Аннотация: Выполнен обзор методов повышения энергоэффективности автоматического управления движением поездов метрополитена: выбор энергооптимальной последовательности режимов управления поездом, распределение времени хода по линии на времена хода по перегонам, использование режима рекуперативного торможения. Приведены результаты исследования влияния системы автоматического управления движением на расход энергии на тягу. Проведен анализ влияния увеличения времени прицельного торможения в условиях различных типов перегонов на дополнительный расход энергии при заданном времени хода поезда по перегону при отсутствии или наличии рекуперативного тормоза. Сформулированы требования к датчикам коррекции пути, которые должны обеспечивать необходимую точность позиционирования поезда при интенсивном торможении. Проведено сравнение корректирующих датчиков на основе инфракрасных сигналов и RFID датчиков. Проведен анализ влияния изменения времени хода по перегону с целью компенсации рассогласования между плановым и исполненным графиками движения на дополнительный расход энергии. В условиях интенсивного движения требования к допустимой погрешности выполнения заданного времени хода поезда по перегону составляет ±2, 5 с.

Аннотация: Рассмотрен способ автоматизированного контроля монтажа поездных проводов, основанный на оценке уровня электрических потенциалов в контрольных точках измерительной цепи. Измерительная цепь выполнена в виде двух резисторных делителей напряжения. Один делитель подключён к источнику постоянного напряжения и формирует опорный электрический потенциал заданного значения. Другой делитель подключён через раздельные резисторы к клеммам выходной соединительной коробки вагона. Питание второго делителя напряжения осуществляется по поездным проводам от генератора тестовых сигналов, которые поочерёдно подаются на входы поездных проводов. Значение электрического потенциала второго делителя напряжения зависит от различных состояний монтажа поездных проводов, при которых происходит изменение конфигурации включения резисторов этого делителя. Предлагаемый способ контроля монтажа поездных проводов путём оценки уровня электрических потенциалов в контрольных точках измерительной цепи позволяет выполнить устройство контроля полностью на бесконтактных элементах, что повышает его надёжность. Способ может быть использован для контроля монтажа иных видов многопроводных линий связи и управления.

Аннотация: До половины сбоев в работе рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации на участках железных дорог с электротягой переменного тока происходит из-за помех, вызванных асимметрией тягового тока в рельсовых линиях. Поскольку первоисточником указанной асимметрии является асимметрия сопротивлений рельсовых нитей в пределах рельсовой цепи, измерения сопротивления элементов каждой рельсовой нити обеспечивают возможность не только определять асимметрию тягового тока, но и находить элементы с сопротивлениями, выходящими за пределы нормы. Асимметрию тягового тока можно измерять и непосредственно, однако результаты измерений зависят также от условий их проведения - температуры рельсов и уровня переменного тягового тока в них, так как асимметрия сопротивлений рельсовых нитей рельсовой линии создается из-за несимметричного увеличения в них переходных электрических сопротивлений в стыках рельсовых звеньев и дроссельных перемычках. Эти переходные сопротивления мало зависят от температуры окружающей среды и тяговых токов в рельсовых нитях. В результате при уменьшении температуры рельсов типа Р65 от +40 до -4СРС асимметрия сопротивлений рельсовых нитей с учетом их взаимной индуктивности увеличивается в 2, 2-2, 4 раза, а увеличение тягового тока в рельсах, например, в три раза вызывает почти такое же увеличение асимметрии. Влияние взаимной индуктивности рельсовых нитей с контактным проводом приводит к уменьшению асимметрии тягового тока в рельсовой линии. Взаимная индуктивность рельсовых нитей с высоковольтными линиями продольного электроснабжения, размещаемых на опорах контактной сети, может увеличивать или уменьшать эту асимметрию в зависимости от того, какая из рельсовых нитей обладает меньшим сопротивлением. Все эти факторы должны учитываться как при измерениях асимметрии сопротивлений рельсовых нитей или асимметрии переменного тягового тока в них, так и при экстраполяции этих данных на другие условия эксплуатации рельсовой тяговой сети по температуре рельсов, значениям токов в рельсовых нитях, контактных проводах и высоковольтных линиях.

Аннотация: Системы тягового электроснабжения постоянного тока с традиционным напряжением питания 825 В - основополагающая транспортная инфраструктура мегаполисов. Развитие электрифицированных железных дорог привело к массовому использованию таких систем электроснабжения. Преимуществам и недостаткам этих систем электроснабжения железных дорог посвящено множество работ, однако современные реалии обязывают эксплуатировать, поддерживать работоспособность, модернизировать и повышать их эффективность. На метрополитене вводится новый подвижной состав с асинхронными двигателями, увеличиваются нагрузки, увеличивается парность движения. Одним из важных аспектов обеспечения перевозочного процесса в таких условиях является поддержание бесперебойного электроснабжения электроподвижного состава. Это, в свою очередь, возможно за счёт адекватной и своевременной реакции обслуживающего персонала, энергодиспетчеров, систем автоматики и противоаварийной автоматики и т. д. В современных условиях развития техники используются микропроцессорные системы, которые нашли своё отражение в интеллектуальных терминалах питающих линий тяговой сети, используемых в метрополитенах. Их алгоритмическая часть должна модернизироваться и совершенствоваться для соответствия современным реалиям эксплуатации метрополитенов, интегрируя алгоритмы противоаварийной автоматики, полноценный анализ аналоговых процессов в тяговой сети, дискретных сигналов автоматики и телемеханики, состояний и переключений коммутационного оборудования, что должно способствовать повышению автоматизации тяговой подстанции, переходу к её полной необслуживаемости.

Аннотация: Один из способов повышения качества управления систем автоматического управления скоростью движения грузовых поездов - использование эталонной модели поезда в САУ для учёта динамических процессов, происходящих в поезде. На основе этой информации система функционирует таким образом, чтобы выполнить требования к качеству управления скоростью движения в соответствии с принятой системой критериев. Однако использование сложной эталонной модели понижает параметры быстродействия САУ. Для повышения быстродействия можно упростить модель, тем самым понизив порядок системы дифференциальных уравнений, описывающих поезд как объект управления. Выполненные исследования позволили оценить допустимую степень упрощения модели, которая не вызывает значительного снижения точности расчётов.

Аннотация: В статье предложен метод, позволяющий оценить риски, связанные с уровнями безотказности функционирования систем электрической централизации стрелок и сигналов на железнодорожных станциях. Оценка основана на математической модели следующих случайных процессов: отказов и восстановлений системы электрической централизации стрелок и сигналов и использования данной системы для реализации функций по регулированию процесса движения поезда на заданной станции. Расчет риска, связанного с безопасностью функционирования системы электрической централизации, выполняется в целом для железнодорожной станции, а не для конкретного варианта событий; статистика событий, связанных с нарушением безопасности, имеет малую выборку. Риск, связанный с безотказностью функционирования системы электрической централизации, оценивается с помощью матриц рисков, которые представляют собой таблицы с сочетанием вероятности возникновения задержек поездов на станции из-за отказов системы электрической централизации, и объема таких задержек. Для оценки рисков, связанных с уровнем надежности функционирования, в качестве частоты событий в матрице используется вероятность задержки поездов, а в качестве последствий событий - количество задержанных поездов в течение расчетного периода и среднее время задержки одного поезда на рассматриваемой станции. Результаты оценки могут быть использованы для принятия обоснованных управленческих решений.

Аннотация: Анализ отечественных систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) показывает, что они не уступают иностранным аналогам по таким базовым критериям, как безопасность, надежность, функциональные возможности, срок службы, стоимость при закупке и в ходе эксплуатации. Это подтверждено приведенными в статье характеристиками современных систем российских железнодорожной автоматики и примерами их экспорта на железные дороги других стран. Для того чтобы сохранить достигнутые позиции и обеспечить дальнейший прогресс требуется учитывать новые мировые тенденции в области создания средств железнодорожной автоматики, основными направлениями которых являются: создание комплексных многоуровневых систем управления; более широкое использование современных средств цифровой радиосвязи в информационно-управляющих системах; обеспечение надежной киберзащищенности разрабатываемых систем ЖАТ; разработка систем с модульным построением и гибкой архитектурой; унификация требований к разрабатываемой аппаратуре и гармонизация их с общемировыми требованиями и стандартами; создание многоуровневых комплексных систем глубокой внутренней и внешней диагностики; переход при обслуживании систем ЖАТ к контрактам жизненного цикла, обеспечивающим снижение стоимости обслуживания и повышение его качества.

Аннотация: Системы контроля свободности участков железнодорожного пути, а также системы передачи информации по рельсам на локомотивы поездов и между сигнальными точками автоматической блокировки работают в сложной электромагнитной обстановке, особенно на участках с электрической тягой. Процесс воздействия электромагнитных помех на аппаратуру этих систем многофакторный, а причины появления высокого уровня помех многочисленны и часто взаимосвязаны. При исследовании электромагнитной обстановки приходится решать следующие задачи: фиксацию случайного процесса появления помех, обработку массива полученных данных и выявление причин появления помех. Наличие записывающих цифровых многоканальных осциллографов, а также различного рода датчиков для измерения электрического тока или напряжения дает возможность решать первую задачу. Решение второй задачи зависит от поставленной цели. Многофакторность процесса возникновения помех весьма усложняет решение последней задачи. Проведены исследования для различных условий: высокоскоростного движения поездов Сапсан, движения поездов в метрополитене, участков движения тяжеловесных поездов. Получены математические описания в виде плотности распределения вероятности для нескольких видов электромагнитных помех.

Аннотация: В условиях априорной неопределенности характеристик помех для повышения помехозащищенности систем автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) в приемниках сигналов АЛСН целесообразно применять методы адаптивного подавления помех. Цель статьи - исследование возможностей одного из методов адаптивной обработки сигналов - адаптивной фильтрации (АФ) помех - для повышения помехоустойчивости приема сигналов АЛСН. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: разработана математическая модель принимаемых сигналов на входах приемных устройств АЛСН, обоснованы функциональная схема и алгоритм адаптации базового и модифицированного многоканальных адаптивных фильтров для приемных устройств АЛСН, выполнено компьютерное моделирование работы адаптивных фильтров, подтверждающее достоверность полученных результатов и эффективность таких фильтров для подавления помех. Отличительной особенностью предложенных фильтров, существенно расширяющей их функциональные возможности, является использование в алгоритмах адаптации априорной информации о наличии пауз в сигналах АЛСН.

Аннотация: Рассмотрены пути развития и совершенствования системы тягового электроснабжения постоянного тока и ее адаптация для высокоскоростных магистралей. Одним из способов совершенствования и повышения эффективности системы тягового электроснабжения является повышение номинального напряжения в тяговой сети постоянного тока до 24 кВ. Это позволяет повысить пропускную и провозную способность железных дорог, увеличить расстояние между подстанциями, снизить сечение проводов тяговой сети и значительно уменьшить потери электроэнергии в устройствах электроснабжения. Всё это, а также отсутствие при постоянном токе несимметрии питающего напряжения, индуктивных потерь и значительно меньшее электромагнитное воздействие на инфраструктуру превышают по эффективности все системы тягового электроснабжения переменного тока. Обоснована математическая модель динамических электромагнитных процессов в электрических схемах с полупроводниковыми преобразователями. Анализ и синтез электромагнитных процессов и основных характеристик многопульсовых преобразователей, их комплексное технико-экономическое сравнение показывает, что наиболее эффективными для этой системы являются 24-пульсные схемы выпрямления с последовательным соединением трехфазных мостов. Эти выпрямители обеспечивают повышение качества электрической энергии не только в первичной системе электроснабжения, но и в тяговой сети и позволяют применить более простые и экономичные активно-пассивные сглаживающие фильтры, обеспечивающие электромагнитную совместимость (ЭМС) новой системы тягового электроснабжения постоянного тока с устройствами связи и железнодорожной автоматики. Кроме того, внедрение 24-пульсных выпрямителей позволяет существенно снизить потребление реактивной энергии, снизить потери электроэнергии в тяговой сети и повысить КПД тяговой подстанции.