Совершенствование диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог на основе сквозных цифровых технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Фроленков Сергей Андреевич

• Фроленков Сергей Андреевич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Фроленков Сергей Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

1.1. Причинно-следственный анализ отказов контактной сети

1.2. Проблема повышения надежности контактной сети

1.3. Эволюция методов и технических средств диагностики контактной сети

Выводы по первой главе

2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

2.1. Классификация параметров диагностики контактной сети

2.2. Анализ методов диагностики и средств мониторинга контактной сети41

2.3. Анализ показателей эксплуатационной надежности контактной сети

2.4. Комплексная диагностика контактной сети

Выводы по второй главе

3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И МЕТОДИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

3.1. Модель комплексной диагностики контактной сети

3.2. Методика диагностики геометрии контактной подвески на основе оптоэлектронных устройств

3.3. Использование БПЛА при диагностике контактной сети

3.4. Методика предиктивной диагностики контактной сети на основе датчиков пространственного состояния

Выводы по третьей главе

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ РЕШЕНИЙ ДИАГНОСТИКИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

4.1. Интеллектуальная система оценки технического состояния контактной сети

4.2. Устройство бесконтактной диагностики контактной сети наземным мобильным контрольно-вычислительным комплексом

4.3. Разработка алгоритма управления аэромобильной системой диагностики в составе сквозных цифровых технологий диагностики КС

4.4. Результаты измерения и обработки видеосъемки зигзага контактного

провода аэромобильной системой диагностики

4.5. Карта развития технологической, производственной и рыночной готовности предложенных технических и технологических решений

Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПЕРЕЧЕНЬ, ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЕНИЙ И НЕОБХОДИМАЯ ИХ ТОЧНОСТЬ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог на основе сквозных цифровых технологий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Стратегия научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года на перспективу до 2030 года (Белая книга), утвержденная Распоряжением ОАО «РЖД» от 17 апреля 2018 г. № 769/р [1], предлагает повышение эффективности функционирования транспортного комплекса, определяет направления научно-технического развития ОАО «РЖД» и является базисом для разработки документов по реализации целей и задач. Основные направления научно-технологического развития хозяйства электроснабжения сопряжено ликвидацией «узких» мест, ограничивающих пропускную способность транспортных коридоров, обеспечением требуемой надежности устройств и элементов контактной сети и других систем, входящих в инфраструктурный комплекс железнодорожного транспорта и осуществляющих безопасность движения поездов [2-4]. Одним из целевых параметров Стратегии является использование сквозных цифровых технологий диагностики контактной сети.

Рост скоростей движения поездов приводит к увеличению динамических воздействий на контактную сеть, увеличение веса поездов обуславливает существенное возрастание тяговых токов, вызывающих нагрев элементов контактной сети, что, в свою очередь, служит источником потери механической прочности конструкции контактной сети и нарушает ее геометрию. Известно, что при скоростях больше 160 км/ч не допускается использование контактной сети с контактными проводами с износом более 20% от номинального сечения, при этом, на других участках такая норма приемлема [5-7]. С учетом того, что на сети ОАО «РЖД» используется «совмещенное» движение скоростных и тихоходных поездов, норма «... не более 20%» должна соблюдаться повсеместно, а для этого необходим практически непрерывный контроль за износом проводов контактной сети.

Особенно данная задача актуальна на участках, где возможно продление жизненного цикла контактной сети.

Нарушение геометрии контактной сети приводит к выходу из строя устройств токосъема электроподвижного состава. Так, в 2022 г. из-за количество отказов технических средств, в результате которых допущены повреждения токоприемников (согласно информации системы КАСАНТ) составило 188 случаев, из них по причине контактного провода - 11% от общего количества случаев, разрегулировки контактной сети - 16% случаев. Всего отказов I, II, III категорий в устройствах контактной сети допущено 670, что составляет 45% от общего количества отказов, допущенных в устройствах электроснабжения.

Контактная сеть выступает в качестве распределенной структуры, находится в условиях значительных динамических, вибрационных, температурных воздействий, следовательно, является сложно-диагностируемым объектом.

Согласно Стратегии, основным мероприятием, направленным на снижение стоимости жизненного цикла объектов электроснабжения, является сокращение отказов технических средств и, соответственно, поездо-часов, задержек, посредством:

- совершенствования мониторинга состояния устройств контактной

сети;

- внедрения новейших технологий и средств технической диагностики, в том числе для стационарных и мобильных средств, и перехода к ремонту устройств контактной сети по фактическому состоянию [1, 8].

Научные достижения, имеющиеся в данной области, требуют дальнейшего развития. В частности, не решены вопросы обеспечения инвариантности результатов измерения мобильных устройств геометрии контактной сети к колебаниям кузова вагона с измерительными видеокамерами, системного подхода на основе сквозных цифровых технологий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ, согласно «Приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации», утвержденным Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. №642, код научной темы ПН/2022 - 02/87, №122022200492-8.

Степень разработанности темы. Диссертационное исследование базируется на трудах отечественных научных школ, посвященных совершенствованию систем тягового электроснабжения: ВНИИЖТ, РУТ (МИИТ), ПГУПС, РГУПС, УрГУПС, ОмГУПС, ИрГУПС, ДВГУПС и СамГУПС. Были изучены результаты исследований зарубежных научных школ, посвятивших свои труды развитию систем тягового электроснабжения: Y. Chen, B. Fink, F. Kiessling, A. Schmieder, H. Tessun, T. Usuda, G. Wang, и многие другие.

Вопросами совершенствования системы тягового электроснабжения занимались отечественные и зарубежные ученые: Б.А. Бесков, А.С. Бочев, И.И. Власов, А.Г. Галкин, В.Н. Ли, О.А. Сидоров, А.А. Ковалев, А. Н. Митрофанов, В.Н. Пупынин, Р.Р. Мамошин.

Исследование процессов, связанных с работой контактной сети и ее взаимодействия с токоприемников электроподвижного состава, осуществляли ученые: А.А. Сидоров, Д.Д. Жмудь, В.А Королев, А.Н. Смердин.

Вопросам совершенствования диагностики контактной сети и ее отдельных элементов посвятили свои труды ученые и исследователи: В.Н. Ли, В.Г. Непомнящий, Г.В. Осадчий, А.Н. Митрофанов, М.А. Гаранин, В.Г. Сафин, А.В. Воронин, С.М. Шевяков и многие другие.

Интерес для исследования представляют работы ученых на стыке областей - тягового электроснабжения и новых цифровых технологий: М.А. Гаранин, А.Г. Галкин, А.В. Ефимов.

Целью диссертационной работы является научное обоснование и совершенствование контроля состояния контактной сети за счет комплексной

диагностики контактной сети и использования сквозных цифровых технологий.

Реализация поставленной цели предопределила необходимость решения следующих основных задач исследования:

- проведение анализа современного состояния контактной сети как протяженной системы с неравномерно распределенными параметрами и сложнодиагностируемого объекта;

- исследование современных методов диагностики и средств мониторинга контактной сети для классификации средств контроля и выявления тенденций совершенствования средств измерений;

- совершенствование методики расчета фактической интенсивности отказов декомпозицией контактной сети для выявления ключевых параметров отказов;

- разработка модели комплексной диагностики контактной сети, включающей мобильные и стационарные средства мониторинга, а также единый центр сбора и обработки диагностической информации, позволяющей рационально управлять процессом использования средств диагностики;

- разработка методики контроля геометрии контактной сети на основе наземных и аэромобильных систем диагностики с оптоэлектронными сканерами элементов контактной сети для выявления возможностей бесконтактной диагностики;

- техническая реализация принципов построения и методов технической реализации систем совершенствования диагностики контактной сети.

Объектом исследования является контактная сеть.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы комплексной диагностики контактной сети.

Научная новизна полученных автором диссертации результатов исследования состоит в следующем:

1. Проведен статистический причинно-следственный поэлементный анализ отказов контактной сети, отличающийся тем, что расширен перечень элементов контактной сети, имеющих высокий показатель интенсивности отказов.

2. Разработана методика комплексирования измерительных систем мониторинга элементов контактной сети, включающая мобильные средства диагностики, стационарные устройства сбора и обработки информации, отличающаяся тем, что оптоэлектронными средствами осуществляется контроль элементов контактной сети, строится модель и осуществляется диагностики геометрии контактной сети.

3. Предложен принцип разработки наземной мобильной системы мониторинга и съема информации, отличающийся тем, то в качестве первичного преобразователя информации используется стереовидеосистема, позволяющая осуществлять высокоточную съемку и позиционирование координаты съемки.

4. Разработан алгоритм управления автономной аэромобильной системой мониторинга, отличающийся тем, что позволяет комплексно осуществлять мониторинг контактной сети по многопараметрической оценке, включая мониторинг вибрации температуры, износа, зигзага контактного провода.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате проведенных научно-практических исследований расширены функциональные возможности контактной сети, а именно: предложены комплексирование информационно-измерительных систем мониторинга; принцип построения наземно-мобильной бесконтактной стереовидеосъемки состояния элементов контактной сети и определение геометрических параметров; алгоритм построения автономной аэромобильной системы мониторинга и диагностики на базе БПЛА с дронопортом, что позволяет повысить коэффициент готовности контактной сети, снизить количество отказов и, соответственно, повысить эффективность перевозочного процесса

за счет уменьшения отказов технических средств I и II категории, и тем самым повысить безопасность движения поездов.

Разработанный и реализованный в работе принцип построения наземно-мобильной системы мониторинга позволяет провести оперативную видеосъемку контактной сети при нештатных ситуациях, что повысит оперативность устранения неисправностей.

Предложенный и реализованный алгоритм автономной аэромобильной системы мониторинга контактной сети позволяет автоматически определять состояние несущего троса, струн, грузов компенсаторов, измерять толщину контактного провода с точностью до 1%, и габаритные размеры зигзага контактного провода до 2,5%.

Реализация результатов исследований осуществлена путем использования методики комплексирования системы мониторинга в Дирекции по энергообеспечению Куйбышевской железной дороги; алгоритмы автоматизированного управления дронопортом применялись в Средне-Волжском институте проектирования транспортных систем [68, 73].

Теоретические результаты работы используются в ФГБОУ ВО СамГУПС: в образовательной программе высшего образования - программе специалитета 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» в дисциплинах «Цифровые технологии в профессиональной деятельности», «Основы технической диагностики», «Контактные сети и линии электропередачи», «Эксплуатация технических средств обеспечения движения поездов»; в образовательной программе среднего профессионального образования 13.02.07 «Электро-снабжение» в дисциплине «Устройство и техническое обслуживание контактной сети и сетей электроснабжения».

Методология и методы исследования. В соответствии с паспортном специальности 2.9.3 п. 2 «Системы и технологии эксплуатации, технического обслуживания, ремонта подвижного состава и устройств электроснабжения. Оборудование для экипировки подвижного состава, ремонта и обслуживания

устройств тягового электроснабжения. Управление жизненным циклом локомотивов, вагонов и технических средств систем электроснабжения. Развитие парков локомотивов и вагонов, рельсового городского транспорта и метрополитена», п. 3 «Техническая диагностика подвижного состава и систем электроснабжения. Критерии оценки технического состояния подвижного состава и систем электроснабжения железных дорог и метрополитенов. Автоматизация процессов технической диагностики и мониторинга технического состояния этих объектов, бортовые, мобильные и встроенные устройства диагностики» и п. 8 «Аппаратура и системы автоматизации процессов управления подвижным составом и устройствами электроснабжения железных дорог» в ходе выполнения диссертационных исследований автором использованы основные положения теории пространственного состояния контактной подвески электрифицированных железных дорог, теории искусственных нейронных сетей, теории множеств, статистика и теории вероятностей, геометрия, теории распознавания образов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная методика комплексирования измерительных систем мониторинга элементов контактной сети позволяет осуществить выбор рационального числа измерительных приборов в комплексе диагностики, исключающих дублирование съема информации с первичных преобразователей, и повысить информативность о состоянии объекта исследования.

2. Предложенный принцип построения наземной мобильной системы мониторинга и съема информации предоставляет возможность оперативной высококачественной видеосъемки контактной сети при нештатных ситуациях.

3. Разработанный алгоритм управления автономной аэромобильной системой диагностики позволяет автоматическое функционирование системы по циклу: фиксация нештатной ситуации на анкетном участке - задание программы исследования анкерного участка дрону - вылет дрона из

дронопорта - видеосъемка элементов контактной сети - первичная обработка на борту дрона - при недостаточной информации досъемка - возврат в дронопорт - выгрузка информации через информационный шлюз дронопорта -завершение цикла исследования.

Степень достоверности и апробация результатов исследований. Достоверность результатов исследований соответствует теоретическим результатам, полученным в ходе выполнения диссертации, и соотносится с результатами экспериментальных исследований на полигоне Куйбышевской железной дороги: расхождение значений высоты контактного провода, измеренного контактным способом и дистанционным, не превышает 1%, габаритные размеры зигзага контактного провода не более 2,5%.

Основные положения диссертации апробированы, докладывались и получили одобрение на международных научно-практических конференциях, в том числе «Advanced Information Technologies and Scientific Computing» (Samara, 2017-2018), "Наука и образование транспорту", Самарский государственный университет путей сообщения, (Самара, 2016-2018, 2020), «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии (ПЭЭЭ-2017)», Тольяттинский государственный университет, (Тольятти, 2017). В окончательном варианте результаты диссертационных исследований доложены и обсуждены на расширенном заседании кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» 6 декабря 2023 г.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 13 печатных работ общим объемом 4,43 п. л. (личный вклад автора -2,88 п. л.), в том числе: 5 - в ведущих рецензируемых изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, имеющего 110 наименований и 2 приложений. Общий объем диссертационной работы составляет 181 страницу, включая 43 рисунка, 7 таблиц и 24 страницы приложений.

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Характеристика технологического процесса перевозок грузов и пассажиров на железнодорожном транспорте определяется скоростью и безопасностью перевозочного процесса. Оба этих показателя, в основном, зависят от надежности функционирования систем электроснабжения тягового подвижного состава, устройств регулирования движения поездов на перегонах и электрической централизации на станциях. Отказы системы электроснабжения приводят к значительным задержкам поездов, нарушениям графика движения, технологического процесса на станциях [9, 10].

Обеспечение высокой надежности функционирования систем электроснабжения является сложной задачей. Трудности ее решения сопрягаются с условиями и особенностями электроснабжения: непрерывная работа во времени, требование длительной работы (десятки лет), широкое распространение по сети железных дорог (более 60%), сложные климатических условия (всесезонность, широтное распространение, север, юг), частота удара молнии, вызывающая перенапряжения в контактной сети и ее элементах.

1.1. Причинно-следственный анализ отказов контактной сети

Информация об интенсивности и количественных данных об отказах электроснабжения является своего рода обратной связью в процессе анализа надежности, чем обеспечивается возможностью установления показателей надежности эксплуатации, составляющих электроснабжение, а также возможности использования данных при разработке мероприятий по повышению надежности элементов электроснабжения, в частности, компонент контактной подвески как наиболее ненадежного устройства и совершенствование методов их технологического обслуживания, и

определение условий формирования требований к новым элементам и компонентам.

В соответствии с ГОСТ-32679 [11-13] при оценке надежности системы электроснабжения используются вероятностные количественные показатели, а именно:

п.3.9 интенсивность опасных отказов (объекта железнодорожного электроснабжения): условная плотность вероятности возникновения опасного отказа объекта электроснабжения железнодорожного транспорта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени опасный отказ не возник;

3.10 интенсивность предотказов (объекта электроснабжения железнодорожного транспорта): отношение числа предотказов объекта железнодорожного электроснабжения за его наработку к значению этой наработки;

3.14 опасный отказ (объекта электроснабжения железнодорожного транспорта): отказ объекта электроснабжения железнодорожного транспорта, вследствие которого возникает риск причинения вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических и юридических лиц, государственному и муниципальному имуществу, окружающей среде, превышающий допустимый уровень риска;

3.15 параметр потока отказов (объекта электроснабжения железнодорожного транспорта): отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта электроснабжения железнодорожного транспорта за достаточно малую его наработку к значению этой наработки.

При разработке и эксплуатации систем контактной сети инженер обязан обеспечивать выполнение основной функции обслуживаемого устройства и заданный уровень надежности. В целом, надежность -важнейшая характеристика любого технического объекта, и от нее зависит целесообразность эксплуатации, ремонта, задания циклов на этапе

жизненного цикла устройства. Поэтому при оценке надежности элементов и компонент контактной сети как наиболее ненадежного звена системы тягового электроснабжения необходимо провести причинно-следственный анализ отказов элементов контактной сети. Ученые, инженерно-технический состав, разрабатывающие, эксплуатирующие системы электроснабжения, ежегодно разрабатывают новые технические решения по сокращению количества отказов, но с изменением динамики перевозочного процесса возникают новые лимитирующие элементы контактной сети. В таблице 1.1 представлены элементы контактной сети, имеющие значительное количество отказов в течение года [14, 15]. Для сравнения отказов по элементам контактной сети данные Трансэнерго за 2016, 2021 и 2022 гг. представлены в виде таблицы.

Таблица 1.1 . Поэлементный отказ контактной сети

№ п/п Элемент контактной сети 2016 2021 2022

1. Изоляторы 117 79 81

2. Провода 131 201 160

3. Зажимы 74 78 63

4. Неудовлетворительная регулировка 56 — —

5. В оздушные стрелки 28 46 31

6. Струны 29 108 100

7. Фиксаторы 26 42 35

8. С екционные изоляторы 9 35 28

9. Консоли 7 17 8

10. Узлы компенсации 9 17 18

11. Жесткие поперечины — 5 1

12. Разрядники — 5 5

13. Разъединители — 4 46

Из анализа результатов, приведенных в таблице 1.1, следует, что наиболее ненадежным элементом являются провода и тросы (за весь период наблюдений), а наиболее надежными в 2016 г., что соответствует и данным 2015 г. (9 случаев), являются консоли. При этом необходимо отметить, что из сравнительной таблицы исключены в 2021, 2022 гг. причины отказа «неудовлетворительная регулировка», но вместе с тем появились новые ненадежные элементы - «жёсткая поперечина»; «разрядники»; «разъединители». В таблице 1.2 представлены данные по отказам элементов контактной сети в процентном отношении.

Таблица 1.2. Процентное соотношение отказов элементов контактной сети

№ п/п Элемент контактной сети 2016 2021 2022

1. Изоляторы 24,1 11,7 14,1

2. Провода 26,9 29,8 27,8

3. Зажимы 15,2 11,5 10,9

4. Воздушные стрелки 11,5 6,8 5,4

5. Неудовлетворительная регулировка 5,7 — —

6. Струны 5,96 16 17,4

7. Фиксаторы 4,7 6,2 6

8. Секционные изоляторы 1,85 5,2 4,9

9. Консоли 1,4 2,5 1,4

10. Узлы компенсации 1,85 2,5 3,1

11. Жесткие поперечины - 1,0 0,2

12. Разрядники - 1,0 0,9

13. Разъединители - 6,0 8,0

Результаты процентного соотношения отказов элементов контактной сети показывают, что несмотря на снижение общего количества отказов контактной сети с 576 в 2022 г. и 605 в 2021 г. без учета отказов опор,

дроссель-трансформаторов, устройств заземления, гибких поперечин, приводящихся в ежегодных отчетах Трансэнерго, такой вид «нового» отказа, как отказ разъединителей продолжает расти, что указывает на необходимость разработки новых технических решений. Уменьшение количества отказов по причине потери изоляционных свойств изоляторов или их разрушение указывает на необходимость разработки и применения новых типов изоляторов, лишенных указанных недостатков. В то же время, значительное место в анализе занимают отказы по причине выхода из строя несущих тросов, проводов контактной сети - 26,9% в 2016 г. и 27,8% в 2022 г., что связано с широким внедрением тяжеловесных поездов и повышением токовой нагрузки на контактную сеть, в которую также входят струны, зажимы, имеющие соответственно 17,4%, 10,9% отказов.

В последние годы протяженность контактной сети остается неизменной (122 тыс. км в 2017 г. и 121,5 тыс. км в 2022 г.) (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Протяженность электрифицированных железных дорог

Эффективность применяемых организационно-технических мероприятий по уменьшению отказов подтверждается тем, что протяженность и техническая оснащенность электрифицированных участков остается относительно стабильной, но количество отказов уменьшается. Так,

организационно-технические мероприятия, применяемые Трансэнерго, позволили за последний период с 2017 г. по 2022 г. снизить в 1,6 раз потери поездо-часов по причине отказов систем электроснабжения, в т. ч. в 1,78 раз - по причине отказов элементов контактной сети. На рисунке 1.2 представлены графики общих потерь поездо-часов по причине электроснабжения и потери, связанные с отказами контактной сети.

Рисунок 1.2. Потери поездо-часов по причине отказов системы электроснабжения (1) и контактной сети (2)

Данные на рис 1.2 взяты из ежегодных отчетов Трансэнерго на основе анализа функционирования технических средств [14].

Из анализа графиков следует, что основной причиной, составляющей потери, является контактная подвеска, которая в общем объеме потерь составляет от 70,1% в 2017 г. до 74% в 2022 г. Несмотря на примененные организационно-технические мероприятия по повышению надежности контактной сети, количество потерь в объеме остается значительным. При этом следует отметить, что за последние 3 года снижение потерь поездо-часов по причине отказов контактной сети составляет всего лишь 20%.

Данный факт указывает на необходимость разработки новых методов диагностики контактной сети.

Для решения задач повышения надежности технически сложноструктурированных устройств и систем, к которым относят контактные сети, и сокращения частоты возникновения отказов, приводящих к потерям поездо-часов, с успехом можно применить статические методы повышения качества [13-17].

В частности, следует прояснить картину распределения отказов элементов. Часто отказ вызывают одни и те же элементы. Следовательно, выяснив причины появления незначительного количества «существенных» отказов, можно в целом повысить надежность всей контактной сети. Данный принцип эффективно реализовать с помощью диаграмм Парето, входящих в число «семи простых методов управления качеством». Суть диаграммы заключается в определении наиболее значимых факторов (элементов), влияющих на надежность системы в целом. В данном случае под системой понимается надежность контактной сети, которая напрямую влияет на потери поездо-часов.

Проанализируем отказы контактной сети и влияние отказов на потери поездо-часов в 2022 г.

Общее количество отказов систем электроснабжения филиала ОАО «РЖД» Трансэнерго 2022 г. составило 656 отказов технических средств I и II категории.

Основные причины отказов I и II категории составляют отказы эксплуатационного характера (257 случаев) и деградационного (210 случаев). Количество отказов 3 категории составило 839 случаев. При этом из-за отказов I и II категории потери поезда-часов составили по причине отказа эксплуатационного характера 2874 часа, деградационного -1540 часов. На рис. 1.3 представлена диаграмма Парето анализа отказов элементов контактной сети в 2022 г.

Статистический анализ причин отказов КС в 2022 г

Рисунок 1.3. Диаграмма Парето-анализа отказов устройств контактной

сети в 2022 г.

Из анализа графиков, представленных на рисунке 1.3 следует, что наиболее значимыми отказами, приводящими к потере поездо-часов и входящих 80% зону причин нарушения нормальной работы контактной сети, стали:

- обрывы и пережоги проводов контактной сети - 2035, 9 часов;

- повреждения изоляторов - 636,4 часа;

- нарушение зажимов контактной сети - 182,0 часа, а также обрыв струн, отказы, пережоги разъединителей.

Составляющие отказов по причине проводов в 2022 г. распределились следующим образом:

- контактный провод - 1352,1 часа;

- несущий трос - 344,5 часа;

- усиливающий провод - 87,4 часа.

Таким образом, из анализа следует, что ключевым элементом контактной сети, приводящим в целом к выходу из строя систем тягового электроснабжения, является контактный провод и его составляющая 1352,1 часа потерь поездо-часов, что составляет 32% от общего числа отказов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фроленков Сергей Андреевич, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стратегия научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (БЕЛАЯ КНИГА). Утверждена распоряжением ОАО "РЖД от 17.04.2018 г. N 769/р

2. Кобзев С.А. О приоритетах в инновационной деятельности ОАО «РЖД» // Железнодорожный транспорт. - 2019. - № 2. - С. 29-36. EDN: MKZIJF

3. Лапидус Б.М. Стратегические тренды развития железнодорожного транспорта Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». -2015. - № 6. - С. 2-9. EDN: TDVWWA

4. Гапанович, В. А. Энергетическая стратегия и электрификация российских железных дорог / В. А. Гапанович, С. Н. Епифанцев, В. А. Овсейчук. - Москва : Эко-Пресс, 2012. - 195 с. - ISBN 978-5-90430183-5. - EDN YTPLRH.

5. Котельников, А. В. Электрификация железных дорог. Мировые тенденции и перспективы : Аналитический обзор / А. В. Котельников ; Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта. - Москва : Интекст, 2002. - 104 с. - (Труды ВНИИЖТ). -ISBN 5-89277-039-7. - EDN VKFNAP.

6. Гаранин, М. А. Анализ потенциала применения сквозных цифровых технологий в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков, Т. С. Максимова // Вестник транспорта Поволжья. - 2023. -№ 1(97). - С. 19-27. - EDN EHDVJT.

7. Распоряжение ОАО "РЖД" от 22 сентября 2021 г. N 2071/р "Об утверждении паспорта Комплексной программы инновационного развития холдинга "РЖД" на период до 2025 года"

8. A Global Vision for Railway Development II. International Union of Railways (UIC) / Ed. B. Lapidus, A. Zurkowski, J. Wisniewski, D. Shut. -Paris, 2019. - 52 p.

9. Ефимов А. В., Галкин А. Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж-д трансп. -М.: Маршрут 2003.-263 с.

электрифицированных железных дорог / А. Г. Галкин, А. Н. Митрофанов, С. А. Митрофанов. - Екатеринбург : Уральский государственный университет путей сообщения, 2012. - 226 с. - ISBN 978-5-94614-236-6. - EDN QNYLNR.

11. Межгосударственный стандарт ГОСТ 32679-2014 Контактная сеть железной дороги. Технические требования и методы контроля. Москва, Стандартинформ, 2015г.

12. Межгосударственный стандарт ГОСТ 33947-2016. Подвеска железной дороги контактная. Технические требования и методы контроля. Москва, Стандартинформ, 2017г.

13. Статистические методы повышения качества: Пер. С англ. / Под ред. Х. Кумэ. - М. : Финансы и статистика, 1990. - 260 с.

14. Анализ хозяйственной деятельности ОАО Трансэнерго за 2022г.

15. Митрофанов, С. А. Совершенствование системы диагностики и оценки состояния контактной сети электрифицированных железных дорог : специальность 05.22.07 "Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация" : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Митрофанов Семён Александрович. -Екатеринбург, 2012. - 236 с. - EDN QFTPOF.

16. Галкин, А. Г. Основы теории надежности: курс лекций / А. Г. Галкин, А. А. Ковалев. — Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014. — 134 с.

17. Бадер, М. П. Концепция и перспективы технического развития электроэнергетики железнодорожного транспорта / М. П. Бадер // Электротехника. - 2021. - № 9. - С. 34-40. - EDN PFOPOR.

18. Гаранин, М. А. Методика бесконтактной диагностики проводов контактной сети электрифицированных железных дорог / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков // Вестник транспорта Поволжья. - 2020. - № 6(84). - С. 7-14. - EDN JJFTVK.

19. Методика расчета и нормирования показателей надежности объектов железнодорожного электроснабжения. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 6 декабря 2019 г. №2762/p.

20. Бутенко, Елена Александровна. Совершенствование технологии эксплуатации контактной сети за счет применения распределенной автономной системы контроля и диагностики: диссертация ... кандидата технических наук: 2.9.3. / Бутенко Елена Александровна; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Омский государственный университет путей сообщения»]. - Омск, 2021. - 168 с.

21. Жмудь, Д. Д. Анализ надежности работы устройств контактной сети в тяжелых условиях эксплуатации / Д. Д. Жмудь // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте : Материалы научной конференции, посвященной Дню Российской науки, Омск, 08 февраля 2019 года / Омский государственный университет путей сообщения. - Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2019. - С. 268-273. -EDN XPSKEH.

22. Марквардт, К.Г. Контактная сеть Текст. / К.Г. Марквардт, И.И. Власов. -М.: Транспорт, 1977.-271 с

23. Марикин А. Н. Повышение эффективности тягового электроснабжения постоянного тока при пропуске скоростных и тяжеловесных поездов // Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте: Материалы второго международ, симп. «Е11таш 2003». -СПб.: ПГУПС, 2003. - С. 297-306.

24. Бурков А. Т. Развитие инфраструктуры энергообеспечения железнодорожного транспорта / А. Т. Бурков, А. В. Мизинцев, Е. В. Кудряшов // Транспорт Российской Федерации (Наука и транспорт). -2010. - №3 (28). - С. 28-33.

25. Ikeda, K. Optimization of overhead contact lines for Shinkansen speed increases / K. Ikeda// JR EAST Technical Review. - 2008. - No 12-. - P. 6469.

26. Ли, В. Н. Совершенствование методов и средств неразрушающего контроля элементов контактной сети и токоприемников электроподвижного состава электрифицированных железных дорог : специальность 05.22.07 "Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация" : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Ли Валерий Николаевич. -Хабаровск, 2008. - 44 с. - EDN NKLFGT.

27. Митрофанов, С. А. Анализ и проблемы использования методики возникновения и предупреждения происшествий и событий на контактной сети / С. А. Митрофанов, А. Н. Митрофанов // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации контактных подвесок и токоприемников электрического транспорта : Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, Омск, 25-26 мая 2011 года. - Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2011. - С. 101-109. - EDN UHVXMB.

28. Ковалев, А. А. Совершенствование методов диагностики контактных проводов / А. А. Ковалев, Т. Т. Шаюхов // 120 лет железнодорожному образованию в Сибири : материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Красноярск, 23-24 октября 2014 года / Красноярский институт железнодорожного транспорта - филиал ИрГУПС. - Красноярск: Касс, 2014. - С. 97-100. -EDN ZNVYMT.

29. Гаранин, М. А. Методика бесконтактной диагностики положения проводов контактной сети электрифицированных железных дорог / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков // Известия Транссиба. - 2020. - № 4(44). - С. 48-56. - EDN DKTQVO.

30. Неразрушающий контроль состояния контактного провода / В. Н. Ли, А. И. Кондратьев, Е. А. Титов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2007. - Т. 50, № 9. - С. 61-64. - EDN IAHGHB.

31. Журавлева, Н. А. Проблемы внедрения цифровых технологий на транспорте / Н. А. Журавлева // Транспорт Российской Федерации. -2019. - № 3(82). - С. 19-22. - EDN JKHHBW.

32. Лапидус, Б. М. О влиянии цифровизации и Индустрии 4.0 на перспективы развития железнодорожного транспорта / Б. М. Лапидус // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО РЖД. - 2018. - № 1. -С. 1-8. - EDN YSLAKR.

33. Цифровая железная дорога - ERTMS, BIM, GIS, PLM и цифровые двойники / В. П. Куприяновский, В. В. Аленьков, А. А. Климов [и др.] // Современные информационные технологии и ИТ-образование. -2017. - Т. 13, № 3. - С. 129-166. - DOI 10.25559/SITITO.2017.3.546. -EDN ZWJSFF.

34. Бондарев, Н. А. Контактная сеть : Учебник / Н. А. Бондарев, В. Е. Чекулаев. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте|Маршрут, 2006. - 590 с. - ISBN 5-89035315-2. - EDN RYROXT.

35. Гаранин, М. А. Устройство для контроля геометрии контактной сети / М. А. Гаранин, А. Н. Митрофанов, С. А. Митрофанов // Вестник транспорта Поволжья. - 2016. - № 1(55). - С. 24-29. - EDN VRCLZN.

36. Сидоров, О. А. Совершенствование методов экспериментальных исследований контактных подвесок токоприемников с помощью систем видеоанализа / О. А. Сидоров, А. Н. Смердин, А. С. Голубков // Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров

на железнодорожном транспорте : Тезисы докладов Четвертого Международного симпозиума Eltrans'2007, Санкт-Петербург, 23-26 октября 2007 года / Редакционная коллегия: доктор технических наук В.В. Сапожников, доктор технических наук А.Т. Бурков, доктор технических наук А.В. Плакс, начальник службы технической политики Октябрьской ж.д. В.Н. Егоров. - Санкт-Петербург: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2007. - С. 88. - EDN VSNTFI.

37. Методология комплементарной трансформации университета в научно-образовательный центр инновационного развития: диссертация ... доктора экономических наук: 08.00.05 / Гаранин Максим Алексеевич; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»]. - Казань, 2022. - 505 с.

38. Митрофанов, А. Н. Управление технологиями электропотребления и энергосбережения : учебное пособие для студентов вузов железнодорожного транспорта / А. Н. Митрофанов, М. А. Гаранин, Е. В. Добрынин. - Самара : Самарский государственный университет путей сообщения, 2009. - 150 с. - ISBN 978-5-98941-102-3. - EDN QNWDKP.

39. Лапидус Б.М. Железнодорожный транспорт: философия будущего / Б.М. Лапидус, Л.В. Лапидус. - М.: Прометей, 2015. - 232 с. EDN: TZIMLJ.

40. Бардушко, В. Д. Принципы построения систем электроснабжения железнодорожного транспорта / В. Д. Бардушко, В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. - Москва : Теплотехника, 2014. - 166 с. - ISBN 978-5-98457023-8. - EDN SVQGDZ.

41. Куценко, С. М. Разработка дистанционной диагностики линейной изоляции контактной сети железнодорожного транспорта : специальность 05.14.12 "Техника высоких напряжений" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Куценко Сергей Михайлович. - Томск, 2006. - 23 с. - EDN NKFREF.

42. Меренков, А. О. Индустрия 4.0: немецкий опыт развития цифрового транспорта и логистики / А. О. Меренков // Управление. - 2017. - Т. 5, № 4. - С. 17-21. - EDN YOSSVV.

43. Герман, Л. А. Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог / Л. А. Герман, В. Л. Герман // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. - № 3. - С. 41 -47. - EDN JRGOFD.

44. Kiesling, F. Contact lines for electric railways planning design implementation / F. Kiesling, R. Pushman, A. Schmieder // Berlin and Munich: Siemens. - 2001. - 822 p.

45. Фигурнов, E. П. Энергосбеэрегающая электротяговая сеть с ЭУП в современных условиях / E. П. Фигурнов, А. С. Бочев // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2003. - № 1. - С. 46-47. - EDN JVXHAT.

46. Жарков, Ю. И. Повышение надежности и безопасности электроснабжения на основе и раннего обнаружения опасных внешних воздействий и скрытых дефектов в устройствах электроснабжения / Ю. И. Жарков, Ю. Г. Семенов, E. П. Фигурнов // Транспорт-2010 : Труды Всероссийской научно-практической конференции: в 3-х частях, Ростов-на-Дону, 01-30 апреля 2010 года / Министерство транспорта РФ, Федеральное агентство железнодорожного транспорта, Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАИ, Южный научный центр РАЛ, Российский национальный комитет по трибологии, Ростовский государственный университет путей сообщения, Российская академия транспорта; Председатель оргкомитета АЛ Гуда. Том Часть 2. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2010. - С. 294-296. -EDN WCRXTL.

47. Advances of research on high-speed railway catenary / Z. Liu, Y. Song, Y. Han, H. Wang [et.al] // J. Mod. Transport - 2018. - No 26 (1). P. 1-23.

48. Фроленков, С. А. Устройства современной диагностики контактной сети / С. А. Фроленков // Шука и образование транспорту. - 2017. - № 1. - С. 259-261. - EDN YMHSYP.

49. Фроленков, С. А. Устройства современной диагностики контактной сети / С. А. Фроленков // Шука и образование транспорту. - 2017. - № 1. - С. 259-261. - EDN YMHSYP.

50. Гаранин, М. А. Совершенствование диагностики контактной сети / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков // Шука и образование транспорту. -2016. - № 1. - С. 243-245. - EDN XEPFEX.

51. Максимова, Т. С. анализ потенциала применения сквозных цифровых технологий в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог / Т. С. Максимова // Современная техника и технологии в электроэнергетике и на транспорте: задачи, проблемы, решения : Сборник трудов VII Всероссийской (национальной) научно-практической конференции

научных, научно-педагогических работников, аспирантов и студентов, Челябинск, 24 января 2023 года / Науч. редактор А.Н. Ткачёв. -Челябинск: Южно-Уральский технологический университет, 2023. - С. 81-90. - EDN UXSMRX.

52. Методика определения показателей надежности сложных электрических систем / А. Г. Галкин, С. С. Титов, А. Н. Штин, К. Г. Шумаков // Транспорт Урала. - 2010. - № 2(25). - С. 88-90. - EDN MQQDOX.

53. Повышение работоспособности системы тягового электроснабжения совершенствованием мониторинга и диагностики болтовых электрических соединений : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.03 / Власенко Сергей Анатольевич; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный университет»]. - Хабаровск, 2020. - 135 с. : ил.

54. Рау, И. С. Современные средства комплексной диагностики контактной сети со статистическим анализом причин ее повреждений / И. С. Рау, С. Ю. Мельникова // История и перспективы развития транспорта на севере России. - 2016. - № 1. - С. 39-44. - EDN UDAXHA

55. Гаранин, М. А. Анализ потенциала применения сквозных цифровых технологий в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков, Т. С. Максимова // Вестник транспорта Поволжья. - 2023. -№ 1(97). - С. 19-27. - EDN EHDVJT.

56. Harada, S. Development of simple catenary equipment using PHC contact wire for Shinkansen / S. Harada, M. Shimizu // QR of RTRI. - 2016. - No3. P. 96-102.

57. Фроленков, С. А. Пространственная диагностика контактной сети / С. А. Фроленков // Перспективные информационные технологии (ПИТ 2018) : Труды Международной научно-технической конференции, Самара, 14-16 апреля 2018 года / Под редакцией С.А. Прохорова. -Самара: Самарский научный центр РАН, 2018. - С. 902-905. - EDN YOEQEP.

58. Акиньшин, Н. А. Инструментарий диагностики токоведущих зажимов контактной сети / Н. А. Акиньшин // ИНСТРУМЕНТЫ и МЕХАНИЗМЫ СОВРЕМЕННОГО ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ : сборник статей Международной научно-практической конференции, Уфа, 10 марта 2019 года. - Уфа: Общество с ограниченной ответственностью "Аэтерна", 2019. - С. 15-16. - EDN YZJJWH

59. Машкина, Н. А. Влияние цифровой экономики на развитие транспортной отрасли в мире / Н. А. Машкина, А. Е. Велиев // ЦИТИСЭ. - 2020. - № 1(23). - С. 290-299. - DOI 10.15350/24097616.2020.1.27. - EDN ADZWXS.

60. Merenkov, A. Digital economy: transport management and intelligent transportation systems / A. Merenkov // E-Management. - 2018. - Vol. 1, No. 1. - P. 12-18. - DOI 10.26425/2658-3445-2018-1-12-18. - EDN VRFFVG.

61. Селезнева, Д. С. Цифровизация как одна из тенденций развития транспорта и логистики в 2019 г / Д. С. Селезнева, Е. В. Слепенкова // Человеческий капитал и профессиональное образование. - 2019. - № 1-2(28). - С. 69-74. - EDN WMGGQK.

62. Фроленков, С. А. Определение основных требований к отчетным формам комплекса бесконтактной диагностики контактной сети / С. А. Фроленков // Транспорт Урала. - 2021. - № 2(69). - С. 106-109. - DOI 10.20291/1815-9400-2021 -2-106-109. - EDN FGBSCD.

63. Лахметкина, Н. Ю. Развитие транспортных систем в цифровой повестке / Н. Ю. Лахметкина, И. В. Щелкунова, Д. А. Рогова // Интеллект. Инновации. Инвестиции. - 2019. - № 4. - С. 114-120. - DOI 10.25198/2077-7175-2019-4-114. - EDN SHHDMO

64. Huang, X. An on-line monitoring method of temperature of conductors and fittings based on GSM SMS and Zigbee / X. Huang, Q. Sun, X. Han // In: 3rd IEEE conference on industrial electronics and applications. 2008. P. 1522-1527.

65. Миназов, М. Р. Дистанционная диагностика проводов и арматуры контактной сети / М. Р. Миназов, А. Н. Хуснутдинов // Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве: Материалы VI Национальной научно-практической конференции. В двух томах, Казань, 10-11 декабря 2020 года. Том 1. - Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2020. - С. 7476. - EDN YASOWR.

66. Фроленков, С. А. Бесконтактная диагностика зажимов контактной сети / С. А. Фроленков, М. А. Гаранин // Перспективные информационные технологии (ПИТ 2017) : труды Международной научно-технической конференции, Самара, 14-16 марта 2017 года. - Самара: Самарский научный центр РАН, 2017. - С. 753-755. - EDN YOWQJT.

68. Носков, В. Н. Повышение устойчивости энергоснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта / В. Н. Носков // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство» : труды Международной научно-практической конференции, Ростов-на-Дону, 26-28 апреля 2023 года. Том 2. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2023. - С. 62-66. -EDN ILXMQO. (Фроленков, С. А. Мобильные технологии в дирекции по энергообеспечению / С. А. Фроленков, М. А. Гаранин // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии (ПЭЭЭ-2017) : V Всероссийская научно-техническая конференция (к 50-летнему юбилею кафедры «Электроснабжение и электротехника» Института энергетики и электротехники), Тольятти, 01-02 ноября 2017 года / Министерство образования и науки российской федерации, Тольяттинский государственный университет, Институт энергетики и электротехники. - Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2017. - С. 306-310. EDN ZRUCEB.)

69. Navika, P. A wireless railway catenary structural monitoring system / P. Navika, A. Ronnquista, S. Stichelba // Norwegian Case Studies in Structural Engi- neering. - 2016. - No 6. - P. 22-30.

70. Применение нейронных сетей при моделировании системы токосъема на электрифицированных железных дорогах / А. С. Голубков, Г. Р. Ермачков, А. Н. Смердин, О. А. Сидоров // Известия Транссиба. - 2018.

- № 1(33). - С. 69-79. - EDN XQXUZN.

71. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. ЦЭ-197. - М.: ЗАО «Энергосервис», 2001. - 165 с.

72. Фроленков, С. А. Совершенствование алгоритма определения положения проводов контактной подвески в плане пути с помощью цифровой обработки изображений / С. А. Фроленков // Известия Транссиба. - 2023. - № 2(54). - С. 9-16. - EDN TXSHPD.

73. Фроленков, С. А. Применение метода триангуляции для диагностики контактной сети / С. А. Фроленков // Наука и образование транспорту.

- 2020. - № 1. - С. 365-368. - EDN OTXNFD.

74.

75. Cooper, G. A. Bayesian method for the induction of probabilistic networks from data. / G. Cooper, and E. Herskovits // Machine Learning. - 1992. - No 9.- Pp. 309-347

76. Рекомендации по техническому диагностированию контактной сети. Утверждено совещанием Комиссии ОСЖД по инфраструктуре и подвижному составу 19-22 октября 2010 г. Р 636/6. (Гаранин, М. А. Моделирование системы тягового электроснабжения переменного тока для пропуска поездов повышенной массы / М. А. Гаранин, Т. В. Бошкарева, С. А. Фроленков // Вестник транспорта Поволжья. - 2016. -№ 5(59). - С. 22-27. - БЭК ХВОРОБ)

77. Долинский К. Ю. Система удаленного мониторинга состояния железнодорожной контактной сети / К.Ю. Долинский, А.А. Лыков, В.А. Соколов, В.Б. Соколов, Г.В. Осадчий / Транспорт Российской Федерации №5 (30) 2-10 - с. 12-15.

78. Семенов, Ю. Г. Особенности радиосигналов от дуговых нарушений токосъема на контактной сети и использование их в системах диагностики / Ю. Г. Семенов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2010. - № 3. - С. 75-78. - БЭК ЬМЗМБО.

79. Методика расчета и нормирования показателей надежности объектов железнодорожного электроснабжения. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 6 декабря 2019 г. №2762/р.

80. Шубинский И.Б., Новожилов Е.О. Метод нормирования показателей надежности объектов железнодорожного транспорта. // Надежность. -2019. - № 19(4). - С. 17-23.

81. Галкин А. Г. Применение параметрической модели отказов элементов контактной сети для прогнозирования их жизненного цикла /А. Г. Галкин, А. А. Ковалев /УрГУПС

82. Кулунчаков, И. Ю. Расчет показателей надежности контактной сети и воздушной линии продольного электроснабжения, разработка мероприятий по их повышению / И. Ю. Кулунчаков, Т. Ю. Бростилова // Молодой ученый. - 2023. - № 3 (450). - С.95-98.

83. Бардушко, В. Д. Моделирование новых систем тягового электроснабжения / В. Д. Бардушко, В. П. Закарюкин, А. В. Крюков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2006. - № 6(10). - С. 56-62. - БЭК

84. Ковалев, А. А. Повышение эластичности контактной подвески за счет применения методики индивидуального расчета консолей / А. А. Ковалев, Д. В. Глазов, А. Ю. Иванищев // Транспорт Урала. - 2021. - № 2(69). - С. 93-96. - Э01 10.20291/1815-9400-2021-2-93-96. - БЭК УББИМЯ.

85. Галкин А. Г. Математическое моделирование и информационные технологии в задачах диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог / А. Г. Галкин, А. Н. Митрофанов, С. А. Митрофанов. - Екатеринбург : Уральский государственный университет путей сообщения, 2012. - 226 с. - ISBN 978-5-94614-236-6. - EDN QNYLNR.

86. Пупынин В. Н, Кисляков В. А, Плакс А. В. Электрические железные дороги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. М.: Транспорт, 1993. - 280 с.

87. Шапиро К. С. Системы мониторинга контактной сети на железной дороге/ К. С. Шапиро, В. А. Соколов, В. Б. Соколов //Известия ПГУПС

- 2011-№3, -С 99-106

88. Митрофанов, А. Н. Диагностическая система сбора информации о состоянии элементов контактной сети / А. Н. Митрофанов, А. Г. Бахрах, С. А. Митрофанов // Вестник транспорта Поволжья. - 2008. -№ 3(15). - С. 47-51. - EDN JUSCZP. (Жармагамбетова, М. С. Применение новых технологий систем диагностирования элементов контактной сети / М. С. Жармагамбетова, М. Б. Сатенова // Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева.

- 2013. - № 4(83). - С. 68-75. - EDN YRVUHF.) (Фроленков, С. А. Статистические показатели экспериментальных исследований датчика пространственного положения контактной сети / С. А. Фроленков // Наука и образование транспорту. - 2022. - № 2. - С. 49-51. - EDN HYLNAB.)

89. Гаранин, М. А. Распознавание проводов контактной сети по измерениям бесконтактных лазерных сканеров / М. А. Гаранин, А. Г. Бахрах, С. А. Митрофанов // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации контактных подвесок и токоприемников электрического транспорта : Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, Омск, 25-26 мая 2011 года. - Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2011. - С. 189-196. -EDN UIAVXH. (Миназов, М. Р. Дистанционная диагностика проводов и арматуры контактной сети / М. Р. Миназов, А. Н. Хуснутдинов // Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве : Материалы VI Национальной научно-практической конференции. В двух томах, Казань, 10-11 декабря 2020 года. Том 1. - Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2020. - С. 7476. - EDN YASOWR.)

90. Анисимов Б.В. Распознавание и цифровая обработка изображений / Б.В. Анисимов, В.Д. Курганов, В.К. Злобин/ Учеб. пособие для студентов вузов.- М.: Высш. шк. 1983.-295 с.

91. ПТЭ железных дорог РФ

92. ГОСТ Р 8.929-2016 Комплексы мобильные измерительно-вычислительные для измерения параметров контактной сети железной дороги

93. ГОСТ 32679-2014 Контактная сеть железной дороги

94. ГОСТ 19330-73 Опоры железобетонные для контактной сети железных дорог

95. ГОСТ Р 57670-2017 Системы тягового электроснабжения железной дороги, методика выбора основных параметров

96. Wireless IIOT Sensors for Industrial Applications // BeanAir : сайт. - URL: https://www.beanair.eom/2.4ghz-sensors-for-industrial-applications.html. -Текст : электронный.

97. Duan, F. A siamese network-based non-contact measurement method for Railway catenary uplift trained in a free vibration test / F. Duan, Z. Liu, D. Zhai, A. R0nnquist // Sensors. - 2020. - No 20 (14). Pp.1-16.

98. Methods for detecting pantograph defects using sensors installed on contact lines / T. Koyama, T. Usuda, K. Kawasaki [et.al] //QR of RTRI - 2016. No3 (57). P. 207-212.

99. Usuda, T. Method for detecting step-shaped wear on contact strips by measurement catenary vibration / T. Usuda, M. Ikeda, Y. Yamashita // QR of RTRI,. - 2011. - No 4 (52) - P. 237-243.

100. Смердин, А. Н. Совершенствование программно-аппаратного комплекса мониторинга и диагностики контактной сети / А. Н. Смердин, Е. А. Бутенко, Г. Р. Ермачков // Вестник транспорта Поволжья. - 2020. - № 5(83). - С. 23-28. - EDN ZMXMGJ.

101. Королев, В. А. Основы технической диагностики: Конспект лекций / В. А. Королев ; Министерство транспорта Российской Федерации, Федеральное агентство железнодорожного транспорта, Омский государственный университет путей сообщения. Том Часть 1. - Омск : Омский государственный университет путей сообщения, 2011. - 35 с. -EDN WDWCKZ. (Разработка средств обеспечения надежности работы информационно-измерительных систем на железнодорожном транспорте / С. В. Архангельский, В. А. Гунин, Ю. К. Пономарев [и др.]

// Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2005. - № 33. - С. 198-202. - EDN JXKNPT.)

102. Сафин, В. Г. Метрологические характеристики оптических средств для измерений параметров подвески контактной сети / В. Г. Сафин, С. М. Шевяков, Ю. М. Федоришин // Транспорт Российской Федерации. -2010. - № 3(28). - С. 41-43. - EDN SYSREN.

103. Патент № 2486466 C2 Российская Федерация, МПК G01B 11/06, G01C 11/02, B60M 1/13. Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети) : № 2011117827/11 : заявл. 03.05.2011 : опубл. 27.06.2013 / В. А. Арсеньев, А. В. Воронин, В. Г. Сафин [и др.] ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" (ООО "МСД Холдинг"). - EDN YWSMBT.

104. Пупынин, В. Н. Диагностика контактной сети переменного тока и современный алгоритм управления выключателями фидеров 27,5 кВ / В. Н. Пупынин, Л. А. Герман // Наука и техника транспорта. - 2006. -№ 2. - С. 40-55. - EDN HVEYAD.

105. Бардушко В. Д. Алгоритмы контроля и оптимизации параметров системы тягового электроснабжения. - Иркутск: ИрИИТ, 2000. - 108 с.

106. Смердин, А. Н. Совершенствование программно-аппаратного комплекса мониторинга и диагностики контактной сети / А. Н. Смердин, Е. А. Бутенко, Г. Р. Ермачков // Вестник транспорта Поволжья. - 2020. - № 5(83). - С. 23-28. - EDN ZMXMGJ.

107. Патент № 2444449 О Российская Федерация, МПК B60M 1/12. Способ и система диагностики и удаленного мониторинга контактной сети железной дороги : № 2010137656/11 : заявл. 07.09.2010 : опубл. 10.03.2012 / В. Г. Непомнящий, Г. В. Осадчий, Д. Н. Пристенский [и др.] ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Мостовое бюро". - EDN YUDBOL.

108. Патент № 2689564 С1 Российская Федерация, МПК В60М 1/12, G01B

11/10, G01N 21/88. Способ измерения параметров контактного провода электротранспорта и устройство для его реализации : № 2018129057 : заявл. 08.08.2018 : опубл. 28.05.2019 / А. В. Воронин, В. Г. Сафин, В. И. Сиротинин, С. М. Шевяков ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" (ООО "МСД Холдинг"). - EDN ^СТШ.

109. Бахрах, А. Г. Мобильный контрольно-вычислительный комплекс для диагностики контактной сети / А. Г. Бахрах, М. А. Гаранин, С. А. Митрофанов // Вестник транспорта Поволжья. - 2010. - № 4(24). - С. 49-52. - EDN NDYWXT.

110. Ившин И.В. Интеллектуальная система оценки технического состояния трансформаторной подстанции 35/6(10) кВ. / И.В. Ившин, А.Р. Галяутдинова, О.В. Владимиров, М.Ф. Низамиев, Е.Н. Карпов, Э.П. Мельник // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2022. Т.24 №2. с 24-35 doi:10.30724/1998-9903-2022-24-2-24-35.

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПЕРЕЧЕНЬ, ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЕНИЙ И НЕОБХОДИМАЯ ИХ ТОЧНОСТЬ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

1. Геометрические параметры

Контролируемый параметр Диапазон измерений Точность

Высота подвешивания контактного провода, м 4,900 - 6,800 ±0,01

Положение контактного провода в плане (зигзаг, вынос) при 1^4 проводах, мм от - 700 до + 700 ±10

Ненагруженный фиксатор Наличие -

Уклон контактного провода. тыс 0 - 0,6

Стрела провеса контактного провода, мм от 0 до 150 ±10

Длина рессорного троса, м До 20 ±15%

Расстояние по высоте от рабочего контактного провода до элементов дополнительного фиксатора, мм от 0 до 600 ±10

Износ контактного провода при 1^4 проводах, % от 0 до 50 ±5%

Контроль местных износов контактного провода, протяженностью 400-600 мм Наличие

Натяжение проводов контактной сети, кН 6 - 20 ±5%

Натяжение рессорного троса, кН 1 - 6 ±5%

Сопряжение анкерных участков Наличие 3 - 5 -пролетные

Эластичность, мм/Н 0 - 1.0 5%

Коэффициент неравномерности эластичности 1.1 - 1.6 5%

2. Динамические параметры

Контролируемый параметр Диапазон измерений Точность

Контактное нажатие, Н от 0 до 400 ±10

Регистрация ударов по токоприемнику Наличие

Регистрация отрывов токоприемника от Наличие

КС

Контроль искрения Наличие

Скорость движения, км/ч до 300 ±1 %

Привязка по ординате, м 0,1 ± 5 %

3. Опорные и поддерживающие конструкции

Контролируемый параметр Диапазон измерений

Коррозионный износ металлических частей поддерживающих конструкций, % < 20 от номинального значения

Снижение прочности бетона опор и фундаментов, % < 40 от номинального значения

Коррозионный износ анкерных болтов фундаментов опор контактной сети, % < 20 от номинального значения

Электрическое сопротивление между арматурой железобетонной опоры и металлическими крепежными элементами контактной сети, кОм > 10

4. Токоведущие элементы контактной сети

Контролируемый параметр Диапазон измерений

Напряжение контактной сети - постоянного тока (с погрешностью ±60 В), кВ - переменного тока (с погрешностью ±450В), кВ 2.7 - 4 21 - 29

Температура токоведущих соединений, °С контактной сети (Т1) -40 - +500

Спектральный диапазон при измерении температуры, не хуже, мкм 8 ± 14

Температура проводов контактной сети (Т2), °С -40 - +500

Соотношение Т1 и Т2 -

5. Состояние изоляции контактной сети

Контролируемый параметр Диапазон измерений

Температура изоляции контактной сети, °С -40 - +500

Наличие частичных разрядов на поверхности изолятора и в воздухе при минимальной воспринимаемой энергетической светимости (не более) 3х10-19 Вт/см2 Наличие

Напряжение на изоляторе, кВ от 0 до 30

Ток утечки, мА от 0 до 250

ПРИЛОЖЕНИЕ Б РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Выходные данные: средние значения глубины цвета изображений в зависимости от разрешающей способности матрицы:

Output (5):

Average grayscale value for row 1: 173.69

Average grayscale value for row 2: 173.73

Average grayscale value for row 3: 173.76

Average grayscale value for row 4: 173.75

Average grayscale value for row 5: 173.76

Average grayscale value for row 6: 173.73

Average grayscale value for row 7: 173.69

Average grayscale value for row 8: 173.66

Average grayscale value for row 9: 173.71

Average grayscale value for row 10 173.68

Average grayscale value for row 11 173.62

Average grayscale value for row 12 173.55

Average grayscale value for row 13 173.59

Average grayscale value for row 14 173.58

Average grayscale value for row 15 : 173.49

Average grayscale value for row 16 173.46

Average grayscale value for row 17 173.38

Average grayscale value for row 18 173.31

Average grayscale value for row 19 173.19

Average grayscale value for row 20 173.08

Average grayscale value for row 21 172.96

Average grayscale value for row 22 172.87

Average grayscale value for row 23 172.75

Average grayscale value for row 24 172.57

Average grayscale value for row 25 172.46

Average grayscale value for row 26 172.37

Average grayscale value for row 27 172.28

Average grayscale value for row 28 172.16

Average grayscale value for row 29 172.1

Average grayscale value for row 30 172.11

Average grayscale value for row 31 172.4

Average grayscale value for row 32 173.01

Average grayscale value for row 33 173.1

Average grayscale value for row 34 172.74

Average grayscale value for row 35 171.98

Average grayscale value for row 36 171.05

Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value

for row 37 168.81

for row 38 168.35

for row 39 181.68

for row 40 192.73

for row 41 202.61

for row 42 191.4

for row 43 158.95

for row 44 124.88

for row 45 89.14

for row 46 63.26

for row 47 47.21

for row 48 37.49

for row 49 31.98

for row 50 30.69

for row 51 33.89

for row 52 41.59

for row 53 66.03

for row 54 107.58

for row 55 140.8

for row 56 166.0

for row 57 176.76

for row 58 173.1

for row 59 171.28

for row 60 171.18

for row 61 171.38

for row 62 171.49

for row 63 171.52

for row 64 171.48

for row 65 171.56

for row 66 171.54

for row 67 171.4

for row 68 171.39

for row 69 171.47

for row 70 171.57

for row 71 171.65

for row 72 171.59

for row 73 171.76

for row 74 171.76

for row 75 171.67

for row 76 171.61

for row 77 171.53

for row 78 171.47

for row 79 171.47

for row 80 171.45

for row 81 171.47

for row 82 171.41

for row 83 171.35

for row 84 171.29

Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value

Output (10): Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value

for row 85: 171.32

for row 86: 171.27

for row 87: 171.23

for row 88: 171.21

for row 89: 171.16

for row 90: 171.12

for row 91: 171.05

for row 92: 171.07

for row 93: 171.05

for row 94: 170.88

for row 95: 170.8

for row 96: 170.62

for row 97: 170.6

for row 98: 170.54

for row 99: 170.36

for row 10C i: 169.0

for row 1: 173.69

for row 2: 173.73

for row 3: 173.76

for row 4: 173.75

for row 5: 173.76

for row 6: 173.73

for row 7: 173.69

for row 8: 173.66

for row 9: 173.71

for row 10: 173.68

for row 11: 173.62

for row 12: 173.55

for row 13: 173.59

for row 14: 173.58

for row 15: 173.49

for row 16: 173.46

for row 17: 173.38

for row 18: 173.31

for row 19: 173.19

for row 20 173.08

for row 21 172.96

for row 22 172.87

for row 23 172.75

for row 24 172.57

for row 25 172.46

for row 26 172.37

for row 27 172.28

for row 28 172.16

for row 29 172.1

for row 30: 172.11

for row 31: 172.4

Average grayscale value for row 32 173 01

Average grayscale value for row 33 173 1

Average grayscale value for row 34 172 74

Average grayscale value for row 35 171 98

Average grayscale value for row 36 171 05

Average grayscale value for row 37 168 81

Average grayscale value for row 38 168 35

Average grayscale value for row 39 181 68

Average grayscale value for row 40 192 73

Average grayscale value for row 41 202 61

Average grayscale value for row 42 191 4

Average grayscale value for row 43 158 95

Average grayscale value for row 44 124 88

Average grayscale value for row 45 89.14

Average grayscale value for row 46 63.26

Average grayscale value for row 47 47.21

Average grayscale value for row 48 31.98

Average grayscale value for row 49 30.69

Average grayscale value for row 50 33.89

Average grayscale value for row 51 41.59

Average grayscale value for row 52 66.03

Average grayscale value for row 53 107 58

Average grayscale value for row 54 140 8

Average grayscale value for row 55 166 0

Average grayscale value for row 56 176 76

Average grayscale value for row 57 173 1

Average grayscale value for row 58 171 28

Average grayscale value for row 59 171 18

Average grayscale value for row 60 171 38

Average grayscale value for row 61 171 49

Average grayscale value for row 62 171 52

Average grayscale value for row 63 171 48

Average grayscale value for row 64 171 56

Average grayscale value for row 65 171 54

Average grayscale value for row 66 171 4

Average grayscale value for row 67 171 39

Average grayscale value for row 68 171 47

Average grayscale value for row 69 171 57

Average grayscale value for row 70 171 65

Average grayscale value for row 71 171 59

Average grayscale value for row 72 171 76

Average grayscale value for row 73 171 76

Average grayscale value for row 74 171 67

Average grayscale value for row 75 171 61

Average grayscale value for row 76 171 53

Average grayscale value for row 77 171 47

Average grayscale value for row 78 171 47

Average grayscale value for row 79 171 45

Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value

Output (15): Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value Average grayscale value

for row 80: 71.47

for row 81: 71.41

for row 82: 71.35

for row 83: 71.29

for row 84: 71.32

for row 85: 71.27

for row 86: 71.23

for row 87: 71.21

for row 88: 1 71.16

for row 89: 71.12

for row 90: 71.05

for row 91: 71.07

for row 92: 71.05

for row 93: 70.88

for row 94: 70.8

for row 95: 70.62

for row 96: 70.6

for row 97: 70.54

for row 98: 70.36

for row 99: 69.0

for row 100 169.0

for row 1: 173.0

for row 2: 173.69

for row 3: 173.73

for row 4: 173.76

for row 5: 173.75

for row 6: 173.76

for row 7: 173.73

for row 8: 173.69

for row 9: 173.66

for row 10: 173.71

for row 11: 173.68

for row 12: 173.62

for row 13: 173.55

for row 14: 173.59

for row 15: 173.58

for row 16: 173.49

for row 17: 173.46

for row 18: 173.38

for row 19: 173.31

for row 20 173.19

for row 21 173.08

for row 22 172.96

for row 23 172.87

for row 24 172.76

for row 25 172.53

for row 26 172.47

Average grayscale value for row 27 172.35

Average grayscale value for row 28 172.25

Average grayscale value for row 29 172.07