Методологічні концепції удосконалення системи керування тягового електропостачання залізниць Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 621.331

МАТУСЕВИЧ О. О. (ДНУЗТ)

МЕТОДОЛОГ1ЧН1 КОНЦЕПЦП УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗАЛ1ЗНИЦЬ

Представив д.т.н., професорГончаровЮ.П.

Вступ

Ускладнення технолопчних процесiв i ре-жимiв роботи пристрой тягового електропос-тачання, шдвищення вимог до надiйностi i без-перебiйностi !х функцiонування, перехщ на но-вi економiчнi i соцiальнi умови роботи дистан-цш електропостачання, а також тенденцiя до широкого застосування в електроенергетищ сучасно! мiкроелектронно! i м^о^о^^рно! технiки е основними чинниками, що вимагають i визначають концепцiю пiдвищення техшчно! досконалосп, надiйностi функцiонування i ро-зширення областi автоматичного керування тягового електропостачання.

Основна частина

Розвиток i вдосконалення систем управлiння електропостачання електрифiкованих затзниць Украш вимагають визначення стратегiчних принцитв побудови !х математичного забезпе-чення, особливо в частинi, що стосуеться авто-матизаци процесiв пiдготовки i вибору рiшень. Результати дослiджень [1] свщчать про доцшь-нiсть переходу до широкого використання в автоматизованих системах управлшня (АСУ) баз знань i заснованих на них когштивних ме-тодiв пiдтримки ухвалення ршень. Вживання когнiтивних методiв (когнiтивнiсть, вщ лат. cognitio, «пiзнання, вивчення, усвщомлення») стало можливим завдяки розвитку щей штучного штелекту. Найважливiша перевага когш-тивного методу - вщвертють системи управ-лiння по вщношенню до знань, можливiсть !х оперативного поповнення i уточнення. У поед-наннi з автоматичною розробкою програм об-робки даних це забезпечуе адаптившсть системи, модифiкуеться И програмне забезпечення.

1ншою перевагою систем, заснованих на знаннях, е можливють автоматично1 штерпре-тацп станiв зовшшнього середовища i системи на мовi понять представлення результатiв ана-лiзу ситуацiй у формi звичнiй для людини. Для таких систем характерне уявлення знань i вщо-мостей про обстановку на декшькох рiвнях:

- об'ектiв i процесiв у фiзичнiй реальностi;

- елементiв шформацп i завдань !х обробки;

- даних i програм ЕОМ.

Наявшсть едино! бази знань створюе перед-умови для штеграци шформацшно-розрахункових систем (IPC) i АСУ рiзних рiв-нiв в iнформацiйне керуючi системи (IKC) з метою шдвищення техшчно! досконалостi та надiйностi функщонування системи керування пристроями тягового електропостачання елект-рифiкованих залiзниць.

Основними чинниками як визначають кон-цепщю пiдвищення техшчно! досконалостi та надшност функцiонування системи керування тягового електропостачання [2, 3] е:

- ршення першочергових завдань що стояти перед електрифшованими залiзницями Украш неможливо без вдосконалення системи автома-тизованого управлшня енергопостачанням та забезпечення стшко! i надшно! роботи пристро-!в тягового електропостачання;

- ускладнення технолопчних процешв i ре-жимiв роботи пристро'в тягового електропостачання викликанi збшьшенням швидкостей i iнтенсивнiстю руху потяпв;

- пiдвищення вимог до надшносп i безпере-бiйностi функцiонування електротехшчного устаткування тягових пiдстанцiй, контактно! мереж^ системи управлiння i тягового електропостачання в цшому;

- необхщшсть розширення областi застосу-вання i складу завдань автоматизованих систем управлiння i автоматичного контролю у зв'язку з обмеженням трудових ресурсiв i новими еко-номiчними та соцiальними умовами роботи;

- перехщ до широкого застосування сучасно! мiкроелектронiки i мшропроцесорно! технiки, розробкою сучасних iнтелектуальних систем телемехашки i АСУ електрифiкованих затз-ниць;

- швидкий розвиток i розповсюдження мш-ропроцесорно! технiки, пристро!в зв'язку з об'е-ктом управлшня;

- розвиток теоретичних основ автоматизаци управлiння;

- управлiння сучасними пристроями тягового електропостачання, коли потрiбнi висока

швидюсть i надiйнiсть ухвалення рiшень, повинна здшснюватися сучасними iнтегрованими телемехашчними комплексами;

- силова деструктивна дiя, що реалiзовуeться по дротяних i бездротових каналах зв'язку, а також шсля джерел живлення, в даний час е серйозною зброею проти АСУ;

- захист автоматики i телемеханiки вiд внут-рiшнiх i зовнiшнiх завад;

- забезпечення передачi i прийому шформацп пiсля канашв зв'язку, з достовiрнiстю вщповщно1 встановленим критерiям тощо.

В основу методологи шдвищення техшчно1 досконалостi i надшност функцiонування систем автоматизованого управлшня покладена 1х подальша iнтелектуалiзацiя i апаратно - про-грамна реалiзацiя [4,5].

Електротехнiчнi елементи тягових шдстанцш (ТП), контактнiй мереж (КМ), розподшьчих при-стро!в (РП), постiв секцюнування (ПС), шформа-цiйно-керуючих телемеханiчних комплекав (1КТК), АСУ в цiлому в кожен момент часу знахо-дяться в одному з безлiчi сво!х можливих станiв. Перехщ з одного в шший стан вщбуваеться шд впливом внутрiшнiх i зовнiшнiх причин стрибком в момент 1х появи, а також вщбуваеться безперер-вна змша станiв мгж цими моментами. До внутрь шнiх причин можна вщнести рiзного роду дефек-ти, вщхилення значень параметрiв вщ заданих iз-за старiння тощо. Зовнiшнi ди - вхiднi управляючi i збурюючи впливи. Стан об'екту i навколишнього середовища, що складаеться в даний час, включа-ючи систему управлiння, утворюють ситуащю. Безлiч ситуацiй може бути роздшена на шдмно-жини штатних i нештатних ситуацiй, яю, в свою чергу, можуть бути роздiленi на окремi класи. Кожному класу або окремiй ситуацл вiдповiдае одне або декшька можливих управляючих ршень, най-доцiльнiше в даний момент по наявних знаннях. Ц ршення можуть бути екстрапольованi на заданий штервал часу i проанашзоваш вiдповiдно до критерив цщьово1 функцл конкретного завдання управлiння. Реалiзуеться пстм ильки одне з них.

Формування управляючого рiшення, у зале-жност вiд конкретного завдання може бути одне кроковим без або iз зворотним зв'язком з потоковою ситуащею, або багатокроковим (си-туативним) вщповщно:

Н1: Б, (г,) ^ и ^; (1)

Н 2: Бк (?г) ^ \и] (?г)], к, т; (2) Н3: Б,(г,) ^ Бт \и} (г, + Т)],к,т, (3)

© Електрифшащя транспорту, № 1. - 2011.

де Бк(г.) - ситуацiя в момент часу г.;

и ■ - управляюче рiшення;

Н1 - безлiч правил вщповщносп ситуацiям (класам) управляючого рiшення;

Н 2 - безлiч правив вщповщносп ситуацiям в багатокроковому управлiннi;

Н з - безлiч правив екстраполяцп ситуацiй в часi вiдповiдно до закошв роботи об'екту.

Автоматизованiй (автоматичний) контроль i управлiння на ТП, КМ, РП, ПС засноваш в даний час в основному на одне кроковому (без або iз зворотним зв'язком) ухваленш ршення. Крiм того, ухвалення ними ршень здшснюеть-ся тiльки в припущенш однозначностi встанов-лено! ситуаци.

Реально мають мiсце ситуаци, в яких точно визначити стан об'екту в даний момент часу не представляеться можливим з причини неповно-ти або неоднозначност початково1 шформацп при наявних тимчасових i iн. обмеженнях. В цих умовах iснуючi системи керування не во-лодiють здатшстю здiйснювати багатокрокове керування та дiяти цiлеспрямовано зi свое1 не-досконалосп, що знижуе !х ефективнiсть. На цей час на дистанщях електропостачання елек-трифiкованих залiзниць Укра1ш застосовують застарiлi системи автоматизованого керування (бшя 90%) [6].

Виходячи з цього штелектуатзащя систем, за пропозицiею автора, передбачае:

- шдвищення !х шформованост при розт-знаваннi i щентифшацп станiв об'екту за раху-нок розширення складу параметрiв ознак i джерел шформацп i створення правил вщповщнос-тi ситуацiям;

- додання !м здiбностi цiлеспрямованого ухвалення достовiрного рiшення в умовах частко-во! невизначеностi ситуаци з використанням методiв експертних систем та орiентацiею !х на роботу в реальному масштабi часу в умовах динамiчних ситуацiй;

- реалiзацiю багатокрокового (ситуативного) управлшня;

- самоконтроль i вщновлення основних фун-кцiй шляхом реконф^урацп системи;

- надання штелектуальних послуг, включа-ючи видачу порад i довщково1 шформацп у рiз-них нештатних ситуацiях;

- розвиток функцюнальних можливостей шляхом нарощування програмного забезпечен-ня i «навчання системи» тощо.

Висновки

1. Концепцп пiдвищення техшчно1 доскона-лостi i надiйностi функцiонування систем авто-

51

матизованого та автоматичного керування по-винш вщповщати сучасно! тенденцi! розвитку пристро!в тягового електропостачання i здшс-нюються на сучасних досягненнях науки i техш-ки в областi принцитв i засобiв автоматизацi!.

2. 1нтелектуатзащя систем автоматизовано-го управлiння, яка прийнята як методолопчна концепцiя, передбачае:

- шдвищення !х iнформованостi при розш-знаваннi i iдентифiкацi! сташв об'екту за раху-нок розширення складу параметрiв ознак i дже-рел iнформацi!;

- додання !м здiбностi цiлеспрямованого ух-валення ршення в умовах частково! невизначе-ност ситуацi! з використанням методiв експер-тних систем, коли це тдвищуе !х ефективнiсть;

- реалiзацiю багатокрокового (ситуативного) управлшня;

- самоконтроль i вщновлення основних фун-кцiй, надання iнтелектуальних послуг, розвиток функцiональних можливостей.

3. Зпдно пропонованих автором концепцш удосконалення системи керування тягового елек-тропостачання першочерговими напрямами е:

- комплектацiя ТП, КМ, РП, ПС сучасним силовим електроустаткуванням;

- створення сучасних мшропроцесорних ш-формацiйне - керуючих комплексiв для ТП з метою розширення област автоматизацi! та здшснення автоматизованого комерцiйного об-лiку електроенерги;

- розширення областi автоматизацi! i шдви-щення якостi виконання завдань контролю i управлiння пристроями КМ, РП, ПС;

- для забезпечення ефективного керування сучасними системами електропостачання елек-трифшованих залiзниць Укра!ш необхiдно про-водити поетапну замшу застаршо! телемеханiки на сучаснi штегроваш системи керування. Впровадження на об'ектах затзнично! енерге-тики сучасних 1УТК дозволяе зробити цi об'ек-ти не обслуговуваними (вщсутнють постiйного чергового персоналу), це шлях до полшшення

технiко-економiчних показникiв функцюну-вання пристро!в тягового електропостачання залiзниць.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Ярушек, В. Е. Применение логики присутствия в интеллектуальных информационно-управляющих системах [Текст] / В. Е. Ярушек, В. Г. Прохоров // Материалы Второй Всесоюз. конф. «Искусственный интеллект-90» - Минск. - 1990. -Т. 3. - С. 198—202.

2. Котельников, А. В. Мировые тенденции в развитии электрификации железных дорог на рубеже векав [Текст] / А. В Котельников, А. Н. Глонти. // Бюллетень ОСЖД. Варшава. - 2001. - №6. - С. 9 -18.

3. Матусевич, А. А. Некоторые подходы к развитию телемеханики [Текст] / А. А. Матусевич // Залiзничний транспорт Укра'ни. - 2007. - № 2. - С. 77 - 80.

4. Жарков, Ю. И. Основные концепции совершенствования систем автоматического управления электроснабжения тяги [Текст] / Ю. И. Жарков // Материалы МНК. Варшавский технологический университет. - Варшава (Польша) - 1989. - С. 67 - 72.

5. Молчанов, А. А. Моделирование и проектирование сложных систем [Текст] / А. А. Молчанов - К.: Вища школа, 1988. - 359 с.

6. Анашз роботи господарства електрифшацй та електропостачання в 2009, 2008 роках. Мшю-терство транспорту Укра!ни. Головне управлшня електрифшацп та електропостачання.

Ключовi слова: тягове електропостачання, системи керування, удосконалення.

Ключевые слова: тяговое электроснабжение, системы управления, усовершенствование.

Keywords: traction power supply, control systems, improvement.