WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |

13. На участках с электротягой постоянного и переменного тока для канализации обратного тягового тока изолированные путевые участки, оборудованные РЦ, соединяются между собой с помощью дроссель – трансформаторов (двухниточные РЦ) или тяговых соединителей (однониточные РЦ).

Двухниточными РЦ обязательно оборудуются:

- главные пути станции и все изолированные участки, по которым предусматривается наложение АЛСН, на всем протяжении в пределах станции, включая стрелочные и бесстрелочные;

- приемо-отправочные пути и участки путей длиной более 500 м;

- все изолированные участки на станциях, имеющих до шести приемо-отправочных путей.

14. В двухниточных РЦ на главных путях дроссель – трансформаторы устанавливаются на питающем и релейном концах РЦ, а на боковых путях – только на питающем конце, если по условиям канализации тягового тока не требуется установка второго дроссель – трансформатора.

1.4. Основные пути совершенствования алгоритмов функционирования рельсовых цепей Для решения задачи достоверной классификации состояний рельсовых линий необходимо, наряду с развитием существующих РЦ, создавать новые классификаторы состояний рельсовых линий (КСРЛ), позволяющие существенно расширить функциональные возможности рельсовых цепей при воздействии возмущающих факторов, организовать классификатором диагностику и прогнозирование состояния элементов рельсовой линии как первичного датчика информации и добиться относительной инвариантности классификатора к возмущающим воздействиям.

Наиболее перспективными для решения подобных задач представляются методы адаптивной обработки выходного сигнала рельсовой линии, методы распознавания образов с элементами самоотбора сложности полинома решающих функций, а также методы инвариантности с принципом многоканальности.

Принципы адаптивной обработки выходного сигнала в классификаторах состояний рельсовых линий В новейших системах автоблокировки используется способ оценки состояний рельсовой линии на основе относительного изменения информационных параметров полезного сигнала [8].

Сущность метода заключается в том, что классификатор реагирует не на абсолютные значения амплитуды, а на скачкообразное изменение параметров полезного сигнала. Реально такие скачкообразные процессы происходят при вступлении и освобождении поездом блок – участка, а также при обрыве рельсовой линии.

На рис. 1.2 изображена структурная схема классификатора, реализующего способ оценки состояний рельсовой линии, основанный на обнаружении относительного изменения амплитуды полезного сигнала.

Классификатор содержит каскадно соединенные входной фильтр, детектор огибающей, интегратор, решающее устройство и блок памяти [9].

Si Si y(t) решение Si- Si- Рис. 1.2. Функциональная схема приемника РЦ, работающего по методу оценки относительного изменения параметров входного сигнала В нормальном режиме, когда рельсовая линия свободна и исправна, на входе классификатора действует смесь сигнала РЛ и помех. Полезный сигнал фильтруется и детектируется. Постоянная составляющая сглаживается интегратором. С помощью аналого-цифрового преобразователя огибающая входного сигнала дискретизируется во времени и квантуется по амплитуде.

Отсчеты амплитуды полезного сигнала Si=Si(t) поступают на один из входов блока логической обработки. На второй его вход подаются значения сигнала через элемент задержки: Si-1=Si-1(t). Согласно алгоритму обработки, в дискретные моменты времени вычисляются модуль частного смежных отсчетов и его знак S(ti ) = abs (ti-1);

S (1.1) S(ti )- S(ti-1) = sgn S(ti )- S(ti-1).

Если величина положительна, а превышает пороговое значение Uп, задаваемое решающим устройством, то считается справедливой гипотеза об освобождении рельсовой линии. В противном случае принимается решение о неизменном состоянии рельсовой линии. На рис. 1.3 представлена структурная схема классификатора, реализующего описанный способ.

Si S & Si-решение y(t) & Si | | Si-Uоп Рис. 1.3. Структурная схема приемника, работающего по методу оценки относительного изменения параметров входного сигнала На входе классификатора включены полосовой фильтр, детектор огибающей, интегратор и дискретизатор. С выхода дискретизатора цифровые значения амплитуды огибающей подаются на блоки вычисления разности соседних отсчетов и модуля их частного, где обрабатываются в соответствии с алгоритмом S=S(ti )-S(ti-1 );

(1.2) =S(ti ) S(ti -1 ).

Значение сравнивается с фиксированным порогом Uп в первом компараторе. Для определения знака разности, величина S подается на вход второго компаратора, где сопоставляется с нулевым значением. Решение об освобождении рельсовой линии подвижным составом принимается в том случае, если выполняются два условия S>0;

(1.3) >U.

п В противном случае считается, что рельсовая линия остается занятой подвижным составом либо неисправна.

При построении классификаторов состояний рельсовых линий, рассчитанных на работу при повышенной проводимости изоляции, и в условиях воздействия комплекса помех, хорошие результаты дает использование математического аппарата обнаружения разладки случайного процесса [9]. Под разладкой понимается скачкообразное изменение свойств случайного процесса. Различают положительную и отрицательную разладки.

Применительно к контролю состояний рельсовых линий под положительной разладкой понимают скачкообразное изменение амплитуды сигнала контроля в момент освобождения рельсовой линии подвижным составом.

Отрицательная разладка заключается в скачкообразном ее снижении, происходящей под действием поездного шунта, либо при нарушении целостности рельсовых нитей.

Из рекуррентных методов обнаружения разладки широкое распространение нашел алгоритм кумулятивных сумм с отражающим экраном. Он представляет собой последовательный анализ Вальда. Правило обнаружения разладки строится на сравнении на h – ом шаге решающей статистики Sh с фиксированным порогом Uпв. Решающая статистика рассчитывается по формуле Sh + W1(yh 2) Sh = + ln (1.4) S h-W0(yh 1), S0 = 0, где W1(yh 2), W0(yh 1) - условные плотности распределения вероятностей наличия параметров сигнала 2 и 1 в выборке {yh}; 2 и 1 –параметры случайного процесса до и после разладки (в шунтовом и нормальном режимах).

Порог Uпв устанавливается, исходя из требуемой вероятности правильного фиксирования свободного состояния рельсовой линии. Таким образом, если на h -ом шаге выполняется условие Sh > Uпв, принимается решение о свободном и исправном состоянии рельсовой линии. Если Sh

Работу классификатора, реализующего алгоритм (1.4), поясняет пример, когда подвижной состав освобождает рельсовую линию. Временная диаграмма исходного процесса представлена на рис. 1.4.

В шунтовом режиме на входе классификатора присутствует смесь уh слабого полезного сигнала 1 и помех (th) yh =1+(th).

В этом случае значения функции W0(yh 1) будут превышать W1(yh 2), вследствие W1(yh 2), а логарифм отношения правдоподобия ln W0(yh 1) случайного характера помех (th), будет с одинаковой вероятностью принимать как положительные, так и отрицательные значения, согласно алгоритму (1.4), отрицательные значения кумулятивной суммы будут принудительно обнуляться. Таким образом, в шунтовом режиме накопление (аккумулирование) решающей статистики происходить не будет. Значения Sh будут случайным образом флуктуировать около нуля, как это показано на рис. 1.5.

y (y| Uср шунтовой режим нормальный режим Uоm (y| t1 t Рис. 1.4. Диаграмма напряжения на входе классификатора в момент освобождения поездом участка контроля + W1(yh 2), S0 = Sh = S + ln h-(1.5) W0(yh 1) Правило решения Sh Sh Uпв Uпв рельсовая линия занята рельсовая линия или неисправна свободна h1 hp h Рис. 1.5. Диаграмма решающей статистики В нормальном режиме на входе классификатора действует смесь полезного сигнала высокого уровня 2 и помехи. Значения функции W1(yh 2) в произвольный h-ый момент будут превышать величину W0(yh 1), и логарифм их отношения будет положительным. В этом случае кумулятивная сумма (1.5) с ростом номера шага h будет непрерывно возрастать. После превышения порога разладки Uпв приемник зафиксирует свободное состояние рельсовой линии.

Аналогичным образом происходит работа при переходе из нормального режима в шунтовой либо контрольный.

Принцип построения и структура инвариантных классификаторов состояний рельсовых линий Успешное решение задачи достижения полной или частичной независимости классификации состояния рельсовых линий от возмущений (помехи в рельсовых линиях, изменение проводимости изоляции, изменение сопротивлений рельсовых нитей, сопротивления изолирующих стыков и т.д.) возможно с позиций теории инвариантности, которая предполагает достижение полной или частичной независимости полезного сигнала от действующих на него возмущений. Для этого необходимо организовать как минимум один дополнительный (компенсационный) канал в рельсовой линии.

В работах [10 – 14] авторами сформулированы принципы инвариантности для построения классификаторов состояний рельсовых линий. Суть их в том, что классифицирующее устройство, используя выходную информацию двух независимых каналов, разделяет пространство состояний РЛ на классы образов нормального, шунтового и контрольного режимов и обеспечивает инвариантность от возмущающих воздействий с классификацией состояния сопротивления рельсовых линий.

При ограниченной информации о возмущениях, действующих на рельсовую линию, большое значение имеет решение задачи о выборе рациональной структуры инвариантного классификатора состояний рельсовой линии. Только правильный выбор структуры позволяет синтезировать инвариантный классификатор, который может быть физически реализован.

На выбор рациональной структуры инвариантного классификатора состояния рельсовой линии влияют следующие физические ограничения и особенности:

- сложность организации информационной обратной связи между началом и концом рельсовой линии участка контроля;

- переменная структура схемы замещения РЛ в зависимости от класса состояний;

- наличие только единственного физического канала между входными и выходными сигналами;

- отсутствие возможности построения второго физического канала для компенсации возмущений.

На рис. 1.6 представлена структурная схема инвариантной системы автоматической классификации состояний рельсовых линий.

g Rs, Zэо Основной канал УСН0 УСКUEWUfW1k E классы Решающее Компенсационный устройство состояний канал УСНk УСКk Рельсовая линия Ek fU1k U2k Рис. 1.6. Структурная схема инвариантной системы автоматической классификации состояний рельсовых линий:

УСН0, УСНk – устройства согласования аппаратуры питания с рельсовой линией, соответственно, основного и компенсационного каналов; УСК0, УСКk – устройства согласования классификатора состояний с рельсовой линией, соответственно, основного и компенсационного каналов; g – основной возмущающий параметр – проводимость изоляции; RS, Zэо – сопротивления поездного шунта, и места обрыва рельсовой линии;

W10, W1k – передаточные функции по напряжению датчиков рельсовой линии W10 и компенсационного W1k.

На входном конце в рельсовую линию с передаточными функциями по напряжению W10 и W1k от двух генераторов различных частот f1 и f2, питающихся от одного источника через устройства согласования УСК0 и УСКk, исключающих влияние генераторов друг от друга, подается 0 k напряжение U1 и U1.

На выходном конце, через соответствующие устройства согласования 0 k УСК0 и УСКk, настроенные на частоты f1 и f2, напряжения U2 и U2 (рис. 1.6) поступают на различные входы решающего устройства. Так как на меньшей частоте передаточная функция по напряжению W10 больше, то и уровень 0 k напряжения U2 (на частоте f1) больше, и соответственно напряжение Uкомпенсационного канала (на частоте f2) меньше. Решающее устройство производит вычисление разности или отношения двух напряжений.

Вычисленная величина поступает на элемент сравнения решающего устройства, в память которой априорно записаны граничные значения напряжений, опорные в каждом из режимов.

Элемент сравнения сопоставляет вычисленные значения напряжений с опорными и при выполнении одного из условий н..

U Uопрmin - нормальный режим,.

ш ш Uоп..р. U Uоп..р. - шунтовой режим, max min ш U Uоп..р. - контрольный режим, min где U - входное значение напряжения в элемент сравнения (результат 0 k вычисления разности U1 -U1 или отношения U1 U1k ), н. ш Uопр.,Uоп. р. - априорно определенные напряжения, соответствующие нормальному и шунтовому режимам, на его выходе появляется информация о принадлежности состояния рельсовой линии к определенному классу.

Рассмотрим инвариантные возможности подхода.

При колебании питающего напряжения сети соответственно изменяются амплитуды напряжений и на выходе генераторов. Изменение сигнала на частотах f1 и f2, если частоты достаточно близкие друг к другу, но не равны, имеют один закон изменения, поэтому эти колебания напряжения 0 k генераторов сказываются на изменении значений напряжений U2 и U2.

Решающее устройство эти приращения компенсирует в результате операции вычитания или деления. Аналогично компенсируется и уменьшение. Это обеспечивает инвариантность к колебанию напряжения питающей сети.

При увеличении проводимости изоляции уменьшаются амплитуды 0 k напряжений U2 и U2, если частоты каналов близкие, то затухание сигналов в рельсовой линии обоих каналов близкое и, в результате выполнения операции вычитания или деления, результат относительно одинаковый. Это подтверждает выполнение условия инвариантности к изменению проводимости изоляции.

Воздействие помех на оба канала (по f1 и f2) сказывается одинаково (т.к.

физический канал для обеих частот один – рельсовая линия), f1 f2, поэтому приращения U в обоих каналах от составляющей помехи одинаково, и в решающем устройстве эти приращения компенсируются. Это показывает на достижения инвариантности к помехам.

Таким образом, при использовании принципов инвариантности в классификации состояний рельсовых линий необходимо реализовать дополнительный компенсирующий канал передачи информации, по которому передаются возмущения в решающее устройство. При этом особое внимание следует уделять формированию дополнительного канала, т.к. от правильного выбора принципов его организации зависит точность классификации.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.