Совершенствование системы токосъема магистральных электрических железных дорог в условиях высокоскоростного и тяжеловесного движения

Цель: разработка методов и средств повышения эффективности системы токосъема электроподвижного состава магистральных железных дорог за счет совершенствования конструкции и технологии эксплуатации токоприемников и контактных подвесок для обеспечения высокоскоростного и тяжеловесного движения. Создана трехмерная многоэлементная модель токоприемника с упруго-вязкими связями, отличающаяся тем, что распределение аэродинамических и диссипативных сил, а также инерционных характеристик реализовано поэлементно. Разработан метод определения мгновенных и средних значений контактного нажатия на основе предварительно полученных данных о скорости движения, пространственном расположении проводов и жесткости контактной сети по длине участка, отличающийся тем, что в качестве универсального аппроксиматора контактного нажатия применяется искусственная нейронная нелинейная авторегрессионная сеть. Создана вероятностная модель работоспособности системы токосъема, отличающаяся тем, что её структура, определенная с помощью оценочной функции Байеса – Дирихле, формируется с учетом изменяющегося входного массива данных, включающих в себя данные о случившихся отказах и сопровождающих их погодных факторов. Усовершенствован метод экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников с контактными подвесками на действующих линиях, отличающийся тем, что при определении значений контактного нажатия учитываются угловые ускорения измерительных полозов, установленных на каретках с увеличенным ходом. Предложен усовершенствованный метод нагрузочных испытаний токоприемников с учетом охлаждения набегающим потоком воздуха, отличающийся тем, что при определении показателей нагрева учтено перемещение точек контакта по поверхности полозов. Приведены усовершенствованные технологии обнаружения нарушений контакта при определении приведенной массы и проверке на устойчивость токоприемников к отрывам в лабораторных условиях, отличающиеся тем, что для получения характеристик движения системы подвижных рам, полозов и измерительной балки используются сигналы акселерометров. Разработан и экспериментально проверен способ обработки результатов аэродинамических испытаний токоприемников на действующих линиях, полученных при различных внешних условиях, отличающийся тем, что аэродинамические силы, записанные синхронно с данными о фактической плотности среды, корректируются с помощью предложенного коэффициента. Предложен способ экспериментального определения скорости распространения поперечных механических колебаний в контактной подвеске с использованием средств видеонаблюдения, отличающийся тем, что для возбуждения колебаний используется ЭПС, находящийся в коммерческой эксплуатации, благодаря чему не требуется перерывов в графике движения поездов.