Підвищення безпеки руху поїздів шляхом автоматичного контролю параметрів сигнального струму в рейкових колах
| dc.contributor.author | Гаврилюк, Володимир Ілліч | uk_UA |
| dc.contributor.author | Шеманов, С. О. | uk_UA |
| dc.date.accessioned | 2024-10-31T07:47:29Z | |
| dc.date.available | 2024-10-31T07:47:29Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | В. Гаврилюк: ORCID 0000-0001-9914-5733 | |
| dc.description.abstract | UKR: Мета. Безпека руху поїздів значною мірою залежить від функційної безпечності і надійності роботи засобів залізничної автоматики та зв’язку. При цьому особлива роль у цьому належить системі інтервального регулювання руху поїздів, до складу якої входить автоблокування, автоматична локомотивна сигналізація (АЛС), системи контролю пильності машиніста, автостопи. Однією з основних проблем поточного підходу до моніторингу рейкових кіл є використання ручних вимірювань, які є дорогими, трудомісткими та схильними до людських помилок. Крім того, ці ручні процеси часто не забезпечують необхідної точності для ви-явлення дефектів на ранній стадії. Для заповнення цієї прогалини необхідний безперервний автоматичний моніторинг сигнального струму в рейкових колах, що дозволяє своєчасно виявляти критичні спотворення сигналу і надлишкові електромагнітні завади в рейкових колах, які можуть спричинити збої в їх роботі Метою дослідження є підвищення безпеки руху поїздів шляхом автоматичного контролю параметрів сигнального струму в рейкових колах. Для досягнення цієї мети необхідно визначити характерні ознаки сигнального струму в РК, які можуть бути використані для своєчасного і надійного виявлення в ньому дефектів та надлишкових завад, що можуть привести до збоїв у роботі систем управління рухом поїздів. Методи. Аналіз сигнального струму рейкового кола в часовій області з шляхом знаходження огинаючої сигналу розрахунком середньоквадратичного значення напруги в імпульсі і паузі сигналу, а також спектральний аналіз сигналу методом перетворення Фур'є. Результати. Визначено, що аналіз рівнів напруги на вході колійного приймача під час імпульсів і пауз сигнального струму може надати додаткову інформацію про потенційні дефекти РК, які можуть бути неочевидними лише за допомогою простих вимірювань напруги на рейковому приймачі. Хоча аналіз середньоквадратичної напруги сигналів у рейкових колах надає цінну діагностичну інформацію, тільки її може бути недостатньо. Відстежуючи рівні напруги, зокрема в імпульсах і паузах сигнального струму, і доповнюючи це спектральним аналізом, можна отримати набагато більш детальне розуміння стану рейкового кола. Спектральний аналіз, зокрема, дозволяє виявити порушення, які можуть бути неочевидними при аналізі в часовій області, але все ж вказують на потенційні несправності. Запропоновано спектральний аналіз сигнального струму в рейках необхідно виконувати окремо для імпульсів і пауз, подібно до аналізу в часовій області. Однак через невелику тривалість імпульсів і пауз (приблизно 0,083 секунди) важко виконати спектральний аналіз з необхідною точністю через фундаментальний принцип невизначеності. Спектральний аналіз займає більше часу та потребує більше обчислень, ніж аналіз у часовій області. У результаті рекомендується двоетапний процес діагностики. На першому етапі слід виконати більш простий аналіз сигнального струм у часовій області, щоб швидко визначити будь-які ознаки над-мірних завад. У разі виявлення будь-яких аномалій можна провести більш детальний частотно-часовий аналіз як другий крок, щоб підтвердити природу спотворень сигналу та оцінити його вплив на працездатність рейкового кола. Завдяки безперервному моніторингу сигналів в HК з їх аналізом у часовій і частотній областях можна не тільки виявляти несправності, але й прогнозувати їх до їх виникнення, що дозволяє більш ефективно планувати технічне обслуговування та знижує ризики збоїв у роботі. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані при розробці системи безперервного моніторингу рейкових кіл, що дозволить підвищити безпеку руху поїздів і зменшити експлуатаційні витрати. Запропонована методика дозволяє не тільки виявляти несправності в рейкових колах, але й прогнозувати їх до їх виникнення, що дозволяє більш ефективно планувати технічне обслуговування та знижує ризики збоїв у роботі. | uk_UA |
| dc.description.abstract | Purpose. The safety of train traffic largely depends on the functional safety and reliability of railway automation and communication. At the same time, a special role in this belongs to the system of interval regulation of train traffic, which includes autoblocking, automatic locomotive signaling (ALS), driver alertness control systems, hitchhikers. One of the main problems with the current approach to rail lap monitoring is the use of manual measurements, which are expensive, time-consuming and prone to human error. In addition, these manual processes often do not provide the necessary accuracy to detect defects at an early stage. To fill this gap, continuous automatic monitoring of the signal current in the rail wheels is necessary, which allows for timely detection of critical signal distortions and excess electromagnetic interference in the rail wheels, which can cause malfunctions in their operation. The purpose of there search is to improve the safety of train traffic through automatic control signal current parameters in rail circuits. To achieve this goal, it is necessary to determine the characteristic features of the signal current in the RC, which can be used for timely and reliable detection of defects and excess interference in it, which can lead to failures in the operation of train traffic control systems. Results. It was determined that the analysis of voltage levels at the input of the track receiver during pulses and pauses of the signal current can provide additional information about potential defects of the LCD, which may not be obvious only with the help of simple voltage measurements on the rail receiver. Although the analysis of the rms voltage of signals in rail circuits provides valuable diagnostic information, it alone may not be enough. By monitoring the voltage levels, in particular in pulses and pauses of the signal current, and supple mentingit with spectral analysis, you can get a much more detailed understanding of the state of the rail circuit. Spectral analysis, in particular, allows you to detect disturbances that may not be obvious when analyzing in the time domain, but still indicate potential malfunctions. It is proposed that the spectral analysis of the signal current in the rails should be performed separately for pulses and pauses, similar to the analysis in the time domain. However, due to the short duration of the pulses and pauses (approximately 0.083 seconds), it is difficult to perform spectral analysis with the required accuracy due to the fundamental uncertainty principle. Spectral analysis is more time-consuming and computationally intensive than time-domain analysis. As a result, a two-stage diagnostic process is recommended. At the first stage, a simpler analysis of the signal current in the time domain should be performed to quickly identify any signs of excessive interference. If any anomalies are detected, a more detailed time-frequency analysis can be per-formed as a second step to confirm the nature of the signal distortion and assess its impact on the rail circuit performance. Thanks to the continuous monitoring of signals in the HC with their analysis in the time and frequency do-mains, it is possible not only to detect malfunctions, but also to predict them before they occur, which allows for more effective maintenance planning and reduces the risks of malfunctions. Practical significance. The obtained results can be used in the development of a system of continuous monitoring of rail circles, which will increase the safety of train traffic and reduce operational costs. The proposed method allows not only to detect malfunctions in rail wheels, but also to predict them before they occur, which allows for more effective maintenance planning and reduces the risk of malfunctions. | en |
| dc.identifier.citation | Гаврилюк В.І., Шеманов С. О. Підвищення безпеки руху поїздів шляхом автоматичного контролю параметрів сигнального струму в рейкових колах. Транспортні системи та технології перевезень. Дніпро, 2024. Вип. 28. С. 65–69. DOI: 10.15802/tstt2024/312037. | uk_UA |
| dc.identifier.doi | 10.15802/tstt2024/312037 | |
| dc.identifier.issn | 2222-419Х (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2313-8688 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/19176 | |
| dc.identifier.uri | http://tstt.diit.edu.ua/article/view/312037 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Український державний університет науки і технологій, Дніпро | uk_UA |
| dc.subject | безпека руху поїздів | uk_UA |
| dc.subject | моніторинг технічного стану | uk_UA |
| dc.subject | рейкові кола | uk_UA |
| dc.subject | аналіз в часовій області | uk_UA |
| dc.subject | спектральний аналіз | uk_UA |
| dc.subject | train traffic safety | en |
| dc.subject | technical condition monitoring | en |
| dc.subject | rail wheels | en |
| dc.subject | analysis in the time domain | en |
| dc.subject | spectral analysis | en |
| dc.subject | КАТ | uk_UA |
| dc.title | Підвищення безпеки руху поїздів шляхом автоматичного контролю параметрів сигнального струму в рейкових колах | uk_UA |
| dc.title.alternative | Improving Train Movement Safety by Using Automaticcontrol of Signal Current Parameters in Trackcircuits | en |
| dc.type | Article | en |