mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)mirtr-488Research ArticleНАУКА И ТЕХНИКАSCIENCE AND ENGINEERINGИзмерение скорости метропоезда бортовыми оптическими датчикамиMEASURING METRO TRAIN'S SPEED BY ON-BOARD OPTICAL SENSORSCmapoвoumoвЕ. И.StarovoitovE. L.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОАО«РКК«Энергия» им. СП. Королёва», Московская обл., Россия.

JSC «S.P. Korolev Rocket and Space Corporation «Energia», Moscow region, Russia.

ВоробьевС. А.VorobievS. A.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник 000 «НПП«Свет», Москва, Россия.

LLC «R&D enterprise «Svet», Moscow, Russia.

2015280820151348093Copyright © Cmapoвoumoв Е.И., Воробьев С.А., 20152015Cmapoвoumoв Е.И., Воробьев С.А.Starovoitov E.L., Vorobiev S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/488

Исследованы оптические методы измерения скорости поездов в метрополитене с помощью бортовых датчиков, в том числе в ситуации сближения состава с другим объектом. При решении этих задач использован опыт разработки оптико-электронной аппаратуры для перспективных космических аппаратов. Показано, что наименьшая погрешность измерений обеспечивается с учетом эффекта геометрических искажений изображения, формируемого КМОП-фотоприемником. Применяемые датчики способны выполнять роль резервных средств в системе управления автоматикой поезда, тем самым повышая надежность и безопасность пассажирских перевозок.

The optical methods of measuring the speed of trains in metro by onboard sensors are studied, including situations of train's approach to another object. In solving these tasks the experience of the development of opto-electronic devices for probable future spacecrafts is used. It is shown that the smallest measurement uncertainty is provided by considering the effect of geometric distortion of the image formed by CMOS photodetector. The sensors are able to fulfill the role of reserves in the system of automatic train control, thereby enhancing reliability and safety of passenger traffic.

метрополитенпоездскоростьизмерениеоптический датчикКМОПmetrotrainspeedmeasurementoptical sensorCMOSReferencesМосковский метрополитен. Официальный сайт. Режим доступа: http://mosmetro.ru/about/structure/ rollingstock/alsars/. Доступ 05.06.2015.Moscow Metro. Official site. Access: http:// mosmetro .ra/about/stmcture/rollingstock/als_ars/. Last accessed 05.06.2015.Файнберг М. Е. Исследование и разработка аппаратно-программных средств оптоэлектронного датчика скорости на ПЗС / Дис... канд. техн. наук. -М., 2005. -126 с.Feinberg, M. E. Research and development of hardware and software for optoelectronic speed sensor CCD. Ph.D. (Eng.) thesis [Issledovanie i razrabotka apparatno-programmnyh sredstv optojelektronnogo datchika skorosti na PZS. Dis... kand. tehn. nauk]. Moscow, 2005, 126 p.Тильк И. Г. АЛ С с использованием радиоканала // Автоматика, связь, информатика. — 2010. — № 7. — С. 7—8.Tilk, I.G. ALS using radio channel [ALS s ispol'zovaniem radiokanala]. Avtomatika, svjaz', informatika, 2010, Iss. 7, pp. 7-8.Портрет на скорости. Ученые разработали систему высокоточного измерения параметров движения // Гудок. — 2010. — 19 мая.Portrait at speed. Scientists have developed a highly accurate measurement system of motion parameters [Portret na skorosti. Uchenye razrabotali sistemu vysokotochnogo izmerenija parametrov dvizhenija]. Gudok, 2010, May, 19.Способ измерения линейной скорости локомотива. Патент РФ№ 2189599. Приоритет от 16.07.2001Amethod for measuring linear speed of a locomotive. The patent of the Russian Federation № 2189599. The priority of 16.07.2001 [Sposob izmerenija Hnejnoj skorosti lokomotiva. Patent RFM 2189599. Prioritetot 16.07.2001]. Authors: Zarifyan, AA, Kirievsky, E.V., Yanarev, S.G., Kolpahchyan, P. G./ Зарифьян А.А., Кириевский Е. В., Январев С. Г., Колпахчьян П. Г.Elcom. Equipmentfor the metro. Device for control over train speed UKSDP [Elkom. Oborudovanie dlja metropolitena. Ustrojstvo kontrolja skorosti dvizhenija poezdov UKSDP]. Access mode: http://elkom-metro.com/ products/prochee-oborudovanie/ustroystvo-kontrolya-skorostidvizheniya-poezdov-uksdp/. Last assessed 05.06.2015.Элком. Оборудование для метрополитена. Устройство контроля скорости движения поездов УКСДП. Режим доступа: http://elkom-metro.com/ products/prochee-oborudovanie/ustroystvo-kontrolya-skorostidvizheniya-poezdov-uksdp/. Доступ 05.06.2015.Starovoitov, E.I., Savchuk, D.V., Zubov, N. E. Analysis of opportunities, optimization of mass and energy consumption of the laser altimeter to control the descent from lunar orbit ]Analiz vozmozhnostej, optimizacija massy i energopotreblenija lazernogo vysotomera dlja upravlenija spuskom s okololunnoj orbity]. Kosmicheskaja tehnika i tehnologii, 2014, Iss. 1, pp. 67-74.Старовойтов Е. И., Савчук Д. В., Зубов Н.Е. Анализ возможностей, оптимизация массы и энергопотребления лазерного высотомера для управления спуском с окололунной орбиты // Космическая техника и технологии. - 2014. - № 1. — С. 67-74.Starovoitov, E.I., Savchuk, D.V. Using geometric distortion of the image formed by CMOS photodetector to control the approach speed of spacecraft ]Ispol'z.ovanie geometricheskih iskazhenij izobrazhenija, formiruemogo KMOP-fotopriemnikom dlja kontrolja skorosti sblizhenija kosmicheskih apparatov]. Mehatronika, avtomatizacija, upravlenie, 2014, Iss. 4, pp. 66—68.Старовойтов Е. И., Савчук Д. В. Использование геометрических искажений изображения, формируемого КМОП-фотоприемником для контроля скорости сближения космических аппаратов // Мехатро-ника, автоматизация, управление. - 2014. — № 4. — С. 66-68.Starovoitov, E.I., Zubov, N.E., Ivashov, V.V., Nikulchin, A.V. Research of efficiency and optimization of parameters of laser radar device to measure approach speed of spacecraft ]Issledovanie effektivnosti i optimizacija parametrov lazernogo lokadonnogo pribora dlja izmerenija skorosti sblizhenija kosmicheskih apparatov]. Nauka i obrazovanie, 2014, Iss. 6 [Electronic scientific and technical edition]. DOI: 10.7463/0614.0712240. Access: http://technomag.bmstu.ru/doc/712240.html. Last assessed 05.06.2015.Старовойтов Е.И., Зубов Н.Е., Ивашов В.В., Никульчин А. В. Исследование эффективности и оптимизация параметров лазерного локационного прибора для измерения скорости сближения космических аппаратов // Наука и образование. - 2014. -№ 6. Электронное научно-техническое издание. DOI: 10.7463/0614.0712240. Режим доступа: http:// technomag.bmstu.ru/doc/712240.html. Доступ 05.06.2015.Starovoitov, E.I., Savchuk, D.V., Zubov, N.E. Optimization of mass and energy consumption of laser radar systems to control approach and coupling of spacecraft ]Optimizacija massy i energopotreblenija lazernyh lokacionnyh sistem dlja upravlenija sblizheniem i stykovkojСтаровойтов Е. И., Савчук Д. В., Зубов Н. Е. Оптимизация массы и энергопотребления лазерных локационных систем для управления сближением и стыковкой космических аппаратов // Космическая техника и технологии. - 2014. — № 3. — С. 39-42.kosmicheskih apparatov]. Kosmicheskaja tehnika i tehnologii, 2014, Iss. 3, pp. 39-42.Система контроля скорости космических аппаратов при сближении. Заявка на изобретение № 2013138949.Приоритет от 20.08.2013/Е.И. Старовойтов, Д. В. Савчук, И. В. Старовойтов. Патент № 2547286.The system of spacecraft speed control when approaching. The application for the invention № 2013138949. The priority of 08.20.2013 ]Sistema kontrolja skorosti kosmicheskih apparatov pri sblizhenii. Zajavka na izobretenie M 2013138949. Prioritet ot 20.08.2013]. Authors: Starovoitov, E.I., Savchuk, D.V., Starovoytov, I.V. Patent № 2547286.Аникин А., Федосейский А. Лазерные допле-ровские измерители в системе учёта горячего проката // Современные технологии автоматизации. — 2007. — №1.- С. 24-28.Anikin, A., Fedoseysky, A. Laser Doppler measuring devices in the accounting system of hot-rolled mill products ]Laz.ernye doplerovskie izjneriteli v sisteme uchjota gorjachego prokata]. Sovremennye tehnologii avtomatizacii, 2007, Iss. 1, pp. 24-28.ОАО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». Лазерные измерители скорости и дальности. Режим доступа: http://www.polyus.info/production/ speedometers/. Доступ 05.06.2015.JSC «Research Institute «Polyus» n.a. M.F. Stelmakh». Laser measuring devices of speed and range ]OAO «Nil«Poljus» im. M.F. Stel'maha». Lazernye izmeriteli skorosti i dal'nosti]. Access: http://www.polyus. info/production/speedometers/. Last accessed 05.06.2015.Рычажников А. Е. Методы измерения скоростей движущихся объектов с помощью цифровых видеосистем на основе КМОП-технологии // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации: Сб. мат. VIII межд. конф. -Ч. 2. - Курск, 2008. - С. 86-87.Rychazhnikov, A. E. Methods for measuring speed of moving objects with the help of digital video systems based on CMOS technology ]Metody izmerenija skorostej dvizhushhihsja ob'ektov s pomoshhju cifrovyh videosistem na osnove KMOP-tehnologii]. Opto-electronic instruments and devices in the system of pattern recognition, image processing and symbol information: Proceedings of VIIIInternational conference. Part 2. Kursk, 2008, pp.86-87.Пилипко Н.Е., Рычажников А. Е. Особенности работы КМОП-фотоприемника в режиме бегущего электронного затвора// Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета. - 2008. - № 1. - С. 40-54.Pilipko, N.E., Rychazhnikov, A. E. Features of CMOS photodetector in running shuttermode ]Osobennosti raboty KMOP-fotopriemnika v rezhime begushhego elektronnogo zatvora]. Proceedings of St. Petersburg State Electrotechnical University, 2008, Iss. 1, pp. 40-54.Формирователь изображения. Патент РФ № 2389153 / ООО «НПК «ЕС-Эксперте» / Багров В.В., Рычажников А. Е. Заявка№ 2008143871/09 ot05.11.2008.Image generator. RF patent № 2389153 ]FormirovateV izobrazhenija. Patent RF M 2389153]. Authors: LLC «NPK «EU-Eksperts», Bagrov, V.V., Rychazhnikov, A. E. Application № 2008143871/09 of 05.11.2008.Оптический способ определения скорости железнодорожного состава. Патент РФ № 2518078. Приоритет от 25.01.2013/Разевиг В. В., Ивашов СИ., Бугаев А. С, Ивашов А. И.An optical method of determining the speed of the train. The patent of the Russian Federation № 2518078. The priority of 01.25.2013 ]Opticheskij sposob opredelenija skorostizheleznodorozhnogo sostava. Patent RFM 2518078. Prioritetot 25.01.2013]. Authors: Razevig, V.V., Ivashov, S.I., Bugaev, A.S., Ivashov, A.I.

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