Алгоритмы и структурные решения для построения автоматизированной системы мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети

2. Energeticheskaia strategiia zheleznodorozhnogo transporta na period do 2010 goda i na per-spektivu do 2020 goda (Energy Strategy of railway transport for the period until 2010 and until 2020), Moscow, 2004, 14 p.

3. Bobrov E. G. Optimizing the load mode semiconductor rectifier traction substations [Opti-mizatsiia nagruzochnykh rezhimov poluprovodnikovykh vypriamitelei tiagovykh podstantsii]. Bulletin VNIIZhT, 1982, no. 5, pp. 23 - 27.

4. Nikolaev G. A. Economical modes mercury rectifiers [Ekonomichnye rezhimy raboty rtut-nykh vypriamitelei]. Industrial power, 1967, no. 11, pp. 23 - 26.

5. Metodika vybora ustavok rezhimnoi avtomatiki preobrazovatel'nykh agregatov tiagovykh podstantsii postoiannogo toka (Methods of selecting the settings secure automation converting units of traction substations DC), Moscow, 2012, 32 p.

6. Tekhnicheskoe ukazanie TsE №P-151-82. Ob organizatsii teplovogo kontrolia i rezhimov raboty vypriamitelei tiagovykh podstantsii (On the organization of the thermal control and the mode rectifier traction substations), Moscow, Glavnoe upravlenie elektrifikatsii i energeticheskogo khoziaistva MPS SSSR, 1982.- 4 p.

7. Chernorai V. A. Evaluating the effectiveness of the automatic on-off reserve conversion units based on the analysis of load curves [Otsenka effektivnosti primeneniia avtomaticheskogo vkliucheniia-otkliucheniia rezervnykh preobrazovatel'nykh agregatov na osnove analiza grafikov nagruzki]. Materialy nauchno-prakticheskoi konferentsii, posviashchennoi Dniu rossiiskoi nauki «Innovatsionnye proekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte» (Materials of scientific-practical conference dedicated to the Day of Russian Science «Innovation projects and technologies in education, industry and transport»). - Omsk, 2014, pp. 264 - 272.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Чернорай Виталий Анатольевич

Западно-Сибирская дирекция по энергообеспечению (Зап.-Сиб. НТЭ).

Леконта ул., 20, г. Омск, 644121, Российская Федерация.

Ст. электромеханик ДЭЛ Зап.-Сиб. НТЭ. Тел.: +7 (3812) 44-27-61. E-mail: Chernorayva@mail.ru

INFORMATION ABOUT THE AUTHOR Chernorai Vitaly A.

West Siberian Directorate for energy supply (W-Sib NTE).

20, Lecomte st., Omsk, 644121, the Russian Federation.

Senior Electrician REL W-Sib NTE. Phone: +7 (3812) 44-27-61. E-mail: Chernorayva@mail.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Чернорай, В. А. Оценка эффективности применения режимной автоматики резервных преобразовательных агрегатов на основе анализа графиков нагрузки при существующих уставках [Текст] / В. А. Чернорай // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 4 (28). - С. 115 - 124.

Chernorai V. A. Evaluating the effectiveness of secure automation of backup conversion units based on the analysis of load curves with the existing setpoints. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 28, no. 4, pp. 115 -124. (In Russian).

УДК 621.317:004.7

А. А. Лаврухин, А. Г. Малютин, А. С. Окишев, А. Б. Кильдибеков

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

АЛГОРИТМЫ И СТРУКТУРНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ФИДЕРАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Аннотация. Рассматривается концепция развития автоматизированной системы, предназначенной для мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети постоянного тока. Система основана на

124 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

—— faV 1 V

ранее разработанном прототипе, введенном в эксплуатацию, и отличается от него новыми решениями, позволяющими достаточно просто выполнять развертывание системы, ее масштабирование и при необходимости перенос с одного объекта на другой. Описываются основные проектные решения, связанные с выбором архитектуры и ключевых алгоритмов, а также функции и потенциальные возможности системы.

Ключевые слова: электроснабжение железных дорог, фидер контактной сети, выпрямитель, электроэнергия, измерение, передача данных, точность, алгоритм, автоматизация.

Andrey A. Lavrukhin, Andrey G. Malyutin, Andrey S. Okishev, Askar B. Kildibekov

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation,

ALGORITHMS AND STRUCTURAL SOLUTIONS FOR CONSTRUCTION THE SYSTEM OF MONITORING AND ELECTRICITY METERING ON THE FEEDERS OF THE

CONTACT NETWORK

Abstract. We propose the concept of the new system for monitoring and electricity metering on the feeders of the D.C. contact network. The system is based on previously designed prototype that has been put into operation, and differs from it in new solutions that allow to achieve greater mobility and simple scalability. We describe the basic technical solutions, the system functions as well as its potential.

Keywords: electricity railways, feeder of contact network, rectifier, electric power, measurement, data transfer, accuracy, algorithm, automation.

Автоматизированная система мониторинга и учета электроэнергии (АСМУЭ) на фидерах контактной сети постоянного тока предназначена для оперативного мониторинга следующих информативных параметров с локализацией по времени и месту: напряжение, ток, активная мощность, интегральная величина расхода электроэнергии [1 - 4].

Измерение тока и напряжения осуществляется с частотой дискретизация 16000 Гц, что позволяет не только с высокой точностью определять их действующие значения, мощность, принятую и переданную энергию, но и выполнять гармонический анализ сигналов и анализировать форму сигналов токов и напряжений. Класс точности измерения тока и напряжения 0,5.

В штатном режиме система предоставляет информативные параметры для наблюдения и хранения с периодами 1 с, 3 с, 6 с, 60 с, 30 мин. На основе данной телеметрической информации АСМУЭ может использоваться для решения широкого круга задач, связанных с изучением реальных процессов, происходящих в системе электроснабжения:

определение расхода электрической энергии по межподстанционным зонам с указанием полученного расхода от смежных тяговых подстанций, определение усредненного значения места токораздела и дополнительных технологических потерь в тяговой сети от смещения точки токораздела;

определение значения перетоков энергии по шинам тяговых подстанций постоянного тока с указанием процента энергии перетока от расхода энергии на тягу поездов; оценка ущерба от повышенных перетоков, заключающегося в увеличении технических потерь в смежных межподстанционных зонах;

расчет усредненных значений напряжений на шинах тяговых подстанций, отклонений напряжений смежных подстанций выше установленного уровня;

выявление тяговых подстанций с повышенным и пониженным расходом, находящихся в идентичных условиях;

обнаружение технологических потерь в оборудовании тяговых подстанций (выявление тяговых подстанций с повышенными технологическими потерями);

повышение эффективности работы оборудования тяговых подстанций и выявление устройств, работающих в неэффективных режимах.

Модернизированный вариант АСМУЭ основан на ранее разработанном прототипе, введенном в эксплуатацию, и отличается от него новыми решениями. Далее представим наиболее важные из этих решений, направленные на повышение надежности и гибкости системы,

а также алгоритмы, благодаря которым достигается уменьшение методических погрешностей измерений.

I. Архитектура модернизированной АСМУЭ.

АСМУЭ является иерархической трехуровневой территориально распределенной автоматизированной системой [5 - 7]:

1-й уровень включает в себя информационно-измерительные комплексы (ИИКи), которые выполняют функцию измерения и получения информативных параметров;

2-й уровень - информационно-вычислительные комплексы электроустановки (ИВКЭ) подстанций, каждая из которых состоит из устройств сбора и передачи данных (УСПД) и концентратора данных, предназначенного для получения и временного хранения информативных параметров с ИИКов;

3-й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), который реализует функции централизованного сбора, хранения и представления основных информативных параметров.

В состав АСМУЭ входит также система обеспечения единого времени (СОЕВ), которая реализована на всех уровнях иерархии и обеспечивает единое время на всех компонентах системы. Синхронизация времени системы производится с точностью 5 с относительно мирового времени. Это позволяет осуществлять интеграцию с другими системами учета электроэнергии, установленными, например, на подвижном составе. Точность синхронизации времени внутри системы определяется различными факторами. В нормальном режиме ошибка синхронизации имеет значение порядка 10 мс. При отказах отдельных компонентов системы ошибка синхронизации, как правило, не выходит за пределы 200 мс.

Средства измерения ИИК, устанавливаемые на вводах 3,3 кВ выпрямительно-преобразовательных агрегатов и фидерах контактной сети тяговой подстанции, представляют собой измерительные преобразователи, выполняющие измерение тока и напряжения, вычисление мощности, принятой и переданной энергии, оперативное хранение полученных показаний и их передачу на концентратор данных (рисунок 1). Измерение тока осуществляется посредством токового шунта, установленного штатно на всех устройствах тяговых подстанций, измерение напряжения - посредством резистивного делителя, находящегося внутри корпуса измерительного модуля.

Измерительная часть системы унаследована из ее прототипа и описана в источниках

[5 - 7].

Рисунок 1 - Основные модули ИИКа и схема его подключения

Отличительной особенностью мобильного варианта АСМУЭ является возможность ее быстрого развертывания и монтажа оборудования 1-го уровня на тяговой подстанции, что позволяет с меньшими затратами выполнять масштабирование системы или ее перенос на новые участки системы тягового электроснабжения для выполнения диагностики. Это реализовано за счет применения беспроводных технологий передачи данных (21§Бее) и использования модуля питания, подключаемого непосредственно к шине высокого напряжения, благодаря чему исключается необходимость монтажа проводных соединений.

Концентратор ИВКЭ, выполненный на базе промышленного компьютера, является шлюзом для получения и временного хранения информативных параметров с ИИКа и передачи

126 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

—— 1 V

полученных данных на ИВК. На рисунке 2 приведена структурная схема концентратора, в которой можно выделить следующие основные элементы:

- промышленный компьютер (с соответствующими интерфейсами);

- сенсорный ЬСБ-монитор для отображения данных измерения и управления;

- ИББ-модуль 21§Бее для взаимодействия с ИИКом;

- ИББ-модуль ОРБ/ГЛОНАСС для обеспечения синхронизации времени и определения местоположения.

Модуль

Рисунок 2 - Структурная схема концентратора

Информационно-вычислительный комплекс представляет собой совокупность оборудования, предназначенного для сбора данных с информационно-вычислительных комплексов электроустановки подстанций и информационно-измерительных комплексов. ИВК выполняет накопление данных с ИИКа, ИВКЭ, обработку, архивацию, долговременное хранение и предоставление пользователям и эксплуатационному персоналу регламентированного доступа к результатам мониторинга энергетических показателей.

В состав ИВК может входить автоматизированное рабочее место диспетчера (АРМ), которое укомплектовано программным обеспечением, предназначенным для просмотра информативных параметров в табличном и графическом виде.

Главными элементами ИВК являются

- средство сопряжения устройства сбора и передачи данных и сети передачи данных;

- сервер системы сбора данных телеметрии (ССДТ);

- сервер телеметрических приложений (СТП);

- элементы системы обеспечения единого времени (СОЕВ).

Основным программным средством ИВКа является сервис системы сбора данных телеметрии, который выполнен в виде службы ССДТ и выполняет следующие базовые функции:

- автоматический сбор результатов измерений с ИИКа и ИВКЭ;

- автоматический сбор данных о состоянии ИИКа и ИВКЭ;

- контроль достоверности данных;

- довосстановление данных (после восстановления работы каналов связи, восстановления питания и т. п.);

- автоматическое хранение результатов измерений, журналов событий ИИКа, УСПД и системы (не менее трех лет);

- ведение журналов различных событий и ошибок, произошедших в системе.

Сервер телеметрических приложений обеспечивает доступ пользователей и эксплуатационного персонала к данным телеметрии.

Взаимодействие ИВКЭ и ИВК осуществляется по проводной сети передачи данных (СПД) или при нахождении в зоне покрытия беспроводных сетей с использованием беспроводных технологий передачи данных (GSM, GSM-R, UMTS, LTE).

II. Алгоритм вычисления усредненных электрических параметров.

В системе АСМУЭ выполняются первичные измерения двух параметров - напряжения и тока, пример результатов измерений в виде осциллограмм тока и напряжения приведен на рисунке 3, пример амплитудных спектров - на рисунке. 4. Результаты измерений могут предоставляться системой по запросу либо использоваться для детального автоматического анализа, если, например, на базе АСМУЭ будет построена система регистрации событий или диагностики неисправностей в электрических сетях [5 - 7].

Рисунок 3 - Пример зарегистрированных осциллограмм тока и напряжения на 12-пульсовом выпрямителе

Номер гармоники

Рисунок 4 - Пример амплитудных спектров тока и напряжения на 12-пульсовом выпрямителе

Результаты измерений и расчетные величины мощности, энергии, принятой в точке учета, и энергии, отданной через точку учета, усредняются на интервалах 1, 3 или 6 с и др. На практике сигналы токов и напряжений имеют пульсирующий характер, их постоянная составляющая может изменяться достаточно быстро, а величина тока может даже менять знак в пределах одного периода усреднения. Поэтому необходимо выбрать формулы расчета усредненных электрических величин с учетом этих особенностей.

1. Мощность за заданный интервал усреднения длительностью Т следует вычислять через мгновенные значения тока и напряжения по формуле:

P = - i u (t)i(t)dt.

t i

Далее будем считать найденную по формуле (1) мощность Рэт как эталонную для оценки точности различных алгоритмов. Наиболее точному алгоритму должны соответствовать такие усредненные на интервале Т ток 1Т и напряжение иТ, чтобы вычисленная по этим значе-

128 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

—— faV 1 V

ниям мощность PT = UTIT была наиболее близка к Pэт. Вычислительную погрешность каждого алгоритма будем определять по формуле:

5 = 1^-Г) / Pэт|-100 %.

2. Вычисляемые значения тока и напряжения можно считать действующими, поскольку ток в электрических сетях железных дорог используется в первую очередь для совершения работы. Тем не менее поскольку рассматривается постоянный, а не переменный (синусоидальный) ток, не является очевидным то, что требуется применять формулы среднеквадратичного усреднения на периоде 0,02 с.

3. Если выполняются условия баланса мгновенных токов и мощностей (сумма всех токов на выпрямителях равна алгебраической сумме токов, проходящих через фидеры), то эти условия должны соблюдаться и для усредненных значений в пределах интересующих интервалов времени.

Вычисления усредненных значений можно проводить поэтапно: сначала - усреднение на интервалах шириной 0,02 с (соответствующих одному периоду промышленной частоты 50 Гц), затем - на интервалах 1 с, затем - на любых других интервалах, например 3 с. Для обеспечения сохранности данных при различных вероятных сбоях в системе удобнее всего получать усредненные значения на интервалах 1 с, которые краткосрочно хранятся в счетчиках, а далее по этим секундным значениям вычислять значения на более крупных интервалах (3 с или больше).

Рассмотрим два варианта алгоритма: на первом этапе выполняется усреднение на интервале 0,02 с, на втором этапе - на интервале 1 с и сразу выполняется усреднение на интервале 1 с.

Рассмотрим усреднение по двум формулам: среднего арифметического и среднего квадратичного.

Комбинируя эти варианты, можно получить следующее множество двухэтапных алгоритмов вычисления усредненных тока и напряжения на интервале 1 с:

1) вычисление средних арифметических на интервале 0,02 с и средних арифметических на интервале 1 с;

2) вычисление средних квадратичных на интервале 0,02 с и средних арифметических на интервале 1 с;

3) вычисление средних квадратичных на интервале 0,02 с и средних квадратичных на интервале 1 с.

Варианты одноэтапного вычисления на интервале 1 с будут эквивалентны одному из перечисленных выше: вычисление среднего арифметического соответствует варианту 1, а вычисление среднего квадратичного - варианту 3.

Наибольшее различие значений будет в тех случаях, когда измеряемый ток имеет большие изменения за короткий промежуток времени (считаем это первым фактором появления погрешностей). По полученным экспериментальным наблюдениям в системе возможно изменение тока в точке учета на сотни и тысячи ампер в течение 2 - 3 с. Рассмотрим такой вариант, для которого сигналы тока и напряжения на интервале времени длительностью 3 с показаны на рисунке 5.

В соответствии с описанными алгоритмами получены относительные вычислительные погрешности усредненной мощности, они приведены в таблице. Необходимо заметить, что основным неотделимым компонентом полученных вычислительных погрешностей является методическая погрешность в соответствии с различными алгоритмами вычисления.

Наличие в сигналах пульсаций приводит к тому, что при отклонениях частоты от точного значения 50 Гц в рассматриваемые интервалы будет попадать нецелое количество периодов сигнала. Это является вторым фактором появления погрешностей. На примере экспериментальных токов и напряжений были проведены вычислительные эксперименты, которые

показали, что уже при относительных отклонениях частоты, превышающих 0,1 Гц, возникает ошибка вычисления мощности, порядок которой приведен в таблице. Вычисления были проведены при постоянном среднем токе.

Рисунок 5 - Экспериментальные сигналы тока и напряжения Относительные вычислительные погрешности усредненной мощности на интервале 3 с

Алгоритм Погрешность 5 при изменяющемся токе, % Погрешность 5 при отклонении частоты, %

Среднеарифметическое усреднение на всех интервалах Среднеквадратичное усреднение на интервалах времени 0,02 с, на последующих - среднеарифметическое усреднение Среднеквадратичное усреднение на всех интервалах 0,009 0,035 1,299 < 0,025 < 0,065 < 0,070

Как видно из данных таблицы, наименьшая ошибка получается при использовании среднеарифметического усреднения на любых интервалах времени. Нужно заметить, что это характерно только для сетей постоянного тока. Среднеквадратичное усреднение на интервалах, превышающих 0,02 с, использовать не следует. Допустимо выполнять среднеквадратичное усреднение на интервале 0,02 с, тогда суммарная вычислительная ошибка не должна превышать 0,1 %. Поскольку был рассмотрен экстремальный вариант, при котором ток меняется очень быстро, ошибка чаще будет определяться только второй составляющей и составит 0,025 - 0,065 %.

III. Алгоритмы обмена данными.

Взаимодействие ИИКов, концентраторов и других устройств нижнего уровня с сервисом системы сбора данных телеметрии ИВК (далее - сервис) происходит путем обмена сообщениями [5, 6], которые состоят из заголовка и тела сообщения (блок данных). Заголовок сообщения имеет следующую структуру:

- преамбула;

- длина тела сообщения;

- тип сообщения;

- номер сообщения (используется, если сообщение является частью цепочки связанных по смыслу сообщений).

Тело сообщения в формате CSV (или JSON) содержит либо текстовые строки измеренных величин и спектра, журналы, состояния, либо другие данные в зависимости от типа сообщения. В конце блока данных метка о завершении сообщения не указывается, поскольку в заголовке хранится его длина.

Тела сообщения для всех видов информации содержат временные метки, которые имеют следующую структуру: год_месяц_день (формат yyyy_mm_dd).

Рассмотрим основные этапы алгоритма обмена сообщениями между ИИКом и сервисом системы сбора данных телеметрии ИВКом).

130 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

—— faV 1 V

ИИК самостоятельно инициирует сеанс связи с сервисом при наличии постоянного соединения по сети передачи данных или при нахождении в зоне покрытия беспроводной сети. После установления соединения ИИК передает сервису сообщения авторизации, местоположения и о временной отметке.

Если данные в сообщении авторизации корректные, то сервис отправляет в ИИК сообщение успешной авторизации. Если ИИК данное сообщение получает, то он начинает передавать информацию в соответствии с алгоритмом обмена сообщениями, специфичным для передаваемой информации.

Получение каждого сообщения сервис подтверждает посылкой сообщения состояния обмена, если не указано иное. ИИК при получении кода состояния обмена, отличного от корректного, повторяет передачу сообщения, которая завершилась неудачно.

Сообщения ИИКа могут поступать на сервис как отдельно, так и в общем потоке данных. Каждое из этих сообщений требует ответа. Может возникнуть ситуация, когда в потоке данных от одного ИИКа встретятся более одного блока, требующего ответа сервиса. Во избежание подобных ситуаций сервис отвечает на сообщение, которое первым встретилось в потоке данных, последующие сообщения ИИКа игнорируются. Забота о том, чтобы в одном потоке данных не встретилось несколько блоков, требующих ответа сервиса, возложена на ИИК.

ИИК в случае отсутствия связи с сервисом хранит регистрируемые параметры в течение месяца. После установления соединения с сервисом ИИК передает сохраненную информацию. Приоритет предоставляется информации, регистрируемой в реальном режиме времени.

При отсутствии сообщений от ИИКа на величину, большую, чем значение установленного таймаута ожидания, сервис закрывает соединение для данного ИИКа. При отсутствии сообщений от сервиса более таймаута ожидания ИИК закрывает соединение и повторяет попытку связи через временной промежуток таймаута повтора запроса.

Учитывая тот факт, что служба сбора данных телеметрии является сетевой и предназначена для удаленного взаимодействия с большим количеством ИИКов и концентраторами, она реализована по многопоточному и асинхронному принципам. Многопоточность позволяет достичь более эффективного использования ресурсов вычислительной машины за счет параллельного или псевдопараллельного исполнения не связанных программных задач. Асинхронность необходима для действий, которые потенциально являются блокирующими, например, когда приложение работает в сети. Например, взаимодействие сервиса и некоторого ИИКа иногда осуществляется медленно или с задержкой. Если такое действие блокируется сервисом в пределах синхронного процесса, все сеансы связи с другими ИИКами вынужденно переходят в состояние ожидания. В случае асинхронного процесса независимо от завершения блокирующей задачи сервис может перейти к следующей операции, а потом вернуться к исходной задаче.

IV. Методы обеспечения точности синхронизации измерений.

Система АСМУЭ, выполняющая сбор показаний с точек учета, должна обеспечить точную привязку этих показаний к единому времени, т. е. можно говорить о синхронизации времени в рамках распределенной системы учета, и требования к точности такой синхронизации очень высоки: допустимая величина отклонения составляет единицы миллисекунд.

Наиболее точная синхронизация возможна только по эталонному мировому времени с использованием максимально быстрых и стабильных средств связи. Таким средством является GPS/ГЛОНАСС. Тем не менее в системе на разных уровнях применяется принцип резервирования (избыточности) за счет задействования параллельных подсистем, выполняющих какие-либо другие основные функции. Так, в нормальном режиме работы синхронизация времени осуществляется через приемник GPS/ ГЛОНАСС, который подключен к коммутатору концентратора подстанции и выполняет роль NTP-сервера (сервера точного времени, использующего протокол NTP). В случае отказа одного из элементов этой цепочки, предусмотрено переключение на другой источник точного времени. Таким резервным источником

является ИВК, также оснащенный приемником ОРБ/ГЛОНАСС. Фактически для счетчиков безразлично, что будет являться сервером точного времени.

Проблема протокола КТР состоит в том, что точность значительно зависит от качества связи и в реальных условиях этот протокол может приводить к рассинхронизации в сотни миллисекунд, если источником эталонного времени становится ИВК. Поэтому в системе применяется усовершенствованный протокол КТР. Суть его заключается в том, что величина коррекции времени, полученная по стандартному протоколу, пропускается через фильтр экспоненциального сглаживания. Преимущество такой фильтрации заключается в том, что это фильтр первого порядка, значит, достаточно хранить только одно значение величины коррекции (с предыдущего момента коррекции часов реального времени). Устойчивость алгоритма можно повысить за счет увеличения порядка фильтра и более частых обращений к ИВК.

По данным проведенных экспериментов усовершенствованный протокол синхронизации в условиях плохого качества связи позволяет повышать точность синхронизации более чем на порядок.

Основные выводы и результаты:

1. Разработана структура усовершенствованной автоматизированной системы мониторинга и учета электроэнергии, позволяющая осуществлять быстрое развертывание ИИК и ИВКЭ на тяговых подстанциях за счет применения беспроводных технологий и иных доступных средств передачи данных. Сокращаются также временные и иные затраты при перенастройке и перемещении системы с одного обследуемого участка железной дороги на другой.

2. Разработан комплекс алгоритмов и технических решений, направленных на повышение точности синхронного измерения и формирования информативных параметров в системе тягового электроснабжения. Работоспособность и эффективность новых алгоритмов проверена на их прототипе.

3. Установлено, что для сетей постоянного тока при измерении и вычислении усредненных значений выпрямленных напряжений и токов на любых временных интервалах, кратных 0,02 с, следует применять формулу среднего арифметического.

Список литературы

1. Черемисин, В. Т. Единая автоматизированная система учета электроэнергии на электроподвижном составе (ЕАСУЭ ЭПС) постоянного тока [Текст] / В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков, А. Л. Каштанов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2013. - № 3. - С. 108 - 113.

2. Черемисин, В. Т. Автоматизированный мониторинг энергетической эффективности работы электроподвижного состава ОАО «РЖД» [Текст] / В. Т. Черемисин, Д. В. Пашков, С. Ю. Ушаков // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2014. -№ 3. - С. 87 - 91.

3. Ожегов, А. Н. Системы АСКУЭ: Учебное пособие [Текст] / А. Н. Ожегов / Вятский гос. ун-т. - Киров, 2006. - 102 с.

4. Измерение. ЯИ - Системы АСКУЭ (АИИС) для рынка электроэнергии. Счетчики электроэнергии, воды и тепла [Электронный ресурс] / Компания «Эльстер Метроника». - М., 2008. - Режим доступа: http://www.izmerenie.ru/

5. Принципы построения информационной системы мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети [Текст] / С. Н. Чижма, А. А. Лаврухин и др. // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2015. - № 3 (23). - С. 94 - 104.

6. Информационная система оперативного контроля параметров электроэнергии в сети тягового электроснабжения [Текст] / С. Н. Чижма, А. А. Лаврухин и др. // Интеллектуальные технологии на транспорте. - Санкт-Петербург, 2015. - № 2. - С. 10 - 19.

132 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

—— 1 V

7.: Пат. 165423 Российская Федерация МПК В60М3/00, H02J1/00. Блок мониторинга и учета электроэнергии. В. Т. Черемисин, С. Н. Чижма, М. М. Никифоров, А. А. Лаврухин, А. Г. Малютин, А. С. Окишев, Ю. В. Плотников, А. В. Дегтерева; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. - 2015151245/11; заявл. 30.11.2015; опубл. 20.10.2016, Бюл. № 29. - 4 с.

References

1. Cheremisin V. T. Edinaya avtomatizirovannaya sistema ucheta elektroenergii na el-ektropodvizhnom sostave (EASUE EPS) postoyannogo toka [The uniform automated system of electricity metering in electric rolling stock (EASA EPS) DC] / V. T. Cheremisin, S. U. Ushakov, A. L. Kashtanov // Izvestia Transsiba [Proceedings Of The TRANS-Siberian Railway], 2013, № 3, P.108 - 113.

2. Cheremisin V. T. Avtomatizirovannyy monitoring energeticheskoy effektivnosti raboty el-ektropdvizhnogo sostava OAO «RZhD» [Automated monitoring of energy efficiency ehlek-tropodvizhnogo of the JSC "RZD"] / V. T. Cheremisin, D. V. Pashkov, S. U. Ushakov // Izvestia Transsiba [Proceedings Of The TRANS-Siberian Railway], 2014, № 3, P. 87 - 91.

3. Ozhegov, А. N. Sistemy ASKUE: Uchebnoe posobie [AMR system: study guide] / А. N. Ozhegov. - Kirov: ViatSU, 2006. 102 p.

4. Sistemy ASKUE (AIIS) dlia rynka elektroenergii. Shetchiki elektroenergii, vody, tepla [AMR system (AIIS) for the electricity market. Electricity meters, water and heat] / The Company «Elster Metronica»: Available at http://www.izmerenie.ru/ (accessed 1 May 2015).

5. Chizhma S. N. Printsipy postroeniia informatsionnoi sistemy monitoringa i ucheta elektroenergii na fiderakh kontaktnoi seti / S. N. Chizhma, A. A. Lavrukhin, A. S. Okishev, A. G. Maliutin // Izvestiia Transsiba, 2015, № 3 (23), C. 94 - 104.

6. Chizhma S. N. Informatsionnaia sistema operativnogo kontrolia parametrov elektroenergii v seti tiagovogo elektrosnabzheniia / S. N. Chizhma, A. A. Lavrukhin, A. G. Maliutin, A. S. Okishev // Informatsionnye intellektual'nye tekhnologii, 2015, № 2, S. 10 - 19.

7. Cheremisin V. T., Chizhma S. N., Nikiforov M. M., Lavrukhin A. A., Maliutin A. G., Okishev A. S., Plotnikov Iu. V., Degtereva A. V. Blok monitoringa i ucheta elektroenergii. Patent na poleznuiu model' RUS 165423 30.11.2015

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Лаврухин Андрей Александрович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и системы управления», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 31-05-89.

E-mail: LavruhinAA@omgups.ru

Малютин Андрей Геннадьевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Автоматика и системы управления», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 31-05-89.

E-mail: MalyutinAG@omgups.ru

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Lavrukhin Andrey Aleksandrovich

Omsk State Transport Univirsity (OSTU). 35, Marx av.m Omsk, 644046, Russia. Candidate of Technical Sciences, the senior lecturer of the department «Automatic and control systems», OSTU.

Phone: (3812) 31-05-89. E-mail: LavruhinAA@omgups.ru

Malyutin Andrey Gennadievich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx av., Omsk, 644046, Russia. Candidate of Technical Sciences, head of the department «Automatic and control systems», OSTU. Phone: (3812) 31-05-89. E-mail: MalyutinAG@omgups.ru

Окишев Андрей Сергеевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и системы управления», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 31-05-89.

E-mail: OkishevAS@omgups.ru

Кильдибеков Аскар Бакирович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и системы управления», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 31-05-89.

E-mail: KildibekovAB@omgups.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Алгоритмы и структурные решения для построения автоматизированной системы мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети [Текст] / А. А. Лаврухин, А. Г. Малютин и др. // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. -2016. - № 4 (28). - С. 124 - 134.

Okishev Andrey Sergeevich

Omsk State Transport Univirsity (OSTU).

35, Marx av.m Omsk, 644046, Russia.

Candidate of Technical Sciences, the senior lecturer of the department «Automatic and control systems», OSTU.

Phone: (3812) 31-05-89.

E-mail: OkishevAS@omgups.ru

Kildibekov Askar Bakirovich

Omsk State Transport Univirsity (OSTU).

35, Marx av.m Omsk, 644046, Russia.

Candidate of Technical Sciences, the senior lecturer of the department «Automatic and control systems», OSTU.

Phone: (3812) 31-05-89.

E-mail: KildibekovAB@omgups.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Lavrukhin A. A., Malyutin A. G., Okishev A. S., Kildibekov A. B. Algorithms and structural solutions for construction the system of monitoring and electricity metering on the feeders of the contact network. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 28, no. 4, pp. 124 -134. (In Russian).

УДК 656.1.5

А. А. Белов1, А. Н. Ларин2

военная академия РВСН им. Петра Великого (ВА РВСН), г. Серпухов, Российская Федерация. 2 Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА

Аннотация. В статье рассматривается решение задачи организации эксплуатационного контроля элементов подвижного состава на основе методов статистического определения качества, получивших широкое применение при анализе дефектов текущего производства. Задача решается на примере проведения контрольно-диагностических операций, по результатам выполнения которых делается заключение о техническом состоянии элементов подвижного состава. Предлагаемый в статье подход позволяет учитывать апостериорную информацию и тем самым оптимизировать объем проводимых работ. Полученные результаты могут быть использованы при решении комплекса задач по снижению ресурсоемкости системы ремонта и содержания подвижного состава.

Ключевые слова: эксплуатационный контроль, контрольно-диагностические операции, ремонт и содержание подвижного состава, параметрический контроль, последовательный анализ.

Alexander A. Belov1, Andrey N. Larin2

:Military Academy of SMF named after Peter the Great, (MA SMF), Serpukhov, the Russian Federation.

2Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

ORGANIZATION OF OPERATIONAL CONTROL BY METHOD OF THE CONSECUTIVE ANALYSIS

Abstract. In article the solution of a task of the organization of operational monitoring of elements of the rolling stock on the basis of the methods of statistical definition of quality which were widely used in the analysis of defects of

134 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(28) 2016

: —— faV 1 V