vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2024_3_56vrgup-9Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, АВТОМАТИКА И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGIES, AUTOMATION AND TELECOMMUNICATIONSМетоды анализа сигналов магнитоиндукционного датчика при проходе колесных пар подвижного составаMethods for analyzing the signals of a magnetoinduction sensor when passing wheel sets of rolling stockШтанкеВ. В.ShtankeV. V.

Штанке Вероника Валерьевна, научно-внедренческий центр «Безопасность транспорта», начальник

Shtanke Veronika Valerievna, Scientific and Innovation Center «Transport Safety», Head of the Centre

arnold.shtanke@yandex.ruРостовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)Rostov State Transport University (RSTU)2024300920240356–67Copyright © Штанке В.В., 20242024Штанке В.В.Shtanke V.V.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/9

Актуальность исследования обусловлена внедрением единой системы управления движением поездов на магистральных железных дорогах, основанной на микропроцессорных технологиях [1]. Значительная роль в системах технической диагностики тягового подвижного состава отводится путевым датчикам. Научновнедренческий центр «Безопасность транспорта» (НВЦ БТ) Ростовского государственного университета путей сообщения провел исследование параметров сигнала, получаемого при проходе колеса над магнитоиндукционными датчиками; новые конструкции датчиков и метод обработки их сигналов позволяют не только считать оси, но и выявлять дефекты колес. Анализ сигналов, модулируемых магнитоиндукционным датчиком при проходе над ним колесной пары подвижного состава, благодаря современным аппаратнопрограммным комплексам и возможностям графического представления данных может отражать реальную картину состояния профиля колесных пар проходящего поезда, а также позволяет определить перекосы тележки, наличие волокущихся деталей, критично-перегретые буксы. В статье представлен графико-цифровой метод обработки сигнала для получения диагностической информации мониторинга состояния колес подвижного состава железнодорожного транспорта.

The relevance of the study is due to the introduction of a unified train traffic control system on mainline railways based on microprocessor technologies. Track sensors play a significant role in the technical diagnostics systems of traction rolling stock. The Scientific and Innovation Center "Transport Safety" (SIC TS) of the Rostov State Transport University conducted a study of the parameters of the signal received when the wheel passes over magnetoinduction sensors; new sensor designs and the method of processing their signals make it possible not only to count the axles, but also to identify wheel defects. The analysis of signals modulated by a magnetoinduction sensor when a rolling stock wheelset passes over it, thanks to modern hardware and software complexes and the capabilities of graphical data presentation, can reflect the real picture of the profile of the wheelsets of a passing train, and also allows you to determine bogie distortions, the presence of dragging parts, critically overheated axle boxes. The article presents a graph-digital signal processing method for obtaining diagnostic information for monitoring the condition of wheels of railway rolling stock.

датчик магнитоиндукционныйпараметры сигналовдетерминированные сигналыдефекты колесной парыалгоритм фиксации дефектовимитация помех.magnetoinduction sensorsignal parametersdeterministic signalswheelset defectsdefect fixation algorithminterference simulation.ReferencesПостроение распределенных микропроцессорных систем управления движением поездов / А. Б. Никитин, О. А. Наседкин, А. А. Лыков [и др.] // Автоматика на транспорте. – 2023. – Т. 9, № 2. – С. 153–161. – DOI 10.20295/2412-9186-2023-9-02-153-161.Construction of distributed microprocessor systems for train traffic control / A. B. Nikitin, O. A. Nasedkin, A. A. Lykov [et al.] // Automation in transport. – 2023. – Vol. 9, No. 2. – P. 153–161. – DOI 10.20295/2412-9186-2023-9-02-153-161.Ефанов, Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : монография / Д. В. Ефанов. – Санкт-Петербург : ПГУПС, 2016. – 171 с. – ISBN 978-5-7641-0933-6.Efanov, D. V. Functional control and monitoring of railway automation and telemechanics devices : monograph / D. V. Efanov. – Saint Petersburg : PGUPS, 2016. – 171 p. – ISBN 978-5-7641-0933-6.Моделирование неисправностей магнитоиндукционных датчиков счета осей / Ю. В. Шаповалова, Ю. Е. Пустовой, А. А. Эгизян, Д. В. Швалов // Сб. науч. тр. II Междунар. науч.-практич. конф. «Цифровые инфокоммуникационные технологии». – Ростов-на-Дону : РГУПС, 2022. – С. 279– 283. – DOI 10.46973/978-5-907295-76-6_2022_279.Modeling of malfunctions of magnetoinduction sensors of axis counting / Yu. V. Shapovalova, Yu. E. Pustovoy, A. A. Egizyan, D. V. Shvalov // Collection of scientific papers of II International Scientific and Practical Conference "Digital Infocommunication Technologies". – Rostov on Don : RSTU, 2022. – P. 279–283. – DOI 10.46973/978-5-907295-76-6_2022_279.Датчик Штанке магнитный помехоустойчивый ШМП12 : руководство по эксплуатации Ш2.00.00 РЭ. – 2014.The Shtanke magnetic noise-resistant sensor SHMP12 : operating manual Sh2.00.00 RE. – 2014.Черезов, Г. А. О возможности применения методов обработки сигналов в системе технического диагностирования СТД-МПК / Г. А. Черезов, Р. З. Галинуров, К. В. Колесниченко // Транспорт Урала. – 2020. – № 1 (64). – С. 35–38. – DOI 10.20291/1815-9400-2020-1-35-38.Cherezov, G. A. On the possibility of using signal processing methods in the STD-MPK technical diagnostics system / G. A. Cherezov, R. Z. Galinurov, K. V. Kolesnichenko // Transport of the Urals. – 2020. – No. 1 (64). – P. 35–38. – DOI 10.20291/1815-9400-2020-1-35-38.Бушуев, С. В. Исследование точности измерений среднеквадратических значений электрических сигналов на ограниченных интервалах времени / С. В. Бушуев, А. Н. Попов // Транспорт Урала. – 2011. – № 2 (29). – С. 46–50. – EDN NWGZDZ.Bushuev, S. V. Investigation of the accuracy of measurements of RMS values of electrical signals at limited time intervals / S. V. Bushuev, A. N. Popov // Transport of the Urals. – 2011. – No. 2 (29). – P. 46–50. – EDN NWGZDZ.Вашкевич, М. И. Сравнение частотно-временных преобразований: Фурье-анализ, вейвлеты и банки фильтров на основе фазового преобразования / М. И. Вашкевич, И. С. Азаров // Цифровая обработка сигналов. – № 2. – 2020. – С. 13–26. – ISSN 1684-2634.Vashkevich, M. I. Comparison of time-frequency transformations: Fourier analysis, wavelets and banks of filters based on phase transformation / M. I. Vashkevich, I. S. Azarov // Digital signal processing. – No. 2. – 2020. – P. 13–26. – ISSN 1684-2634.Черезов, Г. А. Математическая постановка задачи технического диагностирования аппаратуры тональных рельсовых цепей / Г. А. Черезов, В. Б. Леушин, О. А. Кацюба // Транспортные интеллектуальные системы : сборник материалов I Международной научно-практической конференции «Транспортные интеллектуальные системы – 2017» (TIS-2017) (16–17 февраля 2017 г.) / под редакцией В. В. Сапожникова, Д. В. Ефанова. – Санкт-Петербург : ПГУПС, 2017. – С. 81–86. – ISBN 978-5-7641-0975-6.Cherezov, G. A. Mathematical formulation of the problem of technical diagnostics of tonal rail circuits equipment / G. A. Cherezov, V. B. Leushin, O. A. Katsyuba // Transport intelligent systems : collection of materials of the I International Scientific and practical Conference "Transport Intelligent Systems – 2017" (TIS-2017) (February 16–17, 2017) / edited by V. V. Sapozhnikov, D. V. Efanov. – Saint Petersburg : PGUPS, 2017. – P. 81–86. – ISBN 978-5-7641-0975-6.Черезов, Г. А. Построение признакового пространства из коэффициентов вейвлет-преобразования / Г. А. Черезов, А. Н. Попов // Перспективные информационные технологии (ПИТ-2017) : труды Международной научно-технической конференции / под редакцией С. А. Прохорова. – Самара : СамНЦ РАН, 2017. – С. 834–838. – ISBN 978-5-93424-784-4.Cherezov, G. A. Constructing a feature space from the coefficients of the wavelet transform / G. A. Cherezov, A. N. Popov // Promising information technologies (PIT-2017) : proceedings of the International Scientific and Technical Conference / edited by S. A. Prokhorov. – Samara : SamSC RAS, 2017. – P. 834–838. – ISBN 978-5-93424-784-4.Смоленцев, Н. К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB / Н. К. Смоленцев. – Москва : ДМК Пресс, 2009. – 448 с. – ISBN 594074415X.Smolentsev, N. K. Fundamentals of the theory of wavelets. Wavelets in MATLAB / N. K. Smolentsev. – Moscow : DMK Press, 2009. – 448 p. – ISBN 594074415X.Холодков, И. В. Схемотехника : учебное пособие. В 2 ч. Ч. 1. Аналоговая схемотехника / И. В. Холодков. – Иваново, 2013. – 152 с.Kholodkov, I. V. Circuit engineering : a textbook. In 2 parts. Part 1. Analog circuitry / I. V. Kholodkov. – Ivanovo, 2013. – 152 p.Филинов, В. В. Электроника и схемотехника. Расчет спектров электрических сигналов : учебно-методическое пособие / В. В. Филинов. – Москва : МГУПИ, 2014.Filinov, V. V. Electronics and circuit engineerng. Calculation of the spectra of electrical signals : an educational and methodological guide / V. V. Filinov. – Moscow : MGUPI, 2014.Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. – 3-е изд. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2011. – 768 с. – ISBN 978-5-9775-0606-9.Sergienko, A. B. Digital signal processing / A. B. Sergienko. – 3rd ed. – Saint Petersburg : BHV-Petersburg, 2011. – 768 p. – ISBN 978-5-9775-0606-9.Цифровая обработка сигналов : учебное пособие / Ю. Н. Матвеев, К. К. Симончик, А. Ю. Тропченко, М. В. Хитров. – Санкт-Петербург : СПбНИУ ИТМО, 2013. – 166 с.Digital signal processing : a textbook / Yu. N. Matveev, K. K. Simonchik, A. Y. Tropchenko, M. V. Khitrov. – Saint Petersburg : SPbNIU ITMO, 2013. – 166 p.Гимпилевич, Ю. Б. Сигналы и процессы в радиоэлектронике : учебное пособие / Ю. Б. Гимпилевич. – Севастополь : Издатель-ство Севастопольского государственного университета, 2019. – 247 с.Gimpilevich, Yu. B. Signals and processes in radio electronics : a textbook / Yu. B. Gimpilevich. – Sevastopol : Publishing House of the Sevastopol State University, 2019. – 247 p.Якимов, Е. В. Цифровая обработка сигналов : учебное пособие / Е. В. Якимов, Г. В. Вавилова, И. А. Клубович. – Томск : Издательство Томского политехнического университета, 2008. – 306 с. – ISBN 5-98298-326-6.Yakimov, E. V. Digital signal processing : a textbook / E. V. Yakimov, G. V. Vavilova, I. A. Klubovich. – Tomsk : Tomsk Polytechnic University Publishing House, 2008. – 306 p. – ISBN 5-98298-326-6.Глинченко, А. С. Цифровая обработка сигналов. В 2 ч. Ч. 1 / А. С. Глинченко. – Красноярск : КГТУ. 2001. – 199 с.Glinchenko, A. S. Digital signal processing. In 2 parts. Part 1 / A. S. Glinchenko. – Krasnoyarsk : KSTU. 2001. – 199 p.Кривошеев, В. И. Современные методы цифровой обработки сигналов (цифровой спектральный анализ) : учебно-методический материал / В. И. Кривошеев. – Нижний Новгород, 2006. – 117 с.Krivosheev, V. I. Modern methods of digital signal processing (digital spectral analysis) : educational and methodological material / V. I. Krivosheev. – Nizhny Novgorod, 2006. – 117 p.Аналого-цифровые и цифровые устройства : методическое пособие / сост. А. Б. Давыдов, М. В. Качинский, В. Б. Клюс. – Минск : БГУИР, 2007. – 52 с. – ISBN 978-985-444-039-2.Analog-digital and digital devices : a methodological guide / comp. A. B. Davydov, M. V. Kachinsky, V. B. Klyus. – Minsk : BGUIR, 2007. – 52 p. – ISBN 978-985-444-039-2.Устройство «Блок формирования сигнала БФС-Ш» : руководство по эксплуатации Ш1.00.00 РЭ. – 2024.The device "Signal generation signal BFS-Sh" : operating manual Sh1.00.00 RE. – 2024.

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