CC BY
28ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
DOI: 10.52013/2712
МОДЕЛЬ РЕЛЬСОВОЙ ЛИНИИ С ДИСКРЕТНО-РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Алиев Р.М., Алиев М.М.
«ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ НА ТРАНСПОРТЕ» ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
MODEL OF A RAIL LINE WITH DISCRETELY DISTRIBUTED PARAMETERS
R.M. Aliev, M.M. Aliev
DEPARTMENT «INFORMATION SYSTEMS AND TECHNOLOGIES» TASHKENT STATE TRANSPORT UNIVERSITY, RUZ
Аннотация. В статье приводятся схемы замещения адаптивной рельсовой цепи с дискретно-распределенными параметрами и предложена её математическая модель.
Abstract. The article provides equivalent circuits for an adaptive rail circuit with discrete-distributed parameters and offers its mathematical model.
Ключевые слова: автоматика, телемеханика, рельсовые цепи, изолирующий стык, зона контроля. Key words: automation, telemechanic, rail circuits, insulating joint, control zone
Введение
Для исследования адаптивных рельсовых цепей (АРЦ) схема замещения рельсовой цепи в нормальном и шунтовом режимах должна быть представлена одной обобщенной схемой [1], с возможностью задания неравномерного изменения сопротивления изоляции вдоль рельсовой линии и перемещение поездов любой длины [2]. Контроль состояния АРЦ может осуществляется с учетом состояния и параметров других рельсовых цепей, поэтому схема замещения должна представлять совокупность ряда рельсовых цепей [3]. Такую совокупность рельсовых цепей назовем контрольной зоной (КЗ) [4]. В контрольную зону могут входить компактно расположенные рельсовые цепи станции или перегона, которые контролируются совместно [5].
Особенность контроля состояния рельсовых цепей методами АРЦ состоит в том, что одновременно должны учитываться значения напряжений приемных концов и токов питающих концов одной или нескольких рельсовых цепей КЗ, что может быть выполнено с участием ЭВМ по программе, соответствующей способу контроля состояния рельсовой цепи [8-12].
На рис. 1 представлена схема подключения приборов к рельсовым линиям [1], которая содержит рельсовые линии РЛ1, РЛ2,...,РЛ6, эквивалентные генераторы ГЭ1, ГЭ23, ГЭ45 и эквивалентные приемники ПЭ1, ПЭ2,..., ПЭ6. Входные сопротивления генераторов обозначены Z'вxн, приемников - Zвxк на частоте принимаемого сигнала. Входные сопротивления приемников на других частотах близко к нулю, а генераторов - достаточно большее.
Рисунок 1. Схема подключения приборов к рельсовым линиям
Рисунок 2. Схема замещения рельсовой линии с дискретно-распределенными параметрами
Схема замещения рельсовой линии РЛ1 изображена на рис. 2. Она содержит N Г-образных четырехполюсника, в продольные плечи которых включены резисторы с имитирующими сопротивлениями рельс 2, в поперечные плечи параллельно включены резисторы, имитирующие сопротивление изоляции ЯИ и сопротивления шунтов ЯШ. Параметры четырехполюсников рассчитываются с учетом удельного сопротивления рельс г и изоляции ги при длине участка рельсовой линии 20 м, что соответствует длине условной подвижной единицы.
Коэффициенты А11, ВЧ,..., С6^ рельсовой линии РЛ1 имеют верхний и нижний индексы. Верхний индекс указывает на номер четырехполюсника рельсовой линии по рис. 1, нижний - на номер четырехполюсника участка рельсовой линии по рис. 2.
Схемы замещения рельсовых линий РЛ2 - РЛ6 имеют аналогичную структуру.
Математическая модель рельсовой цепи с дискретно-распределёнными параметрами рельсовых линий
Рисунок 3. Расчётная базовая схема замещения рельсовой цепи с дискретно-распределёнными параметрами рельсовых линий
Расчет рельсовой цепи должен производиться с учетом влияния других рельсовых линий. При частоте сигнального тока выше 400Гц и длине рельсовых линий 500м и более наблюдается влияние от двух рельсовых линий с каждой стороны от контролируемой рельсовой цепи. Для расчета рельсовой цепи предложена базовая схема замещения рельсовой линии, представленная на рис. 3. На этой схеме основной является рельсовая линия РЛ3, а рельсовые линии РЛ1, РЛ2, РЛ4, РЛ5 представлены как влияющие. В базовой схеме используются обозначения коэффициентов четырехполюсников А1,...Б5, сопротивлений изоляции Я1И,.. .Д5И и шунтов Я1Ш1,.Я5Шы в соответствии с рис. 1 и 2.
Для того чтобы установить зависимости между напряжениями и токами по концам рельсовой линии РЛ3 необходимо определить коэффициенты четырехполюсника А3, В3, С3 и Б3 и входные сопротивления 2ВХЛ и 2ВХп смежных рельсовых линий. Коэффициенты А1, В1,., С5, Б5 определяются по уравнениям:
(2)
Входные сопротивления 2ВХЛ и 2ВХп определяются через напряжения и токи на входах рельсовых линий РЛ2 и РЛ4:
7 — —• V -Ъ. " в:д , .■ • а в л:
'1 'г
Для определения значений токов 1/1, 12, и напряжений и1, и2 необходимо найти коэффициенты левого четырехполюсника Але, Вле, Сле, Бле и правого четырехполюсника Апе, Впе, Спе, Бпе. Левый четырехполюсник содержит рельсовую линию РЛ2, нагрузку 2ВХК, рельсовую линию РЛ1 Для цепочечного включения упомянутых элементов можно написать:
(3)
Внешней нагрузки у левого четырехполюсника нет, ток конца отсутствует, и входное сопротивление может быть представлено как
правый эквивалентный четырехполюсник содержит рельсовые линии РЛ4 и РЛ5. Влияние второго путевого генератора, установленного между рельсовыми линиями РЛ4 и РЛ5 не учитывается, т.к. его внутреннее сопротивление на частоте первого достаточно большее. Для цепочечного включения этих элементов можно написать:
(4)
Внешней нагрузки у правого четырехполюсника нет, ток конца отсутствует, и входное сопротивление может быть представлено как
7 —
Коэффициенты эквивалентного четырехполюсника АЕ, ВЕ, СЕ и БЕ, которые учитывают влияние рельсовых линии и приборов находятся из выражений:
-:5 = ;
c* = c* + A/zm +-—
ни гчп
(5)
Вывод:
Расчет напряжений и токов концов рельсовой линии РЛ3 по базовой схеме замещения может быть выполнен при любом сопротивлении изоляции на каждой из рельсовых линий, любых координатах поездов, и любых длинах этих поездов.
Литература
1.Aliev R. M., Aliev M. M. Method determination of the sensors control of condition track section with an adaptive receiver //Кронос. - 2021. - №. 8 (58). - С. 41-42.
2.Aliev R. Analysis of controling the state of track sections on lines with speed and high-speed train traffic //Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. - 2021. - №. 14. - С. 57-58.
3.Алиев Р. М. Концепция разработки бесстыковых рельсовых цепей //Интерактивная наука. - 2021. -№. 6. - С. 56-57.
4.Aliev R., Aliev M., Tokhirov E. Model microprocessor device of four-wire scheme of the direction change //Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. - 2021. - №. 11-1. - С. 30-32.
5.Aliev R. Analysis of the track sections control system a rolling stock axle counting sensor //AIP Conference Proceedings. - AIP Publishing LLC, 2021. - Т. 2439. - №. 1. - С. 020015.
6.Aliev R. M., Aliev M. M. Mathematical model of the sensor for controling the condition of the track section with an adaptive receiver at the free condition of the controlled section //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Т. 1973. - №. 1. - С. 012021.
7.Полевой Ю.И. Совершенствование устройств контроля состояния железнодорожных путевых участков. Самара, 2005, стр.133.
8.Аркатов В.С., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи:Анализ работы и техническое обслуживание. М.,-Транспорт,1990, стр.295.
9. Дмитриев В.С., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. -М.,Транспорт,1992.,стр.184
10.Theeg G. & Vlasenko S. 2020 Railway Signalling& Interlocking. 3ed Edition. Germany, Leverkusen, PMC Media House GmbH, - 2020. 552 p.
11.Sedykh D., Gordon M., Zuyev D. &Skorokhodov A. 2018 Analysis of the Amplitude and Phase-Manipulated Signals of Automation Devices via Bluetooth Technology. Proceedings of 16th IEEE East-West
12.Design & Test Symposium (EWDTS'2018). Russia, Kazan, pp. 703-710. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524605.
13.Efanov D. V., Osadchy G. V., Khoroshev V. V. &Shestovitskiy D. A. 2019 Diagnosticsof AudioFrequency Track Circuits in Continuous Monitoring Systems for Remote ControlDevices: Some Aspects. Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS'2019). Batumi, Georgia, pp. 162-170. DOI: 10.1109/EWDTS.2019.8884416.
References
1.Aliev R. M., Aliev M. M. Method determination of the sensors control of condition track section with an adaptive receiver //Кронос. - 2021. - №. 8 (58). - С. 41-42.
2.Aliev R. Analysis of controling the state of track sections on lines with speed and high-speed train traffic //Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. - 2021. - №. 14. - С. 57-58.
3. Алиев Р. М. Концепция разработки бесстыковых рельсовых цепей //Интерактивная наука. - 2021. -№. 6. - С. 56-57.
4.Aliev R., Aliev M., Tokhirov E. Model microprocessor device of four-wire scheme of the direction change //Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. - 2021. - №. 11-1. - С. 30-32.
5.Aliev R. Analysis of the track sections control system a rolling stock axle counting sensor //AIP Conference Proceedings. - AIP Publishing LLC, 2021. - Т. 2439. - №. 1. - С. 020015.
6.Aliev R. M., Aliev M. M. Mathematical model of the sensor for controling the condition of the track section with an adaptive receiver at the free condition of the controlled section //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Т. 1973. - №. 1. - С. 012021.
7.Polevoy Yu.I. Improvement of devices for monitoring the state of railway track sections. Samara, 2005, p. 133.
8. Arkatov V.S., Kravtsov Yu.A., Stepensky B.M. Track circuits: Performance analysis and maintenance. M., - Transport, 1990, p. 295.
9.Dmitriev V.S., Minin V.A. Auto-blocking systems with voice frequency track circuits. - M., Transport, 1992., p. 184 Theeg G. & Vlasenko S. 2020 Railway Signalling& Interlocking. 3ed Edition. Germany, Leverkusen, PMC Media House GmbH, - 2020. 552 p.
10.Sedykh D., Gordon M., Zuyev D. &Skorokhodov A. 2018 Analysis of the Amplitude and Phase-Manipulated Signals of Automation Devices via Bluetooth Technology. Proceedings of 16th IEEE East-West
11.Design & Test Symposium (EWDTS'2018). Russia, Kazan, pp. 703-710. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524605.
12.Efanov D. V., Osadchy G. V., Khoroshev V. V. &Shestovitskiy D. A. 2019 Diagnosticsof AudioFrequency Track Circuits in Continuous Monitoring Systems for Remote ControlDevices: Some Aspects. Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS'2019). Batumi, Georgia, pp. 162-170. DOI: 10.1109/EWDTS.2019.8884416.
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Плотников Григорий Александрович
Ассистент кафедры информационных технологий предпринимательства Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения 190000, РФ, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67, лит. А., ГУАП.
Скворода Дмитрий Владимирович Ассистент кафедры информационных технологий предпринимательства Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения 190000, РФ, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67, лит. А., ГУАП.
PROBLEMS OF RELIABILITY ASSESSMENT OF COMPLEX TECHNICAL SYSTEMS
Plotnikov Grigory Alexandrovich
Assistant of the Department of Information Technology Entrepreneurship Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation 190000, Russian Federation, Saint Petersburg, Bolshaya Morskaya str., 67/A.
Skvoroda Dmitry Vladimirovich Assistant of the Department of Information Technology Entrepreneurship Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation 190000, Russian Federation, Saint Petersburg, Bolshaya Morskaya str., 67/A.
Аннотация. В статье рассматриваются проблемы и факторы, которые мешают произвести точную оценку надежности и безотказности функционирования сложных технических систем. Поднимаются вопросы моделирования и симуляции сложно - структурных объектов и систем.
Abstract. The article discusses the problems and factors that prevent an accurate assessment of the reliability and reliability of the functioning of complex technical systems. The issues of modeling and simulation of complex structural objects and systems are raised.
Ключевые слова: надежность, безотказность, улучшение качества, сложные системы.
Keywords: reliability, trouble-free, quality improvement, complex systems.
В настоящее время регулярно появляются новые технические и программные решения, которые позволяют улучшить жизнь как человека в отдельности, так и общества в целом. К сожалению, большая часть нововведений неизбежно приводит к большим финансовым и временным затратам. Чтобы минимизировать такие затраты и обеспечить наилучшее качество итогового продукта производится оценка надежности и безотказности технических продуктов. Оценка этих основополагающих показателей может производится двумя путями. первый - математические вычисления с использованием законов распределения случайной величины [1]. Второй - построение готовой модели, которая подвергается ряду заранее разработанных тестовых симуляций.
Математическая оценка надежности и безотказности довольно быстрый и дешевый способ, чтобы рассчитать теоретическую вероятность работоспособности оборудования. Однако, точность результатов будет достаточно высокой только тогда, когда известна вероятность выхода из строя каждого компонента системы. Даже если отбросить элементы, которые не влияют на работу всей системы в целом, то останется десяток важных компонентов, таких как центральный процессор, материнская плата,
