CC BY
2
УДК 656.216.2
С. А. Лунев1, С. В. Гришечко2, М. В. Ключников2
'Российский университет транспорта (РУТ), г. Москва, Российская Федерация;
2Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Аннотация. В статье рассматривается возможность уменьшения времени нахождения переезда в закрытом состоянии при безусловном обеспечении безопасности. Актуальность рассматриваемого вопроса определяется наличием на сети железных дорог России большого числа переездов, оборудованных устройствами автоматической переездной сигнализации (АПС). При этом время извещения о приближении поезда к переезду определяется без учета фактических параметров движения поезда. В связи с этим с целью обеспечения безопасности расчет времени извещения о приближении поезда к переезду определяется исходя из максимальной установленной на данном участке железной дороги скорости движения поезда, что в большинстве случаев приводит к избыточному времени простоя автомобильного транспорта у закрытого переезда. Рассмотрена возможность решения поставленной зас)ачи за счет определения координаты поезда па участке извещения, а следовательно, и фактических параметров его движения, путем измерения входного сопротивления рельсовой линии. Предлагается использовать алгоритмы машинного обучения с возможностью коррекции результатов определения координаты поезда. Для диверсификации аппаратных и программных средств, используемых данными алгоритмами, рассмотрена возмож ность организации второго параллельного качала определения входного сопротивления рельсовой линии за счет применения математического аппарата конформных отображений. Приведены расчеты, позволяющие определять координату поезда на участке извещения к переезду путем конформного отображения области выходных сопротивлений рельсового четырехполюсника на область его входных сопротивлений. Показана принципиальная возможность определения с достаточно высокой точностью как факта вступления поезда па участок извещения, так и координаты поезда. Предложенные решения, по мнению авторов, позволят увеличить эффективность работы устройств автоматической переездной сигнализации за счет определения времени извещения на переезд о приближении поезда с учетом фактических параметров его движения.
Ключевые слова: извещение на переезд, сопротивление изоляции рельсовой линии, входное сопротивление рельсовой линии, конформное отображение, комплексная плоскость, коэффициенты четырехполюсника рельсовой линии.
Sergey A. Lunev1, Sergey V. Grishechko2, Maxim V. Klyuchnikov2
'Russian University of Transport (RUT (MIIT)), Moscow, the Russian Federation;
2Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
INCREASING THE AUTOMATIC LEVEL CROSSINGS SIGNALLING
PERFOMANCE EFFICIENCY
Abstract. The article considers the possibility to reduce the lime when the level crossing is dosed, provided the unconditional safety. A large number of level crossings equipped with automatic level crossing signaling on the Russian railway network determine the relevance of the considering issue. Meanwhile, the notification time of the train's approach to the crossing determines without taking the actual parameters of the train's movement. In this regard, the calculation of the notification time of the train's approach to the crossing based on the maximum speed of the train set on the railway section to ensure safety, which in most cases leads to excessive downtime of motor transport at a closed crossing. It is proposed to solve this problem by determining the train location coordinates on the notification section and, consequently, the actual parameters of its movement by measuring the input resistance of the rail line. I I is proposed to use machine learning algorithms and a mathematical apparatus ofcon formal mappings. The article presents calculations to determine the coordinate of the train at the notification section to the crossing by conformal mapping the area of the output resistances of a railfour-pole to the area of its input resistances. The principal possibility of determining the train entering the notification area and the train coordinates with a sufficiently high accuracy is shown. In the opinion of the authors, the proposed solutions will increase the efficiency of automatic level crossing signaling perfomance by determining the notification time of the train's approach to the crossing taking the actual parameters of its movement.
Keywords: level crossing notification, rail line insulation resistance, rail line input impedance, conformal mapping, complex plane, rail line four-pole coefficients.
ШЦВ7) —зпэл gg= ИЗВЕСТИЯ Транссиба 73
В настоящее время наблюдается увеличение загруженности железнодорожных переездов, что объясняется, во-первых, снижением числа переездов на сети ОАО «РЖД», а, во-вторых, увеличением трафика движения автотранспортных средств и ростом объема железнодорожных перевозок. В этих условиях существующие методы управления устройствами переездной автоматической сигнализации теряют свою эффективность, поскольку учитывают не фактические параметры движения поезда, а установленную максимальную скорость движения поезда на данном участке.
Длительное закрытое состояние переезда, не обоснованное фактическими параметрами движения поездов, приводит к уменьшению его пропускной способности и, как следствие, к экономическим потерям.
Таким образом, задача по минимизации времени закрытого состояния переезда при безусловном выполнении требований обеспечения безопасности движения через переезд является актуальной. Ее решение следует искать в совершенствовании технических и программных средств управления устройствами автоматической переездной сигнализации, которые позволят формировать временные параметры работы переезда такие, как время извещения о приближении поезда к переезду, на основе определения фактических параметров движения поезда.
Для подачи извещения о приближении поезда к железнодорожному переезду и автоматического управления переездной сигнализацией, устройствами заграждения железнодорожного переезда и автошлагбаумами предполагается организация участка извещения перед переездом.
В соответствии с источником [1] длина такого участка рассчитывается исходя из максимальной скорости движения поезда, установленной на данном участке, и минимальной скорости движения автотранспортных средств в соответствии с правилами дорожного движения, но не менее 8 км/ч при максимальной длине автотранспортного средства 24 м.
Расчетные параметры работы переездной сигнализации определяются следующими зависимостями [2]:
'и />
^р _ пер
/р = /(/
'с ^ V пер'
/....„+/+/.,
Г. -0,28
V V
шах '■>
(О (2)
(3)
где ¡1 - расчетная длина участка извещения, м; / - длина переезда, м;
Кгаах - заданная максимальная установленная скорость движения железнодорожного подвижного состава по участку извещения к железнодорожному переезду, м/с; ?ор - расчетное время извещения о приближении поезда к переезду, с; / - время срабатывания устройств переездной автоматики, с; 1г - гарантийное дополнительное время, с;
/„АПС _ установленное минимальное значение расчетного времени извещения о
приближении поезда к железнодорожному переезду, оборудованному устройствами автоматической переездной сигнализации (не менее 30 с);
гош>в _ установленное минимальное значение расчетного времени извещения о
приближении поезда к железнодорожному переезду, оборудованному устройствами оповестительной сигнализации (не менее 40 с);
/яузп - установленное минимальное значение расчетного времени извещения о
приближении поезда к железнодорожному переезду, оборудованному устройствами заграждения переезда (не менее 45 с);
74 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН ш И ши
—= ■
/01 - максимальная длина автотранспортного средства, м;
Ут - скорость движения автотранспортного средства через переезд, км/ч;
/0 - расстояние от переездного светофора шлагбаума до линии остановки автотранспорта, м;
0,28 - коэффициент для перевода единиц скорости из километров в час в метры в секунду.
При этом во многих случаях устанавливаемое фактическое время подачи извещения на переезд оказывается значительно больше расчетного. Это объясняется следующими обстоятел ьствам и.
Во-первых, для расчетного времени извещения о приближении поезда к железнодорожному переезду установлены минимальные значения в зависимости от оснащенности переезда [1]. Очень часто такие установленные значения являются избыточными по отношению к расчетным значениям времени извещения. Так, например, в работе [2] приведены расчеты времени подачи извещения на переезд. В качестве переменных при расчете приняты различные значения установленных скоростей движения поезда на участке и различные длины переезда. Анализ этих результатов показывает, что во многих случаях рассчитанное время подачи извещения на переезд является избыточным, например, для переездов длиной менее 30 м, оборудованных оповестительной сигнализацией.
Во-вторых, расчет временных параметров работы переездной сиг нализации, приведенный в источнике [2], выполняется для максимальной установленной на участке скорости движения поездов. Обращение на участке поездов с широким диапазоном скоростей движения также приводит к увеличению времени подачи извещения.
В-третьих, расчет временных параметров работы переездной сигнализации, приведенный в работе [2], производится с целым рядом допущений, приводящих к увеличению времени извещения, в частности:
при переходе подвижной единицы на участок с меньшей допустимой скоростью изменение скорости принимается мгновенным;
при переходе подвижной единицы на участок с большей допустимой скоростью набор скорости происходит до ее большего значения по условиям равноускоренного движения с ускорением 0,6 м/с2 для тепловозной тяги и 0,8 м/с2 для электрической тяги.
В-четвертых, как указано в источнике [2], при определении фактической длины участка извещения необходимо учитывать возможность подачи извещения на переезд от ближайшего к расчетной точке начала участка извещения конца рельсовой цепи (в сторону удаления от переезда).
Перечисленные факторы приводят к значительному увеличению времени подачи извещения на переезд.
Поэтому при подаче извещения на переезд с целью сокращения длительности его закрытого состояния необходимо совершенствовать методы управления устройствами АПС. Эти методы должны учитывать такие параметры движения приближающегося к переезду поезда, как его фактическая скорос ть и фактическое ускорение.
Известны технические решения, позволяющие реализовать управление автоматической переездной сигнализацией с учетом реальных параметров движения поезда на участке извещения к переезду. Условно их можно разделить на несколько групп.
Первая группа основывается на применении дополнительных технических средств, позволяющих определять скорость движения поезда и его ускорение на участке извещения, таких как спутниковая навигация, радиоканал и др. [3,4]. Общим недостатком данной группы технических решений является необходимость установки дополнительного оборудования, в том числе и на локомотивах, что приводит к значительной стоимости реализации подобных методов.
Вторая группа основывается на использовании набирающих все большую популярность распределенных оптоволоконных датчиков [5]. Предусматривается расположение оптоволоконных датчиков вдоль железнодорожного полотна. При этом применяются методы
ШЦВ7) —мал ИЗВЕСТИЯ Транссиба 75
г" "
регистрации и обработки оптического интерференционного рассеянного сигнала, вызванного вибрационным возмущением чувствительного световода распределенного волоконно-оптического датчика, выполненного в виде оптоволоконного кабеля. Недостатком подобных методов является то, что наибольшая эффективность подобных датчиков достигается при укладке оптоволокна в теле насыпи по центральной оси пути, что на действующих участках железных дорог выполнить затруднительно. В целях обеспечения сохранности оптоволоконного кабеля следует предусматривать его расположение в полиэтиленовых трубах. Данное обстоятельство существенно уменьшает вибрационное воздействие проходящего поезда и, как следствие, снижает точность определения координаты нахождения поезда на участке извещения. Кроме того, в случае применения оптоволоконных датчиков для определения координаты приближающегося к переезду поезда необходимо учитывать большое количество влияющих факторов, например, тип балласта, тип локомотива, вес поезда, длина поезда, наличие второго (третьего) пути и т. п.
Еще одна группа методов подачи извещения на переезд о приближении поезда с учетом фактических параметров его движения реализована с использованием существующих рельсовых цепей путем измерения значения входного сопротивления рельсовой линии [6]. Положительным свойством подобных методов является использование уже имеющейся на большинстве железнодорожных участков инфраструктуры (рельсовых цепей). На современном этапе задача классификации режимов работы рельсовых цепей, в том числе определение места наложения шунта (координаты поезда на участке извещения), может быть решена на основе применения методов машинного обучения. Известны работы, в которых приводится решение задачи классификации режимов работы рельсовых цепей на основе применения методов логистической регрессии, полиномиального преобразования Эрмига, метода опорных векторов [7 - 9]. В качестве общего принципа для определения текущей координаты поезда применяется измерение амплитуды напряжения и тока на питающем конце рельсовой цепи. В патенте [10] показано применение обучаемого классификатора состояния рельсовой линии, в котором по предварительно измеренным амплитудам напряжения и тока при различных значениях координаты расположения поездного шунта от начала участка извещения до переезда формируется множество значений напряжения, тока и соответствующих им координат поезда. На основании этих данных составляется система уравнений координаты расположения поезда, правую часть которой приравнивают к значениям координат поезда. В результате решения данной системы уравнений определяются коэффициенты уравнения координаты поезда. По результатам измерения текущих значений напряжения и тока с помощью уравнения координаты поезда определяется текущая координата на участке приближения. По полученным координатам определяется скорость поезда на участке, а с учетом возможного ускорения поезда может быть определено фактическое значение времени закрытия переезда.
Вместе с тем значительным препятствием для успешной реализации подобных методов является изменение в широких пределах первичных параметров рельсовой линии, таких как удельное сопротивление рельсовой линии и удельное сопротивление изоляции. Для компенсации данной зависимости применяются различные методы. В частности, в патенте [10] предложен способ корректировки коэффициентов уравнения координаты поезда в момент вступления поезда на участок извещения, длина которого заранее известна. Повышение точности определения координаты и скорости поезда, а следовательно, и фактического времени закрытия переездных ограждающих устройств достигается за счет сравнения определенной уравнением координаты расположения поезда с координатой начала участка приближения фиксированной длины. При различии значений, т. е. при появлении ошибки, выполняется корректировка коэффициентов уравнения координаты поезда до получения равенства вычисленной координаты поезда фактической координате начала участка извещения, после чего определяются скорость поезда и фактическое время закрытия переезда.
76 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН ш И
—=
Важнейшим вопросом при организации извещения о приближении поезда к переезду с учетом фактических параметров его движения является обеспечение требуемого уровня безопасности. В соответствии со стандартом [11] интенсивность опасных отказов переездных систем при выполнении ими установленных проектом функций должна быть не более 1 • Ю-8 1/ч на переезд. При этом критериями опасного отказа переездных систем, выполняющих функции формирования извещения на переезд, являются следующие:
отсутствие извещения на переезд или формирование его за время менее расчетного времени извещения на переезд (недостаточное для заблаговременного освобождения переезда от транспортных средств);
снятие извещения на переезд при сохранении действия условий, инициирующих подачу извещения;
отсутствие формирования сигнала, запрещающего движение транспортных средств через переезд, при отказе устройств формирования извещения на переезд.
Для решения вопросов обеспечения безопасности рассмотренных выше аппаратно-программных средств подачи извещения на переезд с учетом фактических параметров движения поезда при использовании рельсовых цепей следует рассмотреть применение двухканального измерения входных параметров рельсовой линии с последующей обработкой сигналов в параллельном режиме и сравнением полученных результатов вычислений. Диверсификация аппаратных и программных средств может быть достигнута за счет применения альтернативных методов определения фактических параметров движения поезда на участке приближения к переезду.
В качестве такого метода предлагается дополнительно к предложенному в патенте [10] способу управления автоматической переездной сигнализацией для определения фактических параметров движения поезда на участке извещения к переезду рассмотреть вариант применения математического аппарата конформных отображений. Данный математический аппарат позволяет в режиме реального времени определять области входных сопротивлений рельсовой линии, что дает возможность по изменению входного сопротивления с высокой точностью определять координату подвижной единицы на пути [12, 13].
Конформным отображением называется биекция области 1 на область IV такая, что в окрестности любой точки ! главная часть взаимнооднозначного отображения есть ортогональное преобразование с сохранением ориентации [14].
В качестве нагрузки четырехполюсника рельсовой линии следует рассматривать область комплексных значений, которые изменяются от 7 = 0 (короткое замыкание рельсовой линии) до 2 = оо (работа рельсовой линии в режиме холостого хода). Таким образом, всевозможные значения сопротивления нагрузки с неотрицательной действительной частью представляют правую полуплоскость комплексной плоскости. В результате конформного преобразования правой полуплоскости комплексных чисел, дополненной бесконечно удаленной точкой, получаем множество значений входного сопротивления, имеющих форму окружности, лежащих в правой полуплоскости.
Правая полуплоскость Ко! > 0 при конформном отображении перейдет на окружность, как показано на рисунке 1. В результате такого преобразования получаем область значений входных сопротивлений четырехполюсника рассматриваемой рельсовой линии, используемой в качестве участка извещения о приближении поезда к переезду. Для любой нагрузки значение измеренного входного сопротивления будет находиться в полученной области. Размер и место нахождения области полностью зависят от параметров рельсового четырехполюсника. Преимуществом конформного преобразования является возможность графически отобразить область изменения входного сопротивления для данного режима работы рельсовой цепи участка извещения, что позволяет получить геометрическую наглядность полученных результатов.
Нормальная область при конформном отображении определяется как область входных сопротивлений, измеренных при свободной и исправной рельсовой линии.
ШЦВ7) —мал ИЗВЕСТИЯ Транссиба 77
В соответствии со статьей [15] результатом конформного преобразования прямой вида = а является окружность с центром в точке
и радиусом
Я =
2аАС. + АРХ + ВСХ 2а|С|2 + 2Яе(сЖ)
(АО-ВС)}I
(4)
2а|С|+ 2Яе(СОХ)
(5)
где А, В, С, £>- коэффициенты четырехполюсника рельсовой линии; а, А- коэффициенты уравнения прямой; В, С, О, Х-сопряженные комплексные величины.
Таким образом, область нормального состояния рельсовой линии определяется как область входных сопротивлений, рассчитанных для свободной и исправной рельсовой линии. Точки 2 = и 7 = 0 отобразятся на границу области, как и 1¥0 (т. е. на окружность с
центром со,, и радиусом Я) входного сопротивления, как показано на рисунке 1.
1т (Ж)
— А В
— С
> Яе(1Г)
*■ Яе (2)
Рисунок 1 - Пример конформного преобразования на комплексной плоскости при фиксированных значениях параметров четырехполюсника рельсовой линии
При шунтовом режиме прямая Ке(Х2) = а трансформируется в прямую Х = 0. Этой прямой соответствуют параметры X = 1 и а = 0. Тогда уравнение для этой прямой можно записать, как Яе(7) = 0. В то же время прямая Яе(7) = 0 является границей правой полуплоскости комплексной плоскости. С учетом изложенного и на основании формул (4) и (5) при шунтовом режиме результатом конформного преобразования прямой вида Яе(2) = 0 является окружность с центром в точке
со0 =
АР+ВС
2 Яе(СО)
(6)
и радиусом
АР-ВС 2 Ке(С/3)
(7)
Очевидно, что при движении поезда по участку извещения входное сопротивление рельсовой линии будет изменяться, а следовательно, будут изменяться место расположения
78 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН ш И т
—= ■
центра окружности и ее радиус. Проанализируем направление перемещения окружностей (областей входного сопротивления рельсовой линии) в зависимости от места положения шунта от начала участка извещения к переезду.
При появлении шунта в начале участка извещения окружность начинает свое перемещение в сторону уменьшения комплексного значения входного сопротивления полного шунтирования.
По мере движения подвижной единицы сопротивление вносимого шунта будет уменьшаться, и соответственно будет уменьшаться радиус окружности.
Покажем принципиальную возможность определения места нахождения поезда на участке извещения к переезду по предложенной гипотезе перемещения областей входного сопротивления рельсовой линии при наложении шунта Яш в различных ее точках в результате
конформного преобразования области выходного сопротивления рельсовой линии на область входных сопротивлений. Для этого выполним расчеты по определению координат центров окружностей, получаемых в результате конформных преобразований, и значений радиусов этих окружностей.
Коэффициенты рельсового четырехполюсника можно выразить через вторичные параметры рельсовой линии [16]:
г Ф1? ^-^у/р
А
С
ВЛ
—-«Лу/р
сИу!р
\ в
(8)
где 2В - волновое сопротивление рельсовой линии, Ом; у - коэффициент распространения волны, 1/км; / - длина рельсовой линии, км.
Волновое сопротивление линии и коэффициент распространения определяются по формулам [16]:
2ш = л/2п "Л,'
у =
к.
(9) (Ю)
где 2п — удельное сопротивление рельсовой петли переменному току, Ом/км; гя- удельное сопротивление изоляции рельсовой линии, Ом • км.
Как известно, коэффициенты четырехполюсника Ат, Вш, Ст и От рельсовой линии в шунтовом режиме вычисляются по формуле [16]:
( А В.,
Д
ш/
сАуЛ
V В
г.-ящУ 1
с/?у/2
0^ 1
сШ 2к ■ .у/г//.
--5/?у/,
г..
С/гу/,
(11)
где Ят - сопротивление шунта (поперечное сопротивление);
/1, /2 - координаты наложения шунта от конца и от начала рельсовой линии участка извещения соответственно.
Для проведения расчетов необходимо определить значения первичных параметров рельсовой линии: удельное сопротивление рельсовой петли переменному току и удельное сопротивление изоляции рельсовой линии ги.
ШЦ&7) —мал ИЗВЕСТИЯ Транссиба 79
Удельное сопротивление рельсовой линии является комплексной величиной. Для нахождения значения активного удельного сопротивления рельсовой петли можно воспользоваться формулой Неймана [17]:
0.28
U,ZÖ I--
= —Vm-P ■/,
Р
(12)
где р - периметр поперечного сечения рельсов, см (для Р65 = 70 см); р - относительная магнитная проницаемость; р - удельное сопротивление рельсовой стали, 0,21 Ом ■ мм2/м; /- частота сигнального тока.
С учетом указанных данных можно рассчитать активное сопротивление рельсовой линии для частоты сигнального тока 580 Гц по формуле (12):
га =0,441 Ом/км.
Согласно статье [17] индуктивность рельсов определяется по формуле:
где Л,, внешняя и внутренняя индуктивность рельса, мГн/км.
Значение внешней индуктивности рельса может быть получено по формуле:
, ... 2-п-а-р Ь, = 0.4-1п-—.
(13)
(14)
где ¿/-расстояние между осями рельсов, равное 1,52 м.
Рассчитав значение Ье для частоты сигнального тока 580Гц по формуле (14), получим внешнюю индуктивность равной 1,014 мГн/км.
В соответствии со статьей [17] значение внутренней индуктивности может быть определено по формуле:
0,168-Vp-p-/ 1
(15)
2-я-/ р
Расчеты, выполненные по формуле (15), показали, что значение внутренней индуктивности рельсов Ц для частоты сигнального тока 580 Гц равно 0,0128 мГн/км.
Согласно статье [17] полное удельное сопротивление рельсовой петли
Zn = 2-(ra + y-(ü-Z,p). (16)
Подставив в формулу (16) определенные по формулам (12), (14), (15) значения активного удельного сопротивления рельсовой петли, а также внутренней и внешней индуктивностей рельса, найдем полное сопротивление рельсовой петли длиной 1 км сигнальному току частотой 580 Гц. После расчетов получаем: Zn = 0,441 + /3,76 Ом/км (в показательной форме
3,788<?'84 Ом/км).
Используя правила перемножения матриц, из формулы (11) можно получить коэффициенты четырехполюсника рельсовой линии при шунтовом режиме:
f -7 "N
Ат = ch (у/,) • ch (у/2) + -а- • sh (у/,) + sh (у/,) • sh (у/,); У Кш J
В,п = ZB
/
sh{у/,)- ch(yl2) + -^-sh(yl2) +sh(yl2)-ch(yl,) V Л., J
(17)
(18)
80 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН ЯШ (57 —2024- I
—= ■
Cm=ch(yiiy\^--sh(yl2) + ~ch(ylt) U~ch{yl2)-sh(ylx)-
V в 111 ) ^ в
(19)
/
1
Л
Dm = ZB • sh (у/,) • — • sh (у/2) + — • ch (у/2) + с/г (у/2) • ch (у/,).
V n in >
(20)
Выполним расчет рельсовой линии, используемой в качестве участка извещения о приближении поезда к переезду, при следующих условиях: длина рельсовой линии - 650 м, частота сигнального тока - 580 Гц.
Результаты расчетов приведены на рисунке 2. На рисунке показаны области значений входных сопротивлений четырехполюсника рассматриваемой рельсовой линии при нормальном режиме (рельсовая линия исправна и свободна) при значениях сопротивления изоляции 1; 1,5; 2,0; 2,5 Ом ■ км. Расчет проводился в соответствии с формулами (4), (5). Значение удельного сопротивления рельсовой линии определено по формулам (12)- (16).
/ш. КМ i
0.65-0.55-
-0.65
■л
б 1Л Г1
II £
0.40-
0.25-
0.2-
о—'-о
Im(W). Ом
Шунтовой режим R„= 2.5 Ом • км
2.0-
Нормальнын режим
1.5-
Г0.35 -О
- l.oH
и
|-°-25 «г
0.2 о. 54
R„= 2.5 Ом • км
1 Г
3.5 4.0
Re(W). Ом
-0.5
Рисунок 2 - Результаты конформного преобразования области выходного сопротивления рельсовой линии на область входных сопротивлений для нормального и шунтового режимов
Как видно из рисунка 2, при увеличении значения сопротивления изоляции при нормальном режиме радиус окружностей (областей входного сопротивления рельсовой линии) увеличивается, а их центры смещаются в сторону увеличения значения комплексного входного сопротивления рельсовой линии.
Расчет шунтового режима выполнялся для нормативного значения шунта (0,06 Ом) при значениях сопротивления изоляции 1; 2,5 Ом ■ км. Место наложения шунта (координата нахождения поезда на участке извещения к переезду) изменялось через каждые 12,5 м. Результаты расчетов показывают, что при продвижении поезда по участку извещения радиусы получаемых в результате конформного преобразования окружностей уменьшаются, а их центры смещаются в сторону уменьшения значений комплексного входного сопротивления рельсовой линии. Таким образом, на рисунке 2 показано перемещение области входного сопротивления рельсовой линии участка извещения в зависимости от места наложения шунта/,,,.
Как следует из рисунка 2, области входного сопротивления при нормальном и шунтовом режимах не пересекаются, что позволяет определить факт вступления поезда на участок извещения.
NsJ'5.7)- ИЗВЕСТИЯ Транссиба 81
Таким образом, показана принципиальная возможность применения математического аппарата конформных отображений для определения координаты нахождения поезда на участке извещения к переезду, а следовательно, определения фактических параметров (скорости и ускорения) его движения.
Список литературы
1. Условия эксплуатации железнодорожных переездов / утв. приказом Минтранса России № 237 от 31.07.2015. - Текст : электронный. - URL: https://mintrans.gov.ru/rile/400693 (дата обращения: 21.03.2024).
2. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. Расчет параметров работы переездной сигнализации. - Санкт-Пегербург : Гипротранссиг налсвязь, 2000. - 35 с. - Текст : непосредственный.
3. Патент № 2659913 Российская Федерация, МПК B61L 25/02. Система контроля местоположения поезда: № 2017129877: заявлено 24.08.2017: опубликовано 04.07.2018 / Болотов П. В., Воробьев В. В., Воронин В. А., Ермаков Е. В., Кононенко А. С., Мар-кевич М. В., Миронов В. С., Розенберг Е. Н., Соловьева А. М., Талалаев Д. В.; патентообладатель АО «НИИАС». - 14с.: ил. - Текст : непосредственный.
4. Патент № 2560227 Российская Федерация, МПК B61L 25/025. Система контроля местоположения поезда: № 2014114358/11: заявлено 11.04.2014: опубликовано 20.08.2015 / Ананьин А. С., Воробьев В. В., Воронин В. А., Болотов П. В., Кононенко А. С.; патентообладатель ОАО «РЖД». - 7 е.: ил. - Текст : непосредственный.
5. Патент № 2732685 Российская Федерация, МПК B61L 29/24. Устройство управления системой автоматической переездной сигнализации: № 2019126243: заявлено 19.08.2019: опубликовано 21.09.2020 / Попов А Н., Галинуров Р. 3.; патентообладатель УрГУПС. 10 е.: ил. - Текст : непосредственный.
6. Авторское свидетельство № 1766757 СССР, МПК B61L 25/04, G01P 5/18. Устройство для контроля скорости поезда: № 4767353/11 : заявлено 07.12.1989 : опубликовано 01.10.1992 / Полевой Ю. И., Алиев М. М., Артюхов Н. Н., Кравцова Н. А.; патентообладатель ТИИЖТ.
4 с. : ил. - Текст : непосредственный.
7. Борисенко, Д. В. Машинная классификация режима работы электрической рельсовой цепи на основе логистической регрессии / Д. В. Борисенко, И. В. Присухина, С. А. Лунев. -Текст : непосредственный // Омский научный вестник. - 2018. - № 4 (160). - С. 67-72.
8. Борисенко, Д. В. Машинная классификация режима работы электрической рельсовой цепи методом опорных векторов / Д. В. Борисенко, И. В. Присухина. - Текст : непосредственный// Омский научный вестник. -2018. - №6(162).-С. 126-130.
9. Присухина, И. В. К вопросу о классификации режима работы электрической рельсовой цепи с применением ортогональных многочленов Эрмита/ И. В. Присухина, Д. В. Борисенко, С. А. Лунев. - Текст : непосредственный // Разработка и эксплуатация электротехнических комплексов и систем энергетики и наземного транспорта : материалы международной научно-практической конференции / Омский гос. ун-т путей сообщения; отв. ред. В. Т. Черемисин. -Омск, 2018. - С. 67-76.
10. Патент № 2651379 Российская Федерация, МПК B61L 29/22. Устройство управления автоматической переездной сигнализацией: № 2016113947 заявлено 11.04.2016 опубликовано 19.04.2018 / Тарасов Е. М., Железное Д. В., Герус В. Л.; патентообладатель СамГУПС. - 8 с. : ил. - Текст : непосредственный.
11. ГОСТ 33893-2016. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожных переездах. Требования безопасности и методы контроля. - Москва : С гандартинформ, 2017. - 16 с. - Текст : непосредственный.
12. Лунев, С. А. Мониторинг динамических параметров обратной тяговой рельсовой сети / С. А. Лунев, С. С. Сероштанов, Р. Ш. Аюпов. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. -2008. -№4(19). -С. 74-76.
82 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН §§§ И т яа
—= ■
13. Применение аппарата конформных отображений для непрерывного контроля координаты подвижной единицы на пути / С. А. Лунев, С. С. Сероштанов, М. М. Соколов, А. Г. Ходкевич. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2014. - № 1 (17). -С. 94-99.
14. Лаврентьев, М. А. Методы теории функции комплексного переменного / М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат. - Москва : Наука, 1987. - 688 с. - Текст : непосредственный.
15. Непрерывная оценка состояния обратной тяговой рельсовой сети в условиях организации тяжеловесного движения / С. А. Лунев, С. С. Сероштанов, И. В. Присухина, А. Г. Ходкевич. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2017. - № 1 (29). -С. 2-9.
16. Рельсовые цепи магистральных железных дорог : справочник / В. С. Аркатов, Ю. В. Аркатов, С. В. Казеев, Ю. В. Ободовский. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : ООО «Миссия-М», 2006. - 496 с. - Текст : непосредственный.
17. Первичные параметры рельсовой линии различных участков железных дорог / А. Антонов, Е. Антонова, А. Д. Чахьяни, Г. Чернева. - Текст : непосредственный // Механика, транспорт, коммуникации. - 2022. - Т. 20. - № 3/2. - С. Х1-8-Х1-12.
References
1. Usloviia eksplnatatsii zheleznodorozhnykh pereezdov [Operating conditions of railway crossings]. Available at: https://mintrans.gov.ru/file/400693 (accessed 21.03.2024).
2. Guidelines for the design of automation, telemechanics and communication devices in railway transport. Calculation of the level crossing signaling system parameters. Saint-Petersburg, «Giprotranssignalsviaz1» Publ., 2000, 35 p. (In Russian).
3. Bolotov P.V., Vorob'ev V.V., Voronin V.A., Ermakov E.V., Kononenko A.S., Markevich M.V., Mironov V.S., Rozenberg E.N., Solov'eva A.M., Talalaev D.V. Patent RU 2659913 CI, 04.07.2018.
4. Anan'in A.S., Vorob'ev V.V., Voronin V.A., Bolotov P.V., Kononenko A.S. Patent RU 2560227 CI, 20.08.2015.
5. Popov A.N., Galinurov R.Z. Patent RU2732685 CI, 21.09.2020.
6. Polevoy Yu.I., Aliev M.M., ArtyuhovN.N., Kravtsova N.A. Copyright certificate SU1766757 Al, 01.10.1992.
7. Borisenko D.V, Prisukhina I.V., Lunev S.A. Machine state classification of electric track circuit by means of logistic regression. Omskii nauchnyi vestnik - Omsk Scientific Bulletin, 2018, no. 4 (160), pp. 67-72 (In Russian).
8. Borisenko D.V, Prisukhina I.V. Machine state classification of electric track circuit by means of support vector machine. Omskii nauchnyi vestnik Omsk Scientific Bulletin, 2018, no. 6 (162), pp. 126-130 (In Russian).
9. Prisukhina I.V., Borisenko D.V., Lunev S.A. On the problem of track circuit state classification using the orthogonal Hermite polynomials. Razrabotka i ekspluatatsiia elektrotekhnicheskikh kompleksov i sistem energetiki i nazemnogo transporta: materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Development and operation of energy and land transport electrical complexes and systems, materials of the international scientific and practical conference], Omsk, 2018, pp. 67-76 (In Russian).
10. Tarasov E.M., Zheleznov D.V., Gerus V.L. Patent RU2651379 C2, 19.04.2018.
11. National Standard 33893-2016. Railway automation and telemechanics systems at railway crossings. Safety requirements and control methods. Moscow, Standardinform Publ., 2017. 16 p. (In Russian).
12. Lunev S.A., Seroshtanov S.S., Ayupov R.Sh. Monitoring of dynamic parameters of reverse traction railway network. Transport of the Urals, 2008, no. 4 (19), pp. 74-76 (In Russian).
13. Lunev S.A., Seroshtanov S.S., Sokolov M.M., Hodkevich A.G. Application of the apparatus of conformal mappings for continuous monitoring coordinates rolling stock on the railway. Izvestiia Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies, 2014, no. 1 (17), pp. 94-99 (In Russian).
ШЦВ7) —зпэл gg= ИЗВЕСТИЯ Транссиба 83
—
14. Lavrentyev M.A., Shabat B.V. Melody teoriifimktsii kompleksnogoperemennogo [Methods of a complex variable function theory]. Moscow, Nauka Publ., 1987, 688 p. (In Russian ).
15. Lunev S.A., Seroshtanov S.S., Prisukhina I.V., Hodkevich A.G. The uninterrupted state evaluation of backward traction circuit in heavyweight traffic conditions. Izvestiia Transsiba -Journal of Transsib Railway Studies, 2017, no. I (29), pp. 2-9 (In Russian).
16. Arkatov V.S., Arkatov Yu.V. Rel'sovye tsepi magistral'nykh zheleznykh dorog [Mainline railways track circuits], Moscow, LLC Missiya-M Publ., 2006, 496 p. (In Russian).
17. Antonov A., Antonova E., Cahyani A.D., Cherneva G. Rail line primary parameters of different railways sections. Mekhanika, transport, kommunikatsii - Mechanics, transport, communications, 2022, vol. 20, no. 3/2, pp. XI-8-XI-12 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Лунев Сергей Александрович
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр 9, г. Москва, 127994, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Системы управления транспортной инфраструктурой», РУТ ( МИИТ)
Тел.: +7(495)649-19-29. E-mail: [email protected]
Lunev Sergey Alexaiidrovich
Russian University of Transport (RUT (MIIT)).
9, Obrazcova st., Moscow, 127994, the Russian Federation.
Ph D. in Engineering, associate professor of the department «Transport infrastructure management systems», RUT (MIIT).
Phone: +7 (495)649-19-29. E-mail: [email protected]
Гришечко Сергей Владимирович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046. Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС Тел.: +7 (3812) 44-39-01. E-mail: [email protected]
Grishechko Sergey Vladimirovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Automatics and Telemechanics», OSTU. Phone: +7 (3812)44-39-01. E-mail: svgrishechko@maiI ru
Ключников Максим Владимирович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046. Российская Федерация.
Преподаватель кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС. Тел.: +7(3812) 44-39-01 E-mail: [email protected]
Klyuchnikov Maxim Vladimirovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Lecturer of the department «Automatics and Telemechanics», OSTU.
Phone: +7 (3812) 44-39-01. E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Лунев, С. А. Повышение эффективности работы устройств автоматической переездной сигнализации / С. А. Лунев, С. В. Гришечко, М В Ключников. -Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2024. - № 1 (57). - С. 73 - 84.
Lunev S.A., Grishechko S.V., Klyuchnikov M.V. Increasing the automatic level crossings signaling performance efficiency. Journal of Transsib Railway Studies, 2024, no. I (57), pp. 73-84 (In Russian).
84 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН №(57 —2024- I
■
