Введение к работе
Актуальность проблемы. Электрические рельсовые цепи (РЦ) являются важнейшим элементом устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ). Они выполняют функции датчика информации о свободности (занятости) участка зг.елезнодорожного 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 попыше-ния 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 баз учета фактического состояния рельсовых цепей и необходимости и:с обслуживания. Это ведет к большим эксплуатационным затратам, связанным с содзржаниеи обслуживающего штата, а также к увеличению числа отказов, происходящих по пине обслуживающего персонала.
Используемые в настоящее время методы 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 предупрезздать 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:
-
Разработка математического аппарата для определения комплексных параметров низкочастотной РЦ.
-
Иссладование моделей неисправной рельсовой цепи и установление пределов изменения ее параметров при различных отказах.
-
Оценка погрешности при определении параметров РЦ с поста ЭЦ и разработка способов ее уменьшения.
4. Разработка корреляционного приемника для измере
ния параметров РЦ в условиях помех от электрической тя
ги.
-
Разработка автоматизированной системы контроля технического состояния рельсовых цепей с использованием выходных параметров РЦ.
-
Разработка автоматизированной системы технической диагностики рельсовых цепей о использованием входных и выходных параметров РЦ.
-
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 ненулопыы определителем, использование которых в работе позволило упростить математическое представление РЦ с переменными значениями сопротивления изоляции и места его возникновения в рельсспсР линии (РЛ). Выведены формулы для оценки погрешности при установлении места отказа в РЛ по входным параметрам
рельсовой цепи. Предложен способ оценки точности измерительных средств с различными методами определения комплексных величин. Разработана методика оценки экономической эффектионости 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 роаультаты гармоник тягового тока.
Реализация результатов работы. Ра:паботанные технические средства, методы измерений и гггоритмы диагностирования неисправностей были испольь 5аны 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 ебсухада-лись на Пленуме ДОР НТО Целинной ж.д.(1994 г.), Международной научно-методической конференции "Математика в ВУЗе" в г.Костроме (1996 г.), научно-технической конференції»! 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 "Антоііатика 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.
