РОЗРОБЛЕННЯ АЛГОРИТМІВ ФОРМУВАННЯ ЕНЕРГООПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ РУХУ ПОЇЗДІВ
Creators
- 1. Центр математичного моделювання НАНУ, Україна
- 2. ДП«Проектно-конструкторське технологічне бюро з автоматизації систем управління назалізничному транспортіУкраїни», Україна
Description
Мета. Робота передбачає розроблення алгоритмічного забезпечення для моделювання й оптимізації режимів руху поїздів. Методика. Для описання процесу руху поїзда в просторових координатах із розподіленою масою вздовж траєкторії руху запропонована системна модель. Вона враховує тягові й опірні параметри та їх зміну залежно від зовнішніх і внутрішніх факторів. Для числового інтегрування моделі системи використаний метод скінченних різниць. Крім цього, розроблені ітераційні процедури для задоволення крайових умов, формування послідовності з режимів тяги, гальмування й холостого ходу з відповідними параметрами, щоб забезпечити виконання критерію оптимальності руху й технічних обмежень із достатньою точністю. Критерій оптимальності містить паливно-енергетичні ресурси, частоту зміни режимів роботи тягових засобів (суттєво впливає на зношеність приводів), затратні ставки тощо. Результати. Розроблене алгоритмічне, програмне й інформаційне забезпечення дозволило проведення: розрахунків режимів ведення довільних поїздів, зокрема нормативних, для формування графіків руху, розрахунок міжпоїзних і станційних інтервалів, дослідження впливу екстремальних параметрів поїздів на режими їх ведення. У системі передбачена можливість адаптації параметрів моделі руху поїзда за результатами дослідних поїздок. Наукова новизна. У роботі запропонована постановка розрахунку режимів ведення поїздів як задачі оптимального керування, з’ясований швидкий метод її розв’язування. Це забезпечило автоматизацію процесу розв’язування великого набору прямих та обернених режимних, із різними критеріями оптимальності, задач. Практична значимість. Запропонований підхід щодо постановки й розв’язування задач моделювання та оптимізації режимів ведення поїздів пройшов апробацію в процесі розрахунку основних складових для формування графіків руху, вибору оптимальних параметрів реконструкції полотна для всіх, швидкісних і нових, типів поїздів.
Files
154641-Текст статті-337001-2-10-20190131.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c32b05ff98d9373da1fbbe4d8851a037
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Related works
- Is identical to
- Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/154641 (URL)
References
- Afanasev, V. N., Kolmanovskiy, V. B., & Nosov, V. R. (2003). Matematicheskaya teoriya konstruirovaniya sistem upravleniya: uchebnik dlya vuzov. Moscow: Vysshaya shkola. (in Russian)
- Bodnar, B. Y., Kapitsa, M. I., Afanasov, A. M., & Kyslyi, D. N. (2015). Definition of Energy Saving Acceleration Modes of Trains. Science and Transport Progress, 5(59), 40-52. doi: 10.15802/stp2015/55359 (in Ukrainian)
- Kulbashna, N. I., Tarnovetska, A. H., & Balas, O. І. (2014). Novi pidkhody shchodo skladannia ratsionalnykh rezhymiv vodinnia rukhomoho skladu po marshrutakh. Proceedings of the International Conference Problemy ta perspektyvy rozvytku tekhnichnykh zasobiv transportu ta system avtomatyzatsii, October, 01-03, 2014, Kharkiv. 84-85. Kharkiv: O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv. (in Ukrainian)
- Pravila tyagovykh raschetov dlya poezdnoy raboty. (1985). Moscow: Transport. (in Russian)
- Prytula, M. H., & Shpakovych, R. R. (2007). Modeliuvannia ta rozrakhunok optymalnykh parametriv rukhu poizdiv. Fizyko-matematychne modeliuvannia ta informatsiini tekhnolohii, 5, 139-145. (in Ukrainian)
- Soroka, K. O., & Lychov, D. A. (2015). The Content Model and the Equations of Motion of Electric Vehicle. Science and Transport Progress. 3(57), 97-106. doi: 10.15802/stp2015/46056 (in Ukrainian)
- Soroka, K. O., Pavlenko, T. P., & Lychov, D. A. (2017). System for Automatic Selection of the Speed Rate of Electric Vehicles for Reducing the Power Consumption. Science and Transport Progress, 3(69), 77-91. doi: 10.15802/stp2017/104360 (in Ukrainian)
- Capasso, A., Lamedica, R., Gatta, F. M., Geri, A., Maccioni, M., Ruvio, A., … Carones, N. (2016). Individual driving style impact on traction energy consumption in railway lines: A simulation model. 2016 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM). doi: 10.1109/speedam.2016.7525929 (in English)
- Wang, P. (2017). Train Trajectory Optimization Methods for Energy-Efficient Railway Operations: doctoral thesis. Retrived from http://clc.am/2oMizA (in English)
- Haahr, J. T., Pisinger, D., & Sabbaghian, M. (2017). A dynamic programming approach for optimizing train speed profiles with speed restrictions and passage points. Transportation Research Part B: Methodological, 99, 167-182. doi: 10.1016/j.trb.2016.12.016 (in English)
- Scheepmaker, G. M., Goverde, R. M. P., & Kroon, L. G. (2017). Review of energy-efficient train control and timetabling. European Journal of Operational Research, 257(2), 355-376. doi: 10.1016/j.ejor.2016.09.044 (in English)
- Albrecht, A., Howlett, P., Pudney, P., Vu, X., & Zhou, P. (2016). The key principles of optimal train control – Part 1: Formulation of the model, strategies of optimal type, evolutionary lines, location of optimal switching points. Transportation Research Part B: Methodological, 94, 482-508. doi: 10.1016/j.trb.2015.07.023 (in English)
- Albrecht, A., Howlett, P., Pudney, P., Vu, X., & Zhou, P. (2016). The key principles of optimal train control –Part 2: Existence of an optimal strategy, the local energy minimization principle, uniqueness, computational techniques. Transportation Research Part B: Methodological, 94, 509-538. doi: 10.1016/j.trb.2015.07.024 (in English)
- Ye, H., & Liu, R. (2017). Nonlinear programming methods based on closed-form expressions for optimal train control. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 82, 102-123. doi: 10.1016/j.trc.2017.06.011 (in English)