Перспективы развития методов позиционирования поездов на основе волоконно-оптических измерений

Автоматика, связь, информатика. 2024. № 2. С. 14–18

Automation, communications, informatics. 2024. № 2. Р. 14–18

НОВАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Научная статья

УДК 621.398; 629.05

DOI: 10.34649/AT.2024.2.2.002

Перспективы развития методов позиционирования поездов

на основе волоконно-оптических измерений

Сергей Сергеевич Кукушкин¹, Владимир Валерьевич Кудюкин², Зелимхан Багауддинович Хакиев³, Алексей Николаевич Белов⁴

¹АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», Центр роботизации технологических процессов, главный научный сотрудник отдела научно-исследовательской работы, д-р техн. наук, профессор, заслуженный изобретатель РСФСР, Москва, Россия, adaptermetod@mail.ru

²АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», заместитель генерального директора, Москва, Россия, v.kudukin@vniias.ru

³АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», Центр роботизации технологических процессов, заместитель начальника, канд. техн. наук, Москва, Россия, z.khakiev@vniias.ru

⁴АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», Центр роботизации технологических процессов, ведущий научный сотрудник отдела технологического обеспечения и робототехники, канд. техн. наук, Москва, Россия, a.belov@vniias.ru

Аннотация. В статье рассмотрены современные технологии позиционирования поездов, позволяющие определять их местоположение, целостность, скорость и направление движения. На основе проведенного анализа показаны ограниченные возможности существующих методов и обоснована необходимость использования новых резервов для решения актуальных задач обеспечения безопасности железнодорожного движения. Предложено дополнение к методам и технологиям позиционирования поездов на основе волоконно-оптических измерений с использованием волоконно-оптического кабеля, проложенного вдоль железнодорожного пути и используемого в качестве распределенного чувствительного элемента. Проведенные исследования относятся к оптическим сигналам, формируемым рефлектометром, а также к разработанным методам и технологиям повышения помехозащищенности волоконно-оптических измерений. Показаны новые возможности совершенствования распределенных волоконно-оптических измерений и обеспечения выполнения требований, предъявляемых к безопасности движения.

Ключевые слова: позиционирование поездов, интервальная система обеспечения безопасности, рефлектометрия, волновая теория сейсмоакустических воздействий, помехозащищенность, точность и достоверность оценок

Для цитирования: Кукушкин С.С., Кудюкин В.В., Хакиев З.Б., Белов А.Н. Перспективы развития методов позиционирования поездов на основе волоконно-оптических измерений // Автоматика, связь, информатика. 2024. № 2. С. 14–18. DOI: 10.34649/AT.2024.2.2.002

NEW TECHNIC AND TECHNOLOGY

Original article

Prospects for the development and application of methods and technologies of train positioning based on fiber-optic measurements

Sergei S. Kukushkin¹, Vladimir V. Kudyukin², Zelimkhan B. Khakiev³, Alexey N. Belov⁴

¹Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Center for Robotization of Technological Processes, Chief Researcher of the Research Department, Doctor of Technical Sciences, Professor, Honored Inventor of the RSFSR, Moscow, Russia, adaptermetod@mail.ru

²Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Deputy Director General, Moscow, Russia, v.kudukin@vniias.ru

³Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Center for Robotization of Technological Processes, Deputy Head, Cand. tech. sciences, Moscow, Russia, z.khakiev@vniias.ru

⁴Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Center for Robotization of Technological Processes, Leading Researcher of the Department of Technological Support and Robotics, Cand. tech. sciences, Moscow, Russia, a.belov@vniias.ru

Abstract. The article discusses modern technologies for positioning trains, which allow determining their location, integrity, speed and direction of movement. On the basis of the analysis carried out, the shortcomings of existing methods are shown and the need to use new reserves for solving urgent problems of ensuring the safety of railway traffic is substantiated. An addition to the existing methods and technologies for positioning trains based on fiber-optic measurements using a fiber-optic cable laid along the railway track, used as a distributed sensing element, is proposed. The conducted research relates to optical signals generated by a reflectometer, and to the developed methods and technologies for increasing the noise immunity of the results of fiber-optic measurements. New possibilities are shown for improving distributed fiber-optic measurements and ensuring that the requirements that are currently imposed on the safety of railway traffic are met.

Keywords: train positioning, interval safety system, reflectometry, wave theory of seismoacoustic effects, noise immunity, accuracy and reliability of the estimates obtained

For citation: Kukushkin S.S., Kudyukin V.V., Khakiev Z.B., Belov A.N. Prospects for the development of train positioning methods based on fiber-optic measurements // Automation, communications, informatics. 2024. №. 2. P. 14–18. DOI: 10.34649/AT.2024.2.2.002

Список источников

1. Долгий А.И. Условия перехода на сокращенный интервал движения на МЦК в рамках цифровой трансформации // Железнодорожный транспорт. 2020. № 11. С. 12–16.

2. Иванов В.Ф., Попов И.А. Высокоточная система позиционирования железнодорожного подвижного состава // Труды АО «НИИАС» : сборник статей. М.: Типография АО «Т8 Издательские Технологии», 2021. Вып. 11, Т. 2. С. 179–189.

3. Кудюкин В.В. Особенности применения волоконно-оптической сенсорики для систем мониторинга на железнодорожном транспорте // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2023. № 2 (58). С.77–83.

4. Кудюкин В.В., Кузнецов В.И., Хатламаджиян А.Е. Программно-аппаратный комплекс волоконно-оптической сенсорики для систем мониторинга на железнодорожном транспорте // Труды АО «НИИАС» : сборник статей. М.: Типография АО «Т8 Издательские Технологии», 2021. Вып. 11, Т. 2. С. 59–64.

5. Кукушкин С.С., Кудюкин В.В., Белов А.Н. Инновационные технологии обеспечения безопасности движения на основе оптоволоконной сенсорики // Автоматика, связь, информатика. 2021. № 11. С. 43–46. DOI: 10.34649/AT.2021.11.11.010

6. Патент № 2659913 РФ, B61L 25/02. Система контроля местоположения поезда / Болотов П.В, Воробьев В.В., Воронин В.А., Ермаков Е.В., Кононенко А.С., Маркевич М.В., Миронов В.С., Розенберг И.Н., Соловьева А.М., Талалаев Д.В.; патентообладатель АО «НИИАС». № 2017129877; заявл. 24.08.2017; опубл. 04.07.2018; Бюл. № 19.

7. Патент № 2727438 РФ, B61L 25/02. Система контроля местоположения поездов / Долгий А.И., Кудюкин В.В., Кукушкин С.С., Кузнецов В.И., Розенберг Е.Н., Розенберг И.Н.; патентообладатель АО «НИИАС». № 2019138981; заявл. 02.12.2019; опубл. 21.07.2020; Бюл. № 21.

8. Патент № 2705770 РФ, G08B 13/00. Способ оперативно-технической охраны рубежей объектов и границ / Кукушкин С.С., Кузнецов В.И., патентообладатель Кукушкин С.С. № 2018119750; заявл. 29.05.2018; опубл. 11.11.2019; Бюл. № 33.

9. Кукушкин С.С., Гладков И.А., Чаплинский В.С. Методы и информационные технологии контроля состояния динамических систем / МО РФ. М.: Хоружевский А.И., 2008. 327 с.

10. Кузнецов В.И. Статистическая идентификация. Комплексирование измерительных данных //Промышленные АСУ и контроллеры. 2014, №12. – С. 30–33.

11. Патент № 2759173 РФ, B64G 1/002. Способ навигационного контроля орбит выведения космических аппаратов и система для его реализации / Чаплинский В.С., Кукушкин С.С., Коновалов В.П., Прут В.И.; патентообладатель АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». № 2021108447; заявл. 30.03.2021; опубл. 09.11.2021; Бюл. № 31.

12. Зотов С.М., Чурилов Н.С. Комбинированная технология прецизионного сравнения шкал времени, формируемых высокоточными удаленными стандартами частоты и времени с использованием радиотехнических и оптических средств измерений // Двойные технологии. 2022. № 1 (98). С. 2–6.

© Москва «Автоматика, связь, информатика» 2024