WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В четвертой главе разработаны функциональные схемы устройств контроля и диагностики элементов ЖАТ на основе оптических и ВОТ. Разработана и предложена на структурном уровне многофункциональное волноводно-оптическое устройство (ВОУ) идентификации подвижного состава. Разработана и предложена действующая реальная модель волноводно-оптического 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. Приведена оценка и определена возможность нетрадиционного применения светоизлучающего диода АЛ307 в качестве фотоприемника фемтосекундных импульсов. Разработаны структура оптической централизации и периферийные устройства на основе ВОТ.

С учетом обоснованной универсальности оптических и ВОТ проведем синтез устройств для мониторинга и диагностики элементов ЖАТ на основе ВОТ. На рисунке 9 представлена функциональная схема ВОД контроля положения остряков стрелочного перевода. Основой данного ВОД является одиночный ОВ, работающий на изгиб.

В качестве источника излучения используется одномодовый лазер, генерирующий критическую длину волны, которая определяется диаметром сердцевины ОВ. Световой поток распространяется в ОВ на граничных условиях, которые контролирует схема сравнения. При переводе остряка стрелочного перевода происходит изгиб ОВ. Это, в свою очередь, приводит к потерям светового потока внутри ОВ. Данное событие фиксируется как перевод остряка в то или иное положение.

Рис. 9. Функциональная схема стрелочного ВОД

Его работа базируется на методе оптической временной рефлектометрии, который аналогичен методу временного мультиплексирования. Работа этого метода заключается во вводе СОИ в ОВ и регистрации мощности рассеянного обратного излучения. Полученная временная зависимость преобразовывается в координаты точек возмущения по длине ОВ. Таким способом можно измерять распределение различных деформационных величин, так как они оказывают влияние на характер обратного рассеяния излучения в ОВ. При этом распределенный ВОД способен контролировать протяженные объекты (земляные пласты, мосты, здания, железнодорожные пути и т.д.) и фиксировать в зависимости от его назначения:

температуру;

давление;

вибрацию;

наличие дугового разряда (контроль кабельных каналов);

электрические, магнитные поля и т. д.

Рис. 10. Расположение распределенного волноводно-оптического датчика

Представленная функциональная схема ВОД работает на одном ОВ и предназначена для контроля состояния железнодорожного перегона, станционных путей, прицельного торможения скатывающихся вагонов при их роспуске на сортировочной горке. На сегодня последняя задача решается радиолокационными датчиками, индуктивными шлейфами, СО.

В рамках настоящей диссертационной работы была разработана реальная действующая модель волноводно-оптического светофора (ВОС). Цель разработки заключалась в следующем: максимально уменьшить количество высотных работ при обслуживании напольных светофоров (так как все оборудование размещается внизу за счет применения ОВ и светодиодного источника излучения), обеспечить электробезопасность для обслуживающего персонала, обеспечить высокую надежность элементов напольных светофоров, создать малообслуживаемый напольный светофор. Реализовать поставленные задачи представляется возможным за счет применения ОВ и современных прочных материалов. Первое обеспечит пропуск излучения от светового модуля, который может быть размещен в специальном вандалостойком корпусе у основания мачты светофора. Второе обеспечит высокие механические и оптические свойства (прочность, прозрачность). Таким образом, был разработан прототип напольного светофора нового поколения. Его функциональная схема представлена на рисунке 11.

ВОС был разработан совместно с Ростовским заводом космического приборостроения «Квант» и прошел предварительную проверку на осевую сислу света в Армавирском электромеханическом заводе при непосредственном участии соискателя.

Рис. 11. Функциональная схема волноводно-оптического светофора

Описанные выше ВОУ обеспечат пропуск и управление высокоскоростным железнодорожным транспортом. Придерживаясь идеи создания автоматизированной системы УПП на единой платформе в едином информационном пространстве, была разработана функциональная схема станционной оптической централизации (СОЦ) (рис. 12).

Рис. 12. Функциональная схема станционной оптической централизации

Ядром ОЦ является оптический управляющий модуль (МОУ), соединенный с множеством объектов управления и контроля через разветвленную сеть ОВ. По замыслу соискателя связь МОУ с устройствами контроля осуществляется через оптически управляемые транспаранты, способные считывать большой массив информации за один оптический тактовый импульс. Представленные на рисунке 12 ВОУ в большинстве своем описаны в данной диссертационной работе на уровне функциональных схем и принципа их работы с математическим описанием. Контроль объектов ЖАТ на станции происходит благодаря множеству ВОД. Каждый датчик накачивается световым потоком, который генерируется и контролируется в МОУ. По сути, станционная оптическая централизация является субмодулем внутри единой автоматизированной системы УПП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе анализа практических проблем, связанных с контролем и управлением объектами железнодорожной автоматики и телемеханики, было предложено решение на основе новой волноводно-оптической технологии.

2. Разработаны структурные, функциональные и принципиальные схемы элементов логики, памяти и тактового генератора оптического датчика, являющиеся базовыми элементами волноводно-оптической технологии.

3. На основе предложенной волноводно-оптической технологии разработаны алгоритмы идентификации подвижных единиц и мониторинга верхнего строения пути, допускающие реализацию в режиме реального времени.

4. При участии соискателя предложена функциональная схема станционной оптической централизации, для которой разработана и испытана реально действующая модель волноводно-оптического светофора.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Прокопенко, С.А. Волноводно-оптический датчик мониторинга пути / С.А. Прокопенко // Путь и путевое хозяйство, 2007. – № 5.– С. 25–26.

2. Долгий, И.Д. Системы координатного регулирования движения поездов на основе оптических технологий / И.Д. Долгий, С.А. Прокопенко // Автоматика, связь, информатика, 2004. – № 7.– С. 20–21.

3. Прокопенко, С.А. Решение проблем диагностики / С.А. Прокопенко, А.А. Алексеев // Автоматика, связь, информатика, 2006. – № 4.– С. 36 – 38.

4. Прокопенко, С.А. Дорожный центр управления перевозками / С.А. Прокопенко, С.А. Куделин // Автоматика, связь, информатика, 2005. – № 1.– С. 25–29.

5. Прокопенко, С.А. Распределенный контролируемый пункт ДЦ-ЮГ / С.А. Прокопенко, С.А. Куделин // Автоматика, связь, информатика. 2005. – № 10. – С. 18 – 19.

6. Прокопенко, С.А. Передача сигналов телеуправления и телесигнализации системы «ДЦ-ЮГ с РКП» по волоконно-оптической линии связи / С.А. Прокопенко // Междунар. межвуз. сб. науч. тр. «Актуальные проблемы развития технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики». – Ростов н/Д, 2002. – С. 42–46.

7. Долгий, И.Д. Тезисы для научно-технической конференции «Оптические системы регулирования движением поездов» / И.Д. Долгий, С.А. Прокопенко // Тр. всероссийской науч.-практ. конференции «Транспорт – 2004». Ч. 1. – Ростов н/Д, 2004. – С. 3.

8. Прокопенко, С.А. Волоконно-оптический датчик (контроль положения остряка стрелки) / С.А. Прокопенко // Междунар. межвуз. сб. науч. тр. «Актуальные проблемы развития технических средств технологий железнодорожной автоматики и телемеханики». – Ростов н/Д: РГУПС, 2003. – С. 136–141.

9. Прокопенко, С.А. Перспективные датчики на основе волоконной оптики для устройств железнодорожной автоматики и телемеханики / С.А. Прокопенко // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. – Ростов н/Д: РГУПС, 2005. – С. 117 – 120.

10. Прокопенко, С.А. Применение волноводно-оптических технологий в сканировании ж.-д. пути / С.А. Прокопенко // Материалы V Всероссийской науч.-практ. конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса». – Самара: СамГУПС, 2009. – С. 162 – 164.

11. Прокопенко, С.А. Синтез волноводно-оптического датчика как альтернативное решение для замены существующих рельсовых цепей / С.А. Прокопенко // Материалы V Всероссийской науч.-практ. конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса». – Самара: СамГУПС, 2009. – С. 138 – 140.

12. Пат. РФ № 2310897. Оптическое вычитающее устройство /И.Д. Долгий, С.В. Соколов, С.А. Прокопенко, В.В. Каменский. – Опубл. 2007, Бюл. № 32.

13. Пат. РФ № 2346839. Волноводно-оптический датчик мониторинга железнодорожного пути / И.Д. Долгий, С.В. Соколов, С.А. Прокопенко, В.В. Каменский. – Опубл. 2009, Бюл. № 5.

14. Пат. РФ № 2361251. Оптический аналого-цифровой преобразователь / В.В. Каменский, С.В. Соколов, С.А. Прокопенко. – Опубл. 2009, Бюл. № 19.

15. Пат. РФ № 84606. Волноводно-оптический светофор / С.А. Прокопенко, В.В. Каменский. – Опубл. 2009, Бюл. № 7.

Прокопенко Сергей Анатольевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ В СИСТЕМАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОДНО-ОПТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами (на транспорте)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Подписано к печати 23.11.2009 г. Формат бумаги 60x84/16.

Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,0.

Тираж 100. Заказ №

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»