Разработка метода расчета рациональных режимов пневматического торможения грузовых поездов

• Автор: Сергеев, Павел Борисович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

1. Газодинамические процессы в тормозной магистрали поезда
1.1. Пневматическая тормозная система грузового поезда и существующие методы моделирования процессов в ней
1.2. Уравнения движения воздуха в тормозной магистрали
1.3. Применение численных методов к исследованию газодинамических процессов в тормозной магистрали
2. Продольная динамика поезда в режиме пневматического торможения
2.1. Математическая модель продольной динамики поезда в нестационарных режимах движения
2.2. Существующие методики тормозных расчетов и их ограничения
2.3. Уравнения движения экипажа с неподвижным грузом в составе поезда и уточненный расчет тормозных сил
2.4. Влияние колебаний жидкости в частично заполненных цистернах на формирование продольных усилий в составе
2.5. Силовые характеристики межвагонных связей
2.6. Расчет сил сопротивления движению экипажа
3. Имитационное моделирование и верификация математических моделей
3.1. Влияние случайных факторов на реализацию моделируемых процессов
3.2. Имитационное моделирование и результаты численных экспериментов
3.3. Экспериментальная проверка адекватности разработанных математических моделей
4. Поиск рациональных режимов пневматического торможения поезда
4.1. Критерии оптимизации и способ определения степени износа тормозных колодок
4.2. Постановка задачи
4.3. Ограничения на переменные состояния и управление. Критерии безопасности движения
4.4. Методы и алгоритмы оптимизации
5. Технико-экономическая оценка результатов исследования
Основные результаты и выводы
Библиографический список

Введение. Актуальность проблемы
Эффективность работы железнодорожного транспорта требует постоянного совершенствования всех многочисленных технологий, обеспечивающих перевозочный процесс. В последние годы огромное внимание уделяется технологиям вождения поездов с позиций ресурсосбережения и повышения безопасности их движения.
Российская экономика в значительной степени зависит от состояния сети железных дорог, так как во всей транспортной системе страны железнодорожный транспорт занимает лидирующие позиции, выполняя более 80% грузоперевозок. По прогнозу департамента безопасности движения на железных дорогах России среднегодовой темп увеличения грузооборота в этой отрасли до 2010 года составит 1,9-2% [7].
Стратегия развития железнодорожного транспорта России в настоящих условиях хозяйствования подробно освящается в принятых и разрабатываемых Федеральных и отраслевых программах, приоритетными направлениями которых являются обеспечение безопасности как грузовых, так и пассажирских перевозок, повсеместное введение ресурсосберегающих технологий, техническое перевооружение материальной базы, введение прогрессивных научно-технических разработок, направленных на повышение эффективности перевозочного процесса.
В связи с активизацией хозяйственной деятельности в стране в последние годы, наметилась тенденция к увеличению длины и массы грузовых поездов, что является наиболее радикальным способом быстрого увеличения пропускной и провозной способности при сохранении неизменными остальных технологий, на совершенствование которых требуется значительное время. Однако существующие методы тяговых и тормозных расчетов оперируют упрощенными моделями и усредненными характеристиками [139] и не приспособлены для тяжеловесного движения, так как не в полной мере учитывают критерии безопасности, которые с большой вероятностью не выполняются в нестационарных режимах движения, таких как трогание поезда с места и пневматическое торможение. В них по тем же причинам не учитываются реальные условия сцепления

Рис. 1.3.1. Сетка для составления неявной разностной схемы.
Для данной сетки разностная схема уравнения (1.2.38) запишется в виде