ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ РУХУ ПОЇЗДІВ ШЛЯХОМ АВТОМАТИЧНОГО КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ СИГНАЛЬНОГО СТРУМУ В РЕЙКОВИХ КОЛАХ

Анотація

Мета. Безпека руху поїздів значною мірою залежить від функційної безпечності і надійності роботи засобів залізничної автоматики та зв’язку. При цьому особлива роль у цьому належить системі інтервального регулювання руху поїздів, до складу якої входить автоблокування, автоматична локомотивна сигналізація (АЛС), системи контролю пильності машиніста, автостопи. Однією з основних проблем поточного підходу до моніторингу рейкових кіл є використання ручних вимірювань, які є дорогими, трудомісткими та схильними до людських помилок. Крім того, ці ручні процеси часто не забезпечують необхідної точності для ви-явлення дефектів на ранній стадії. Для заповнення цієї прогалини необхідний безперервний автоматичний моніторинг сигнального струму в рейкових колах, що дозволяє своєчасно виявляти критичні спотворення сигналу і надлишкові електромагнітні завади в рейкових колах, які можуть спричинити збої в їх роботі Метою дослідження є підвищення безпеки руху поїздів шляхом автоматичного контролю параметрів сигнального струму в рейкових колах. Для досягнення цієї мети необхідно визначити характерні ознаки сигнального струму в РК, які можуть бути використані для своєчасного і надійного виявлення в ньому дефектів та надлишкових завад, що можуть привести до збоїв у роботі систем управління рухом поїздів. Методи. Аналіз сигнального струму рейкового кола в часовій області з шляхом знаходження огинаючої сигналу розрахунком середньоквадратичного значення напруги в імпульсі і паузі сигналу, а також спектральний аналіз сигналу методом перетворення Фур'є. Результати. Визначено, що аналіз рівнів напруги на вході колійного приймача під час імпульсів і пауз сигнального струму може надати додаткову інформацію про потенційні дефекти РК, які можуть бути неочевидними лише за допомогою простих вимірювань напруги на рейковому приймачі. Хоча аналіз середньоквадратичної напруги сигналів у рейкових колах надає цінну діагностичну інформацію, тільки її може бути недостатньо. Відстежуючи рівні напруги, зокрема в імпульсах і паузах сигнального струму, і доповнюючи це спектральним аналізом, можна отримати набагато більш детальне розуміння стану рейкового кола. Спектральний аналіз, зокрема, дозволяє виявити порушення, які можуть бути неочевидними при аналізі в часовій області, але все ж вказують на потенційні несправності. Запропоновано спектральний аналіз сигнального струму в рейках необхідно виконувати окремо для імпульсів і пауз, подібно до аналізу в часовій області. Однак через невелику тривалість імпульсів і пауз (приблизно 0,083 секунди) важко виконати спектральний аналіз з необхідною точністю через фундаментальний принцип невизначеності. Спектральний аналіз займає більше часу та потребує більше обчислень, ніж аналіз у часовій області. У результаті рекомендується двоетапний процес діагностики. На першому етапі слід виконати більш простий аналіз сигнального струм у часовій області, щоб швидко визначити будь-які ознаки над-мірних завад. У разі виявлення будь-яких аномалій можна провести більш детальний частотно-часовий аналіз як другий крок, щоб підтвердити природу спотворень сигналу та оцінити його вплив на працездатність рейкового кола. Завдяки безперервному моніторнгу сигналів в HК з їх аналізом у часовій і частотній областях можна не тільки виявляти несправності, але й прогнозувати їх до їх виникнення, що дозволяє більш ефективно планувати технічне обслуговування та знижує ризики збоїв у роботі. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані при розробці системи безперервного моніторингу рейкових кіл, що дозволить підвищити безпеку руху поїздів і зменшити експлуатаційні витрати. Запропонована методика дозволяє не тільки виявляти несправності в рейкових колах, але й прогнозувати їх до їх виникнення, що дозволяє більш ефективно планувати технічне обслуговування та знижує ризики збоїв у роботі.