18833

۱۸۸۳۳

سيستم تشخيص و ايزولاسيون عيب مدار راه TI21-M با استفاده از شبكه‌هاي پتري

كارشناسي ارشد

كنترل و علائم

بهمن ماه ۱۳۹۶

دكتر محمد علي صنديدزاده

دكتر بهمن قرباني واقعي

راه آهن

چكيده امروزه شبكه‌ي راه‌آهن به عنوان يك وسيله ي حمل و نقل عمومي و هم‌چنين وسيله‌اي جهت جابه‌جايي بار، جايگاه مهمي را در زمينه‌ي اقتصاد كسب نموده است. بنابراين با توجه به تقاضاي روزافزون از شبكه‌ي راه آهن، اين سيستم به عملكردي با افزايش سطح قابليت اطمينان، قابليت دسترس پذيري، قابليت تعميرپذيري و ايمني نياز دارد. سيستم سيگنالينگ زيرمجموعه‌اي از سيستم حمل و نقل ريلي است. براي عملكرد ايمن سيستم سيگنالينگ و به دنبال آن شبكه‌ي راه‌آهن، تشخيص حضور قطار در هر تراك امر بسيار مهمي است. يكي از متداول‌ترين راهكارها جهت تشخيص حضور قطار استفاده از مدار راه است. مدار راه به صورت خراب- ايمن كار مي‌كند، اما براي جلوگيري از خطرات احتمالي و هم‌چنين به حداقل رساندن تأخير قطارها استفاده از يك سيستم پايش وضعيت براي تشخيص و ايزولاسيون عيوب ضروري به نظر مي‌رسد. يكي از روش‌هاي جديد پايش وضعيت، عيبب‌يابي به‌وسيله‌ي شبكه‌هاي پتري است. شبكه‌ي پتري ابزار گرافيكي قدرتمندي است كه نه تنها براي مدل‌سازي سيستم‌هاي رويداد گسسته، بلكه براي مدل‌سازي سيستم‌هاي ديناميك پيوسته ، نيز قابل اجرا است. در اين پايان‌نامه از يك شبكه‌ي پتري جهت تشخيص و ايزولاسيون عيوب مدار راه فركانس صوتي TI21-M، استفاده شده است. مدار راه TI21-M در سيمولينك متلب شبيه‌سازي شده و از داده‌هاي حاصل از آن به عنوان ورودي شبكه‌ي پتري استفاده شده است. از آنجا كه مدار راه يك سيستم ديناميك پيوسته است، براي مدل‌سازي و تشخيص عيوب اين سيستم با استفاده از شبكه‌هاي پتري، رفتار آن به صورت گسسته در نظر گرفته شده است و در واقع مدل پتري تغييرات ولتاژ و جريان اجزاي مختلف مدار راه، تغييرات مقاومت كابل‌ها و تغييرات امپدانس ريل در محيط استيت‌فلو متلب شبيه‌سازي شده است. سپس با توجه به تغيير حالت‌هاي مدل پتري شبيه‌سازي شده، نه تنها مدار راه معيوب، بلكه نوع عيوب رخ داده شده در آن نيز مشخص مي‌شود. قابل ذكر است كه اين شبكه قابليت تشخيص عيوب به طور هم‌زمان را نيز دارا است. واژه‌هاي كليدي: راه آهن، سيستم سيگنالينگ، مدار راه TI21-M، پايش وضعيت، شبكه‌هاي پتري

1397/02/25

6/22/2018 12:00:00 AM

Abstract: Today, the railway network has become an important place in the field of economics as a means of public transportation and freight transportation. Therefore, with increasing demand of the railway network, the system needs to operate with increased reliability, accessibility, repairability and safety. The signaling system is a subset of the rail transportation system. For the safe operation of the signaling system, followed by the rail network, it is very important to recognize the presence of a train on each track. One of the most commonly methods to detect the presence of a train is the use of track circuit. The track circuits work fail-safe, but to avoid potential hazards and to minimize train delays, it's necessary to use a monitoring system for detection and isolation of the faults. One of the new methods of the condition monitoring, is fault detection by the petri nets. Petri net is a powerful graphical tool that can be used not only for modeling discrete event systems, but also for modeling continuous dynamic systems. In this thesis, a petri net model is used to detection and isolation of the faults of the TI21-M audio frequency track circuit. The TI21-M track circuit is simulated in Simulink Matlab and its data is used as Petri net inputs. Since the track circuit is a continuous dynamic system, for modeling and detecting the faults of the system using Petri nets, track circuit behavior is considered discrete; in fact, petri's model of the voltage and current variations of different components of the track circuit, the cable resistance variations, and the impedance rail variations are simulated in Matlab's Statflow environment. Then, according to changing in states of the simulated petri's model, not only faulty track circuit, but also the location of the faults is also determined. It should be noted that this network can detect the faults simultaneously. Keywords: Rail network, Signaling system, TI21-M track circuit, Condition monitoring, Petri nets