Методы диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат наук Бочкарев, Сергей Владимирович

  • Бочкарев, Сергей Владимирович
  • кандидат науккандидат наук
  • 2014, Санкт-Петербург
  • Специальность ВАК РФ05.22.08
  • Количество страниц 208
Бочкарев, Сергей Владимирович. Методы диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства: дис. кандидат наук: 05.22.08 - Управление процессами перевозок. Санкт-Петербург. 2014. 208 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Бочкарев, Сергей Владимирович

Оглавление

Введение

1. Актуальность проблемы автоматизации определения технического состояния стрелочного переводного устройства

1.1 Анализ статистических данных по отказам стрелочного переводного устройства

1.2. Характеристика устройства стрелочного электропривода как объекта обеспечения надежности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики

1.3. Анализ методов технического диагностирования стрелочного переводного устройства

1.3.1 Актуальность проблемы автоматизации технического обслуживания стрелочного переводного устройства

1.3.2. Системы технической диагностики и мониторинга для определения технического состояния стрелочного переводного устройства

1.3.3. Зарубежный опыт в техническом диагностировании стрелочного переводного устройства

1.3.4. Анализ модели прогнозирования стрелочного переводного устройства на основе времени перевода стрелки

1.3.5. Анализ диагностической модели стрелочного переводного устройства на основе индикации крайнего положения стрелки

1.3.6. Выявление предотказных состояний стрелочного переводного устройства

1.3.7. Преимущества и недостатки существующих методов анализа контролируемых параметров стрелочного переводного устройства

1.4. Выводы

2. Методы синтеза моделей диагностирования и прогнозирования технического

состояния стрелочного переводного устройства

2.1. Выбор диагностических параметров для построения модели диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства

2.2. Анализ особенностей диагностических параметров для синтеза диагностической модели и модели прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства

2.3. Выбор математического аппарата для синтеза диагностической модели и модели прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства

2.4. Синтез диагностической модели и модели прогнозирования стрелочного переводного устройства

2.4.1. Модель диагностирования стрелочного переводного устройства на основе метода многокритериальной оценки

2.4.2. Диагностическая модель на основе метода нейронных сетей

2.4.3. Сравнение двух методов

2.4.4. Модель диагностирования на основе комбинированного метода

2.4.5. Модель прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства на основе оценки изменения диагностического параметра линией тренда

2.5. Выводы

3. Синтез алгоритмов диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства

3.1. Алгоритмы диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства

3.1.1. Алгоритм диагностирования стрелочного переводного устройства на основе метода многокритериальной оценки параметра

3.1.2. Алгоритм диагностирования стрелочного переводного устройства на основе нейросетевого метода

3.1.3. Алгоритм прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства на основе оценки изменения диагностического параметра линией тренда

3.2. Разработка алгоритма поиска неисправностей в стрелочном электроприводе с электродвигателем постоянного тока

3.3. Синтез аппаратуры съема диагностической информации

3.4. Алгоритм диагностирования стрелочного переводного устройства на основе комбинированного метода

3.5. Выводы

4. Разработка системного подхода для определения эффективности внедрения систем технической диагностики и мониторинга

4.1. Концепция оценки эффективности функционирования системы технической диагностики и мониторинга

4.2. Разработка комплексной системы показателей эффективности систем технической диагностики и мониторинга

4.3. Алгоритм расчета показателей системы эффективности систем технической диагностики и мониторинга

4.4. Оценка показателей эффективности систем технической диагностики и мониторинга для стрелочного переводного устройства

4.5. Выводы

Заключение

Список сокращений

Список использованных источников

4

Приложение

ПЛ. Классификация стрелочных электроприводов

П.2. Диаграмма работы схемы управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока

П.З. Пример решения задачи диагностирования при эквивалентных неисправностях в стрелочном переводном устройстве

П.4. Фрагмент исходного кода алгоритма распознавания графиков тока перевода

П.5. Расчет технико-экономических показателей эффективности систем технической диагностики и мониторинга для стрелочного переводного устройства

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Управление процессами перевозок», 05.22.08 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства»

Введение

Одним из важнейших узлов железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) является стрелочное переводное устройство (СПУ), которое включает в себя стрелку, электропривод (СЭП) и схему управления (СУ). СПУ -неотъемлемая часть системы электрической централизации (ЭЦ). Именно благодаря СЭП и схеме управления осуществляется перевод стрелки с проверкой условий безопасности движения поездов, установка и размыкание маршрутов с контролем фактического положения стрелки. От исправной работы СПУ зависит безопасность перевозочного процесса, выполнение графика движения поездов, поскольку его отказ снижает надежность системы ЭЦ и может привести к авариям.

СЭП относится к напольному оборудованию систем ЖАТ, располагается непосредственно на железнодорожной линии и, поэтому, подвержен воздействию внешних факторов в условиях эксплуатации. Поэтому для содержания СПУ в исправном состоянии требуется повышенное внимание обслуживающего персонала. Наиболее распространенным является регламентный (планово-предупредительный) способ обслуживания устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). Ремонтно-профилактические работы по обслуживанию СПУ выполняются в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию устройств СЖАТ ЦШ-720-09. В инструкции указаны периодичность технического обслуживания, состав работ, число и квалификация исполнителей, нормы и допуски измеряемых параметров, технология обслуживания, приборы, при помощи которых производятся измерения. При регламентном обслуживании, невзирая на проводимые мероприятия, половина отказов так называемые «послепрофилактические». По данным железных дорог ежегодный процент отказов СПУ составляет 15% от общего числа отказов систем ЭЦ.

Наиболее характерными причинами отказов в работе СЭП являются: - подгар, обледенение или нарушение регулировки контактов автопереключателя (АП);

- нарушение работы электродвигателя (ЭД) постоянного тока;

- нарушение работы фрикционного сцепления;

- неисправность курбельного контакта;

- неисправности монтажа элементов СУ СЭП;

Вопросами в области надежности эксплуатации узлов СЭП занимались такие организации, как ГТСС, НТЦ «Информационные технологии». Совершенствовались блок АП, редуктор, фрикционное сцепление. Для ввода в постоянную эксплуатацию новых устройств перевода, запирания и контроля стрелок затрачивается много времени и финансов, и поэтому остается актуальным вопрос совершенствования технического диагностирования уже эксплуатируемых СЭП. Большое распространение на сети железных дорог РФ получили приводы СП-6, СП-6М с ЭД постоянного тока. Несмотря на то, что при новом проектировании внедряются только СЭП с ЭД переменного тока, в эксплуатации по-прежнему находится большое количество СПУ с ЭД постоянного тока, поэтому вопросы повышения надежности при их эксплуатации, обслуживании, устранении неисправностей являются актуальными.

Контроль технического состояния СПУ может выполняться обслуживающим персоналом службы сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) вручную (с использованием технических средств и по технологии, предусмотренных в инструкции ЦШ-720-09). Системы технической диагностики и мониторинга (СТДМ), такие как АПК-ДК, АСДК и АДК-СЦБ позволяют автоматизировать многие операции этого контроля. На базе этих систем на Железных дорогах организуются Центры технического диагностирования и мониторинга (ЦТДМ), в которых собирается и обрабатывается информация о текущем состоянии не только стрелок, но и других устройств ЖАТ. Однако современные СТДМ позволяют контролировать только некоторые параметры СПУ:

• фактическое нахождение стрелки в крайнем или среднем положении;

• время перевода стрелки;

• ток перевода стрелки;

• усилие перевода;

• напряжение питания контрольной цепи СУ СЭП

• сопротивление изоляции кабеля.

Анализ этих параметров позволяет:

^ выявлять некоторые неисправности:

о попадание постороннего предмета между остряком и рамным

рельсом (работа СЭП на фрикцию); о неисправность ЭД (при индивидуальном переводе стрелки); о нарушение изоляции кабеля; о взрез стрелки; фиксировать проявление неисправностей:

о потерю, кратковременное пропадание и внезапную смену

контроля стрелки; о увеличенное или уменьшенное время перевода; о невозможность перевода стрелки.

При этом количество отказов СПУ остается достаточно большим, а некоторые отказы могут быть не выявлены. Например, при установке маршрута могут одновременно переводиться несколько стрелок, график рабочего тока, снимаемого с шунта общего амперметра на табло, на основании анализа которого делаются выводы о состоянии рабочей цепи СУ СЭП, получается усредненным, не несущим информации об особенностях отдельных СЭП.

Актуальность диссертационной работы определяется отсутствием в СТДМ:

- совершенных алгоритмов синтеза диагностических моделей СПУ;

- оптимального набора контролируемых параметров;

- алгоритмов поиска неисправностей для схем управления СЭП с ЭД поиска

неисправностей на основе диагностических моделей;

- научно-обоснованных алгоритмов выявления предотказных состояний для

СПУ;

- системы технико-экономической оценки эффективности внедрения СТДМ.

В области теории и практики разработки моделей, методов и алгоритмов, лежащих в основе диагностирования, большой вклад внесли своими работами В.М. Глушков, И.Е. Дмитренко, В.Н. Иванченко, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.П. Калявин, Б.Д. Перникис. В области теории и практики создания современных технологий управления на железнодорожном транспорте, а также в области создания аппаратно-программных средств автоматизации процессов технического диагностирования большой вклад внесли своими работами A.B. Гриненко, A.B. Горелик, В.Б. Гуменников, А.Е. Федорчук, JT.T. Кузин, A.A. Сепетый, Э.К. Лецкий, Е.М. Тарасов, А.Н. Шабельников, Д.В. Швалов и другие ученые.

Значительный вклад в решение задач по повышению надёжности и эффективности функционирования систем ЖАТ внесли известные учёные и специалисты Б.Ф. Безродный, П.Ф. Бестемьянов, Б.М. Ведерников, Ю.А. Кравцов, В.М. Лисенков, Д.В. Гавзов, Н.Я. Меньщиков, E.H. Розенберг, В.И. Талалаев, В.И. Шаманов, Р.Ш. Ягудин и многие другие.

Объектом исследования в диссертационной работе является СПУ.

Предмет исследования - методы и алгоритмы диагностирования и прогнозирования технического состояния СПУ.

Целью диссертационной работы является разработка методов совершенствования диагностирования и прогнозирования технических состояний СПУ. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1. Синтез диагностической модели (ДМ) схемы управления СЭП на основе исследования изменений параметров СПУ (тока перевода стрелки, напряжения в линейных проводах) при различных видах неисправностей.

2. Разработка алгоритмов диагностирования СПУ на основе ДМ.

3. Разработка алгоритмов поиска неисправностей в СЭП с ЭД постоянного тока на основе ДМ схемы управления СЭП для локализации и сокращения времени поиска неисправностей.

4. Разработка метода прогнозирования изменения диагностических параметров СЭП и оценка погрешности прогнозирования относительно своевременности и достоверности фиксации предотказных состояний.

5. Разработка требований и синтез аппаратуры измерения напряжения в линейных проводах.

6. Разработка и обоснование комплексной системы технико-экономических показателей эффективности внедрения СТДМ и алгоритма их расчета для выявления зависимости между характеристиками надежности устройств ЖАТ, свойствами СТДМ, безопасностью и бесперебойностью движения поездов. Оценка эффективности предложенных методов диагностирования и прогнозирования технического состояния СПУ.

На защиту выносятся:

1. Набор диагностических параметров (ток перевода и напряжение в линейных проводах) и диагностических критериев (ДКП) для их анализа, позволяющий расширить множество выявляемых неисправностей.

2. Диагностические алгоритмы и модели, позволяющие повысить надежность работы СПУ.

3. Метод и алгоритм прогнозирования изменения диагностического параметра (напряжение в линейных проводах) СПУ, позволяющий своевременно отслеживать постепенные отказы и оповещать о них.

4. Комплексная система технико-экономических показателей эффективности внедрения СТДМ и алгоритм их расчета, позволяющий определить количественную и качественную зависимость между характеристиками надежности систем ЖАТ, безопасности и бесперебойности движения поездов и свойствами СТДМ.

Методы исследования. Для решения задач поставленных в диссертационной работе использованы методы математического анализа, теории нейронных сетей, теории надежности и теории вероятностей.

Достоверность научных результатов полученных в диссертационной работе основана на строгом применении математических методов и сравнении результатов распознавания кривых тока перевода и напряжений в линейных проводах с данными эксперимента. Подтверждается публикациями и докладами на научно-практических конференциях, а также справкой о внедрении результатов работы.

Научная новизна:

1. Предложены методы синтеза ДМ СПУ на основе исследования изменений диагностических параметров (тока перевода стрелки, напряжения в линейных проводах) при различных видах неисправностей с использованием метода многокритериальной оценки параметра и нейросетевого метода.

2. Предложена диагностическая модель СПУ на основе комбинации методов многокритериальной оценки параметра и нейросетевого метода.

3. Разработан алгоритм прогнозирования изменения напряжения в линейных проводах путем непрерывного анализа его изменения и расчета времени до возможного отказа.

4. Разработана и обоснована комплексная система показателей эффективности внедрения СТДМ и алгоритм их расчета, в основе которой лежат свойства СТДМ, показатели надежности устройств ЖАТ, а также безопасность и бесперебойность движения поездов.

Апробация и реализация. Полученная в работе объектная модель реализована в виде программного модуля и является функциональным расширением программного комплекса «Мониторинг».

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 1-ой, 2-ой международных научно-практических конференциях «Интеллектуальные системы на транспорте» март 2011 г., март 2012 г.; П-ой международной конференции «Наука и жизнь» 18-19 декабря 2012 г., Германия; заседаниях кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Санкт-

11

Петербургского государственного университета путей сообщения в 2012 и 2014

гг.; а также на «Неделях науки» ПГУПС в 2011 и 2012 гг.

При написании диссертационной работы были получены новые научные и

практические результаты:

1. Выбраны и обоснованы диагностические параметры и их ДК для СПУ, обеспечившие возможность построения диагностических моделей по току перевода и по напряжению в линейных проводах.

2. Синтезирована диагностическая модель СПУ по напряжению в линейных проводах и по току перевода стрелки с ЭД постоянного тока на основе метода многокритериальной оценки параметра, позволяющая расширить множество выявляемых неисправностей.

3. Синтезирована ДМ СПУ по току перевода стрелки с ЭД постоянного тока на основе нейросетевого метода, позволившая усовершенствовать ДМ на основе многокритериальной оценки параметра.

4. Разработан алгоритм диагностирования СПУ по току перевода стрелки с ЭД постоянного тока на основе комплексного метода, позволивший повысить достоверность диагностирования СПУ.

5. Разработаны алгоритмы поиска отказов в схеме управления СЭП с ЭД постоянного тока с использованием ДМ СПУ, позволяющие сократить время восстановления работоспособности СПУ (с 3, 3 часов до 2, 12 часов).

6. Разработан алгоритм фиксации предотказного состояния для стрелочного электропривода на основе анализа тенденции изменения напряжения в линейных проводах к границе допустимых значений.

7. На основании предложенной комплексной системы показателей эффективности разработана методика расчета этих показателей, позволяющая определить изменения величины эксплуатационных расходов на обслуживание устройств, выбрать оптимальное количество контролируемых параметров, определить достоверность методов диагностирования и прогнозирования.

1. Актуальность проблемы автоматизации определения технического состояния

стрелочного переводного устройства

1.1 Анализ статистических данных по отказам стрелочного переводного

устройства

В инфраструктуре железных дорог особое место занимают СЖАТ, поскольку эффективность перевозочного процесса непосредственно связана с их работой. Отказы устройств ЖАТ могут серьезно влиять на безопасность движения поездов, приводя к последствиям от задержек и простоев поездов до аварий и крушений.

Надежное функционирование устройств ЖАТ обеспечивает заданный уровень пропускной способности железнодорожной линии и, поэтому, является основной задачей службы сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) (службы Ш). Оценка качества работы службы Ш напрямую зависит от количества допущенных отказов устройств СЦБ и динамики их изменения.

По статистике хозяйство автоматики и телемеханики занимает первое место по количеству отказов от их общего количества (рисунок 1.1) [3]:

Рис. 1.1. Распределение количества отказов по хозяйствам за 2012 год

Анализ возникающих отказов показывает, что основной их причиной является нарушение технологического процесса эксплуатации (эксплуатационные отказы). На эксплуатационные отказы приходится до 86% всех отказов устройств ЖАТ [3, 4, 74, 79].

По статистике выделяют следующие причины эксплуатационных отказов

[74]: некачественное выполнение работ (42-44% от эксплуатационных отказов

13

устройств ЖАТ), невыполнение сроков проверки (12-15%), нарушение правил производства работ (4,0-5,5%), некачественная проверка в РТУ (9-10%), другие причины (16-22%), причина не установлена (9-12%) [3, 4, 79].

Таким образом, основные причины эксплуатационных отказов - нарушение технической эксплуатации устройств ЖАТ. Все действия производятся обслуживающим персоналом. Уменьшение влияния человеческого фактора на технологический процесс является необходимой мерой для повышения его качества, а это возможно только повышением уровня его автоматизации [98].

Надёжность работы устройств СЦБ характеризуется не только количеством отказов, но и временем восстановления работоспособного состояния устройств ЖАТ. Одной из задач эксплуатационного персонала является сокращение времени восстановления работоспособности устройств ЖАТ. Большая часть отказов, вызвавшая задержки поездов, приходится на отказы, произошедшие по вине человеческого фактора, связанного с нарушением технологического процесса эксплуатации [3, 4, 79]. На рисунке 1.2 показано распределение среднего времени восстановления отказов по железным дорогам за 2012 г.

Рис. 1.2. Среднее время восстановления отказов по дорогам в 2012 году

Несмотря на целый ряд мероприятий по повышению надежности устройств

ЖАТ, к которым относят планово-профилактические работы, организацию новых

методов обслуживания [2], обучение обслуживающего персонала правилам и

14

методам устранения отказов, время поиска локализации и устранения неисправностей остается относительно большим.

Большое время поиска и устранения отказа объясняется рядом объективных и субъективных факторов. К объективным факторам относится территориальная рассредоточенность и затрудненный доступ к некоторым напольным устройствам СЦБ. К субъективному фактору можно отнести нехватку опыта и квалификации обслуживающего персонала дистанции СЦБ.

Статистика отказов за несколько лет показывает, что в течение года распределение отказов СЦБ неравномерно [3, 4]. Так ежегодно фиксируется увеличение количества отказов в летний период с мая по август и в зимний — с ноября по декабрь. Такое изменение отказов объясняется наступлением грозового периода в летнее время и большим количеством осадков и перепадом температур в зимнее время.

В течение многолетних наблюдений выявлены элементы устройств СЦБ, подвергающиеся отказам больше всего (рисунок 1.3) [3].

Рельсовые

Элементы

защиты от __ Аппаратура

перенапряжен' * <1Й70г СЦБ

ия

Монтаж

стапливав, ,„, ч _

* 25(34 х Стрелки

репейных •—- 4 г

шкафов

. , втГ^"""- V '

Кабельные и

Аккумуляторы \ ,, '1Э,>" "7С6-' / / воздушные

> Ч ' ^ линии

Электролита ^ " ч /

ющие Светофоры

устройства

Пульты табло, аппараты управлений

Рис.1.3. Распределение отказов устройств СЦБ по элементам

Известно, что основное количество отказов устройств СЦБ приходится на устройства ЭЦ (55,4%) и на устройства АБ (41,4%) [3].

Распределение отказов систем ЭЦ по элементам представлено на рисунке 1.4. Большая часть отказов приходится на монтажные соединения (21,6% от

общего числа отказов), аппаратуру СЦБ (15,3%), стрелочный электропривод и гарнитуру (13,6%), элементы рельсовой линии (12,6%) [3, 4, 43].

Элементы рельсовойлинии 14аа —

Элементы защи-ы ^-"""1200-—- Аппаратура СЦБ

/

1000-"--'800

' /

Л

Монтажные / / / / '200^ соединения """ <№0

-.Я»

Аккумулятор к

\

4 4 Г

ч Стрелочный

ч^ злектроприеоди

гарнитура

\ V

- \ ^

Электролита ющие *

устройства

/ ' Кабель

- /

/ /

Светофор

Аппараты управления

Рис. 1.4. Распределение отказов устройств ЭЦ по элементам

Физический износ и моральное старение устройств и систем ЭЦ, недостаточные объемы их обновления вошли в последние годы в число основных факторов, влияющих на надежность работы технических средств и безопасность движения. Так, с превышением нормативного срока (более 15 лет) эксплуатируется более 76% общего числа стрелок ЭЦ [3, 4]. На сети российских железных дорог на 2012 г. в эксплуатации находилось 135268 СЭП различных типов. Подробная классификация СЭП по типу электродвигателя, схеме управления СЭП и коммутации рабочей и контрольной цепей представлена в приложении П1. В основном (рисунок 1.5) это приводы типов СП-6 (29711 устройств) и СП-6М (88200).

100000 т — 90000 80000 ' 70000 60000 |

50000 ----

40000 < 34432 30000 < 20000 -1 10000 -О

88200

80994:

29711

□ 2009 О 2012

17135

17357

СП-б

СП 6М

Прочие

Рис. 1.5. Типы СЭП, применяемых на сети железных дорог РФ

Электроприводам серии СП присущи следующие недостатки:

• сложность регулировки и обслуживания контактного автопереключателя;

• недостаток диагностической информации о техническом состоянии электропривода;

• непредсказуемость последствий взреза стрелки.

Итак, анализ статистических данных показывает, что на дорогах РФ эксплуатируется большое число СЭП с превышением нормативного срока эксплуатации. Обеспечение требуемого уровня безопасности работы устройства возможно лишь при повышении качества технического обслуживания устройств. Это, в свою очередь, возможно при повышении уровня автоматизации [81].

1.2. Характеристика устройства стрелочного электропривода как объекта

обеспечения надежности функционирования систем железнодорожной

автоматики и телемеханики

СПУ является одним из ответственных элементов систем ЭЦ, включающий в себя схему управления (СУ), СЭП и стрелку (рисунок 1.6), воздействие на которые оказывается элементами управления (ЭУ).

Рис. 1.6. Стрелочное переводное устройство

СЭП является напольным устройством и подвергается механическим

(динамическое воздействие при проходе поезда), электромагнитным,

климатическим (осадки, перепады температуры) воздействиям, которые могут

приводить к нарушению нормального функционирования СЭП. Кроме того, к

этому могут приводить ошибки обслуживающего персонала.

17

СУ СЭП являются наиболее ответственными узлами систем ЭЦ. К схемам управления СЭП предъявляются следующие основные требования:

• осуществление подачи питания на ЭД привода (перевод стрелки) и контроль положения остряков стрелочного перевода;

• невозможность перевода остряков стрелки, занятой подвижным составом;

• невозможность перевода остряков стрелки, замкнутой в маршруте;

• невозможность самопроизвольного перевода стрелки;

• двухполюсное отключение ЭД от линейных проводов в нерабочем состоянии;

• самоотключение ЭД контактами АП СЭП в конце перевода стрелки;

• исключение возможности получения ложного контроля;

• исключение возможности ложного срабатывания контрольной цепи при коротком замыкании кабельной линии и сообщениях линейных проводов;

• отказ в работе ненадежных элементов должен приводить схему в защитное состояние;

СПУ относится к восстанавливаемым устройствам долгосрочного использования, требующим постоянного технического обслуживания и обладающим следующими свойствами надежности [25, 45, 46, 79]: контролепригодность, ремонтопригодность, долговечность [25, 45, 46, 79] и сохраняемость [25, 45, 46, 77]. Постоянное техническое обслуживание позволяет увеличивать срок эксплуатации СПУ и поддерживать его в исправном состоянии в условиях сложного спектра нагрузок [47].

Под контролепригодностью понимается свойство объекта, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами [22, 24, 45, 46, 79]. Характеристики контролепригодности У СЭП:

- контроль крайнего положения стрелки (информация от контрольных реле или с ламп контроля крайнего положения на пульте-табло);

- значения тока перевода стрелки (информация с амперметра на пульте-табло);

- значения усилия перевода стрелки (измерение осуществляется ручным средством - УКРУПом);

- значения времени перевода (информация с секундомера на пульте-табло);

- контроль взреза стрелки (звонок взреза, лампа контроля взреза на пульте-табло);

- значения сопротивления обмоток в ЭД постоянного тока (измерением осуществляется мегаомметром 4100/1);

- значения сопротивления изоляции в ЭД токоведущих частей относительно корпуса (измерением осуществляется мегаомметром 4100/1);

- значения напряжения на выводах ЭД при работе на фрикцию (измерением осуществляется комбинированным прибором Ц-4380);

- контроль замыкания остряков стрелки при закладке щупа на 2 мм и не замыкания остряков стрелки при закладке щупа на 4 мм.

Перечень измерительных приборов, рекомендованных для применения при технической эксплуатации СПУ, установлен Инструкцией по техническому обслуживанию № ЦШ-720-09.

Работы по техническому обслуживанию СЭП производятся в свободное от движения время (в интервалы между поездами) по согласованию с дежурным по станции.

Основным недостатком определения технического состояния СПУ с использованием ручных средств измерения является отсутствие оценки качества работы и контроля выполнения технического обслуживания работниками дистанции СЦБ, от работы которых во многом зависит надежность функционирования устройств ЖАТ и жесткая привязанность к графику движения поездов.

Под ремонтопригодностью понимается свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния в результате проведения технического обслуживания и ремонтов [23, 45, 46, 79].

Возможны два основных способа фиксации отказа [14]: непосредственно в момент отказа (например, внезапная потеря контроля стрелки по причине неисправности выпрямительного блока БДР) и в момент срабатывания устройства (например, стрелка не переводится по причине попадания постороннего предмета между остряком и рамным рельсом). Первый способ дает возможность начать поиск в момент времени когда произошел отказ и устранить его до того момента, когда появится необходимость использовать отказавший объект. При втором способе проявление отказа объекта фиксируется при его использовании, а это может приводить к нарушению технологического процесса.

На рисунке. 1.7. приведена классификация отказов УСЭП по возможности обнаружения и предотвращения отказов [36].

Рис.1.7. Классификация отказов СПУ.

К обнаруживаемым отказам УСЭП относятся те отказы, которые имеют внешнее проявление: разрегулировка контактов АП, обрыв обмоток якоря ЭД, неисправность щеточного узла ЭД, перегорание предохранителя в рабочей цепи, пробой БДР и др. Перечисленные неисправности приводят к потере контроля положения стрелки, либо к невозможности ее перевода.

К необнаруживаемым отказам относятся те, которые не имеют внешнего проявления: односторонний пробой изоляции в гарнитуре СЭП, понижение сопротивления изоляции кабеля и т.д. Без дополнительных проверок перечисленные неисправности могут остаться незамеченными.

К отказам, предотвращаемым техническим персоналом, относятся постепенные отказы [45, 46, 79, 83], устранение которых позволяет предотвратить возникновение отказа, например: увеличение времени перевода стрелки, повышение или уменьшение напряжения в линейных проводах СУ СЭП, повышение или уменьшение среднего значения рабочего тока перевода стрелки.

К отказам, не предотвращаемым техническим персоналом, относятся отказы, которые носят внезапный характер (внезапные отказы), например: перегорание предохранителя в рабочей цепи СУ СЭП, взрез стрелки, обрыв провода в схеме и др.

Анализируя отказы СЭП по узлам (рисунок 1.8), необходимо отметить, что большая часть из них приходится на АП - 339 случаев (39%) в 2009 г., и 257 (38, 6%) случаев в 2012, ЭД постоянного тока - 175 случаев (20%) в 2009 г. и 149 случаев (22, 4%) в 2012 г.

Причиной более трети отказов АП является неправильная регулировка пружин контактных колодок и недостаточная глубина врубания ножей. Излом контактных колодок происходит в основном из-за некачественного выполнения технического обслуживания, когда врубающиеся ножи разбивают колодки, а также вследствие появления трещин при низких температурах в местах сопряжения металла с пластмассой [3,4].

Похожие диссертационные работы по специальности «Управление процессами перевозок», 05.22.08 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бочкарев, Сергей Владимирович, 2014 год

Список использованных источников:

1. Абрамов A.A. Управление эксплуатационной работой: Ч.И. График движения поездов и пропускная способность: Учеб. пос. -М.:РГОТУПС, 2002, -171с.

2. Аксаментов H.H. Применение специализированного автотранспорта в дистанциях. Автоматика, связь и информатика. 2009 - №1 - с. 48-50.

3. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2012году. М.: ОАО «РЖД», 2013 - 156 с.

4. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» в 2009 году на соответствие требованиям системы менеджмента качества. М.: ОАО «РЖД», 2010- 156 с.

5. Аржененко А. Ю. Оптимальные бинарные вопросники/ А. Ю. Аржененко, Б. Н. Чугаев. -М.: Энергоатомиздат, 1989. — 128 с.

6. Ахмедзянов Г. Г. Повышение надежности двигателей постоянного тока стрелочных электроприводов. Журнал научных публикаций аспирнтов и докторантов-2012г. ISSN 1991-3087.

7. Беренс В., Хавранек 77. Руководство по оценке эффективности инвестиций. -М., 1995.

8. Бершадская Т.Н. Будущее за новой системой обслуживания. Автоматика, связь и информатика. 2010 - №1 - с 8-10.

9. Бойник А.Б. Диагностирование и прогнозирование состояния систем железнодорожной автоматики // Зал1знич. транспорт Украши. - 2002 - № 4 — С. 2-7.

10. Бойник А.Б., Загарий Г.И., Кошевой C.B. Диагностирование устройств железнодорожной автоматики и агрегатов подвижных единиц: Учебник. - X.: ЧП Издательство"Новое слово", 2008. - 304 с. ISBN 978-966-8707-11-7

11. Бочкарев С. В., Лыков А. А., Марков Д. С. Методика комплексной оценки

показателей эффективности систем технического диагностирования и

169

мониторинга // Развитие элементной базы и совершенствование методов построения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. научн. трудов; под. ред. Вл.В. Сапожников. - СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 1422. - ISBN 978-5-7641-0597-0.

12. Бочкарев C.B., Лыков A.A. Автоматизация алгоритмов поиска отказов в стрелочном электроприводе с двухпроводной схемой управления. Известия Петербургского университета путей сообщения. Выпуск 3(36) 2013. ISSN 1815-588Х.С. 100-107.

13. Бочкарев C.B., Лыков A.A. Метод определения технического состояния устройств железнодорожной автоматики. Известия Петербургского университета путей сообщения. Выпуск 4(33) 2012. ISSN 1815-588Х.С. 45-50.

14. Бочкарев C.B., Лыков A.A. Выявление предотказных состояний устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Интеллектуальные технологии на транспорте: материалы II международной научно-практической конференции «Интеллект Транс-2012». — СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012 - с. 82-88.

15. Буянов В.А. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте/ В.А.Буянов, Г.С.Ратин. - М.: Транспорт, 1984215 с.

16. Вотолевский А.Л. Конференция на сетевой школе. Опыт проектирования и внедрения автоматизированной технологии обслуживания устройств ЖАТ на базе систем ТДМ и КПК на участках железных дорог ОАО «РЖД». 2010.

17. Вотолевский А.Л. Технологическое обеспечение процессов обслуживания и ремонта устройств ЖАТ. Внедрение автоматизированной технологии обслуживания устройств ЖАТ, контролируемых системами ТДМ, на Октябрьской и Северо-Кавказской ж.д. Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Четвертой Международной научно-практической конференции «Транс ЖАТ - 2008». - Ростов н/Д, - с. 81-87.

18. Галушкин А. И. Теория нейронных сетей. - М.: ИПРЖ, 2000. - 415 с.

19. Говорущенко Н.Я. Техническая кибернетика транспорта[Текст]: учеб.пос. / Н.Я. Говорущенко, В.Н. Варфоломеев. - Харьков: ХГАДТУ, 2001.-271 с.

20. Гоман Е.А. и др. Автоматизация технического обслуживания устройств ЖАТ. Автоматика, связь и информатика. 2008 - №4 — с. 22-25.

21. Горяинов А.Н. Определение эффективности систем диагностирования в теории транспортной диагностики. ХНАГХ, Харьков - 2012 - с. 64-70.

22. ГОСТ 20911-89. Приспособленность объекта к диагностированию (контролепригодность).

23. ГОСТ 21623-76 Система технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения.

24. ГОСТ 26656-85 Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования.

25. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. — Введ.01.07.1990. - М.: Издательство стандартов. — 1989.-36с.

26. Грипенко А. В. Основные принципы построения диспетчерской подсистемы в АПК-ДК/ А. В. Гриненко, А. И. Пресняков, В. И. Варченко// Автоматика, связь, информатика. - 2000. - №9. - С. 16-19.

27. Гриценко А. В., Куков С. С. Определение эффективности использования средств технического диагностирования с учетом частоты отказов систем ДВС. Вестник ЧГАА. Том 60. - 2012г. - с. 45-49.

28. Гуменюк В.М. Надежность и диагностика электротехнических систем: Учеб. пособие для вузов. - Владивосток: Изд-во Дальневост. гос. техн. ун-та, 2010.-218с.: ил. ISBN 5-7596-0051-6

29. Гундырев КВ. Анализ дискретной и аналоговой информации представленной в тиражируемых системах диспетчерского контроля и телеизмерений // Транспорт-2005: Труды научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГУПС, 2005. С. 3 - 5.

30. Дмитриенко И.Е. Техническая диагностика и автоконтроль систем железнодорожной автоматики и телемеханики. 2- изд., перераб. и доп. М -Транспорт, 1986 - 144 с.

31. Долгов, M. В. Мониторинг технического состояния устройств ЖАТ/ М. В. Долгов, А. А. Веселов, В. О. Бородуля// Транспорт Российской Федерации. -2006.-№5.-С. 88-89.

32. Ефанов Д-В., Басалаев, Е.В., Алексеев В. Л Функциональное диагностирование

стрелочных электроприводов переменного тока. «Транспорт Урала». Научно-технический журнал. - 2012- № 4 (35) - с.26-29.

33. Ефанов Д.В, Богданов H.A. Автоматизация контроля на стрелках. Мир транспорта - 2011 - №2 - с.54-59.

34. Ефанов Д.В, Плеханов П. А. Непрерывное диагностирование устройств СЦБ/ Автоматика, связь, информатика - 2012 - №7 - с.18-20.

35. Ефанов Д.В. Павлов А.Н. Построение оптимальных алгоритмов поиска неисправностей в стрелочных электроприводах с использованием теории вопросников. Бюллетень результатов научных исследований. СПб. 2011г. ISSN 2223-9987. с.25-40.

36. Ефанов Д.В., Лыков A.A. Основы построения и принципы функционирования систем технического диагностирования и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. - СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2012. - 59с.

37. Ефанов, Д. В. О методе выявления логических ситуаций в системах технической диагностики и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики/ Д. В. Ефанов// Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2010. - №4. — С. 66-71.

38. Жнвоткевич H.H., Смирнов А.П. Надежность технических изделий. М.: Институт испытаний и сертификации вооружений и военной техники, 2004. — 472 с.

39. Зорич В.А. «Математический анализ». Изд. МЦНМО 2007.

40. Зуев Д.В., Бочкарев C.B., Дмитриев В.В. Анализ диагностической информации. Автоматика, связь, информатика. - 2013. -№9. -с. 16-17.

41. Иванов A.A., Григорьев С.Н. Современные направления развития АПК-ДК (СТДМ). Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Четвертой Международной научно-практической конференции «Транс ЖАТ - 2008». - Ростов н/Д, - с. 95-98.

42. Иванов Ю.П., Никитин В.Г., Чернов В.Ю. Контроль и диагностика измерительно-вычислительных комплексов: Учеб. пособие/ СПбГУАП. СПБ., 2004. 98с.: ил. ISBN 5-8088-0114-1.

43. Каинов В.М. Надежная работа устройств ЖАТ - первостепенная задача. Автоматика, связь и информатика. 2008 - №4 — с. 2-10.

44. Каллан Р. Основные концепции нейронных сетей. - М.: Вильяме, 2001. — 288с.

45. Калявин В.П. Рыбаков JI.M. Надежность и диагностика элементов электроустановок: Учебное пособие. / /Мар.гос.ун-т.- Йошкар-Ола - 2009 г. - с. 336.

46. Калявин В.П., Рыбаков JI.M. Надежность и диагностика электроустановок: Учебное пособие. /Мар.гос.ун-т.- Йошкар-Ола.- 2000.- 371с. :ил. ISBN N 5-23000537-8.

47. Каменев А. И. Система технической эксплуатации средств ЖАТ и ее совершенствование. Автоматика, связь и информатика - 2009 - №1 - с8-11.

48. Карпов A.A. Классификатор отказных и предотказных состояний устройств ЖАТ в СТДМ на базе АДК-СЦБ (ЮгПА). (по п. 2 телеграммы № ЦШТех-17/6 от 25.02.2013)

49. Киреев А.Н. Конспект лекций по курсу «Диагностика транспортных средств» Луганск 2007г - с. 37.

50. Классификатор отказов устройств ЖАТ в СТДМ на базе АПК-ДК от 01.04.2013 (ООО «КИТ»).

51. Кпегшенов A.B., Гендель Г.Л., Швец A.B. Оценка эффективности технического диагностирования // Фундаментальные исследования. - 2005. - № 2 - стр. 77-78.

52. Клюева В.В., Пархоменко 77.77. Техническая диагностика. Том 9 / Под общ. ред. - М.: Машиностроение,1987.-352с.

53. Крамаренко Е.Р. Системы сбора информации на железнодорожном транспорте. Курс лекций / Е. Р. Крамаренко - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. -145 е.: ил.

54. Круглое В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. «Нечеткая логика и искусственные нейронные сети». Изд. ФИЗМАЛИТ 2001.

55. Лабецкий В.Л., Нестеров В.В. Поиск отказов в устройствах СЦБ. Автоматика, связь и информатика. 1990 - №12 - с 25-28.

56. Леонтьев Е. А. Надежность экономических информационных систем: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. 128 с. SBN 5-8265-0190-1

57. Лоусон Ч., Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов. - М.: Наука, 1986. - 230 с

58. Лыков A.A., Бочкарев С.В. Автоматизация выявления отказов в схемах управления стрелочными электроприводами. Интеллектуальные технологии на транспорте: тезисы докладов I международной научно-практической конференции «Интеллект Транс-2011». - СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2011 - с. 46-47.

59. Малышенко Ю.В. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА (конспект лекций). Часть I.

60. Малышенко Ю.В., Стыцюра Л.Ф., Саяпин Ю.Л. Техническая диагностика. Учеб. пособие, под общ. ред. Ю.В. Малышенко. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2010. -302с. ISBN 978-5-9736-0163-8

61. Меньшиков Н.Я., Королев А.И., Ягудин Р.Ш. Надежность железнодорожных систем автоматики и телемеханики: М., Транспорт, - 1971 - стр.120

62. Меньшиков Н.Я., Королев А.И., Ягудин Р.Ш. Эксплуатационная надежность элементов систем железнодорожной автоматики и телемеханики: М., Транспорт, -1976-225 с.

63. Мигаль, В.Д. Техническая кибернетика транспорта[Текст] : Учеб. пособ. // В.Д. Мигаль, В.П. Волков. - X.: ХНАДУ, 2007. - 308 с.

174

64. Микка КВ. Статистический анализ эффективности прогноза временных рядов методами обнаружения разладки и сбоя: Дис. канд. физ.-мат. наук: 05.13.18: Йошкар-Ола, 2004 179 с. РГБ ОД 61:05-1/229.

65. Морозов С.С. Экономическая эффективность внедрения СТДМ. Автоматика, связь, информатика: Научно-популярный производственно-технический журнал / МПС РФ. - М., 2011 - №5 -с.30-31.

66. Москвина, Е. А. Диагностика и мониторинг на Октябрьской дороге/ Е. А. Москвина// Автоматика, связь, информатика. - 2008. - №1. — С. 32-34.

67. Новопашенный Т.Н. Информационно- измерительные системы. - М.: Высш. школа, 1977. - 208 с.

68. Новые конструкции стрелочных переводов в Великобритании. Железные дороги мира - 2007 - №2 - с. 74-77.

69. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 344 с.

70. ОСТ 45.65-96 Методика расчета среднего времени восстановления оборудования электросвязи.

71. Пархоменко П. П. Основы технической диагностики: оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства/ П. П. Пархоменко, Е. С. Со-гомонян. -М.: Энергоатомиздат, 1981. -320 с.

72. Пархоменко П. П. Теория вопросников/ П. П. Пархоменко// Автоматика и телемеханика - 1970. - №4. - С. 140-159.

73. Перникис Б.Д., Ягудин Р.Ш. Предупреждение и устранение неисправностей в устройствах СЦБ. М.: Транспорт, 1994г - 254 с

74. Положение по учету, расследованию и проведению анализа случаев отказов в работе технических средств ОАО «РЖД». 20 Юг с.28

75. Протцнер С, Власенко С. В., Стадалюс Р., А. Б. Никитин. Системы микропроцессорной централизации компании Siemens в Литве. Железные дороги мира - 2009 - №9 - с. 56-61

76. Рынок стрелочных приводов в Северной Америке. Железные дороги мира -2005 - №7 - с. 75-78.

77. Сапоэ/сников B.B., Кравцов Ю.А., Сапожников Вл. В. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. В.В. Сапожникова. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 394с

78. Сапоэ/сников В.В., Кравцов Ю.А., Сапожников Вл. В. Теория дискретных устройств железнодорожной автоматики телемеханики и связи. Учеб. для вузов ж. -д. трансп. / Под ред. В. В. Сапожникова, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: УМК МПС России - 2001г. 312с

79. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебное пособие для вузов ж.д. трансп. Издание первое. Под редакцией Вл.В. Сапожников. - М., УМК МПС РФ, 2002. - с.285.

80. Сапожников Вал. В. и др. Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения в XX - начале XXI в.; под ред. Вал. В. Сапожникова, Вл. В. Сапожникова. - СПб.: ПГУПС 2009г. - 346 с.

81. Сапожников Вл.В., Лыков A.A. и др. Автоматизация технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики [Текст]. Транспорт Российской Федерации - ООО «Т-Пресса»: 2006г - №5- с.86 -87.

82. Сапожников Вл.В., Лыков A.A. и др. Эффективность систем технической диагностики и мониторинга состояния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики [Текст]. Транспорт Российской Федерации - ООО «Т-Пресса»: 20 Юг - №4(29) - с.47 -49

83. Сапоэ/сников Вл.В., Лыков A.A., Ефанов Д.В. Понятие предотказного состояния/ Автоматика, связь, информатика. - 2011 - №12 - с.6-8.

84. Сапожников, В. В. Основы технической диагностики/ В.В. Сапожников, Вл. В. Сапожников. - М. : Маршрут, 2004. - 316 с. - ISBN 5-89035-123-0.

85. Семичева О.Ю. Оценка инвестиций в современные системы диспетчерского контроля и управления движения поездов/ диссертация кандидата экономических наук: 08.00.05. - СПб, 2006.

176

86. Сепетый A.A. и др. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения системы диагностики и удаленного мониторинга устройств СЦБ (АДК-СЦБ) 2010г. 8с.

87. Сепетый A.A. Расширение функций системы АДК-СЦБ. Автоматика, связь, информатика : Научно-популярный производственно-технический журнал / МПС РФ. - М., - 2009 - №1 - с25-26.

88. Сепетый A.A., Федорчук А.Е., Иванченко В.Н. Кольцов В.В., Прищепа B.C., Слитно Ю.В. Гомал Е.А. Измерительно-вычислительные средства в автоматизации диагностирования и контроля устройств СЦБ: учебник для вузов железнодорожного транспорта; Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2009.-416с.

89. Скалозуб В.В, Швец О.М. Нейросетевые модели диагностики электродвигателей постоянного тока. 1нформацшно-керуюч1 системи на зал!зничному транспорт!. N4, 2009 с7-11.

90. Совремеллое техническое обслуживание стрелочных переводов. Железные дороги мира - 2006 - №8 - с71-75.

91. Теег Г., Власенко С. Системы автоматики и телемеханики на железных дорогах мира: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта/Пер. с англ.; - М.: Интекст, 2010. -496 с - ISBN 978-3-7771-0394-5.

92. Техлические решения. «Ввод в эксплуатацию подсистемы поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки в составе КДК СУ ГАД (СППР КДК СУ).»

93. Федоркин Ю.А. Автоматизация измерения сопротивления изоляции. Автоматика, связь и информатика. 2010 - №1 - с 23-24.

94. Федорчук А.Е., Сепетый A.A., Иванченко В.Н. Новые информационные технологии: автоматическая система диагностирования и мониторинга ЖАТ (система АДК-СЦБ): учебник для вызов железнодорожного транспорта; Рост. гос. ун-т путей сообщения. — Ростов н/Д, 2008.-443с.

95. Фурсов С.И. Технологическое обслуживание и ремонт средств ЖАТ на основе внедрения новых технологий и применения современных технических средств. Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Четвертой Международной научно-практической конференции «Транс ЖАТ - 2008». - Ростов н/Д, - с. 123-131.

96. Хайкин С. Нейронные сети. Полный курс. - М.: Вильяме, 2006. - 1104 с.

97. Чухонин В.М, Горбунов Б.Л., Ефанов Д.В., Алексеев В.Г. Автоматизированный контроль усилия перевод стрелки. Автоматика, связь и информатика - 2012г - №7 - с.2-4.

98. Шабалин А. Н. Результаты использования и перспективы развития передовых технологий обслуживания устройств ЖАТ/ А. Н. Шабалин// Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Пятой между-народной научно-практической конференции«Транс ЖАТ-2010». - Ростов н/Д, 2010. - 406 с. - ISBN 978-5-888-297-4. - С. 81-89.

99. Эйлер A.A., Залгаллер С.И. Анализ способов защиты от ложных срабатываний стрелочных электроприводов и контрольных реле. Актуальные вопросы развития систем железнодорожной автоматики и телемеханики: сб. науч. трудов/ под ред. Вл. В. Сапожникова. — СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. - с. 17-23.

100. Ziiev D., Bochkarev S. Solution of the problem of noninvariance of using connectionist method for image recognition. // Materials of the II international research and practice conference, Vol. I, Munich, December 18-19, 2012; Germany, 2012 -650p 257-259 pp.

101. Picard С. F.Theorie des questionnaires / С. F. Picard. - Paris: Ganthier-Villars, 1965.-P. 182/

102. Reeiche J. Betriebssicherheit auf den Strecken Deutschland// Eiisenbahningenieur. 2000, - №2. -C. 64 - 69.

103. Simon Haykin «Neural Networks: A Comprehensive Foundation». 2-nd Edition. Изд. Macmillan Coli Div 1994.

104. GE Rail Global Signaling. Стрелочные переводы и надежность. Форум технологий VNIIAS и GE Rail. г. Москва - 2004г.

105. Описание системы DC TRACK CIRCUIT & POINT MACHINE HEALTH MONITORING UNIT [Электронный ресурс] / Режим доступа:

http://www.efflronicsxom/images/dovvnloads/DC%20Track%20Circuit%20nd%20Point%20Machine%20Healt

h%20Monitoring%20unit-Ddf f Дата обращения 14.12.2013)

106. Статья «Моделирование и математические методы в управлении перевозками» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://scbist.com/zh-d-stati/2769-statva-rnodelirovanie-i-matematicheskie-metodv-v-upravlenii-perevozkami.htinl (Дата обращения

14.12.2013)

107. Лекция 5. Системы технической диагностики и мониторинга устройств ЖАТ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://schist.com/scb/uploaded/sbor-inf-na-¡d/5.htm (Дата обращения 14.12.2013)

108. Менщиков И.А. «Автоматизация контроля технического состояния стрелочных электроприводов»: Дис. канд. техн. наук: 05.22.06 Москва, 2005 194 с. РГБ ОД, 61:06-5/1142.

109. Железняк Н.П. «Разработка методов и алгоритмов технического диагностирования стрелочных переводов и электроприводов»: Дис. канд. техн. наук: 05.13.06: Ростов н/Д, 2003 198 с. РГБ ОД, 61:04-5/1618.

Приложение ПЛ. Классификация стрелочных электроприводов

№ Тип привода Электродвигатель Схема управления Автопереключатель

СЭП Контактный Бесконтактный

Постоянного тока Двухпроводная +

1 СП-6 Переменного тока Пятипроводная +

Постоянного тока Двухпроводная +

2 СП-6М Переменного тока Пятипроводная +

Постоянного тока Двухпроводная +

3 СП-6К Переменного тока Пятипроводная +

Постоянного тока Двухпроводная +

4 СП-12 Переменного тока Пятипроводная +

Постоянного тока Двухпроводная +

5 СП-12У Переменного тока Пятипроводная +

Постоянного тока Двухпроводная +

6 СПВ-5 Переменного тока Пятипроводная +

7 ВСП-220 Переменного Пятипроводная +

(150) тока Двухпроводная +

Горочные СЭП

8 СПГ-2, СПГ-3 . Постоянного тока Семипроводная +

9 СПГБ-4 Постоянного тока Девятипроводная +

Семипроводная +

Метрополитен

10 СП-6БМ Переменного Семипроводная + +

тока Девятипроводная + +

П.2. Диаграмма работы схемы управления стрелочным электроприводом с

двигателем постоянного тока

Рис.П.2.1. Диаграмма работы двухпроводной СУ СЭП при переводе стрелки из

плюсового положения в минусовое

К - стрелочный коммутатор;

НПС - нейтральное пусковое реле;

ППС — поляризованное пусковое реле;

Р — поляризованное реверсирующее реле;

ОК - общее контрольное комбинированное реле;

ПК - нейтральное реле контроля плюсового положения;

МК - нейтральное реле контроля минусового положения.

П.З. Пример решения задачи диагностирования при эквивалентных неисправностях в стрелочном переводном устройстве

Дано: в таблице П3.1 приведена статистика по неисправностям из АСУ-Ш в период с 2006 по 2010 гг, возникающим в СЭП. Для анализа был выбран распространенный тип привода СП-6 (СП-6М). Получим условные вероятности возникновения неисправностей узлов (элементов) СЭП. Условная вероятность будет давать ответ на вопрос, с какой вероятностью отказал тот или иной элемент в случае возникновения отказа СЭП:

2>.>

1=1

Суммирование в формуле (1) проводится по всем возможным неисправностям, имеющимся в классификаторе комплекса задач «Учет отказов» в АСУ-Ш: / = 1, 2, ..., к. В нашем случае к = 26.

Пример решения:

Примером эквивалентных неисправностей может служить: обрыв диода в выпрямительном блоке (п25), обрыв монтажного провода в контрольной цепи (П9), разрегулировка контактов (п18), данные неисправности приводят к потере контроля. В данном примере добавление диагностических признаков и диагностических параметров, контролируемых в настоящее время, не даст положительных результатов по следующим причинам: напряжение в линейных проводах, полученное экспериментальным путем, для перечисленных неисправностей одинаково; ток перевода стрелки, не отражает работу контрольной цепи. Поэтому для определения вида неисправности и предполагаемого места отказа построим вероятностный граф, который и будет представлять алгоритм поиска неисправности. Из таблицы П3.1 выберем вероятности (веса) каждого события и строим граф (рисунок П3.1) (цену проверки считаем постоянной):

РМ

Рис. П.3.1. Пример алгоритма диагностирования

Так как обрыв провода может произойти как на поле так и на посту ЭЦ, соответственно цена обхода для одного и того же отказа может быть разная. Под ценой обхода будем понимать время обхода - время, которое необходимо для реализации каждой элементарной проверки. Примем цену обхода на посту ЭЦ 10 мин, а на поле — 30 мин, тогда пользуясь формулой (2.9) рассчитаем средние затраты на определения отказа: С(п18) = 7,3 мин; С(п25) = 1,28 мин; С(п9)= С(п'9) + С(п9) =2,33 мин. Так как численные соотношения весов событий и средние затраты сохранились, то алгоритм определения неисправности сохраняет ту же последовательность проверок (рисунок П.3.1). Таким образом, задача по построению оптимального алгоритма заключается в выборе последовательности реализации элементарных проверок, при которых обеспечивается получение минимума целевой функции (2.8)

Таблица П.3.1.

Статистика отказов и вероятности их возникновения элементов СЭП

с ЭД постоянного тока

№ Устройство Неисправность, Число Вероятность

стрелочного Пг неисправно- возникновения

электропривода стей, / Р(п)

1 2 3 4 5

1 Электродвигател П1 - обрыв обмотки статора 6 0,007308

ь п2 — обрыв обмотки якоря 38 0,046285

постоянного тока п3 - неисправность щеточного узла 53 0,064555

Продолжение таблицы П.3.1

1 2 3 4 5

п4 - понижение изоляции 11 0,013398

п5 - неисправность коллектора 26 0,031669

п6 - обрыв внутреннего монтажа 7 0,008526

2 Редуктор п7 - неисправность редуктора 12 0,014616

3 Курбельный контакт п8 -неисправность курбельного контакта 113 0,137637

4 Монтаж п9 — обрыв 48 0,058465

Пю — нарушение изоляции 2 0,002436

П] 1 - неисправность клеммной колодки 3 0,003654

5 Фрикционное сцепление П]2 - разрегулировка 45 0,054811

6 Заклинивание шибера П)з — попадание постороннего предмета 78 0,095006

7 Контрольные линейки П|4 - излом 4 0,004872

П]5 - ослабления крепления 3 0,003654

8 Предохранитель П]6 - перегорание рабочего предохранителя 34 0,041413

П17 — перегорание контрольного предохранителя 12 0,014616

9 Автопереключатель nig - разрегулировка контактов 200 0,243605

П]9 — излом контактных колодок 10 0,01218

п2о- излом ножевых колодок 9 0,010962

n2i- излом рычагов 1 0,001218

П22— излом пружин автопереключателя 4 0,004872

п23- излом контактной рессорной пружины 5 0,00609

п24- индевение контактов 32 0,038977

Окончание таблицы П.3.1

1 2 3 4 5

10 Блоки выпрямителей П25~ обрыв диодов 35 0,042631

п2б- короткое замыкание диодов 30 0,036541

ВСЕГО: 821

П.4. Фрагмент исходного кода алгоритма распознавания графиков тока перевода

private List<double> getTimeList(Lisi<l isKdouble» strs)

{

List<double> TimeList = new List<double>();

foreach (var str in strs) {

TimeList.Add(str.Count);

}

return TimeList;

}

private LisKdouble> getMList(l ,ist<i .isKdouble» strs) {

1 i -i<double> MList = new List<double>();

foreach (var str in strs)

r i

double sumOfElements = 0;

foreach (var el in str)

i

\

sumOfElements += el;

}

double M = sumOfElements / str.Count; MList.Add(M);

}

return MList;

}

private Lisi<double> getSigrnaList(Lisi<Lisl<double>> strs)

{

Lisi<double> SigmaList = new Lisi<double>(); var MList = getMList(strs);

for (int i=0;i<strs.Count; i++) {

var str = strs[i]; double D = 0;

foreach (var el in str) {

D += (el - MList[i]) * (el - MList[i]);

}

D = D / str.Count;

var Sigma = Maih.Sqrt(D);

SigmaList.Add(Sigma);

}

return SigmaList;

private Lisl<double> getChangesList(List<Lisí<double>> strs) {

List<double> ChangesList = new Lisi<double>();

foreach (var str in strs) {

int tendention;

if (str[l] >= str[0])

{

tendention = 1 ;

}

else {

tendention = -1;

}

List<double> MinMaxList = new List<double>(); MinMaxList.Add(str[0]);

for (int i = 1 ; i < str.Count-1; i++)

r i

int curTendention; if(str[i+l]>str[i])

curTendention = 1 ;

else if (str[i + 1] < str[i])

curTendention = -1;

else

curTendention = tendention; if (tendention = curTendention)

continue; else

tendention = curTendention; MinMaxList. Add(str[i]);

}

double sum = 0;

for (int i = 0; i < MinMaxList.Count - 1; i++) {

sum += Math.Abs(MinMaxList[i] - MinMaxList[i + 1]);

}

sum = sum / MinMaxList.Count; ChangesList.Add(sum);

}

return ChangesList;

}

//сумма значений больших пиков

private I.isl<double> getBigPicksList(List<l ,ist<double>> strs) {

i i^!<double> PicksList = new List<double>();

foreach (var str in strs) {

int tendention;

if (str[l] >= str[0])

{

tendention = 1;

}

else {

tendention = -1;

}

LiM<double> MinMaxList - new Li:t<doublc>(); i i-4<int> MinMaxPosList = new l.ist<int>(); MinMaxList. Add(str[0]); MinMaxPosList. Add(O);

for (int i = 1; i < str.Count - 1; i++) {

int curTendention; if (str[i + 1] > str[i])

curTendention = 1;

else if (str[i + 1] < str[i])

curTendention = -1;

else

curTendention = tendention; if (tendention = curTendention)

continue;

}

else {

tendention = curTendention;

MinMaxList.Add(str[i]);

MinMaxPosList.Add(i);

}

}

double sum --- 0;

for (int i = 0; i < MinMaxList.Count - 1; i++) {

sum += Matb.Abs(MinMaxList[i] - MinMaxList[i +

}

sum = sum / MinMaxList.Count; double sumPickSize = 0;

for (int i = 0; i < MinMaxList.Count - 1; i++) {

double delta = MinMaxList[i] - MinMaxList[i +1]; double part = ^ laih.Abs(delta) / sum;

if (part > 2) {

sumPickSize += \iaih.Abs(delta);

}

}

PicksList. Add(sumPickS ize);

}

return PicksList;

П.5. Расчет технико-экономических показателей эффективности систем технической диагностики и мониторинга для стрелочного переводного устройства

Решение:

1. Информационная база для СПУ (рисунок П.5.1)

Рис. П5.1. Информационная база для СЭП.

2. Информационная модель перевода стрелки (рисунок П.5.2).

1.Сопротивление изоляции кабеля

1.Сопротивление изоляции кабеля

2. Напряжение в | линейных проводах |

3. Индикация крайнего 3. Индикация крайнего положения (зеленая лампа)| положения

2. Напряжение в , линейных проводах

1. ьииршиаление изоляции кабеля.

2. Усилие перевода (для ЭД переменного тока).

3. Время перевода.

4. Ток фрикции.

5. Ток перевода стрелки 6. Индикация крайнего положения (красная лампа)

1 .Сопротивление изоляции кабеля

1 .Сопротивление изоляции кабеля

£ 5

Визуальный осмотр

Закладка щупа на 4 и 2 мм Визуальный осмотр

Визуальный осмотр

Рис. П5.2. Информационная модель ОД

Визуальный осмотр

3. Показатели системы ЖАТ. Характеристики контролепригодности стрелки:

- индикация контроля крайнего положения (лампочки на пульт-табло);

- ток перевода (амперметр на пульт-табло);

- время перевода (секундомер);

- звонок взереза.

4. Статистически интенсивностью отказов определяется по формуле

и(Д О

т=

1/ч,

где 7Уср = N' - среднее число исправно работающих объектов в интервале ;

- автопереключатель (1):

Хр1= 1,75865Е-07

- фрикционное сцепление (2):

Хр2= 2,75451Е-08

- электродвигатель (3):

Хр3= 1,35607Е-07

- курбельный контакт (4):

Хр4= 4,66147Е-08

- контрольные линейки (5):

^р5= 8,47541Е-09

- реле (6):

Ярб=3,17828Е-08

- узлы стрелочного перевода (7):

Хр7= 4,4284Е-07

- блок БДР (8):

Хр8= 2,11885Е-08 5. Расчет показателей контролепригодности:

- вероятность обнаружения отказов за заданное время; Отказы СУ по проявлению делятся на 2 категории:

а) в момент возникновения отказа (контрольная цепь) Хр1 , Р]о=Мр/1Ч, =215/600=0,357;

N0 - общее число отказов;

б) в момент перевода стрелки (рабочая цепь, управляющая цепь) /„,■ (зависит от интенсивности перевода).

Р2о=КУК =3 85/600=0,641

- коэффициент глубины поиска дефекта

Кпг1 = ¥/11=0,583 Кш2 = ¥/К=\

где Б=7 при регламентном обслуживании,

Б=12 с учетом СТДМ,- число составных частей изделия, с точностью до которых определяется место дефекта; 11=12, - общее число составных частей изделия, с точностью до которых требуется определение места дефекта; Составные узлы СЭП (механическая и электрическая часть):

- электродвигатель;

- автопереключатель;

- редуктор;

- фрикционное сцепление;

- шибер;

- контрольные линейки;

- стрелочный перевод (башмаки, остряки и т.д.)

- курбельный контакт;

- реле;

- предохранитель;

- блок БДР;

- кабель.

- коэффициент полноты проверки исправности (работоспособности, функционирования) :

Кпп = Длс1/ Хо=0,676 Кпп = Ъа/ А.о=0,667 где = 7Д8291Е-07 - при регламентном обслуживании, Кг = 9,55602Е-07 - при СТДМ.

- суммарная интенсивность отказов проверяемых составных частей изделия; А,о= 1,06154Е-06 - суммарная интенсивность отказов всех составных частей изделия;

- средняя продолжительность поиска отказов /ср.п;

Анализ следующих аварийных индикаторов позволяет определять факт возникновения неисправности в СЭП и область поиска неисправности:

- индикация крайнего положения стрелки;

- тока перевода стрелки;

- время перевода стрелки;

- звонок взреза.

6. Расчет показателей ремонтопригодности. Среднее время восстановления работоспособности изделия определяется по

формуле

N

1'А

=2>4 (ч)

Ел

1=1

где - интенсивность отказов /'-ой составной части или блока, замена которых возможна в эксплуатации в случае их отказа;

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.