К обоснованию градации динамики изменения веса и числа осей составов поезда

АННОТАЦИЯ

Обозначен выбор градаций динамики изменения веса и числа осей составов, принятых при решении задачи оптимизации для перевозочной работы локомотивов при заданном времени хода поезда по перегонам.

ABSTRACT

The choice of the gradations of the dynamics of changes in the weight and the number of axles of the trains, adopted when solving the optimization problem for the transportation work of locomotives for a given time of the train running is indicated.

Ключевые слова: параметр выигрыша, вариант работы, режим управления, градация, время хода, выбор, состав, поезд.

Keywords: payoff parameter, work option, control mode, gradation, travel time, selection, composition, train.

На основе теории оптимального управления можно решать ряд важных практических задач оптимизации с целью достижения высокой эффективности перевозочной работы локомотивов в тех или иных конкретных условиях эксплуатационной деятельности железных дорог, в том числе узбекских.

Некоторые примеры решения конкретных практических задач подтверждают практическую ценность теоретических выводов работ [1-4].

В практических условиях приходится иметь дело с задачами, решаемыми с целью оптимизации режима управления  (известны все координаты материально – технической базы ), оптимизации режима управления  и времени хода  поезда по перегонам (известны все координаты материально – технической базы  за исключением упомянутого времени ), а также оптимизации , то есть отдельных координат материально – технической базы  при соответствующей оптимизации режима управления  и времени хода  поезда по перегонам. Учитывая всё сказанное выше можно наметить следующие, целесообразные в практических условиях конкретные задачи оптимизации перевозочной работы локомотивов:

1. Выбор оптимальных режимов, как для отдельных конкретных поездок, так и для их семейства того или иного варианта работы ВР. Полученные рекомендации по выбору оптимального режима управления  должны выражаться в зависимости от конкретных величин Q, m, t, z (Здесь Q – вес или масса состава, m – число осей в составе, t – время хода поезда, z – число остановок поезда). Характерным здесь является наличие заданного времени хода . поезда по перегонам и необходимости иметь оптимальный режим управления  для любого сочетания веса (массы) Q состава и числа (количества) осей m в составе поезда.

2. Выбор оптимального режима управления  и оптимального времени

хода  поезда по перегонам для условий того или иного варианта работы ВР. Особенностью этой задачи оптимизации является необходимость выявления оптимального время хода  поезда по перегонам для наиболее типичных (средних) условий организации работы Ор каждого варианта работы ВР. Полученное время хода по перегонам, затем используется для составления и разработки графика движения поездов.

3. Разработка норм расхода энергии для поездок варианта работы ВР. Очевидно, дифференцированные нормы должны выражаться зависимостями, учитывающими влияние на расход энергии всех факторов, в том числе и режима ведения поезда, который должен быть наивыгоднейшим. Решение этой задачи оптимизации связано с отысканием технически оправданного расхода энергии для всех возможных вариантах изменения координат организации работы Ор. Вопросы нормирования расхода энергии локомотивами дизельной и электрической тяги имеют первостепенное значение для железнодорожного транспорта и рассмотрены нами в работах [5-7 и другие].

4. Аналогично нормированию расхода энергии, вопрос о нормировании денежных средств по поездам, который пока ставится в порядке предложения для дальнейших исследований. Для поездок варианта работы ВР можно установить норму расхода денежных средств по передвижению и сравнить ее с фактическими расходами, определяемыми по отчётным данным, по документам. Для каждой поездки варианта работы ВР можно обсчитать норму расхода денежных средств, а затем учесть фактические расходы, что облегчит проведение более точных анализов расхода средств и облегчит решение задачи оптимизации по повышению эффективности перевозочной работы локомотивов. Такого рода нормирование можно проводить для региональных железнодорожных узлов (НОД) и локомотивных депо.

5. Выбор оптимальных элементов материально – технической базы , при соответствующих выбранных оптимальных значений (величин)  и , является наиболее сложной практической задачей оптимизации, решение которой позволит выбрать наивыгоднейшую серию локомотивов, тип вагонов, профиль пути участка, ограничение скорости и т.д. Характерным для такого рода задач оптимизации будут изменяющиеся вышеупомянутые элементы , из которых необходимо выявить соответствующие, оптимальные координаты материально – технической базы  и оптимальные режимы управления .

Для всех случаев оптимизации, приведены выше, решения включают расчеты по оптимизации поездки для тех или иных конкретных координат материально – технической базы .

Далее рассмотрим вопрос, касающийся выбору градаций динамики изменения веса (массы) и числа (количества) осей составов.

В большинстве случаев, решения задач оптимизации перевозочной работы локомотивов приходится иметь дело с семейством поездок. Выполнение при этом для каждой поездки полных тягово – энергетических расчётов (ТЭР) с оптимизацией является нецелесообразным, о чём было сказано выше. Кроме того, приводить рекомендации о режимах управления  для каждого сочетания величин Q, m, t, z, также практически невозможно. Все это ставит вопрос о выборе соответствующих градаций динамики изменения веса (массы) и числа осей составов с целью облегчения практического решения задачи.

Приводим вариант выбора градаций принятых нами при решении задачи выбора  для варианта работы ВР, имея в виду достаточно стабильные значения расчётного времени хода поезда по перегонам.

Рекомендации по выбору оптимального режима управления  должны охватывать все возможные случаи сочетаний величин Q и m данного варианта работы ВР, при этом имеем , то есть заданным согласно графика движения поездов. Для принятого варианта работы ВР всю зону (диапазон изменения) значений  делим по градациям, исходя из условия принятия приблизительно постоянным, полного суммарного сопротивления движению  поезда, значение которого будет

                         (1)

Величину  при заданном времени хода  поезда по перегонам подсчитываем для разных значений Q и m, и строим зависимость , приведённую на рис. 1. Выбрав предел колебания , можно наметить градации изменения веса (массы) Q и числа осей m состава для данного варианта работы ВР в пределах которых приближённо будем считать возможным принятие среднего оптимального режима управления .

Рисунок 1. К выбору градаций поездов по условию .

Таким образом, для каждого сочетания значений Q и m будет свой оптимальный режим управления  что позволит значительно облегчит выбор режимов для всех возможных случаев ведения поездов на участках. Для каждой градации конкретные данные о позициях оптимального режима управления  находят на основе проведённых тягово – энергетических расчётов с оптимизацией на электронно – вычислительных машинах (компьютерах).

Список литературы:

1. Аблялимов О.С. О решении задачи оптимизации перевозочной работы локомотивов [Текст] // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 9(78). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10698 (дата обращения: 09.09.2020).
2. Аблялимов О.С. Обоснование метода решения задачи оптимизации перевозочной работы локомотивов [Текст] // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 9(78). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10699 (дата обращения: 09.09.2020).
3. Аблялимов О.С. Показатели эффективности использования локомотивов в условиях эксплуатации [Текст] // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 9(78). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10700 (дата обращения: 09.09.2020).
4. Аблялимов О.С. Обоснование параметра выигрыша в задачах оптимизации перевозочной работы локомотивов [Текст]  // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 9(78). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10700 (дата обращения: 09.09.2020).
5. Аблялимов О. С. Эффективность методов нормирования расхода энергии на тягу поездов [Текст] / А. В. Толкачёв, О. С. Аблялимов // Тр. ТашИИТ, вып. 105 / Ташкентский ин-т. инж. ж-д транспорта. – Ташкент, 1974. – С. 27 – 35.
6. Толкачёв А. В. Расчёты норм расхода энергии на перевозочную работу локомотивов методом расчленения [Текст] / А. В. Толкачёв // Тр. ТашИИТ, вып. 100 / Ташкентский ин-т. инж. ж-д транспорта. - Ташкент, 1973. - С. 43 - 54.
7. Толкачёв А. В. Исследование возможностей снижения расхода топлива тепловозами на тягу поездов за счёт оптимальных режимов вождения поездов на САЗ ж.д. [Текст] / А. В. Толкачёв, О. С. Аблялимов // Научно - технический отчёт ТашИИТ, ВНИТЦ № 79028894, инв. № Б836191 / Ташкентский ин-т. инж. ж-д трансп. – Москва, 1979. – 67 с.