Анотація до роботи:

Прилипко А.А. Підвищення ефективності експлуатації точкового колійного датчика за рахунок структурного синтезу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту; Українська державна академія залізничного транспорту; Харків, 2005 р.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності експлуатації точкового колійного датчика за рахунок структурного синтезу елементів пристрою рахунку осей і взаємозв'язків між ними. Досліджені умови експлуатації існуючих точкових колійних датчиків з погляду ефективних принципів побудови, достовірності рахунку осей і можливості діагностування при різному рівні існуючих перешкод і виконаний їх аналіз. Для підвищення швидкодії й точності визначення позиції осі колісної пари на залізничній колії первинним перетворювачем запропонована методологія вибору параметрів високочастотного модулятора. Експериментально визначена величина намагніченості рейки тяговим струмом і електромагнітами при їх завантаженні. Максимальне значення магнітної індукції на головці рейки складає 2 мТл. Розроблені моделі пристроїв, які зменшують електромагнітне поле в зоні установки первинних перетворювачів лічильників осей. Економічне обґрунтування запропонованих заходів показало, що період повернення одноразових витрат - перший рік розрахункового періоду.

У дисертаційній роботі отримане нове рішення науково-прикладної задачі створення сучасних ТКД на основі розроблених функціональних та імітаційних моделей процесів осі колісної пари, що відбуваються під час зчитування. Запропонована система моделей дозволяє:

- автоматизувати вирішення завдань аналізу й синтезу електричних схем первинних перетворювачів ТКД, а також підвищити їхню перешкодозахищеність;

- ураховувати критерії формування, обробки й передачі інформації від ТКД для: проведення діагностування точкових первинних перетворювачів (ТПП), визначення місця розташування ТКД у системах керування залізничним транспортом, а також установити найбільш відповідальні точки зчитування параметрів поїзних одиниць.

Основні наукові результати й висновки дисертаційної роботи полягають у такому:

1. У результаті аналізу процесів функціонування експлуатованих ТКД типів ПБМ-56, ДП 50-80, ДЕ - 96 установлені такі їхні недоліки:

- інтенсивність відмов при проходженні спарених залізничних вантажних складів у зоні установки ТПП менше, що неприпустимо для безпечної роботи систем залізничної автоматики;

- працездатність ТКД типів ПБМ-56 і ДП 50-80 можлива за паспортними даними при швидкості руху рухомого складу відповідно в діапазонах від 1,5 до 50 км /год і від 0 до 36 км /год, що обмежує використання їх у сучасних системах;

- відсутність діагностування первинних перетворювачів ТКД у сучасних системах залізничної автоматики.

- експлуатовані ТКД типів ПБМ-56, ДП 50-80, ДЕ - 96 не визначають напрямок, швидкість рухомого складу та не точно фіксують місце позиції осі колісної через недосконалість конструкції ТПП і методів обробки інформації.

2. Розроблено інформаційні моделі передачі й перетворення сигналів від ТКД із урахуванням процесів, що відбуваються в окремих вузлах. У результаті аналізу цих моделей розроблена функціональна схема з двома чутливими елементами, що дозволяє визначити напрямок руху рухомого складу, а також підвищити перешкодозахищеність зчитування осі колісної пари;

3. Розроблено новий метод діагностування первинного перетворювача ТКД, заснований на використанні контролю форми сигналу й застосування нелінійного елемента. Для цього використовувався один із способів синтезу нелінійних перетворювачів;

4. Розроблено математичну модель первинного перетворювача ТКД, виконаного у вигляді високочастотного магнітного модулятора. Установлено, що чутливість ТПП із таким модулятором залежить від чутливості матеріалу осердя до зміни поля підмагнічування, добутку числа витків обмоток, а також площі поперечного перерізу осердя;

5. За методом Монте–Карло розроблені алгоритми оптимізації цільової функції при моделюванні високочастотного модулятора як для двох змінних R_н , , так і для трьох R_н , , R_г. При числі ітерацій 1000 за цим алгоритмом розбіжність з класичним методом склала 0,1%. Так як для трьох змінних класичним методом знайти максимум цільової функції не має можливості з умови малих значень других похідних відносно трьох змінних, то число ітерацій було збільшено до 10000 і порівняно з одержаними значеннями R_н , , R_г при 1000 ітерацій. У результаті цього розбіжність склала 0,01%. Це підтвердило ефективність розробленого алгоритму оптимізації.

6. Розроблено математичну модель впливу бандажа колісної пари, як електромагнітного екрана, на зміну індуктивності первинного перетворювача, виконаного у вигляді високочастотного модулятора. При цьому проаналізована внесена власна індуктивність котушки, що виникає поруч із екраном, і розроблена функціональна схема, що реалізує дану модель для рахунку осей;

7. Виконано дослідження електромагнітного поля намагнічування й тягового струму в рейці, у результаті чого створена фізична модель пристрою захисту польових приладів. Запропоновано адаптивний спосіб захисту ТПП від електромагнітних перешкод;

8. Проведено розрахунок економічної ефективності інноваційних заходів щодо впровадження методів підвищування перешкодозахищеності ТКД. Період повернення одноразових витрат - перший рік розрахункового періоду.

Публікації автора:

1. Прилипко А.А., Гриднев В.Н., Савинов Н.П. Математическая модель путевого датчика //Сб. науч. тр.- Харьков: ХИИТ, 1989. - Вып. 10. – C. 51 – 55.

2. Бабаев М.М., Демченко О.Ф., Прилипко А.А. Применение методов декомпозиции и абстрагирования при создании комплекса программ системы “идентификации подвижного состава” // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 1996. – № 3, 4. – С.34 – 36.

3. Прилипко А.А. Использование современных методов системной инженерии при разработке сложного программно – аппаратного комплекса // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2002. – № 4, 5. – С.100 – 105.

4. Прилипко А.А. Розробка сучасних точкових рейкових датчиків //Зб. наук. пр. – Харків: УкрДАЗТ, 2002. - Вип.49. - C.70-74.

5. Пат. 21955 Україна, МКІ⁶ B 61 L 1/08, B 61 L 1/16. Колійний індуктивний датчик/ М.М. Бабаєв, О.Ф. Демченко, Л.О. Ісаєв, А.А. Прилипко, Ю.В. Соболєв (Україна). -№ 94086638; Заявл. 11.08.94; Опубл. 30.04.98, Бюл.№ 2. – 3с.: 1 іл.

Додатково матеріали дисертаційної роботи викладені в працях

6. Прилипко А.А., Гриднев В. Н. Разработка датчиков контроля прохождения осей подвижных единиц /Сб. науч. тр.- Харьков: ХИИТ, 1989. Вып. 10. - C. 37 – 40.

7. Прилипко А.А. Разработка точечных путевых датчиков с нелинейными элементами//Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті: Дод. до журналу. – 2002. - № 4,5. – С.52.

8. Прилипко А.А. Моделювання передачі та обробки сигналів від первинних перетворювачів точкових рейкових датчиків// Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті: Дод. до журналу. – 2004. – № 4,5. – С.107.

9. Прилипко А.А., Золочевский Л.Н., Демченко О.Ф. Методы обработки первичной информации устройства опознавания вагонов // Тезисы докладов республиканской конференции / Микропроцес-сорные системы связи и управления на железнодорожном транспорте, г. Киев.– К.,1991. – С. 16.

10. Прилипко А.А., Пилипенко В.В. Постановка задачи при создании автоматизированного рабочего места с использованием обьектно – ориентированого программирования // Сб. тез. докл. на науч. – практ. конф. / Пути усовершенствования технических средств метрополитенов, г. Харьков, - Харьков.1995. – С. 46.

11. Прилипко А.А., Золочевский Л.Н. Создание автоматизированного рабочего места диспетчера электродепо метрополитена // Тезисы докладов республиканской конференции / Микропроцессорные системы связи и управления на железно-дорожном транспорте, г. Киев.– К.,1991. – С. 16.

12. Путевой индуктивный датчик: А.с. 1594039 СССР, МКИ В 61 L 1/08 / Ю.В. Соболев, В.М. Соколов, М.М. Бабаев, А.А. Пpилипко, А.Ф. Май-борода, Л.Н. Золочевский, С.В. Кошевой, В.Н. Гриднєв (СССР). - № 4373806/27-11: Заявлено 05.02.88; Опубл. 23.09.90, Бюл. № 35.

13. Устройство для контроля проследования колеса железнодорожного транспортного средства: А.с. 1615009 СССР, МКИ В 61 L 1/08, 1/16/ Ю.В. Соболев, В.М. Соколов, М.М. Бабаев, А.А. Прилипко, В.Н. Гриднев (СССР). - № 4458176/27-11; Заявлено 11.07.88; Опубл. 23.12.90, Бюл. № 47.

14. Путевой датчик: А.с. 1682229 СССР, МКИ В 61 L 1/16 / Ю.В. Соболев, В.М. Соколов, М.М. Бабаев, А.А. Пpилипко, В.Н. Гриднев (СССР). – № 4607798/11; Заявлено 22.11.88; Опубл. 07.10.91, Бюл. № 37.

15. Путевой индуктивный датчик: А.с. 1523446 СССР, МКИ В 61 L 1/08, 1/16 / Ю.В. Соболев, В.М. Соколов, М.М. Бабаев, А.А. Пpилипко, А.Ф. Майборода, Л.Н.Золочевский, С.В. Кошевой, В.Н. Гриднев (СССР). - № 4321934/27-11; Заявлено 30.10.87; Опубл. 23.11.89, Бюл. № 43.

16. Пат. 2102267 РФ, МПК В 61 Н 7/12, В 60 Т 17/22. Путевой индуктивній датчик: Пат. 2102267 РФ, МКИ В 61 Н 7/12, В 60 Т 17/22 / М. М. Бабаев, О. Ф. Демченко, Л. А. Исаев, А. А. Прилипко, Ю. В. Соболев (Украина). - № 95113387/28; Заявл. 27.07.95; Опубл. 20.01.98, Бюл. № 2. – 5с.: 2 ил.

17. Пат. 13411 Україна, МКІ⁶ B 61 L 1/08, B 61 L 1/16. Пристрій для знаходження об’єкта, який рухається по рейках: Пат. 13411Україна, МКІ⁶ B 61 L 1/08, B 61 L 1/16 / М.М. Бабаєв, О.Ф. Демченко, Л.О. Ісаєв, С.В. Кошовий, А. А. Прилипко, Ю. В. Соболєв (Україна). - № 95010319; Заявл. 23.01.95; Опубл. 31.08.98. Бюл. № 4. – 3с.: іл. 2.

18. Устройство для автоматической маркировки железнодорожных единиц подвижного состава: А.c. 1507633 СССР, МКИ В 61 L 25/02, 1/16 / Ю.В. Соболев, В.М. Соколов, Л.Н. Золочевский , М.М. Бабаев, В.И. Светличный, А.А. Прилипко, А.Ф. Майборода, С.В. Кошевой , В.Н. Гриднев (СССР). - № 4340163/27-11; Заявлено 07.12.87; Опубл. 15.09.89, Бюл. № 34.

19. Устройство для защиты напольных приборов автоматики и телемеханики от влияния магнитного поля рельса: А.с. 1567434 СССР, МКИ В 61 L 1/16 /Ю.В. Соболев, Е.В. Анцифров, М.М. Бабаев, В.Ф. Жильцов, В.М. Крашенинников, Ю.Д. Левичев, А.А. Прилипко, Н.П. Савинов, В.М. Соколов (СССР). - № 4448025/27-11; Заявлено 03.05.88; Опубл. 30.05.90, Бюл. № 20.