов адаптивной обработки сигналов на фоне помех; перевод аппаратуры на микропроцессорную и ми— кроэлектронную элементную базу.

2. Анализ качества функционирования систем КРЛ позволил установить, что отсутствие норм на достоверность информации контроля состояний рельсовой линии приводит к возникновению потенциально опасных для движения поездов ситуаций. Одной из главных причин искажения информации в трактах КРЛ является низкая помехоустойчивость, обусловленная воздействием дестабилизирующих факторов. Проведён сравнительный анализ методов повышения помехоустойчивости приёмников КРЛ. Показано, что контроль состояний рельсовых линий наиболее целесообразно осуществлять методом обнаружения разладки случайного процесса,.

3." Исследованы свойства дестабилизируЮ,щ>рс.фаКто,ро&, чэказкгг-шиощих вредное ■ воздействие. Нй -работу -систем-контроля соСтЬяниц

эельсовых линий. На основе статистического подхода разработаны математические модели процессов, описывающих флуктуации ампли — гуды и фазы полезных сигналов, а также мешающих воздействий в нестандартных каналах систем КРЛ, эксплуатируемых на сети ж.д. России и разрабатываемых на перспективу.

4. Предложены статистические модели коррелированных не — :ауссовских помех, представляемые стохастическими дифференци — 1льными и разностными уравнениями, предназначенные для описания квазидетерминированных случайных процессов.

5. Методами марковской теории нелинейной фильтрации и принципа поиска разладки случайного процесса синтезированы структуры приёмных устройств обнаружения сигналов на фоне нега, ссовских помех. Расчётами получены оценки вероятностей ошибок первого и второго рода. Показано, что учёт статистической структуры помех позволяет получить существенный выигрыш в достоверности обнаружения. Предложены конкретные алгоритмы контроля 9остоя — иий рельсовых линий, построенные на основе метода кумулятивных сумм, регистрирующих изменения информационных параметров полезного сигнала на фоне комплекса помех и исследована их эффективность.

6. Сформулирован новый подход к задаче нелинейной филь — фации сигналов на фоне коррелированных негауссовских помех, позволяющий снять ограничения на величину коэффициента корреляции. В основу метода положен принцип отыскания распределений, аппроксимирующих функцию правдоподобия. Синтезированы структуры фильтров для сигналов систем КРЛ, основанные на квазннеп — дерывиом и разностном приближениях, обеспечивающие уменьшение среднеквадратических ошибок фильтрации на 2 — 4 дБ по сравнению с известными. ; . ;

7. Разработаны и'исследованы структуры'обнаружителей нестационарных сигналов КРЛ да.фоне негауссовских помех: Показано, что

такие приёмники должны быть адаптивными. Приведены результаты анализа влияния параметров и вида распределения помех на характеристики обнаружения.

8. Исследования, проведённые методами статистической теории принятия решений в усл< зиях априорной параметрической неопределённости, позволили установить, что использование адаптивных алгоритмов и процедур обработки сигналов, реализованных по методу обнаружения разладки и совместного обнаружения —оценивания, даёт существенное повышение устойчивости работы рельсовых цепей.

9. Эффективность предложенных в диссертации методов повышения устойчивости функционирования систем контроля состояний рельсовых линий подтверждена статистическим моделированием, а также результатами эксплуатации опытных образцов на железных дорогах России. Предложенные в диссертации статистические модели дестабилизирующих факторов, методы повышения устойчивости работы рельсовых цепей, алгоритмы и структурные схемы адаптивных приёмников КРД использованы при выполнении отраслевой программы "Единый ряд перспективных микроэлектронных систем и устройств для управления движением поездов", при создании систем автоматической блокировки: АБ —Е1, АБ —ЧКЕ и АБ — Е2, а также микропроцессорной системы контроля состояний перегона для участков с полуавтоматикой. На способы повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей и методы реализации аппаратных средств и устройств автоблокировки, представленные в диссертации, получено более 25 авторских свидетельств и патентов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Беляков И.В. Флуктуация кные помехи от рельсовых-линий- от .переменного тягйво1,'р -тока//Ме>4Свуз. -сб. науч.' тр./ МИИТ —'1988:'— Вып. 790: — С.69 72

2. Беляков И.В. Влияние помех от переменного тягового тока на работу системы контроля состояний рельсовой линии микропроцессорной автоблокировки//Межвуз. сб. науч. тр./ МИИТ,—1988.-Вып. 814. —С.92 — 93.

3. Беляков И.В., Крылов А.Ю. Микроэлектронная система автоблокировки АБ—Е1 //Межвуз. сб. науч. тр./МИИТ.- 1989,-Вып. 816,-С.40-44.

4. Лисенков В.М., Беляков И.В., Ковалёв И.П., Грушка В.А. Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки//Автоматика, телемеханика и связь. —1995, —№ 8. —С.7 —9.

5. Шелухин О.И., Беляков И.В. Обнаружение марковских сигна — лов методом разладки в негаусссвских помехах//Радиотехника. —1989. -: Га 12.-С.38-41.

6. Беляков И.В., Красковский А.Е., Разумовская Е.А. Обнаружение изменений параметров сигнала при управлении железнодорожными светофорами//Статистические проблемы управления: Методы распознавания случайных процессов. — Вильнюс, 1991. — Вып.89. — С.25-31.

7. Беляков И.В., Крылов А.Ю., Ковалев И.П. Микропроцессорный путевой приёмник для рельсовой цепи//Межвуз. сб. науч. тр./МИИТ. - 1991. —Вып.828. —С.27 —28.

8. Беляков И.В. Анализ электромагнитных помех в рельсовых линиях от тягового электропривода с зонно — фазовым регулирова— нием//Изв.вузов. Электромеханика.-1991.-№ 12, —С.69 - 72.

9. Беляков И.В., Суханова Н.В. Обнаружение сигналов контроля состояний рельсовой цепи в негауссовских помехах//Межвуз. сб. науч. тр./МИИТ. - 1992. - Вып.862. - С.83 - 87.

10.. Шелухин О.И., Беляков И.В. Негауссовскйе процессы. —СПб.: Политехника, 1992.—312 с.

11. Беляков И.В. Распознавание сигналов в условиях негаус — совских иомех//Сб. научн. тр./Моск. технологический ин—т.—1992.—

С.69 —93.

12. Беляков И.В., Леушин В.Б. Результаты исследований помех от неременного тягового то..а в высокочастотных каналах связи систем аптоблокировки//Изв. вузов. Электромеханика.— 1993. —№ 1,—С.56 — 61.

13. Беляков И.В., Суханова Н.В. Помехоустойчивость алгоритма кумулятивных сумм в негауссовских помехах//Сб. научн. тр./Моск. технологический ин—т.— 1992. —С.89 — 93.

14. Беляков И.В., Ковалев И.П., Грушка В .А. Эффективность алгоритма кумулятивных сумм в системах контроля состояний рельсовых линий//Микроэлектронные системы управления движением поездов: Межвуз. сб.науч.тр./МИИТ. —1993.—Вып. 876. —С.10 —16.

15. Беляков И.В., Суханова Н.В. Анализ работы микропроцессорного приёмника сигналов КРЛ в условиях воздействия дестабилизирующих фа кто ров//Микро электро иные системы управления движением поездов: Межвуз.сб.науч.тр./МИИТ.—1993.—Вып. 876.—С.22 — 26. ' ' , .

16. Беляков И.В., Леушин В.Б., Дудина Н.Е., Смирнова Л.Б. Статистические характеристики фазы в системах КРЛ с когерентными приёмниками//Микроэлектронные системы > управления движением поездов: Межвуз. сб.науч.тр./МИИТ.-1993.-Вып. 876,-С.16-21.

17. Беляков И.В. Эффективность нелинейной обработки негауссовских помех с бимодальным распределением//Изв. вузов. Радио— электроника,- 1993.11. — С.73—77.

18. Шелухин О.И., Беляков ИЛ., Солёнов В.И. Обработка сиг— и.1лов в аддитивных негуссовских помехах. —М.: Изд—во М1ТУ, .1994. ~ 1Ьо с.

19. Лисенков В.М., Беляков И.В., Ковалев И.П., Суханова H.H. Микроэлектронная система автоблокировки АБ —El//Автоматика, телемеханика и связь, —1996. № 5, —С.2—6. •

20. Беляков И.В. Методы повышения устойчивости работы сис — тем контроля состояний рельсовых линий в условиях воздействия дестабилизирующих факторов//Вопросы совершенствования систем автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр./Рост. гос. ун-т путей сообщения. Рост. н/Д.--1995,— С.60 — 65.

21. Беляков И.В., Ковалев И.П., Грушка В.А. Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки//Вопросы совершенствования систем автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр./Рост. гос. ун-т путей сообщения. Рост. н/Д. -1995. -С.71 -74.

22. Кульман Н.К., Шелухин О.И., Беляков И.В. Квазинепрерывная нелинейная демодуляция 4M сигнала на фоне негауссовскнх коррелированных помех//Радиотехника и электроника. —1995.— т. 40. — № 10. -С. 1524- 1534.

23. Беляков И.В. Принципы построения и методы технической реализации микропроцессорных систем интервального регулирования движения поездов/УИнформационно — управляющие системы на железнодорожном транспорте. —1996. — № 3, 4. —С.46.

24. A.c. 1787855 СССР, МКИ В 61 L 23/16. Приёмник для устройств железнодорожной автоматики/И.В. Беляков, А.Ю. Крылов и др. (СССР).- № 4804764; Заявлено 20.03.90; Опубл. 15.01.93; Бюл. № 2.

25. A.c. 1794757 СССР, МКИ В 61 L 23/16. Приёмник для рельсовой цепи/И.В. Беляков, А.Ю. Крылов и др. (СССР).-№ 4004765; Заявлено 20.03.90; Опубл. 15.02.93; Бюл. № 6.

26. A.c. 1794759 СССР, МКИ В 61L 23/16. . Приёмник для рельсовой цепи/И.В. • Беляков, И.П. Коиалев и др (С<"<"Р) - № 4856553; Заявлено 01.08.90; Опубл. 15 02.9Г>; Ьи>л. N'- о

27. Ас. 1794761 СССР, МКИ В 611. 23/16. Приёмник для рельсовой цепи/И.В. Беликов, АЮ. Крылов и др. (СССР).— № 4868159; Заявлено 21.09.90; Опубл. 15.02.93; Бюл. № 6.

28. А.с. 1798234 СССР, МКИ В 611. 23/16. Приёмник для путевой блокировки/А.Е. Красков кий, В.М. Лисенков, АЛ. Жиглявский, И.В. Беляков и А.Ю. Крылов. (СССР).- № 4820463; Заявлено 27.04.90; Опубл. 28.02.93; Бюл. № 8.

29. Ас. 1685779 СССР, МКИ В 6М 23/22. Устройство для изменения направления движения поездов на перегоне/И.В. Беляков, АЛО. Крылов, П.Ф. Бестемьянов, И.П. Ковалев. (СССР).- № 4431955; Заявлено 30.05.88; Опубл. 23.10.91; Бюл. № 39,

При подготовке диссертации, кроме перечисленных, автором

£

использованы и другие работы (всего 60 наименований), в которых опубликованы основные результаты по теме настоящего исследования.

БЕЛЯКОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ РЕЛЬСОВЫХ ЛИНИЙ

05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая

системы сигнализации,. централизации и блокировку

Сдгшо в. на бор'04.1'1.1996; ■' ' Подйл к'П^Чатт?': Р4.ЧЫ995

Формат бумаги'60x84 1/16.; рбъё»г.3;0100 Экз. Типография МИИ'Га,"Москва,-уЛ. Орразцо^а,. 15,