Введение
Глава 1. Потенциал использования спутниковых навигационных технологий (СНТ) и инерциальных измерений в организации перевозочного процесса и обеспечении безопасности на железнодорожном транспорте. Постановка проблемы 8
1.1. Классификация функций основной деятельности ОАО "РЖД",
изменения в их технологическом обеспечении и ресурсная оценка масштабов
внедрения при использовании СНТ 9
1.2. Технология навигации подвижных объектов с учетом комплексирования спутниковых и инерциальных измерений для повышения точности позиционирования и обеспечения безопасности 22
1.3. Цифровые модели пути - координатная основа для решения задач позиционирования подвижных объектов и содержания пути 28
1.4. Отечественный и мировой опыт использования СНТ на
железнодорожном транспорте
1.4.1. Отечественный опыт 35
1.4.2. Зарубежный опыт 39
1.5. Использование спутниковых технологий — важнейшее условие развития АСУ ТП на железнодорожном транспорте 43
Выводы по 1 -й главе 47
Глава 2. Математическая модель вектора состояний бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) для интеграции с данными спутниковой навигационной системы (СНС)... 50
2.1. Математическая модель вектора состояния инерциальной навигационной системы (ИНС) в параметрах Родрига-Гамильтона 50
2.2. Математическая модель автономного наблюдателя стохастического вектора состояния БИНС 61
2.3. Синтез алгоритмов нелинейной фильтрации навигационных параметров автономной БИНС 66
2.4. Решение задачи автономной навигации в углах Эйлера Крылова 68
2.5.Выводы по 2-й главе 77
Глава 3. Синтез высокоточных интегрированных навигационных систем (НС) на основе тесной и глубокой интеграции БИНС и СНС 80
3.1. Тесная интеграция навигационных систем 80
3.1.1 Математическая модель информационных сигналов спутниковых измерений 80
3.1.2. Математические модели сигналов спутниковых наблюдений навигационных параметров интегрированной НС 86
3.1.3. Решение навигационной задачи по комплексированным измерениям интегрированной НС 90
3.1.4. Тесная интеграция при использовании режима обработки дифференциальных измерений 98
3.2. Глубокая интеграция навигационных систем 103
3.2.1. Глубокая интеграция БИНС и СНС ГЛОНАСС 103
3.2.2.Глубокая интеграция БИНС и СНС, инвариантная к типу СНС 111
3.3. Результаты численного моделирования алгоритмов оценки вектора состояния интегрированной инерциально-спутниковой системы 118
3.4. Анализ возможностей применения выходной информации интегрированных НС для построения цифровых моделей и диагностики железнодорожного пути 128
Выводы по 3-й главе 133
Глава 4. Автоматизированная система управления движением поездов в период предоставления "окон" при использовании спутниковых технологий 136
4.1. Типы "окон" в графике движения поездов 136
4.2.Учет размеров движения поездов, межпоездных и станционных интервалов в оперативном графике 138
4.3 Архитектура автоматизированной системы разработки и контроля выполнения оперативного графика движения поездов в период предоставления "окон" (АС ОГДПО). Целевая функция системы 146
4.4.Инструментальная среда имитационного моделирования работы участка для построения оперативного графика 158
4.5.Использование спутниковых технологий для контроля за работой тяжелых путевых машин в период предоставления "окон" 176
4.6.Эффективность внедрения спутниковых технологий при организации и проведении ремонтных работ в «окно» 179
Выводы по 4-й главе 184
Глава 5. Система автоматизированного управления маневровыми маршрутами на железнодорожных станциях 186
5.1. Развитие систем автоматизации управления маневровой работой (АСУ
ММ). Постановка задачи 186
5.2. Построение и основные принципы работы системы АСУММ.
5.2.1. Архитектура системы АСУММ 191
5.2.2. Расчетный период при планировании маршрутов движения в режиме реального времени 195
5.2.3. Общие положения и условия решения задачи выбора очередности маршрутов 197
5.3.Разработка исходных данных для построения алгоритмов очередности выполнения маршрутов на примере сортировочной станции
5.3.1. Сортировочная станция как большая система 199
5.3.2. Разработка исходных данных для 1-го маневрового района 200
5.3.3. Исходные данные для 2-го маневрового района 210
5.3.4 Исходные данные для 3-го и 4-го маневровых районов 212
5.4. Формализация описания станционных технологических процессов в виде сетей Петри и таблиц решений 217
5.5. Системный анализ возможных случаев брака в маневровой работе в целях разработки алгоритмов безопасности 221
5.6.Эффективность системы управления маневровыми маршрутами 230
Выводы по 5-й главе 235
Глава 6. Автоматизация обнаружения аномалий формы рельсовых нитей (АФРН) инерциально-спутниковыми средствами с высокоточной координатной привязкой 238
6.1 Теоретические основы идентификации АФРН 238
6.1.1. Математические модели АФРН 239
6.1.2. Математическая модель интегрированной НС с учетом реакций инерциальных измерителей на АФРН 245
6.1.3. Математическая постановка задачи идентификации АФРН 248
6.1.4. Решение задачи идентификации АФРН 252
6.1.5. Идентификация АФРН при использовании сети дифференциальных поправок 254
6.2. Имитационное моделирование системы регистрации и идентификации АФРН 255
6.3. Типовые формы сигналов от АФРН 258
6.3.1. АФРН на односекционном повороте 258 6.3.2. АФРН на участке равномерного прямолинейного движения 260
6.4. Анализ характеристик прибора регистрации 262
6.5. Моделирование наблюдений АФРН 264
6.6. Анализ возможности обнаружения аномалий формы рельсовых нитей 266
6.7. Структура алгоритма обнаружения аномалии 268
6.8. Моделирование методов обнаружения и оценки параметров АФРН 270
6.9. Система приборов формирования высокоинформативной выборки с дополнительными датчиками на буксах 273
Выводы по 6-ой главе 277
Глава 7. Автоматизация построения профиля железнодорожного полотна по результатам лазерного сканирования 279
7.1. Описание и общая постановка задачи 282
7.2. Формальное описание статистического анализа профиля полотна 287
7. 3. Дискриминантная функция для случая кусочно-параметризованной последовательности 292
7.4. Определение параметризованных участков с помощью дискри минантной функции и оценка моментов нарушения стационарности 299
Выводы по 7-ой главе 302
Заключение 304
Условные обозначения и сокращения 308
Список литературы
