vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2025_2_132vrgup-278Research ArticleПОДВИЖНОЙ СОСТАВ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯROLLING STOCK, TRAFFIC SAFETYАдаптивная система автоматического управления пневматическим тормозом грузового поездаAdaptive automatic control system for the pneumatic brake of a freight trainМенакерГ. М.MenakerG. M.

Менакер Григорий Максимович, кафедра «Электропоезда и локомотивы», аспирант

Menaker Grigory Maksimovich, Chair “Electric Trains and Locomotives”, Postgraduate Student

g.menaker@mail.ruПудовиковО. Е.PudovikovO. E.

Пудовиков Олег Евгеньевич, кафедра «Электропоезда и локомотивы», доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой

Pudovikov Oleg Evgenievich, Chair “Electric Trains and Locomotives”, Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor, Head of the Chair

olegep@mail.ruРоссийский университет транспорта (РУТ (МИИТ))Russian University of Transport (RUT (MIIT))20253006202502132144Copyright © Менакер Г.М., Пудовиков О.Е., 20252025Менакер Г.М., Пудовиков О.Е.Menaker G.M., Pudovikov O.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/278

Предложена функциональная схема системы автоматического управления пневматическим тормозом грузового поезда с возможностью идентификации ре альных тормозных параметров поезда и сопротивления движению, которая наряду с остальными средствами автоматического управления поездом обеспечивает безопас ность перевозок на железнодорожном транспорте. В качестве алгоритма идентификации тормозных параметров поезда, а также сопротивления движению использован расширенный фильтр Калмана – ЕКF. Приведены результаты моделирования с использованием алгоритма EKF и без него. Показано преимущество использования предлагаемой системы в части обеспечения высокого качества управления посредством увеличения промежутков между торможениями на «вредном» спуске, что способствует повышению участковой скорости движения, а также достаточно точной реализации алгоритма прицельного торможения.

A functional scheme of the automatic control system for the pneumatic brake of a freight train with the possibility of identifying the actual braking parameters of the train and the resistance to movement is proposed, which along with other means of automatic train control ensures the safety of transportation on railway transport. The extended Kalman–EKF filter was used as an algorithm for identifying the braking parameters of the train, as well as the resistance to movement. The results of modeling with the use of algorithm EKF and without it are presented. The advantage of using the proposed system in terms of ensuring high-quality control by increasing the intervals between braking on a “harmful” descent is shown, which contributes to increase of section speed of movement, as well as sufficiently accurate implementation of the algorithm of target braking.

автоматическое управлениепневматический тормозпродольные математическое моделированиеидентификация параметровautomatic controlpneumatic brakelongitudinal mathematical modelingparameter identificationReferencesПравила технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава : утверждены Приказом Минтранса России № 151 от 03.06.2014 . – Москва, 2015. – 162 с.Rules for the technical maintenance of brake equipment and brake control of railway rolling stock : approved by the Order of the Ministry of Transport of Russia No. 151 dated 03.06.2014. – Moscow, 2015. – 162 p.Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: учебник для студентов, обучающихся по специальности 190300. 65 «Подвижной состав железных дорог» ВПО : в 3 ч. / под редакцией Л. А. Баранова, А. Н. Савоськина. – Москва : Учебнометодический центр по образованию на ж.д. транспорте, 2013. – Ч. 1 : Теория автоматического управления / Л. А. Баранов [и др.]. – 398 с. – ISBN 978-5-89035-616-1.Automated control systems for electric rolling stock : a textbook for students studying in the specialty 190300. 65 “Rolling stock of railways” of higher professional education : in 3 parts / edited by L. A. Baranov, A. N. Savoskin. – Moscow : Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport, 2013. – Part 1 : Theory of automatic control / L. A. Baranov [et al.]. – 398 p. – ISBN 978-5-89035-616-1.Пудовиков, О. Е. Совершенствование системы автоматического управления пневматическим тормозом грузового длинносоставного поезда / О. Е. Пудовиков, С. А. Муров // Транспорт : наука, техника, управление. – 2014. – № 4 – C. 21–26. – ISSN 0236-1914.Pudovikov, O. E. Improvement of the automatic control system of the pneumatic brake of a long freight train / O. E. Pudovikov, S. A. Murov // Transport : science, technology, management. 2014. – No. 4. – P. 21–26. – ISSN 0236-1914.Пудовиков, О. Е. Система управления пневматическим тормозом грузового поезда / О. Е. Пудовиков, Г. М. Менакер // Электротехника. – 2023. – № 9. – C. 34–39. – ISSN 0013-5860.Pudovikov, O. E. Control system of a pneumatic brake of a freight train / O. E. Pudovikov, G. M. Menaker // Electrical Engineering. – 2023. – No. 9. – P. 34–39. – ISSN 0013-5860.Пудовиков, О. Е. Автоматическое управление пневматическим тормозом грузового поезда / О. Е. Пудовиков, Г. М. Менакер // Интеллектуальные транспортные системы : материалы II Международной научно-практической конференции. – Москва, 2023. – DOI 10.30932/9785002182794-2023-322-329.Pudovikov, O. E. Automatic control of the pneumatic brake of a freight train / O. E. Pudovikov, G. M. Menaker // Intelligent Transport Systems : materials of the II International scientific and practical conference. – Moscow, 2023. DOI 10.30932/9785002182794-2023-322-329.Асадченко, В. Р. Автоматические тормоза подвижного состава : учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В. Р. Асадченко. – Москва : Маршрут, 2006. – 392 с. – ISBN 5-89035-275-X.Asadchenko, V. R. Automatic brakes of rolling stock : a textbook for higher education institutions of railway transport / V. R. Asadchenko. – Moscow : Marshrut, 2006. – 392 p. – ISBN 5-89035-275-X.Расчеты и испытания тяжеловесных поездов / Е. П. Блохин, Л. А. Манашкин, Е. Л. Стамблер [и др.] ; под редакцией Е. П. Блохина. – Москва : Транспорт, 1986. – 263 с.Calculations and testing of heavy trains / E. P. Blokhin, L. A. Manashkin, E. L. Stambler [et al.] ; edited by E. P. Blokhin. – Moscow : Transport, 1986. – 263 p. 8 Brammer, K. Kalman – Busey filter / K. Brammer, G. Siffling. – Moscow, 1982. –200 p.Браммер, К. Фильтр Калмана – Бьюси / К. Браммер, Г. Зиффлинг. – Москва, 1982. – 200 с.GOST 34434–2018. Brake systems of freight railway cars. Technical requirements and calculation rules : interstate standard : put into effect by Order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated November 27, 2018 No. 1036-art. – Moscow : Standartinform, 2018. – 28 p.ГОСТ 34434–2018. Тормозные системы грузовых железнодорожных вагонов. Технические требования и правила расчета : межгосударственный стандарт : введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2018 г. № 1036-ст. – Москва : Стандартинформ, 2018. – 28 с.Rules for traction calculations for train operation. Approved by the Order of JSC Russian Railways dated 12.05.2016 No. 867r as amended by the Order of JSC Russian Railways dated 09.02.2018 No. 182/r. – Moscow : JSC Russian Railways, 2018. – 516 p.Правила тяговых расчетов для поездной работы : утверждены Распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016 № 867р в редакции Распоряжения ОАО «РЖД» от 09.02.2018 № 182/р. – Москва : ОАО «Российские железные дороги», 2018. – 516 с.Golovin, V. I. Automation of train braking control / V. I. Golovin, B. D. Nikiforov, Yu. G. Kutyev. – Moscow : Transport, 1985. – 263 p.Головин, В. И. Автоматизация управления торможением поездов / В. И. Головин, Б. Д. Никифоров, Ю. Г. Кутыев. – Москва : Траспорт, 1985. – 263 с.Komkov, E. V. Accounting for the loading of a metro train with automatic targeted braking / E. V. Komkov // The Russian Railway Science Journal. – 1984. – No. 3– P. 15–17.Комков, Е. В. Учет загрузки поезда метрополитена при автоматическом прицельном торможении / Е. В. Комков // Вестник ВНИИЖТ. – 1984 – № 3. – С. 15–17.Kapustin, M. Yu. A model of the adaptive system of targeted electropneumatic braking of an electric train / M. Yu. Kapustin, S. I. Krasnolobov, P. S. Sargsyan // Science and Technology of Transport. – 2011. – No. 4. – P. 33–43. – ISSN 2074-9325.Капустин, М. Ю. Модель адаптивной системы прицельного электропневматического торможения электропоезда / М. Ю. Капустин, С. И. Краснолобов, П. С. Саркисян // Наука и техника транспорта. – 2011. – № 4. – С. 33–43. – ISSN 2074-9325.Patent No. 2715915 Russian Federation, IPC BO60T 8/172 (2006.01), B61L 3/12 (2006.01). Method and system for controlling pneumatic brakes of railway rolling stock / L. M. Zhebrak, M. V. Safro. – No. 2017143208 ; declared 11.12.2017 ; published 04.03.2020, Bull. No. 7.Патент № 2715915 Российская Федерация, МПК ВО60Т 8/172 (2006.01), В61L 3/12 (2006.01). Способ и система управления пневматическими тормозами железнодорожного подвижного состава / Л. М. Жебрак, М. В. Сафро. – № 2017143208 ; заявл. 11.12.2017 ; опубл. 04.03.2020, Бюл. № 7.Savoskin, A. N. Parametric optimization of automatic regulator of pneumatic braking of a freight train / A. N. Savoskin, P. E. Koval, V. V. Losev // Fundamental problems of dynamics and strength of rolling stock : jubilee collection of scientific papers. – Moscow : MIIT, 1997. – No. 912. – P. 93–96.Савоськин, А. Н. Параметрическая оптимизация автоматического регулятора пневматического торможения грузового поезда / А. Н. Савоськин, П. Е. Коваль, В. В. Лосев // Фундаментальные проблемы динамики и прочности подвижного состава : юбилейный сборник научных трудов. Москва : МИИТ, 1997. – № 912. – С. 93–96.Савоськин, А. Н. Параметрическая оптимизация автоматического регулятора пневматического торможения грузового поезда / А. Н. Савоськин, П. Е. Коваль, В. В. Лосев // Фундаментальные проблемы динамики и прочности подвижного состава : юбилейный сборник научных трудов. Москва : МИИТ, 1997. – № 912. – С. 93–96.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.