CC BY
26
УДК 621.391
А. О. Шилин, А. С. Хохрин, Р. Р. Юсупов
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС), г. Самара, Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ ПОМЕХ ОТ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОГО ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО ТИПА С КОРРЕЛЯЦИОННЫМ ДЕШИФРАТОРОМ
Аннотация. В статье рассматривается приемное устройство автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) с корреляционным дешифратором. Целью данной работы является исследование влияния гармонических помех от высоковольтной линии электропередачи на функционирование нелинейного приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором. Экспериментальное исследование качества функционирования нелинейного приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором при воздействии гармонических помех от высоковольтных линий электропередачи выполнено с использованием метода имитационного моделирования. В исследовании использованы имитационные модели помех от высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП), приемника и корреляционного дешифратора канала АЛСН. Анализ осциллограмм, полученных в результате исследования, показал, что корреляционный дешифратор имеет ряд особенностей, обусловленных алгоритмом его функционирования. Корреляционный дешифратор более уверенно распознает кодовые комбинации длительностью 1,6 с (вырабатываемые кодовым путевым трансмиттером типа КПТ-5), чем длительностью 1,86 с (вырабатываемые кодовым путевым трансмиттером КПТ-7). Это выражается в более коротком временном интервале нарушения нормальной работы нелинейного приемного устройства АЛСН. При дешифрации кодовой комбинации (КК) длительностью и 1,6 с, и 1,86 с наблюдалась ситуация кратковременной дешифрации более разрешающей КК «Ж» вместо «КЖ». Однако продолжительность таких ситуаций не превышала двух кодовых циклов и не вызвала бы появление более разрешающего огня на локомотивном светофоре. В целом эксперименты показали, что алгоритм корреляционной дешифрации КК АЛСН нуждается в совершенствовании для более уверенного дешифрирования КК, вырабатываемых кодовым путевым трансмиттером типа КПТ-7(1,86 с).
Ключевые слова: сигнал, автоматическая локомотивная сигнализация с непрерывным каналом связи, индуктивно-рельсовая линия, гармоническая помеха, высоковольтная линия электропередач, имитационная модель, корреляционный дешифратор, эксперимент.
Aleksandr O. Shilin, Alexey S. Khokhrin, Ruslan R. Yusupov
Samara State Transport University (SSTU), Samara, the Russian Federation
STUDY OF THE EFFECT OF HARMONIC INTERFERENCE FROM A HIGH VOLTAGE POWER LINE ON THE OPERATION OF A NON-LINEAR RECEIVING DEVICE FOR CONTINUOUS AUTOMATIC LOCOMOTIVE SIGNALLING WITH A CORRELATION DECODER
Abstract. This paper considers a continuous automatic locomotive signalling (CALS) receiver with a correlation decoder. The aim of this paper is to investigate the influence of harmonic interference from a high-voltage power line on the operation ofa non-linear CALS receiver with a correlation decoder. The experimental study of the quality of operation of a non-linear CALS receiver with a correlation decoder under the influence of harmonic interference from high-voltage power lines was carried out using the simulation method. Simulation models of interference from a high-voltage power line (VPL), a receiver and a correlation decoder of the CALS channel were used in the study. The analysis of oscillograms obtained as a result of the study has shown that the correlation decoder has a number offeatures due to the algorithm of its functioning. The correlation decoder more confidently accepts code combinations with a duration of 1.6s (generated by the code track transmitter of CTT-5 type), than the duration of 1.86s (generated by the code track transmitter CTT-7). This is expressed in a shorter time interval of disturbance of the CALS non-linear receiving device. At decoding of the code combination (CC) with the duration of both 1.6 s and 1.86 s the situation of short-term decoding of the more permissive CC «Y» instead of «RY» was observed. However, the duration of these situations did not exceed two code cycles and would not have caused a more permissive light to appear at the locomotive traffic light. In general, the experiments have shown that the CALS CC correlation decoding algorithm needs improvement for more confident decoding of CCs produced by a code track transmitter of the CTT-7 type(1.86 s).
Keywords: signal, automatic locomotive signalling with a continuous communication channel, inductive-rail line, harmonic interference, high-voltage power line, simulation model, correlation decoder, experiment.
Для обеспечения безопасного и бесперебойного движения поездов используются различные системы и устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Немаловажную роль в функционировании железнодорожного транспорта играет автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (АЛСН) [1]. Данная система является основой современных систем интервального регулирования движения поездов [2]. Задача АЛСН - передавать информацию о показании ближайшего расположенного впереди напольного светофора прямо в локомотив, в кабину машиниста. Помехоустойчивость этой системы влияет на безопасность и график движения поездов [3].
В настоящее время в местах пересечения высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) в индуктивно-рельсовой линии (ИРЛ) канала АЛСН действуют гармонические помехи от токов, протекающих в фазных проводах ЛЭП, которые могут вызывать нарушения в работе АЛСН [4]. Для исследования влияния помех на функционирование канала АЛСН был использован корреляционный дешифратор сигналов АЛСН [5, 6], который дешифрирует числовой код, используемый в канале АЛСН, не путем подсчета количества импульсов в кодовой комбинации (КК), а путем оценки корреляции принятой КК с эталонными. Работа данного корреляционного дешифратора рассмотрена в нормальных условиях эксплуатации [7, 8], при воздействии временных искажений [9], а также при воздействии импульсных помех [10]. Основным методом исследования стало экспериментальное исследование посредством имитационного моделирования.
Сигналы кодовых комбинаций в системе АЛСН (рисунок 1) формируются кодовым путевым трансмиттером (КПТ-5 и КПТ-7). Трансмиттер типа КПТ-5 формирует сигнал с длительностью кодового цикла 1,6 с, а КПТ-7 - 1,86 с. В системе АЛСН на смежных блок-участках используют КПТ различного типа, что позволяет определить момент перехода локомотива с одного блок-участка на другой.
Кодовая комбинация
«З»
«Ж»
«КЖ»
«З»
«Ж»
«КЖ»
КПТШ-5
¿1и
¿п ¿2и
0,35
0,12
0,22
tu
0,12
¿3и
0,22
¿ин
0,57
¿1и
0,38
tn 0,12
¿2и
0,38
¿ин
0,72
0,23
¿ин
0,57
0,23
¿ин
0,57
Гц 1,6 с
КПТШ-7
¿1и
¿2и
0,35
0,12
0,24
¿и
0,12
¿3и
0,24
ин
0,79
¿1и
0,35
п
0,12
¿2и
0,60
ин
0,79
0,30
ин
0,63
0,30
¿ин
0,63
T
тт
1,86 с
Рисунок 1 - Кодовые комбинации АЛСН, вырабатываемые трансмиттерами типов КПТ-5 и КПТ-7
Подробное описание принципов работы системы АЛСН представлено в источнике [8].
t
t
и
и
t
п
t
t
и
и
В эксплуатируемых устройствах АЛСН не реализовано главное преимущество цифровой обработки сигналов - возможность применения сложных (например, корреляционных, нелинейных) методов обработки сигналов, принципиально не реализуемых на аналоговой элементной базе. Процесс передачи сообщений числовым кодом на локомотивы по рельсовым линиям сопровождается воздействием помех. Это приводит к смене показаний локомотивного светофора на ложное, не соответствующее текущей поездной обстановке.
Помехи по воздействию на полезный сигнал подразделяются на аддитивные и мультипликативные. Аддитивное воздействие - это сумма полезного сигнала и помехи, мультипликативное - умножение. Мешающее воздействие помех можно представить совокупностью аддитивного и мультипликативного воздействия.
На рисунке 2 представлены графики, демонстрирующие аддитивное и мультипликативное воздействие помехи:
а) полезный сигнал
б) помеха п(0;
в) аддитивное воздействие;
г) мультипликативное воздействие.
а)
б)
в)
г)
Рисунок 2 - Графики, поясняющие воздействие аддитивной и мультипликативной помехи на полезный сигнал
По своему характеру помехи подразделяются на импульсные, гармонические и флуктуа-ционные.
Аддитивные помехи гармонического характера могут формироваться в рельсовой линии (РЛ) при наличии следующих источников:
- магнитные поля токов в линиях электропередач и от прочих источников в местах их пересечения с РЛ;
- гармоники тягового тока, вызванные работой устройств тиристорного управления тяговыми двигателями;
- гармоники тягового тока, вызванные рекуперативным торможением;
- гармоники и субгармоники тягового тока, вызванные низкокачественной работой тяговых подстанций и нелинейным характером элементов тяговой сети;
- сигналы параллельно работающих систем АБ и АЛС;
- магнитное поле, появившееся в результате локальной намагниченности рельсов;
- присутствие «шпального эффекта».
и , в 1 s(t) 0
и , в
и , в
^ С
10
0.5
и(0 0 0
и , В 1.5 1
s(t)+n(t) о
^ С
10
^ С
10
0.5
s(t)n(t)
-0.5 -
о
^ С
10
0
5
5
-1
0
5
5
В общем случае аддитивная гармоническая помеха представляет собой гармоническое колебание с изменяющимися во времени параметрами: амплитудой, частотой и мгновенной фазой. Высоковольтная ЛЭП является одним из источников гармонических помех в канале АЛСН. Они возникают из-за создающегося электромагнитного поля в местах сближения воздушных и кабельных высоковольтных ЛЭП с железной дорогой. При перпендикулярном пересечении ЛЭП с РЛ степень влияния помех со стороны ЛЭП на АЛСН наименьшая. Гармонические помехи от ЛЭП возникают из-за разности высоты подвески приемных катушек АЛСН к раме локомотива, разброса значений их электрических и магнитных параметров.
На участках с электротягой кроме сигнального тока по рельсовой линии проходит обратный тяговый ток, который имеет одинаковое направление в обеих рельсовых нитях и также создает в устройствах АЛСН гармонические помехи. Приемные катушки подключены последовательно и встречно для тягового тока таким образом, что ЭДС, наводимые в приемных катушках магнитным полем тягового тока, взаимно вычитаются.
Гармонические помехи появляются из-за гармоник и субгармоник тягового тока. Одной из причин появления гармонических помех является изменение симметрии плеч выпрямителей тяговых подстанций. На графике, представленном на рисунке 3, видны спектральные составляющие постоянного тягового тока на частотах 100 и 200 Гц.
Рисунок 3 - График модуля спектральной плотности амплитуды помех от тягового тока
Гармонические помехи могут возникнуть также, если тяговые двигатели локомотива возвращают электрическую энергию в контактную сеть (в режиме рекуперации).
На рисунке 4 представлены спектральная составляющая ЭДС гармонической помехи от тягового тока на частоте 300 Гц, появившаяся при шестифазной схеме выпрямления на тяговой подстанции, и спектральная составляющая на частоте 100 Гц, возникшая в результате нарушения симметрии плеч выпрямителя.
Рисунок 4 - График модуля спектральной плотности амплитуды помех от тягового тока при нарушении симметрии плеч выпрямителя
В данной работе используется имитационная модель гармонических помех от высоковольтных ЛЭП. В качестве среды для реализации процесса имитационного моделирования используется среда визуального программирования и моделирования Simulink математического пакета МА^АВ.
Далее приведено описание имитационной модели, разработанной для исследования шестиканального корреляционного дешифратора. Имитационная модель установки для исследования содержит следующие функциональные блоки (рисунок 5):
1) блок модели для генерации кодового сигнала АЛСН и гармонических помех в ИРЛ (Блок генерации сигнала и помехи (БГСП));
2) блок модели приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором (ПУ АЛСН);
3) блок средств регистрации и визуализации результатов моделирования (Scope 1).
0ut1
1п1
0ut2
OutS
1п2
0ut4
БГСП ПУ АЛСН всоре"1
Рисунок 5 - Схема имитационной модели установки для исследования
Блок БГСП состоит из следующих блоков:
«Сигнал АЛСН» - блок генерации кодового сигнала АЛСН, позволяющий генерировать амплитудно-манипулированные сигналы всех кодовых комбинаций числового кода, применяемых в канале АЛСН;
«ГП» - блок генерации гармонической помехи от высоковольтной ЛЭП, формирующий временную последовательность отсчетов помехи от ЛЭП;
«ОШ:1», «ОШ:2» - вспомогательные блоки портов вывода сигналов из блока БГСП в блок «ПУ АЛСН».
В качестве модели формирования кодового сигнала АЛСН использована имитационная модель. Для регистрации и визуализации результатов моделирования используются встроенные средства МА^АВ - многоканальные осциллографы.
На рисунке 6 показаны осциллограммы, демонстрирующие процесс формирования сигнала АЛСН (КК «З» с длительностью цикла 1,6 с). Здесь сверху вниз показаны осциллограммы:
- несущее гармоническое колебание заданной амплитудой 0,2 В и частотой 50 Гц;
- модулирующий сигнал - КК «З» с длительностью цикла 1,6 с;
- сформированный сигнал АЛСН.
и(В)
Рисунок 6 - Осциллограммы, показывающие процесс формирования сигнала АЛСН
В качестве модели генератора гармонических помех от ЛЭП использована совокупность двух имитационных моделей:
- программа формирования помехи прямого влияния ЛЭП;
- программа формирования помехи косвенного влияния ЛЭП.
На рисунке 7 показаны осциллограммы сигнала АЛСН (КК «З» с длительностью цикла 1,6 с) и гармонической помехи от ЛЭП (трехпроводная ЛЭП с горизонтальным расположением фазных проводов на высоте 15 м над рельсами, в каждом проводе протекает ток 3000 А, угол пересечения ЛЭП и железнодорожной линии - 60°, скорость движения локомотива в зоне влияния ЛЭП - 20 м/с), а также их аддитивной смеси при коэффициенте асимметрии приемного тракта канала АЛСН Ка = 0,4.
и(В)
.О.з I-1-1-1-1-1-1-1-1-1.
6 -1-1-1-1-1-1-1-1-г
Рисунок 7 - Осциллограммы (сверху вниз): сигнал АЛСН, гармоническая помеха от ЛЭП и их аддитивная смесь на входе приемного устройства АЛСН
Блок ПУ АЛСН (рисунок 8) состоит из следующих блоков:
- «Приемник АЛСН» - блок имитационной модели приемника сигналов АЛСН;
- «КД» - блок, имитирующий корреляционный дешифратор кодовых комбинаций АЛСН;
- «1п1», «1п2», «ОШ;1»-«ОШ;4» - вспомогательные блоки портов ввода сигналов в блок «ПУ АЛСН»и вывода сигналов из него.
Рисунок 8 - Общий вид имитационной модели блока «ПУ АЛСН»
В качестве имитационной модели приемника сигналов АЛСН использована модель, позволяющая подавать на ее входы сигнал АЛСН и несколько видов помех, а также задавать в экспериментах значение коэффициента продольной асимметрии ИРЛ, от которого зависит величина помех от тягового тока на входе приемного устройства.
На рисунке 9 показаны осциллограммы, демонстрирующие процесс обработки приемником аддитивной смеси сигнала АЛСН (КК «З» с длительностью цикла 1,6 с) и гармонической помехи. Здесь сверху вниз показаны осциллограммы:
- аддитивная смесь сигнала АЛСН и гармонической помехи на входе приемника АЛСН;
- сигнал на выходе полосового фильтра приемника;
- огибающая сигнала АЛСН на выходе вычитающего устройства;
- сигнал на выходе приемника АЛСН.
и(В)
~1-1-1-1-1-1-1-г
IIIIII 14^11
ГППРг
_|_|_
_|_I_I.
" ЩI
КжМ]
t(с)
Рисунок 9 - Осциллограммы, показывающие процесс приема аддитивной смеси сигнала АЛСН и гармонической помехи
По осциллограммам, приведенным на рисунке 9, видно, что перерыв в приеме сигнала АЛСН составил около 13 с, или 8 циклов КК «З», что неминуемо вызовет сбой в работе АЛСН вида «З» - «Б».
Внешний вид модели корреляционного дешифратора (Блок КД) представлен на рисунке 10.
С±>
1п1
1п 1 ОиП
Елок синхронизации
сил г 1 б □ utZH 1.6
си! кгн
1.В6
о^гн 186 01й кгн 1_8б
Генератор _
опорных сигналов
1п1
очи 1П.1
1п2
1пЗ
0и12 1п2
1п4
1п 5- Ои^ ОиИ 1пЗ
1п6
1п7 0[Й4 1п4
1па
Коррелятор
РУ2
ОиП
Рисунок 10 - Внешний вид имитационной модели корреляционного дешифратора (КД) сигналов АЛСН
Блок «КД» состоит из следующих блоков:
«Блок синхронизации» - блок, определяющий начало кодовой комбинации и формирующий синхроимпульсы для управления генератором опорных сигналов;
«Генератор опорных сигналов» - блок, формирующий шесть опорных сигналов (кодовые комбинации «З», «Ж» и «КЖ» для двух типов кодовых путевых трансмиттеров) по синхроимпульсам от блока синхронизации;
«Коррелятор» - блок, рассчитывающий значения коэффициентов корреляции принятого кодового сигнала АЛСН и опорных сигналов;
«РУ2» - блок (второе решающее устройство), принимающий решение о принятой кодовой комбинации по максимальному значению коэффициента корреляции [10].
На рисунке 11 показаны осциллограммы, демонстрирующие процесс приема и дешифрации сигнала АЛСН (КК «З» с длительностью цикла 1,6 с), полученные с помощью осциллографа <^соре1». Здесь сверху вниз показаны осциллограммы:
- аддитивная смесь сигнала АЛСН и гармонической помехи на входе приемника;
- огибающая сигнала АЛСН на выходе амплитудного детектора;
- сигнал АЛСН на выходе приемника;
- сигнал на выходе РУ2 корреляционного дешифратора.
Рисунок 11 - Осциллограммы, демонстрирующие процесс приема и дешифрации сигнала АЛСН
(КК «З» с длительностью цикла 1,6 с)
Из осциллограмм, приведенных на рисунке 11, видно, что процесс правильной дешифрации КК прерывается на 14 с, затем КД принимает решение о приеме КК «КЖ», а потом - о приеме КК «З».
Для оценки качества дешифрации сигналов могут использоваться различные показатели. Поскольку оценивается качество дешифрации сигналов в условиях действия помех, используемые показатели должны отражать способность приемного устройства с корреляционным дешифратором противостоять вредному действию гармонических помех.
Анализ осциллограмм, полученных в результате исследования, показал, что корреляционный дешифратор имеет ряд особенностей, обусловленных алгоритмом его функционирования.
Корреляционный дешифратор более уверенно распознает кодовые комбинации длительностью 1,6 с (вырабатываемые КТП-5), чем длительностью 1,86 с (вырабатываемые КПТ-7) [10]. Это выражается в более коротком временном интервале нарушения нормальной работы АЛСН.
В целом эксперименты показали, что алгоритм корреляционной дешифрации КК АЛСН нуждается в совершенствовании для более уверенного дешифрирования КК, вырабатываемых трансмиттером КПТ-7.
Список литературы
1. Леушин, В. Б. Особенности каналов автоматической локомотивной сигнализации магистральных железных дорог : учебное пособие / В. Б. Леушин, Р. Р. Юсупов. - Самара. : Самарский гос. ун-т путей сообщения, 2007. - 115 с. - Текст : непосредственный.
2. Надежкин, В. А. Анализ новых систем интервального регулирования движения поездов / В. А. Надежкин, А. С. Хохрин, В. Б. Тепляков. - Текст : непосредственный // Образование - Наука - Производство : материалы всероссийской научно-практической конференции. - Чита : Забайкальский институт железнодорожного транспорта, 2020. - С. 169-173.
3. Сороко, В. И. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики : справочник : в 2 кн. / В. И. Сороко, Е. Н. Розенберг. - Москва : Планета, 2000.- Кн. 2. - 1008 с. - Текст : непосредственный.
4. Леушин, В. Б. Анализ причин сбоев в системе АЛСН / В. Б. Леушин, К. Э. Блачев, Р. Р. Юсупов. - Текст : непосредственный // Автоматика, связь, информатика. - 2013. - № 4. -С. 20-25.
5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021611979 Российская Федерация. Имитационная модель шестиканального корреляционного дешифратора кодовых комбинаций автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН : № 2021610997 : заявлено 29.01.2021 : опубликовано 09.02.2021 / Р. Р. Юсупов, В. Б. Леушин,
A. С. Хохрин. - Текст : непосредственный.
6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021611860 Российская Федерация. Имитационная модель установки для исследования функционирования шестиканального корреляционного дешифратора кодовых комбинаций автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН : № 2021611102 : заявлено 29.01.2021 : опубликовано 08.02.2021 / Р. Р. Юсупов, В. Б. Леушин, А. С. Хохрин. - Текст : непосредственный.
7. О корреляционной дешифрации кодовых комбинаций сигнала АЛСН / Р. Р. Юсупов,
B. Б. Леушин, А. С. Хохрин, А. Д. Солодова. - Текст : непосредственный // Наука и образование транспорту. - 2020. - № 1. - С. 302-306.
8. Анализ функционирования корреляционного дешифратора сигналов АЛСН в номинальных условиях эксплуатации / Р. Р. Юсупов, В. Б. Леушин, А. С. Хохрин, А. Д. Солодова. -Текст : непосредственный // Наука и образование транспорту. - 2020. - № 1. - С. 306-310.
9. Анализ функционирования корреляционного дешифратора кодовых комбинаций АЛСН при искажении временных параметров сигналов / Р. Р. Юсупов, В. Б. Леушин, А. С. Белоногов, А. С. Хохрин. - Текст : непосредственный // Вестник транспорта Поволжья. - 2021. -№ 1 (85). - С. 54-63.
10. Шилин, А. О. Анализ влияния импульсных помех на функционирование приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором / А. О. Шилин, А. С. Хохрин, Р. Р. Юсупов. - Текст : непосредственный // Вестник транспорта Поволжья. - 2021. - № 6 (90). - С. 40-50.
References
1. Leushin V. B., Iusupov R. R. Osobennosti kanalov avtomaticheskoi lokomotivnoi signalizatsii magistral'nykh zheleznykh dorog: uchebnoe posobie (Features of automatic locomotive signaling channels of mainline railways: textbook). Samara: Samara State Transport University Publ., 2007, 115 p.
2. Nadezhkin V. A., Khokhrin A. S., Tepliakov V. B. Analysis of new systems of interval regulation of train traffic [Analiz novykh sistem interval'nogo regulirovaniia dvizheniia poezdov]. Obra-zovanie - Nauka - Proizvodstvo: materialy vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Education - Science - Production: materials of the All-Russian Scientific and Practical conference). -Chita, 2020, pp. 169 - 173.
3. Soroko V. I., Rozenberg E. N. Apparatura zheleznodorozhnoi avtomatiki i telemekhaniki: spravochnik: v 2 knigakh (Railway automation and telemechanics equipment: reference book: in 2 books). Moscow: Planeta Publ., 2000, vol. 2, 1008 p.
4. Leushin V. B., Blachev K. E., Yusupov R. R. Analysis of the causes of failures in the ALSN system [Analiz prichin sboev v sisteme ALSN]. Avtomatika, sviaz', informatika - Automation, communications, computer science, 2013, no. 4, pp. 20 - 25.
5. Yusupov R. R., Leushin V. B., Khokhrin A. S. Certificate of state registration of the computer program 2021611979, 09.02.2021.
6. Yusupov R. R., Leushin V. B., Khokhrin A. S. Certificate of state registration of the computer program 2021611860, 08.02.2021.
7. Yusupov R. R., Leushin V. B., Khokhrin A. S., Solodova A. D. On correlation decoding of ALSN signal code combinations [O korreliatsionnoi deshifratsii kodovykh kombinatsii signala ALSN]. Nauka i obrazovanie transportu - Science and education for transport, 2020, no. 1, pp. 302 - 306.
8. Yusupov R. R., Leushin V. B., Khokhrin A. S., Solodova A. D. Analysis of the functioning of the correlation decoder of ALSN signals under nominal operating conditions [Analiz funktsion-irovaniia korreliatsionnogo deshifratora signalov ALSN v nominal'nykh usloviiakh ekspluatatsii]. Nauka i obrazovanie transportu - Science and education for transport, 2020, no. 1, pp. 306 - 310.
9. Yusupov R. R., Leushin V. B., Belonogov A. S., Khokhrin A. S. Analysis of the functioning of the correlation decoder of ALSN code combinations with distortion of the time parameters of signals [Analiz funktsionirovaniia korreliatsionnogo deshifratora kodovykh kombinatsii ALSN pri is-kazhenii vremennykh parametrov signalov]. Vestnik transporta Povolzh'ia - Bulletin of transport of the Volga region, 2021, no. 1 (85), pp. 54 - 63.
10. Shilin A. O., Khokhrin A. S., Iusupov R. R. Analysis of the effect of pulse interference on the functioning of the ALSN receiver with a correlation decoder [Analiz vliianiia impul'snykh pomekh na funktsionirovanie priemnogo ustroistva ALSN s korreliatsionnym deshifratorom]. Vestnik transporta Povolzh'ia - Bulletin of transport of the Volga region, 2021, no. 6 (90), pp. 40 - 50.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Шилин Александр Олегович
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС).
Свободы ул., д. 2в, г. Самара, 443066, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта», СамГУПС.
Тел.: +7 (996) 624-14-07.
E-mail: alex.shilin199@mail.ru
Хохрин Алексей Сергеевич
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС).
Свободы ул., д. 2в, г. Самара, 443066, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», СамГУПС.
Тел.: +7 (987) 153-69-00.
E-mail: retturr24@mail.ru
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Shilin Aleksandr Olegovich
Samara State Transport University (SSTU).
2 v Svoboda st., 443066 Samara, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Railway Electricity Supply», SSTU.
Phone: +7 (996) 624-14-07.
E-mail: alex.shilin199@mail.ru
Khokhrin Alexey Sergeevich
Samara State Transport University (SSTU).
2 v Svoboda st., 443066 Samara, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Automation, telemechanics and communication in railway transport», SSTU.
Phone: +7 (987) 153-69-00.
E-mail: retturr24@mail.ru
Юсупов Руслан Рифович
Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС).
Свободы ул., д. 2в, г. Самара, 443066, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», СамГУПС.
Тел.: +7 (937) 172-90-64.
E-mail: ruskurs@rambler.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Шилин, А. О. Исследование влияния гармонических помех от высоковольтной линии электропередачи на функционирование нелинейного приемного устройства автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа с корреляционным дешифратором / А. О. Шилин, А. С. Хохрин, Р. Р. Юсупов. - Текст : непосредственный //Известия Транссиба. - 2021. - № 4 (48). - С. 66 - 76.
Yusupov Ruslan Riphovich
Samara State Transport University (SSTU).
2 v Svoboda st., 443066 Samara, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Docent, associate professor of the department «Automation, telemechanics and communication in railway transport», SSTU.
Phone: +7 (937) 172-90-64.
E-mail: ruskurs@rambler.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Shilin A. O., Khokhrin A. S., Yusupov R. R. Study of the effect of harmonic interference from a high voltage power line on the operation of a non-linear receiving device for continuous automatic locomotive signalling with a correlation decoder. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 4 (48), pp. 66 - 76 (In Russian).
УДК 621.336
М. С. Михайлов, О. А. Сидоров, А. Н. Смердин
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИИ ТОКОПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Аннотация. Работа посвящена рассмотрению возможности применения композиционных материалов с алюминиевой матрицей в конструкции токоприемников электроподвижного состава. В настоящее время существует тенденция повышения скоростей движения электрического транспорта. Обеспечение надежного и экономичного токосъема в таких условиях может быть обеспечено путем снижения массы конструкции токоприемников, в том числе за счет применения композиционных материалов. Проанализированы возможность применения композиционных материалов в деталях и узлах токоприемников, работающих в условиях повышенных токовых нагрузок и при высоких скоростях движения, и механические характеристики традиционных материалов, используемых в конструкции каретки, и предлагаемых композиционных материалов. Разработана конструкция каретки скоростного электроподвижного состава, в которой в качестве конструкционного материала применен алюмоматричный композит. Произведен прочностной анализ с использованием метода конечных элементов в программном комплексе SOLIDWORKS Simulation. Сравнение прочностных характеристик узлов кареток, выполненных из традиционных материалов и алюмоматричного композита, показало возможность снижения их массы в случае применения композита без снижения прочности элементов конструкции. Статическая характеристика каретки, в которой был применен композиционный материал, совпадает со статической характеристикой каретки, выполненной из традиционных материалов, что подтверждает возможность использования алюмоматричного композита без внесения значительных изменений в конструкцию каретки. Для оценки динамических характеристик композитной каретки и ее влияния на динамические характеристики токоприемника было проведено моделирование с использованием методов многотельного моделирования SOLIDWORKS Motion. Полученные результаты моделирования свидетельствует об улучшении динамических характеристик при использовании композиционных материалов, что положительно влияет на качество токосъема.
Ключевые слова: высокоскоростной железнодорожный транспорт, токоприемник, композиционные материалы, алюмоматричные композиты, конечноэлементный анализ, многотельное моделирование, компьютерное моделирование, контактное нажатие.
