CC BY
18
УДК 656.212.5:681.3
АНАЛ1З МОЖЛИВОСТ1 П1ДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТ1 ШФОРМАЦП ПРО ХАРАКТЕРИСТИКИ В1ДЧЕП1В В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗОВАНОГО УПРАВЛ1ННЯ РОСПУСКОМ
СОСТАВ1В
Д. М. Козачен ко
кандидат технiчних наук, доцент Начальник науково-дослщноТ частини* Контактний тел.: (0562) 47-18-72
О. I. Таранець
асистент кафедри «Управлшня експлуатацшною роботою»*
Контактний тел.: (056) 373-15-70
*Днтропетровський нацiональний ушверситет залiзничного транспорту iменi академiка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Днтропетровськ, УкраТна, 49010
Розглянуто питання, що пов'язат з можливктю покра-щення умов регулювання швид-коcmi скочування видчетв за рахунок пидвищення точнос-mi характеристик вiдчепiв на сортувальних гiрках. Ре-зультати роботи можуть бути використат для розроб-ки автоматизованих систем управлтня розформуванням сосmавiв
1. Вступ
Важливою ланкою в робот сортувальних станцш, вщ ефективносп функцюнування я^ суттево залежать екс-плуатацшт показники, е сортувальт гiрки. Шдвищення перероблюючоï спроможностi сортувальних гiрок та якос-тi розформування можливе за рахунок штенсифжацп процесу розформування составiв на базi автоматизацiï технологiчних процеав, а також вибору оптимальних режимiв розпуску составiв.
2. Аналiз роботи шнуючих систем управлiння скочуванням вщчетв
Основною задачею регулювання швидкостi вщчетв е забезпечення достатшх iнтервалiв мiж ними на роздь лових елементах та допустимоï швидкостi прямуван-ня одного вщчепа до iншого на сортувальних колiях. В iснуючих системах управлшня прками вибiр режи-мiв гальмування Грунтуеться на нормуваннi швидкосп виходу вiдчепiв з гальмiвних позицш у вiдповiдностi до '¿х вагових категорш. Недолiком такого пiдходу е те, що вш не забезпечуе вимог штервального регулювання, результатом чого е велика юльюсть втручань опера-торiв в роботу системи АРС (до 60 %). До такого ре-
зультату призводить те, що при нормуванш швидкосп виходу з гальмiвних позицiй, вiдповiдно до 1х вагово! категорii, не враховуеться ряд суттевих факторiв таких, як довжина вщчепу [1] та розташування вщчетв по составу.
Для виршення задачi оптимiзацii режимiв гальмування вщчетв доцшьно використовувати iтерацiйний метод оптимiзацii [2] який дозволяе забезпечити най-кращий розподiл iнтервалiв мiж вщчепами по составу. Основою iтерацiйного методу е багаторазове iмiтацiйне моделювання процесу регульованого скочування вщчетв. 1мггацшне моделювання широко використовуеться при проектувант сортувальних гiрок, але при виршент задач управлiння роботою сортувальних прок iмiтацiйна модель [3] потребуе удосконалення, так як вона базуеть-ся на припущенш, що характеристики вщчетв та умови скочування вiдомi до початку моделювання. В той же час, вщповщно до [4] невизначешсть iнформацii про вiдчепи та умови скочування призводить до розкиду значень випадково! величини часу скочування вщчепа на роздiлових стршках до 6 с, що рiзко знижуе ефективнiсть оптимiзацii режимiв гальмування. Тому досить актуальною е задача пщвищення точносп iнформацii про характеристики вщчетв.
В данш робоп виконано дослiдження можливостi уточнення характеристик вщчетв на пiдставi вимiрюван-
ня 1х швидкост1, тривалост1 скочування та маси тд час проходження контрольних дшянок.
Для визначення ходових властивостей вщчетв комплекс системи автоматизованого розформування состав1в включае вагом1ри та швидкостем1ри. Дшсна швидюсть руху вщчетв безперервно вим1рюеться швидкостемь рами, що встановлеш бшя кожно1 гальм1вно'1 позицп. Похибки вим1рювання швидкостем1ра РИС-В2 наведет у табл. 1.
Таблиця 1
Точнють вимiрювання швидкостi швидкостемiром РИС-В2
Швидюсть Похибка, % Похибка, м/с
1,4-8,4 м/с 3 0,04-0,25
0,6-1,4 м/с 5 0,03-0,07
3. Уточнення характеристик вщчепа на пiдставi вимiрювання швидкостi та часу руху
Зважаючи на те, що основний питомий отр руху вщчетв, питомий отр середовища та виру та питомий отр стр1лок та кривих е випадковими величинами [5], то швидюсть та час скочування вщчетв е також випадковими величинами. На рис. 1 наведено результати скочування вщчетв середньо'1 вагово1 категорп з основ-ним питомим опором wo = 0,41 Н/кН та 3,5 Н/кН при заданш швидкосп виходу з першо1 гальм1вно'1 позицп (ВТП) М ^§тп] = 5 м/с 1 11 середньому квадратичному вщхилент о^ЩП] = 0,05 м/с.
Як видно з рис. 1 р1зниця основного питомого опору викликае змшу швидкосп та часу проходження контрольних точок на маршрута скочування. В той же час на вщчеп дшть 1 шш1 випадков1 сили опору, що ускладнюе визначення основного питомого опору.
У зв'язку з тим, що на дшянщ вщ вершини прки до ВТП вщчеп частково проходить у складд состава з1 швидюстю розпуску, а частково у вшьному скочувант,
а положення точки вщриву суттево залежить в1д до-вжини та маси вщчешв виконати анал1з зв'язку характеристик вщчепа 1 часу скочування на цш дшянщ практично неможливо.
Для дослвдження характеру розподшу випадково'1 величини швидкосп входу вщчепш на ВТП v§ТП ви-конано сер1ю 1м1тацшних експерименпв. Пстограму розподшу випадково'1 величини v§ТП вщчепа середньо'1 вагово'1 категорп наведено на рис. 2. Встановлено, що ця випадкова величина розподшена за нормальним законом 1 мае наступи показники: М^|хТП] = 6,251652; D [vf£ТП] = 0,004035; о[^|ххП] = 0,06352; Х2 = 6,28 при табличному Х2 = 9,50.
Ь
4 -3,5 -3
2,5 -2
1,5 -1
0,5 0
5,88 5,93 5,99 6,05 6,10 6,16 6,21 6,26 V, м/с
Рисунок 2. Пстограма розподшу випадковоТ величини швидкосп входу на ВТП вiдчепа середньоТ ваговоТ категорiТ
Параметри випадково1 величини швидкосп входу на першу гальм1вну позищю для р1зних вагових категорш наведено у табл. 2.
Таблиця 2
Параметри випадковоТ величини швидкосп входу на ВТП для вщчешв рiзних вагових категорiй
Вагова категор1я м Кп] аКп]
Л 5,9467573 0,070255
ЛС 6,118147 0,06519
С 6,251652 0,064943
СТ 6,348015 0,050673
Т 6,350289 0,045025
Рисунок 1. Результати скочування вщчетв середньоТ ваговоТ категорп при граничних значеннях основного питомого опору руху з гальмуванням на ВТП
Таким чином, середне квад-ратичне вщхилення швидкос-п входу вщчетв на ВТП мае близьке значення до похибки пристро1в по визначенню ще1 швидкосп 1, у зв'язку з цим, суттево уточнити значення основного питомого опору вщчетв на дшянщ до ВТП не-можливо.
Швидюсть входу вщчепа на другу гальмiвну позицш (СТП) ^хТП залежить вщ його ходових характеристик та вщ швидкостi виходу з ВТП. При вшьному ско-чувант вiдчепiв основний питомий опiр може викликати суттевi змiни vСхТП (рис. 3). Але, по-перше, вiльне скочу-
вання до СТП можливо лише для вщчетв легко! вагово! категорп так, як вщчепи iнших вагових категорш з хорошими ходовими властивостями перевищують допустимi значення швидкост входу для уповiльнювачiв, що вико-ристовуються на Украiнi; по-друге обмежуеться викорис-тання повiльного режиму скочування вщчетв [6], який у бшьшосп випадюв забезпечуе максимальнi iнтервали на роздшових елементах.
Для вивчення характеру розподшу випадково! вели-чини ^хТП в умовах гальмування на ВТП (рис. 1) ви-конано серш експериментiв з вiдчепами рiзних вагових категорш В результата статистично! обробки результапв експериментiв встановлено, що випадкова величина vgТП також розподiлена за нормальним законом. Параметри ще! випадково! величини для вiдчепiв рiзних вагових категорш при швидкост виходу з першо! гальмiвноi позицп 5 м/с наведено у табл. 3. Аналiз отриманих результапв показуе, що середне квадратичне вщхилення випадково! величини ^хТП знаходиться у межах 0,045-0,073 м/с, тобто визначити основний питомий отр вiдчепiв за швид-юстю входу на СТП також неможливо.
Таблиця 3
Параметри випадковоТ величини швидкосп входу на СТП вщчетв р1зних вагових категорш
Для встановлення залежностi тривалостi скочування вщчепа мiж виходом його з ВТП та входом на СТП вщ основного питомого опору при заданш швидкосп виходу з першо! гальмiвноi позицii виконано серiю iмiтацiйних експерименпв. Встановлено, що залежнiсть мiж основным питомим опором та трива-лiстю скочування е лiнiйною, а рiзниця основного питомого опору може викликати змшу часу проходження дшянки до 0,2 с. Враховуючи те, що швидюсть виходу вщчепа з ВТП визначаеться з похибкою, ви-конано дослщи по скочуванню вщчетв з коливанням швидкос-тi ± 0,05 м/с. На рис. 4 наведено залежност мiж тривалiстю скочування вiдчепiв мiж пер-шою та другою гальмiвною по-зицiею та основним питомим опором. Як видно з графЫв похибка у визначенш швид-кост виходу вiдчепа з ВТП в межах точносп швидкостемь ра приводить до змти трива-лостi скочування в межах 0,2 с, що аналопчно впливу основного питомого опору. Тому можна зробити висновок, що пщви-щити достовiрнiсть шформацп про вiдчеп на цiй дшянщ не-можливо.
6,80 6,85 6,90 6,95 7 Д^ с
Рисунок 4. Графки залежносп тривалосп скочування вщчетв на дшянщ м1ж ВТП та СТП при р1зних швидкостях виходу з ВТП
4. Уточнення характеристик вщчетв на пiдставi вимiрювання 1х маси
1ншим методом уточнення ходових характеристик вщчетв е зважування. Для дослщження впливу точносп визначення маси вщчетв на тривалкть скочування проведено серiю експерименпв по скочуванню вiдчепiв в умовах, коли в межах вагово! категорп маса i основний питомий отр вагошв е випадковими величинами (маса вщчепа визначаеться за допомогою вагомiра) та коли маса вщома, а основний питомий отр е випадковою величиною (маса визначаеться за допомогою вагонних вапв). По результатам експерименпв побудовано графжи, якi наведено на рис. 5. Як показав аналiз результапв скочування, знання маси вiдчепа дозволяе суттево скоротити середне квадратичне вщхилення часу скочування для
Вагова категор1я М[у] о[У]
Л 5,071362 0,072675
ЛС 5,156338 0,071105
С 5,238102 0,068231
СТ 5,276174 0,058373
Т 5,295889 0,053937
О 50 100 150 200 250 300
Рисунок 3. Результати скочування вщчетв середньоТ вагонов! категорп при граничних значеннях основного питомого опору руху без гальмування на ВТП
ваготв легко1 та легко-середньо1 вагово1 категорп, 1 практично не впливае на величину середнього квадратичного вщхилення часу скочування вагошв бшьш важких ваго-вих категорш.
а(Ь), с
-Точна маса невщома
- 22 т
- 25 т • 28 т
0 50 100 150 200 250 300 350
а
с
-Точна маса невщома
0,6 0,4 0,2 0
ншальною масою та максимальним основним питомим опором) та найкращими (максимальною вагою та мш-мальним основним питомим опором). В наслщок цього е дв1 граничт ОДР: для кращого Ок та для пршого Ог вщчетв в грут. В межах стльно'1 обласп ОДР ОС = Ок п Ог можна реал1зувати докочування будь-якого вщчепа 1з дано1 групи до розрахунково1 точки з нормативною швид-юстю без в1кон. При цьому чим бшьше можуть вщр1з-нятись характеристики вщчетв у груш, тим меншою е ОДР Ос.
На рис. 6 зображено област допустимих режим1в гальмування у випадку, коли визначення маси викону-еться вагом1ром (маса Ов 1 основний отр руху wo е ви-падковими) та коли заметь вагом1ра використовуються електронш тензометричш ваги (у грут невизначеним залишаеться лише основний отр руху вагону w0).
Пор1внявши результати, можна висновок зробити, що у першому випадку розм1ри спшьно'1 ОДР значно менш1 При вщомш мас1 1 невщомому основному пито-мому опор1 область ОС може бути суттево збшьшена. 1м1тацшне моделювання процесу розпуску состав1в по-"1зд1в показало, що в цьому випадку з'являеться мож-лив1сть бшьш точно обрати режим гальмування, що дозволяе збшьшити штервали м1ж вщчепами приблизно на At = 1,3 с.
0 50 100 150 200 250 300 350
Рисунок 5. Залежнють середнього квадратичного вщхилення тривалосл скочування вщ маси вiдчепа: а) категори Л; б) категори Т
5. Вплив невизначеносп параметрiв вiдчепiв на умови прищльного регулювання швидкостi скочування вщчетв
1нтервальне та прицшьне гальмування вщчетв на сортувальних прках т1сно пов'язат м1ж собою. Через об-меження потужносп парково'1 гальм1вно'1 позици (ПТП) частину роботи по прицшьному гальмуванню повинш приймати на себе гальм1вт позици спускно'1 частини прки, що може приводити до попршення умов штер-вального регулювання швидкост вщчетв. Вщповщно до [6] для кожного вщчепа гснуе область допустимих ре-жим1в гальмування (ОДР) О, конфиуращя 1 площа яко'1 визначаються його параметрами 1 умовами скочування. На трьохпозицшних прках режим гальмування вщчепа можна представити вектором Ь = (Ь', Ь", Ь"') погашае-мих енергетичних висот, на ВТП, СТП та ПТП. З трьох вказаних компонент вектора Ь тшьки дв1 е незалежними, оскшьки третя може бути визначена з умови забезпе-чення задано'1 швидкосп вщчепа в точщ прицшювання. У цьому зв'язку ОДР О може бути представлена опу-клим багатокутником на площит Ь'0Ь", а довшьний режим Ь е О — вектором Ь = {Ь', Ь"}. Так як реальш характеристики вщчетв перед скочуванням невщом1, то для визначення режим1в гальмування доцшьно видшити групи вщчетв вщповщно до 1х маси та основного пито-мого опору руху. При цьому в кожнш грут можуть бути вщчепи з найпршими ходовими характеристиками (з м1-
ч \ ч ч ч ч ч ч ч
ч ч 4 ч ч ч ч ч ч
ч V ч ч ч ч ч V / У)
Ч N ч ч ч ч ч ч
N \ Ч Ч Ч \ £ / с < ч * ч ч ч ч ч ч
<45 ч/ V. ■У Ч V ч ч ч ч ч ч ч
ч > ч ч ч ч ч ч ч ч
ч© Ч ' ч ч ч ч ч ч ч
б) ч ч ч ч
(V)
Рисунок 6. ОДР вiдчепа ваговоТ категори С при рiзних способах визначення маси:
1 — множина режимт гальмування, що забезпечуе ртш ¡нтервали на роздшових елементах з попередшм та наступним вщчепами;
2 — межа ОДР вщчепа з найбтьшою масою та найменшим опором руху у ваговш категори С; 3 — межа ОДР вщчепа з вщомою масою Qв та найменшим опором руху у ваговш категори С; 4 — межа ОДР вщчепа з найменшою масою та найбтьшим опором руху у ваговш категори С; 5 — межа ОДР вщчепа з вщомою масою Qв та найбтьшим опором руху у ваговш категори С; 6 — ОДР в умовах невизначеносл ¡нформаци про масу та ошр руху вщчепа; 7 — ОДР в умовах невизначеносл ¡нформаци лише про ошр руху вщчепа; 8 — оптимальний режим гальмування в умовах невизначеносл ¡нформаци про масу та ошр руху вщчепа; 9 — оптимальний режим гальмування в умовах невизначеносл ¡нформаци лише про ошр
руху вщчепа
Висновки
При використанш иерацшного методу оптимiзацii уточнити характеристики вiдчепiв за рахунок вимiрюван-ня швидкостi руху неможливо. Додатковою проблемою уточнення характеристик вщчетв на пiдставi вимiрюван-ня швидкосп е те, що отримана шформащя буде стосу-ватись лише вiчепiв, якi знаходяться у сташ скочування. Враховуючи, що метою ггерацшного методу оптимiзацii е забезпечення оптимальних iнтервалiв мiж вiдчепами по составу в цшому, наявнiсть достовiрноi шформацп лише про цi вiдчепи i вiдсутнiсть iнформацii про вiдчепи, що
знаходяться у сташ насуву не дасть можливост суттево покращити ефектившсть регулювання швидкостi вщче-niB. В той же час використання вагонних вапв дозволяе збiльшити iнтервали мiж вiдчепами на роздiлових еле-ментах на 1,3 с i суттево покращити яюсть гальмування на сортувальних прках. Таким чином, при розробщ алгоритмiв управлiння роботою гальмiвних позицiй на основi iтерацiйного методу оптимiзацiï пiдвищення до-стовiрностi шформацп про ходовi властивостi вiдчепiв може бути досягнуто лише за рахунок '¿х зважування на вагонних вагах.
Лггература
1. Дослщження впливу параметр1в вщчетв та умов скочування на величину ¡нтервал1в на роздшових стршках / Д. М. Коза-ченко, М. I. Березовий, Р. Г. Коробйова // Вюник Дншр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. ¡м. акад. В. Лазаряна, — 2006. вип. 12. — с. 78-82.
2. Бобровський В. И. Теоретичш основи удосконалення конструкцй та технологи роботи зал1зничних станцш: Дис. докт. техн. наук: 05.22.20. — Днепропетровск, 2002. — 534 с.
3. Бобровский В. И. Дифференциальные уравнения движения отцепа и методы их решения // Информационно-управляющие системы на ж/д транспорте. — 1996, № 6 — с. 34-39.
4. Моделювання роботи сортувально! прки в умовах невизначеност параметр1в в1дчешв та характеристик навколишнього сере-довища / Д. М. Козаченко, М. I. Березовий, О. I. Таранець // Вюник Дншр. нац. ун-ту зал1зн. Трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. — 2007. вип. 16. — с. 73-76.
5. Пособие по применению Правил и норм проектирования сортировочных устройств // Ю. А. Муха, Л. Б. Тишков, В. П. Шей-кин и др. — М.: Транспорт, 1994. — 220 с.
6. Бобровский В. И., Козаченко Д. Н., Рогов Н. В. Анализ эффективности режимов торможения отцепов на сортировочных горках // Вюник ДПТу. Вип. 11. — Д.: Д11Т, 2006. — с. 103-111.
Дослиджено розвиток зо-внiшньоекономiчних зв'язтв Украгни вгд початку гг ^ну-вання як незалежног держави до сьогодення. Проаналiзовано потенцшт можливостi залiз-ниць нашог крагни у транспортному забезпечент мiж-народног торгiвлi, а також розроблено ряд пропозицш щодо бшьш ефективного використання вигiдного терито-рiального розмщення Украгни для залучення транзитних торгових вантажопото^в та, як наслгдок, пгдвищення розмiрiв бюджетних надход-жень вгд зовнiшньоекономiч-ног дiяльностi
УДК 656.022.8.003.13
ПРОБЛЕМИ I ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ТРАНЗИТНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ ТА П1ДВИЩЕННЯ ЯКОСТ1 ТРАНСПОРТНИХ ПОСЛУГ НА ЗАЛ1ЗНИЦЯХ УКРА1НИ
Ф. Г. Ткачов
кандидат економiчних наук доцент кафедри «Управлшня експлуатацшною роботою» УкрДАЗТ
I. В. Соломаха
студентка факультету УПП УкрДАЗТ
На даному етат становлення свiтовоï економжи ви-значальним вектором розвитку е значне посилення ш-теграцшних процеав, що, в свою чергу, призводить до поглиблення мiжнародного подшу пращ та стрiмкого по-
ширення мiжнародноï економiчноï кооперацп. Транспорт на фош цього стае головним системоутворюючим елемен-том, що визначае рiвень розвитку економiчного потенща-лу будь-яко'1 iндустрiально розвинутоï краши. На порозi
