Интегрированные инерциальные технологии динамического мониторинга рельсового пути тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.03, кандидат наук Боронахин, Александр Михайлович

• Боронахин, Александр Михайлович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Боронахин, Александр Михайлович

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

1.1 Анализ методов диагностики рельсового пути

1.2 Бесхордовые инерциальные методы

1.3 Дефекты поверхности катания рельсовых нитей

1.4 Обзор путеизмерительных вагонов-лабораторий российских и зарубежных разработок

1.5 Анализ схем построения ИСОН

1.5.1 Определение углового положения кузова вагона

относительно рамы тележки

1.5.1.1 Способ построения оптической системы измерения взаимного положения двух плоскостей

1.5.2 Определение пройденной дистанции

1.6 Нормирование результатов измерений по нагрузке и скорости

1.7 Концепция построения системы динамического мониторинга рельсового пути

1.8 Выводы по главе 1

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

2.1 Постановка задачи

2.2 Математическая модель упругих деформаций рельсового пути

2.2.1 Результаты моделирования

2.2.2 Результаты экспериментальных исследований

2.3 Математическая модель колебательного движения элементов вагона

2.4 Выработка требований к динамическим характеристикам инерциальных датчиков и систем

2.5 Выводы по главе 2

3 СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ НЕРОВНОСТЕЙ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ

3.1 Концепция построения

3.2 Алгоритм оценки дефектов поверхностей катания рельсовых нитей и колес тележки

3.3 Экспериментальные исследования

3.3.1 Описание процедуры монтажа

3.3.2 Результаты экспериментальных исследований

3.4 Выводы по главе 3

4 СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

4.1 Постановка задачи

4.2 Алгоритм коррекции по координатам

4.3 Алгоритм коррекции по скоростям

4.4 Интегрированные системы навигации на рельсовом пути

4.4.1 Исследование параметров модели погрешностей сигналов системы

4.4.2 Коррекция по СНС с привлечением СДП

4.4.3 Коррекция по СНС без привлечения СДП

4.4.4 Коррекция по скоростям, вырабатываемым ИНС

4.5 Результаты испытаний интегрированной системы

4.5.1 Система навигации на рельсовом пути в составе немецкого путеизмерительного вагона (ОМ\УЕ)

4.5.2 Система навигации на рельсовом пути в составе путеизмерительного вагона ЦНИИ-4

4.6 Модель погрешности датчика пути

3

4.7 Анализ путей развития схем ИСОН на рельсовом пути

4.8 Выводы по главе 4

5 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ (ИИМ)

5.1 Алгоритм испытаний ИИМ согласно рекомендациям IEEE

5.1.1 Анализ результатов испытаний

5.1.1.1 Результаты калибровки триады ВОТ

5.1.1.2 Результаты калибровки триады ММГ

5.1.1.3 Результаты калибровки триады ММ А

5.2 Модернизация алгоритмов испытаний ИИМ

5.2.1 ВО Г

5.2.1 ММГ

5.3Динамические методы калибровки ИИМ

5.3.1 Алгоритм для ВОГ

5.3.2 Алгоритм для ММГ

5.3.3 Алгоритм для ММА

5.3.4 Результаты экспериментальной апробации

5.4 Методика аттестации испытательного оборудования

5.4.1 Метод оценки отклонений от перпендикулярности осей многоосных стендов

5.4.2 Описание методики

5.5 Выводы по главе 5

Заключение

Список литературы

Обозначения и сокращения

БИНС - бесплатформенная инерциальная навигационная система

Б-К - датчик букса-кузов

Б-Р - датчик букса-рельс

Б-Т - датчик букса-тележка

ВОГ - волоконно-оптический гироскоп

ГИС - геоинформационная система

ГСК - географическая система координат

ДЛП - датчик линейных перемещений

ДММ - датчик микромеханический

ДП - датчик пути

ДУ - датчики угла

ИИМ - инерциальный измерительный модуль

ИНС - инерциальная навигационная система

ИСК - интегрированная система по координатам

ИСОН - интегрированная система навигации и ориентации

ИСС - интегрированная система по скорости

ЛГ - лазерный гироскоп

ММ - микромеханический модуль

ММА - микромеханический акселерометр

ММГ - микромеханический гироскоп

МНК - метод наименьших квадратов

НО - навигационный отметчик

ОФК - оптимальный фильтр Калмана

ПА СНС - приемная аппаратура спутниковой навигационной системы

ПВ - путеизмерительный вагон

Р-К - датчик рельс-кузов

СДП - система датчиков положения

СНС - спутниковая навигационная система

Т-К - система тележка-кузов

ФНЧ - фильтр нижних частот

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интегрированные инерциальные технологии динамического мониторинга рельсового пути»

Введение

Актуальность темы исследования определяется сохраняющейся тенденцией роста грузоперевозок, а следовательно, и интенсивности движения по железным дорогам, что в условиях развития высокоскоростного транспорта предъявляет более жесткие требования к методам и средствам диагностики текущего состояния рельсового пути [1]-[4]. При этом вопросам динамического взаимодействия ж.д.-состава и пути должно быть уделено особое внимание, так как степень упругих деформаций рельсовых нитей непосредственно сказывается на достоверность результатов измерений геометрических параметров.

Степень ее разработанности

При анализе динамического взаимодействия ж.д.-состава и рельсового пути рассматриваются различные кинематические схемы колебательных систем вагона и пути, в большинстве случаев представляющие собой дифференциальные уравнения 5-го и более высоких порядков. [5]-[8]. Это приводит к трудностям в реализации их решений в режиме реального времени. С другой стороны, благодаря стремительному развитию вибро- и ударопрочных микромеханических гироскопов (ММГ) и акселерометров (ММА) и возможности построения миниатюрных трехосных микромеханических модулей (ММ), устанавливаемых непосредственно на крышки подшипников колесных пар, становится возможным выполнять измерения результирующих сил такого взаимодействия непосредственно в точках контакта «колесо-рельс». В свою очередь это позволит снизить порядок дифференциальных уравнений, описывающих колебательное движение элементов вагона (колесной пары, рамы тележки и кузова вагона) и получить теоретико-экспериментальное обоснование требований к бесплатформенной инерциальной навигационной системе (БИНС) в зависимости от места ее установки. В последующем такой подход даст возможность

6

выполнять пересчет деформации пути, возникающей в процессе движения путеизмерительного вагона, к ситуации, когда по контролируемому участку будет следовать грузовой состав, обладающий существенно большей массой по сравнению с путеизмерительным вагоном (ПВ).

Одним из эффективных путей развития систем диагностики является оснащение подвижных единиц (вагона или локомотива) регулярно курсирующих составов малогабаритными комплексами среднего класса точности с различной степенью автономности, контролирующих основные геометрические параметры пути. С одной стороны это экономически более привлекательно, чем производство дорогостоящего оборудования высокоточного ПВ, требующего, в том числе привлечения группы сотрудников для его обслуживания, с другой стороны, благодаря сопоставлению результатов от проезда к проезду, становится возможным выявление участков пути с тенденцией к развитию дефектов. Тогда ремонтные работы по такому участку могут быть выполнены заблаговременно до возникновения ситуаций, требующих снижения скоростного режима или закрытия движения.

В настоящее время наиболее эффективным средством мониторинга рельсового пути остаются путеизмерительные комплексы на базе пассажирских вагонов, включаемые в составы регулярно курсирующих поездов. При этом для построения базовой системы координат, в которой производятся измерения основных геометрических параметров пути, используется интегрированная система ориентации и навигации (ИСОН), в состав которой традиционно входят БИНС, спутниковая навигационная система (СНС) и датчик пути (ДП) [7]. Однако, учитывая относительно небольшое количество подобных комплексов как в России, так и за рубежом, в качестве БИНС, привлекаются системы изначально спроектированные для морского или воздушного транспорта. Поэтому алгоритмы функционирования таких ИСОН в недостаточной мере адаптированы к условиям экс-

7

плуатации на железной дороге. В частности, задача навигации на рельсовом пути, определяющем квазипостоянную траекторию движения, сводится к определению не географических координат, а величины пройденной дистанции S. Основным источником информации об этом параметре выступает ДП, в основе которого используется датчик угла поворота колеса (одометра). Соответственно для построения эффективного алгоритма функционирования ИСОН требуется знание математической модели его погрешностей, которая характеризуется как инструментальными погрешностями - уменьшение диаметра колеса в процессе эксплуатации, так и его проскальзыванием в результате динамических процессов взаимодействия вагона и рельсового пути, приводящим, в том числе, к упругим деформациям последнего. Это приводит к проблеме воспроизводимости решения задачи локализации обнаруживаемых дефектов.

Особое внимание в процессе производства инерциальных измерительных модулей (ИИМ) и БИНС уделяется вопросам их калибровки и испытаний. При этом разработчики руководствуются стандартами IEEE [9], [10], носящими рекомендательный характер и предусматривающими использование в качестве испытательного оборудования одно-, двух- и трехосных стендов в режимах угловых позиционирований и вращений с постоянными угловыми скоростями. Однако вполне логичным являлось бы выполнять испытания в режимах близких к условиям последующей эксплуатации на объекте. При этом в большинстве случаев речь идет о движениях с квазигармоническими угловыми колебаниями. В условиях инфраструк-

ТЛ/Г\LТ МГ<=»ГП="ЗПГ»Й ТТГ\Г»Г\Г'Т,Т ТЛТТЛ/Г ГГП TJ/=> ТГЧТЧГГ» НЭЛЛйиАиНОЛ« гГ|=»*ДТТр»"»С1гП/_

1 iiwjivjiiuil II ¿li iLVi iiu^uvpjiwil nv x ujiuiw ruiTlvllvliri/liVl i. vlVllivpuij

ры, но и существенным электромагнитным помехам.

Указанный комплекс проблем составил предмет данной диссертационной работы и определил ее цель.

Цель работы - решение научно-технической проблемы разработки новых принципов построения систем динамического мониторинга рельсо-

вого пути, в основе которых используются последние достижения интегрированных инерциальных технологий.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ методов и средств диагностики рельсового пути и формулирование тенденций развития путеизмерительных средств в условиях высокоскоростного движения, опираясь на последние достижения технологий инерциальной и спутниковой навигации и геоинформационных систем (ГИС).

2. Разработка концепции построения ИСОН для задач диагностики рельсового пути.

3. Разработка математического описания динамического взаимодействия рельсового пути и подвижного состава для формулирования требований к техническим характеристикам инерциальных систем, используемых в составе путеизмерительных средств.

4. Разработка системы диагностики рельсового пути с использованием микромеханических датчиков.

5. Анализ методов калибровки ИИМ и оценка эффективности комплек-сирования показаний ИИМ и испытательного стенда в режимах квазигармонических колебаний.

6. Формулирование требований к испытательному оборудованию для калибровки инерциальных датчиков и систем на их основе, а также разработка методики его поверки.

Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что в ходе их выполнения впервые:

- разработана концепция построения ИСОН для задач диагностики рельсового пути;

- предложена математическая модель динамического взаимодействия вагона и рельсового пути;

- разработана система диагностики импульсных неровностей рельсовых нитей;

- предложен и разработан новый метод высокоточной привязки результатов контроля рельсовых нитей к пройденному пути на основе интегрированной системы ДШБИНС/СНС/ММ, позволяющий создать геоинформационную базу данных состояния пути;

- проанализированы традиционные и предложены новые динамические методы калибровки ИИМ в режимах квазигармонических колебаний.

Теоретическая значимость работы заключается в обобщении опыта построения комплексов для диагностики состояния рельсового пути, модернизации существующих и разработки новых алгоритмов их функционирования, предполагающих более эффективное использование потенциальных возможностей систем инерциальной навигации и ориентации. Практическая значимость работы:

- Сформулированы требования к техническим характеристикам ММА и ММГ для построения ИИМ, устанавливаемых непосредственно на крышки подшипников колесных пар. Это позволило уточнить перечень обобщенных координат достаточных для создания математической модели, описывающей колебательные движения элементов вагона. Сформулированы требования к БИНС, установленной на раме тележки;

- Разработан способ бесконтактного измерения относительного положения кузова вагона и рамы железнодорожной тележки, обеспечивающий контроль угловых перемещений с точностью 1' и линейные 1 мм, что является достаточным для приведения показаний СНС к месту расположения БИНС на раме тележки;

- Разработана и реализована инерциальная система диагностики рельсового пути на микромеханических чувствительных элементах, позволившая автоматизировать процесс выявления дефектов поверхности катания рельсовых нитей и колес;

- Разработаны методы и алгоритмы высокоточной привязки результатов контроля к пройденной дистанции, базирующиеся на построении ИСОН на рельсовом пути, объединяющей ДП, ИНС, СНС и ММ, которые позволяют обеспечить независимость результатов измерений от изменения скорости движения и локализовать обнаруженные дефекты с погрешностью 0,5 м на 20 км пути;

- Разработаны и апробированы методы динамической калибровки гироскопов и акселерометров, позволяющие обеспечить наблюдаемость всех параметров модели некомпенсированных погрешностей соответствующих датчиков, а также реализовать их калибровку в заданном (рабочем) диапазоне угловых скоростей;

- Разработан и реализован бесконтактный способ оценки отклонения от перпендикулярности двух осей стенда для случая, когда к ним отсутствует физическая доступность (невозможен монтаж измерительной аппаратуры).

Методология и методы исследования базируются на общей теории инерциальной навигации и теории интегрированных навигационных систем, теории измерений, теории точности, теории оптимальной обработки информации, теории кинематики и динамики твердого тела, теории колебаний, аналитической механике и векторной алгебре, теории случайных процессов и статистических методах их анализа, методах математического и имитационного моделирования.

В результате проведенных исследований получены следующие основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция построения системы динамического мониторинга рельсового пути, использующая ММ в качестве измерителей результирующих сил в точках контакта «колесо-рельс», позволяет повысить степень воспроизводимости результатов вне зависимости от скорости и массы вагона.

2. Математическое описание динамического взаимодействия рельсового пути и подвижного состава, предполагающее использование в качестве из-

мерителей результирующих сил в точках контакта «колесо-рельс» показания ИИМ на МЭМС, дает возможность сформулировать требования к БИНС при ее установке на раме тележки.

3. Система диагностики неровностей рельсового пути с использованием ММ создает предпосылки для автоматизации процедуры выявления не только дефектов поверхности катания рельс, но и колес измерительной тележки, что также повышает точность измерений традиционными хордовыми методами.

4. Комплексирование ДП/БИНС/СНС с привлечением в качестве дополнительных навигационных отметчиков (НО) - стыки, стрелочные переводы и пр., позволяет сформировать единую для всех ПВ геоинформационную базу состояния рельсового пути, которая может быть использована в дальнейшем, как для коррекции инерциальных систем, так и для формирования прогноза развития дефектов.

5. Динамические методы калибровки, предполагающие комплексирование показаний ИИМ и испытательного стенда при квазигармоническом изменении угловых скоростей с прохождением через угловые положения, используемые традиционными методами, обеспечивают наблюдаемость и требуемую точность всех искомых параметров модели погрешностей при существенном сокращении времени испытаний.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

1.1 Анализ методов диагностики рельсового пути

Как правило, специалисты путевого хозяйства для описания геометрии пути используют следующие основные геометрические параметры:

• Ширина колеи;

• Рихтовка;

• Просадка;

• Отклонение от продольного профиля;

• Уровень;

• Кривизна рельсовой колеи (по курсовому углу кузова вагона);

• Отклонения от прямолинейного положения в плане прямых участков

пути (по измерению азимутального угла кузова вагона);

• Горизонтальные и вертикальные ускорения кузова.

Рассмотрим подробнее эти параметры и схемы их измерения, которые реализуются в путеизмерительных вагонах [1], [2], [11]—[14].

Ширина колеи (шаблон) должна контролироваться на расстоянии 13 мм ниже поверхности катания рельса, что соответствует с учетом по-дуклонки рельсов 16 мм ниже линии, соединяющей верхние точки рельсов и проведенной по нормали к рихтовочной нити (рис. 1.1, а). Ширина колеи измеряется оптической системой, включающей в себя два лазерных датчика, жестко закрепленных на неподрессоренной раме ходовой тележки (рис. 1.1, б) [14]. Зная базовое расстояние между датчиками, вычисляется расстояние между боковыми поверхностями рельсов. Это расстояние является измеренной шириной колеи 1Х. В соответствии с нормами, установленными инструкцией железных дорог России [2], в табл. 1.1 представлены значения номинального размера ширины колеи между внутренними гра-

нями головок рельсов. Величины отклонений от номинальных размеров ширины колеи не должны превышать по сужению —4 мм, по уширению +8 мм. Ширина колеи менее 1512 и более 1548 мм не допускается.

16 мм

I

а)

Шаблон

ш

сСГПа

I ; -*! \

1600 мм

б)

Рисунок 1.1- Схема измерения ширины колеи (шаблона)

Таблица 1.1

Участок пути Ширина колеи (мм)

на прямых участках пути и на кривых радиусом 350 м и более 1520

при радиусе от 349 м до 300 м 1530

при радиусе от 299 м и менее 1535

Рихтовка - это положение рельсовых нитей в плане (в горизонтальной плоскости пути) от несимметричной хорды длиной Ь (рис. 1.2), например для ПВ серии ЦНИИ-4 Ь = 2\,5 м [1], которое определяется по каждой рельсовой нити относительно кузова вагона с помощью оптических датчиков «рельс-кузов» (Р-К), фиксирующих перемещения контролируемых то-

14

чек, задаваемых схемой измерения шаблона, в трех сечениях (через Ь, для ЦНИИ-4 соответственно 4,5 м) [1].

В результате воздействия подвижного состава на обе рельсовые нити может произойти сдвиг рельсошпальной решётки в горизонтальной плоскости пути. Параметр рихтовка необходим для выправки пути, смещенного в ту или другую сторону. Для обеспечения плавности хода поездов на основании измерений рихтовки путеремонтная машина, распределяющая балласт под шпалами, осуществляет подъёмку и сдвижку (рихтовку) рельсошпальной решётки.

На рис. 1.2 приведена схема измерения рихтовки (система координат Охку&к. связана с кузовом вагона). Расстояние от оси вагона (ось ук) до правого рельса хк пь дск П2 и д:к пз считается положительным, до левого (хк ль хк Л2 и хк лз) - отрицательным.

л 1 л2 — лЗ О

п1 Ь п2 *к Ук Ь-Ь пЗ

Рисунок 1.2 - Измерительные тележки вагона при прохождении кривого участка пути

Для измерения рихтовки левого рельса (для правого вычисления будут аналогичными) следуют следующим положениям (рис. 1.3). Отрезок, соединяющий точки л1 и лЗ, является хордой, по которой вычисляется рихтовка. Расстояние, отмеренное от точки л2 до отрезка л1лЗ перпендикулярно оси вагона, является искомой рихтовкой/ (на рис. 1.3 это длина отрезка л2А)

л1 -*к лЗ) ,

/ = хкп2 -*кл1 +---Ъ. (1.1)

Рисунок 1.3 - Вычисление стрелы изгиба левого рельса При измерении рихтовки ручным способом натягивается леска и измеряется расстояние (рихтовка) от определенной точки лески до рельса, т.е. рихтовка измеряется перпендикулярно хорде.

Просадка - неровность рельсовой нити в вертикальной плоскости по отношению к среднему уровню. Подобно гармонической кривой, протяженность железнодорожной неровности принято называть длиной волны и в зависимости от ее величины, просадки разделяют на длинные (с длиной волны более 6 м) и короткие (с длиной волны до 6 м). Для этого используются датчики линейных перемещений «букса-кузов» (Б-К), схема расположения которых (для первой колесной пары) приведена на рис. 1.4. Датчики крепятся к корпусу вагона в точках А и В. Размеры ¿и Т могут варьироваться в зависимости от конструкции конкретного вагона, например для ПВ фирмы ТВЕМА [14] Г = 400 мм, Т = 2400 мм.

♦А кузов в .

Т ♦

букса 1 букса 3

/ 1

Рисунок 1.4 - Схема измерения просадки 16

В путеизмерительных вагонах традиционно используются две схемы измерения просадок: на базе кузова вагона и на базе тележки вагона (рис. 1.5).

1 Ь . Г 7 Г--—

1 1 — ' I ~Ж--^р ц

А/?

Рисунок 1.5 - Схема измерения просадки

Метод измерения просадки на базе вагона подразумевает использование трех измерительных колесных пар (рис. 1.5- для измерения просадки правой рельсовой нити). Измеряемое смещение средней колесной пары (на рис. 1.5 - букса 4) соответствует смещению рельса относительно хорды, соединяющей две соседние колесные пары. В этом случае величина просадки (А/г) определяется по выражению, аналогичному для рихтовки (1.1), и характеризует "понижение" или "повышение" (бугор) относительно концов хорды 3 и 7 точки 4 (рис. 1.5), отстоящей от них на расстояние Ь и Ьг-Ь, соответственно.

Метод измерения просадки на базе тележки (двухточечная схема) является весьма упрощенным, так как в качестве просадки рельсовой нити принимается разность перемещений Б-КЗ и Б-К4 для правого, Б-К1 и Б-К2, соответственно для левого рельса.

Поскольку, согласно официальным документам [1], [2], [11]-[14], просадки рельсовых нитей характеризуют неровности рельсовых нитей в продольной плоскости, то для выделения коротких неровностей использу-

17

ется сглаживающий фильтр. Для сглаживания сигнала просадок используется дискретный медианный фильтр (рис. 1.6, сглаженный и исходный сигналы сдвинуты вверх на 10 мм, чтобы было видно результат вычитания).

Рисунок 1.6 - Результат вычитания сглаженного сигнала из исходного

Сигналом просадки является раз- 1,5 ность между «просадками» и резуль- ] татом сглаживания этих «просадок».

о

В определении просадок хордовыми методами основной измерительной информацией являются показания системы датчиков Б-К, которые определяют вертикальные перемещения колес относительно кузова вагона. Поскольку измерения параметров пути происходят в условиях динамического взаимодействия, то колебания вагона оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в контакте «колесо-рельс», а, следовательно, вносят дополнительную составляющую в показания датчиков «букса-

2£ X, м

Рисунок 1.7 - Коэффициент передачи хордового метода

—I-1-

- Разница

- Исходный сигнал (410 мм)

- Сглаженный сигнал (+10 мм)

кузов». В работах научной группы, основанной профессором A.B. Моча-ловым [7], было показано [ 15]—[20], что коэффициент передачи хордового метода ^(А,), для случая равноплечей хорды, имеет зависимость от контролируемой длины неровности (рис. 1.7). Из графика видно, что хордовый метод позволяет приблизительно восстановить форму неровности только при условии, что ее длина превышает длину хорды Х>а. При Х<а измерения, как таковые, отсутствуют из-за нелинейного искажения информации и короткие неровности восстановлению вообще не подлежат. Причем при увеличении длины неровности чувствительность метода заметно падает.

Далее рассмотрим геометрические параметры рельсового пути, при измерении которых используются инерциальные навигационные системы (ИНС), которые в большинстве случаев устанавливаются в кузове вагона.

Отклонение от продольного профиля определяется как продольный уклон рельсового пути относительно плоскости горизонта и измеряется с привлечением ИНС (продольный уклон кузова вагона \\i - положение по углу дифферента системы координат, связанной с ИНС Oxyz относительно географического сопровождающего трехгранника (ГСК) О^цС, или OEN/г) и системы датчиков Б-К (угол между продольной осью кузова вагона и пути \|/сггн)-

Уровень - взаимное положение рельсовых нитей в поперечной плоскости по высоте, определяемое как взаимное положение по высоте средних точек головок рельсов, измеренных по нормали к рихтовочной нити и приведенное к измерительной базе (T-2t, см. рис. 1.4)

h = 1 sin (б - 0ОТН) при 0ОТН = arcsin ^ ^ . (1.2)

Данный параметр измеряется (рис. 1.8) с привлечением показаний ИНС (0 - положение по углу крена Oxyz относительно ГСК), системы Б-К (0ОТН) и шаблона /. При этом особое внимание должно уделяться вопросам монтажа ИНС. В случае установки ИНС на кузове вагона (рис. 1.8) система координат Oxyz должна быть совмещена «физически» или «аналитически» с Охкукгк. Это может быть выполнено в условиях стоянки с привлечением дополнительных средств. Например, для юстировки уровня - ручной шаблон.

Уровень является одним из ключевых параметров, так как железнодорожный путь характеризуется такими участками как: прямые, переходные кривые, круговые кривые. Переходными кривыми называются участки дороги длиной не менее 20 м переменного радиуса, посредством которых осуществляется плавный переход с прямого участка в круговую кривую постоянного радиуса.

Для компенсации центробежного ускорения вагона при прохождении криволинейных участков пути, наружный рельс укладывается выше внутреннего. Возвышение наружной нити на криволинейных участках пути зависит от радиуса кривой и не должно превышать 150 мм. Верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне. Разрешается на прямых участках пути содержать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой в соответствии с нормами, установленными соответствующей инструкцией МПС России [2].

Кривизна рельсовой колеи определяется по изменению угла поворота скользящей вдоль пути хорды длиной, равной базе вагона (17 м), в горизонтальной плоскости [1], [11]. Угол поворота определяется по курсовому углу (азимуту продольной оси кузова), измеряемого ИНС. Кривизна используется для расчета параметров кривых.

Отклонения от прямолинейного положения в плане прямых участков пути (по измерению азимутального угла кузова вагона);

Горизонтальные и вертикальные ускорения кузова, учитывая стремительно развивающееся высокоскоростное движение (более 80 км/ч), уделяется особое внимание, так как они позволяют судить о динамическом (интегральном) воздействии параметров устройства и содержания рельсовой колеи на пассажирский подвижной состав. Количественно ускорения кузова оцениваются величинами среднеквадратических отклонений и количеством превышений пороговых значений на километровых отрезках пути [1]» [14].

Проектное значение уровня рельсового пути на криволинейном участке определяется его радиусом и планируемой скоростью движения ж.д.-составов, что обеспечивает расположение проекции вектора суммарного ускорения на вертикальную плоскость по нормали к полотну (рис. 1.9). Соответственно, в случае нарушений по каким-либо причинам параметров рихтовки, уровня или текущей скорости движения, возникают так называемые неском-пенсированные ускорения, которые

для обеспечения безопасности дви- Рисунок 1.9

жения не должны превышать 0,7 м/с .

Данный тип ускорений также подпадает под так называемый класс «вредных», которые при реализации алгоритмов ИНС следует измерять для последующей коррекции сигналов акселерометров. В работах [21]—[29] в рамках разработки специализированных аналитических гировертикалей с усеченным составом чувствительных элементов были предложены следующие методы:

1. С привлечением ИНС и ее датчиков: • как длина вектора разности проекций векторов суммарного ускорения и ускорения свободного падения g на перпендикулярную оси рельсового пути плоскость (рис. 1.9):

• как разность текущего ускорения Wx, измеренного поперечным акселерометром, и вычисленного поперечного ускорения с учетом углов, выработанных на предыдущем такте:

JNX. -g sine,,! ац ч ~ cos 0г_!

2. Без привлечения инерциальных датчиков:

• как отношение квадрата скорости движения объекта, полученной по датированным отсчетам одометраvy, деленного на радиус циркуляции :

При этом R¿ может быть определен: • R¡ = 0.5¿//sina¿,

где d - база между центрами ходовых тележек (рис. 1.5, L); a¿ - угол между продольными осями кузова вагона и тележки (рис. 1.10).

Рисунок 1.10

• в качестве еще одного неинерциального источника дополнительной информации о текущем радиусе циркуляции может выступать канал измерения рихтовки (см. рис. 1.3), так как в этом случае речь идет об определении радиуса описанной окружности треугольника с известным взаимным положением координат вершин (точки л1, л2 и лЗ для рис. 1.3).

• из паспорта кривой.

где АК^ определяется дифференцированием АК",- по показаниям ПА СНС:

А= агс1ё(А^ / Аг|,-) - агс1ё(А^_1 / Аг|г_1) - 7/, где А^,Аг| - приращения географических координат антенны ПА СНС, установленной на крыше вагона; 7; - угол рыскания кузова вагона относительно рельсового пути.

Так как оценки центростремительного ускорения получаются по информации различных каналов, то их погрешности будут иметь различные спектральные плотности. Поэтому для повышения точности определения ац с целесообразно применить комплексирование (интегрирование) приведенных оценок [29]-[35] . Комплексированные оценки могут находиться как, например, среднее арифметическое или среднее геометрическое, полученные из исходных оценок, либо с использованием оптимальной фильтрации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Боронахин, Александр Михайлович, 2013 год

Список литературы

1. Технические указания по определению и использованию характеристик устройства и состояния пути, получаемых вагонами путеобследователь-скими станциями ЦНИИ-4. (ЦПТ - 55/15) / Департамент пути и сооружений МПС России. - М.. - 2003. - 100 с. : ил.

2. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути: ЦП-774/ МПС РФ. М., 2000.

3. Классификация дефектов рельсов НТД/ЦП-1-93. Каталог дефектов рельсов НТД/ЦП-2-93. Признаки дефектных и остродефектных рельсов НТД/ЦП-3-93. Утверждены МПС РФ 22.03.1993.

4. British standard. Railway applications - Track - Track geometry quality. Part 1: Characterisation of track geometry. BS EN 13848-1:2003+A1:2008.

5. Коган А.Я. Вертикальные динамические силы, действующие на путь. Труды ВНИИЖТа, вып. 402. М.; «Транспорт», 1969, 206 с.

6. Вериго М. Ф., Коган А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава / Под ред. М. Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986.

7. Мочалов А.В. Инерциальные методы и средства динамических измерений параметров движения и деформаций объектов: Автореф. дис. ... доктора. техн. наук. СПб.: Изд-во СПб ГИТМО (ТУ), 2002.

8. Коган А. Я. Некоторые особенности воздействия на путь подвижной нагрузки// Вестник ВНИИЖТ. 2005. №3. С. 28-32.

9. Draft Recommended Practice for Precision Centrifuge Testing of Linear Ac-celerometers. Working Draft P836/D7, June 2006.

10. IEEE Standart Specification Format Guide and Test Procedure for Single-axis Interoferometric Fiber Optic Gyros. Working Draft P952/D25, June 1997.

11. Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов (ЦП - 515)/ Департамент пути и сооружений МПС России. М., 2003.

12. Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути: ЦП-544/ МПС РФ.М., 2000.

13. Нормативы на параметры неровностей плана и профиля длиной до 200м для участков пути со скоростями движения поездов 160 - 250 км/ч», Утв. ОАО «РЖД» 2009г.

14. Инструкция по оценке состояния инфраструктуры с использованием новых диагностических средств комплексной диагностики инфраструктуры ОАО РЖД (ИНТЕГРАЛ, ЭРА) (введена в действие с 01.04.12г.)

15. Гупалов В. И., Мочалов А. В., Боронахин А. М. Инерциальные методы и средства определения параметров движения объектов и свойств рельсового пути: Учеб. пособие по курсам "Проектирование и конструирование устройств ЛИНС" и "Инерциальные системы навигации и управле-ния".СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ",2003. С. 144.

16. Гупалов В. И., Боронахин А. М., Филипеня Н. С. К вопросу о синтезе путеизмерительного комплекса нового поколения// Железные дороги мира. 2004. №8. С. 44-48.

17. Boronakhin А. М., Gupalov V. I., Filatov Y. V. Some aspects of synthesis of new generation way-measuring systems// Proc. of "SPb-IEEE Con'03", 2003, St-Petersburg IEEE chapters conf. SPb.: ETUpublishing, 2003.

18. Гупалов В. И., Боронахин А. М., Филипеня Н. С. Новые инерциальные методы измерения параметров рельсового пути// Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". Сер."Приборостроение и информационные технологии". 2005. Вып. 1.С. 3-8.

19. Бесхордовый инерциальный метод измерения неровностей в продольной вертикальной плоскости рельсовых нитей/ A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, A.B. Казанцев и др.// Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2004.Сер. "Приборостроение и информационные технологии".Вып. 1.С. 24-29.

20. Результаты анализа испытаний бесхордового инерциального метода

измерения просадки рельсовых нитей/ В. И. Гупалов, А. М. Боронахин,

263

А. В. Казанцев и др.// Тез. докл. VI КМУ "Навигация и управление движением". СПб., 16-18 марта 2004// Гироскопия и навигация. 2005. № 1 (48). С. 90-91.

21. Боронахин А. М., Гупалов В. П., Лисовой С. А. Принципы построения аналитических гировертикалей на лазерных гироскопах и акселерометрах // Навигация и управление движением: II НТК молодых ученых, СПб., 28-30 марта 2000/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2000. С. 44-48.

22. Гупалов В. И., Мочалов A.B., Боронахин А. М. Аналитические гировертикали усечённого состава// Тез. докл. НТК памяти Н. Н. Острякова "Навигация и гироскопия", СПб., 25-26 окт. 2000 // Гироскопия и навигация. 2000. №4. С. 61.

23. Gupalov V. I., Mochalov А. V., Boronachin А. М. Application of a ring laser for measurement of the track geometrical parameters// Proc. SPIE. 2000. №4316. P. 13-20.

24. Гупалов В. И., Мочалов А. В., Боронахин А. М. Аналитические гировертикали усеченного состава // Гироскопия и навигация. 2001. № 2 (33). С. 25-36.

25. Боронахин A.M., Гупалов В.И., Слободчиков И.П. Исследование аналитических гировертикалей усечённого состава// Тез. докл. КМУ "Навигация и управление движением", СПб., 12-14 марта 2001//Гироскопия и навигация. 2001. №2(33).С. 92.

26. Пат. РФ №2253091/ A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, A.B. Мочалов. Способ коррекции аналитических гировертикалей усеченного состава. Опубл. 27.05.2005. Бюл. № 15.

27. Боронахин А. М., Гупалов В. И., Мочалов А. В. Интегрированная система навигации на рельсовом пути на базе аналитической гировертикали усеченного состава// Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2002. Сер. "Приборостроение и информационные технологии".Вып. 1. С. 10-13.

28. Боронахин А. М. Использование аналитической гировертикали усечен-

264

ного состава для навигации на рельсовом пути// Навигация и управление движением: IV НТК молодых ученых, СПб., 12-14 марта 2002/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2002. С. 45-52.

29. Gupalov V. I., Mochalov А. V., Boronachin А. М. The method of the ring laser correction for the measurement of an object angular moving//Proc. SPIE. 2001. №4680. P. 79-84.

30. A.M. Боронахин, Д.П. Лукьянов, A.B. Мочалов, Ю.В. Филатов. Теоретические основы малогабаритных инерциальных систем: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2007. С.416.

31. A.M. Боронахин, Д.П. Лукьянов, Ю.В. Филатов. Оптические и микромеханические инерциальные приборы. СПб.: Изд-во «Элмор», 2007. 400 с.

32. A.M. Боронахин, Д.П. Лукьянов, Ю.В. Филатов. Оптические и микромеханические инерциальные приборы. СПб.: Изд-во «Элмор», 2-е издание, 2008. 400 с.

33. A.M. Боронахин, И.Л. Суров. Инерциально-спутниковая навигационная система на микромеханических датчиках// Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", Серия "Приборостроение и информационно-измерительные системы". Вып. 9, 2011 С. 95-102.

34. A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, Л.Н. Подгорная, Н.С. Филипеня. Разработка малогабаритной автономной системы диагностики рельсового пути/ Сборник докладов Международного научно-практического семинара «Конструкция железнодорожного пути и вопросы технического обслуживания высокоскоростных магистралей», Санкт-Петербург, 3-4 июня 2010, С. 134-141.

35. Боронахин A.M., Лукомский Ю.А., Шпекторов А.Г., Тханг Х.М., Дык Ч.Т. Обоснование требований к системам навигации и ориентации при решении задач управления движением подвижных объектов// Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", Серия "Приборостроение и информационно-

измерительные систем". Вып. №2, 2012 С. 77-80.

265

36. J. Zywiel. Innovative Measuring System Unveiled // Jan Zywiel, Gunther Oberlechner. International Railway Journal. - 2001. - Sept. -

(http://www.applanix.com/media/downloads/articles papers/POSTG 2001 09 InnovativeMeasuringSystem.pdf)

37. Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4. Техническое описание. ЕИМН.663511.001 TO. - M., 1996.

38. Промышленно-инновационная компания «Прогресс» - Компания [Электронный ресурс]. URL: www.pikprogress.ru (дата обращения: 26.09.2012)

39. НПЦ Инфотранс [Электронный ресурс]. URL: www.infotrans-logistic.ru (дата обращения: 26.09.2012)

40. TVEMA About us [Электронный ресурс]. URL: www.tvema.com (дата обращения: 26.09.2012)

41.ETR Eisenbahntechnische Rundschau/ С. Hemmrich [etc.]. 2007, Nr.6, p. 359-363.

42. Li D. Railway Track & Structures. 2005, Nr 9, p. 19 - 23.

43. Staccone G. Railway Technical Review. 2006, Nr 3, p. 36 -39.

44. MATISA Matériel Industriel S.A. [Электронный ресурс]. URL: www.matisa.ch (дата обращения: 26.09.2012)

45. MERMEC [Электронный ресурс]. URL: www.mermec.com (дата обращения: 26.09.2012)

46. Judge Т. Railway Age. 2004, Nr 9, p. 77 - 80.

47. Weart W. Progressive Railroading. 2009, Nr 3, p. 47-53;

48. Cordner K. Modern Railways. 2004, Nr 666, p. 66, 68 - 72. 74.

49. Barberon M. La Vie du Rail. 2006, Nr 3055, p. 4 - 6.

50. Descusses J.DM. Le Rail. 2006, Nr 132, p. 34 - 38;

51. Braband J. Signal und Draht. 2007, Nr 4, p. 34 - 37.

52. Auer F. ZEVrail Glasers Annalen, Special Edition: Strategy of Track Maintenance. 2005, p. 38 - 45.

53. Hanreich W. Glasers Annalen. 2005, special edition, p. 17 - 26.

54. Robert В., Derocher J. Progressive Railroading. 2004, Nr 6, p. 50-52.

55. Hans-Jörg Höhberger, Martin Rechel und Heinz-Herbert Zück. Die Oberbau-Meßwagen-Einheit - Neuer Standard für die Gleismeßtechnik// Gleismeß technik, 41, H.6-Juni, 1992, S. 405-411.

56. Martin Rechel. Lasertechnik und INS. Vortrag anlaeßlich der Oberbaufach-tragung des VDEI am 17. Mai 1995 in Frankfurt/M.: Eisenbahningenier 46 (1995), H. 8, S. 552-558.

57. Mochalov A., Rechel M. Navigation on Railway Tracks by means of GPS/INS and Navigation Marks// Proc. of The First European Symp. on GNSS, 21-25 April, 1997. Germany, Munich, 1997. P. 26-36.

58. Боронахин A. M., Мочалов А. В. Навигация по рельсовому пути// Навигация и управление движением: II НТК молодых ученых, СПб., 28-30 марта 2000/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2000. С. 251-258.

59. Боронахин А. М. Результаты экспериментальных исследований системы навигации на рельсовом пути// Навигация и управление движением: III НТК молодых ученых, СПб., 12-14 марта 2001/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2001. С. 206-213.

60. Исследование интегрированной системы навигации на рельсовом пути/ А. М. Боронахин, А. В. Мочалов, М. Рехель, Й. Шмайстер // Интегрированные инерциально-спутниковые системы навигации: Сб. ст. и докл./ ГНЦ РФ-ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2001. С. 181-197.

61. Integrated System for Navigation on Railway Tracks / M. Rechel, J. Schmeister, A. M. Boronachin, A. V. Mochalov /'/' Proc. On Symp. Gyro Technology, Germany, 19-20 Sept. 2001. Stuttgart. P. 17.0-17.18.

62. Боронахин A. M., Казанцев А. В., Мочалов А. В. Экспериментальные исследования системы навигации на рельсовом пути в составе путеизмерительного вагона ЦНИИ-4// Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2002. Сер. "Приборо-

строение и информационные технологии". Вып. 1. С. 6-10.

63. Боронахин А. М., Казанцев А. В., Карпасов С. А. Результаты экспериментальных исследований системы навигации на рельсовом пути в составе путеизмерительного вагона ЦНИИ-4// Навигация и управление движением: IV НТК молодых ученых, СПб., 12-14 марта 2002/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 2002. С. 286-291.

64. Пат. РФ № 129217/ A.M. Боронахин, В.Ю. Венедиктов, A.B. Горелая и др. Оптическая система для измерения взаимного положения подрессоренной тележки и кузова вагона. Опубл. 20.06.2013. Бюл. № 17.

65. Анучин, О.Н. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов [Текст] / О.Н. Анучин, Г. И. Емельянцев/ Под общей ред. чл.-кор. РАН В.Г. Пешехонова. - Спб., 1999. - 357 с.

66. Боронахин А. М., Гупалов В. И. Инерциальные и информационные технологии определения параметров движения объектов и свойств рельсового пути. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2012. 288 с.

67. Разработка и исследование метода измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, М. В. Иванов, А. В. Казанцев, Е. Д. Масленок// Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2004. Сер. «Приборостроение и информационные технологии». Вып. 1. С. 21-24.

68. Пат. РФ №2291804/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, Н. С. Филипеня. Способ измерения путеизмерительным вагоном боковых (поперечных) жесткостей рельсовых нитей. Опубл. 20.01.2007. Бюл. № 2.

69. Тимошенко С. П. К вопросу о вибрациях рельсов// Изв. электротехн. ин-та. 1905. Т. XIII. С. 17.

70. Боронахин, A.M. Бесхордовый инерциальный метод измерения неровностей в продольной вертикальной плоскости рельсовых нитей / A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, Н.С. Филипеня// Навигация и управление движением: материалы VI науч. тех. конф. молодых ученых, г. Санкт - Петер-

268

бург, 12 - 14 марта 2004 г. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2005г. - С. 118-123.

71. В.И. Гупалов, A.M. Боронахин, Н.С. Филипеня. Инерциальные методы измерения параметров рельсового пути// «Навигация и управление движением» Сб. докладов VII Научно-технической конференции молодых ученых, СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор», 2006. - С. 94-100.

72. A.M. Боронахин. Инерциальные технологии в задачах достижения безопасности железнодорожного транспорта// Сб. докл. 21 собрания Академии Навигации и Управления движением, Гироскопия и навигация, № 4, 2006, С. 124.

73. Пат. РФ № 2242391/ Боронахин A.M., Гупалов В.И., Мочалов А.В. Способ инерциальных измерений неровностей рельсового пути. Опубл. 20.12.2004. Бюл. № 35.

74. Пат. РФ № 2276216/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, Е. А. Шалагина. Способ измерения горизонтальных неровностей (рихтовки) и кривизны в плане рельсовых нитей. Опубл. 10.05.2006. Бюл. №13.

75. Пат. РФ № 2242554/ Боронахин А. М., Гупалов В. И., Казанцев А. В., Карпасов С. А. Способ измерения просадки рельсовых нитей. Опубл. 20.12.2004. Бюл. № 35.

76. Лысюк, B.C. Прочный и надежный железнодорожный путь [Текст] / B.C. Лысюк, В.Н. Сазонов, Л.В. Башкатова. - М. : ИКЦ «Академкнига», 2003. - 399с.

77. Лысюк B.C., Каменский В.Б., Башкатова Л.В. Надежность железнодорожного пути/ Под ред. В.С.Лысюка. М.: Транспорт, 2001.

78. Короткевич, М. А. Расчет и конструирование вагонов [Текст]: Учеб. для машиностроительных вузов. Ч. 3. Теория вагона / М.А. Короткевич. -М. : Машгиз, 1939. - 303 с.

79. Винокуров М. В. Исследование колебаний и устойчивости вагонов.// Сб. науч. Тр. ДИИТа, в. XII, Днепропетровск, 1940. — 292с.

269

80. Львов A.A. Современные методы исследований динамики вагонов // A.A. Львов, Л.О. Грачева - Труды ВНИИЖТ, 1972, вып. 457. 157 с.

81. Хохлов A.A. Построение единой математической модели колебаний многоосных вагонов. Вестник ВНИИЖТ, 1982, №3. - с. 46 - 48.

82. Анисимов П.С. Демпфирующая способность гасителя колебаний грузовых вагонов. Вестник ВНИИЖТ - М.: Транспорт, 1966. - №8. - С. 20-22.

83. Данилов В.Н. Постановка и метод решения задачи пространственных колебаний двухосной тележки // В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов, В.Н. Филиппов - Труды МИИТа, вып. 368, 1971, с. 30-44.

84. Хусидов В.В., Хохлов A.A., Петров Г.И., Хусидов В.Д. Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ / Под ред. A.A. Хохлова - М.: МИИТ, 2001. - 160 с.

85. Ершков О.П. Расчет поперечных горизонтальных сил в кривых: Труды ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1966. - вып. 347. -235 с.

86. Грачева Л.О. Взаимодействие вагонов и железнодорожного пути // Тр. ВНИИЖТ. 1968. - Вып. 356. - С. 1-207.

87. Л.О. Грачева. Взаимодействие вагонов и железнодорожного пути (вынужденные колебания вагонов). Тр. ВНИИЖ, 1972. Вып.356.207 с.

88. Данович В.Д. Аналитическое определение сил, действующих на колесные пары и кузов вагона при ударах на стыках / Труды ДИИТ, вып. 84. М.: Транспорт, 1970. - с. 31-35.

89. Данович В.Д. Стационарные колебания бесконечной длины балки, лежащей на упругом основании, под действием движущейся гармонической нагрузки. Труды ДИИТа, вып. 199/25, Днепропетровск, 1978.

90. Ю.С. Ромен. Методы расчетов динамических процессов в подвижном составе с учетом неровностей железнодорожного пути в эксплуатации. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва, 1986 г., 336 с.

91. Захаров А.Н. Оценка сопротивлению движению грузовых вагонов в зависимости от положения осей колесных пар в тележках и состояния пути / А.Н. Захаров, Ю.С. Ромен, В.О. Певзнер // Вестник ВНИИЖТ. 1996. - № 2. - С. 33 - 36.

92. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т.2. Более сложные вопросы теории и задачи. - М.: Наука, 1965.- 480с.

93. Yinghui ZHAO, Jiye ZHANG, Tian LI, Weihua ZHANG. Aerodynamic performances and vehicle dynamic response of high-speed trains passing each other / Journal of Modern Transportation, Volume 20, Number 1, March 2012, Pages 36-43.

94. Stability of High Speed Train under Aerodynamic Excitations, Erik Bjerk-lund, Mikael Ohman, Master's Thesis 2009:03, ISSN 1652-8557, Department of Applied Mechanics, Division of Dynamics and Division of Fluid Mechanics, Chalmers University of Technology, Sweden.

95. A. A1 Shaer, D. Duhamel, K. Sab, G. Foret, L. Schmitt, Experimental settlement and dynamic behavior of a portion of ballasted railway track under high speed trains, Journal of Sound and Vibration 316 (2008) 211-233.

96. Филипеня H. С. Разработка инерциальных методов и средств измерения параметров рельсового пути: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2007.

97. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т.1. Элементарная теория и задачи. - М.: Наука, 1965.- 364с.

98. Беляев Н.П. Сопротивление материалов - М.; Физматгиз, 1962 - 856с.

99. A.M. Боронахин, В.И. Гупалов, Н.С. Филипеня. А^нализ динамического воздействия путеизмерительного вагона при контроле параметров рельсовых нитей// Навигация и управление движением: материалы VIII науч. тех. конф. молодых ученых, г. Санкт - Петербург, 14 - 16 марта 2006 г. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2007 г. - С. 238 - 244.

100. Пат. РФ № 2240244/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, А. В. Мочалов, А. В. Казанцев. Способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути. Опубл. 20.11.2004. Бюл. № 32.

101. Пат. РФ №2291803/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, Н. С. Филипеня. Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей. Опубл. 20.01.2007. Бюл. № 2.

102. Инерциальный измерительный модуль на микромеханических чувствительных элементах / A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, Н.С. Филипеня А.О. Грунский, Д.П. Лукьянов// Навигация и управление движением: материалы VIII науч. тех. конф. молодых ученых, г. Санкт - Петербург, 14-16 марта 2006 г. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2007 г. - С. 118-124.

103. A.M. Боронахин, Л.Н. Подгорная. Применение микромеханических датчиков для диагностики рельсового пути// Нано- и микросистемная техника, №8, 2010, С. 47-50.

104. Боронахин A.M., Подгорная Л.Н., Бохман Е.Д., Филипеня Н.С., Филатов Ю.В., Шалымов Р.В., Ларионов Д.Ю. Использование микромеханических чувствительных элементов в задачах диагностики рельсового пути// Гироскопия и навигация. 2012. № 1. С. 57-66.

105. А. М. Boronahin, L. N. Podgornaya, Е. D. Bokhman, N. S. Filipenya, Yu. V. Filatov, R. B. Shalymov, D. Yu. Larionov. MEMS-Based Inertial System for Railway Track Diagnostics/ Gyroscopy and Navigation (ISSN 2075-1087), Vol. 2, No. 4, pp. 262-269.

106. Боронахин A.M., Олейник Л.Н., Филипеня Н.С. Малогабаритная интегрированная система диагностики рельсового пути// Гироскопия и навигация. 2009. № 1 (64). С. 63-74.

107. Подгорная Л.Н. Разработка и исследование системы диагностики рельсового пути на микромеханических чувствительных элементах: Авто-реф.дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2010.

108. A.M. Боронахин, Jl.H. Олейник, А.Н. Ткаченко, Н.С. Филипеня. Разработка малогабаритной интегрированной системы диагностики рельсового пути/ Материалы X конференции молодых ученых "Навигация и управление движением"// Санкт-Петербург, Навигация и управление движением. - 2009, С. 403-409.

109. А.М.Боронахин, Н.С. Филипеня, Л.Н.Подгорная, Е.Д.Бохман, Р.В.Шалымов, Д.Ю.Ларионов. Малогабаритная инерциальная система диагностики рельсового пути. Результаты внедрения/ Сборник докладов 64 НТК ППС СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 25 января - 5 февраля, 2011 г., С. 170-173

110. A.M. Боронахин, Л.Н.Подгорная, Е.Д.Бохман, Р.В.Шалымов, Д.Ю. Ларионов. Автоматизированная система диагностики рельсового пути для обеспечения безопасности железнодорожного движения/ Сборник докладов I международной НПК «Интеллектуальные технологии на транспорте», Санкт-Петербург, 24-26 марта 2011, С. 166-171.

111. А.М.Боронахин, Л.Н.Подгорная, Е.Д.Бохман, Н.С.Филипеня, Ю.В.Филатов, Р.В.Шалымов, Д.Ю.Ларионов. Инерциальная система диагностики рельсового пути на основе микромеханических чувствительных элементов/ Сборник докладов XVIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 30 мая - 1 июня 2011 г., ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», с.152-160.

112. А.М.Боронахин, Н.С. Филипеня, Л.Н.Подгорная, Е.Д.Бохман, Р.В.Шалымов, Д.Ю.Ларионов. Малогабаритная инерциальная система диагностики рельсового пути/ Радиоэлектронные комплексы многоцелевого назначения: сборник научных трудов. Юбилейный выпуск. 1991-2011/ Открытое акционерное общество «Радиоавионика». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2011. с.50-58.

113. Боронахин A.M. Автономная система диагностики рельсового пути// A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, Д.Ю.Ларионов, Л.Н.Подгорная,

Р.В. Шалымов. // Сборник докладов 65 НТК Профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 188-191.

114. Boronahin, D. Larionov, Yu. Filatov, L. Podgornaya, E. Bokhman, R. Shalymov. Inertial System for Railway Track Diagnostics// Proc. on Symp. Inertial Sensors and Systems. Germany, 18 - 19 Sept. 2012. Karlsruhe. P. 17.1-17.20.

115. Yu. V. Filatov, A.M. Boronakhin, N. S. Filipenya, L. N. Podgornaya/ G.N. Zyuzev. RaylwayTrack - das Gleisgeometriemesssystem auf Basis von inertialen mikromechanischen Technologien. // DER EISENBAHNINGENIEUR, 2012, №12, pp. 28-31.

116. Пат. РФ № 2270774/ E. А. Коломбет, П. H. Кулешов. Способ оценки состояния рельсового пути и устройство для его осуществления. Опубл. 27.02.2006. Бюл. № 6.

117. TrackMon: Improving the track management process [Эл. ресурс]. - Режим доступа: http://www.uic.Org/cdrom/2001/wcrr2001/pdf/sp/2 5 2Z353.pdf, свободный.

118. Пат. РФ № 2112678/ Н. Н. Кудрявцев, Ю. М. Черкашин, В. М. Сасковец. Устройство для контроля неровностей рельсового пути. Опубл. 10.06.1998.

119. Пат. РФ № 2349480/ А. Цолль, Д. Люке. Способ и устройство диагностики и мониторинга состояния стрелок, пересечений, стрелочных переводов или рельсовых стыков. Опубл. 20.03.2009. Бюл. № 8.

120. Пат. РФ № 112882/ A.M. Боронахин, Л.Н. Подгорная, Е.Д. Бохман, Д.Ю. Ларионов, Р.В. Шалымов. Устройство для контроля поверхности катания рельсов. Опубл. 27.01.2012. Бюл. № 3.

121. ЖДМ 03-2011: Повышение надежности и срока службы колесных пар и рельсов [Электронный ресурс]. // - Режим доступа: http://www.zdmira.com/arhiv/201 l/zdm-2011 -по-3#ТОС—5, свободный.

122. Нащональна б1блютека Украши iMem В. I. Вернадського, Кшв. Змют

274

Contents: HayKOBi bíctí Дал1вського ушверситету №2 2011 рис./ Голубенко А. Л., Костюкевич А. И., Цыгановский И. А., Ноженко В. С. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://archive.nbuv.gov.ua/e-journals/Nvdu/2011 2/11 gal kkr.pdf, свободный.

123. Языков В.Н. Применение модели негерцевского контакта колеса с рельсом для оценки динамических качеств грузового тепловоза. Автореф. дис.... канд. техн. наук. СПб.: БИТМ, 2004.

124. Дмитриев С. П. Инерциальные методы в инженерной геодезии/ ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 1997

125. Гупалов В. И., Мочалов А. В., Боронахин А. М. Инерциальные методы и средства определения параметров движения объектов: Учеб.пособие по курсам "Проектирование и конструирование устройств АСНУ" и "Инерциальные системы навигации и управления". СПб.:Изд-во СПбГЭТУ'ЛЭТИ", 2000. С. 84.

126. Вершинский С. Б., Данилов В. Н., Челноков И. И. Динамика вагона. М.: Транспорт, 1972.

127. Вершинский С. Б., Данилов В. Н., Хусидов В. Д. Динамика вагона /Под ред. С. В. Вершинского. М.: Транспорт, 1991.

128. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики: В 2 т. Т. II: Динамика. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1983.

129. Вагон-путеизмеритель нового поколения/ Б. Н. Зензинов, В. В. Мишин, В. О. Певзнер, П. Н. Кулешов // Железнодорожный транспорт. 1998. № 11. С. 17-21.

130. Вагон-лаборатория нового поколения для испытаний контактной сети / В. П. Герасимов, А. В. Пешин, Ю. М. Федоришин, Н. А. Бондарев /7 Железные дороги мира. 1998. № 12. С. 13-21.

131. Тупысев В. А., Вайгант И. Б. Выявление деформаций железнодорожного пути с использованием измерений вариаций трассы // Мат-лы II С.-

Петерб. междунар. конф. по гироскоп, технике и навигации, СПб., 24-25 мая 1995/ ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 1995. Ч. I. С. 195-201.

132. Сетевые спутниковые радионавигационные системы/ В. С. Шебшае-вич, П. П. Дмитриев, Н. В. Иванцевич и др. М.: Радио и связь, 1993.

133. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/ Под ред. В. Н. Харисова, А. И. Перова, В. А. Болдина; ИПРЖР. М., 1998.

134. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М.: Эко-Трендз, 2000.

135. Боронахин А. М., Казанцев А. В. Разработка и исследование интегрированных путеизмерительных комплексов// Тез. конф. «Технические науки - промышленности региона», СПб., 22 февр. 2002 г. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. С. 11-12.

136. Пат. РФ № 2243505/ А. М. Боронахин, В. И. Гупалов, А. В. Казанцев. Способ коррекции датчика пройденной дистанции. Опубл. 27.12.2004. Бюл. № 36.

137. Боронахин А. М., Казанцев А. В., Гупалов В. И. Модель погрешности датчика пройденного пути при различных режимах и условиях движения //Навигация и управление движением: Мат-лы V НТК молодых ученых, СПб., 11-13 марта 2003/ ЦНИИ «Электроприбор». СПб., 2003. С. 54-58.

138. A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, Д.Ю. Ларионов, Л.Н. Подгорная, Р.В. Шалымов. Мобильная инерциальная система мониторинга рельсового пути// Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", Серия "Приборостроение и информационно-измерительные систем". Вып. №10, 2011. С. 84-91.

139. A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, Д.Ю. Ларионов, Л.Н. Подгорная, Ю.В. Филатов, Р.В. Шалымов. Методы и средства диагностики рельсового пути на основе инерциальных и геоинформационных технологий// Бюллетень Объединенного Ученого Совета ОАО РЖД, 2012, №5, с. 28-38.

140. Серебрянникова Н. П., Соботковский Б. Е., Морозов В. В. Обработка результатов эксперимента: Учеб. пособие / ГЭТУ. СПб., 1996.

276

141. Соболев В. И. Информационно-статистическая теория измерений. М.: Машиностроение, 1983.

142. Ривкин С. С., Ивановский Р. И., Костров А. В. Статистическая оптимизация навигационных систем. Д.: Судостроение, 1976.

143. Степанов О. А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации/ ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор". СПб., 1998

144. Степанов, O.A. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч. 1. Введение в теорию оценивания [Текст] / O.A. Степанов. - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». - 2010. - 509 с.

145. В.В. Алексеев, A.M. Боронахин, Е.Ю. Закемовская, П.Г. Королев, Н.В. Романцова. Критерии эффективности для задачи составления расписания многоканальных средств измерения с автоматической коррекцией // Приборы, №7, 2011, С. 45^9.

146. В.В. Алексеев, A.M. Боронахин, И.В. Калякин, B.C. Коновалова, Л.Н. Подгорная. Измерение характеристик железнодорожного полотна с помощью измерительной системы, построенной на базе микромеханических акселерометров// Приборы, №12, 2011, С. 22-29.

147. Пат. РФ № 112627/ A.M. Боронахин, JI.H. Подгорная, Е.Д. Бохман, Д.Ю. Ларионов, Р.В. Шалымов. Устройство для определения местоположения дефектов рельсового пути. Опубл. 10.12.2012. Бюл. № 34.

148. С.А. Анисимов, A.M. Боронахин, М.Н. Бурнашев, П.А. Иванов, Л.Н. Олейник, И.Л. Суров, А.Н. Ткаченко, Ю.В. Филатов. Алгоритм испытаний триады гироскопов на двухосном испытательном стенде// Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», серия «Приборостроение и информационные технологии». - выпуск 8/2009. - С. 26-34.

149. A.M. Боронахин, А.Н. Ткаченко. Результаты калибровочных испытаний триады волоконно-оптических гироскопов// Известия

277

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», серия "Приборостроение и информационные технологии". Вып. 7, 2010. С. 87-96.

150. Ткаченко А.Н. Разработка и исследование средств измерения угловых параметров сейсмических колебаний на базе волоконно-оптических гироскопов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2010.

151. A.M. Боронахин, П.А. Иванов, И.Л. Суров. Исследование погрешностей триады микромеханических гироскопов с использованием малогабаритного двухосного стенда// Нано- и микросистемная техника. - 2010. -№1. - С. 35-41.

152. А.М.Боронахин, П.А.Иванов, И.Л.Суров, М.А. Лебедева, A.B. Маляева, Дао Ван Ба, Ле Ван Чанг. Результаты испытаний микромеханического модуля/ Сборник докладов 64 НТК ППС СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 25 января - 5 февраля, 2011 г., С. 173-176.

153. Иванов П.А. Разработка и исследование методов и средств инерци-альных навигационных систем: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2011.

154. Синельников, А.Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки [Текст] / А.Е. Синельников. -М.: Изд-во стандартов. - 1979. - 176 с.

155. Павлов П.А., Филатов Ю.В. Лазерная гониометрия. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 184 с.

156. A.M. Боронахин, A.A. Великосельцев, A.A. Янковский, Д.Б. Пухов, А.Н. Ткаченко. Волоконно-оптические датчики вращения для сейсмических измерений// Оптический журнал. Т. 77. Вып. № 7. 2010, С. 54-59.

157. Официальный интернет сайт компании Analog Devices. (http://www.analog.com/static/importedfiles/data sheets/ADXL203.pdf).

158. Буравлев, А. С. Волоконно-оптические гироскопы в условиях постоянного магнитного поля [Текст] / А. С. Буравлев, Д. А. Егоров, JT. Г. Лисин // Гироскопия и навигация. - 2008. - № 3. - С. 592-63.

159. Распопов, В.Я. Микромеханические приборы [Текст]: учеб. пособие / В.Я. Распопов. - М.: Машиностроение, 2007. - 400 е.: ил.

160. A.M. Боронахин, П.А. Иванов, И.Л. Суров. Коррекция влияния линейного ускорения на показания микромеханического гироскопа // Нано- и микросистемная техника. - 2010. - №7. - С. 41-44.

161. М.И. Евстифеев, И.Б. Челпанов. Вопросы обеспечения стойкости микромеханических гироскопов при механических воздействиях// // Гироскопия и навигация. 2013. № 1 (80). С. 119-133.

162. Иванов, П.А. Исследование влияния линейного ускорения на показания микромеханических гироскопов [Текст] / П.А. Иванов, И.Л. Суров // Навигация и управление движением: материалы докл. XII конференции молодых ученых "Навигация и управление движением" - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». - 2011. - С. 355-361.

163. Бурнашев М.Н., Филатов Ю.В. Основы лазерной техники: Учеб. Пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2000. 134 с.

164. Пат. РФ № 111310/ A.M. Боронахин, A.A. Великосельцев А.Н. Тка-ченко. Устройство регистрации линейных и угловых перемещений. Опубл. 10.12.2011. Бюл. №34.

165. Агапов, М.Ю. Разработка и исследование гониометрических систем контроля преобразователей угла [Текст]: дис... канд. техн. наук: 05.11.16/ Агапов Михаил Юрьевич. - СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. - 139 с.

166. Об утверждении Порядка проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа [Текст] / приказ Минпромтогрга РФ №1081. - 30.11.2009.

167. A.M. Боронахин, П.А. Иванов, И.Л. Суров. Исследование влияния инструментальных погрешностей испытательного средства на результаты

279

калибровки блока микроакселерометров // Нано- и микросистемная техника.-2011.-№3.-С. 9-11.

168. С.А. Анисимов, A.M. Боронахин, A.B. Вейнмейстер, П.А. Иванов. Концепция построения испытательного оборудования для калибровки систем навигации и ориентации// Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", Серия "Приборостроение и информационно-измерительные систем". Вып. №8, 2011. С. 76-82.

169. Боронахин A.M., Иванов П.А., Бохман Е.Д., Филатов Ю.В., Суров И.Л. Новый комплекс средств для испытаний малогабаритных инерциаль-ных систем и их чувствительных элементов// Гироскопия и навигация. 2011. №4. С. 33-42.

170. A.M. Боронахин, П.А. Иванов, Е.Д. Бохман, Ю.В. Филатов, И.Л. Суров. Средства испытаний инерциальных систем и их чувствительных элементов/ Сборник докладов XVIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 30 мая - 1 июня 2011 г., ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», с.34-41.

171. A.M. Boronakhin. Test beds for inertial systems and their sensitive elements// P.A.Ivanov, E.D.Bokhman, Yu.V.Filatov, I.L.Surov// ISSN 2075-1087, Gyroscopy and Navigation, 2012, Vol. 3., pp. 188-193.

172. Пат. РФ №2446380/ A.M. Боронахин, Е.Д. Бохман, П.А. Иванов. Способ оценивания отклонения от перпендикулярности двух осей. Опубл. 27.03.2012. Бюл. № 9.

173. Меры плоского угла призматические. Общие технические условия [Текст]: ГОСТ 2875 - 88. - Ввел. 1.01.89 - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 11 с.

174. Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения [Текст]: ГОСТ 8.568 - 97. - Введ. 1.07.98 - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 6 с.