Фильтруй сигнал!
10 апреля 2023 - 15:01
Иркутские учёные создают новый цифровой фильтр для приёмного устройства автоматической локомотивной сигнализации.
В условиях действия электромагнитных помех умный прибор позволит минимизировать количество сбоев в работе локомотивных устройств безопасности и увеличить на 3,6 км/ч участковую скорость подвижного состава, оборудованного системами типа АЛСН.
Главным подтверждением качества разработанной в стенах Иркутского государственного университета путей сообщения математической модели цифрового фильтра стал полученный месяц назад патент на изобретение от Федерального института промышленной собственности. На старте – этап создания опытного образца.
Авторами технической идеи «Приёмное устройство автоматической локомотивной сигнализации с функцией восстановления полезного сигнала» являются учёные кафедры «Автоматика, телемеханика и связь». И это их вторая за последние два года разработка по теме, одобренная Роспатентом. В 2020-м был получен патент на изобретение «Полосовой цифровой фильтр для автоматической локомотивной сигнализации».
Доктор технических наук, профессор Владислав Демьянов и кандидаты технических наук, доценты заведующий кафедрой Андрей Пультяков и Максим Скоробогатов предметно занимаются вопросами совершенствования идеи по замене аналоговых фильтров на цифровые в приёмном устройстве АЛСН – автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, обеспечивающей приём кодов из рельсовой цепи, фильтрацию полезного сигнала и его дальнейшую дешифрацию для воздействия на локомотивный светофор и тормозную систему. Можно сказать, продолжают взятый четверть века назад курс научной школы вуза в вопросах повышения помехоустойчивости работы автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия мощных электромагнитных помех, основанной доктором технических наук, профессором Виктором Шамановым. Сегодня он представляет Российский университет транспорта.
«Характеристики нашего фильтра гораздо лучше, чем у аналогового. И главное, на выходе восстановление сигнала проходит качественно. В условиях действия различных электромагнитных помех на кодовые комбинации сигнал, который поступает в локомотив с напольного оборудования, искажается. Если он правильно дешифруется, то и машинисту поступают правильные показания, соответствующие тем, что на напольных светофорах. Если же происходит сбой, когда показание локомотивного светофора не соответствует напольному, у машиниста возникает нештатная ситуация», – поясняет заведующий кафедрой Андрей Пультяков.
По словам учёного, за последнюю четверть века работниками всех причастных хозяйств, в том числе и автоматики и телемеханики, за счёт организационных и технических мероприятий удалось снизить количество сбоев АЛСН на ВСЖД со 120 тыс. до 2 тыс. случаев в год. Прогресс очевиден. «Мы предлагаем к внедрению технологию, которая позволить минимизировать количество сбоев на локомотивах, оснащённых системой АЛСН. А таких на магистрали почти половина», – приводит следующий аргумент Андрей Пультяков в пользу создания опытного образца с его дальнейшим испытанием в эксплуатационных условиях.
У Максима Скоробогатова в запасе ещё один аргумент в отношении цифрового фильтра.
«Любой сбой – это снижение скорости. Сокращение нештатных ситуаций у машиниста по причине искажённого сигнала в системе АЛСН позволит в целом увеличить участковую скорость на 3,6 км/ч», – говорит учёный, ссылаясь на расчёты, полученные во время создания математической модели приёмного устройства будущего.
Второе направление научной деятельности сотрудников кафедры АТС связано с дальнейшими перспективами применения на железнодорожном транспорте технологий спутниковой навигации. В этом году представители ИрГУПС провели эксперимент по приёму сигналов различных глобальных навигационных систем на Московской кольцевой железной дороге и готовятся продолжить испытания на полигоне Восточно-Сибирской. Сейчас учёные разрабатывают методику испытания глобальных систем на грузовых электровозах, чтобы в перспективе научиться чётко определять местоположение движущегося состава, его голову и хвост.
Третье, прикладное направление деятельности связано со смежной проблемой. Учёные кафедры готовятся провести эксплуатационные испытания разработанной в стенах вуза торцевой прокладки для изоляционного стыка рельсовых цепей. И у неё есть два преимущества над стандартной моделью, используемой повсеместно на дорогах страны. Во-первых, у детали имеются барьеры, которые будут защищать изостык от закорачивания окалиной или металлической стружкой, вызывающих короткое замыкание в рельсовой цепи. И второй момент: иркутские учёные сделали прокладку разборной. Эта модель, как говорит Андрей Пультяков, позволит менять торцевую изоляцию, вышедшую из строя, не разбирая изостык. В итоге работу по её смене можно будет проводить быстро и малыми силами, не обращаясь к движенцам за предоставлением технологического окна. Первые 30 экземпляров, созданных в рамках научно-технического сотрудничества ИрГУПС и московского предприятия АО «Литмашдеталь», в мае этого года будут установлены на полигоне Восточно-Сибирской дороги.
В составе авторской группы, разработавшей новую прокладку, также работники ВСЖД Виктор Мартыновский и Анатолий Наталин.