Автореферат диссертации по теме "Автоматизированные системы технической диагностики станционных рельсовых цепей"
,., С* О»' На правах рукописи
ВЛАСЕНКО Сергей Валентинович
УДК 621.317.7:656.259.12
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1997
Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения.
Научный руководитель —
доктор технических наук, профессор САПОЖНИКОВ Вл. В.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор КРАВЦОВ Ю. А.;
кандидат технических наук, доцент ГЛАЩЕНКОВ Г. А.
Ведущее предприятие — Служба сигнализации и связи Целинной железной дороги.
Защита состоится 27 марта 1997 г. в 13 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 114.03.03 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 9, аудитория 7-320.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.
Автореферат разослан » февраля 1997 г.
Ученый секретарь диссертационного совета к. т. н., доцент
В. Б. КУЛЬТ И Н
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВОТЫ
Актуальность проблемы. Электрические рельсовые цепи (РЦ) являются важнейшим элементом устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ). Они выполняют функции датчика информации о свободности (занятости) участка железнодорожного пути, а также телемеханического канала связи между проходными светофорами и локомотивными устройствами. Вместе с тем РЦ являются и самым ненадежным элементом систем ЖАТ. Их отказы (около половины от обцего числа отказов устройств железнодорожной автоматики) приводят к значительным задержкам поездов, большим экономическим потерям и нарушению безопасности движения на транспорте. Таким образом, проблема повышения эксплуатационной надежности рельсовых цепей и эффективности их технического обслуживания (ТО) является весьма актуальной.
Рассредоточенные в пределах станций и перегонов на значительные расстояния и в наибольшей степени подверженные климатическим факторам и механическим воздействиям, РЦ првдставляют один из самых сложных объектов для обслуживания. Существующая стратегия ТО требует периодического проведения регламентных работ без учета фактического состояния рельсовых цепей и необходимости и:с обслуживания. Это ведет к большим эксплуатационным затратам, связанным с содзржаниен обслуживающего штата, а также к увеличению числа отказов, происходящих по пине обслуживающего персонала.
Используемые в настоящее время метода контроля не обеспечивают качественной оценки технического состояния РЦ, а трудовые затраты при выполнении профилактических
работ неадекватны конечному результату и не в состоянии заметно повысить надежность их работы. Кроме того, установленная периодичность проведения регламентных работ в большинстве случаев не позволяет своевременно обнаруживать предоткаэные состояния и предупреждать появление как защитных, так и опасных отказов.
Одним из путей повышения надежности РЦ и изменения малоэффективной стратегии их ТО является создание средств диагноза, позволяющих с помощью современной ыикроэлектронной техники непрерывно контролировать техническое состояние рельсовых цепей, отслеживать динамику изменения их параметров и оказывать помощь дежурному персоналу в установлении необходимости и очередности мероприятий по предупреждению или оперативному устранению неисправностей.
Целью работы является создание систем, позволяющих с поста электрической централизации (ЭЦ) вести непрерывный контроль и анализ работоспособности станционных фазочувствительных рельсовых цепей, прогнозировать появление постепенных отказов и устанавливать характер и место возникшей неисправности путем измерения и анализа входных и выходных параметров РЦ.
Основные задачи работы:
1. Разработка математического аппарата для определения комплексных параметров низкочастотной РЦ.
?.. Исследование моделей неисправной рельсовой цепи и установление пределов изменения ее параметров при различных отказах.
3. Оценка погрешности при определении параметров РЦ с поста ЭЦ и разработка способов ее уменьшения.
4. Разработка корреляционного приемника для измерения параметров РЦ в условиях помех от электрической тяги.
5. Разработка автоматизированной системы контроля технического состояния рельсовых цепей с использованием выходных параметров РЦ.
6. Разработка автоматизированной системы технической диагностики рельсовых цепей о использованием входных и выходных параметров РЦ.
7. Разработка методики оценки экономической эффективности внедрения средств контроля и диагностики РЦ на станции.
Методы исследований. Для решения поставленных в диссертации задач использовались положения и методы теории линейных групп, теории функций комплексного переменного, теории моделирования, теории ошибок и теории технической диагностики.
Достоверность научных положений обоснована результатами теоретических исследований и подтверждена экспериментальной проверкой в лабораторных условиях, а также результатами эксплуатации разработанной системы на железной дороге.
Научная новизна. Разработана методология приложения теории дробно-линейных преобразований к решению задач электротехники. Доказаны теоремы о представлении матрицы четырехполюсника с ненулопым определителем, использование которых в работе позволило упростить математическое представление РЦ с переменными значениями сопротивления изоляции и места его возникновения в рельсопсР линии (РЛ). Выведены формулы для оценки погрешности при установлении места отказа в РЛ по входным плраметрлм
рельсовой цепи. Предложен способ оценки точности измерительных средств с различными методами определения комплексных величин. Разработана методика оценки экономической эффективности внедрения средств контроля и диагностики РЦ на станции.
Практическая ценность. На основании выполненных исследований разработаны две системы технической диагностики станционных РЦ и обоснована целесообразность их внедрения. Предложен новый метод измерения параметров РЦ, значительно повышающий скорость г. точность измерений, а также исключающий влияние на результаты гармоник тягового тока.
Реализация результатов работы. Ра: таботанные технические средства, методы измерений и гггоритыы диагностирования неисправностей были исполыь аны при внедрении системы контроля технического сое 'ояния рельсовых цепей на посту ЭЦ-2 станции Целиноград . глинной ж.д.
Апробация работы. Теоретические и практические положения диссертационной работы докладывались и сбсуяда-лись на Пленуме ДОР НТО Целинной ж.д.(1994 г.), Международной научно-методической конференции "Математика в ВУЗе" в г.Костроме (1996 г.), научно-технической конференции ПГУ ПС "Неделя науки - 96", алгебраическом семинаре Омского государственного университета (1995 г.), Втором Сибирском Конгрессе по прикладной и индустриальной математике в г.Новосибирске (ИНПРИМ - 96), II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" в г. Москве (1996 г.), а также на заседаниях кафедры "Антомлтика и талемоханика на железных дорогах" ПГУ ПС.
Публикации. По результатам и материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений, содергмт 126 страниц основного машинописного текста, 5 таблиц, 59 рисунков и 5 приложений. Еи-блиография включает 86 наименований.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована важность и актуальность теми диссертационной работы и сформулированы цель и задачи исследования.
а первом разделе диссертации проанализированы существующее методы исследования рельсового четырехполюсника, предназначенные для расчета режимов работы РЦ. Показано, что эти методы являются громоздкими, если необходимо создать модель неисправного объекта.
В этой части работы поставлена и решена задача выбора дополнительного математического аппарата, использование которого позволит создать наиболее простую и удсбнуго для нссл - цования модель повре.-хдеинсй РЦ с: пер<.:~ I/.энными значения",. < сопротивления неоднородности и моста
его ГЗОЗНЯКПОЕСКИЯ 3 1?Л.
Доказяг.о, рельсовыо частгро.чполюсники по спсим
;.;ате;затическпм пр.знакам ьюгут Сыть отнесены к группе Г312 (С), которая мет дг.з о к ш та л о >;-.';:!/:-: представления -матричное = 2Ьг (С) /{±2)) и дроСно-линейнкчи про-
обраэопанипии р '"кронной комплексной плосхсс гч с" (С I.'
ао). С точки зрения последнего представления, все преобразования областей в электротехнике основаны на существовании трех простейших отображений - растяжения, сдвига и инверсии.
Комплексное растяжение осуществляет растяжение области ь {к2/ раз с последующим поворотом вокруг начала координат на угол 2<р. Электротехнический смысл спирального подобия выражен четырехполюсником
где К = К/е,г.
Комплексный сдвиг на вектор 20 осуществляет параллельный перенос области на комплексной плоскости на величину г^ по направлению аргумента Г. Ему соответствует четырехполюсник
где 20 - /Яр/е^'.
Комплексная антиинверсия заключается в последовательном выполнении двух инверсий, первая из которых осуществляется относительно окружности единичного радиуса, а вторая отражает полученную область симметрично относительно мнимой оси. Четырехполюсник, соответствующий этому преобразованию, имеет вид
В разделе доказаны теоремы, касающиеся приложения математического аппарата дробно-линейных преобразований теории функции комплексного переменного к решению задач з.чемвотехники.
Tecpeiia 1. Любой элемент LeSL2(C), представляемый в (А В\ „
виде матрицы I I, при С * 0 можно записать в виде
произведения четырех элементов, представляемых матрицами вида (1),(2) и (3) s
е э-с ?к: ./°J-c -м f) •
При этом справедливы соотноаения
К = 1/С ! Z'o = А/С / Z'o - D/C . Tsopcsa 2. Любой элемент LeSL2(C), представляемый в (А В4) „
виде матрицы I I, при С - 0 можно записать и виде
произведения двух элементов, представляемых матрицами вида (1) и (2) :
е к ?к: „у
Соотношения для данного случая
К - Л ; г0 - В/А .
Слодстеио. Левой не содержащий внутри себя источников энергии четырехполюсник может быть представлен и виде каскадного соединения двух либо четырех простейших четырехполюсников, где справедливы вытекающие из формул (4) и (5) соотношения.
Полученные результаты испольэуптся при создании мололи неисправной рельсовой цепи.
Во второе разделе диссертации проведена классификация возникающих в РЦ отказов, предложены соотаетствую-цио каждой группе отказов модели и исследовано влияние неисправностей на доступные для измерений с поста ЭЦ параметры рельсовой цепи.
С учетом того, что подавляющее больиинство отказов обусловлено неисправностью РЛ, задача диагностики РЦ сводится в основном к обнаружению отказов в рельсовой линии. В работе установлена достаточность четырех групп для классификации отказов в РЛ.
К первой группе отказов отнесены случаи поперечных неоднородностей в электрической рельсовой линии. Причина появления этой неоднородности - двусторонний пробой изоляции на рабочей или контрольной тягах стрелочного перевода, поврехдоние изоляции стрелочной гарнитуры,, стяжной полосы, серекжи, распорки крестовины, касание дроссельными перемычками или думперами соседнего рельса, замыкание рельсовой линии посторонними металлическими предметами. К первой группа отказов следует также отнести пробой внутреннего изолирующего стыка в разветвленной рельсовой цепи.
Вторая группа отказов объединяет вса проявления продольных неоднородностей в рельсовой линия. Чаще асе-го такие неоднородности вызваны обрывом стыкового и приварного соединителей, ухудшением контакта или обрывом соединительного троса, джемпера, перемычки, о также происходят вследствие излома рельса.
Третья группа отказов обусловлена зависимостью параметров РЛ от окружающей среди. Наиболее существенное влияние на работу РД оказывает величина балластной проводимости, а также температура окружающего воздуха.
Четвертая группа отказов обусловлена влиянием на исследуемую РЛ посторонних линий.'В качестве объектов постороннего влияния может выступать заземленный проводник, средний вывод дроссель-трансформатора, однако подавляющее Оольшилство отказов рассматриваемой группы
происходит иэ-эа влияния друг на друга параллельных и смежных PJ1 через неисправный изолирующий стык.
Влияние отказов третьей и четве:ртой групп на доступные для непрерывного контроля параметры РЦ исследовано в работах Е.А. Кораблева, В.Н. Елкина, Н.Ю. Мухи-гулашзили. В то г;е время ракэо не ставилась задача определения характера и места неоднородности в РЛ по входным и выходным параметрам рельсовой цепи.
Использование нового математического аппарата позволило создать упрощенный модали РЛ с переменными значениями сопротивления неоднородности и места его возникновения. В частности, рельсовая линия с сильно выраженной поперечной неоднородность!) в соответствии с теоремой 1 ыо~ет быть представлена в математической форме как произведение матриц (4) с коэффициентами З'о - Да + Z,(l - х) К - R3
2 s " -Ra + I
где Л3 - сопротивление неоднородности (переменний действительный параметр) ; х - расстояние от места возникновения неоднородности до релейного конца РЦ (переменный действительный параметр); ™р - удельное сопротивление рельсов (комплексный параметр);
1 - длина рельсовой линии (действительный параметр) ,
или в виде изображенной на рисунке 1
Рис.1. Модель рельсовой линии с поперечной неоднородностью.
Исследование построенных по созданным моделям областей неисправной рельсовой цепи позволило сделать следующие выводы:
- использование выходных параметров низкочастотной рельсовой цепи (напряжения на релейном конце и его фазы по отношению к опорному) достаточно для определения вида неоднородности в РЛ;
- использование входных параметров низкочастотной рельсовой цепи (тока и его фазы по отношению к опорному напряжению) позволяет установить как характер, так и с некоторой точностью место отказа о РЛ.
Установлены пределы чувствительности метода контроля рельсовых цепей с поста ЭЦ. При наихудших условиях, определяемых местом возникновения неоднородности, волновыми параметрами и длиной РЦ, предложенный метод позволяет зафиксировать появление поперечной неоднородности в РЛ сопротивлением менее 0,6 Ома, продольной неоднородности сопротивлением более 0,4 Ома, переходное сопротивление внешнего изолирующего стыка менее 1 Ома, а такжо непрерывно контролировать текущее значение сопротивления изоляции рельсовой линии.
В третьем разделе диссертации исследуются погрешности при определении параметров рельсового четырехполюсника предложеннкм в работе методом.
Установлены формулы для определения коэффициентов четырехполюсника исправной и поврежденной РЛ. В первом случае параметры РЛ могут быть определены э процесса функционирования рельсовой цепи по формулам
1 "V г.
гдэ Хц- входное сопротивление релейного конца рельсовой цепи;
*У, и 'У, - входные сопротивления свободной и пунти-
рояанной на релейном конце рельсозой цепи. Для определения параметров несимметричного четырехполюсника (неоднородной рельсовой линии) необходи-ю три измерения входные параметров '.'/ при известных значениях у-ияодиой нагрузки 7. В ятом случае
_ У.у-У,^ - 'А) + - 2.) + г/,!к,(2, - 2,)
с : щг, - - 2,)+ицг, - А> ^ (7)
Для уменьшения скидки при вычислении параметров че-турехполвсникп разработан метод, оспоппнний на опреде-
лении по специальный формулам уточненных параметров четырехполюсника за счет измерений при дополнительных значениях выходной нагрузки.
В разделе тагске оценена погрешность установления места отказа в неоднородной РЛ по входным параметрам рельсовой цепи. Схематически процесс возникновения ошибки выглядит следующим образом. Погрешности измерительных средств на посту ЭЦ определяют относительную ошибку при вычислении входного сопротивления рельсовой цепи 5\У. Через величину входного сопротивления рельсовой цепи ТУ и параметры четырехполюсника питающего конца рассчитывается входное сопротивление рельсовой линии X. Погрешность У и параметры четырехполюсника питающего конца РД определяют относительную ошибку при установлении входного сопротивления рельсовой линии ег. Установленная в работе зависимость между этими величинами определяется следующим равенством
-- -1-1 _-гг . (8)
\lDir-ЩА-СПг) + 1)С-62И'-1У1\
Погрешность определения места отказа в рельсовой линии <й, по величине входного сопротивления г зависит от характера неоднородности, волновых параметров рельсовой линии, расстояния от места отказа до питающего конца РЦ 4 г э также от точности определения входного сопротивления РЛ 2 и рассчитывается по формуле
- рд- , (3)
где волновые параметры рельсовой линии;
входное сопротивление неоднородности рельсовой
линии, определяемое при обрыва
?! = + ^ХТ I
при замыкании
где - результирующее сопротивление продольной неоднородности; - входное сопротивление расположенной за местом повреладенил нагруженной рельсовой линии.
Расчет погрешности при установлении места поперечной неоднородности в рельсовой цепи переманного тока показал удовлетворительные результаты (с', = 1,2 + 2КУ) и возможность использования метода при установлении места замыкания рельсовых нитей. Аналогичный расчет при определении места продольной неоднородности показал высокуи погреиность (й,=3+1й5Ж) и нерациональность использования метода для точного определения мзста обрыва рельсовой петли.
Четвертый раздел диссертации посвящен разработке систем технического контроля и диагностики станционных рельсовых цепей.
Выделены недостатки существующих систем контроля РЦ. К ним автор относит
- ограниченное количество параметров РЦ;
- длительный период их опроса;
- невысокая точность измерений;
- влияние ка их результаты гармоник тягового тока.
Б разрабатываемых в диссертации системах перечисленные недостатки устраняются применением более сопре-
ызнной тс-хнкки, и ?акх;е использовани-.'ч нового принципа измерения комплексных величин.
Система контроля технического состояния на основе измерений выходных парамзтров РЦ (СКТСРЦ) предназначена для непрерывного контроля исправности рельсовых цепей в нормальном ритаие, намерен;;« иапрк;г:ания па путевой обмотке фазочувствительного реле к величины сдвига фаз ь!04У!У напряжения:»»: на местном и путевом элементах рела ДС12-13, архивирования данных о напряжении и фазе па релейных концах станционных рельсовых цепей, а та1сл:е определения вида неисправности при наступлении отказа или предотказиого состояния РД.
Структурная схема СКТСРЦ представлена на рис.2. Через гальваническую раавяэку (трансформатор типа СТ-4) систзыа подключается к действующим устройствам ЭЦ, снимая сигналы опорного напряжения на выходе питающего РЦ преобразователя частоты ПЧ 50/25, а также с путевых об-иоток фазочувствительного реле. Через распределитель сигналы поступают на вход схемы измерения комплексного коэффициента передачи рельсовой цепи, где происходит измерение сигналов и передача соответствующей информации через контроллер в инструментальную микроЭВМ. Инструментальная микроэвм на основе обработки полученной информации определяет напряжение и сдвиг фаз на фаэо-чувствительном реле каяедой рельсовой цепи. Персональная микроэвм предназначена для архивирования полученных от инструментальной ыикрсЭВМ данных, выдачи ее на печать, обработки информации для определения вида возможного отказа в- РЛ, хранения рекомендаций по обслуживанию рельсовых цепей и создания удобств электромеханику при общении с СКТСРЦ.
Рис.2. Структурная с::еь:л CKTCFtJ
Высокая точность при определении напряжения и фазы сигнала на путевом элементе реле обусловлена применением принципа корреляционного приема, при котором из всего присутствующего в сигнале частотного спектра выделяется необходимая гармоника, а остальные составляющие сигнала игнорируются. Таким образом, в схеме измерения комплексного коэффициента передачи РЦ происходит пере. 2Я. множение опорных сигналов вхп- и соз- , период коТ Т
торых Т равен 0,04 с, с сигналом на реле х(Ь) и затем -усреднение произведения в течение М периодов:
2 ит 2г±
с =--|х() • з±п(—ус , (10)
м • .Г [ т
2 j х() • cos (—)dt , (11)
где сия- квадратурные составляющие сигнала на выходе корреляционного приемника.
Сигнал на релейном конце рельсовой цепи может быть представлен в виде
х() = U sin (- + р) + pit) , (12)
где U и <р - амплитуда и фаза на релейном конце; p(t) - помеха.
В результате подстановки форг^улы (12) в (10) и (11), тригонометрических преобразований и интегрирования
с = Cfcosp + рс , (13)
s = Uaintp + ps , (14)
где рс и ps ~ квадратурные составляющие помехи, которые при достаточно большом И стремятся к нулю и потому
с - Осоэр , (15)
з - Из1пр . (16)
Далее полученные числа сияв режиме прямого доступа поступают в память инструментальной микроэвм, которая, воспринимая их в качества ортогональных координат некоторого вектора, переводит в полярные:
П ~ л/з2 + с2 , (17)
д = . (18)
Время усреднения квадратурных составляющих должно удовлетворять двум взаимно противоречивым условии!. С одной стороны, оно должно быть достаточно больший, чтобы устранить влияние помех на результаты (15) и (16), с другой - оно ограничено скоростью изменения электрических режимов сельсовых цепей. По этим причинам была принята максимальная величина, учитывающая второе условие. Эта величина' определяется временем прохода короткой подвижной единицы с максимальной скоростью по самой короткой рельсовой цепи станции. Расчеты показали, что время усреднения должно быть не более секунды. По ряду соооражении технического характера оыло выбрано число периодов усредкгния Я как степень числа 2. При Н - 16 время усреднения составило
Н х Т — 0,64 с. (19)
Использование для измерений быстродействующего аналого-цифрового преобразователя (АЦП) позволило проводить измерения во всьх рельсовых цепях пгфаллельно. Таким образом, рассчитанное по формуле (19) время усреднения является, кроме того, полным циклом опроса станционных РЦ.
Погрешность при установлении выходного параметра определяется точностью преобразования отсчетов синусных и косинусных составляющих в АЦП. Для разработанной система относительная погрешность измерений комплексного параметра на выходе РЦ находится в пределах одного процента.
Измерение комплексного коэффициента передачи РЦ -только одна из задач, решаемых системой контроля технического состояния рельсовых цепей станции. Другой задачей является определение вида отказа или предотказного состояния в рельсовой линии, которое происходит на основе сопоставления текущих значений о напряжении и фазе и усредненных за период исправной работы объекта контроля.
При напряжении на реле ниже 14 В при фактической спободности РЦ (Цр Ь 7 В - напряжение отпускания ДСШ-13) устанавливается неисправность объекта контроля. Алгоритм определения вида отказа исходит из рассмотренных во втором разделе работы четыре:: наиболее вероятных повреждений в РЛ: обрыва одной из рельсовых нитей, загиы1-кания рельсоЕой линии, ухудшения сопротивления изоляции линии и замыкания смежного изолирующего стыка. При установлении неисправности в одной из РЦ определяется характер изменения фазы и затем опрашиваются смежные объекты контроля. По результатам исследования (упрощенный алгоритм работы СКТСРЦ по определении неисправности предложен на-рис.3) ЗЕМ делает вывод о возможном классе неисправностей.
Рис.3. Алгоритм определения вида отказа в РЛ
Структурная схема системы технической диагностики на основе измерений входных и выходных параметров РЦ отличается от предложенной на рис.2 существованием двух корреляционных приемников для измерения величины и фазы тока на входе рельсовой цепи, а также на ее релейном конце. Задачи определения токовых величин без вмешательства в работу РЦ привели к необходимости использовать для измерений воздушные трансформаторы, устанавливаемые на провода питающего и релейного концов РЦ. Система .гшагностнки с использованием входных параметров рельсовой це:-<;< позволяет прогнозировать отказы, определять хпртктер ьмниктей неисправности, с погрешностью
до 10 Уз устанавливать место поперечной неоднороднорти и приблизительно определять место обрыва с РЛ.
В пятом разделе диссертации разработана методика оценки экономической эффективности внедрения средств контроля и диагностики станционных рельсовых цепей.
Произошедшие за последние годы переиены в экономике страны заставили по-новому подойти к оценке услуг г.;е-лезнодоро;люго транспорта, включив в расчеты такие составляющие, как вторичный экономический эффект, более полно оценить социальные последствия внедренного нов-сгаства, а тшжо определить целесообразность мероприятий по посьипенигэ не только эффективности, но и безопасности объектов контроля.
Расчет экономической эффективности внедряемого новшества в работе предложено, проводить на основе оценки предотвращенного ущерба. Анализ последствий отказов рельсовых цепей позволил выделить несколько основные направлений, по который следует определять причиненный отказам ущерб. К и» относятся
- задержки грузовик и пассаяирс:««: поездов;
- дополнительные расходы энергии на разгон и тор-иог.сение поездов;
- связанное с задержками грузовых поездов увеличение времени доставки грузов, алияжцее на оборотные средства других отраслей экономики;
- опоздаинз пассаз;ироа на станцию назначения;
- енкггоиио безопасности движения поездоо.
Установлони фсриульг доя расчета каздей составляющей
ус;ырба.
Обосновано деление всех средств контроля РЦ на три группы, определяемые возможностями повышения коэффициента готовности объектов. Эффективность каждой группп предложено оценивать коэффициентом kj, определяющим влияние новшества на количество отказов и причиняемый ими ущерб
= Ра + ( ~ Pn)AtE/T3 , (20)
где рл - доля постепенных отказов в общем количестве отказов РЦ, принимается рапной 0,6;
Ata ~ сокращение времени посстанозления объекта;
Т3 - время восстановления объекта.
Расчеты установили следузоллэ коэффициенты снижения ущерба от отказов
- для. устройств, контролирующих напряжение на релейном конце РЦ и предупреждающих появление постепенных отказов, кв =-- 0,6;
- длл систем контроля, использующих выходные параметры рельсовой цепи и устанавливающие характер отказа либо предотказного состояния, ks = 0,76;
- для систем диагностики, использующих входные и выходные параметры РЦ, кв = 0,83.
Создана гибкая методика расчета экономического эффекта повЕетающнх коэффициент готовности РЦ устройств и систем, позволяющая для определения конечного результата выбирать соответствующие формулы в зависимости от этапности и сроков внедрения новшества, прогнозируемого на ближайшие годы объема перевозок, а также наличия исходных данных о задержках поездов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований в диссертационной работе получены следующие результаты:
1. Разработан математический аппарат для исследования комплексных параметров низкочастотной рельсовой цепи при отказах в рельсовой линии, а также аппаратуре питающего и релейного концов.
2. Установлено, что все возникающие в рельсовой линии отказы можно разделить на четыре группы. Созданы соответствующие каждой группе отказов модели рельсовой цепи и определены области изменения ее входных и выходных параметров.
3. По результатам моделирования установлена достаточность использования выходных параметров рельсовой цепи для определения ее технического состояния и вида отказа в рельсовой линии, а входных параметров - для определения технического состояния рельсовой цепи, вида и с некоторой точностью места отказа.
<1. Оценен,! погрешность, возникающая при определении параметров поврежденной рельсовой линии в системах технической диагностики. Установлена достаточная точность определения моста замыкания рельсовых нитей и вероятность существенной ошибки при определении места обрыва в рельсовой линии.
5. Проведен анализ действующих устройств контроля и диагностики рельсовых целей. Выделены их основные недостатки и предложены пути совершенствования средств диагноза. • -
6. Разработан корреляционный приемник сигналов РЦ, позволяющий с высокой точностью проводить Измерения
комплексных величин, а также исключить влияние на результаты гармоник тягового тока и существенно повысить скорость измерений."
7. Предложен алгоритм определения вида отказа в РЛ по результатам измерений напряжения и фазы на релейном конце рельсовой цепи.
8. На основе метода корреляционного приема создана система непрерывного котроля технического состояния станционных фазочувствительных рельсовых цепей, позволяющая по изменению выходных параметров определять исправность и работоспособность объекта контроля, а при отказе рельсовой линии устанавливать один из четырех классов эквивалентных неисправностей.
9. Предложена структурная схема системы технической диагностики с использованием входных и выходных параметров рельсовой цепи для определения технического состояния объекта контроля, а также вида и места возникшей в нем неисправности.
10. Предложена методика оценки экономической эффективности систем контроля и диагностики рельсовых цепей, разработанная в соответствии с последними методическими рекомендациями и нормативными документами РФ, а также о использованием зарубежного опыта оценки транспортных услуг.
11. Определен экономический эффект от внедрения системы контроля технического состояния рельсовых цепей на Целинной железной дороге. В соответствии с расчетами экономический эффект составил 782600 казахстанских тенге, или сиьтпе 190 миллионов российских рублей в ценах 199-3 гола.
Основные положения диссертации опубликованы б следующих работах:
1. Власенко C.B., Парамзин A.B. Микропроцессорная диагностика рельсовых цепей // Надежность функционирования систем автоматики и информационных се-тей железнодорожного транспорта.- Сыск, 1995.-с.42-46.
2. Власенко C.D. Вопросы повышения безотказности рельсовых цепей // Материалы научно-технической конференции "Неделя науки-96".- С.-Петербург, 1996.-е.158-159.
3. Власенко C.B., Гателзэк О.Б. Реализуемые четырехполюсники и расчет рельсовых цепей // Труда ыездународ-ной научно-методической конференции "Математика в ВУЗе".- Кострома, 1996.-с.156-157.
4. Власенко C.B., Ахмедов Ш.Р. Микропроцессорная система контроля рельсовый цепей // Автоматика, телемеханика и связь.-1996,H Ci,с.С.
5Г Власенко C.B., Гателгж О.В. Четырехполюсники и группа РЗЬг(С) // Труда Второго Сибирского Конгресса по прикладной и индустриальной математике / Новосибирск, 1996.-с.188.
6. Елaccuко C.B. Возможности систем технической диагностики для контроля за состоянием рельсозой цепи // Молодые ученае, аспиранты и докторанты ПГУ ПС: Ме;г.-вуз.сй.науч.тр. / ПГУ ПС, 19S6.-C. 51-56.
7. Гааелак О.В., Власенко C.B. Группа МеОлуса и рсльсоыга ципи. // Тезисц докладов II Меьздународнс»: научно-технической коифорешрш "Актуальные проСле^а рс.а-вит11я ;;;о::ез:юдоро:::пого транспорта", т.2.-Москва, 1996.-с. 56. ^ ^
