Методы моделирования движения поездов в координатных системах интервального регулирования

Методы моделирования движения поездов в координатных системах интервального регулирования

Автор: Менакер, Константин Владимирович

Шифр специальности: 05.22.08

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 171 с. ил. Прил. (57 с.: ил.)

Артикул: 2743496

Автор: Менакер, Константин Владимирович

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ.
1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО УРОВНЯ КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
1.1 Формулировка задач программного уровня координатной системы ИР ф 1.2 Разработка структуры программного уровня управления.
1.3 Анализ существующих математических моделей ИР движения поездов
1.4 Способы уточнения существующих математических моделей движения поезда.
1.5 Анализ задач, решение которых необходимо для определения минимального межпоездного интервала при координатном способе регулирования движения.
1.6 Основные результаты и выводы по главе.
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
2.1 Разработка методики определения удельной тормозной силы поезда
2.1.1 Определение действительных сил нажатия тормозных колодок экипажей
2.1.1.1 Определение давления в тормозных цилиндрах при электропневматическом торможении
2.1.1.2 Определение давления в тормозных цилиндрах при пневматиче
ском торможении.
2.1.2 Определение удельной тормозной силы поезда
2.2 Определение величины удельного основного сопротивления движению поезда.
2.3 Разработка методики определения величины удельного дополнительного сопротивления движению поезда.
з
2.3.1 Анализ математических моделей, учитывающих распределение массы поезда.
2.3.2 Разработка методики аналитического представления пути.
2.3.2.1 Основные понятия сплайнфункций.
2.3.2.2 Построение и оценка адекватности сплайновой модели
2.3.2.3 Аналитическое представление плана пути
2.3.3 Определение величины удельного дополнительного сопротивления
ф движению поезда при аналитическом представлении пути.
2.3.4 Разработка методики аналитического представления функции распределения удельных масс экипажей вдоль длины поезда
2.3.5 Определение текущей координаты локомотива относительно системы координат, связанной с профилем пути.
2.4 Определение расчетных параметров движения поезда
2.5 Основные результаты и выводы по главе.
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УЧЕТА ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ТОРМОЗНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЕЗДА И АБСОЛЮТНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ
3.1 Разработка методики определения и учета действительных тормозных характеристик поезда.
3.1.1 Анализ существующих способов определения действительных тормозных параметров поезда.
3.1.2 Методика определения действительных тормозных параметров поез
3.1.3 Учет действительных тормозных характеристик поезда при использовании в модели методики определения тормозной силы, основанной на учете параметров отдельных экипажей
3.2 Разработка методики оценки абсолютных отклонений расчетных параметров движения поезда.
3.2.1 Определение абсолютных отклонений расчетных параметров движения поезда, обусловленных погрешностью математической модели.
3.2.1.1 Определение абсолютного отклонения величины удельного основного сопротивления движению поезда.
3.2.1.2 Определение абсолютного отклонения величины тормозной силы поезда
3.2.1.3 Определение абсолютного отклонения величины удельного дополнительного сопротивления движению поезда.
3.2.1.4 Определение абсолютных отклонений пройденного пути и текущей скорости движения поезда
3.2.2 Отклонения расчетных параметров движения поезда, обусловленные
погрешностями численных методов и вычислений на ЭВМ.
3.3 Основные результаты и выводы по главе
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ МИНИМАЛЬНОДОПУСТИМОГО ИНТЕРВАЛА СЛЕДОВАНИЯ ПОПУТНЫХ ПОЕЗДОВ ПРИ КООРДИНАТНОМ СПОСОБЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ
4.1 Анализ способов интервального регулирования движения поездов
4.2 Определение величины минимальнодопустимого интервала следования попутных поездов при регулировании на хвост впередиидущего поезда
4.2.1 Определение величины интервала безопасности
4.2.1.1 Методика выбора работоспособных и неработоспособных экипажей в составе поезда
4.3 Основные результаты и выводы по главе
5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
5.1 Разработка методики прогнозирования и предотвращения аварийныхрежимов движения поезда, связанных с возможным массовым юзом колесных пар вагонов.
5.1.1 Оценка вероятности появления юза колесных пар вагонов на основе детерминированных эмпирических зависимостей.
5.1.2 Использование теоретиковероятностных методов исследования вопроса сцепления колесных пар вагонов с рельсами.
ф 5.2 Разработка методики прогнозирования и предотвращения аварийных
режимов движения поезда, связанных с превышением предельнодопустимой продольной квазистатической силы в его сечениях.
5.2.1 Алгоритм выявления опасных режимов движения поезда
5.3 Основные результаты и выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ф СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Средства железнодорожной автоматики и телемеханики СЖАТ создают техническую базу для управления перевозочным процессом и обеспечения безопасности движения поездов. Современные средства СЖАТ, в основном, соответствуют требованиям безопасности и размерам движения. Однако, на данном этапе развития общей инфраструктуры железнодорожного транспорта к средствам СЖАТ предъявляются дополнительные требования по функциональному развитию и созданию на этой основе условий для комплексного улучше
ния эксплутационных показателей всей сети дорог 1.
К основным средствам железнодорожной автоматики относятся системы интервального регулирования ИР движения поездов. В настоящее время регулирование движения поездов осуществляется с помощью систем автоблокировки АБ, автоматической локомотивной сигнализации АЛС и систем централизованного управления стрелками и сигналами на станциях ЭЦ.
Данные системы, обладая рядом достоинств, имеют и ряд существенных недостатков. Основной недостаток заключается в использовании большого количества напольного оборудования. Оснащение линий системами ИР, их эксплуатация, приводят к значительным материальным затратам. По данным 2 на отказы рельсовых цепей приходится всех отказов кабельных линий аппаратуры сигналов 5 .
Вторым недостатком рассматриваемых систем является то, что их запас по пропускной способности линий фактически исчерпан. Увеличение числа сигнальных показаний приводит к значительному увеличению числа напольной аппаратуры.
Структура и сложность применяемых в настоящее время систем не зависят от интенсивности движения поездов, на малодеятельных участках их применение становится экономически невыгодным 2.
Низкая информативность является еще одним недостатком систем ИР, основанных на рельсовых цепях.
Одним из самых перспективных направлений в развитии систем ИР являются координатные системы. Тенденция развития подобного рода систем показывает, что наиболее эффективным средством передачи информации между поездами и центром управления является цифровой радиоканал связи. Подтверждением этого является проект создания подобной системы управления
, инициированный в г. 3, в состав которого вошли железные дороги Германии, Италии, Франции, Нидерландов, Испании и Великобритании.
Применение сотовой радиосвязи позволит реализовать координатный принцип ИР, который позволяет минимизировать объем напольного оборудования и поэтому одинаково эффективен на участках как с малой, так и с высокой интенсивностью движения. Кроме того, он позволяет применить для увеличения провозной способности участков не тяжеловесные поезда, а пачки поездов с интервалами между ними порядка несколько сот метров 2.
Следует отметить, что принципы построения координатной системы ИР с использованием радиоканала связи были заложены советскими учеными еще в х годах. Значительный вклад в развитие системы внесли известные ученые Волков , Брылеев А.М., Дмитренко И.Е., Кравцов Ю.А., Лисенков В.М., Пугин Д.К. и др. Однако, уровень технических средств, несмотря на огромные усилия ученых и инженеров, не позволил в то время реализовать систему, удовлетворяющую требованиям безопасности движения. Основная сложность заключалась в отсутствии высокоточных систем измерения параметров движения поезда, надежного радиоканала связи и вычислительных средств, позволяющих осуществить управление движением в реальном масштабе времени. В конце х, начале х гг. проект по созданию системы ИР с использованием радиоканала связи был свернут.
Современный зарубежный опыт в построении систем ИР на основе радиоканала, достигнутый уровень развития средств связи, вычислительной техники, электроники, показывают, что сейчас имеются все предпосылки для возобновления работ по созданию рассматриваемой системы.
Актуальность


Тяговые расчеты разрабатывались для решения задач, возникающих при проектировании, строительстве и эксплуатации железных дорог расчеты весовых норм поездов, построение графика движения, оценка возможности трогания поезда с места, расстановка светофоров и т. Простота методик позволяла быстро и с достаточной точностью получать необходимые параметры движения. В работе представлена модель, позволяющая произвести имитацию движения потока поездов с учетом графика движения, обеспечения энергетически оптимальной траектории и рядом других факторов. Модель осуществляет построение планового графика движения, определяет запас графикого времени движения поездов на участке, а также позволяет решать ряд сравнительных и оптимизационных задач. Быстродействие модели позволяет использовать ее в реальном масштабе времени. Однако, изза использования стандартных математических моделей, описывающих процесс движения поезда и отсутствия обратной связи с объектом управления поездом, модель остается чисто имитационной. При координатном способе ИР, полученные на основе математических моделей программы и алгоритмы, должны гарантированно обеспечивать безопасность следования поездов с минимальными интервалами. От точности определения расчетных параметров движения поездов будет также зависеть точность выходных параметров вспомогательных блоков ПУ. Таким образом, в первую очередь, дальнейшей разработке и исследованию должны подлежать один из основных блоков ПУ модель движения поезда МДП совместно с алгоритмом АТР, а также алгоритм определения минимальнодопустимого интервала следования поездов. Важность разработки алгоритма АМДИ связана со спецификой координатного способа регулирования. Следует отметить, что вопросы, связанные с проработкой алгоритма тяговых расчетов в данной работе рассматриваться не будут. Математическое описание процесса торможения поезда является наиболее сложной задачей. Кроме того, безопасность движения и пропускная способность линий при координатном способе регулирования зависят от величины минимальнодопустимого интервала следования попутных поездов, определение которого будет осуществляться на основе значений тормозных путей поездов. Проанализируем те задачи, которые необходимо решить для уточнения существующих математических моделей движения поезда, а также определения минимальнодопустимого по условиям безопасности интервала следования попутных поездов при координатном способе регулирования движения. Способы уточнения существующих математических моделей движения
Для осуществления остановки поезда с точностью до м при тормозном пути 0 м и более, необходимо точно учесть переходные процессы, происходящие при торможении поезда, так как отклонения тормозного пути во многом определяются отклонениями от расчетных значений фактической и программной скоростей в начальной фазе торможения . Формирование грузовых составов осуществляется, как правило, из различного типа экипажей, с различной загрузкой. Несмотря на то, что экипажи оснащены устройствами, позволяющими частично учесть и устранить данный факт, в составе поезда их торможение осуществляется с различной эффективностью. В связи с этим, определение расчетной траектории движения поезда должно осуществляться с учетом параметров отдельных экипажей. Реальные тормозные характеристики, сопротивление движению каждого конкретного поезда отличаются от расчетных значений. Вызвано это разбросом параметров тормозных устройств вагонов, изменением условий окружающей среды. Определение и учет реальных тормозных характеристик поездов позволит еще в большей степени уточнить их расчетные траектории движения. Для уточнения математических моделей движения встает необходимость более полного учета сил, возникающих вследствие перемещений отдельных частей поезда по различным элементам профиля и плана пути . При координатном способе ИР особое значение приобретает оценка и учет возможных отклонений расчетных параметров движения поезда от действительных значений. Отклонение расчетных параметров движения регулируемого поезда может привести к нарушению безопасности движения .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.227, запросов: 238