Интерпретация данных измерений вагон-лаборатории в системах поездной радиосвязи

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На графике 3 рис. 8 показаны теплопоступ-ления от системы отопления и суммарные тепло-потери здания во внешнюю среду. Из графика видно, что теплопотери зависят от изменения температуры окружающей среды. При уменьшении температуры наружного воздуха теплопотери растут. График теплопоступлений от системы отопления показывает, что наибольшие затраты тепла приходятся на первоначальный нагрев помещений, а затем для поддержания необходимой температуры требуется гораздо меньше теплоэнергии. Прерывистость графика теплопоступлений обусловлена наличием релейного регулятора в системе управления.

Из графиков на рис. 9 видно, что на первоначальный нагрев помещений до требуемой температуры затрачивается большая часть тепловой энергии. При этом теплоноситель в обратном трубопроводе, отдав свою теплоту нагреваемому помещению, имеет более низкую температуру, чем в режиме поддержания заданной температуры в помещении.

В результате получена математическая модель системы управления тепловым режимом в

здании, состоящем из нескольких помещений. Результаты моделирования проанализированы. Структура разработанной модели позволяет проводить исследования для зданий с различным взаимным расположением помещений, но при этом необходимо учесть теплоемкость строительных конструкций, что должно увеличить постоянную времени нагрева помещений. Модель позволяет использовать в составе системы управления любой тип регулятора, что будет показано в дальнейших исследованиях.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Пидченко Д. С., Сартаков В. Д. Анализ математической модели для теплового режима в помещении с учетом динамических характеристик объекта управления. - В кн. Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск: ИрГТУ, 2008, 189 с.

2. Roland S. Bums. Advanced Control Engineering. Oxford : Butterworth-Heinemann, 2001.

Унучков В. Е., Шурыгин С. А., Шустов Н. П. УДК 656.254

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВАГОН-ЛАБОРАТОРИИ В СИСТЕМАХ ПОЕЗДНОЙ РАДИОСВЯЗИ

1. Введение. Сети поездной радиосвязи (ПРС), организованные в гектометровом диапазоне волн (ГМВ) обеспечивают взаимный групповой канал и ведение переговоров поездного, локомотивного и энерго диспетчеров с машинистами локомотивов, находящихся в любой точке диспетчерского участка [1]. ПРС служит для оперативного управления движением и является важным элементом обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. От надежности работы ПРС во многом зависит эффективность управления процессом перевозок.

При организации ПРС ГМВ диапазона на электрифицированных участках железных дорог применяют индуктивный способ передачи, при котором электромагнитное поле не излучается в

окружающее пространство, а распространяется вдоль направляющей системы, расположенной вблизи полотна железной дороги. Данный способ позволяет увеличивать напряженность поля в точке приема и компенсировать высокий уровень помех, возникающих в системах энергоснабжения. В качестве направляющих систем используются специально подвешиваемые на опорах контактной сети или на отдельно стоящих опорах одно- и двухпроводные линии (волноводы), провода воздушных линий связи, линии электроснабжения и т.д. [2]. Для запитки таких линий высокочастотными сигналами, обхода силовых подстанций и искусственных сооружений, а также для устранения наведенных напряжений, в направляющих линиях устанавливают различные дополнительные

Дороеа Восточно—Сибирская Участок ИРКУТСК-ПАССАЖИРСКИЙ-ПЕТРОВСКИЙ ЗАВОД Переэон Посольская— Тимлюй направление четное ШЧ 7

Дата проверки 22.01.2006 поезд 904 локомотив, тип ВЛ—ЙОТ

тяга перемен

-<— Станция —*— Станция =>

Друзив сизналм

775

Сп

Й- 91 ^

а 3:

§ 79 о

э

г 67

чп о А

^ 55 43

Напр. линия ЬояноЬод — — Норма 72 дБмкВ

\ -

•Гч л

^ -Ч у к -

_ __ — - " -

/ "" - _- - — р- -. _ . 4 ^

щ

5525 552В 5527 552В 5529 5530 5531 5555 5533 5534 5535 553В 5537 553В 5535 5540 5541

Километраж, км

Рис. 1. Протокол измерения параметров поездной радиосвязи

элементы - фильтры, разделительные конденсаторы, заградительные резисторы и т.д. Таким образом, направляющая линия (НЛ) представляет собой сложную распределенную систему, и контроль ее состояния является важной технической задачей, поскольку именно состояние НЛ в первую очередь определяет качество связи. Как известно, на участках с электрической тягой переменного тока электромагнитные поля, возникающие вокруг проводов контактной сети и проводов высоковольтных линий, оказывают индуктивные влияния на находящийся вблизи волноводный провод. Наведенные напряжения, неоднородности волнового сопротивления, плохие климатические условия осложняют эксплуатацию направляющих линий и работу всех устройств ПРС. С течением времени из-за выхода из строя отдельных элементов, окисления контактов и т.д. в тракт передачи вносится дополнительное затухание, увеличивается уровень помех, и появляются области «мертвых» зон, где сигнал падает ниже минимально допустимого значения. Для обеспечения уверенной и бесперебойной связи необходимо вовремя выявлять и предотвращать опасные отказы. В связи с этим совершенствование существующих методов контроля и диагностики поездной радиосвязи является важной задачей.

В настоящее время для контроля состояния волноводного тракта ПРС используется вагон-лаборатория (ВЛ), оснащенная специальными средствами измерений. Проверка каналов поездной радиосвязи на второстепенных и основных направлениях происходит один раз и два раза в год соответственно, на участках обращения скоростных поездов и на основных маршрутах транспортных коридоров - ежеквартально. Для опреде-

ления параметров ПРС используются измерительные комплексы МИКАР, ИКАР и ИВК-радио [3]. Результатами этих измерений являются зависимости уровней сигнала и помех на входе приемника от расстояния вдоль контролируемого перегона. На рис. 1 в качестве примера показан один из протоколов результатов диагностики ПРС ГМВ по данным ВЛ. Данные снимались с помощью измерительного комплекса МИКАР. Как видно, представленные в протоколе данные имеют очень изменчивый характер, и определение по ним неисправностей направляющих линий является сложной задачей, требующей большого опыта.

Следует отметить, что не существует способа анализа данных, представленных на рис. 1, позволяющего определить неисправности НЛ. Определяются лишь области «мертвых зон», уровень помех и неисправности радиостанций. Сравнение результатов измерений, полученных в разное время на одном перегоне, в этих условиях может быть сделано только визуально, что не позволяет определить небольшие ухудшения параметров системы, вызванные плавной деградацией НЛ.В статье рассматривается возможность обобщенной интерпретации данных по измерениям вагон-лаборатории с использованием модели, описывающей зависимость изменения мощности принимаемого сигнала от расстояния вблизи НЛ.

2. Выбор модели. Как известно, для систем связи с подвижными объектами зависимость изменения мощности принимаемого сигнала Рс от

расстояния г между стационарным передатчиком и мобильным приемником является одной из главных особенностей их функционирования. Основные показатели систем связи - размеры зон обслу-

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

живания, необходимые энергетические параметры аппаратуры, уровни взаимных помех во многом зависят от характера изменения Рс (г).

Проанализируем возможности некоторых простых моделей для определения мощности сигналов Р (г) в системах ПРС. Сначала рассмотрим

степенную модель изменения Р (г), которая использовалась для описания распространения сигналов в работах [4,5]:

Рс

Здесь р - мощность сигнала на единичном расстоянии г от передатчика, у - показатель степени, характеризующий скорость изменения Р (г) . Заметим, что влияния направленных свойств стационарной и мобильной антенн может быть учтено при определении мощности Р , и отдельно их можно не рассматривать.

Модель (1) была использована в работе [5] для анализа распространения сигналов в системах мобильной связи железнодорожного транспорта. Было получено, что она хорошо согласуется со всеми приведенными в этой работе экспериментальными данными. Для ПРС ГМВ диапазона с применением НЛ параметр у имеет наименьшие по сравнению с другими системами значения, которые с вероятностью 95% лежат в диапазоне 1.2^2. К сожалению, применение модели (1) для описания сигналов в НЛ лишено физического смысла и оправдано только для сравнения с другими системами радиосвязи. Модель (1) подходит для систем связи с излучением радиоволн в окружающее пространство с применением антенн и может учитывать отражение от земной поверхности и ее свойства, дополнительные потери в осадках, рассеяние на элементах рельефа, в городских условия и т.д.

Более адекватной моделью в нашем случае является экспоненциальная зависимость:

Рс

Здесь, как и в модели (1) два параметра: Р -

мощность возбуждения НЛ и Ь - коэффициент, определяющий ее погонное затухание. Эти параметры имеют четкий физический смысл и связаны с реальными свойствами НЛ : Р определяет мощность в начале НЛ при г = 0, Ь есть расстояние вдоль НЛ, на котором мощность спадает в е раз. Модель (2) показывает изменение сигналов при передаче по однородным воздушным и кабельным линиям связи и может быть использована для описания работы НЛ в системах ПРС, которые в сред-

нем будем считать однородными. В этом случае параметр Ь будет иметь эффективный смысл и характеризовать среднее расстояние с учетом затухания сигналов в линейных устройствах, входящих в состав НЛ.

Рассмотрим возможные отклонения зависимости Р (г) от модели (2) в реальных условиях. При распространении энергии вдоль НЛ, некоторая ее часть излучается в окружающее пространство и достигает приемника не по НЛ, а путем распространения пространственных волн. Такой способ связи характерен для систем ПРС ГМВ диапазона с применением антенн [2]. Если на сравнительно небольших расстояниях этот сигнал имеет мощность намного меньше, чем сигнал, распространяющейся по НЛ, то, как показывают оценки, начиная с г = 10-20 км, он может оказаться сравнимым и даже превысить уровень сигнала, приходящего по НЛ. При возникновении неисправности НЛ, например, при ее обрыве или замыкании это расстояние будет меньше и отличия от модели (2) станут еще заметнее. Учтем отклонение от экспоненциальной модели (2) в присутствии пространственных волн в следующем виде, введя дополнительный параметр:

Рс

Этот третий параметр модели с в нулевом приближении учитывает сигналы, попавшие на вход приемника, минуя направляющую линию. При малых расстояниях формула (3) совпадает с моделью (2), на больших г отличия становятся заметными. Использование нулевого приближения для учета пространственных волн оправдано тем, что точность исходных данных по измерению уровней сигналов ВЛ невелика и составляет 3 дБ, а на больших расстояниях, где становится заметным влияние параметра с измерения затруднены из-за низкого отношения сигнал/помеха.

Таким образом, для диагностики состояния и определения параметров НЛ по результатам измерений ВЛ наиболее подходит модель (3), которая имеет три параметра и по нашим оценкам является сопоставимой по точности с исходными данными [6]. Два параметра этой модели совпадают с основными параметрами НЛ - мощностью ее возбуждения Р и средним расстоянием Ь , на котором мощность уменьшается в е раз. Заметим, что в параметр Р можно включить переходное затухание между НЛ и приемником, что заметно упрощает расчеты. Параметр с характеризует долю пространственных волн в принимаемом сигнале, его возрастание указывает на увеличение потерь в НЛ на излучение. Заметное влияние на этот

СИСТЕМНЫМ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЯ

параметр оказывает и величина помех, поскольку при измерениях слабых сигналов фактически измеряется суммарная мощность полезного сигнала и помехи.

3. Определение параметров моделей. Исходные данные для определения параметров моделей были взяты из протоколов, как на рис. 1. Протоколы оцифровывались и для каждой станции формировался двухмерный массив [ У., г ], где

г - расстоянии от данной станции, а У - уровень

сигналов в дБ относительно 1 мкВ, что будем обозначать дБмкВ. Этот массив с N парами чисел описывает экспериментальную зависимость У (г ), на рис. 1 точками на жирной кривой показан пример ее построения.

Для определения параметров моделей применялся метод наименьших квадратов [7]. Минимизировались функционалы вида:

N

е

1=1

где Л - параметры модели, а п - их число. Как видно из выражения (4), при вычислении функционалов отклонения значений Р , даваемых моделью, от экспериментальных данных, вычислялись в логарифмическом масштабе, поэтому Е по смыслу есть сумма квадратов отличий модели и результатов измерений по всем N отсчетам в дБ. Следовательно, выражение:

3 = ,

где Етп - найденный минимум функционала (4), есть среднеквадратичное значение невязки модели [7], которая характеризует степень ее согласия с наблюдаемыми изменениями Р (г) .

Использование логарифмического масштаба при построении функционала (4) позволяет выровнять вклады результатов измерений на разных расстояниях от передатчика. Как видно из рис. 1, изменения мощности может достигать 105 и более раз, и как показали предварительные расчеты, определение параметров моделей в линейном масштабе изменения мощности приводит к большим неустойчивостям решения.

Другой способ выравнивания вкладов различных измерений состоит в применении весовых функций [7]. Нами использовались три способа задания весовых функций:

Е (ЛА,.А) = £

,=1

=£ [* -1]2,

,=1

Е (ЛА,..А) = £ 1 -

,=1

=£ [1 -1/* ]2,

у

101§ Рс

101ёРс

у

-1

ЕУР (Л1,Л2,..Лп

В функционале (6) отклонения в каждой точке нормированы на теоретические значения Р (г ) , выраженные в дБ, и * - новые отсчеты экспериментальных данных с учетом нормировки. Выражение (7) получено путем нормировки отклонений на экспериментальные значения У .

Функционал (8) построен с использованием весовой функции как среднеквадратичного значения нормировки по экспериментальным и теоретическим значениям -\]УРС (г ) .

Применение трех вариантов весовых функций связано с тем, что ошибки получения экспериментальных данных У носят разнообразный

характер, и их вклад до выполнения расчетов не может быть надежно оценен. Действительно, кроме ошибки определения У из-за погрешности измерительного приемника порядка 3дБ [3], существуют ошибки, вызванные флуктуациями измеряемого сигнала, которые увеличивается при возрастании его среднего уровня. Кроме этого, нас в первую очередь интересуют большие расстояния от передатчика, где уровень сигнала приближается к допустимому пределу и становится заметным вклад пространственных волн и других помех, приводящих к нарушению связи. По этим причинам все три способа применения весовых функций увеличивают вклад данных с низким уровнем сигнала и делают его сравнимым с вкладом сигналов на малых расстояниях от передатчика. Выбор конкретного способа задания весовой функции можно сделать после анализа результатов различных способов обработки.

4. Обсуждение полученных результатов. Для оценки параметров моделей использовались экспериментальные данные, снятые ВЛ на 12-ти участках Восточно-Сибирской и Забайкальской железных дорог в январе-феврале 2006 года. Обработка экспериментальных данных и определе-

2

,=1

2

ние параметров моделей (1) - (3) выполнялись пу- следует, что, как и ожидалось, модель (3) лучше

тем минимизации функционалов (4), (6) - (8) в па- других согласуется с экспериментальными дан-

кете МаШСАБ. Основная проблема при поиске ными, поскольку для нее получена самая малая

решений заключалась в том что эти функционалы величина 8 . Значения параметров экспоненци-

имеют сложный вид с множеством локальных экс- альных моделей (2) и (3) удовлетворительно со-

тремумов и поиск глобального минимума в об- гласуются с реальными характеристиками НЛ.

Рис. 2. Аппроксимация экспериментальных данных, снятых на участках: а - Посольская - Темлюй, б - Мишиха - Клюевка с использованием моделей: (1) - штрих-пунктир, (2) - пунктир, (3) - сплошная линия

Таблица 1

Перегон Параметры

Модель

Ро > дБмкВ 7 8 , дБ Р, дБмкВ о, дБ/км 8 , дБ Р, дБмкВ о, дБ/км с, дБмкВ 8, дБ

Посольская - Темлюй 99 3.3 6.2 96 2.7 5.5 99 3.4 55 5.0

Мишиха - Клюевка 84 1.3 3.0 85 1.5 4.1 91 5.4 72 2.4

ласти определения параметров моделей требовал больших вычислительных затрат. Применялась комбинация стандартной процедуры MathCAD Minimize, одной из реализаций метода градиентного спуска, с перебором начальных значений отыскиваемых параметров. Для удобства сравнения со справочными данными по характеристикам НЛ и с результатами измерений ВЛ, параметры моделей p0, p и с, пересчитывались в напряжение на входе измерительного приемника для его входного сопротивления 50 Ом и представлялись в дБмкВ. По параметру b находилось километриче-ское затухание НЛ о в дБ:

о = 10/(bln10) = 4.343/b . (9) На рис. 2. изображены примеры зависимостей PC (r), полученных после обработки экспериментальных данных на двух перегонах. Результаты расчетов параметров трех моделей и величины невязок сведены в таблицу 1. Из этих примеров

Действительно, по данным инструкции [2] расчетное удельное ослабление одиночного волноводно-го провода составляет 2^2.5 дБ/км, а мощность возбуждения НЛ с учетом переходного затухания от НЛ к приемнику 32 дБ, мощности передатчика радиостанции РС-46МЦ 12 Вт и суммарном значении потерь при передаче энергии от передатчика к НЛ 8^16дБ по расчетам не может быть больше 100^108 дБмкВ. Параметр с в данных примерах имеет значение, близкое к минимально допустимому уровню сигнала, что свидетельствует о распространении относительно большой доли энергии передатчика до приемника вне НЛ, посредством пространственных волн. Значение параметра а в модели (3) несколько превышает расчетное значение, что может быть связано как с погрешностью его определения, так и с тем, что на данных участках, возможно, присутствуют неисправности НЛ.

Таблица 2

Перегон 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

^,дБмкВ 91 102 108 93 98 94 67 86 106 92 99 103

а, дБ/км 0.9 5.5 1.0 0.6 2.0 1.5 1.3 1.4 1.9 5.6 3.4 22

с, дБмкВ 54 63 58 52 45 44 49 72 46 72 55 82

8, % 10 8.2 8.5 5.4 6.9 7.1 9.8 6.8 10 3.1 5.9 5.8

Ясно, что из-за статистического характера обработки данных два примера не могут быть свидетельством успешной интерпретации результатов измерений. Поэтому были рассчитаны средние

невязки Зср для каждой из трех моделей по всем

12 протоколам без какой-либо их предварительной обработки и получено, что для моделей (1), (2) и (3) эти невязки равны соответственно 5.9, 5.8 и 5.5 дБ. В 8 случаях из 12 преимущества по степени согласия, хотя и незначительные, были так же за моделью (3). Как видно из приведенных данных, модель (3) в среднем более точно описывает экспериментальные зависимости, и, следовательно, лучше подходит для интерпретации измерений, поэтому в дальнейшем для определения параметров НЛ применялась только эта модель.

Рассмотрим влияние на результаты моделирования весовых функций, которые меняют метрику пространства ошибок [7] и соотношения между локальными минимумами в функционалах (6)-(8). Во-первых, все три варианта задания этих функций приводят к тому, что нормированные экспериментальные данные У, путем минимизации функционалов согласуются с безразмерной константой равной 1, следовательно, выражение (5) в этом случае определяет среднеквадратичную относительную невязку. Во-вторых, при введении весовых функций изменяется положение глобального максимума, что влечет и изменения в определении параметров модели.

При сравнении результатов моделирования для определения оптимального способа задания весовых функций, было выяснено, что по значениям невязок следует отдать предпочтение выражению (6), так как в 11 случаях из 12 согласие модели (3) с измерениями было не хуже, чем для выражений (7) и (8). Кроме этого было обнаружено, что нормировка разностей на теоретическое значение определяемой функции при построении функционала, увеличивает устойчивость определения параметров модели, особенно параметра С .

Видимо, этот факт связан с увеличением при такой нормировке относительного вклада слабых сигналов с больших дальностей, где могут присутствовать пространственные волны и другие помехи, объясняющие необходимость введения параметра С .

Перейдем теперь к анализу параметров модели (3), полученных по описанной выше методики с применением функционала (6). В таблице 2 для перегонов, условно обозначенных номерами 1^12, приведены эти параметры в единицах, удобных для сравнения с измерениями, а также относительная невязка модели, соответствующая данному решению. Как видно, первый параметр р , который определяет мощность возбуждения НЛ, для большинства перегонов имеет значения, близкие к приведенному выше диапазону при нормальном функционировании системы связи 100^108 дБмкВ. На перегонах 1, 4, 6, 8, и 10 получены значения р на 6^14 дБ меньше нижнего

предела указанного диапазона. Это может свидетельствовать о неисправностях или об ухудшении параметров устройств, через которые выполняется запитка НЛ. На перегоне 7 параметр р имеет аномально низкое значение 67 дБмкВ, что говорит о явной неисправности устройств запитки НЛ и подтверждается комментарием оператора на протоколе, а также появлением «мертвой зоны» уже на небольшом расстоянии от передатчика.

Второй параметр модели а характеризует погонное затухание НЛ и для волноводного провода по данным [2] он должен лежать в пределах 2.0^2.5 дБ/км. Как видно из таблицы 2 в наших расчетах этот параметр изменяется в более широких пределах. Если исключить перегон 12 с очень большим значением а- 22 дБ/км, возможно связанным с неисправностью волновода на этом перегоне, то а лежит в пределах 0.6^5.6 дБ/км со средним значением 2.3 дБ/км, которое хорошо согласуется с серединой предполагаемого диапазона. Большой разброс параметра а может быть вызван погрешностями определения параметров мо-

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

дели, а также влиянием линеиных устройств в составе НЛ, которые на каждом перегоне могут вносить свои вклады в затухание сигнала.

Третий параметр модели С связан с распространением сигналов за счет пространственных волн и характеризует долю энергии пришедшую к приемнику минуя НЛ. Как отмечалось ранее, при исправном состоянии НЛ эта энергия будет мала, и её вклад в принимаемый сигнал может быть заметным на расстояниях более 10 км. Как видно из таблицы 2, в 11 случаях параметр С действительно не превышает минимально допустимый предел 72 дБмкВ. При возникновении неисправности НЛ, например, при обрыве или замыкании волновод-ного провода доля энергии на излучение пространственных волн должна существенно возрасти, что вызовет увеличение параметра С . Как уже отмечалось, на перегоне 12 из-за аномально большого погонного затухания, вероятно, присутствует неисправность НЛ, и в этом случае параметр С имеет значение в 10 раз по мощности превышающее минимально допустимый предел. Поэтому, несмотря на отсутствии на этом перегоне явных нарушений связи в виде «мертвой зоны», результаты расчетов указывают на вероятное существование на нем неисправности НЛ.

5. Заключение. Выполненный в работе анализ применения моделей для описания распространения сигналов в НЛ, экспериментальных данных по измерениям уровней сигналов в реальных условиях связи и литературных сведений по параметрам НЛ систем ПРС диапазона ГМВ, позволяет сформулировать следующие основные результаты работы:

- для интерпретации измерений с целью автоматизации контроля состояния и диагностики неисправностей НЛ по данным ВЛ выбрана и обоснована модель, сопоставимая по точности с исходными данными и включающая три параметра: p - мощность возбуждения НЛ; а - ее погонное затухание; С - параметр, в первом приближении учитывающий мощность пространственных волн на входе приемника;

- разработан метод определения параметров модели, основанный на поиске глобального минимума функционала, построенного по методу наименьших квадратов; выбран способ задания весовых функций, учитывающий вклад различных ошибок в результаты измерений при изменении расстояния;

- опробован алгоритм решения задачи интерпретации, построенный в пакете MathCAD с поиском решения процедурой Minimize в комби-

нации с перебором начальных значений отыскиваемых параметров;

- анализ результатов интерпретации данных измерений для 12-ти перегонов ВосточноСибирской и Забайкальской железных дорог показал, что в большинстве случаев найденные параметры модели соответствовали известным свойствам НЛ в виде одиночного волноводного провода и применяемым на практике расчетам; в двух сл у-чаях значения параметров существенно отличались от известных значений для исправного состояния НЛ, причем один из них из-за сильного уменьшения уровня сигнала и появления «мертвой зоны» визуально и независимо от нас был ранее отождествлен оператором ВЛ как неисправность устройств запитки НЛ, а второй можно рассматривать как вероятную неисправность НЛ, выявленную в результате предлагаемой интерпретации данных ВЛ.

Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о возможности выполнения интерпретации измерений и определения параметров НЛ по данным, полученным ВЛ, предлагаемым методом. Внедрение этого метода на практике позволит накапливать банк данных параметров на каждом перегоне и анализировать результаты измерений не только для текущего проезда ВЛ, но и принимая во внимание предыдущие данные. Сравнение параметров модели для разных моментов времени, а также с расчетными, паспортными или средними их значениями позволит более надежно оценивать состояние НЛ и судить о её возможных неисправностях.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Телекоммуникационные технологии на железнодорожном транспорте / под ред. Г. В. Горелова - М. : УМК МПС России, 1999. 576 с.

2. Правила организации и расчета сетей поездной радиосвязи ОАО «Российские железные дороги» : утв. первым вице - президентом ОАО «Российские железные дороги» Х. Ш. Забиро-вым 26.08.2004. М. : ТРАНСИЗДАТ, 2005. 112 с.

3. Контроль параметров каналов радиосвязи / И. П. Кнышев, В. А. Козьмин, А. Н. Новиков, Л. И. Балышем // Автоматика, связь, информатика. 2007. № 5 С. 2-5 ; № 6. С. 4-7.

4. Advanced Antenna Test Bed Characterization for Wideband Wireless Communication Systems / P. Wilson, P. Papazian, M. Cotton, Y. Lo // NTIA-Report 00-369. 1999. 43 p.

СИСТЕМНЫМ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЯ

5. Унучков В. Е., Краско А. Г., Шустов Н. П. Об 6. изменении поля с расстоянием в системах связи с подвижными объектами // Современные проблемы радиоэлектроники и связи : материалы VI межвуз. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Иркутск. 2007 7. г. Иркутск : ИрГТУ. С. 128-133.

Унучков В. Е. О методе обработки информации в задачах контроля и диагностики систем радиосвязи // Информационные и математические технологии : тр. конф., Иркутск, 2004. Иркутск : ИСЭМ СО РАН. С. 246-251. Мудров В. И. , Кушко В. Л. Методы обработки измерений. Квазиправдоподобные оценки. М. : Сов. радио, 1983. 304 с.

Соболев В. И., Дмитриева Т. Л.

УДК 621.888.06

ВИБРАЦИОННАЯ ЗАЩИТА ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДИСКРЕТНО -КОНТИНУАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ «КОНСТРУКЦИИ -ВИБРОАКТИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»

Проблемы обеспечения безопасности эксплуатации конструкций промышленных зданий актуальны для ряда отраслей отечественного производства, использующих вибрационные технологии.

Несущие конструкции промышленных зданий в преобладающем большинстве представляют собой стержневые системы, имеющие достаточно малые значения нижних границ интервалов частот собственных колебаний, перекрывающих наиболее распространенные частоты воздействия виброактивного оборудования в наиболее опасной своей, низкочастотной области [1,2]. Это обстоятельство опасно проявлением резонансных эффектов на низших колебательных формах тем более, что собственные частоты сооружений имеют вероятностный характер, обусловленный разбросом конструктивных параметров и разнородностью условий эксплуатации.

В неблагоприятных условиях, созданных динамическими особенностями конструкций зданий, например при квазирезонансных режимах колебаний, с решением проблемы справиться значительно труднее и избежать возникновения таких условий - прямая задача расчетов и конструиро-

вания. Вместе с тем динамические особенности могут дать возможность целенаправленного максимального снижения вибраций. Это может быть осуществлено при помощи использования систем виброзащиты (СВ) [3] в сочетании с выбором конструктивных вариантов на основе решения задач оптимизации.

Предложенный автором способ виброзащиты [4], получивший алгоритмическую реализацию и развитие в виде программного комплекса определения конструктивных параметров СВ позволяет получать эффект виброзащиты при использовании упругих свойств изгиба массивных балок с дополнительно присоединенными дискретными массами, формирующими необходимые формы вынужденных колебаний. Решение основано на определении величин прикрепляемых к балкам реактивных сосредоточенных масс, обеспечивающих формы с устойчивыми колебательными узлами в заданных точках и последующим шарнирным опиранием балок в этих точках. Такой способ отличается большой параметрической избыточностью (обусловленной включением элементов с распределенными и сосредоточенными величинами), что определяет обширную область парамет-