Разработка методов и средств RFID-навигации для управления движением поездов метрополитена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат наук Тюляндин Олег Николаевич

• Тюляндин Олег Николаевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Тюляндин Олег Николаевич

Введение

1. Аналитический обзор существующих методов и средств привязки поездов метрополитена к координатам пути

1.1. Исследование методов и средств привязки поездов метрополитена

в России

1.2. Зарубежный опыт привязки поездов метрополитена к координатам пути

1.3. Методы и средства навигации на наземном железнодорожном транспорте

1.4. Постановка цели и задачи

2. Определение функций и разработка методов RFID-навигации для поездов метрополитена

2.1. Функции RFID-навигации

2.2. Минимизация систематической ошибки измерения пройденного пути

2.3. Объединение показаний датчиков меры и RFГО-системы

2.4. Уточнение метрических координат мест установки радиочастотных меток

2.5. Выводы по главе

3. Разработка методов и средств оценки вероятности пропусков считывания радиочастотных меток

3.1. Общие сведения о ридерах с внешним запуском

3.2. Разработка метода оценки вероятности пропуска считывания радиочастотных меток аппаратурой СБПП

3.3. Общие сведения о ридерах с непрерывным сканированием

3.4. Оценка вероятности пропуска считывания радиочастотных меток

при использовании ридеров с непрерывным сканированием

3.5. Выводы по главе

4. Разработка методов и средств оценки точности RFID-навигации. Рекомендации по повышению точности

4.1. Оценка точности ЯРЮ-привязки при использовании ридеров с внешним запуском

4.2. Оценка точности ЯРЮ-привязки при использовании ридеров с непрерывным сканированием

4.3. Анализ результатов математического моделирования

4.4. Уточнение координат мест установки радиочастотных меток

4.5. Повышение эффективности калибровки ДМПП

4.6. Выводы по главе

5. Разработка методов и алгоритмов технической диагностики средств RFID-навигации

5.1. Общие сведения

5.2. Стационарный метод контроля радиочастотного тракта ЯРЮ-обо-рудования

5.3. Эксплуатационный метод контроля радиочастотного тракта ЯРШ-оборудования

5.4. Контроль чувствительности радиочастотных меток

5.5. Выводы по главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Словарь терминов

Список литературы

Приложение А. Справка о внедрении

Приложение Б. Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

Приложение В. Анализатор логов СБПП

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и средств RFID-навигации для управления движением поездов метрополитена»

Введение

Актуальность темы исследования. Неотъемлемой частью современного метрополитена выступают системы автоматического управления движением поездов (САУ ДП), позволяющие обеспечить качественное выполнение заданного объема перевозок [1].

В международной классификации САУ ДП метрополитенов делятся на пять уровней автоматизации [2-4]:

GoA0 - ручное управление поездом без автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС).

GoA1 - ручное управление поездом с применением АЛС-АРС.

GoA2 - полуавтоматическое управление поездом, где машинист управляет закрытием дверей и началом движения.

GoA3 - автоматическое управление поездом без машиниста, но с участием оператора, контролирующего работу системы.

GoA4 - автоматическое управления поездом без потребности в каком-либо участии человека.

Одна из наиболее перспективных отечественных САУ ДП, соответствующих уровню воА2, применена на четвертой линии ГУП «Петербургский метрополитен» [5,6]. Система включает в себя несколько функциональных подсистем:

- блок автоматического регулирования скорости (БАРС) - подсистема автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС) [7];

- комплексная автоматизированная система диспетчерского управления (КАС ДУ) - подсистема диспетчерского управления;

- поездное устройств автоведения (ПУАВ-ТМ);

- система бесконтактной привязки пути (СБПП) [8,9].

Подобную связку от конкурентов выгодно отличает применение методов и средств радиочастотной идентификации, реализуемых СБПП. СБПП пришла на замену устаревшим напольным шлейфам для индуктивной связи с аппаратурой головных вагонов поездов, установленным на деревянные основания.

СБПП состоит из трех основных частей: вагонной, станционной и линейной. На стенах туннелей и станций приклеены пассивные радиочастотные метки с информацией о режимах автоведения поездов на данном участке и координате места установки радиочастотной метки относительно ближайшего пикета. На головных вагонах установлено приемопередающее оборудование для считывания радиочастотных меток и связи со станционным радиомодемом СБПП, а также контроллеры для обработки информации и обмена с поездной аппаратурой автоведения. Станционное оборудование реализует связь с вагонной частью СБПП и с аппаратурой КАС ДУ.

В настоящее время СБПП обеспечивает решение нескольких задач: определение положения поезда на линии (координаты) относительно пикета в момент считывания радиочастотных меток; передачу команд автоведения; обеспечение связи поезда с центральным постом КАС ДУ на станциях, необходимой для корректировки движения поезда в соответствии с графиком движения; передача корректирующих команд аппаратуре автоведения.

Однако СБПП в текущем виде не позволяет добиться высокой точности автоматической остановки поездов на станциях закрытого типа (с установленными станционными дверями), где ошибка позиционирования поезда относительно станционных дверей не должна превышать ±30 см. Для прицельного торможения в режиме автоведения требуется наличие непрерывной точной координаты поезда относительно остановки первого вагона (ОПВ). Положение поезда на станции

определяется с применением одометрии, имеющей низкую точность, относительно первой станционной радиочастотной метки.

Как показали авторские исследования, точность привязки поездов метрополитена к пути с применением СБПП может быть значительно повышена и развита в RFID-навигацию (где Radio Frequency Identification (RFID) - технология радиочастотной идентификации).

Однако масштабирование и развитие системы приостановилось из-за редких пропусков считывания радиочастотных меток, обусловленных свойствами средств радиочастотной идентификации. Поэтому возникла необходимость разработки методов и средств повышения надежности считывания радиочастотных меток, в том числе путем резервирования физически установленных радиочастотных меток виртуальными, привязанными к координатам пути. Если радиочастотная метка не была считана на некоторой координате, то необходимо выдавать команду автоведения поезда автономно.

Подобное резервирование невозможно без привязки поездов метрополитена к координатам пути. На данный момент на поездах 4-ой линии такой привязки нет. Поэтому предлагается разработать надежную высокоточную подземную навигационную систему, которая позволит внедрить цифровую «карту пути».

С внедрением карты пути и высокоточной навигации становится возможной гибкая корректировка режимов автоведения поездов для обеспечения требуемого графика движения и прицельная остановка поездов на станциях закрытого типа (с установленными станционными дверями). При наличии связи между поездами появляется перспектива создания координатной системы интервального регулирования движения поездов [2,10-15]. Как показывает мировой опыт, будущее за координатными системами интервального регулирования движением поездов. Развитие подобных систем позволит сократить отставание отечественных САУ ДП от передовых зарубежных аналогов, например, фирмы Siemens, и перейти на качественно другие уровни автоматизации управления движением поездов метрополитена - GoA3, GoA4.

Поэтому в диссертации рассматривается актуальная проблема - разработка методов и средств RFID-навигации для управления движением поездов метрополитена.

Степень разработанности темы исследования. Значительный вклад в развитие систем автоматического управления движением поездов метрополитена в части привязки поездов метрополитена к координатам пути внесли работы В. М. Абрамова, В. И. Астрахана, Л. А. Баранова, В. В. Белова, В. С. Дмитриева, Е. В. Ерофеева, Д. В. Ефанова, С. М. Ковалева, А. М. Костроминова, Д. С. Котлецова, Т. В. Крючковой, А. А. Моисеева, А. Б. Никитина, П. В. Никитина, П. А. Попова, В. В. Сапожникова, Вл. В. Сапожникова, В. Г. Сидоренко, Y. Wang, J. Otegui, A. Bahillo, G. Vettori, S. Dhahbi, A. Palmer, R. Wang и многих других ученых.

Соответствие паспорту специальности. Диссертационное исследование соответствует паспорту специальности 05.22.08 «Управление процессами перевозок» по пунктам:

п. 7. Системы автоматики и телемеханики, предназначенные для управления перевозочным процессом, методы их построения и испытания.

п. 8. Технические средства, системы контроля и управления транспортными технологическими процессами, их стандартизация и сертификация.

Цель и задачи диссертационной работы: Целью исследования является повышение эффективности функционирования систем автоматического управления движением поездов метрополитена с помощью RFID-навигации, в которой навигационная точность и надежность выступают основными показателями. Для достижения цели должны быть решены следующие задачи:

1. Выполнить аналитический обзор существующих методов и средств привязки поездов метрополитена к координатам пути с выделением направления их развития.

2. На основе результатов аналитического обзора определить функции и разработать методы RFID-навигации для поездов метрополитена.

3. Разработать методы и средства оценки вероятности пропусков считывания радиочастотных меток в условиях метрополитена.

4. Разработать методы и средства оценки навигационной точности позиционирования поездов метрополитена по напольным радиочастотным меткам.

5. Разработать методы и алгоритмы технической диагностики средств RFID-навигации.

Объектом исследования являются методы и средства привязки поездов метрополитена к координатам пути. Предметом исследования - повышение точности и надежности привязки поездов метрополитена к координатам пути, основанной на RFID-технологии. Научная новизна.

1. Определены функции RFID-навигации, включающие непрерывное позиционирование поездов на линии с достаточной точностью для решения задач автоматического управления движением поездов, и предложен компенсационный метод обеспечения непрерывности привязки поездов метрополитена к координатам пути.

2. Впервые разработаны вероятностные методы, математические модели и программы оценки вероятности пропусков считывания радиочастотных меток при решении задач RFID-навигации, учитывающие скорость поезда, дисперсионные свойства ширины зоны радиовидимости радиочастотных меток, времени их считывания и задержек при перезапуске ридеров с внешним запуском.

3. Разработаны многофакторные методы, математические модели и программа оценки навигационной точности позиционирования поездов по наполь-

ным радиочастотным меткам, учитывающие скорость поезда, дисперсионные свойства ширины зоны радиовидимости радиочастотных меток, времени их считывания и задержек при перезапуске ридеров.

4. Впервые разработаны методы и алгоритмы технической диагностики поездных средств ЯРЮ-навигации, позволяющие контролировать и прогнозировать техническое состояние радиочастотного тракта в стационарных условиях электродепо и во время эксплуатации поездов на линии.

Практическая значимость.

1. При исследовании причин пропусков считывания радиочастотных меток при эксплуатации системы бесконтактной привязки к пути на поездах 4-ой линии Петербургского метрополитена с применением разработанных вероятностных методов, моделей и программ оценки вероятности пропусков считывания были определены их причины и даны рекомендации, позволяющие снизить число пропусков на два порядка путем программных правок для существующего оборудования и исключить при аппаратной модернизации. Применение рекомендаций подтверждено актом.

2. На основе анализа результатов моделирования позиционирования поездов по радиочастотным меткам с применением разработанных многофакторных методов, математических моделей и программ оценки навигационной точности предложены решения, позволяющие достичь точности ЯРЮ-навигации в зоне остановки первого вагона на станциях открытого и закрытого типа ±10 см. Применение рекомендаций подтверждено актом.

3. Предложенные методы и алгоритмы технической диагностики поездных средств ЯРЮ-навигации применены для контроля и прогнозирования технического состояния радиочастотного тракта аппаратуры СБПП. Подтверждено актом о внедрении.

Методы исследования. При решении поставленных задач применены методы математического и статистического моделирования, статистического анализа, технической диагностики.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Функции и методы поездной ЯРЮ-навигации в условиях метрополитена.

2. Вероятностные методы и программы оценки вероятности пропусков считывания радиочастотных меток в условиях метрополитена.

3. Многофакторные методы и программа оценки навигационной точности позиционирования поездов метрополитена по напольным радиочастотным меткам.

4. Методы и алгоритмы технической диагностики средств ЯРЮ-навигации.

Достоверность результатов. Достоверность основных научных результатов работы подтверждается использованием экспериментальных статистических данных в качестве исходной информации для разработанных математических моделей.

Математическая модель, позволяющая оценить вероятность пропуска считывания радиочастотных меток, проверена статистическим моделированием. Результаты моделирования совпадают и подтверждены экспериментальными данными.

На основе результатов исследования причин пропусков считывания радиочастотных меток с применением разработанных моделей даны рекомендации, позволяющие минимизировать число пропусков. Предложенные рекомендации реализованы в системе бесконтактной привязки к пути, используемой на поездах 3-ей и 4-ой линий Петербургского метрополитена, что также подтверждает достоверность полученных результатов.

Достоверность предложенных методов и алгоритмов технической диагностики средств ЯРЮ-навигации подтверждается использованием экспериментальных статистических данных.

Апробация. Основные результаты диссертации докладывались и получили одобрение на VIII международном симпозиуме «ЭЛТРАНС 2015» (Санкт-Петербург, 2015 г.), на X международном симпозиуме «ЭЛТРАНС 10.0» (Санкт-Петербург, 2019 г.); 70-ой, 71-ой, 72-ой, 73-ей и 74-ой Всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио (Санкт-Петербург, 2015-2019 г.); LXXVIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Санкт-Петербург, 2018 г.); IEEE East-West Design and Test Symposium 2020 (Варна, Болгария, 2020 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента на полезную модель, 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Все представленные в научно-квалификационной работе результаты получены лично автором.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, словаря терминов, списка литературы и трех приложений. Общий объем диссертации 131 страница машинописного текста, включая 39 рисунков и 1 таблицу. Список литературы включает 101 наименование.

1 Аналитический обзор существующих методов и средств привязки поездов метрополитена к

координатам пути

В настоящее время наблюдается существенное возрастание интереса к внедрению высокоточной навигации1 подвижных единиц, в том числе на поездах метрополитена [16-21]. В мире, включая Россию, уже имеются методы и средства привязки поездов к координатам пути.

В главе рассмотрены имеющиеся наработки с целью создания системы подземной навигации для метрополитенов на базе технологии радиочастотной идентификации - ЯРЮ-навигации [22,23].

1.1. Исследование методов и средств привязки поездов

метрополитена в России

1.1.1. Осевые и редукторные датчики меры пройденного пути

Наибольшее распространение на железнодорожном транспорте для определения пройденного поездом пути относительно некоторой точки и скорости получили осевые и редукторные датчики меры пройденного пути (ДМПП) [24]. На сегодня они являются атрибутом любого железнодорожного транспорта.

Датчики подобного типа формируют п-ое число импульсов за один полный оборот редуктора (оси), где п определяется числом зубьев редуктора (отверстий в измерительном диске).

При движении по прямолинейному участку без боксования и юза колес существует линейная связь между числом импульсов от датчика и пройденным рас-

1 Навигация - определение местоположения движущихся объектов.

стоянием поездом:

5 = т • И,

где т - мера датчика пройденного пути, соответствующая линейному продвижению поезда между появлением фронтов двух смежных импульсов от датчика; N - число импульсов от ДМПП ; 5 - пройденный путь.

На головных вагонах пассажирских поездов метрополитена преимущественно применяются редукторные датчики меры пройденного пути. Редукторный датчик устанавливается в корпус редуктора, соединяющего вал тягового электродвигателя с колесной парой. В качестве чувствительного элемента в датчиках пройденного пути применяется датчик Холла, либо генератор с электромагнитной катушкой в цепи обратной связи. При этом в обоих датчиках используется принцип изменения магнитного потока в чувствительном элементе при прохождении боковой части зуба шестерни редуктора вблизи чувствительного элемента, в результате на выходе датчика появляется импульсный сигнал.

В метро наиболее широкое распространение получили реверсивные (определяющие направление движения) датчики скорости (РДС), являющиеся вариацией редукторных датчиков. Реверсивный датчик скорости предназначен для получения информации о скорости и направлении вращения большой шестерни колесного редуктора. Внешний вид РДС представлен на рисунках 1.1, 1.2 и 1.3.

РДС имеет два импульсных выхода. На каждом выходе импульсы формируются по следующему принципу: один импульс на один зуб шестерни редуктора. Выходные импульсные последовательности сдвинуты друг относительно друга по фазе, знак которой зависит от направления вращения шестерни.

Датчик бесконтактный и предназначен для эксплуатации в условиях воздействия масел. РДС могут устанавливаться взамен пробок верхних смотровых люков редукторов при помощи комплекта монтажных частей.

Датчик состоит из двух идентичных каналов. При прохождении зубов ше-

Рисунок 1.1 — Внешний вид РДС произодства ООО «ФЛАРС». Изображение скопировано с сайта ООО «ФЛАРС» https://flars.by/produkciya/ustrojstva-izmereniya-skorosti/ reversivnyj-datchik-skorosti-rds.html

Рисунок 1.2 — Внешний вид РДС производства НИИ ТМ. Изображение скопировано с сайта НИИ ТМ http://www.niitm.spb.rU/produkcia/sistema_dvizhe:nie/poezd:rLaya_ аррага^гаМа^ММ/

Рисунок 1.3 — Установленный РДС производства НИИ ТМ. Изображение скопировано с сайта НИИ ТМ http://www.niitm.spb.rU/produkcia/sistema_dvizlie:nie/poezd:rLaya_ аррага^гаМа^ММ/

стерни в непосредственной близости от катушки, добротность последней меняется. Так как катушка включена в цепь обратной связи, обеспечивающей режим генерации усилителя, то изменение добротности катушки вызывает изменение амплитуды колебаний на выходе усилителя.

Детектор и триггер Шмитта отслеживают эти изменения и преобразуют их в импульсные сигналы. Для обеспечения выходных параметров к выходу триггера Шмитта подключен транзистор с «открытым коллектором». Второй канал устроен и работает аналогично.

Измерение пройденного пути и скорости ДМПП не отличаются высокой точностью [25]. На результат измерения влияют множество факторов, как систематических, так и случайных.

Любой ДМПП имеет некоторую линейную меру пройденного пути т, зависящую от от числа зубьев на редукторе и диаметра колес. В процессе работы поезда на линии число зубьев остается неизменным, однако диаметр меняется: разница в диаметре между верхней и нижней границей допустимых значений составляет

60 мм. При одной и той же линейной мере с уменьшением (или с увеличением) диаметра колеса относительно его исходного значения увеличивается ошибка измерения пройденного поездом пути.

На поездах метрополитена есть детерминированная связь между угловым вращением колес колесной пары и количеством импульсов, формируемых редук-торным ДМПП. Одному полному обороту колеса соответствует 80 импульсов от редукторного ДМПП.

Связь между вращением колеса и появлением импульсов на выходе датчика может быть охарактеризована коэффициентом к = 80. Один импульс соответствует повороту колеса на к от полного оборота.

Таким образом, пройденный путь 5 через диаметр колеса Б может быть определен как

5 = к • N • п • Б

, где N - число импульсов от ДМПП.

А мера т определяется как отношение пройденного пути 5 к числу импульсов, сформированных ДМПП на этом участке, т = N.

Следовательно:

к • N • п • Б

т =-= к • п • Б

N

Сейчас мера т устанавливается работниками депо по таблицам, определяющим соответствие между диаметром колеса и мерой ДМПП.

Однако диаметр колес измеряется лишь после плановых обточек колес, но в процессе работы поезда на линии он изменяется. При уменьшении диаметра колес пропорционально ему увеличивается ошибка измерений.

Для уточнения меры широко используются методы калибровки ДМПП, что позволяет значительно уменьшить систематическую ошибку измерения пройденного пути, вызванную уменьшением диаметра колес [26]. Под калибровкой понимается метод уточнения меры при проезде поезда на специально выделенном калиброванном участке с известной протяженностью.

На результат измерения пройденного пути также существенно влияют множество случайных факторов:

1. Случайное боксование колес при разгоне поезда;

2. Юз колес при торможении;

3. Продольное смещение колесной пары на путях (колеса имеют конусообразный профиль);

4. При прохождении поездом кривых, жестко связанные колеса колесной пары проходят различный путь (одно из колес пробоксовывает).

Калибровка меры ДМПП способна снизить влияние систематической погрешности на общую ошибку измерения пройденного пути, однако бесполезна при борьбе с источниками случайной погрешности.

Используя методы математической обработки (например, фильтр Калма-на [27-31]) и сплайн-функции (поезд не может физически мгновенно остановиться), удастся убрать влияние этих погрешностей, но в этом направлении нужно накопить опыт.

Основным способом борьбы с накоплением ошибок измерения пройденного поездом пути выступает периодическое уточнение положения поезда на линии средствами альтернативных точечных датчиков [31,32].

Для автоматизации процесса фиксации начала и конца калибровочного участка применяются независимые отличные датчики, например, оптические, магнитные, ультразвуковые и радиочастотные [33, 34]. Рассмотрим известные методы и средства точечной привязки поездов метрополитена к координатам пути.

1.1.2. Методы и средства точечной привязки к координатам пути Оптические методы и средства привязки

В ГУП «Петербургский метрополитен» для автоматического управления движением большей частью поездов используется система «Движение», разработанная и развиваемая НИИ ТМ 2 [35].

Для привязки поездов к координатам пути НИИ ТМ применяет цифровую карту пути, хранящуюся на каждом головном вагоне, с указанием режима работы системы автоведения в зависимости от текущего положения поезда на линии и расстояния между станциями.

Для определения местоположения поезда на линии используются редуктор-ные датчики меры пройденного пути типа РДС. Для прицельного торможения на станциях - оптические датчики датчики коррекции пути ДКП (см. рисунок 1.4). Согласно [35] заданная точность прицельной остановки поездов на станциях открытого типа ± 1 м, на станциях закрытого типа - ±45 см.

Катафоты монтируются на станционных стенах туннеля за 150 метров до зоны ОПВ. ДКП устанавливаются парно в кабине машиниста. ДКП включаются за 20 метров до ожидаемого места установки катафоты по ходу движения поезда, чтобы избежать случайного считывания отражения от глянцевых объектов (такие ситуации возможны).

После фиксации катафоты при известном положении поезда на линии (станция, путь) аппаратура корректирует положение поезда на линии - уточняется расстояние до ОПВ и следующей катафоты. Также оптические ДКП используются для калибровки меры РДС.

Согласно информации, представленной на сайте НИИ ТМ, ДКП имеют узкую зону приема отраженных сигналов - ±5 см, что позволяет достичь высокой точности позиционирования поездов.

Однако у предложенного НИИ ТМ решения есть множество недостатков.

2 http://www.niitm.spb.ru/produkcia/sistema_dvizhenie/

Рисунок 1.4 — ДКП производства НИИ ТМ на вагоне. Изображение скопировано с сайта НИИ ТМ http://www.niitm.spb.rU/produkcia/sistema_dvizlie:nie/poezd:rLaya_ аррага^гаМа^ММ/

Среди них невозможность определения исходного положения поезда на линии без ручного уточнения машинистом, так как оптические датчики не несут никакой информации, кроме факта наличия катафоты (или другого отражающего объекта). Машинисты уточняют положение поезда на линии на каждом обороте поезда в тупике, при включении оборудования, при смене линии и в других случаях. Регулярный ручной ввод текущего положения поезда на линии и фиксация станции отвлекает машинистов от ведения поезда и не исключает человеческой ошибки.

В случае ошибки ввода текущего положения поезда нарушаются алгоритмы работы автоматического управления поездом, поезд может остановиться в тоннеле. Так как ДКП включаются лишь в местах установки катафот, то при ошибке ввода следующий ДКП не будет распознан, что требует дополнительных усилий для определения достоверного положения поезда на линии.

Оптические датчики требуют регулярного обслуживания, так как подвержены влиянию пыли и грязи метрополитена. Невозможна работа оптических датчиков на перегоне из-за увеличенного расстояния между излучателем и катафотой и

большего числа частиц пыли в воздухе. Для оптических датчиков нет возможности закодировать какую-либо дополнительную информацию о режимах автоведения поезда в дополнение к карте пути; поэтому, например, при ошибке машинистом ввода начальной станции движения, возможно открытие дверей с противоположной стороны относительно платформы. Для скоростной диагностики невозможна точная промежуточная привязка к координатам пути, так как обнуление ошибок реализуемо только на станциях. Отметим, что при переносе или добавлении какого-либо датчика требуется обновление карты пути на всех поездах, эксплуатируемых на этом участке.

Таким образом, подобное решение позволяет достаточно точно оценить положение поездов на станциях, если машинистом верно указан текущий участок движения. Система имеет невысокую надежность считывания катафот на высоких скоростях. Есть риски считывания случайных отражающих объектов как катафот. Система сложно расширяется: требуется оперативное обновление карты пути на всех поездах в минимальные сроки после установки или переноса катафот.

Радиочастотные методы и средства привязки. Система бесконтактной

привязки к пути

В 2008-ом году кафедрой «Электрическая связь» ФГБОУ ВО ПГУПС была предложена новая система бесконтактной привязки поездов метрополитена к координатам пути (СБПП), базирующая на методах и средствах радиочастотной идентификации объектов - ЯРЮ-технологии [8, 9, 36-38]. Вопросом разработки СБПП занимались Крючкова Т. В., Костроминов А. М., Королев М. Ю. и Гаврилов В. В. В настоящее время система полноценно внедрена на 4-ой линии ГУП «Петербургский метрополитен».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тюляндин Олег Николаевич, 2020 год

Список литературы

1. Баранов, Л. А. Автоматическое управление движением поездов метрополитена [Текст] / Л. А. Баранов // Мир транспорта. — 2018. — Т. 16, № 3. — С. 156-165.

2. Никульчиков, П. М. История, состояние и перспективы развития систем автоматического управления поездами метрополитена [Текст] / П. М. Никульчиков // Автоматика на транспорте. — 2016. — № 3. — С. 456-472.

3. Никульчиков, П. М. Системы автоматического управления поездами метрополитена [Текст] / П. М. Никульчиков // Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов. — 2015. — № 1. — С. 32-39.

4. Wang, Y. Survey on Driverless Train Operation for Urban Rail Transit Systems [Text] / Y. Wang, M. Zhang, J Ma // Urban Rail Transit. — 2016. — no. 2. — P. 106-113.

5. Кудашев, И. Э. Перспективы развития систем железнодрожной автоматики телемеханики метрополитенов на современном этапе [Текст] / И. Э. Кудашев, С. В. Власенко // Транспортные интеллектуальные системы. — СПб. : ПГУПС, 2017. —С. 169-175.

6. Бородин, А. А. Бесконтактная быстродействуюая система управления движением для метрополитенов [Текст] / А. А. Бородин // Транспорт Российской Федерации. —2019. —№ 1. —С. 41-45.

7. Нормы опасного и мешающего влияния помех на устройств АЛС-АРС системы БАРС Петербургского метрополитена [Текст] / А. Д. Манаков, А. А. Блю-дов, А. Г. Кабецкий, А. А. Трошин // Автоматика на транспорте. — 2015. — Т. 1, № 1. —С. 28-39.

8. Костроминов, А. М. Алгоритм функционирования системы управления движением электроподвижного состава в метрополитене на базе RFID-техно-логии [Текст] / А. М. Костроминов, Т. В. Крючкова // Известия ПГУПС. — 2014. —№2. —С. 42-48.

9. Применение RFID-технологий в системе автоведения поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, М. Ю. Королёв, В. В. Гаврилов, Т. В. Крючкова // Известия ПГУПС. — 2009. — № 3. — С. 91-97.

10. Линьков, В. И. Совершенствование эксплуатационных основ интервального регулирования движения поездов на железнодрожном транспорте [Текст] / В. И. Линьков ; Под ред. д-ра техн. наук, проф. Д. В. Шалягина. — М. : РГОТУПС, 2008. — С. 215.

11. Шаманов, В. И. Системы интервального регулирования движения поездов с цифровым радиоканалом [Текст] / В. И. Шаманов // Автоматика на транспорте. — 2018. — Т. 4, № 2. — С. 223-240.

12. Попов, П. А. Возможна ли жизнь без рельсовой цепи? [Текст] / П. А. Попов // Автоматика, связь, информатика. — 2019. — № 2. — С. 28-29.

13. Попов, П. А. Беспилотное управление локомотивом: вчера, сегодня и завтра [Текст] / П. А. Попов, А. Л. Охотников//Автоматика, связь, информатика. — 2019. —№8. —С. 12-17.

14. Попов, П. А. Поезд без машиниста - Российские перспективы [Текст] / П. А. Попов, А. Л. Охотников // Автоматика, связь, информатика. — 2019. — №8. —С. 4-6.

15. Попов, П. А. Основные принципы контроля корректности боровой системы поизиционирования средствами железнодорожной автоматики [Текст] / П. А. Попов, И. Н. Королев, П. Д. Мыльников // Автоматика на транспорте. — 2015. — Т. 1, № 4. — С. 355-366.

16. Баранов, Л. А. Обеспечение безопасности движения поездов в беспилотных транспортных системах [Текст] / Л. А. Баранов // XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019. Сборник трудов XIII Всероссийского совещания по проблемам управления ВСПУ-2019. — Москва : ИПУ РАН, 2019. — С. 1995-1999.

17. Баранов, Л. А. Беспилотные транспортные средства городского железнодорожного транспорта: управление и обеспечение безопасности движения

[Текст] / Л. А. Баранов, С. Е. Иконников // Актуальные проблемы техносфер-ной безопасности. Сборник научных статей национальной научно-практической конференции. — Москва : РУТ (МИИТ), 2019. — С. 39-41.

18. Баранов, Л. А. Беспилотная система управления движением поездов как составляющаяцифровизациигородского транспорта [Текст] / Л. А. Баранов// Автоматика на транспорте. — 2019. — Т. 5, № 4. — С. 441-449.

19. Баранов, Л. А. Энергоэффективность системы автоматического управления движением поездов метрополитена и требования к ее подсистемам [Текст] / Л. А. Баранов, В. М. Максимов // Электротехника. — 2019. — № 9. — С. 45-48.

20. Баранов, Л. А. Оценка интервала попутного следования метропоездов для систем безопасности на базе радиоканала [Текст] / Л. А. Баранов // Мир транспорта. — 2015. — Т. 57, № 2. — С. 6-19.

21. Попов, П. А. Беспилотные поезда: основные принципы работы [Текст] / П. А. Попов // Железнодорожный транспорт. — 2019. — №8. — С. 44-46.

22. Анализ свойств датчиков пройденного пути головных вагонов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, С. А. Рахманин, Б. О. Смирнов, О. Н. Тюлян-дин // Сборник трудов Юбилейной 70-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2015. —С. 308-309.

23. Повышение точности привязки к пути контрольно-диагностических вагонов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, С. А. Рахманин, Б. О. Смирнов, О. Н. Тюляндин // Сборник трудов Юбилейной 70-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2015. —С. 307-308.

24. A Survey of Train Positioning Solutions [Text] / J. Otegui, A. Bahillo, I. Lopetegi, L. E. Diez // IEEE Sensors Journal. - 2017. - Vol. 17, no. 20. - P. 6788-6797.

25. Баранов, Л. А. Анализ методических погрешностей аналого-цифрового преобразования скорости движения подвижного состава при формировании вир-

туальных каналов [Текст] / Л. А. Баранов, Д. Г. Евсеев // Электроника и электрооборудование транспорта. — 2017. — № 6. — С. 2-6.

26. Буйносов, А. П. Автоматическая система бесконтактного измерения параметров бандажей колесных пар локомотивов [Текст] / А. П. Буйносов, А. М. Кислицын // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2013. — Т. 38, № 2. — С. 78-85.

27. Kalman, R. E. A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problem [Text] / R. E. Kalman // ASME Journal of Basic Engineering. — 1960. — Vol. 82, no. Series D. —P. 35-45.

28. Faragher, Ramsey. Understanding the Basis of the Kalman Filter Via a Simple and Intuitive Derivation [Text] / Ramsey Faragher // IEEE Signal Processing Magazine. —2012. —September. —P. 128-132.

29. Костроминов, А. М. Бесконтактная привязка к пути диагностических вагонов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин, М. Н. Колод-кин // Электрификация, развитие электроэнергетической инфраструктуры и электрического подвижного состава скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта (ЭЛТРАНС 2015). VIII Международный симпозиум, тезисы докладов. — Санкт-Петербург : ПГУПС, 2015. — С. 44.

30. Grewal, Mohinder S. Kalman Filtering: Theory and Practice Using MATLAB. Second Edition [Text] / Mohinder S. Grewal, Angus P. Anderews. — NY : John Wiley & Sons, Inc., 2001.

31. Попов, П. А. Система высокоточно позиционирования беспилотного подвижного состава [Текст] / П. А. Попов, В. Ф. Иванов // Автоматика, связь, информатика. — 2020. — № 4. — С. 16-20.

32. Innovative Management of Wheel-Rail Adhesion Conditions in Localization Algorithms for the Automatic Train Protection [Text] / Gregorio Vettori, Benedetto Allota, Monica Malvezzi [et al.] // Chemical Engineering Transactions.-2013.-Vol. 33.-P. 685-690.

33. Система управления движением электроподвижного состава [Текст] : Патент

на полезную модель 154202 Рос. Федерация : МПК B 61 L 3/00 / О. Н. Тю-ляндин, А. М. Костроминов, М. Ю. Королев [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВПО ПГУПС ; — № 2014152629/11 ; заявл. 24.12.2014 ; опубл. 20.08.2015, Бюл. №23. —5 с. : ил.

34. Система управления движением электроподвижного состава [Текст] : Патент на полезную модель 154201 Рос. Федерация : МПК B 61 L 3/00, B 61 L 27/00 / О. Н. Тюляндин, А. М. Костроминов, М. Н. Колодкин [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВПО ПГУПС ; — № 2014152627/11 ; заявл. 24.12.2014 ; опубл. 20.08.2015, Бюл. № 23. — 5 с. : ил.

35. Голынский, А. П. Автоведение поездов метрополитена - базовая функция системы «Движение» [Текст] / А. П. Голынский, А. Б. Жданович // Транспорт Российской Федерации. — 2011. — Т. 34, № 3. — С. 74-75.

36. Костроминов, А. М. Регрессионная модель зоны радиовидимости меток для системы бесконтактной привязки к пути подвижного состава метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, Т. В. Крючкова // Транспорт Урала: научно-технический журнал. — 2012. — Т. 34, № 3. — С. 49-53.

37. Система управления движением электроподвижного состава [Текст] : Патент на полезную модель 104133 Рос. Федерация : МПК B 61L 3/00 / В. В. Гаврилов, А. М. Костроминов, М. Ю. Королев, Т. В. Крючкова ; заявитель ФГБОУ ВПО ПГУПС ; — № 2010148951/11 ; опубл. 30.11.2010, Бюл. № 34.

38. Костроминов, А. М. Разработка структур и алгоритмов работы систем автоматического контроля движения поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, М. Ю. Королев, Т. В. Крючкова // Известия ПГУПС. — 2015. — Т. 43, №2. —С. 61-67.

39. Захаров, В. Пассивные UHF метки для работы на металлических поверхностях [Текст] / В. Захаров // Компоненты и технологии. — 2007. — № 1.

40. Костроминов, А. М. Математическая модель радиовидимости меток в RFID-технологиях [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, Т. В. Крючкова // Сборник трудов 65-ой всероссийской научно-технической конферен-

ции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2010. — С. 212-213.

41. Система управления движением электроподвижного состава [Текст] : Патент на полезную модель 148447 Рос. Федерация : МПК В 61 Ь 3/00 / О. Н. Тюлян-дин, В. В. Гаврилов, А. М. Костроминов, М. Ю. Королев ; заявитель ФГБОУ ВПО ПГУПС ; — № 2014130356/11 ; заявл. 22.07.2014 ; опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34. — 4 с.: ил.

42. Малинин, О. В. Автоматический режим прицельной остановки составов метрополитена и контроль остановки состава на станции [Текст] / О. В. Малинин, А. С. Щелухин, Д. И. Милейковский // Новые тенденции развития в управлении процессами перевозок, автоматике и инфокоммуникациях : тр. Всерос. науч.-проф. конф. ученых транп. вузов, инженерных работников и представителей акадимеческой науки с международным участием. — Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2017. —С. 156-161.

43. Рубаник, П. П. Повышение безопасности и эффективности координатных систем интервального регулирования за счет применения точечных каналов связи [Текст] / П. П. Рубаник // Актуальные вопросы и перспективы развития транспортного и строительного комплексов : материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. : в 2 ч. Ч. 1. — Гомель : БеглГУТ, 2018. — С. 149-150.

44. Способ и система для прицельного торможения подвижного состава [Текст] : Патент на изобретение 2618569 Рос. Федерация : МПК В61Ь 25/00, В61Ь 1/14 / Ю. С. Смагин, О. Ю. Шатковский, А. Б. Кузнецов [и др.] ; заявитель ООО «Инновационная компания ГМК» ; — № 2015156374 ; заявл. 28.12.2015 ; опубл. 04.05.2017, Бюл. № 13. —9 с. : ил.

45. Старовойтов, Е. И. Измерене скорости метропоезда бортовыми оптическими датчиками [Текст] / Е. И. Старовойтов, С. А. Воробьев // Мир транспорта. — 2015. —Т. 14, №4. —С. 80-93.

46. Способ коррекции погрешностей определения местоположения рельсового трнаспортного средства и устройство для его реализации [Текст] : Патент на

изобретение RU 2242392 C2 Рос. Федерация: МПК B 61 L 25/00, G08G 1/123 / А. В. Орлов ; заявитель Российский государственный открытый технический университет путей сообщения ; — № 2002126253/11 ; опубл. 20.12.2004.

47. Плеханов, П. А. Вопросы обеспечения безопасноти железнодорожных телекоммуникационных систем международных транспортных корридоров [Текст] / П. А. Плеханов // Бюллетень результатов научных исследований. — 2012. — Т. 2, № 3. — С. 85-87.

48. Study of the high-speed trains positioning system: European signaling system ERTMS /ETCS [Text] / S. Dhahbi, A. Abbas-Turki, S. Hayat, A. El Moudni// 2011 4th International Conference on Logistics. — [S. l. : s. n.], 2011. — P. 468-473.

49. Zhao, X. Kinematics Sensors Application in Urban Train Control [Text] / X. Zhao // Proceedings of the 5th International Asia Conference on Industrial Engineering and Management Innovation (IEMI2014) / Ed. by E. Qi, Q. Su, J. SHen [et al.]. — Paris : Atlantis Press, 2015. — P. 119-122.

50. Murillas, D. H. Safe odometry for high-speed trains [Text] / D. H. Murillas, L. Poncet //2016 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation (ICIRT). — [S. l. : s. n.], 2016. — P. 244-248.

51. Chin-Woo Tan. Design of accelerometer-based inertial navigation systems [Text] / Chin-Woo Tan, Sungsu Park // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. — 2005. — Vol. 54, no. 6. — P. 2520-2530.

52. Горбачев, А. Ю. Применение одометров для коррекции интегрированных навигационных систем [Текст] / А. Ю. Горбачев // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». — 2009. — № 4. — С. 37-53.

53. Data Integrity Threats and Countermeasures in Railway Spot Transmission Systems [Text] / Hoon Wei Lim, William G. Temple, Bao Anh N. Tran [et al.] // ACM Trans. Cyber-Phys. Syst. — 2019. — Nov. — Vol. 4, no. 1. — Access mode:

.

54. Kjesbu, S. Digital communications in advanced safety systems for trains [Text] / S. Kjesbu // Proceedings of the 1996 ASME/IEEE Joint Railroad Conference. —

[S.l. : s. n.], 1996.-P. 67-70.

55. Proposa of a specifc test methodoogy to assess the radiate immunity behavior of a data transimission from beacon to train [Text] / Y. Balghiti, B. Meyniel, J. Orion [et al.] // 2009 20th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility. - [S. l. : s. n.], 2009. - P. 485-488.

56. Form Fit Functional Interface Specification for Eurobalise [Text] : Standard : SUBSET-036 / UNISIG : 2015.

57. Performance Requirements for Interoperability [Text] : Standard : SUBSET-041 / UNISIG : 2015.

58. Palmer, A. Robust Odometry using Sensor Consensus Analysis [Text] / A. Palmer, N. Nourani-Vatani // Proceedings of 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). — Madrid : [s. n.], 2018. — P. 3167-3173.

59. Train integrated positioning method based on GPS/INS/RFID [Text] / Z. Wei, S. Ma, Z. Hua [et al.] // Proceedings of 35th Chinese Control Conference (CCC). — Chegdu : [s. n.], 2016. - P. 5858-5862.

60. Buffi, A. An RFID-based technique for train localization with passive tags [Text] / A. Buffi, P. Nepa // Proceedings of 2017 IEEE International Conference on RFID (RFID). —Phoenix : [s. n.], 2017. —P. 156-160.

61. LANDMARC with improved k-nearest algorithm for RFID location system [Text] / L. Xing, W. Meng, Q. Guangcheng, L. Rong // Proceedings of 2nd IEEE International Conference on Computer and Communications (ICCC). — Chengdu : [s. n.], 2016. - P. 2569-2572.

62. Wang, R. Application of improved RFID-based locating algorithm in locating of railway tunnel personnel [Text] / R. Wang, X. Ma, Y. Wang // Journal of the China Railway Society. — 2012. — Vol. 10, no. 34. — P. 68-71.

63. Bouet, M. RFID tags: Positioning principles and localization techniques [Text] / M. Bouet, A. L. dos Santos // Proceedings of 1st IFIP Wireless Days. — Dubai : [s. n.], 2008.-P. 1-5.

64. Joho, D. Modeling RFID signal strength and tag detection for localization and

mapping [Text] / D. Joho, C. Plagemann, W. Burgard // 2009 IEEE International Conference on Robotics and Automation. — [S. l. : s. n.], 2009. — P. 3160-3165.

65. Yan, B. Application of RFID Technology in Railway Track Inspection [Text] / B. Yan, W. Yu // 2009 First International Workshop on Education Technology and Computer Science. — Vol. 1. — [S. l. : s. n.], 2009. - P. 526-529.

66. Матвеев, С. И. Высокоточные цифровые модели пути и спутниковая навигация железнодорожного транспорта: Монография [Текст] / С. И. Матвеев, В. А. Коугия. — М. : Маршрут, 2005. — С. 290. — ISBN: 589035-227-X.

67. Железнов, М. М. Перспективы и эффективность использования спутниковых радионавигационных систем на транспорте [Текст] / М. М. Железнов // Безопасность движения поездов: труды третьей научно-практической конференции. — М. : МИИТ, 2000. — С. 80-81.

68. НИИАС. — Основные направления внедрения спутниковых навигационных технологий ГЛОНАСС/GPS в задачах ОАО «РЖД» [Текст], 2009. — Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.unoosa.org/documents/pdf/

.

69. Нелинейная радиолокационная система для автоматического управления тормозами локомотива [Текст] : Патент на изобретение RU 2684965 C1 Рос. Федерация: МПК B60T 7/12 / В. И. Головин, В. С. Наговицин, А. А. Калмыков ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение САУТ» (ООО «НПО САУТ») ; —№ 2018107899 ; опубл. 16.04.2019.

70. RFID-Based Navigation of Subway Trains [Text] / O. N. Tyulyandin, A. M. Kostro-minov, A. B. Nikitin [et al.] // Proceedings of 2020 IEEE East-West Design and Test Symposium (EWDTS2020). — Varna, Bulgaria : [s. n.], 2020. — P. 241-246.

71. Костроминов, А. М. Способы обеспечения непрерывности RFID-привязки поездов метрополитена к координатам пути [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин, Т. В. Крючкова // Сборник трудов 73-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петер-

бург : СПбНТОРЭС, 2018. —С. 269-270.

72. Костроминов, А. М. Метод уменьшения случайной погрешности датчика меры пройденного пути поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Сборник трудов 71-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2016. —С. 216-217.

73. Костроминов, А. М. Способ снижения систематической погрешности в задаче определения текущих координат поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Сборник трудов 71-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2016. —С. 217-218.

74. Костроминов, А. М. Об уточнении метрических координат мест установки радиочастотных меток СБПП [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин, А. А. Костроминов // Сборник трудов 73-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбН-ТОРЭС, 2018. — С. 266-267.

75. Костроминов, А. М. Оценка вероятности пропуска считывания информации с радиочастотных меток аппаратурой СБПП [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Известия Петербургского университета путей сообщения. — 2017. — Т. 14, № 4. — С. 650-656.

76. Костроминов, А. М. Влияние дисперсий компонентов на электромагнитную совместимость устройств [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Транспорт Урала. — 2017. — № 3. — С. 29-34.

77. Костроминов, А. М. Исследование эффективности взаимодействия ридеров СБПП с ЯРЮ-метками на поездах метрополитена [Текст] / А. М. Костроми-нов, О. Н. Тюляндин // Сборник трудов 72-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбН-ТОРЭС, 2017. —С. 259-261.

78. Костроминов, А. М. Исследование влияния продолжительности времени ска-

нирования RFID-меток на надежность связи с ними [Текст] / А. М. Костро-минов, О. Н. Тюляндин, А. А. Костроминов // Сборник трудов 72-ой всероссийской научно-технической конференции, посвященной Дню радио. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2017. —С. 258-259.

79. Костроминов, А. М. Повышение надежности взаимодействия ридеров и радиометок в системе привязки к пути поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Транспорт Урала. — 2017. — № 4. — С. 21-25.

80. GS1 EPCglobal Inc. — EPCTM Radio-Frequency Identity Protocols Generation-2 UHF RFID [Text], 2018. — Online; accessed 11 April 2019. Access mode: https://www.gsl.org/standards/epc-rfid/

.

81. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей [Текст] / Е. С. Вентцель. — 4-е изд. — М. : Наука, 1969. —С. 576.

82. Freedman, D. Statistics [Text] / D. Freedman, R. Pisani, R. Purves. International student edition. — 4th edition. — [S. l.] : W.W. Norton & Company, 2007. — ISBN: 9780393929720.

83. Костроминов, А. М. Математическая модель дисперсионных свойств RFID-элементов в системе привязки к пути скоростных диагностических средств метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, Т. В. Крючкова // ВАС. Труды академии. Научно-технический сборник. — 2011. — Т. 77. — С. 452-456.

84. Костроминов, А. М. Дисперсионные свойства зоны радиовидимости RFID-элементов в системе автоведения поездов метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, А. А. Костроминов, Т. В. Крючкова // Известия ПГУПС. — 2011. — Т. 29, № 4. — С. 62-71.

85. Обеспечение ЭМС в RFID-технологиях [Текст] / А. М. Костроминов, Т. В. Крючкова, М. Ю Королев, В. В. Гаврилов // VIII международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии.

Труды симпозиума. — Санкт-Петербург : [б. и.], 2009. — С. 91-92.

86. Анализатор логов системы бесконтактной привязки к пути пассажирских поездов метрополитена [Текст] : Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2018662940 Рос. Федерация / О. Н. Тюляндин, А. М. Костроминов ; заявитель ФГБОУ ВО ПГУПС ; — № 2018660020 ; заявл. 20.09.2018 ; опубл. 17.10.2018.

87. Оценка вероятности пропуска радиочастотных меток аппаратурой системы бесконтактной привязки к пути (СБПП) [Текст] : Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2018617700 Рос. Федерация / О. Н. Тюляндин ; заявитель ФГБОУ ВО ПГУПС ; — № 2018615536 ; заявл. 29.05.2018 ; опубл. 28.06.2018.

88. Nikitin, P. V. An Overview of Near Field UHF RFID [Text] / P. V. Nikitin, K. V. S. Rao, S. Lazar // 2007 IEEE International Conference on RFID. — [S. l. : s. n.], 2007.-P. 167-174.

89. Nikitin, P. V. Theory and measurement of backscattering from RFID tags [Text] / P. V. Nikitin, K. V. S. Rao // IEEE Antennas and Propagation Magazine. — 2006. — Vol. 48, no. 6. —P. 212-218.

90. Nikitin, P. V. Effect of Gen2 protocol parameters on RFID tag performance [Text] / P. V. Nikitin, K. V. S. Rao // 2009 IEEE International Conference on RFID. — [S. l. : s. n.], 2009. —P. 117-122.

91. Костроминов, А. М. Анализ и повышение точности RFID-навигации в условиях метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, Е. А. Стрекаловский, О. Н. Тюляндин // Транспорт Урала. — 2018. — № 4. — С. 23-27.

92. Костроминов, А. М. О точности RFID-привязки поездов метрополитена к координатам пути [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Транспорт: проблемы, идеи, перспективы Сборник трудов LXXVIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — Санкт-Петербург : ПГУПС, 2018. —С. 98-100.

93. Ефанов, Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодо-

рожной автоматики и телемеханики : монография [Текст] / Д. В. Ефанов. — Санкт-Петербург : ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016.

94. Контроль состояния ридер-антенного тракта аппаратуры СБПП в условиях электродепо метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, С. А. Рахманин, О. Н. Тюляндин, Б. О. Смирнов // Известия Петербургского университета путей сообщения. — 2016. — Т. 13, №2. —С. 180-186.

95. Контроль ЯЕЮ-средств в системе бесконтактной привязки к пути подвижного состава метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, Т. В. Крючкова, С. А. Рахманин [и др.] // Автоматика на транспорте. — 2016. — Т. 2, № 3. — С. 348-363.

96. Костроминов, А. М. Динамическая диагностика средств радиочастотной идентификации системы бесконтактной привязки пути метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин// Автоматика на транспорте. — 2019. — Т. 5, № 4. — С. 467-477.

97. Костроминов, А. М. Метод контроля состояния ЯЕГО-тракта в системе СБПП при работе поезда на линии метрополитена [Текст] / А. М. Костроминов, О. Н. Тюляндин // Тезизы докладов Десятого международного симпозиума «Екгаш 10.0», посвященного 210-летию со дня основания первого транспортного вуза России - Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. — Санкт-Петербург : ПГУПС, 2019. —С. 12-14.

98. Тюляндин, О. Н. О контроле радиочастотных меток системы бесконтактной привязки к пути [Текст] / О. Н. Тюляндин, А. М. Костроминов, Р. О. Ложкин// СПбНТОРЭС: труды ежегодной НТК. — Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2019. —С. 188-189.

99. Тюляндин, О. Н. Контроль ЯЕЮ-тракта системы бесконтактной привязки к пути в процессе рабочего движения поездов на линии [Текст] / О. Н. Тюляндин, А. М. Костроминов, Т. В. Крючкова // СПбНТОРЭС: труды ежегодной НТК. —Санкт-Петербург : СПбНТОРЭС, 2019. —С. 192-193.

100. Rao, C.R. Linear Models: Least Squares and Alternatives [Text] / C.R. Rao, H. Toutenburg. — 2nd edition. — [S. l.] : Springer, 1999. — ISBN: 9780387988481.

101. RF vision: RFID receive signal strength indicator (RSSI) images for sensor fusion and mobile manipulation [Text] / T. Deyle, H. Nguyen, M. Reynolds, C. C. Kemp // 2009IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. — [S. l. : s. n.], 2009. - P. 5553-5560.

Приложение А

Справка о внедрении

Для предоставления в диссертационный совет Д218.008.02 на базе Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I

С.'ЛИЮ'-ПЕТЕРБУРГСКОЕ ГОС УДАРСТВЕЫПОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ПЕТЕРБУРГСКИЙ МЕТРОПОЛИТЕН» (ГУП «ПЕТЕРБУРГ СКИЙ МЕТРОПОЛИТЕН») ЭЛЕКТРОДКПО «НЕВСКОЕ»

5 -ЙРЫБАЦКИЙ ПРОЕЗД, Д. 18, ГАНКТ-ПКТВРВУРГ, 192177 ТЕЛ./ФАКС 7М-44-04 Е-тя|Мер|>5(й!*1еро5.т1:11-о. spb.ru

ОКНО 03222055 ОГРН 1027810223407 ИНН 7К31Ю00970 КПП 783801001

№

На №

от

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы «Разработка методов и средств ИРГО-навигации для управления движением поездов метрополитена» ТЮЛЯНДИНА О Н , выполненной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Настоящим письмом электродепо «Невское» состава ГУП «Петербургский метрополитен» подтверждает, что в процессе модернизации систем автоведения, использующих систему бесконтактной привязки к пути (СБПП) на базе 1ШО-технологии, Петербургским государственным университетом путей сообщения Императора Александра 1 применены следующие научные результаты диссертационной работы Тюляндина О. Н.:

1. Рекомендации по замене ридеров, требующих внешней команды на запуск сканирования меток, на ридеры с непрерывным сканированием (внедрены на головных вагонах поездов типа «НеВа», обращающихся на 3-й линии).

2. Рекомендации по уменьшению затухания в ридер-антенном тракте аппаратуры СБПП путем интеграции ридеров в корпус антенны (внедрены на всех головных вагонах поездов типа «НеВа», обращающихся на 3-й линии).

3. Рекомендации по расширению функций СБПП в части диагностической поддержки (внедрены на всех головных вагонах поездов, оборудованных СБПП).

Внедрение указанных рекомендаций позволило повысить надежность систем автоведения, использующих НПО-технологию, и создать платформу для развития подземной 1ШО-навигации.

/

Начальник злектродепо

Приложение Б

Свидетельства о государственной регистрации

программ для ЭВМ

127

Приложение В Анализатор логов СБПП

Листинг В.1 — parser.awk

BEGIN {

# MODE = "- -missing " # Режим поиска серий пропущенных меток

0FS = "у"

max_tag_diff = 30 # Максимально допустимая разница в номерах смежных меток, tsearch = 0.00 # Максимальное время поиска одной метки,

outfile = ARGV [1] ".out"

# Вычленение номера поезда из имени входного файла. match(ARGV [1] , /\/([[: digit:]]+)\//, train)

# Запись априорной информации о метках в многомерный массив tag. while ((getline < "../list-of - tags.csv") > 0) {

tag [$1 , $3 , $4] ["name"] = $2 # $1 -> номер метки; $3 -> номер линии;

tag [$1 , $3 , $4] [" station"] = $5 # $4 -> номер пути;

} # $2 - > тип метки; $5 - > имя станции. close("../list-of-tags.csv")

# Считывание карты меток для каждого пути каждой линии while ((getline < " . ./тар-of - tags.csv") > 0) { line = $1; way = $2 # first [line , way] = $3 for (i = 4; i <= NF; i++) { split($(i — 1) ,prev," I " ) if ($i ~ "I") { delete assoc split($i,assoc,"I") for (x in assoc) {

for (y in assoc)

if (assoc [x] != assoc[y])

tag [assoc [x] , line , way ][" assoc "][ assoc [y] ] = "" tag [assoc [x] ,line , way] ["prev"] = prev [1]

}

} else tag[$i,line,way]["prev"] = prev[l]

}

close("../map-of-tags.csv" ) }KP0T

/ Установлены часы КРОТ, коррекция/ {

match($0, / (-*[[:digit :]]+\.[[:digit :]]+) /, shift_time) ftime_ms -= shift_time [1]

}

($0 ~ "чужаяуметка") {other = "yes"}

($4 == "РИДЕР") && ($5 ! = "Выполнена") { if ($0 ~ "l.w.s") {

ftime = $2; ftime_ms = time2s($1,$2)

match($0, /1([[:digit :]])w([[:digit :]])s([[:digit:]]+)/, lws) match($0, /#([[: digi iCTXOfl:J]+)[~]+(]+)/, current_tag)

ct = current_tag[1] ; cl = lws[l]; cw = lws [2]

if (MODE == "--missing") {

missingCheck(ot,ol,ow,ct,cl,cw ,1) ot = ct ; ol = cl; ow = cw

}

other = "no"

} else if (($0 ~ "RSSI") && (other == "no")) {

date = $1; Itime = $2; ltime_ms = time2s($1,$2) match($0, /([[:digit :])]+);/, count) match($0, /RSSI: (-?[[:digit:]]+)/, RSSI)

if ((count [1] != 0) && (ltime_ms > ftime_ms))

spt = (ltime_ms - ftime_ms - tsearch)/count [1] else spt = "NULL"

if (MODE != "--missing") outEntry()

function time2s (d, t, ts, darr, tarr) {

split(t,tarr,"[:.]") split(d,darr , "/")

ts = mktime(darr[3] "u" darr[2] "u" darr [1] "u" tarr [1] "u"\

tarr[2] "u" tarr [3]) + tarr [4]/1000 return ts

}

function missingCheck (pt, pi, pw , t, 1, w, call_from_out, mt, name_of_mt) {

if ((pt == "") M (pi != 1) II (pw != w) II (sqrt ((t-pt) ~2) >max_tag_dif f)) { pas s

} else if ((pt ! = t) &&\

(("prev" in tag[t,1,w]) && (pt != tag[t,1,w] ["pre?"] ) ) &&\ !(("assoc" in tag[t,l,w]) && (pt in tag[t,1,w] ["assoc"] ) ) &&\ !(("assoc" in tag[pt,l,w]) &&\

(tag[t,1,w] ["prev"] in tag[pt,1,w] ["assoc" ] ) ) ) {

mt = tag[t,1,w]["prev"] name_of_mt = tag[mt,1,w]["name"]

if ( mis s ingCheck (pt , pi , pw , mt , 1, w , 0) == "")

printf ( "%s ,%snponycK, , " , FILENAME, basicInfoQ)

if (call_from_out == 1)

printf("#%s/%s\n" , mt, name_of_mt)

else

printf("#%s/%s:" , mt, name_of_mt)

}

return mt

}

function outEntry ( station, name_of_tag) { station = tag[ct,cl,cw]["station"]

name_of_tag = tag[ct,cl,cw]["name"]

print date, ftime , Itime, train [1], cl, cw , station, ct , name_of_tag,\ count [1] , ESSI[1] , ltime_ms - ftime_ms #> outfile

function basiclnfo () {

return date "," ftime "," train [1] "," cl "," cw

}

END {

if (MODE != "--missing") close(outfile)

}

Листинг В.2 — parser.sh

#!/bin/bash

find ../ -iname "*txt" -type f -printO I while IFS= read -r -d $'\0' filename; do awk -v M0DE = $1 -f ./parser.awk "$f ilename"

done

Листинг В.3 — cp1251-utf8-converter.sh

#//bin/bash

find ./ -iname "*txt" -type f -printO I while IFS= read -r -d $'\0' filename; do recode cpl251..utf8 "$filename"

done

Листинг В.4 — list-of-tags.sh

#//bin/bash

cat ../*/*.txt I awk 'u/l.w.s/u{

uuuuuuuumatch($0,□/([[:digit:]])w([[:digit:]])s([[:digit:]]+)/,ulws)

uuuuuuuuifu(!($8uinulist.of.tags))u{

uuuuuuuuuuuu list_of_tags[$8] [Iws [1]] [Iws [2]] [lws [3]]u = u"" uuuuuuuu)"uelseu if u(!(Iws [1] uinu list_of_tags [$8]))u{ uuuuuuuuuuuu list_of_tags [$8] [lws [1]] [lws [2]] [lws [3]]u = u""

uuuuuuuu)"uelseu if u(! (lws[2]

uinu

list_of_tags [$8] [lws[1]]))u{ uuuuuuuuuuuu list_of_tags [$8] [lws [1]] [lws [2]] [lws [3]]u = u"" uuuuuuuu)"uelseu ifu(!(lws[3]uinulist_of_tags[$8] [lws [1]] [lws [2]]))u{ uuuuuuuuuuuu list_of_tags[$8] [lws [1]] [lws [2]] [lws [3]]u = u""

uuuuuuuu}uelseunext

uuuuuuuumatch($0,u/#([[:digitCTXOfl:]]+)["]+(["u]+)/,ytagName)

LiLíLíLíLíLíLíLíPrint LjtagName [1] , ytagName [2] , ulws [1] , ulws [2] , ulws [3] }u' I sort -n > ../list-of-tags.csv