Improvement of Mathematical Models for Estimation of Train Dynamics
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
EN: Purpose. Using scientific publications the paper analyzes the mathematical models developed in Ukraine, CIS countries and abroad for theoretical studies of train dynamics and also shows the urgency of their further improvement. Methodology. Information base of the research was official full-text and abstract databases, scientific works of domestic and foreign scientists, professional periodicals, materials of scientific and practical conferences, methodological materials of ministries and departments. Analysis of publications on existing mathematical models used to solve a wide range of problems associated with the train dynamics study shows the expediency of their application. Findings. The results of these studies were used in: 1) design of new types of draft gears and air distributors; 2) development of methods for controlling the movement of conventional and connected trains; 3) creation of appropriate process flow diagrams; 4) development of energy-saving methods of train driving; 5) revision of the Construction Codes and Regulations (SNiP ΙΙ-39.76); 6) when selecting the parameters of the autonomous automatic control system, created in DNURT, for an auxiliary locomotive that is part of a connected train; 7) when creating computer simulators for the training of locomotive drivers; 8) assessment of the vehicle dynamic indices characterizing traffic safety. Scientists around the world conduct numerical experiments related to estimation of train dynamics using mathematical models that need to be constantly improved. Originality. The authors presented the main theoretical postulates that allowed them to develop the existing mathematical models for solving problems related to the train dynamics. The analysis of scientific articles published in Ukraine, CIS countries and abroad allows us to determine the most relevant areas of application of mathematical models. Practical value. The practical value of the results obtained lies in the scientific validity and applied orientation of theoretical studies using mathematical models, the improvement of which will expand the range of problems to be solved, and increase the level of reliability of the results obtained.
UK: Мета. Використовуючи наукові публікації, у роботі необхідно провести аналіз математичних моделей, розроблених в Україні, країнах СНД та за кордоном, які використовуються для теоретичних досліджень динаміки поїзда, а також показати актуальність подальшого їх удосконалення. Методика. Інформаційною базою дослідження були офіційні повнотекстові та реферативні бази даних, наукові праці вітчизняних і зарубіжних вчених, професійні періодичні видання, матеріали науково-практичних конференцій, методичні матеріали міністерств та відомств. Аналіз публікацій про існуючі математичні моделі, які використовуються для вирішення широкого кола завдань, пов’язаних із дослідженням динаміки поїзда, показує доцільність їх застосування. Результати. Отримані результати досліджень були використані: 1) при проектуванні нових типів поглинаючих апаратів та розподільників повітря; 2) при розробці способів управління рухом звичайних і з’єднаних поїздів; 3) при створенні відповідних режимних карт; 4) при розробці енергозберігаючих способів ведення поїздів; 5) при перегляді Строительных норм и правил (снип ΙΙ-39.76); 6) при виборі параметрів для створеної у дііті автономної системи автоматичного керування допоміжним локомотивом, що знаходиться в складі об’єднаного поїзда; 7) при створенні на базі комп’ютерних технологій тренажерів для навчання машиністів; 8) при оцінюванні динамічних показників екіпажів, що характеризують безпеку руху. Вчені всього світу проводять чисельні експерименти, пов’язані з оцінкою динаміки поїзда, за допомогою математичних моделей, які необхідно постійно вдосконалювати. Наукова новизна. Авторами викладені основні теоретичні положення, на підставі яких розроблені існуючі математичні моделі для вирішення задач динаміки поїзда. Проведений аналіз наукових статей, опублікованих в Україні, країнах СНД та за кордоном, дозволяє визначити найбільш актуальні сфери застосування математичних моделей. Практична значимість. Практичне значення отриманих результатів полягає у науковій обґрунтованості та прикладній спрямованості теоретичних досліджень із використанням математичних моделей, удосконалення яких дозволить розширити коло вирішуваних завдань, підвищити рівень достовірності отриманих результатів.
RU: Цель. Используя научные публикации, в работе необходимо провести анализ математических моделей, разработанных в Украине, странах СНГ и за рубежом для теоретических исследований динамики поезда, а также показать актуальность дальнейшего их совершенствования. Методика. Информационной базой исследования являлись официальные полнотекстовые и реферативные базы данных, научные труды отечественных и зарубежных ученых, профессиональные периодические издания, материалы научно- практических конференций, методические материалы министерств и ведомств. Анализ публикаций о существующих математических моделях, используемых для решения широкого круга задач, связанных с исследованием динамики поезда, показывает целесообразность их применения. Результаты. Полученные результаты исследований были использованы: 1) при проектировании новых типов поглощающих аппаратов и воздухораспределителей; 2) при разработке способов управления движением обычных и соединенных поездов; 3) при создании соответствующих режимных карт; 4) при разработке энергосберегающих способов ведения поездов; 5) при пересмотре Строительных норм и правил (снип ΙΙ-39.76); 6) при выборе параметров для созданной в диите автономной системы автоматического управления вспомогательным локомотивом, находящимся в составе соединенного поезда; 7) при создании на базе компьютерных технологий тренажеров для обучения машинистов; 8) при оценке динамических показателей экипажей, характеризующих безопасность движения. Ученые всего мира проводят численные эксперименты, связанные с оценкой динамики поезда, с помощью математических моделей, которые необходимо постоянно совершенствовать. Научная новизна. Авторами изложены основные теоретические положения, на основании которых разработаны существующие математические модели для решения задач динамики поезда. Проведенный анализ научных статей, опубликованных в Украине, странах СНГ и за рубежом, позволяет определить наиболее актуальные области применения математических моделей. Практическая значимость. Практическое значение полученных результатов заключается в научной обоснованности и прикладной направленности теоретических исследований с использованием математических моделей, совершенствование которых позволит расширить круг решаемых задач, повысить уровень достоверности получаемых результатов.
UK: Мета. Використовуючи наукові публікації, у роботі необхідно провести аналіз математичних моделей, розроблених в Україні, країнах СНД та за кордоном, які використовуються для теоретичних досліджень динаміки поїзда, а також показати актуальність подальшого їх удосконалення. Методика. Інформаційною базою дослідження були офіційні повнотекстові та реферативні бази даних, наукові праці вітчизняних і зарубіжних вчених, професійні періодичні видання, матеріали науково-практичних конференцій, методичні матеріали міністерств та відомств. Аналіз публікацій про існуючі математичні моделі, які використовуються для вирішення широкого кола завдань, пов’язаних із дослідженням динаміки поїзда, показує доцільність їх застосування. Результати. Отримані результати досліджень були використані: 1) при проектуванні нових типів поглинаючих апаратів та розподільників повітря; 2) при розробці способів управління рухом звичайних і з’єднаних поїздів; 3) при створенні відповідних режимних карт; 4) при розробці енергозберігаючих способів ведення поїздів; 5) при перегляді Строительных норм и правил (снип ΙΙ-39.76); 6) при виборі параметрів для створеної у дііті автономної системи автоматичного керування допоміжним локомотивом, що знаходиться в складі об’єднаного поїзда; 7) при створенні на базі комп’ютерних технологій тренажерів для навчання машиністів; 8) при оцінюванні динамічних показників екіпажів, що характеризують безпеку руху. Вчені всього світу проводять чисельні експерименти, пов’язані з оцінкою динаміки поїзда, за допомогою математичних моделей, які необхідно постійно вдосконалювати. Наукова новизна. Авторами викладені основні теоретичні положення, на підставі яких розроблені існуючі математичні моделі для вирішення задач динаміки поїзда. Проведений аналіз наукових статей, опублікованих в Україні, країнах СНД та за кордоном, дозволяє визначити найбільш актуальні сфери застосування математичних моделей. Практична значимість. Практичне значення отриманих результатів полягає у науковій обґрунтованості та прикладній спрямованості теоретичних досліджень із використанням математичних моделей, удосконалення яких дозволить розширити коло вирішуваних завдань, підвищити рівень достовірності отриманих результатів.
RU: Цель. Используя научные публикации, в работе необходимо провести анализ математических моделей, разработанных в Украине, странах СНГ и за рубежом для теоретических исследований динамики поезда, а также показать актуальность дальнейшего их совершенствования. Методика. Информационной базой исследования являлись официальные полнотекстовые и реферативные базы данных, научные труды отечественных и зарубежных ученых, профессиональные периодические издания, материалы научно- практических конференций, методические материалы министерств и ведомств. Анализ публикаций о существующих математических моделях, используемых для решения широкого круга задач, связанных с исследованием динамики поезда, показывает целесообразность их применения. Результаты. Полученные результаты исследований были использованы: 1) при проектировании новых типов поглощающих аппаратов и воздухораспределителей; 2) при разработке способов управления движением обычных и соединенных поездов; 3) при создании соответствующих режимных карт; 4) при разработке энергосберегающих способов ведения поездов; 5) при пересмотре Строительных норм и правил (снип ΙΙ-39.76); 6) при выборе параметров для созданной в диите автономной системы автоматического управления вспомогательным локомотивом, находящимся в составе соединенного поезда; 7) при создании на базе компьютерных технологий тренажеров для обучения машинистов; 8) при оценке динамических показателей экипажей, характеризующих безопасность движения. Ученые всего мира проводят численные эксперименты, связанные с оценкой динамики поезда, с помощью математических моделей, которые необходимо постоянно совершенствовать. Научная новизна. Авторами изложены основные теоретические положения, на основании которых разработаны существующие математические модели для решения задач динамики поезда. Проведенный анализ научных статей, опубликованных в Украине, странах СНГ и за рубежом, позволяет определить наиболее актуальные области применения математических моделей. Практическая значимость. Практическое значение полученных результатов заключается в научной обоснованности и прикладной направленности теоретических исследований с использованием математических моделей, совершенствование которых позволит расширить круг решаемых задач, повысить уровень достоверности получаемых результатов.
Description
L. Ursulyak: ORCID 0000-0001-5957-6926; A. O. Shvets: ORCID 0000-0002-8469-3902
Keywords
long train, train dynamics, mathematical models of longitudinal train oscillations, inter-car coupling modelling, science articles, longitudinal forces in the train, locomotive driving simulators, довгосоставні поїзда, динаміка поїзда, математичні моделі поздовжніх коливань поїзда, моделювання міжвагонних з'єднань, наукові статті, поздовжні сили в поїзді, тренажери машиністів локомотивів, длинносоставные поезда, динамика поезда, математические модели продольных колебаний поезда, моделирование межвагонных соединений, научные статьи, продольные силы в поезде, тренажеры машинистов локомотивов, КТБМ
Citation
Ursulyak, L. Improvement of mathematical models for estimation of train dynamics / / L. Ursulyak, A. Shvets // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 6 (72). – С. 70–82. – doi: 10.15802/stp2017/118002.