авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Автоматизация диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

СЕПЕТЫЙ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ, МОНИТОРИНГА

И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТРОЙСТВ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ростов-на-Дону

2011

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика на
железнодорожном транспорте» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Ростовского государственного университета путей сообщения» (ФГБОУ ВПО РГУПС).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Иванченко Владимир Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Шалягин Дмитрий Валерьевич кандидат технических наук Соколов Владислав Николаевич

Ведущая организация Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Защита диссертации состоится « 30 » июня 2011 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 218.010.03 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО РГУПС.

Автореферат разослан «28» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор технических наук,

профессор М.А. Бутакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Принятая Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» стратегия развития глобальной многоуровневой отраслевой системы технического диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ (СТДМ) в условиях интенсивного внедрения микропроцессорных СЖАТ имеет самое приоритетное значение и актуальность.

Отечественные системы АПК-ДК, АСДК и АДК-СЦБ решают поставленные задачи автоматизации процессов диагностирования, контроля и
мониторинга устройств на станциях и перегонах и обеспечены техническими решениями, типовыми материалами и альбомами для проектирования на сети железных дорог.

Однако проблема развития и совершенствования перечисленных систем остается открытой в контексте теоретических исследований и практического расширения функциональных возможностей.

Руководствуясь утвержденными Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» эксплуатационно-техническими требованиями к интегрированной системе СТДМ, установлена необходимость развития ее функциональных возможностей в плане автоматизации процессов диагностирования перегонных устройств ЖАТ и автоматизации их технического обслуживания на станциях и перегонах.



В постановке этих задач правомерно считать внедряемый комплекс АДК-СЦБ станционным (СК АДК-СЦБ), а вновь создаваемый – перегонным (ПК АДК-СЦБ). Решение комплекса задач автоматизации технического обслуживания станционных и перегонных устройств ЖАТ обретает аббревиатуру КЗ АТО, а суточный план техобслуживания - СПО. Проблема интеграции всех уровней СТДМ и программно-аппаратная организация дорожных диагностических центров ДДЦ-ТДМ и увязка с АСУ-Ш2 остается открытой.

Необходимость решения этих ключевых задач для развития отраслевой СТДМ дает основание считать тему диссертации актуальной в теоретическом плане и аспекте практического внедрения результатов исследования на сети железных дорог ОАО «РЖД».

Анализ и теоретическое обобщение состояния обозначенной проблемы позволили сделать вывод о ее нерешенности и сформулировать основные направления диссертационной работы:

  1. Разработка концепции и принципов построения нового поколения комплекса автоматизации технического диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ.
  2. Разработка структур программно-аппаратных средств и ЛВС ПК АДК-СЦБ, предусматривающих информационное взаимодействие со станционным АДК-СЦБ и верхними уровнями СТДМ, а также увязку с АСУ-Ш2.
  3. Разработка нового подхода и эксплуатационно-технических требований к КЗ АТО, предусматривающих использование прогрессивной технологии обслуживания устройств по планам СПО, разработку технологических карт (ТК) и графиков техобслуживания «по состоянию» устройств.
  4. Выбор и развитие теоретических подходов, методов, информационных моделей и процедур интеллектуальной поддержки решаемых задач автоматизации диагностирования перегонов и КЗ АТО на линейном уровне.
  5. Разработка алгоритмических основ автоматизации процессов диагностирования и АТО, предусматривающих возможность идентификации и протоколирования отказов и предотказов, формирования планов СПО, а также интеллектуальную поддержку АРМов на всех уровнях СТДМ.
  6. Разработка геоинформационной интеграции данных станционных и перегонных комплексов АДК-СЦБ, КДК-ШЧД с ДДЦ-ТДМ.

Решение перечисленных основных направлений работы вызывает необходимость адаптации фундаментальных теоретических подходов, к числу которых относятся: методы и модели дискретного анализа и синтеза булевых функций; логико-алгебраические преобразования; теория информации и передачи данных, геоинформационные модели, методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки процессов принятия решений и др.

Степень разработанности проблемы. Постановке перечисленных в диссертации задач предшествовали многочисленные теоретические исследования, труды и практические разработки ученых и специалистов в России.

Решению важных теоретических и практических вопросов исследования и моделирования сложных объектов и процессов, анализа и синтеза устройств автоматики и телемеханики, разработки микропроцессорных систем, их программного обеспечения и диагностики, формирования стратегии дальнейшего развития СЖАТ посвящены работы Д.Е. Абрамова, А.В. Горелика, И.Е. Дмитриенко, И.Д. Долгого, В.Н. Иванченко, Г.Д. Казиева, А.И. Каменева, Ю.А. Кравцова, В.М. Лисенкова, В.В. Нестерова,
И.Н. Розенберга, В.В. Сапожникова, Вл.В. Сапожникова, А.Е. Федорчука, А.Н. Шабельникова, Д.В. Шалягина, Д.В. Швалова, В.И. Шелухина и др.

Построению формальных описаний сложных процессов, разработке методов и моделей управления, исследованию информационных систем, формированию и развитию теоретических подходов к интеллектуализации технологических процессов посвящены работы С.Е. Ададурова, М.А. Бутаковой, В.Н. Вагина, А.Н. Гуды, И.Д. Долгого, В.Н. Иванченко, С.М. Ковалева, Н.Н. Лябаха, Г.С. Осипова, А.Н. Шабельникова и др.

Вместе с тем, реализация предлагаемых в анализируемых источниках методов описания технологических процессов, автоматизация диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ, интеллектуализации АРМов требуют адаптации имеющихся теоретических и методических результатов, разработки нового информационного, технического математического обеспечения
задач диагностирования и АТО, развития формализованных процедур моделирования процессов принятия решений.

В настоящее время отсутствует общая методология построения систем автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ линейного уровня в интеграции с ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш2.

Цель диссертационного исследования – автоматизация процессов диагностирования и мониторинга перегонных систем ЖАТ, а также автоматизация технического обслуживания устройств ЖАТ на станциях и перегонах в увязке с ДДЦ-ТДМ и АСУ-Ш2.

Для достижения этого в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- дано теоретическое обобщение состояния и перспектив развития многоуровневой отраслевой системы СТДМ и сформулированы направления создания нового поколения системы диагностирования перегонных устройств ЖАТ и автоматизации технического обслуживания устройств на линейном уровне станций и перегонов;

- предложена концепция и принципы построения перегонного комплекса ПК АДК-СЦБ автоматизации процессов диагностирования и мониторинга распределенных сигнальных установок и переездов;

- разработаны технические решения и структуры ЛВС «Ethernet» ПК АДК-СЦБ, предусматривающие использование нового поколения ИВК-ТДМ на основе блоков автоматики и микромодулей, размещаемых в релейных шкафах на перегоне;

- обоснована новая технология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию» и разработаны требования к КЗ АТО, предусматривающие использование вновь разработанных технологических карт и графиков техобслуживания на основе планов СПО и взаимодействия с АСУ-Ш2;

- разработаны методы, модели и процедуры поддержки и реализации задач автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания станционных и перегонных устройств ЖАТ.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Новый подход к автоматизации процессов диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ на основе программируемых измерительно-вычислительных средств.
  2. Концепция и новая технология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию», предусматривающая использование диагнозов задач ТДМ и новых технологических карт АТО, на основе планов СПО и взаимодействия с АСУ-Ш2.
  3. Метод логико-алгебраического анализа и синтеза в задачах автоматизации диагностирования устройств ЖАТ, обеспечивающий формализацию диагностических правил вывода БЗ на основе таблиц истинности.
  4. Математические модели идентификации неисправностей устройств ЖАТ на основе булева дифференциального исчисления и математическая модель компенсации межсимвольных искажений при передаче данных на перегоне.
  5. Алгоритмы автоматизации технического диагностирования и мониторинга перегонных устройств ЖАТ.

Методологической и теоретической основой диссертационного
исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме, новая нормативно-техническая база «Организация обслуживания и ремонта технических средств ЖАТ», «Технологический процесс автоматизированного контроля параметров устройств ЖАТ», «Альбом учетных форм протоколов автоматизированных измерений параметров устройств ЖАТ …», «Типовые проекты организации обслуживания…» и «Стандарт по обслуживанию МПУ».

Информационно-эмпирической базой исследования послужили отчеты о результатах эксплуатации комплексов АДК-СЦБ, графические и текстовые протоколы диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ, протоколы статистики отказов и предотказов, автоматически формируемых в ШЧ и ДДЦ-ТДМ, опубликованные информационно-справочные материалы и др.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Предложен новый подход к автоматизации процессов диагностирования перегонных систем ЖАТ, обеспечивающий непрерывность мониторинга устройств линейного уровня на основе современного поколения программируемых измерительно-вычислительных микромодулей.
  2. Разработана концепция и методология автоматизации технического обслуживания устройств ЖАТ «по состоянию», реализующая принципиально новую технологию эксплуатации СЖАТ на основе СПО в увязке с АСУ-Ш2.
  3. Предложен метод логико-алгебраического анализа в задачах автоматизации диагностирования и АТО, обеспечивающий формализацию правил вывода БЗ на основе таблиц истинности.
  4. Разработана математическая модель идентификации неисправностей устройств ЖАТ на основе булева дифференциального исчисления.
  5. Предложена геоинформационная модель в СТДМ взаимодействия станционных и перегонных комплексов АДК-СЦБ с КДК-ШЧД и дорожным диагностическим центром мониторинга устройств в едином информационном пространстве и реальном времени.
  6. Разработано множество продукционных правил БЗ и на их основе алгоритмов автоматизации диагностирования и технического обслуживания устройств с интеллектуальной поддержкой АРМов всех уровней СТДМ.

Теоретическая значимость диссертационного исследования определяется направленностью теоретических результатов на принципиальное развитие процессов автоматизации диагностирования, мониторинга и технического обслуживания устройств ЖАТ, обеспечивающих «малолюдную» технологию эксплуатации СЖАТ.





Практическая ценность работы определена реальным внедрением ПК АДК-СЦБ и решением комплекса задач ТДМ и АТО на полигоне станций и перегонов сети железных дорог ОАО «РЖД».

Передача результатов диагностирования и АТО устройств с линейного уровня в ДДЦ-ТДМ повышает достоверность информации о состоянии устройств ЖАТ в пределах всей дороги, оперативность принимаемых решений инженерами-технологами. Важной составляющей практической значимости результатов диссертации является возможность своевременного прогноза работоспособности (неработоспособности) устройств ЖАТ (на основе статистики отказов и предотказов), формирования плана СПО и принятия соответствующих мер на уровне линейных объектов, ШЧ и ДДЦ-ТДМ.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты докладывались и одобрены на совместном заседании кафедр «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» и «Информатика» РГУПС, на отраслевых выставках ОАО «РЖД», на международных научно-практических конференциях «ТрансЖАТ», проводившихся в 2004, 2005, 2006 и 2010 гг и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ
(из них 10 в изданиях, рекомендуемых ВАК).

В число печатных работ в соавторстве вошли два учебника для вузов железнодорожного транспорта (2008, 2009г.г.) и монография (2010г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
четырех глав, заключения и Приложений. Она содержит 167 стр. машинописного текста, 83 рисунка, 29 таблиц и библиографию из 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, показана цель
диссертационного исследования, обозначена предметная область, сформулирована научная новизна и положения, выносимые на защиту, раскрыты
теоретическая и практическая значимость результатов исследования и
структура изложения диссертации.

В первой главе дано теоретическое обобщение состояния проблемы
автоматизации процессов диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ на линейном уровне отраслевой СТДМ.

Принимая во внимание стратегическое назначение СТДМ в автоматизации процессов диагностирования, мониторинга и технического обслуживания релейных и микропроцессорных устройств ЖАТ, становится необходимым и обязательным создание нового класса комплекса диагностирования перегонных устройств ПК АДК-СЦБ, взаимоувязанного со станционным СК АДК-СЦБ, КДК-ШЧД и ДДЦ-ТДМ (рис.1).

В главе предложены концепция и принципы построения нового комплекса автоматизации диагностирования и мониторинга перегонных устройств. Сформулированы 10 принципов, которые должны стать основополагающими при построении ПК АДК-СЦБ.

Сформулированы задачи и функциональные возможности, состав новых аппаратных средств, принципы организации ЛВС на сигнальных установках и переездах. Входящие в состав ПК АДК-СЦБ блоки автоматики станционные БАс обеспечивают взаимодействие с блоками БАп перегонного
комплекса и АРМа ШН, а также увязку с СК АДК-СЦБ и/или другими
системами линейного и верхнего уровня.

Рис. 1 Станционные и перегонные диагностические комплексы

В состав ИВК-ТДМ входят распределенные (до 30шт.) по релейным шкафам блоки автоматики перегонные БАп, которые содержат модули МДАВ2 с субблоками, микромодули дискретного и аналогового ввода. В блоке БАс предусмотрены порты вывода и передачи информации о состоянии перегонных устройств в смежные системы ЖАТ.

В первой главе также дано обоснование возможности и необходимости реализации нового подхода к автоматизации технического обслуживания АТО устройств ЖАТ, базирующегося на результатах диагностирования станционным и вновь создаваемым перегонным ПК АДК-СЦБ. Для этого сформулированы в новой редакции (взамен существующих) 18 технологических карт технического обслуживания на основе опыта эксплуатации СК АДК-СЦБ на реальных объектах и разработаны требования к комплексу
задач АТО.

Вторая глава содержит теоретические подходы, методы и модели,
поддерживающие разработку ПК АДК-СЦБ, решение задач диагностирования, выявление диагнозов, требующих оперативное устранение неисправностей, а также, решение комплекса задач КЗ АТО.

Дана адаптация логико-алгебраического дискретного анализа и синтеза принципиальных электрических схем, используемых в диагностировании перегонных устройств. В задачу анализа входит выяснение поведения автомата при каких-либо повреждениях. Применительно к комбинационным схемам условия их работы определяются рабочими и запрещенными наборами входных воздействий каждого выхода автомата. По полученным логическим
выражениям для каждого выхода строится таблица истинности.

Апробация алгоритма выполнена на примере анализа релейно-контактной схемы, имеющей четыре входа и два выхода
и. Логические выражения выходов следующие:

(1)

. (2)

Чтобы установить условия функционирования заданной схемы были построены таблицы истинности логических выражений выходов и.
По рабочим и запрещенным наборам, полученным в таблицах истинности, были определены условия работоспособности (неработоспособности) схемы комбинационного автомата.

Можно утверждать, что таблицы истинности – это основа формирования правил вывода БЗ и алгоритмов диагностирования устройств ЖАТ.

Для идентификации сбоев перегонных устройств использование такого метода позволило сформулировать 8 правил вывода для задачи диагностирования устройств частотного диспетчерского контроля ЧДК, 12 правил вывода для диагностирования схем кодирования РЦ и 5 правил для диагностирования дешифратора кодов на проходной сигнальной установке.

Ниже, в качестве примера, приведены два правила вывода, сформулированные по результатам анализа и синтеза диагностической задачи «Кодирование РЦ числовой кодовой АБ». Эти правила содержат условия формирования протоколов «Отсутствие кодирования» для движения в неправильном направлении «Н» = 0 (3) и в правильном направлении «Н» = 1 (4).



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.