techtranspТехник транспорта: образование и практикаTransport Technician: Education and Practice2687-10252687-1033Federal state budget establishment additional professional education «Educational and instructional center for railway transportation»10.46684/2687-1033.2026.2.194-201HVLDWXtechtransp-874Research ArticleЛОГИСТИКА. ЭКОНОМИКА ТРАНСПОРТА. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПЕРЕВОЗОКLOGISTICS. TRANSPORT ECONOMICS. TRANSPORTATION PROCESS MANAGEMENTОценка помехозащищенности автоматической локомотивной сигнализации методом статистических гипотезEvaluation of noise immunity of automatic locomotive signaling by statistical hypothesis methodБородкинА. В.BorodkinA. V.

Александр Владимирович Бородкин — заместитель начальника отдела

РИНЦ ID: 1030524 

105066, г. Москва, Россия, Ольховский пер., д. 205

 

Aleksandr V. Borodkin — Deputy Department Head

205 Olkhovsky Pereulok, Moscow, 105066

axadr@yandex.ruПроектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «РЖД»РоссияDesign Bureau of Locomotive Facilities — a branch of JSC «Russian Railways»Russian Federation20260206202672194201Copyright © Бородкин А.В., 20262026Бородкин А.В.Borodkin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.ttspo.ru/jour/article/view/874

Предложен формализованный метод оценки помехозащищенности автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН) в условиях действия электромагнитных помех. В основу модели оценки помехозащищенности положен вероятностно-временной метод статистических гипотез, т.е. гипотез о законе распределения вероятностей, при котором принятие решения о наличии полезного сигнала АЛСН в смеси сигнальной и помеховой составляющих сводится к сравнению отношения правдоподобия с заданным пороговым параметрическим критерием, в качестве которого установлен уровень полезного сигнала, не различимый приемной аппаратурой на фоне внешних помех. При этом классическая теория статистических гипотез адаптирована для учета влияния априорной неопределенности воздействия аддитивных гармонических, а также мультипликативных импульсных помех и структурной схемы додетекторной обработки входного сигнала. В результате синтезировано аналитическое выражение, позволяющее провести оценку вероятности приема кодового сигнала АЛСН в условиях непредсказуемого и интенсивного воздействия электромагнитных помех и комплексный анализ влияния асимметрии приемного тракта локомотивной сигнализации на помехозащищенность системы. На основании полученных результатов возможно обоснование концептуальных направлений и необходимости технических мероприятий, направленных на соблюдение прецизионности характеристик локомотивных приемных катушек, для повышения надежности железнодорожного подвижного состава при модернизации и проектировании перспективных систем интервального регулирования движения поездов.

The article proposes a formalized method for assessing the noise immunity of the Automatic Locomotive Signaling (ALSN) system under the influence of electromagnetic interference. The core of the noise immunity assessment model is based on a probabilistic-temporal method of statistical hypotheses, i.e., hypotheses about the probability distribution law. Within this framework, the decision regarding the presence of a useful ALSN signal in the mixture of signal and noise components is reduced to comparing the likelihood ratio with a given parametric threshold criterion, which is defined as the level of the useful signal that becomes indistinguishable from external noise by the receiving equipment. Furthermore, the classical theory of statistical hypotheses is adapted to account for the influence of a priori uncertainty from additive harmonic and multiplicative impulse noise, as well as the structural scheme of predetection processing of the input signal. As a result, an analytical expression has been synthesized, enabling the evaluation of the probability of receiving an ALSN coded signal under conditions of unpredictable and intense electromagnetic interference. It also allows for a comprehensive analysis of the impact of asymmetry in the locomotive signaling receiver path on the system’s noise immunity. Based on the obtained results, it is possible to substantiate conceptual directions and the necessity of technical measures aimed at ensuring the precision characteristics of locomotive receiving coils. This will enhance the reliability of railway rolling stock during the modernization and design of advanced train interval control systems.

помехозащищенностькоэффициент асимметрииавтоматическая локомотивная сигнализацияпороговое значениеэлектромагнитная помехаэлектромагнитная совместимостьжелезнодорожный подвижной составкодовый сигналматематико-эвристический синтезэнергетический критерийnoise immunityasymmetry coefficientautomatic locomotive signalingthreshold valueelectromagnetic interferenceelectromagnetic compatibilityrailway rolling stockcoded signalmathematical-heuristic synthesisenergy criterionReferencesГумаров А.Р., Авсиевич А.В. Обзор систем автоматической локомотивной сигнализации // Мировая наука. 2019. № 12(33). С. 462–471. EDN: QPIKWN.Gumarov A.R., Avsievich A.V. Review of automatic locomotive signaling systems. World science. 2019;(12(33)):462–471. EDN: QPIKWN. (In Russ.).Кузьмин В.С., Бестемьянов П.Ф. К вопросу о влиянии помех на работу систем обеспечения безопасности движения поездов на базе индуктивного канала передачи информации // Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки. М., 2019. С. 293–297. EDN: TUGMSZ.Kuzmin V.S, Bestemyanov P.F. On the issue of the influence of interference on the operation of train safety systems based on an inductive information transmission channel. Proceedings of the All-Russian Conference with international participation: current state, Problems and prospects for the development of industry science. Moscow. 2019:293–297. EDN: TUGMSZ. (In Russ.).Шаманов В.И. Методы нормирования уровня помех от переменного тягового тока на приемники сигналов // Автоматика, связь, информатика. 2023. № 1. С. 14–19. DOI: 10.34649/AT.2023.1.1.003.Shamanov V.I. Regulation of the level of interference from alternating traction current in rails to signal receivers. Automation, Communications, Informatics. 2023;(1):14–19. DOI: 10.34649/AT.2023.1.1.003. (In Russ.).Шаманов В.И. Расчеты помех от тягового тока в неоднородных рельсовых линиях // Автоматика на транспорте. 2020. Т. 6. № 3. С. 241–367. DOI: 10.20295/2412-9186-2020-6-3-241-247. EDN: TZEQHS.Shamanov V.I. Calculations of interference from traction. current in nonhomogenuous track lines. Transport automation research. 2020;6(3):241–367. DOI: 10.20295/2412-9186-2020-63-241-267. EDN: TZEQHS. (In Russ.).Шаманов В.И. Помехи и помехоустойчивость автоматической локомотивной сигнализации: учеб. пособие для вузов ж.д. трансп. Иркутск: ИрГУПС, 2005. 236 c. EDN: QNUWIZ.Shamanov V.I. Interference and noise immunity of automatic locomotive signaling: A textbook for railway transport universities. Irkutsk. IrGUPS. 2005:236. EDN: QNUWIZ. (In Russ.).Бородкин А.В. Источники помех в канале индуктивной связи рельс-локомотив // Транспортное дело России. 2025. № 4. С. 229–231. EDN: GOCSKN.Borodkin A. Sources of interference in the rail-locomotive inductive coupling channel. Transport business in Russia. 2025;(4):229–231. EDN: GOCSKN. (In Russ.).Юсупов Р.Р., Хохрин А.С. Анализ процесса управления движением поезда с применением автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН // Транспортное дело России. 2025. № 1. С. 174-177. EDN: MMBQZS.Yusupov R.R, Khokhrin A.S. Analysis of train movement control process using continuous automatic locomotive signaling cals. Transport business in Russia. 2025;(1):174–177. EDN: MMBQZS. (In Russ.).Шаманов В.И. Электромагнитная совместимость систем железнодорожной автоматики и телемеханики: учеб. пособие. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. 244 с. EDN: SDTVHV.Shamanov V.I. Electromagnetic compatibility of railway automation and telemechanics systems: A study guide. Moscow. FGBOU “Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport”. 2013:244. EDN: SDTVHV. (In Russ.).Шаманов В.И., Трофимов Ю.А. Параметры рельсовых линий в задачах электромагнитной совместимости // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 4 (48). С. 196–203. EDN: VBQHYP.Shamanov V.I, Trofimov Y.A. Parameters of rail lines in electromagnetic compatibility problems. Modern technologies. System analysis. Modeling. 2015;(4(48)):196–203. EDN: VBQHYP. (In Russ.).Шаманов В.И. Индуктивная связь локомотивных катушек АЛСН с рельсовыми линиями // Автоматика, связь, информатика. 2011. № 11. С. 2–5. EDN: OKLIKB.Shamanov V.I. Inductive coupling of ALSN locomotive coils with rail lines. Automation, Communications, Informatics. 2011;(11):2–5. EDN: OKLIKB. (In Russ.).Козинов И.А., Куликов В.С., Святкин С.Н. Оценка эффективности функционирования систем и средств управления космическими аппаратами в условиях радиопомех // СПбНТОРЭС: труды ежегодной НТК. 2021. № 1(76). С. 119–122. EDN: LUQWNL.Kozinov I.A, Kulikov V.S, Svyatkin S.N. Assessing the operational efficiency of space vehicle control systems and equipment under radio interference conditions. SPbNTORES: Proceedings of the annual scientific and technical conference. 2021;(1(76)):119–122. EDN: LUQWNL. (In Russ.).Горбунов Ю.Н., Акопян Г.Л. Пространственно-временная обработка сигналов в радиолокации и радиоэлектронном подавлении: ограничение возможностей // Журнал радиоэлектроники. № 6. С. 2. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=avuqpl. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun19/15/text.pdf. DOI: 10.30898/1684-1719.2019.6.15. EDN: AVUQPL.Gorbunov Yu.N., Akopyan G.L. Spatial temporal processing of signals in radar and radio electronic suppression: limitations of opportunities. Journal of Radio Electronics. 2019;(6):2. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=avuqpl. DOI: 10.30898/16841719.2019.6.15. EDN: AVUQPL. (In Russ.).Ефанов В.И., Тихомиров А.А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: учебное пособие. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. 228 с. EDN: RBBUQT.Efanov V.I., Tikhomirov A.A. Electromagnetic compatibility of radio electronic equipment and systems: A textbook. Tomsk. Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. 2012:228. EDN: RBBUQT. (In Russ.).Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983. 320 с.Tikhonov V.I. Optimal Signal Reception. Moscow. Radio i Svyaz. 1983:320. (In Russ.).Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Сов. радио, 1978. 320 с.Sosulin Y.G. Theory of detection and estimation of stochastic signals. Moscow. Sovetskoe Radio. 1978:320. (In Russ.).Демьянов В.В., Пультяков А.В., Скоробогатов М.Э., Алексеенко В.А. Методика определения порогового значения отношения сигнал/помеха для систем автоматической локомотивной сигнализации // Автоматика на транспорте. 2020. Т. 6. № 2. С. 149–164. DOI: 10.20295/2412-9186-2020-6-2-149-164. EDN: UXTQRX.Demyanov V.V., Pultyakov A.V., Skorobogatov M.E., Alekseenko V.A. Method of threshold determination of signal-to-noise ratio for automatic cab signaling systems. Transport automation research. 2020;6(2):149–164. DOI: 10.20295/2412-9186-2020-6-2-149-164. EDN: UXTQRX. (In Russ.).Акимов П.С. Теория обнаружения сигналов / П.С. Акимов, П.А. Бакут, В.А. Богданович и др. М.: Радио и связь, 1984. 440 с.Akimov P.S., Bakut P.A., Bogdanovich V.A., et al. Signal detection theory. Moscow. Radio i Svyaz. 1984:440. (In Russ.).Гельгор А.Л., Горлов А.И., Попов Е.А. Общая теория связи. Проверка статистических гипотез. Оценивание параметров. Оптимальный прием сигналов: учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. 227 с.Gelgor A.L., Gorlov A.I., Popov E.A. General communication theory. Statistical hypothesis testing. Parameter estimation. Optimal signal reception: A textbook. St. Petersburg. Polytechnic University Publishing House. 2013:227. (In Russ.).Лисеенко Д.С. Оценка влияния неидентичности частотных характеристик каналов приема на компенсацию активной шумовой помехи // Международный научно-исследовательский электронный журнал Аллея Науки. 2019. Т. 1. № 4(31). С. 356–359. URL: https://alley-science.ru/domains_data/files/04april2019/ocenka%20vliyaniya%20neidentichnosti%20chastotnyh%20harakteristik%20kanalov%20priyoma%20na%20kompensaciyu%20aktivnoy%20shumovoy%20pomehi.pdf. EDN: MOPQFL.Liseenko D.S. Assessment of the impact of non-identical frequency characteristics of reception channels on active noise interference compensation. International research electronic journal Alley of science. 2019;1(4(31)):356–359. URL: https://alley-science.ru/domains_data/files/04april2019/ocenka%20vliyaniya%20neidentichnosti%20chastotnyh%20harakteristik%20kanalov%20priyoma%20na%20kompensaciyu%20aktivnoy%20shumovoy%20pomehi.pdf. EDN: MOPQFL. (In Russ.).

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