авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Рельсовые цепи с импульсными методами преобразования информации для систем автоматической переездной сигнализации

-- [ Страница 2 ] --

где графическое решение уравнения для значений фазы входного тока приведено на рисунке 5. При этом вторичные параметры РЦ возможно предварительно определять из значений фаз токов питающего конца при замкнутом и разомкнутом ключе релейного конца. Возможность определения мгновенной скорости дает возможность применения данного метода там, где необходимо точное позиционирование подвижной единицы, а это ГАЦ.

В третьей главе предложен и исследован метод контроля РЦ на питающем конце по фазовому признаку с использованием радиоканала (рисунок 6).

Аппаратура релейного конца работает от энергии, поступающей от источника питающего конца РЦ. Сформированные импульсы при переходе синусоиды выходного тока через ноль передаются на питающий конец, где после сравнения с эталонным сигналом формируются импульсы рассогласования (рисунок 7).

  Определение фазы входного-8

Рисунок 5 – Определение фазы входного тока от координаты нахождения поезда на участки приближения

УУ – устройство управления переездной сигнализацией; ГТ – генератор тока; ЭГ – эталонный генератор; ФИ – формирователь импульсов эталонного генератора; АИ – анализатор импульсов; ДЭ – динамический элемент; Ф – формирователь импульсов выходного тока; М – радиомодем;

ПР – приемник радиосигнала.

Рисунок 6 – Функциональная схема АПС с контролем РЦ участка приближения на питающем конце по фазовому признаку с радиоканалом

Iвх – ток на входе РЦ; Iвых – ток на выходе РЦ; Uф – импульсы на выходе Ф; Uэг – напряжение на выходе эталонного генератора; Uфи – импульсы напряжение на выходе ФИ; Uаи – импульсы разности фаз сигнала эталонного генератор

и тока на выходе РЦ.

Рисунок 7 – Временные диаграммы работы схемы АПС с контролем РЦ участка приближения на питающем конце по фазовому признаку с радиоканалом

При изломе или шунтировании РЦ передача импульсов с релейного конца прекращается. Из-за возможности возникновения ситуации, когда продолжается фиксация импульсов на приемнике радиосигнала при нахождении шунта на участке приближения, или при изломе РЦ, что может быть обусловлено достаточной энергией для работы схемы релейного конца от избыточного напряжения источника питания, информативным признаком контроля РЦ данного типа может выступать только фаза выходного тока.

Соответственно в работе проведен анализ области значений фазы выходного тока в разных режимах работы. Установлены минимальные сопротивления балласта при разных длинах участка приближения, при которых на РЦ будет определяться шунтовая чувствительность (5):

(5)
где и – длительность импульсов РЦ на питающей стороне при минимальном сопротивлении балласта в нормальном и шунтовом режиме соответственно;
и – длительность импульсов РЦ на питающей стороне при неограниченно большом сопротивлении балласта в нормальном и шунтовом режиме соответственно;
– длительность импульсов РЦ на питающей стороне в контрольном режиме.

На рисунке 8 показан пример расчета области значений длительности импульсов рассогласования РЦ длиной 2 км в различных режимах работы, при ее

максимальных и минимальных сопротивлениях балласта.

  Зависимость длительности-17

Рисунок 8 – Зависимость длительности импульсов рассогласования на входе РЦ АПС длиной 2 км от координаты излома и нахождения шунта

Исследован и определен способ повышения помехоустойчивости информации, передаваемой с релейного на питающий конец по радиоканалу, на основе получения оптимального приема сигналов с характерными автокорреляционными функциями (АКФ).

Для этого на передающей стороне формируются двоичные фазоманипулированные широкополосные сигналы (ФМШПС) u(t) в соответствии с Nи – разрядным кодом Баркера. При этом радиочастотному сигналу соответствует ФМ сигнал, состоящий из положительных и отрицательных импульсов длительностью 0 и амплитуды V, которые различаются между собой смещением во времени на величину кратную длительности и могут отличаться начальной фазой на .

Излучаемые ШПС должны иметь достаточно большое произведение эффективной ширины спектра Fэ на эффективную длительность одиночного импульса э, то есть базу сигнала B:

(6)

При количестве импульсов Nи длительность одного импульса равна , а ширина его спектра , тогда база ФМ сигнала B = эF э = Nи.

Помехоустойчивость такой системы определяется соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника q2 с отношением сигнал-помеха на входе приемника 2:

(7)
где ;
Рс – мощность ШПС;
Рп – мощность помехи;
при воздействии флуктуационных помех;
Es – энергия ШПС;
N0 – спектральная плотность мощности помехи в полосе ШПС.

На приемной стороне ФМШПС выделяется при помощи согласованного фильтра (СФ). При прохождении случайного процесса через данную линейную систему спектральные плотности мощности случайного процесса на входе S(j) и выходе Sвых(j) линейной системы связаны следующим соотношением:

(8)

Тем самым, на выходе СФ обеспечивается максимальное отношение в момент окончания информационного сигнала t = .

(9)
где – АКФ сигнала u(t);
– взаимокорреляционная функция (ВКФ) полезного сигнала и помехи.

Для повышения вероятности обнаружения полезного сигнала необходимо, чтобы ВКФ была минимальна, а АКФ принимала максимальные значения в момент времени t = , тем самым обеспечивается выделение только главного пика функции корреляции кода Баркера.

Также определен метод нахождения эффективной дальности передачи данных по радиоканалу через закрытую/полуоткрытую трассу, с учетом затухания при распространении радиосигнала, характеризующегося множителем ослабления.

В свою очередь множитель ослабления зависит от протяжённости трассы, нахождения вершины препятствия относительно высот подъема передающей и приемной антенн и определяет насколько сильно перекрыт поперечник канала радиосвязи.

Следовательно, для эффективной передачи данных по радиоканалу необходимо задаваться такими параметрами системы передачи данных, при которых напряженность поля в точке приема будет оставаться значительной, для того, чтобы приемное устройство смогло обеспечить требуемое соотношение сигнал/шум.

В четвертой главе проведено исследование технико-экономических характеристик и эксплуатационных возможностей РЦ с импульсными методами преобразования информации.

В результате анализа определено, что относительная экономическая эффективность, получаемая при строительстве АПС с РЦ с импульсными методами преобразования информации, находится из выражения:

, (10)
где Кi, Эi – капитальные и эксплуатационные расходы на строительство и обслуживание аппаратуры классических РЦ (либо устройств счета осей);
КРЦИМПИi, ЭРЦИМПИi – капитальные и эксплуатационные расходы на строительство и обслуживание аппаратуры РЦ с импульсными методами преобразования информации;
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;
n – количество контролируемых участков в устройствах с РЦ (или ЭССО);
m – количество контролируемых участков в устройствах с РЦ с импульсными методами преобразования информации.

Приведены схемотехнические решения реализации аппаратуры РЦ с импульсными методами преобразования информации.

Проведен анализ энергопотребления приведенных схем. Определена минимальная величина напряжения питающего конца РЦ, которая требуется для обеспечения работоспособности схем релейного конца. Установлена зависимость потери мощности от параметров устройств, входящих в состав схем, а также от изменения параметров РЦ.

Также для РЦ с коммутацией релейного конца определено влияние импульсной работы ключа на практически необходимое минимальное значение напряжения Uвых определяемое скважностью импульсов, вырабатываемых мультивибратором:

(11)
(12)

Проведен анализ и дано решение, по защите от перенапряжения при изменении параметров РЦ.

Приведены результаты натурных испытаний лабораторного макета РЦ с коммутацией релейного конца на станции «Седельниково» Свердловской железной дороги – филиала ОАО «РЖД» (рисунки 9, 10). На рисунках импульсы соответствуют выходному напряжению детектора фазы тока, пилообразные кривые – выходному напряжению источника питания РЦ, rБ = 1,12 Омкм, длительность импульсов tи = 0,5 с, lРЦ = 1070 м.

Рисунок 9 – Осциллограммы работы РЦ в нормальном установившемся режиме работы

Натурные исследование режимов работы лабораторного макета РЦ подтвердило функциональные зависимости, полученные в расчетах и количественные значения основных параметров РЦ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы сделаны следующие выводы:

1. Установлено, что современные РЦ участков приближения к переездам и станциям, а также РЦ для контроля состояния путей на промышленном железнодорожном транспорте экономически неэффективны из-за необходимости организации высоковольтной и сигнальной линии связи между релейным и питающим концами.

2. Исследован метод контроля состояния РЦ на питающем конце с применением коммутации аппаратуры релейного конца, позволяющий использовать РЛ как канал телемеханики и как канал передачи достаточной электрической энергии для работы аппаратуры релейного конца;

3. Исследованы достоверные признаки для контроля состояния РЦ на питающем конце с применением коммутации аппаратуры релейного конца, определены предельные длины при различных условиях подключения аппаратуры РЦ, а также минимальные сопротивления балласта.

4. Предложен и научно обоснован метод контроля состояния РЦ на питающем конце по фазовому признаку с радиоканалом, использующий РЛ как канал передачи достаточной энергии для работы аппаратуры релейного конца.

5. Разработан и исследован принцип, позволяющий определить фазу выходного тока РЦ с радиоканалом на питающем конце. Определены области значений фазы выходного тока в различных режимах работы РЦ при разных длинах и значений сопротивления балласта.

6. Разработана методика определения координаты подвижной единицы при ее вступлении на участок РЦ, а также определение ее скорости и ускорения. Определен алгоритм задержки времени на закрытие переезда.

7. Разработаны схемотехнические решения и практические рекомендации по проектированию и внедрению в эксплуатацию данных систем, обладающих функциональной универсальностью и возможностью ее применения в самых различных областях СЦБ, имеющих, кроме того, свойство аппаратной унификации, что позволяет упростить процесс проектирования и снизить стоимость строительства.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

  1. Сисин В. А. Контроль целостности рельсов [Текст] / Б. С. Сергеев, В. А. Сисин // Транспорт Урала. – 2009. – №4 (23) – С. 37–40. ISSN 1815-9400. Журнал включен в Перечень ВАК РФ.
  2. Сисин В. А. Оптимизация устройств автоматической переездной сигнализации // Транспорт Урала. – 2011. – №3 (30) – С. 40–43. ISSN 1815-9400. Журнал включен в Перечень ВАК РФ.
  3. Сисин В. А., Сергеев Б. С. Способ контроля целостности рельсовой линии и устройство для его осуществления [Текст] / В. А. Сисин, Б. С. Сергеев / Пол. решение ФИПС Рос. Федерации заявки на изобретение №2010130962 (043879) от 23.07.2010.
  4. Сисин В. А. Контроль целостности рельсов [Текст] / Молодые ученые – транспорту - 2009 : сб. науч. тр., посв. 200-летию российских железных дорог. Ч.2. – Екатеринбург : УрГУПС, 2009. – С. 357–360.
  5. Сисин В. А. Контроль целостности рельсов методом импульсного зондирования [Текст] / Общие вопросы транспорта. Моделирование и оптимизация в логистических транспортных системах : сб. науч. трудов. – Екатеринбург: УрГУПС, 2011. – Вып. 89 (172). – С. 113–118.

СИСИН ВАЛЕРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ С ИМПУЛЬСНЫМИ МЕТОДАМИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ АТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

05.22.08 – Управление процессами перевозок

Подписано в печать 2012 г.
Формат 6090 1/16. Объем п.л. Заказ Тираж экз.

Издательство УрГУПС, 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.