Визначення енергозаощаджуючих режимів ведення поїздів
Loading...
Files
Date
2016
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UKR: Мета. Тягові розрахунки з визначенням енергозаощаджуючих траєкторій передбачають пошук раціональної залежності витрат енергоресурсів із часом ходу поїзда. При виборі нергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда та при розробці режимних карт ведення поїздів необхідно враховувати змінні параметри, такі як: профіль ділянки, масу поїзда, серію локомотива та ін. При зростанні швидкості руху відбувається збільшення опору руху, який пропорційний квадрату швидкості, що призводить до підвищення витрат паливно-енергетичних ресурсів. Навпаки, зниження витрат через зменшення швидкості руху призводять до збільшення часу ходу поїзда, який має бути узгодженим із графіком руху та іншими техніко-економічними параметрами, залежними від швидкості руху. В статті розглянуто один із способів зменшення витрат енергоресурсів на тягу поїздів. Метою статті є зменшення витрат енергоресурсів за рахунок визначення енергозаощаджуючих режимів керування локомотивом. Це відбувається за умови оптимізації функції керуючих впливів по часу ходу поїзда та витраті енергоресурсів при веденні поїзда з моменту закінчення розгону до переходу на режим вибігу. Методика. Методика вибору енергозаощаджуючої траєкторії руху поїзда та управління потужністю електровозів та тепловозів із електричною передачею передбачає розрахунок багатоваріантних траєкторій із варіативними вихідними даними параметрів складу та поїзної ситуації. Методика
враховує математичні методи рівномірного пошуку та параметричної оптимізації. Для рівномірності руху необхідно, щоб прискорюючі сили врівноважували сповільнюючі. Результати. На підставі багатоваріантних розрахунків удосконалено алгоритм визначення енергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда, побудовано багатопараметричну функцію управління потужністю локомотива, яка дозволяє зменшити витрати енергоресурсів від 11 до 13 %, залежно від маси поїзда та поїзної ситуації. Наукова новизна. Автором отримані енергозаощаджуючі функції управління тягою локомотива для відповідних рівномірних швидкостей, які залежать від маси поїзда та ухилу. Практична значимість. На відміну від існуючих розробок раціонального ведення поїздів, дана функція потребує значно менше машинного часу при високій точності розрахунків. Це дає можливість її впровадження в бортову систему керування локомотивом та економії енергоресурсів.
RUS: Цель. Тяговые расчеты с определением энергосберегающих траекторий предусматривают поиск рациональной зависимости расхода энергоресурсов от времени хода поезда. При выборе энергосберегающих траекторий движения поезда и при разработке режимных карт ведения поездов необходимо учитывать переменные параметры, такие как: профиль участка, массу поезда, серию локомотива и др. При увеличении скорости движения происходит рост сопротивления движению, который пропорционален квадрату скорости, что приводит к повышению расходов топливно-энергетических ресурсов. Напротив, снижение затрат из-за уменьшения скорости движения приводят к увеличению времени хода поезда, который должен быть согласован с графиком движения и другими технико-экономическими параметрами, зависящими от скорости движения. В статье рассмотрен один из способов уменьшения расходов энергоресурсов на тягу поездов. Целью статьи является уменьшение расхода энергоресурсов за счет определения энергосберегающих режимов управления локомотивом. Это происходит при условии оптимизации функции управляющих воздействий по времени хода поезда и расхода энергоресурсов при ведении поезда от момента окончания разгона до перехода на режим выбега. Методика. Методика выбора энергосберегающей траектории движения поезда и управления мощностью электровозов и тепловозов с электрической передачей предусматривает расчет многовариантных траекторий с вариативными исходными данными параметров состава и поездной ситуации. Методика учитывает математические методы равномерного поиска и параметрической оптимизации. Для равномерности движения необходимо, чтобы ускоряющие силы уравновешивали замедляющие. Результаты. На основании многовариантных расчетов усовершенствован алгоритм определения энергосберегающих траекторий движения поезда, построена многопараметрическая функция управления мощностью локомотива, которая позволяет уменьшить расход энергоресурсов от 11 до 13 %, в зависимости от массы поезда и поездной ситуации. Научная новизна. Автором получены энергосберегающие функции управления тягой локомотива для соответствующих равномерных скоростей, которые зависят от массы поезда и уклона. Практическая значимость. В отличие от существующих разработок рационального ведения поездов, данная функция требует значительно меньше машинного времени при высокой точности расчетов. Это позволяет использовать полученные алгоритмы в бортовых системах управления локомотивом и экономии энергоресурсов.
ENG: Purpose. Traction calculations with the definition of energy-efficient trajectories provide search for rational energy consumption depending on the time course of the train. When selecting energy-efficient trajectory of the train and the development of regime charts conducting trains must take into account variables such as: the profile of the site, weight train, locomotive series, etc. When increasing the speed of the growth it occurs the resistance movement, which is proportional to the square of the speed, which leads to higher costs of fuel and energy resources. In contrast, the reduction of costs due to the decrease in speed leads to an increase in travel time of the train, which should be consistent with the timetable and other technical and economic parameters, depending on the speed. The article describes one way to reduce the cost of energy for traction. The aim of the article is to reduce energy consumption by identifying energy-saving control modes. It occurs with the locomotive optimization function of control actions on the running time of the train and the flow of energy in the management of the train from the end of the acceleration to go to the coasts. Methodology. The technique of choice of energy saving path of the train and power control and electric locomotives with electric transmission provides the calculation of multiple paths with variable input data and parameters of the composition of the train situation. The methodology takes into account the uniform mathematical methods of search and parametric optimization. For uniformity of motion needed to slow down the accelerating forces are balanced. Findings. On the basis of calculations of multiple advanced algorithms determine the trajectories of energy-saving trains, built multiparametric locomotive power control function, which can reduce energy consumption by 11 to 13% depending on the weight of the train and the train situation. Originality. The author obtained the energy-saving function of traction control of locomotive for the corresponding uniform velocity, which depends on the weight of the train and bias. Practical value. In contrast to existing development of rational management of trains, this function requires much less computing time with a high accuracy of calculations. It allows using the algorithms in the onboard control systems, locomotive and energy savings.
RUS: Цель. Тяговые расчеты с определением энергосберегающих траекторий предусматривают поиск рациональной зависимости расхода энергоресурсов от времени хода поезда. При выборе энергосберегающих траекторий движения поезда и при разработке режимных карт ведения поездов необходимо учитывать переменные параметры, такие как: профиль участка, массу поезда, серию локомотива и др. При увеличении скорости движения происходит рост сопротивления движению, который пропорционален квадрату скорости, что приводит к повышению расходов топливно-энергетических ресурсов. Напротив, снижение затрат из-за уменьшения скорости движения приводят к увеличению времени хода поезда, который должен быть согласован с графиком движения и другими технико-экономическими параметрами, зависящими от скорости движения. В статье рассмотрен один из способов уменьшения расходов энергоресурсов на тягу поездов. Целью статьи является уменьшение расхода энергоресурсов за счет определения энергосберегающих режимов управления локомотивом. Это происходит при условии оптимизации функции управляющих воздействий по времени хода поезда и расхода энергоресурсов при ведении поезда от момента окончания разгона до перехода на режим выбега. Методика. Методика выбора энергосберегающей траектории движения поезда и управления мощностью электровозов и тепловозов с электрической передачей предусматривает расчет многовариантных траекторий с вариативными исходными данными параметров состава и поездной ситуации. Методика учитывает математические методы равномерного поиска и параметрической оптимизации. Для равномерности движения необходимо, чтобы ускоряющие силы уравновешивали замедляющие. Результаты. На основании многовариантных расчетов усовершенствован алгоритм определения энергосберегающих траекторий движения поезда, построена многопараметрическая функция управления мощностью локомотива, которая позволяет уменьшить расход энергоресурсов от 11 до 13 %, в зависимости от массы поезда и поездной ситуации. Научная новизна. Автором получены энергосберегающие функции управления тягой локомотива для соответствующих равномерных скоростей, которые зависят от массы поезда и уклона. Практическая значимость. В отличие от существующих разработок рационального ведения поездов, данная функция требует значительно меньше машинного времени при высокой точности расчетов. Это позволяет использовать полученные алгоритмы в бортовых системах управления локомотивом и экономии энергоресурсов.
ENG: Purpose. Traction calculations with the definition of energy-efficient trajectories provide search for rational energy consumption depending on the time course of the train. When selecting energy-efficient trajectory of the train and the development of regime charts conducting trains must take into account variables such as: the profile of the site, weight train, locomotive series, etc. When increasing the speed of the growth it occurs the resistance movement, which is proportional to the square of the speed, which leads to higher costs of fuel and energy resources. In contrast, the reduction of costs due to the decrease in speed leads to an increase in travel time of the train, which should be consistent with the timetable and other technical and economic parameters, depending on the speed. The article describes one way to reduce the cost of energy for traction. The aim of the article is to reduce energy consumption by identifying energy-saving control modes. It occurs with the locomotive optimization function of control actions on the running time of the train and the flow of energy in the management of the train from the end of the acceleration to go to the coasts. Methodology. The technique of choice of energy saving path of the train and power control and electric locomotives with electric transmission provides the calculation of multiple paths with variable input data and parameters of the composition of the train situation. The methodology takes into account the uniform mathematical methods of search and parametric optimization. For uniformity of motion needed to slow down the accelerating forces are balanced. Findings. On the basis of calculations of multiple advanced algorithms determine the trajectories of energy-saving trains, built multiparametric locomotive power control function, which can reduce energy consumption by 11 to 13% depending on the weight of the train and the train situation. Originality. The author obtained the energy-saving function of traction control of locomotive for the corresponding uniform velocity, which depends on the weight of the train and bias. Practical value. In contrast to existing development of rational management of trains, this function requires much less computing time with a high accuracy of calculations. It allows using the algorithms in the onboard control systems, locomotive and energy savings.
Description
Д. Кислий: ORCID 0000-0002-4427-894X
Keywords
тягові розрахунки, енергоефективність ведення поїздів, кінетична енергія, управління потужністю, параметрична оптимізація, тяговые расчеты, энергоэффективность ведения поездов, кинетическая энергия, управление мощностью, параметрическая оптимизация, traction calculations, the energy efficiency of trains handling, kinetic energy, power control, parameter optimization, КЛ
Citation
Кислий Д. М. Визначення енергозаощаджуючих режимів ведення поїздів. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 1 (61). С. 71–84. doi: 10.15802/stp2016/60983.