Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Шорохов Николай Сергеевич

Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов
<
Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шорохов Николай Сергеевич. Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.05 Самара, 2006 192 с. РГБ ОД, 61:07-5/1311

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Способы и устройства контроля изолирующих стыков 11

1.1. Анализ отказов в работе рельсовых цепей и их элементов 11

1.2 Причины возникновения отказов изолирующих стыков 14

1.3 Конструкции изолирующих стыков 16

1.4. Меюды и средства измерения изоляции изолирующих стыков 2z

1.5 Мероприятия, направленные на улучшение изоляционных свойств стыков 29

Выводы по главе 1 43

Глава 2 Разработка математической модели рельсовых цепей с учетом сопротивления изолирующих стыков смежных рельсовых линий 44

2.1 Схема замещения смежных рельсовых цепей с учетом изолирующих стыков 44

2.2 Математ ическая модель дроссель - трансформатора 4ь

2.3 Модель изолирующих стыков рельсовых цепей в виде [А]- параметров 55

2.4 Матрица [А] - параметров рельсовой цепи с изолирующими стыками 62

2.5 Математическая модель рельсовой линии в шунтовом режиме 70

2.6 Математическая модель рельсовой цепи в контрольном режиме 71

2.7 Машинное исследование изменения входных и выходных электрических параметров рельсовых цепей 73

Выводы по главе 2 79

Глава 3 Методика построения классификатора сопротивления изолирующих стыков 80

3.1. Предварительная обработка и выбор информативных параметров 81

3.2 Разработка опорной функции классификатора состояний сопротивления изолирующих стыков 85

3.3 Определение вида и сложности опорной функции самоорганизацией моделей 90

Выводы по главе 3 98

Глава 4 Реализация классификатора определения величины сопротивления изолирующих стыков 100

4.1 Критерии эффективности классификатора состояний изолирующих стыков 102

4.2 Назначение функций реализуемой системы 103

4.3 Структурная организация классификатора состояний изолирующих стыков 108

4.4 Описание функциональной схемы реализуемого классификатора 113

Выводы по главе 4 123

Заключение 124

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из основных требований,

предъявляемых к современным системам управления и контроля движением поездов, является обеспечение надежности и отказоустойчивости их функционирования на заданном уровне и исключение влияния отказов отдельных компонентов схем на безопасность движения поездов. Особенно важным элементом современных систем интервального управления движением поездов являются электрические рельсовые цепи, являющиеся первичным датчиком информации о свободности, занятости или неисправности рельсовых линий. Вместе с тем рельсовые цепи являются самым ненадежным элементом систем интервального управления движением поездов (СИУДП).

Отказы рельсовых цепей приводят к задержкам поездов, следовательно, к экономическим потерям, а также к нарушению безопасности движения. В связи с этим, проблема повышения надежности функционирования рельсовых цепей и эффективности их технического обслуживания является весьма актуальной.

Одним из основных элементов рельсовых цепей ЯВЛЯІОТС? изолирующие стыки, позволяющие электрически разграничивать блок-учасіки перегонов, для устройства систем автоблокировки на перегонах и электрической централизации станций.

Общее количество отказов рельсовых цепей ежегодно уменьшаеіся, но отказы изолирующих стыков продолжают увеличиваться. Если в 2003 г. из общего числа отказов рельсовых цепей на изолирующие стыки приходилось 29%, то в 2004 г. уже 30%, а за девять месяцев 2005 г. 31 %.

Вопросами мониторинга состояния величины сопротивления изолирующих стыков посвящены труды ряда ученых, среди которых необходимо отметить Брылеева A.M., Дмитренко И.Е., Кравцова Ю.А., Алексеева В.М., Лунева С.А. и др., которые внесли значительный вклад в

5 развитие систем диагностики состояния изолирующих стыков рельсовых цепей.

Причиной повышения количества отказов изолирующих стыков

является увеличение веса поезда до 9000 т, при среднем весе 6300 т, количества вагонов в поездах до 100, скорости движения поездов до 120-140 км/ч, наличие в пути деревянных шпал с просроченной эксплуатацией.

Используемые в настоящее время методы контроля не обеспечивают качественной оценки состояния сопротивления стыков, а трудовые затраты на выполнение 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 обнаруживать предотказное состояние и предупреждать появление как защитных, так и опасных отказов.

Одним из путей повышения надежности функционирования рельсовых цепей является создание средств контроля стыка, путем непрерывного дистанционного наблюдения сопротивления стыка, отслеживание динамики его изменения и оказывание дежурному персоналу помощи в установлении необходимости проведения организационных и технических мероприятий, повышающих сопротивление изоляции стыка.

Диссертационная работа выполнялась в рамках хоздоговорных и госбюджетных НИР, проводимых на кафедре АТС СамГАПС, согласно «Перечню основных проблем железнодорожного транспорта для первоочередного финансирования научных исследований» (утвержденному МПС от 26.12.2002 г. №Я-1272у), выводов и рекомендаций Второй и Третьей международных научно - практических конференций «Транс ЖАТ - 2004» и «Транс ЖАТ - 2006», проводимых департаментом ЦШ ОАО «РЖД» в 2004 и 2006 гг. в г. Санкт-Петербурге.

Цель работы и основные задачи исследования. Целью работы является научное обоснование и создание устройства классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управление

движением поездов, обладающего расширенными функциональными возможностями и повышенной точностью определения величины сопротивления изоляции стыка.

Для достижения цели был поставлен комплекс задач:

проведение обширного ретроспективного и перспективного анализа существующих способов и устройств контроля изолирующих стыков;

разработка математической модели рельсовых цепей с учетом сопротивления изолирующих стыков смежных рельсовых линий с целью исследования и выявления их параметров, описывающих состояние изолирующих стыков;

разработка методики построения классификатора, сопротивления изолирующих стыков на основе информации множества входных и выходных параметров смежных рельсовых цепей;

разработка опорной функции классификатора позволяющего вычислять величину сопротивления стыка по информации множества электрических параметров;

разработка многорядного алгоритма МГУА на основе принципов самоорганизации моделей претендентов с целью выявления наиболее оптимальной опорной функции;

разработка методики определения допустимой погрешности измерения информативных параметров для определения требований к технической реализации преобразователей фаз, напряжений и токов;

техническая реализация устройства классификации сопротивлений изолирующих стыков и внедрения его в комплексе систем ИУДП

Методы исследования. Решение сформулированных в диссертационной работе задач базируется на применении теории электрических цепей, теории самоорганизации, методе группового учета аргументов. В процессе работы над диссертацией теоретические и экспериментальные исследования были тесно взаимосвязаны. Для разработки моделей применялись методы математического моделирования на ЭВМ с проверкой полученных

7 результатов путем сравнения с экспериментальными исследованиями распространения сигналов по рельсовым линиям. Научная новизна.

1. На основе проведенного анализа способов контроля сопротивлений
изолирующих стыков, сформированы новые принципы построения
устройства классификации сопротивления стыков, заключающиеся в то\'-,
что, используя информацию множества параметров сигналов с одной и с
другой стороны изолирующего стыка опорная функция разделяет множество
сопротивлений стыка на конкретные области и затем, используя измеренную
текущую информацию параметров сигналов, определяет принадлежность
вычисленной величины к конкретной области сопротивлений изоляции.

2. Разработанные математические модели смежных рельсовых цепей в виде
четырехполюсных схем замещения и п полюсных схем замещения
изолирующих стыков, позволяющие исследовать влияния величины
сопротивления изолирующего стыка на области существования napaMeTpoj
сигналов на входе и выходе рельсовых цепей, и получить граничные
величины сопротивлений стыков на переходе из исправного в неисправное
состояние рельсовых цепей, а также сформировать множество значений
информативных параметров для формирования опорной функции.

3. Разработанная методика выбора единственной опорной функции из
множесіва методами группового учета аргументов на основе принципов
самоорганизации моделей, позволившая получить оптимальную опорную
функцию, вычисляющую сопротивление изолирующего стыка с
минимальной погрешностью.

4. Разработанная методика определения допустимой погрешности
ишерения информативных параметров с использованием заранее
определенной опорной функции в виде полинома Колмогорова-Габора на
основе критериальных оценок.

Обоснование и достоверность результатов диссертации. Достоверность новых результатов обусловлена использованием адекватных методов

исследования: теории электрических цепей, теории рельсовых цепей, теории самоорганизации, рекомендации обоснованы корректными математическими выкладками и результатами расчетов. Достоверность полученных результатов подтверждена совпадением теоретических и экспериментальных данных с погрешностью не превышающей 6%.

Основные положения работы, выдвигаемые на защиту:

математические модели смежных рельсовых цепей в виде четырехполюсных схем замещения и п полюсных схем замещения изолирующих стыков позволяют исследовать изменения напряжений, токов и их фазовых соотношений на входе и выходе рельсовых цепей с учетом изменения сопротивления изолирующих стыков и изоляции рельсовых линий;

методика формирования единственной опорной функции в условиях изменения сопротивления изоляции рельсовых линий на основе принципов самоорганизации моделей с множеством параметров - аргументов опорной функции обеспечивает вычисление величины сопротивления изолирующего стыка с погрешностью, не превышающей 6 % при изменении сопротивления изоляции от 0,1 до 50 Ом*км и длинах смежных рельсовых линий до 2,6 км;

методика определения допустимой погрешности измерения параметров позволяет определить диапазон погрешности измерения амплитуд и фаз сигналов, не превышающей 0,1 %;

предложенное и созданное устройство классификации сопротивления изолирующих стыков, имеющее относительную инвариантность к изменению сопротивления изоляции в широком диапазоне ее измерения, обеспечивающее требуемый диапазон измерений сопротивления изоляции.

Практическую ценность работы составляют:

По результатам проведенных теоретических исследований разработано устройство классификации сопротивлений изолирующих стуков для систем интервального управления движением поездов, позволяющее:

добиться относительной независимости измеряемой величины сопротивления стыка от изменения сопротивления изоляции рельсовых линий от 0,1 до 50 Ом*км;

расширить диапазон правильного функционирования в условиях воздействия сопротивления изоляции;

диагностировать и прогнозировать состояние изолирующих стыков за счет архивации сопротивлений;

выявлять кратковременную потерю изолирующих свойств стыка в случае воздействия колесных пар движущегося поезда благодаря непрерывному определению сопротивления стыка;

- непрерывно определять сопротивление изолирующих стыков с
погрешностью, не превышающей 6%.

Разработанное устройство контроля сопротивления изолирующих стыков внедрено в существующую систему технической диагностики на Куйбышевской железной дороге - филиале ОАО «РЖД».

Реализация результатов работы осуществлена путем внедрения устройства классификации сопротивления изолирующих стыков на ст. Безымянка Куйбышевской ж.д. - филиала ОАО «РЖД» в комплексе АСДК в системе АРМ «ШН» и АС «Ш». Результаты внедрения позволили обеспечит > непрерывный контроль величин сопротивления изоляции стыков на главных путях станции при изменении сопротивления изоляции в широком диапазоне.

Результаты работы используются также в учебном процессе СамГАПС при выполнении лабораторных работ и чтении лекций по курсам «Математическое моделирование устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи», «Измерения в устройствах автоматики и телемеханики».

Апробация работы. Основные положения и результаты исследовании диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции «Безопасность и логистика транспортных

10 систем» (Самара, 2004г.); И Международной научно - практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (Самара, 2005г.); внутривузовских конференциях «Дни аспираніской и студенческой науки» (Самара, 2005-2006гт.)3 СРНЦ PAT, технико-экономических советах Куйбышевской, Южно-Уральской железных дорог филиалов ОАО «РЖД», заседаниях научных семинаров электротехнического факультета СамГАПС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций, 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников *> приложения. Материалы диссертации изложены на 134 страницах основного текста, содержит 9 таблиц, 51 рисунок и 3 приложения на 56 страницах. Список использованных источников содержи і 88 наименований.

Причины возникновения отказов изолирующих стыков

Пробою изоляции стыка, как правило, предшествует стадия образования шунтирующего мостика /10,11/, закорачивающего изолирующий стык. «Строительным материалом» для мостика служит металлическая пыль и тонкая, напоминающая чешую стружка, возникающая при механическом взаимодействии колес и рельсов, в частноеш, из-за подреза, т.е. выкрашивания металла с поверхности рабочей грани головки рельса. Причиной возникновения шунтирующего мостика и эффекта прилипания является неконтролируемая остаточна.-намагниченность рельсов в районе стыкового зазора изолирующего стыка, где она имеет наибольшие значения. Намагниченность способствует притягиванию металлических частиц, поскольку они являются ферромагнетиками, и формированию проводящих цепочек.

Мелкие частицы металлической стружки и пыли постепенно накапливаются в зазоре стыка. До тех пор, пока количество этой токопроводящей массы невелико и соприкосновение между частицами слабое (переходное сопротивление между ними достаточно высокое), устройства СЦБ функционируют нормально. Однако с ее увеличением, л также при постоянном динамическом воздействии составов (утрамбовывающих ее) постепенно плотность увеличивается, и переходное сопротивление становится меньше. В результате на приемный конец одной рельсовой цепи попадает напряжение питающего конца смежной цепи. Как следствие выключаются путевые приемники обоих рельсовых цепей, и перекрывается оіраждающий их светофор (возникает ложная занятость -защитный отказ).

Кроме намагничивания, стыки испытывают постоянное механические воздействия, выводящие изолирующие стыки из строя /12-15/. Расстройство пути в зоне стыка проявляется в провисании шпалы на принимающем конце рельса из-за недостаточной жесткости изолирующих накладок, образовании ступеньки на поверхности катания стыкуемых рельсов, повышении динамики взаимодействия с подвижным составом и ускоренном повреждении поверхности катания головки принимающего рельса. Кроме юго, на изолирующие детали стыка при эксплуатации оказывают воздействие изменения температур от +70 до -60 С, циклические деформации с частотой более 8 Гц, атмосферные осадки любой интенсивности, различные смазки и часорители, высокие температурные силы и силы угона пуги. Последствием является механическое повреждение или начало деградации изолирующих стыков.

Анализ снятых с пути стыков /16,17/ показал, что они продолжают выполнять изолирующие функции еще длительное время после начала процесса деградации. В их конструкции заложен определенный резерв, поэтому наличие не вышедших за некоторые пределы дефектов не угрожает безопасности движения поездов. Таким образом, решающим фактором для замены стыков является полная потеря ими изолирующих свойств.

Кратковременное замыкание рельсовых цепей посторонними предметами связано с производственной деятельностью электромонтеров пути и часто наблюдается при выполнении ими замены рельсов (замыкание снимаемым или устанавливаемым рельсом), разгонкой изолирующего стыка (замыкается разгоняемый стык), замены стрелочного перевода, проезда дефектоскопной тележки с неисправной изоляцией, а также модерона с малой скоростью по изолирующему стыку (замыкание происходит на электрифицированном участке или на внутреннем стыке стрелочной секции), работы путейских электроагрегатов с неисправной изоляцией проводов, замены шпал и перешивки пути (замыкание инструментом).

Также к отказам приводит использование технических средств с истекшим сроком эксплуатации, причиной чему служит медленные темпы по их замене и модернизации.

Матрица [А] - параметров рельсовой цепи с изолирующими стыками

В расчетах основных режимов работы рельсовых цепей сопротивление изолирующих стыков условно принимают равными бесконечности, при этом взаимной утечки токов не происходит. В реальности сопротивление изоляции стыков постоянно изменяется под действием разнообразных процессов (климатических, физических, электрохимических и т.д.), что подвергает сопротивление изолирующих стыков постоянному изменению.

Поэтому с учетом изменений сопротивления изоляции и длины рельсовой линии, а следовательно, и изменение напряжений на питающем конце, можно сделать вывод, что токи утечки с основной рельсовой цепи в смежную, и наоборот, будут изменяться. И при критических сопротивлениях изолирующих стыков могут достигать значений угрожающих безопасности движения.

Вследствие вышесказанного рассмотрим 2 случая взаимного влияния токов утечки:

1. При повышении тока утечки из основной рельсовой цепи 1,у в смежную из-за уменьшения сопротивления изостыка происходит смена разрешающего сигнала светофора на запрещающий. Как результат - ложная занятость блок-участка и простой поездов.

2. Утечка тока / от питающего конца смежной рельсовой цепи на приемное реле основной цепи может привести к тому, что из-за подпитки от источника смежной рельсовой цепи приемник может включиться и появится разрешающий сигнал. Данный случай представляет большую опасность, чем первый, потому что влечет человеческие жертвы, а также более значительные материальные и экономические потери.

Токи и напряжения на приемном реле основной рельсовой цепи зависят от величин токов утечки /(V и /( , а следовательно, и от величины сопротивления изолирующих стыков, являющейся определяющей. 1. Для исследования влияния величины тока утечки /iv на напряжение и ток приемного реле в нормальном режиме представим источник питания смежной рельсовой цепи в виде его внутреннего сопротивления и определим входное сопротивление начала смежной рельсовой цепи (рис.2.12): Рис. 2.12. Схема замещения активной - основной рельсовой цепи и пассивной - смежной где z =A z»+5« (2.46) (2,47) 2дХпс - входное сопротивление начала смежной рельсовой цепи; zu внутреннее сопротивление источника питания и ограничителя [Az] -типовой четырехполюсник. Коэффициенты А, Вэ Сэ D3 результирующего четырехполюсника соответствуют каскадно соединенным [Аре1], [Ар1С] и [Акс]; ZT- входное сопротивление четырехполюсника [А.,] находится заменой в (2.46) коэффициентов на А„ Вх С,, D-, и zM на Zp, IT = A,-zD + B. C,-zv + D,

Основная рельсовая цепь представлена в виде источника питания Ё, четырехполюсника рельсовой линии [Арт0], приемного реле Zp, входного сопротивления конца основной рельсовой цепи ZBXIIC. Соседний блок -участок представлен, как пассивная электрическая цепь - эквивалентными сопротивлением ZBMIC- четырехполюсник входного сопротивления начала рельсовой цепи, состоящий из типовых коэффициентов.

Все элементы и устройства рельсовых цепей на (рис. 2.12), представлены в виде четырехполюсных схем замещения, тогда как изолирующие стыки в виде (3x3) полюсника. Для преобразования [Ачсі] к (2x2) полюсника [Арсз], сформируем из [Аг] и [А Ст] систему линейных алгебраических уравнений шестого порядка согласно:

Разработка опорной функции классификатора состояний сопротивления изолирующих стыков

Размерность пространства информативных параметров зависит от изменения сопротивления изоляции, частоты сигнального тока, длины смежных рельсовых линий, координаты нахождения шунта или обрыва рельсовой линии, сопротивления изоляции стыка, поэтому она многомерна, но вместе с тем все состояния необходимо учитывать при построении классификатора, поэтому рационально воспользоваться опорной функцией в классификаторе, приводящей каждый /-ый многомерный образ к скаляру, по величине которого определяется сопротивление изолирующего стыка.

При определении величины сопротивления изолирующего стыка классификатором каждому значению сопротивления стыка должна соответствовать однозначная функция классификатора. Данное условие может быть реализовано процедурой многомерной интерполяции сопротивления изолирующего стыка опорной функцией. В качестве набора параметров в интерполирующей опорной функции используется множество информативных параметров (3.3), которое минимизируется процедурой исследования информативности с учетом интерполирующих свойств опорной функции /70,71/.

Задача разработки опорной функции математически формулируется так. Необходимо найти зависимость: R(x) f(xl,x1),...,xn) (3.4) где R - выходная характеристика, а X/, Х2,..., х„ - значения параметров.

Значения X измеряются или определяются с помощью эксперимента на математической модели, и при разработке опорной функции они уже известны. В качестве R задаются числовые значения сопротивления изолирующего стыка от минимального до максимального возможного значения.

Однако их функции связи (модели) не известны, т.к. на значения R влияют не только значения параметров X/, х2,..., хп, но и косвенно через изменения X, ряд неуправляемых факторов, к которым относятся погрешности, воздействие изменения сопротивления изоляции, девиация частоты сигнального тока и др. Поэтому даже при фиксированных значениях X функция R=f(xi,X2,...,xn) ведет себя случайным образом /72/.

Определить вид полинома опорной функции можно на основании данных, которые могут быть получены двумя способами: в результате пассивного или активного эксперимента. При первом способе коэффициенты опорной функции определяются методом статической обработки результатов, проведенных в соответствии с теорией планирования эксперимента.

Очевидно, что вид опорной функции должен быть по возможности прост, но в то же время должен достаточно хорошо интерполировать величину сопротивления изолирующих стыков, т.е. отражать реальную зависимость. Выбранный вид в процессе анализа функционирования классификатора проверяется по соответствующим критериям и уточняется.

Для упрощения методов определения коэффициентов полинома опорной функции целесообразно принять следующие допущения /73- : разбиение пространства состояний сопротивления стыка - результатами г},.... г,,..., гп (где п - число измерений R) представляют собой независимые, нормально - распределенные величины; — дисперсии D(rJ равны друг другу или пропорциональны какой-то известной функции Z(R); — параметры рельсовых цепей х;,...,хп являются независимыми и измеряются с пренебрежительно малой погрешностью по сравнению со среднеквадратичными отклонениями. Методы вычисления коэффициентов полинома опорной функции сравнительно сложны и базируются обычно на аппарате матричного исчисления. Алгоритм определения коэффициентов интерполирующего полинома опорной функции следующий.

В результате моделирования на математической модели или измерений, формируется матрица значений параметров и соответствующих им сопротивления стыков R: V Рп h П Щх Ря V Рп in 32 Щг Pv и Р\г я 33 ии Р» ... ... ... ... ... ... vim Ры Л„ Ч /;„ 9І ,т п (3.5) где Ц,, фу, I,j, y/,j - входные параметры одной рельсовой цепи (с одной стороны изолирующих стыков); Щ, РІ - выходные параметры смежной рельсовой цепи(с другой стороны изолирующего стыка); г\, Г2,...,гт - вектор столбец значений сопротивления изолирующего стыка на этапе определения коэффициентов опорной функции. В качестве вида опорной функции классификатора состояний сопротивления изоляции стыка удобно использовать полином Колмогорова-Габора: Zix Cb + tCA+ttCM+tllc xfr. (3.6) і-: 1-і Н М Н 1-1 Полином первой степени содержит (п+1) членов /74/, полином второй степени имеет -(и+ 1)(/7 + 2)членов, полином третьей степени будет содержать -(/7 + 1)(/7 + 2)(/7 + 3) членов, а полином четвертой степени 6 —(н + 1)(/г + 2)(/7 + 3)(/7 + 4) и т.д. Коэффициенты опорной функции можно определить двумя методами: при помощи составления и решения системы нормальных уравнений Гаусса или при помощи методов адаптации и в частности, стохастической аппроксимации /75/.

Назначение функций реализуемой системы

Для реализации поставленных задач необходим следующий набор функций:

1. Измерение сигналов, поступающих с смежных РЦ - функция необходима для проведения измерений в смежных рельсовых цепях.

Функция позволяет непосредственно измерить выбранную величину, найти её действующее значение (для переменных сигналов) или произвести измерение косвенным способом, определив путём расчёта необходимый параметр. Функция декомпозируется на следующие подфункции: сбор данных, предварительная обработка сигналов.

Сбор данных - подфункция предназначена для сбора информации с датчиков напряжений и тока для конкретных расчётов и может быть разделена на следующие подфункции: ввод сигналов - данная подфункция заключается в преобразовании аналоговой информации, полученной с датчиков, в цифровую с помощью аналого-цифрового преобразования и временном хранении результатов преобразования. Подфункция реализуется аппаратно; установка режимов ввода - данная подфункция предназначена для управления режимами опроса каналов в процессе ввода сигналов. Установка необходимого режима ввода сигналов зависит от выбора режима работы. Подфункция реализуется программно.

Предварительная обработка - подфункция необходима для определения реальных значений амплитуды сигналов и фазового сдвига этих сигналов относительно друг друга. Подфункция реализуется программно. Декомпозируется на следующие подфункции: определение значения сигнала - эта подфункция выполняет расчёт амплитуды введённого сигнала и расчёт его действующего значения определение фазовых углов (между выбранными сигналами) -подфункция необходима для определения аргумента входного сопротивления, рельсовой линии и для измерения фазовых углов между напряжениями в фазочувствительном путевом приёмнике. Данная подфункция состоит из следующих подфункций: определение периода опорного сигнала - подфункция определяет период опорного сигнала и фазовый сдвиг другого сигнала относительно опорного в относительных единицах. расчёт фазового угла - подфункция позволяет на основании полученных в предыдущей подфункции данных рассчитать сдвиг фаз между выбранными сигналами.

2. Вычисление сопротивления стыков - функция на основании измеренной и хранящейся в базе данных информации позволяет провести анализ и рассчитать сопротивление изолирующих стыков рельсовых цепей. Ре&пизуется программно.

3. Архивация результатов измерений и вычислений - данная функция обеспечивает ведение базы данных, в которой собирается и хранится информация о величине сопротивления в настоящее время и в прошлом, результаты измерений и предварительных вычислений. Кроме этого, в базе данных хранятся результаты предыдущих измерений и расчётов, которые необходимы для последующего анализа надёжности изолирующих стыков и прогнозирования возможных отказов. Реализуется программно. Функция может быть декомпозирована на следующие подфункции: ведение базы данных, временное хранение данных, постоянное хранение данных.

Временное хранение данных - подфункция обеспечивает хранение измеренных данных на период проведения измерений и расчёта. После проведения вычислений эти данные могут быть уничтожены. Подфункция может быть декомпозирована на следующие подфункции:

Постоянное хранение данных - эта подфункция необходима для организации длительного хранения рассчитанных параметров рельсовых цепей и установленных при регулировке значений. Подфункция состоит из подфункций: хранение измеренных и рассчитанных данных - подфункция позволяет хранить данные в виде таблицы, в которой отображаются все измерения параметров РЦ и результаты их настройки;

Ведение базы данных - эта подфункция позволяет системе оперировать данными измерений и расчёта, исходными данными, используя их для 107 анализа. Подфункция декомпозируется на следующие подфункции: запись в БД, чтение данных и редактирование полей БД. запись в базу данных - подфункция предназначена для сохранения в базе данных измерительной информации, а также для записи новых данных; чтение данных - эта подфункция необходима для доступа к данным, хранящимся в базе данных; редактирование полей - подфункция нужна для редактирования параметров использующегося в рельсовых цепях оборудования (ФЧП, рельсов и др.), которые используются в расчётах; очистки БД от неиспользуемых и устаревших данных, и т.п.

4. Подготовка отчетных форм - данная функция обеспечивает подготовку отчетных форм на бумажных носителях для ШН, ШЧ, ШЧД, Ш. Функция может быть декомпозирована на следующие подфункции: получение информации из архива классификатора, получение информации о мгновенном состоянии классификатора, вывод на печать полученной информации. получение информации из архива классификатора - эта подфункция нужна для вывода на принтер (или другое печатное устройство) информации, хранящейся в архиве классификатора. На печатное устройство выводятся данные в виде таблиц, в которых отображаются все измерения параметров РЦ и результаты вычисления величин сопротивления изолирующих стыков. получение информации о мгновенном состоянии изолирующих стыков - эта подфункция нужна для вывода на принтер оперативной информации, необходимой для мгновенного контроля ситуации. вывод на печать полученной информации - подфункция непосредственно осуществляет вывод на печать необходимой информации.

Похожие диссертации на Устройство классификации сопротивления изолирующих стыков для систем интервального управления движением поездов