Введение к работе
Актуальность тот. При пароходе на ноше экономические и ри-ночішв отношения главным направлением в работе колозполсрсжного транспорта становится удешевление эксплуатационной раЗсты, существенную роль в которой отводится рациональному потреблению гсшїиспо-энергетичоеких ресурсов. Решение этой проблеми достигается за счет совершенствования конструкции и обеспечения требуемых техника--экономических показателей локомотивов, использования рациональных режимов при ведении поездов, оптимальной реализации графика иопешюн-ного движения.
В сспремешшх условиях эксплуатации недостаточно разраСотагь план формирования и министерский график движения, потечу что реальная поездная ситуация на участках из-за неравномерности перевозок и сСоен (технических и технологических) существенно отличается от нормативних условии. В результате требуется расчет кащон "нитки" графика по конкретним параметрам: длине и массе поезла, скорости-движения с учетом действующих ограничений, наличия осівнсвск. Практическое решение этой задачи необходимо выполнять с использованием закономерностей движения поездов на участках методом его моделирования на ЭВМ. В настоящее время пока еОДо не разработана имитационная модель, которая позволяет проводить исследования по оценке эксплуатационной надежности выполнения графика движения поездов. Поэтому главным элементом диссертации является решение этой задачи с учетом энергетически-оптимальных ремімов движения.
Цель работы заключается в исследовании процесса выполнения графика движения по элементам и оценке его эксплуатационной надежности, поиска путей снижения затрат топливно-энергетических ресурсов и повышения эксплуатационных показателей при выполнении графи-ка. Проведение исследований осуществляется метолом математического
:>
моделирования. Рассматривается два уровня моделирования: на шрвом уровнэ используется имитационная модель графика, а на втором - математическая модель движения поезда по участку с оптимизацией режимов ведения по энергетическому критерию. Для достижения поставленной цели в раооте .решены задачи:
мсс.лодоьшшя закономерности и количественных характерноїш; отклонений от графика движения по отправлению и прибытию поездов г использованием вероятностно-статистического анализа графиков исиол ценного движения;
методического и алгоритмического обеспечения имитационной модели графика исполненного движения, с помощью которой выполнены исследования по опенке эксплуатационной надежности выполнения гра -фіша, вго тошгавно-экономических и эксплуатационных показателей;
моделирования движения поезда по участку с оптимизацией ре жимов его ведения на.базо математических методов теории оптимального управления и использования нетрадиционного метода интегрирования уравнения движения поезда;
определения оптимальных режимов движения поезда с применением методов динамического программирования, принципа максимума Понтряпша с двумя стратегическими вариантами (первый - с двумя ф функциями, второй - с использованием упрощенного критерия оптимальности при Ф = const ),.метода локальных вариаций;
рассчотв возможной вкономии топлива за счет оптимизации режимов ведения поезда.'
; - анализа графика исполненного движения в реальном времени на базе динамической модели поездного положошя на участке, внедрение которой экспериментально осуществлено на Белорусской и Донецкой к. д. при активном участии автора;
- создания новой "безбумажной" технологии автоматизшгровапного
анализа и контроля ьа расходом топлива магистралышм;: .ток. мотива:;;; о использование!.! контрольных карточек машиниста, мтсропроцессорні;>. средств длл автоматического получения информации с, расходе топливе в процессе ведения поезда и зконсі.'лгко-математнческпх методов дл.ч (формирования банка давних о фактических (G,) и расчетных (С, ). рас-ходах топлива локомотивами.
Методика проведения исследований:. Исследование процесса пови-шения надежности выполнения графика движения поездов и оптимизации режимов веления проводились на ЭВМ методом математического моделі: рованил. Такая модель разработана на оспог-а теории тяги, математических методов теории оптимального управлешія, численних методов математического анализа; теоретические исследования по сценко эксплуатационной надежности графика движения поепдов проводились с [применением теории надежности, вероятности и математической статистики.
Научная новизна диссертации:
-- разработана методика и алгоритм имитационной математичоской моделі графика движения и выполнены исследования по оценке его эксплуатационной надежности, тошшвно-экономичооких и :ч;сплуатацигшшх показателей;
- на уровне научно-методических разработок, алгоритмов, машин
ных программ, провереішая экспериментально путем расчета на ЭВМ,
дана оцашеп эффективности применения различных экономико-математи
ческих методов определения оптимальных режимов ведения;
- методом математического моделирования движения поезда по
участку и огітюлизацип режимов ведения выполнены расчеты по оценке
экономии топлива, которую можно получить за счет рациональных ре-
кимов Бодбішя, получены результати;
- проводена оценка графика движения поездов с позиции эксплу
атационных (участковая скорость и , техническая скорость v ) и
топливно-энергетического (расход топлива G ) показателей.
Практическая ценность работы:
по разработанной методике имитационного моделирования графика имеется возможность производить на ЭВМ многовариантше предварительные расчета машинных экспериментов, направленных на разработку и вибор мероприятий по изисканию и аффективному использоваїшю резервов экономии топлива на тягу поездов за счет совершенствования диспетчерского управления движением поездов;
по разработанным программам можно производить тяговые оптимизационный расчеты для каждого конкретного поезда, которые могут бить использованы: при разработке министерского и оперативного графиков движения поездов; системы регулирования поездной ситуации на участке; в программных системах автоведения поезда с использованием бортовых микропроцессорных устройств, выбирающих режим ведения поезда на основе предварительных расчетов; при автоматизированном анализе потребления топлива магистральными локомотивами.
Разработанная при участии автора методика анализа графика исполненного движения в реальном масштабе времени на базе динамической модели поездного положения прошла экспериментальную проверку и внедрена на Донецкой ж. д., а ресурсосберегающая технология при .'вождении поездов внедрена на участках Гомельского отделения Белорусской ж.д.
Апробация работы. Результаты работы, ее основные выводи и положения доложены на Всесоюзных, научно-технических конференциях:
"Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом" (г. Гомель, октябрь 1985 г.);
"Использование микро-ЭВМ и микропроцессоров в задачах экономии энергоресурсов на железнодорожном транспорте (г. Москва, МПС, декабрь 1985 г.);
"Актуальные проблемы экономии электроэнергии и топлива на железнодорожном транс порте (г. Москва, МНИТ, февраль 1987 г.);
"Проблем механики железнодорожного транспорта" (г. Днепропетровск, май 1988 г.);
Заседание кафедри "Управление эксплуатационной работой (г. Москва, ШИТ, ноябрь 19Э0 г.);
Научно-методическая секция "Конструкция и динамика локомотивов" (г. Москва, МИМТ, кафедра "Локомотиви и локомотивное хозяйство", апрель Т.991 г. );
ПїФшкашіи. По результатам выполненных исследований опубліковано 18 печатних работ, из mix JO. в соавторстве.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, четырех глав, заключения. Общий объем диссертации со
ставляет __124 страниц основного текста, 47 рисунков,
__3.0. таблиц.