Анализ методов повышения надежности электроснабжения электротранспорта, включенных в стратегию развития железнодорожного транспорта до 2030 года

Береснев Е.И.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

mugwort, Bertema incana - berteroa incana, frigeron canadensis - erigeron Canadian, Lactuca sertiola - wild lettuce, Melilotus officinalis - Melilotus officinalis, Tanacetum vulgare - tansy. Reference

1. Mihajlova A.I. Analysis of current situation in forest recultivation rock dumps. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten [Mining informational and analytical bulletins], 2008, no 5, pp. 291-298. (in Russian)

2. Manakov Ju.A., Kuprijanov A.N. Criteria for the diagnosis of primary succession stages on the blade Kuzbass. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten [Mining informational and analytical bulletins], 2009, no. 12, pp. 186193. (in Russian)

УДК 629.423.32

Е.И. Береснев

студент гр. ЭПм-161.

ИЭ, КузГТУ г. Кемерово, Российская Федерация Научный руководитель Ф.С. Непша старший преподаватель кафедры ЭГиПП, ИЭ, КузГТУ г. Кемерово, Российская Федерация

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА, ВКЛЮЧЕННЫХ В СТРАТЕГИЮ РАЗВИТИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА ДО 2030 ГОДА

Железнодорожный транспорт Российской Федерации совершенствуется: повышается тоннаж поездов, а также скорость их перемещения. Соответственно усиливаются требования к надежности и качеству электроснабжения. Сегодня необходим поиск новых резервов в совершенствовании работы, дальнейшего пути развития технических средств, технологий обслуживания, повышения надежности работы устройств электроснабжения, достижения высокой устойчивости работы электрифицированных магистралей. Основным документом, определяющим мероприятия по повышению качества и надежности электроснабжения электротранспорта в РФ на длительную перспективу, является «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года» (далее - Стратегия развития) [1]. Стратегия развития включает в себя различные организационно-технические мероприятия, направленные на решение следующих основных проблем электроснабжения электротранспорта:

1. Проблема обновления электрооборудования, отработавшего нормативный срок и, как следствие, рост повреждаемости оборудования. Электрооборудование железных дорог во многих случаях эксплуатируется за пределами их жизненного цикла, то есть дольше 40 лет. Важно отметить, что отдельные участки электроснабжения обеспечивают функционирование транспортных коридоров, обеспечивающих основной объем перевозок. Особенно подвергаются старению контактные провода, что приводит к нарушению движения поездов без возможности осуществления электроснабжения по резервным схемам. Статистика [2, 3, 4] удельной повреждаемости на участках со средним сроком службы свыше 35 лет свидетельствует о технико-экономической нецелесообразности дальнейшей эксплуатации устройств электроснабжения на этих участках. Удельная повреждаемость на наиболее старых участках выше средней в 1,6 раза и выше, чем на участках со сроком эксплуатации 10 лет в 2,3 раза. Для участков I категории она выше в 8 раз.

Снятие остроты, а в перспективе - полное решение указанной проблемы базируется на решении вопроса значительного увеличения объема ежегодного обновления электрооборудования, в первую очередь

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

участков с высоким потоком грузового и пассажирского движения.

2. Преобладание в сетях электроснабжения масляных трансформаторов. Масляные трансформаторы являются взрывопожароопасными т.к. используют легковоспламеняющееся трансформаторное масло. Возникновение внутренних повреждений, в особенности на трансформаторах, отработавших свой нормативный срок, может привести к нарушению транспортного потока на длительный промежуток времени.

3. Применение устаревшей схемы выпрямителя Ларионова. Схема Ларионова морально устарела (разработана в 1924 г.). Выпрямленное напряжение имеет значительную амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения, что снижает срок службы тяговых электродвигателей.

4. Устаревшие технологии эксплуатации систем электроснабжения железных дорог.

В соответствии со Стратегией развития, для решения вышеуказанных проблем предлагается ряд краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных проектов.

Краткосрочные проекты связаны с разработкой и внедрением передовых технологий сооружения, эксплуатации и ремонта электрооборудования, не предполагают огромных денежных вложений и рассчитаны на малые сроки (эффект заключается в снижении капитальных затрат и (или) эксплуатационных расходов):

— применение низколегированных магнием медных и бронзовых контактных проводов повышенной механической прочности и износостойкости при сохранении других характеристик;

— применение высокопроизводительных механизированных комплексов для демонтажа и раскатки проводов контактной сети (эффект заключается в снижении доли ручного труда и общем повышении производительности, а для участков скоростного и высокоскоростного движения);

— применение автомотрис с применением новых гидроподъемников и манипуляторов для монтажа конструкций контактной сети, в том числе тяжелого типа для восстановительных работ и работ на участках новой электрификации;

— применение силовых трансформаторов с безмасляным заполнением;

— применение преобразователей с двенадцатипульсовой схемой выпрямления. Их применение позволяет снизить относительную амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения, что позволяет повысить срок службы применяемого электрооборудования;

— применение блочно-модульной технологии сооружения и реконструкции тяговых подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения;

— применение экономичных источников света и осветительных установок.

Среднесрочные проекты предусматривают увеличение масштабов модернизации по сравнению с краткосрочными проектами, увеличение денежных затрат, рассчитаны на среднесрочное развитие:

— завершение обновления устройств электроснабжения со сверхнормативным сроком службы;

— оснащение железных дорог средствами диагностики узлов и элементов систем тягового электроснабжения (наиболее дорогостоящих либо подверженных отказам в наибольшей степени), в том числе мобильных - для контактной сети и трансформаторов, стационарных с функцией передачи данных -для выключателей и преобразователей тяговых подстанций. (Эффект заключается в снижении эксплуатационных расходов за счёт перехода от системы планово-предупредительных ремонтов к обслуживанию по фактическому состоянию, расширения полигона безлюдных технологий);

— внедрение специализации по содержанию и ремонту устройств электроснабжения путем организационного разделения функций содержания и ремонта устройств контактной сети, тяговых подстанций, электрических сетей;

— разработка и внедрение технических решений по контактным подвескам для скоростей движения до 400 км/ч (эффект заключается в повышении конкурентоспособности пассажирских перевозок);

— полное оснащение железных дорог высокопроизводительными механизированными комплексами для демонтажа и раскатки проводов контактной подвески;

— разработка контактов коммутационных аппаратов без применения дорогостоящих вставок и покрытий из благородных металлов с повышенной нагрузочной способностью (на номинальный ток до

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

8000А при напряжении 4,0 кВ при индуктивности цепи до 15 мГн);

Долгосрочные и высокорисковые проекты внедряют принципиально новые технологии, требуют значительных затрат, требуют длительного времени для реализации и извлечения прибыли, а также требуют решения фундаментальных научно-технических проблем:

- внедрение новых систем тягового электроснабжения повышенного напряжения - 6 и более кВ постоянного тока, 94 кВ переменного тока. Эффект заключается в увеличении пропускной способности системы тягового электроснабжения без сооружения новых тяговых подстанций и приобретения нового ЭПС, в особенности в регионах с неразвитой сетью внешнего электроснабжения.

Система автоматизированного управления устройствами электроснабжения должна быть составной частью общей системы автоматизированного управления ВСМ:

- различные методы и способы компенсации реактивной мощности в тяговой сети переменного тока;

- технологии, связанные с приёмом и использованием энергии рекуперации - конденсаторные и сверхпроводящие накопители (находятся на стадии успешных фундаментальных исследований);

- системы тягового электроснабжения повышенного напряжения 94 кВ переменного тока (реализация возможна при новой электрификации, при условии, что в регионе слабо развита система внешнего электроснабжения);

- системы тягового электроснабжения повышенного напряжения 13,2 кВ постоянного тока (система находится на стадии научных исследований. Кроме преимущества по более высоким энергетическим показателям очевидно преимущество по более высокой электромагнитной совместимости, в первую очередь с системами связи).

Для оптимизации организации труда и повышения производительности при монтаже устройств контактной сети предусматривается применение следующих инновационных технических средств и технологий:

- механизированных комплексов для демонтажа и раскатки проводов контактной подвески, которые в настоящее время эксплуатируются на участках обновления контактной сети ряда железных дорог);

- опор контактной сети повышенной надежности, долговечности, несущей способности, коррозионной стойкости раздельного типа, позволивших на участках постоянного тока исключить электрокоррозию;

- высокомачтовые осветительные установки с подъемно-опускной короной;

Повышение надёжности функционирования всех элементов инфраструктуры предусматривает внедрение высоконадёжных и малообслуживаемых инновационных разработок в области электромашиностроения (сухих трансформаторов, блочно-модульных тяговых подстанций, микропроцессорных защит, вакуумных и элегазовых выключателей). Оснащение объектов средствами диагностики узлов и элементов системы тягового электроснабжения, в первую очередь наиболее дорогостоящих либо в наибольшей степени подверженных отказам (мобильных - для контактной сети и стационарных для понижающих и тяговых трансформаторов, выпрямительного и мощного коммутационного оборудования стационарных с функцией передачи данных - для выключателей и преобразователей тяговых подстанций), дальнейшее расширение функциональности этих средств.

Таковы основные направления развития хозяйства электрификации и электроснабжения. Абсолютно очевидно, что вызовы эпохи прорывных наукоемких технологий требуют и от энергетиков железных дорог, и от отраслевой науки не останавливаться на достигнутых технических решениях в области электрической тяги, активно продвигать инновационные конструкторские и технологические разработки.

Заключение:

1. Электротранспорт в России имеет ряд проблем, которые мешают развитию железнодорожной отрасли. Главным образом эти проблемы связаны с технологической отсталостью электрооборудования;

2. В соответствии с [1] возможно внедрение ряда краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных проектов;

3. В связи с вышеперечисленным, внедрение указанных проектов позволяет осуществить [1], усилить железнодорожную отрасль РФ, повысить надёжность электрооборудования электротранспорта, а также расширить функционал электрооборудования.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

Список использованной литературы

1. «О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года»: Распоряжение Правительства РФ от 17.06.2008 № № 877-р. // утверждено распоряжением правительства РФ от 22.11.2008 № 1734-р;

2. Годовой отчёт 2012 / «ОАО» РЖД (Российские железные дороги). — Москва, 2012. — 275 с;

3. Годовой отчёт 2013 / «ОАО» РЖД (Российские железные дороги). — Москва, 2013. — 262 с;

4. Годовой отчёт 2014 / «ОАО» РЖД (Российские железные дороги). — Москва, 2014. — 226 с;

5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 - 2004 г.г.

УДК 004.048

И.В. Винокуров

к.т.н., доцент КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана г. Калуга, Российская Федерация

РАСПОЗНАВАНИЕ РЕГИСТРАЦИОННОГО НОМЕРА АВТОМОБИЛЯ НА НЕЙРОННОЙ СЕТИ ХЭММИНГА

Аннотация

В статье обосновывается выбор метода распознавания. Рассматриваются основные этапы обработки изображения регистрационного номера автомобиля. Реализуется распознавания его элементов на нейронной сети Хэмминга.

Ключевые слова

Регистрационный номер автомобиля, признаковые методы распознавания, адаптивная бинаризация,

нейронная сеть Хэмминга.

В настоящее время существует множество программных систем и аппаратно-программных комплексов распознавания регистрационных номеров автомобилей по фотографиям с видеокамер слежения - «Поток» (компания «Росси»), «MegaCar» (компания «Megapixel»), «Авто-Инспектор» (компания ISS) и т.п. Практически в каждой из них распознавание регистрационного номера автомобиля состоит из следующих основных этапов: предобработка, сегментация и распознавание. Этап распознавания символов является самым важным и может быть осуществлен тремя типами методов — шаблонными, структурными и признаковыми.

В признаковых методах усреднённое изображение каждого символа представляется как объект в n-мерном пространстве признаков. Полученный n-мерный вектор сравнивается с эталонными векторами, и изображение относится к наиболее подходящему из них. Одним из признаковых методов является адаптивное распознавание с использованием нейронных сетей. Этот метод может быть использован и для распознавания элементов регистрационных номеров автомобилей и заключаться в следующем:

1. обнаружение и выделение горизонтального фрагмента изображения, предположительно содержащего регистрационный номер автомобиля;

2. обнаружение и выделение из горизонтального фрагмента изображения регистрационный номер автомобиля;

3. обнаружение и выделение элементов регистрационного номера автомобиля из содержащего его фрагмента изображения;

4. распознавание элементов регистрационный номер автомобиля;

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Береснев Е. И.