Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор известных устройств СЦБ и постановка задачи исследования 8
1.1. Развитие и современное состояние устройств СЦБ 8
1.2. Объект и цель исследования 22
2. Исследование вопросов применения КТС ЭССО в перегонных системах СЦБ 29
2.1. Исследование принципов системной и информационной организации перегонных устройств ЭССО 29
2.2. Анализ способа изменения числа блок-участков на перегоне 37
2.3. Исследование принципов применения КТС ЭССО в устройствах переездной сигнализации 57
2.4 Выводы по второй главе 65
3. Исследование вопросов применения КТС ЭССО в станционных системах СЦБ 67
3.1. Исследование процессов работы канала связи между НЭМ и постовыми устройствами 68
3.2. Исследование принципов обеспечения безопасности станционных устройств КТС ЭССО 86
3.3 Выводы по третьей главе 99
4. Исследование технико-экономических характеристик и эксплуатационных возможностей КТС ЭССО 101
4.1. Анализ экономической эффективности внедрения КТС ЭССО 103
4.2. Исследование принципов разработки аппаратуры КТС ЭССО и проектирования устройств СЦБ 109
4.3. Анализ возможностей использования КТС ЭССО для повышения надежности устройств СЦБ с РЦ 123
4.4 Выводы по четвертой главе 138
5. Практическое внедрение КТС ЭССО на промышленном транспорте и сети железных дорог РФ и стран СНГ 140
Заключение 151
Список используемой литературы 153
- Объект и цель исследования
- Анализ способа изменения числа блок-участков на перегоне
- Исследование принципов обеспечения безопасности станционных устройств КТС ЭССО
- Исследование принципов разработки аппаратуры КТС ЭССО и проектирования устройств СЦБ
Введение к работе
В настоящее время можно выделить некоторые основные особенности технического и экономического состояния систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). К первой из них можно отнести высокую степень выработки технического ресурса аппаратуры СЖАТ, её моральное и физическое старение. Это приводит к значительным эксплуатационным затратам для поддержания аппаратуры в работоспособном состоянии. Второй особенностью является использование энергетически малоэффективных
*
принципов построения СЖАТ, аппаратура которых, кроме того, обладает большой материалоемкостью в части ценных цветных и черных металлов. Основным элементом СЖАТ, который обеспечивает контроль наличия поездов на участках пути, являются рельсовые цепи (РЦ). Надежность их работы невысока, что вызывает задержки поездов и обуславливает снижение пропускной способности сети дорог.
Наравне с этими негативными особенностями имеет место и явный прогресс. Он заключается в создании практических многоуровневых СЖАТ иерархического уровня, которые радикально разрешают глобальные и некоторые частные проблемы оптимизации методов управления движением поездов и процессами перевозок. Создаются высокоэффективные по множеству показателей электронные системы, основанные на использовании новых информационных технологий [1-5].
Получение полного комплекса положительных качеств от применения на сети дорог подобных многоуровневых СЖАТ возможно только при оптимизации устройств низового уровня, функционирование которых определяет достоверность информации, передаваемой на более высокий иерархический уровень, а также обеспечивает безопасность движения поездов. К таким устройствам, в частности, относится локальная станционная и
перегонная аппаратура СЦБ. Однако темпы совершенствования этой аппаратуры отстают от прогресса в области реализации указанных системных проблем СЖАТ.
С одной стороны, это определяется чрезвычайно большим парком функционирующей на сети дорог "старой" аппаратуры и невозможностью из экономических соображений её быстрой замены на "новую". С другой стороны, интервал времени от начала разработки "новой" аппаратуры до её внедрения довольно продолжителен, что обусловлено, в частности, применением в этой аппаратуре новой элементной базы и новых принципов схемотехники, радикально отличающихся от ранее использовавшихся. Результаты работ, достигнутые в этой части на предприятиях военно-промышленного комплекса (ВПК), зачастую не применимы для устройств СЖАТ, которые должны быть соответствующим образом сертифицированы на требования безопасности, в достаточно полном объеме не использующиеся в военной аппаратуре [6-8]. Однако без использования современных принципов обработки информации и новой элементной базы невозможно достичь значимого и требуемого прогресса в области создания высокоэффективных устройств СЦБ.
Поэтому вопросы разработки новых станционных и перегонных устройств СЦБ являются актуальными. Вместе с этим не менее важный интерес представляет проблема применения в этих устройствах наиболее современных способов проектирования электронной аппаратуры и использование новых информационных технологий. Решение всего комплекса этих вопросов позволит получить оптимальное согласование низовых и более высоких иерархических уровней СЖАТ, что должно обусловить наиболее эффективную работу сети железных дорог.
Объект и цель исследования
Объектом исследования является КТС ЭССО, отдельные функциональные узлы которого реализованы в практической аппаратуре, внедряемой на сети дорог и промышленном транспорте РФ и стран СНГ. Кроме того, в соответствии с соответствующими директивными решениями ОАО РЖД, имеются другие направления развития и внедрения аппаратуры КТС ЭССО. Структурная схема практически реализованных и перспективных функциональных возможностей КТС ЭССО, как объекта исследования, приведена на рисунке 1.4.
Научно-технические разработки и практические результаты работы показали возможность создания аппаратуры КТС ЭССО, которая не только решает задачу замены РЦ, но и обладает расширенными функциональными возможностями по отношению к известным устройствам счета осей. Рассмотрим функциональные задачи, решаемые аппаратурой КТС ЭССО (рисунок 1.4).
Контроль свободности участков пути является в настоящее время традиционной задачей, решаемой устройствами счета осей, в том числе и ЭССО. Институтом «Гипротранссигналсвязь» в 2003 г. разработаны Методические указания по проектированию устройств ЭССО. Позднее, в 2004 г. тем же проектным институтом были выпущены новые Методические указания [43], в которых были учтены более широкие области функционального применения устройств ЭССО в системах СЦБ.
Выпущен ряд нормативных документов, определяющих правила и нормы эксплуатации аппаратуры ЭССО [44, 45] и подтверждающих выполнение технических требований, заданных в Техническом задании [46].
Свойство самонастраиваемости, унификация, универсальность и модульность конструкции созданных функциональных блоков аппаратуры КТС ЭССО позволили использовать их без каких-либо изменений во всех перечисленных устройствах СЦБ. Это снизило стоимость как проектирования, так и строительства.
Строительство "под ключ" и создание на сети дорог сервисных центров решило вопросы повышения качества обслуживания, снизило требования к квалификации эксплуатационного штата и уменьшило эксплуатационные расходы дистанций СПБ. К практически достигнутым технико-экономическим показателям относится также снижение затрат на содержание верхнего строения пути и уменьшение расхода кабеля. Применение аппаратуры КТС ЭССО в вариантном исполнении (одноканальном или двухканальном) определяет возможности снижения . ее стоимости в зависимости от интенсивности движения поездов или требований безопасности.
В настоящее время разрабатываются технические решения для использования функциональных узлов ЭССО в устройствах ГАЦ. Это позволит осуществить дальнейшую унификацию аппаратуры дистанций СПБ и уменьшить номенклатуру используемых приборов.
Определение длины поезда или отцепа, которое довольно просто, хотя и в виде количества условных вагонов, реализуется в устройствах счета осей, в настоящее время не используется для каких-либо практических целей. Однако эта информация может быть широко востребована. В первую очередь, это относится к устройствам ГАЦ для регулирования усилия торможения вагонных замедлителей.
Информация о длине поезда, выводимая на соответствующие пульты-табло штата службы движения, может быть использована для увеличения оперативности работы ДСП и ДНЦ. Например, в настоящее время у ДСП отсутствует оперативная и достаточно точная информация о длине прибывающего на станцию поезда. Ее наличие, реализуемое в каком-либо удобном для ДСП виде, позволит подготовить горловину станции к последующим маневровым работам, что ускорит ее перерабатывающую способность. Позитивные возможности по управлению движением поездов на участке появляются также и у ДНЦ.
Другое практическое использование информации о длине поезда позволяет создать автоблокировку с автоматически изменяемым числом блок участков перегона (АБ-И). Недостатком существующих систем АБ является то, что на основе тяговых расчетов длины блок-участков определяются (при прочих равных условиях) исходя из максимальной длины поезда. Однако реально движущиеся поезда отличаются по длине в несколько, иногда десятков, раз. Это, в частности, относится к электропоездам, пассажирским и длинносоставным поездам. Если на станции отправления будет иметься информация о длине поезда, то она может передаваться на перегонные сигнальные точки ЭССО, некоторые из которых, в соответствии, заранее выполненными вариантными тяговыми расчетами, включаются и/или выключаются для увеличения пропускной способности перегона.
Определение скорости движения поезда или отцепа принципиально довольно просто решается в КТС ЭССО. Наиболее простой областью применения информации о скорости движения отцепа являются устройства ГАЦ, в которых в настоящее время используется довольно сложные измерители скорости. Использование для этой цели устройств ЭССО расширит области ее использования и уменьшит номенклатуру приборов, применяемых в дистанциях СЦБ.
Введение информации о скорости на сигнальные точки устройств АБ-И дает возможность повысить эффективность ее работы. В наиболее значимой степени это скажется при наличии большой разницы в допускаемых или реальных скоростях движения поездов по различным блок-участкам, в частности, при наличии временных ограничений или при капитальном ремонте пути. Появляется возможность воздействия со стороны ДСП или ДНЦ на пропускную способность перегонов.
В настоящее время у ДСП и ДНЦ отсутствует информация о скорости движения поезда, что затрудняет оперативное прогнозирование времени прибытия или проследования поезда по станциям. Очевидно, что наличие у ДСП и ДНЦ этой информации будет служить положительным фактором, способствующим повышению эффективности работы участков дорог.
Анализ способа изменения числа блок-участков на перегоне
Принцип реализации существующих систем АБ заключается в разделении перегона на блок-участки определенной длины, а для получения максимальной скорости движение поездов должно осуществляться по зеленому показанию впереди лежащего попутного светофора. Расстановка светофоров по длине перегона осуществляется на основании тяговых расчетов, выполняемых при проектировании участка дороги. При расчетах производится решение уравнения движения поезда с учетом действующих на него сил [37]. В числе прочих исходными параметрами уравнения движения являются задаваемые при проектировании численные данные о длине и массе поезда, тяговых характеристиках локомотива и эффективности тормозных средств. Однако реально по перегону движутся поезда с различными параметрами, в частности, различной длины, то есть с различным числом вагонов. Поэтому тяговые расчеты выполняются для одного комплекта параметров, задаваемых соответствующими нормативными документами. Например, на сети дорог РФ принято, что рекомендуемое число вагонов грузовых поездов, курсирующих по сети дорог должно быть кратно числам 71, 100 или 140 [38]. Вместе с этим, число вагонов, например, пассажирских или пригородных поездов, лежит в пределах от б до 20 и эффективность их тормозных средств существенно лучше, чем грузовых. Это же относится и к тяговым, и к тормозным параметрам поездов.
С точки зрения безопасности движения тяговые расчеты выполняются для наихудшего случая, то есть для движения грузовых поездов максимальной длины, максимальной массы и наихудших тормозных параметров. Очевидно, что с точки зрения пропускной способности условия движения поездов, например, иной длины будут не оптимальными и при большей разнице в комплектах исходных параметров тяговых расчетов степень неоптимальности увеличится. Необходимо учитывать также, что при изменении исходных параметров после выполнения новых тяговых расчетов требуется перестановка аппаратуры сигнальных точек перегона, что обуславливает значительные капитальные затраты. Поэтому во многих случаях эта работа не выполняется.
В [39] показано, что более рациональным критерием пропускной способности участка дороги является не число пар поездов в единицу времени, а количество вагонов, так как назначением железной дороги является перевозка грузов и пассажиров, а не движение поездов с существенно отличающимися перевозочными характеристиками. Вследствие этого, в [35, 40] показано, что желательно иметь устройства АБ с переменным числом блок-участков на перегоне и координатный метод интервального регулирования. Предлагаемый в [40] метод реализации такой АБ основан на использовании относительно дешевых и малогабаритных устройств счета осей, которые при необходимости вручную переустанавливаются на протяжении длины перегона. Это в некоторой степени, экономически не оптимальной, решает вопрос повышения пропускной способности при изменении нормативных характеристик поездов, однако не решает полной проблемы получения оптимальных параметров движения по перегону поездов различной длины. Вместе с этим, в [34] показано, что устройства СЦБ с применением принципа счета осей экономически могут быть более эффективными, чем аналогичные по назначению традиционные системы СЦБ с использованием рельсовых цепей. Причем, выигрыш достигается не только при строительстве новых устройств АБ со счетом осей, но и при замене старых устройств (с рельсовыми цепями) на новые.
Рассмотрим метод реализации АБ с изменяемым числом блок-участков, основанный на принципе измерения длины поезда при помощи КТС ЭССО [41, 42]. Сущность его заключается в следующем.
На станции отправления определяется длина поезда и информация о ней передается на все сигнальные точки перегона. На основе полученной информации изменяются длины и число блок-участков перегона за счет того, что изменяется количество включенных в действие сигнальных точек перегона. Сигналы включения в действие или выключения того или иного светофора формируются в аппаратуре сигнальной точки на основе полученной со станции информации.
Для иллюстрации принципа действия подобной АБ на рисунках 2.5 и 2.6 показаны примеры функционально-структурных схем подобной АБ, соответствующие двум различным длинам поездов: /пі и /п2, отправляющихся со станции А на станцию Б, где /п] /п2. Для упрощения расчетов в длинах поездов учитывается длина тормозного пути. Схемы состоят из аппаратуры счета осей (СО) отправляющегося поезда и преобразования полученной информации в вид, требующийся для включения или выключения аппаратуры сигнальных точек 2, ...(2+N),...(12+N), выходного 42 и входного Ч, светофоров что выполняется переключающими схемами S2,...SI2+N И SBbIX, SBX соответственно по длине перегона. Здесь N = {2, 4, 6, 8...}.
На схемах (рисунки 2.5, 2.6) показан также движущийся по перегону поезд произвольной длины, "хвост" которого, в данном случае, проследовал точку (2+N).
Известно, что при прочих равных условиях длина двух смежных блок-участков перегона примерно равна длине тормозного пути поезда при движении по зеленому показанию светофора. Для выполнения сравнительного анализа рассматриваемой системы АБ примем, что длины всех блок-участков перегона равны между собой. Тогда длина блок-участка может быть определена какгде кп - коэффициент, определяемый тяговыми и тормозными свойствами поезда, его массой и путевыми параметрами блок-участков перегона.
Исследование принципов обеспечения безопасности станционных устройств КТС ЭССО
При эксплуатации устройств железнодорожной автоматики и телемеханики решение проблем технического диагностирования имеет первостепенное значение. Их отказ может вызвать задержки поездов и, в худшем случае, обусловить нарушение безопасности движения. При эксплуатации современных микроэлектронных и компьютерных систем целесообразным является переход к восстановительной стратегии обслуживания [49]. Эти системы на порядок сложнее, чем релейные, поэтому необходимо применение отказоустойчивых и легко диагностируемых устройств, что может быть реализовано при помощи соответствующего математического аппарата.
Рассмотрим результаты исследования защищенности от ошибок интерпретирующей программной реализации самопроверяемых тестеров для кодов с постоянным весом. Логические функции тестеров представляются с помощью бесскобочной постфиксной записи системы булевых функций [65].
При программной реализации дискретных автоматов с обнаружением отказов в качестве встроенного программного контроля используются программы самопроверяемых тестеров (СПТ). В этом случае основные программные блоки вычисляют булевы функции у\, у2,-..уп для внутренних переменных автоматов, при этом необходимо контролировать число т переменных у, равных единице (вес внутреннего состояния). Это осуществляется контрольными программными блоками, вьшисляющими т/п-СПТ.
Экспериментально показано, что существуют программные реализации СПТ в микропроцессорных системах, обладающие высокой степенью самопроверяемости. Исследования проводились для класса одиночных ошибок - искажений одного бита в слове кода программы или в слове данных.
Анализировались программы, написанные на языке Ассемблер. Эксперименты проводились на микроЭВМ с процессором серии К580.
Исследования показали, что свойство самопроверяемости в наибольшей степени обеспечивается у тех программных реализаций, которые отражают структуру булевых функций (БФ), описывающих СПТ. Однако, лучший метод (с точки зрения самопроверяемости) - метод непосредственного вычисления БФ является компилирующим. Поэтому, если в системе программ, в ее разных контрольных точках, требуется вычислить различные СПТ, необходимо составлять и отлаживать различные программы. В связи с этим, удобнее иметь единую интерпретирующую программу (ИП), к которой можно было бы обращаться как к подпрограмме при вычислении любого т/п-СПТ.
Интерпретирующие методы программных реализации БФ, исследованные в [79], не учитывают структуру формул и поэтому имеют низкую защищенность от ошибок. Рассмотрим интерпретирующий метод вычислений постфиксной бесскобочной записи формул [80]. Этот метод учитывает структуру БФ и позволяет вычислять любое арифметическое или логическое выражение. Далее рассматривается метод, применимый к управляющим программам, реализующим системы БФ в базисе {И, ИЛИ, НЕ}. Анализируются классический метод (несвязный) и метод с хранением информации промежуточных переменных (связный). Показано, что при вычислении СПТ второй метод обеспечивает лучшую защищенность от ошибок.
Интерпретирующая программная реализация состоит из двух частей: массива описания в порядке их расположения в массиве, начиная с заданного базового адреса, программы, которая идентифицирует символы и сразу выполняет действия, определяемые ими. Массив описания состоит из символов переменных и символов операторных. Интерпретирующая программа является универсальной для данного базиса, в котором представляются БФ, и способа кодирования массива описания функции и настраивается на вычисление конкретной системы БФ массивом ее описания. Поэтому задача обеспечения самопроверяемости складывается из обеспечения самопроверяемости ИП и определения соответствующих требований к кодированию массива описания БФ и данных. В постфиксной бесскобочной записи БФ операторные символы всегда _ следуют за символами переменных своих операндов. Это делает скобки Ш излишними. Операции выполняются последовательно, в порядке просмотра массива описания. Для временного хранения входных, промежуточных и выходных переменных используется стек. В частности, 1/6-СПТ из каталога СПТ для кодов с постоянным весом, систематизированного в [81], описываются системой функций Постфиксная бесскобочная запись одной и той же БФ может иметь _ несколько разновидностей. Так, ассоциативную цепочку х, v х2 v х3 можно записать двумя способами: х,х2х3 w и x,x2vx3v. В последнем случае требуется меньшая глубина стека. Поэтому операторные символы будем располагать сразу за своими операндами. Тогда система (3.20), (3.21) запишется следующим образом: Такая запись является несвязной, так как отдельные БФ в системе вычисляются независимо. Однако во многих случаях и разных формулах встречаются повторяющиеся фрагменты. Несвязная программная реализация в этом случае будет избыточна. Это приводит к увеличению массива описания системы БФ и возрастанию времени вычислений. Особенностью функционального описания СПТ является наличие в функциях z\ и z2 фрагментов. Например, в системе (3.20), (3.21) такими фрагментами являются следующие выражения хх v х2 v х3, х2 v х3 v х6, х3 v х4 v х5 и х2 v х4 v х6. Свойство самопроверяемости при аппаратной реализации тестера требует, # чтобы эти выражения в схеме тестера (на элементах И, ИЛИ, НЕ) были реализованы на одном элементе (в данном случае на элементах ИЛИ). Другими словами, логические схемы, вычисляющие функции z\ и z2, должны иметь связную реализацию. Перенесем это свойство на программную реализацию системы БФ. При л этом одинаковые фрагменты формул в системе БФ вычисляются один раз, а Щ при вычислении последующих БФ фрагменты заменяются их значением, вычисленным ранее. Назовем промежуточной переменной результат вычисления некоторого фрагмента формулы. В общем случае порядок вычисления и подстановки промежуточных переменных может, быть произвольным, поэтому часто не удается организовать хранение промежуточных переменных в стеке. Для их хранения необходимо организовать отдельный массив с произвольной адресной выборкой. При этом в постфиксной бесскобочной записи системы БФ дополнительно вводятся служебные символы 1" Y. и -IY., означающие соответственно запись и чтение промежуточной переменной Y.. Массив описания связной постфиксной бесскобочной записи системы (3.20), (3.21) имеет вид: где N2 — символ окончания массива (в общем случае Nz; z — количество БФ в системе). Подобные записи могут быть составлены для любого СПТ из каталога [81], в котором указываются БФ для вычисления промежуточных переменных. Массив описания системы БФ в связной программной реализации содержит четыре группы символов: 1) символы пересылки входных переменных; 2) операторные символы и символ окончания массива; 3) символы записи промежуточных переменных; ± 4) символы чтения промежуточных переменных. Для их различения используется идентифицирующий признак (ИДП), который располагается в трех старших разрядах слова массива описания. С целью обеспечения защищенности от одиночной ошибки коды ИДП имеют кодовое расстояние не менее двух. В остальной части слова массива кодируются следующим образом: а) для входных переменных - относительный адрес і переменной xt в массиве входных переменных; б) для промежуточных переменных - относительный адрес j переменной Yj в массиве промежуточных переменных; в) для операторных символов - операции И, ИЛИ, НЕ, символы N и z. Соответствующие форматы восьмиразрядных слов приведены на рисунке 3.14.
Исследование принципов разработки аппаратуры КТС ЭССО и проектирования устройств СЦБ
Методика разработки и проектирования КТС ЭССО определяется, с одной стороны, принятым при разработке составом и назначением функциональных узлов системы, а также их информационными и электрическим связями. С другой стороны, разработка должна выполняться с учетом того, чтобы внедрение КТС ЭССО осуществлялось с учетом следующих факторов: 1) минимальные капитальные вложения и минимальные энергозатраты;2) минимальные эксплуатационные расходы;3) минимальные затраты по увязке с действующими устройствами СЦБ (ЭЦ, АБ, ПАБ и др.);4) максимальная степень преемственности эксплуатационного штатадистанций СЦБ в части обслуживания;5) максимальная возможность использования различных методов диагностики, контроля и автоподстройки функциональных узлов;.6) исключение необходимости ремонта эксплуатационным штатом дистанций СЦБ конструктивно законченных блоков аппаратуры;7) максимальная степень унификации аппаратуры и ее конструктивныхузлов с целью сопрягаемости с перегонами и со станциями любойконфигурации.
Выполним сравнительный анализ схемотехнической реализации структурных узлов КТС ЭССО и выполняемых ими функций. Для этого рассмотрим возможные варианты разработки функциональных узлов аппаратуры и оценим степень их практической технико-экономической и эксплуатационной оптимальности.
Обобщенная функция, которую выполняет КТС ЭССО, может быть представлена в следующем видегде Fn - дискретная функция, определяющая включенное или выключенное состояние путевого реле П;
Гфм - дискретный аргумент, соответствующий присутствию или отсутствию ферромагнитной массы определенной формы и объема (колесной пары - КП) над рельсовым датчиком.
Они определяются следующим образом Структурная схема, которая определяет функциональное взаимодействие, первоначального элемента системы (РД), с конечным (реле П) и соответствует наиболее общему выражению (4.10), приведена на рисунке 4.2. Здесь информация, получаемая от первого рельсового датчика (РДА), поступает в первый напольный электронный модуль (НЭМ) и далее передается на плату постовых устройств (ПГТУ), где на основании сравнения данных, получаемых также и от второго (НЭМВ), принимается решение о возможности включения или выключения путевого реле П. В соответствии с Техническим заданием [46] аппаратура ЭССО должна иметь дублированную структуру счетных пунктов, что показано на схеме рисунка 4.2 двумя напольными модулями НЭМА и НЭМВ, на последний из которых поступает информация от второго комплекта РДА, условно на схеме не показанного. Напольные электронные модули работают независимо друг от друга и конструктивно выполнены в одном или нескольких корпусах. Передача информации от НЭМ в линейную цепь (на ППУ) синхронизирована единой тактовой частотой работы аппаратуры КТС ЭССО, которая равна /с.
Функция (4.10) является сложной и составной, в неё входят другие аргументы, каждый из которых представляет собой определенную функцию той или иной степени аппаратной и информационной сложности. Поэтому является целесообразным отдельное рассмотрение каждого из этих аргументов, реализуемых определенными структурными или принципиальными схемами.
Рассмотрение начнем с начальной точки получения и преобразования информации о проследовании поезда по контролируемому участку пути, а именно с первичного элемента - с рельсового датчика РД и его взаимодействия с НЭМ. Структурная схема взаимодействия РД с НЭМ приведена на рисунке 4.3.
Здесь условные обозначения, кроме упомянутых ранее, соответствуют: АГ1 и АГ2 - два автогенератора с LC колебательными контурами, индуктивности которых соответствуют L\ и L2 входящим в состав датчика РД; АД1 и АД2 - амплитудные детекторы, выделяющие полезный сигнал, поступающий от ATI и АГ2; ФДС1 и ФДС2 - формирователи дискретных сигналов, выходные сигналы которых соответствуют нормированным логическим сигналам, поступающим на микроконтроллер МК; ПДИ -передатчик дискретной информации, формирующий соответствующий информационный код для передачи его на ППУ. Источник электропитания — ИП, как показано в разделе 3, обеспечивает напряжением Еп электронную схему НЭМ и является элементом, включенным в тракт передачи информации от НЭМ к ППУ. Одновременно с этим, ИП является управляющим источником для формирователя сигналов синхронизации ФСС.
Рассмотрим необходимость подобного структурного исполнения НЭМ и проанализируем возникающие при этом функциональные электрические и информационные связи между структурными элементами схемы.
Два информационных канала схемы, включающие в себя элементы Ь\, ATI, АД1, ФДС1 и L2, ATI, АД2, ФДС2 соответственно схемотехнически идентичны. Поэтому рассмотрим вначале функционирование одного из них -первого, выполнив далее анализ взаимодействия двух каналов.
Индуктивность приемной катушки L\ определяется наличием или отсутствием колесной пары над РД, то есть, что видно из функции (4.12), определяется воздействием объема ферромагнитной массы Кфм. Эта индуктивность входит в состав ATI, который представляет собой LC автогенератор по схеме трехточки с емкостным делителем напряжения. Поэтому в функциональной зависимости входных параметров АГ1 от воздействия фм отсутствует однонаправленность передачи электрического сигнала на индуктивность L\ и наоборот. Источником энергии высокочастотного сигнала является АГ1, однако, относительно энергии, которая поступает на индуктивность L\, он не является классическим источником тока или источником напряжения. Поэтому ток іщ\ (ток резонансного контура АГ1) зависит от и напряжения ирк и наоборот. Эта взаимозависимость сохраняется как при внесении Кфм в зону действия РД, так и при отсутствии объема ферромагнитной массы. Аналитически для первого или второго каналов это можно выразить следующими функциями
