Введение к работе
Актуальность работы. Электрическая тяга является наиболее эко- . номичным и экологически чистым технологическим процессом транспортировки грузов и пассажиров. В настоящее время на железных дорогах России электрической тягой выполняется более 75% грузовых и 80% пассажирских перевозок. Около половины этого объема приходится на полигон постоянного тока, в пределах которого расположены наиболее крупные города с большим объемом. пригородных пассажирских перевозок (Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Самара, Новосибирск, Челябинск).
Общая задача, стоящая перед железнодорожным транспортом в XXI веке заключается в снижении эксплуатационных расходов и улучшении удельных энергетических показателей отрасли.
Вследствие частых остановок удельный расход электроэнергии в пригородном движении примерно, в два раза превышает среднесетевой показатель.
Существенную помощь машинистам пригородных электропоездов могут оказать режимные карты, содержащие рекомендации по режимам ведения поезда на конкретных перегонах.
Определение энергосберегающего режима ведения поезда на каждом из перегонов участка эксплуатации требует многовариантных тяговых расчетов, что связано со значительной затратой времени и не исключает субъективных ошибок.
Цель работы: автоматизация составления режимных карт ведения электропоездов, учитывающих.условия их эксплуатации и обеспечивающих реализацию энергосберегающих режимов.
Основные задачи работы:
-
Выбор и обоснование энергооптимальных режимов движения поезда.
-
Выбор способа выполнения многовариантных тяговых расчетов с оценкой расхода электроэнергии на движение поезда.
-
Разработка алгоритма автоматизированного составления энергосберегающих режимных карт.
-
Разработка режимных карт для конкретных участков эксплуатации электропоездов, внедрение этих карт и оценка эффективности их использования в условиях эксплуатации.
Методика исследоэаний: В работе использованы методы теории электрической тяги, теории вероятностей и теории оптимального управления.Основные результаты подтверждены опытом эксплуатации электропоездов локомотивных (моторвагонных) депо Москва-Пассажирская (ТЧ1) и С.Петербург-Витебский (ТЧ5) Октябрьской железной дороги.
Научная новизна:
-
Показано, что удельный расход электроэнергии - это случайная величина, зависящая от технической скорости и длины перегона. При трапецеидальной кривой движения, соответствующей энергооптимальному режиму, удельный расход электроэнергии распределен по закону Вейбулла с отрицательным параметром асимметрии.
-
Многовариантные тяговые расчеты, необходимые для составления энергосберегающих режимных карт, требуют хранения большого объема исходной и промежуточной информации в памяти ЭВМ. Компактное размещение исходной информации в памяти ЭВМ достигается при расчете характеристик электроподвижного состава на основании зависимостей магнитного потока тягового двигателя от тока якоря (СФ = Д1я)) для всех ступеней ослабления возбуждения. Наименьшая погрешность достигается при аппроксимации зависимости СФ = /(1я) полиномом пятой степени.
-
Разработанный алгоритм обеспечивает автоматизированный расчет на ПЭВМ энергосберегающих режимных карт ведения пригородных электропоездов для заданного времени хода по перегону.
-
Режимные карты, рассчитанные по предложенному алгоритму, внедрены на участках Москва-Тверь и С.Петербург-Оредеж. С 1996 по 1998 г. удельный расход электроэнергии снизился на 5%.
