name: Повышение эффективности технического диагностирования тяговой рельсовой сети постоянного тока в условиях тяжеловесного движения
keyword_list: точка предотказа точка неработоспособности контроль технического состояния тяжеловесное движение техническое диагностирование постоянный ток тяговая рельсовая сеть
abstract: Актуальность темы диссертационного исследования. Развитие тяжеловесного движения является одной из приоритетных задач компании ОАО «РЖД», реализация которой требует решения ряда вопросов. Основным звеном концепции тяжеловесного движения является электроподвижной состав повышенной массы и длины, потребляющий в процессе эксплуатации тяговый ток большой величины. Его воздействию наиболее подвержена тяговая рельсовая сеть, большая часть элементов которой также входит в состав рельсовой линии. Помимо модернизации объектов инфраструктуры лимитирующих участков, необходимо осуществлять непрерывный контроль их технического состояния, а также осуществлять диагностику и мониторинг объектов, не требующих модернизации. Согласно статистическим данным эксплуатационной деятельности хозяйства автоматики и телемеханики за 2019–2021 годы, 9-11% отказов технических средств приходятся на элементы рельсовой линии, а доля неисправностей элементов, входящих также в состав тяговой рельсовой сети – перемычек дроссель-трансформаторов, стыковых и стрелочных соединителей составляет 46%. При этом в настоящее время не существует ни одной автоматизированной системы, контролирующей техническое состояние тяговой рельсовой сети.
  Диссертационное исследование проводилось при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в рамках договора 15863ГУ/2020 от 17.07.2020 о предоставлении гранта на выполнение научно-исследовательских работ и оценку перспектив коммерческого использования результатов в рамках реализации инновационного проекта «Разработка измерительного канала системы технической диагностики и мониторинга, сигнализирующего о наличии асимметрии тягового тока в рельсовой сети».
  Цели и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационного исследования является повышение эффективности технического диагностирования тяговой рельсовой сети постоянного тока в условиях тяжеловесного движения.
  Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
  1. Провести анализ современного состояния технического диагностирования тяговой рельсовой сети.
  2. Разработать методику технического диагностирования тяговой рельсовой сети постоянного тока.
  3. Разработать алгоритм мониторинга диагностических параметров элементов тяговой рельсовой сети постоянного тока.
  4. Разработать технические средства автоматического измерения диагностических параметров элементов тяговой рельсовой сети постоянного тока.
  5. Провести экспериментальные исследования разработанного устройства диагностирования тяговой рельсовой сети постоянного тока.
  Объект исследования – тяговая рельсовая сеть постоянного тока.
  Научная новизна исследования заключается в следующем:
  1. Разработана методика оценки надежности элементов тяговой рельсовой сети в виде декомпозиции каждого элемента на систему нескольких компонентов, имеющих собственную интенсивность отказов, отличающаяся тем, что позволяет учитывать влияние тяжеловесного движения на надежность системы в целом.
  2. Предложено для оценки технических состояний тяговой рельсовой сети использовать принцип распознавания образов, отличающийся тем, что оценка технического состояния определяется информацией множества признаков состояния элементов ТРС.
  3. Разработана методика определения предотказного состояния тяговой рельсовой сети как состояние, когда i-й элемент системы достигает заранее определенной границы и обратной итерацией формируется признак предотказного состояния, а также временной интервал, позволяющий эксплуатационному персоналу гарантированно восстановить неработоспособный элемент.
  4. Разработан алгоритм сосредоточенного и распределенного мониторинга электрического сопротивления элементов тяговой рельсовой сети на основе косвенного измерения информативных признаков и величины электрического сопротивления компонент схемы.
  Теоретическая значимость работы определяется тем, что в ходе диссертационного исследования получены результаты, позволяющие построить прогнозную модель момента времени наступления отказа, относительно которого вычисляется временной промежуток для принятия решения, разработать алгоритм мониторинга электрического сопротивления элементов тяговой рельсовой сети постоянному тяговому току, погрешность которого не превышает 0,82% на участке тяговой рельсовой сети длиной 1 км.
  Практическая значимость работы обуславливается возможностью внедрения разработанных методик и устройств, защищенных патентами РФ (RU 188924 U1, RU 200587 U1, RU 2760238 C1) на полигоне Куйбышевской железной дороги – филиал ОАО «РЖД» для повышения эффективности технического диагностирования тяговой рельсовой сети постоянного тока в условиях тяжеловесного движения и внедрением в учебный процесс ФГБОУ ВО СамГУПС, что подтверждается актами, приведенными в Приложении к диссертации.
chairman_dissertation_council.name: Анатолий
chairman_dissertation_council.surname: Балалаев
chairman_dissertation_council.patronymic: Николаевич
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: D-9246-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6505855568
chairman_dissertation_council.rinc_id: 267860
chairman_dissertation_council.url: https://orcid.org/0000-0003-0839-6858
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-0839-6858
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Максим
organization_supervisor.surname: Гаранин
organization_supervisor.patronymic: Алексеевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 73.29.71
rubrics.name: Электрификация железных дорог. Энергетическое хозяйство железнодорожного транспорта
oecds.code: 02.01.YR
oecds.name: TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY
speciality_codes.name: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
speciality_codes.code: 2.9.3.
supervisors.fio: Исайчева А.Г.
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Крюков А.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Электрические станции и электроэнергетические системы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Игнатенко И.В.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
protection_organization.ogrn: 1026301504789
protection_organization.supervisor_name: МАКСИМ
protection_organization.supervisor_surname: ГАРАНИН
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСЕЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Федеральное агентство железнодорожного транспорта
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
author_organization.ogrn: 1026301504789
author_organization.supervisor_name: МАКСИМ
author_organization.supervisor_surname: ГАРАНИН
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСЕЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Федеральное агентство железнодорожного транспорта
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения