Автоматизация процессов контроля и диагностики в системах железнодорожной автоматики и телемеханики на основе волноводно-оптических технологий

• Автор: Прокопенко, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1.остаиовка задач исследования.

1.2. Анализ инновационных направлений совершенствования автоматизации управления процессом перевозок.
1.3. Обзор зарубежных систем автоматизированного управления движением поездов и технических средств мониторинга перевозочного процесса.
Выводы.
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ БАЗОВЫХ ВОЛНОВОДНООНТМ4ЕСКГ1Х ЭЛЕМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СЖАТ И ИХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ

2.1. Постановка задачи синтеза базовых элементов для оптических и волноводнооптических СЖАТ

2.2. Срштез элементов огттичсскргх вычислителей

2.3. Разработка волноводнооптических датчиков.

Выводы.
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОЛОТНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛНОВОДНООПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
3.1. Анализ условий распространения оптического импульса
3.2. Стохастические уравнения параметров сканирующего оптического импульса и синтез их оценок па основе нелинейного фильтра Калмана.
3.3. Исследование проблемы применения существующих методов параметрической идентификации для обнаружения подвижных единиц и мониторинга верхнего строения железнодорожного полотна
3.4. Адаптивный алгоритм идентификации подвижных единиц и мониторинга состояния железнодорожного пути
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СРЕДСТВА И МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ СЖАТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОЛНОВОДНООПТИЧЕСКИХ
ГГЧПГ ЛП Л лс
4.1. Синтез функциональных схем устройств контроля элементов ЖАТ на основе оптических и волноводнооптических технологий
4.2. Разработка функциональных схем ВОД применительно к устройствам ЖАТ
4.3. Многофункциональное волноводно оптическое устройство идентификации подвижного состава.
4.4. Разработка функциональной схемы малообслуживаемого волноводнооптического светофора
4.5. Синтез функциональной схемы оптической цешрализации стрелок и сигналов.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключе1ПШ, приложения, списка использовашгых источников. В Главе 1 проведен комплексный анализ современных отечественных и зарубежных систем УПП. На основе данного анализа выявлены проблемы, пути их решения, определены направления развития новых СЖАТ на основе применения современных ВОТ. В Главе 2 предложены базовые элементы для СЖАТ нового поколения на основе оптической информационной технологии. Проведен синтез ВОД идентификации подвижных единиц и мониторинга верхнего строения пути. В Главе 3 проведен детальный анализ факторов, влияющих на работу ВОД. А именно, проведен анализ шумов в приемном устройстве и оптическом волноводе ОВ. Получены уравнения оценки параметров сканирующего оптического импульса ВОД на основе применения нелинейного фильтра Калмана. Проведено компьютерное моделирование оценки параметров сканирующих лазерных импульсов ВОД. Результаты моделирования представлены графическим материалом. В Главе 4 разработаны функциональные схемы устройств контроля элементов ЖАТ на основе оптических и ВОТ. Разработана и предложена на структурном уровне многофункциональное волноводнооптическое устройство идентификации подвижною состава. Разработана и предложена действующая модель волноводнооптического светофора. Предложен новый ВОД идентификации подвижных единиц и параметров верхнего строения пути. Определен источник генерации лазерных сканирующих импульсов для ВОД, даны сравнительные характеристики промышленных образцов источников лазерного излучения. Разработана структура оптической централизации и периферийные устройства на основе ВОТ. Разработаны новые методы автоматизации процессов управления и контроля состояния устройств ЖАТ, основанные на применении адаптивных стохастических моделей и позволяющие повысить точность и оперативность получения диагностической информации. Предложен новый метод автоматизации процессов контроля параметров верхнего строения пути и перемещения подвижных единиц, основанный на использовании разработанног о соискателем ВОД. Разработан алгоритм оценивания параметров нелинейных стохастических процессов мониторинга и диагностики в условиях помех, обусловленных неидеальностью волноводнооптического тракта передачи информации и внутренними шумами приемника. Впервые решена задача параметрической идентификации сканирующих оптических импульсов универсального ВОД в условиях помех на основе предложенного в работе нелинейного вероятностного критерия. Осуществлен синтез волноводнооптических устройств автоматизироваиного контроля элементов ЖАТ и параметров верхнего строения пути. Разработан и предложен принципиально новый универсальный волноводнооптический датчик ВОД для автоматизации процесса идентификации подвижных единиц и параметров верхнего строения пути как функциональный аналог рельсовых цепей РЦ, спутниковой навигации СН, путеизмерительных вагонов. Разработана новая модель и синтезированы основные функциональные узлы волноводнооптической централизации. Впервые получены уравнения оценивания параметров сканирзчощего оптического импульса ВОД на основе применения нелинейного фильтра Кал мана. Разработан универсальный алгоритм параметрической идентификации параметров сканирующих импульсов ВОД, позволяющий проводить точное определение местоположения подвижных единиц и контролировать техническое состояние верхнего строения пути. Но теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовало 6 печатных работ. Пат. РФ 9. Волноводнооптический датчик мониторинга железнодорожного пути ИД. Долгий, С. В. Соколов, С. А. Прокопенко, В. В. Каменский. Публ. Бюл. Пат. РФ 6. Волноводноопгичсский светофор С. А. Прокопенко, В. В. Каменский. Публ. Бюл. Пат. РФ 7. Оптическое вычитающее устройство ИД. Долгий, С. В. Соколов, С. А. Прокопенко, В. В. Каменский. Публ. Бюл. Пат. РФ 1. ИД. Долгий, С. В. Соколов, С. А. Прокопенко, В. В. Каменский. Публ. Бюл. Работа выполнена на кафедре Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте Ростовского государственного университета путей сообщения.