Методы и алгоритмы процессного моделирования тональных рельсовых цепей в системах управления движением поездов

• Автор: Соколов, Михаил Борисович
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 184 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрены вопросы разработки процессной модели анализа тональной рельсовой цепи и ее использование для анализа работы при отказах элементов цепи.

Проведен анализ существующих методов анализа рельсовых цепей.

Предложен метод и алгоритмы процессной модели тональной рельсовой цепи, позволяющий проанализировать изменение и преобразование непрерывного сигнала в каждой промежуточной точке модели в графическом и численном виде.
На основе предложенного метода разработана концепция процессной модели, согласно которой математически описаны блоки и элементы тональной рельсовой цепи.
Предложена методика натурных измерений и методика получения параметров изменения сигнала рельсового четырехполюсника.

Проведены серии экспериментов и апробация модели на тестовом перегоне.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК ТРЦ

1.1 .Актуальность проблемы анализа ТРЦ
1,2.Современное состояние проблемы анализа ТРЦ
1.2.1. Характеристика ТРЦ как объекта моделирования
1.2.2. Современное состояние методов анализа РЦ
1.2.3. Выбор метода моделирования
Выводы и постановка задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССНОЙ МОДЕЛИ ТРЦ
2.1.Метод построения процессной модели анализа характеристик ТРЦ
2.1.1. Формулирование метода построения процессной модели
2.1.2. Обеспечение выполнения требований к модели ТРЦ
2.2.Синтез математической модели ТРЦ
2.2.1. Модель генератора ТРЦ
2.2.2. Модель фильтра ТРЦ
2.2.3. Модель элементов схемы кодирования
2.2.4. Модель кабельной линии
2.2.5. Модель аппаратуры согласования и защиты
2.2.6. Модель рельсовой линии
2.2.7. Модель аппаратуры согласования и защиты на релейном конце
2.2.8. Модель кабельной линии на релейном конце
2.2.9. Модель схемы кодирования на релейном конце
2.2.10. Модель уравнивающего трансформатора
2.2.11. Модель путевого приемника
2.2.12. Модель путевого реле
2.3.Формализованная схема отказов
2.4.Синтез функциональной схемы модели ТРЦ
Выводы по второму разделу
3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССНОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗА ТРЦ
3.1.Определение структуры инструментального средства моделирования ТРЦ
3.2.Блок-схема инструментального средства моделирования ТРЦ
3.3.Составление алгоритмов построения модели по блок-схеме инструментального средства моделирования ТРЦ
3.3.1. Алгоритм нормального режима работы ТРЦ
3.3.2. Алгоритм шунтового режима работы ТРЦ
3.3.3. Алгоритм контрольного режима работы ТРЦ
3.3.4. Алгоритм работы ТРЦ в режиме автоматической локомотивной сигнализации
3.3.5. Алгоритм работы ТРЦ в режиме короткого замыкания АЛС
3.4.Оптимизация работы модели
3.5.Методика построения алгоритма моделирования неисправностей
Выводы по третьему разделу

т - коэффициент модуляции (-^=0,5);
Лес - частота несущая;
Люд - частота модуляции;
(УВых - амплитуда выходного сигнала генератора;
и(/)- выходное значение сигнала генератора.
Формула 2.3 является математической моделью процесса манипуляции несущей частоты сигналом модулирующей частоты со скважностью 2.
2.2.2. Модель фильтра ТРЦ
Фильтр решает задачу низкочастотной фильтрации сигнала генератора с целью задержки высокочастотных гармоник генератора, которые образуются при амплитудной манипуляции несущей частоты. В фильтре протекают следующие процессы [36,37]:
Ниже приведены выражения, лежащие в основе модели фильтра низкой частоты
я(/, 0 = //(|2 • зг • / ■ /| < 0,000 (2.4)
2-лг-у-/
Выражением 2.4 описывается функция отсчетов Котельникова - весовая функция идеального низкочастотного фильтра, для учета разрыва функции в момент Г = 0, (когда знаменатель обращается в ноль), в (2.4) функция принимает значение =1.
Весовая функция из теории фильтрации и теории дифференциальных уравнений является ядром модели полосового фильтра [38]. Использованы дифференциальные уравнения не ниже 2 порядка. Уравнения решаются численно. Кроме численного решения существует метод интегральных преобразо-