Published December 3, 2015 | Version v1

ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГОЗАОЩАДЖУЮЧИХ РЕЖИМІВ РОЗГОНУ ПОЇЗДІВ

  • 1. Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна

Description

Мета. В сучасних умовах експлуатації рухомого складу актуальним завданням є підвищення ефективності його використання за рахунок зниження витрат енергоресурсів, в тому числі й на тягу поїздів. Цього можливо досягти шляхом створення систем керування потужністю локомотивів, зокрема, використанням режимних карт та бортових апаратно-програмних комплексів. Методика. В статті розглянуто способи рушання з місця та набору швидкості поїзда. Тягові розрахунки з визначенням енергозаощаджуючих траєкторій передбачають пошук раціональної залежності витрат енергоресурсів від часу ходу поїзда. При виборі енергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда та при розробці режимних карт ведення поїздів необхідно враховувати змінні параметри, такі як: профіль ділянки, масу складу, серію локомотива та ін. При передачі потужності від первинної силової установки до рушійних колісних пар відбуваються неминучі втрати, які описуються коефіцієнтом корисної дії (ККД). Для більшості елементів передачі локомотива залежності ККД описуються нелінійними рівняннями. Розглянуто отримання енергозаощаджуючої функції управління тягою при рушанні та розгоні з метою зменшення питомих витрат енергоресурсів за рахунок удосконалення алгоритму розрахунку багатоваріантних траєкторій руху поїзда. Запропоновано методику вибору енергозаощаджуючої траєкторії руху при розгоні поїзда та управлінні потужністю електровозів і тепловозів із електричною передачею, в основу якої покладено математичні методи рівномірного пошуку та параметричної оптимізації. Результати. Для змінних параметрів складу та поїзної ситуації побудовано двохпараметричну функціональну залежність управління потужністю локомотива та аналітично визначено ефективність запропонованого алгоритму. Наукова новизна. За результатами роботи авторами отримано енергозаощаджуючу функцію управління тягою, яка залежить від маси складу та ухилу. На відміну від існуючих розробок раціонального ведення поїздів дана функція потребує значно менше машинного часу при високій точності розрахунків, що дає можливість її впровадження в бортову систему керування локомотивом та економії енергоресурсів. Практична значимість. Експериментально визначений вченими алгоритм, який є складовою частиною бортового програмного комплексу визначення енергозаощаджуючих режимів ведення поїздів, сприятиме зниженню витрат енергоресурсів.

Files

55359-Текст статті-115521-1-10-20151221.pdf

Files (723.7 kB)

Name Size
md5:6ade067c9afeeaf388dc63055d7b7e0e
723.7 kB Preview Download

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/55359 (URL)

References

  • Balagurov V.A. Proyektirovaniye spetsialnykh elektricheskikh mashin peremennogo toka [Design of special electrical machines of AC].Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1982. 272 p.
  • Bobyr D.V. Usovershenstvovaniye rezhimov vedeniya gruzovogo poyezda s elektricheskoy tyagoy Dokt. Diss. [Improvement of a freight train operation with electric traction. Doct. Diss.]. Dnipropetrovsk, 2007. 190 p.
  • Bodnar B.Ye., Bosov A.A., Bobyr D.V. O nesravnimykh variantakh v zadache tyagovykh raschetov [About the incomparable options in the problem of traction calculations]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2006, issue 12, pp. 57-59.
  • Bosov A.A. Nekotoryye voprosy metodiki optimalnykh tyagovykh raschetov na ETsVM [Some questions of optimal methods of traction calculations by computer]. Zbirnyk naukovykh prats «Voprosy usovershenstvovaniya ustroystv elektricheskoy tyag» [Proc. «Questions of electric traction devices improvements»]. Dnipropetrovsk, 1968, issue 77, pp. 108-119.
  • Bosov A.A., Getman G.K. Parametrizatsiya v zadachakh vektornoy optimizatsii [Parameterization in vector optimization problems]. Transport – Transport, 2000, issue 5, pp. 62-65.
  • Gernet N. Ob osnovnoy prosteyshey zadache variatsionnogo ischisleniya [About the main simplest problem of variational calculus]. Saint-Petersburg, Tip. Yu. N. Erlikh Publ., 1913. 155 p.
  • Gilev V.G. Issledovaniye algebraicheskikh funktsiy bez ispolzovaniya proizvodnoy [The study of algebraic functions without the use of derivative].Moscow, Ileksa Publ., 2012. 162 p.
  • Kapitsa M.I., Bobyr D.V. Avtomatyzatsiia rozviazannia rivniannia rukhu poizda pry vykonanni tiahovykh rozrakhunkiv [Automation solutions of the train motion equations at the performing of traction calculations] Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoi derzhavnoi akademii zaliznychnoho transportu [Proc. ofUkrainianStateAcademy of Railway Transport]. Kharkiv, 2012, issue 132, pp. 96-104.
  • Lazaryan V.A., Blokhin Ye.P., Manashkin L.A., Belik L.V. K voprosu o matematicheskom opisanii protsessov, proiskhodyashchikh pri perekhodnіkh rezhimakh dvizheniya poezdov s zazorami v upryazhi [To the question about the mathematical description of the processes occurring during transient modes of trains with gaps in harness]. Trudy Dnepropetrovskogo instituta inzhenerov transporta [Proc. of Dnepropetrovsk Institute of Transportation Engineers].Moscow, Transport Publ., 1971, issue 103, pp. 18-28.
  • Moskatov Ye.A. Elektronnaya tekhnika. Nachalo [Electronic technic. Beginning]. Taganrog, 2010. 204 p.
  • Polovko A.M., Butusov P.N. Interpolyatsiya. Metody i kompyuternyye tekhnologii ikh realizatsii [Interpolation. Methods and computer technology implementation]. Saint-Petersburg, BVH-Peterburg Publ., 2004. 320 p.
  • Grebenyuk P.T., Dolganov A.N., Nekrasov O.A. Pravila tyagovykh raschetov dlya poyezdnoy raboty [The rules of traction calculations for train operation].Moscow, Transport Publ., 1985. 287 p.
  • Tishchenko A.I. Spravochnik po elektropodvizhnomu sostavu, teplovozam i dizel-generatoram [Handbook of electric rolling stock, locomotives and diesel generators].Moscow, Transport Publ., 1976. 432 p.
  • Filonov S.P., Gibalov A.I., Nikitin Ye.A. Teplovoz 2TE116 [Diesel locomotive 2TE116].Moscow, Transport Publ., 1996. 334 p.
  • Nikitin Ye.A., Shiryaev V.M., Bykov V.G. Teplovoznyye dizeli tipa D49 [Diesel locomotive engine D 49 type].Moscow, Transport Publ., 1982. 255 p.
  • Trakimus Yu.V. Osnovy variatsionnogo ischisleniya v primerakh i zadachakh [The foundations of calculation variations in examples and problems]. Novosibirsk, NGTU Publ., 2011. 48 p.
  • Nosko V.P. Ekonometrika dlya nachinayushchikh [Econometrics for beginners].Moscow, Izdatelstvo Instituta ekonomiki perekhodnogo perioda Publ., 2000, 255 p.
  • Garg V.K., Dukkipati R.V. Dynamics of railway vehicle systems. Toronto, Academic press Publ., 1984. 422 p.
  • Mahyar V., Amir T., Nasser L. Traction-Motor Power Ratio and Speed Trajectory Optimization for PowerSplitPHEVs Using Route Information. Intern. Mechanical Engineering Congress and Exposition. Transportation Systems (9.11–15.11. 2012).Houston, 2012, vol. 11, pp. 301-308. doi: 10.1115/imece2012-86859.
  • Peter W., Guo W. An Ensemble Empirical Mode Decomposition-Based Lossy Signal Compression Method for a Remote and Wireless Bearing Condition Monitoring System. Intern. Design Engineering Tech. Conf. and Computers and Inform. in Engineering Conf. (12.08–15.08.2012). Chicago, USA, 2012, vol. 1, pp. 151-158. doi: 10.1115/detc2012-70495.
  • Torben O.A., Hansen M.R., Pedersen H.C. Control of Oscillations in Electrically Driven Skid Steer Vehicles. Intern. Mech. Engineering Congress and Exposition. Design Engineering (15.11.–21.11. 2003). Washington, DC, USA, 2003, vol. 1-2, pp. 17-23. doi: 10.1115/imece2003-41462.