Search academic texts

Registration Number

0421U103115, Candidate dissertation

Title

Improving the functional safety of rail circuits in the conditions of operation of new types of rolling stock

Author

Meleshko Vasyl Vasylovych,

popup.head Havryliuk Volodymyr Illich
popup.opponent Nikolenko Anatolii Vasylovych
popup.opponent Boinik Anatolii Borysovych

Status

к.т.н., 05.22.20, Експлуатація та ремонт засобів транспорту

Date

13-05-2021

Description

У дисертаційній роботі проведено дослідження електромагнітного впливу рухомого складу на рейкові кола і розроблено методи підвищення функціональної безпеки рейкових кіл. Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у вирішенні науково-практичного завдання підвищення функціональної безпеки рейкових кіл в умовах експлуатації нових типів рухомого складу шляхом забезпечення їх електромагнітної сумісності. Вперше:розроблено математичну модель поширення електричних завад від декількох одиниць ЕРС в поздовжньо неоднорідній несиметричній рейковій лінії, яка дозволяє визначити ступінь впливу завад на рейкові кола; розроблено метод підвищення функціональної безпеки рейкових кіл, заснований на використанні вейвлет-аналізу сигнального струму і класифікатора на основі штучних нейронних мереж, що дозволяє своєчасно виявити появу наднормативних завад і спотворень сигнального струму і попередити небезпечні збої ТРК; розроблено метод підвищення функціональної безпеки ТРК шляхом моніторингу сигнального струму з використанням адаптивної нечіткої нейронної мережі, що дозволяє виявити і контролювати розвиток дефектів рейкового кола, починаючи з їх зародження, в результаті чого стає можливим своєчасне запобігання переходу системи в граничний стан, а в подальшому можливий перехід до обслуговування ТРК з урахуванням їх фактичного стану. Удосконалено: математичну модель апаратно-програмного комплексу для вимірювання електричних завад від ЕРС в рейках, яка відрізняється від існуючих тим, що враховує взаємний вплив компонентів системи, що дозволяє науково-обґрунтувати вибір параметрів комплексу для забезпечення необхідного динамічного діапазону, точності і роздільної здатності за амплітудою, частотою і тривалістю електричних завад; математичну модель впливу гармонійних завад на колійний приймач тонального рейкового кола, яка відрізняється від існуючих тим, що враховує амплітуду, частоту і фазу гармонік тягового струму, що дозволяє визначити граничні параметри електричних завад, перевищення яких може викликати збій в роботі РК в нормальному, шунтовому і контрольному режимах роботи. У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульована мета, завдання дослідження, викладено наукову новизну, практичне значення результатів дисертації, відомості про апробацію та публікації результатів досліджень. У першому розділі проведений аналіз функціональної безпеки рейкових кіл і електромагнітної сумісності (ЕМС) систем залізничної автоматики з тяговою мережею, зокрема, з електрорухомим складом залізниць, а також розглянуто вплив електромагнітних завад від електрорухомого складу на функціональну безпеку рейкових кіл. У другому розділі удосконалено математичну модель апаратно програмного комплексу (АПК) для вимірювання електромагнітних завад від ЕРС в рейках. Проблема раціонального вибору параметрів АПК полягає в жорстких вимогах нормативних документів щодо точності вимірювання параметрів гармонік тягового струму (ТС). Проведені теоретичні і експериментальні дослідження дозволили науково обґрунтувати вибір параметрів вимірювального комплексу, що дозволило забезпечити необхідну роздільну здатність і точність визначення параметрів гармонічних завад, а також розробити математичну модель поширення електричних завад від декількох одиниць рухомого складу в поздовжньо неоднорідній несиметричній рейковій лінії. У третьому розділі розроблено математичну модель протікання електричних завад від ЕРС в несиметричній рейковій лінії. Необхідність в такій моделі обумовлена тим, що дослідити вплив різних чинників на ЕМС нових типів рухомого складу з рейковими колами при експлуатаційних випробуваннях практично неможливо, до того ж таке тестування є досить дорогим. У четвертому розділі наведено модель впливу гармонічних завад на приймач тонального рейкового кола. В результаті дослідження визначено граничний струм завад на вході колійного приймача ТРК з частотою в смузі ±(0..0,5) Гц відносно частоти сигнального струму. У п'ятому розділі розглянуто методи підвищення функціональної безпеки рейкових кіл в умовах впливу електромагнітних завад. В роботі запропоновано два методи вирішення цієї задачі, а саме метод моніторингу ТРК з використанням вейвлет перетворення і класифікатора на основі штучних нейронних мереж і метод безперервного моніторингу сигнального струму ТРК для виявлення спотворень на початкових стадіях їх виникнення з використанням адаптивної нечіткої нейронної мережі. Розробка методу моніторингу дефектів в процесі їх розвитку дозволяє перейти у подальшому до обслуговування рейкових кіл з урахуванням фактичного стану.