Апробація методу контролю параметрів руху електропоїзда метрополітену Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

збшьшення коефщента ежекци приводить спочатку до збшьшення А, а при деякому подальшому збiльшеннi - до зменшення величини А.

4. Отримана розрахункова залежшсть, яка у неявнш формi вщдображае вплив геометричних розмiрiв эжектируючого пристрою на приземну концентращю шкiдливих речовин См, тому ця розрахункова залежшсть може бути використана як теоретична основа для розробки методики розрахунку эжектируючого пристрою.

Список лтератури

1. Р1вняння характеристики е эжектируючого пристрою для розаювання газ1в /Ю.В.Черняк, А.М.Гущш, О.А.Бондар//Сх.- евр. журнал передових технологий, № 2/2(22), 2007

2. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий /Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987, 93 с.

3. Визначення параметрiв газоповггряного потоку при розсшванш вщпрацьованих газiв тепловозiв/ Ю.В.Черняк, М.В.Паламарчук, А.М.Гущiн, О.А.Бондар, Н.В.Володарець // Зб. наук. праць.-Донецьк: Дотзт, 2007- Вип.. №9, с.125...135.

УДК 625.42

Бабаев М. М., д.т.н. професор (УкрДАЗТ) Сроклин I. М., асистент (УкрДАЗТ)

АПРОБАЦ1Я МЕТОДУ КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТР1В РУХУ ЕЛЕКТРОПО1ЗДА МЕТРОПОЛ1ТЕНУ

Вступ. Важливою складовою процесу обслуговування електрорухомого складу (ЕРС) метрополiтену е врахування його фактичного техшчного стану при формуванш рiшень щодо обсягу та перюдичносл вiдновлювальних робiт. Використання бортових систем дiагностування е ефективним при контролi параметрiв локомотивiв магiстральних залiзниць. У випадку моторвагонних секцiй метрополгтену кiлькiсть необхщно! апаратури контролю зростае в декшька разiв, оскiльки

вс колют пари в вагот е моторними. До того ж габарити шш та технолопчш отвори рухомого складу, що експлуатуеться, при проектуванш не передбачали розширення, що суттево ускладнюе встановлення додаткового обладнання.

Розкид параметрiв закону розподшу наробiтку на вiдмову вагонiв метрополггену може контролюватися за допомогою контролю умов експлуатацп вагонiв. Серед факторiв, що суттево впливають на техшчний стан ЕРС, видiляють [1] фактичний пробщ iнтенсивнiсть використання, клiматичнi умови, швидюсть руху, завантаженiсть та ш. В лiтературi [2] запропоновано для контролю фактичного пробку та побудови криво! руху ЕРС використовувати шформацш вщ системи щентифшаци вагонiв та шформацш про час змiни стану рейкових кш лши.

Мета. Перевiрка можливостi використання аналiтичного методу контролю криво! руху електропо!здiв метрополiтену без використання бортових вимiрювальних та запам'ятовувальних пристро!в.

Постановка проблеми. Контроль криво! швидкост руху з метою прогнозування техшчного стану ЕРС потребуе або встановлення бортових засобiв накопичення шформаци про параметри руху, або використання анаитичних методiв дистанцiйного контролю параметрiв руху. Ведення повагонного облiку контрольованих параметрiв вимагае встановлення бортових засобiв накопичення iнформацi! на кожному вагош. Як було доведено вище, такий тдхщ вимагае значних затрат i в умовах метрополiтену не бажаний для використання. Анаштичш методи контролю криво! швидкост руху вагонiв потребують перевiрки достовiрностi та удосконалення.

Анал1з до^джень i публжацш. Контроль швидкост руху вагона приводить до необхщност накопичення даних вщповщност ординати електропо!зда та часу, в який зафжсована ордината. Зi збiльшенням кiлькостi точок контролю збшьшуеться точнiсть розрахункiв.

Задача контролю ординати коли, на якш знаходиться електропо!зд, покладаеться на систему автоблокування (АБ) та систему диспетчерсько! центрашзаци. Основним датчиком в системi АБ е рейкове коло (РК). На сучасному еташ розвитку метрополiтенiв кра!н СНД, як правило, впроваджуються та експлуатують АБ з тональними РК (ТРК) [3], до того ж, як правило, з центрашзованим розмщенням апаратури. Одшею з задач системи АБ е попередження зближення електропо!здiв, що слщують попутно. менше, шж на вiдстань гальмiвного шляху (не менше, нiж на вiдстань одного ТРК). Недолжом системи е вщсутшсть можливостi iдентифiкацi! рухомо! одиницi.

Задача щентифшаци електропо!зда, що рухаеться, може бути виконана за допомогою спещалiзованоl апаратури. Найпростiша система щентифшаци рухомого складу передбачае можливють розпiзнання номера або коду вагона, часу та мюця його фшсаци. В умовах метрополiтену (при вiдомих вiдстанях та обмеженiй кiлькостi маршру^в руху) встановлення системи щентифшаци дае можливють з достатньо високою точшстю аналiтично розраховувати шлях, пройдений кожною одиницею рухомого складу, та фжсувати криву швидкостi руху вагона по перегонах [2].

Основна частина. Маючи масив даних вщповщностей ординат електропо1зда хп та часу 1х фшсаци tn, отриманих за аналггичними методами [2], для маршруту можемо в загальному виглядi розрахувати швидюсть руху вагона на кожнiй д^нщ мiж точками фжсаци та час, якому вщповщала розрахована швидкiсть.

иР _ \Хп Х п—1 |

г — г ,

п п—1

_ (1) гР _1 1 '

г — г

1-Р _ 1п 1 п—1

2

де и - швидкiсть руху електропо!зда i по дшянщ P мiж точками фшсаци з ординатами х п та х п—1;

- час, що вщповщае розрахованому значенню ир. Аналiз змiни швидкостi руху на сусщшх дiлянках дае шформащю про прискорення руху електропо!зда. Використовуючи результати розрахункiв за виразом (1), можемо записати

аР _

и

ч

и

Р—1

Iхп хп—Ц / — г

V п п—1 у

Iхп—1 хп—2 I V tn—1 — tn—2 У

гР Ч+1

Ч Ч+1

(2)

де а[ - прискорення руху електропо!зда i на дшянщ Р. Множинi значень ординат X _ . ,х2, ... , хп } вщповщае множина значень моментiв часу Т _ {г1 2, ... , гп}, тобто маемо задане вщображення Б: X ^ Т , при чому вiдображення е ш'ективним. Тодi може бути використана штерполяцшна формула, що спiвставляе з

вщображенням Б, яке являе собою деяку функщю х (1), функщю вiдомого класу Х(() = Х((; а о, аь а 2,.., а п), що залежить вiд п + 1 пaрaметрiв а:, обраних так, щоб значення Х(() ствпадали зi значеннями х(() для дано! множини п +1 значень аргументу (к. Вщповщно Х((к) = х ((к) = хк.

В робот запропоновано використати iнтерполяцiйну формулу Лагранжа у виглядг

х (() = ((- ч ^- * 2 )..(*- tn) ((0 - 0 - *2 )...((0 - )

Хр. +

, (( - t0 ^ - *2 )...(( - *п ) . Х + (3)

((1 - *0 ^ - *2 )...(*1 - *п ) 1 "'

, (( - *0 ^ - *1 И* - *п-1 ) , Х ((п - *0 )п - )..( - *п-1 ) П'

де X() - функщя зaлежностi перемiщення ординати електропо!зда вщ часу.

Перша похiднa, взята вщ X(*), дае можливють побудувати криву швидкостi руху, друга - прискорення.

Проте споЫб побудови штерполящйних кривих вимагае отримання точних даних про ординату знаходження електропо!зда та час його фжсаци. В рaзi отримання даних з похибкою, що не дозволяе побудувати адекватну криву, найбшьш ращональним е використання методiв найменших квaдрaтiв або шших методiв обробки статистичних даних.

Для доведення можливост використання даного методу був проведений експеримент. Суть експерименту зводилася до виявлення можливост отримання адекватних даних про рух електропо!зда по перегону за допомогою описаного методу.

Для отримання опорно! криво! руху електропо!зда використаш показання бортового швидкостемiрa. Вибраний типовий перегш мiж станщями метро „Метробудiвникiв" та „Площа Повстання" третьо! лши Харювського метрополiтену. Дaнi знiмaлися за допомогою вщеокамери (рисунок 1), що дало змогу нанести криву з штервалом в три секунди та провести бiкубiчну штерполящю.

д<ЙД ^---* \\ т «Г оч ' ► Т*1 Г" ■ •

* \

Рисунок 1 - Кадри з плiвки фшсаци показань бортового швидкостемiрa

Даш про спрацювання ТРК перегону шд електропо!здом отримaнi за допомогою системи диспетчерсько! центрaлiзaцi! (рисунок 2).

Максимальна приведена похибка показань бортового швидкостемiрa 2.5% [4]. Максимальна приведена похибка (за часом) диспетчерсько! центрaлiзaцi! та системи передaчi даних до сервера единого диспетчерського центру А =3с. Врахована затримка на спрацьовування приймача ТРК та залежшсть довжини зони додаткового шунтування вщ частоти несучо! гaрмонiки генератора ТРК [3].

На систему координат з кривою руху, побудованою на основi показань швидкостемiрa, нaнесенi точки, що вiдповiдaють середньому значенню швидкостi руху електропо!зда за вiдповiдний промiжок часу.

Для мiнiмiзaцi! похибки, обумовлено! рiзницею зон додаткового шунтування та рiзницею часу спрацьовування та знеструмлювання колшного датчика, використaнi нaступнi спiввiдношення.

Для розрахунку середньо! швидкостi на дшянщ перегону при зaняттi електропо!здом сусщшх РК

хРк +

{к •1 ВАГ

- I Х РК„+1 +

{к •1 ВАГ Г

V = -сер

2 ) ^ -«+1 2

(4)

де Vсер - середня швидюсть руху електропо1зда; - час корекцп.

1 ДВИИШМЕ 3 1ИНИЯ в ©

| Файл УН + ' '..•Гщии ппд ВьОДф г рлф|»

С номеря рельсовых цепей )

| 1 Г -1 > <>•■N«1 - А 114,« И

| 1 ОТАНЦИОЧНЫЙ П1 * тупик Я <И(Г.СТЫК> (ли.! - типик X (прнанл) гт.г м 367,в н 1ЮЛ#ИН11 н ООПИДЯ |

■ С Г п41Ц Н^чаи кт ПЗ - П7 ?.4Л,0 -

81 ПД П9

■»' Н: I? »7 63 ^ Ч

•19 15 ~Т™ 59 7Г~~"\5Э 51 *3 ' Л" 71 7ЭИ Г1Л

в * Р1аз зг 4-,

______зд 5 В Э 71 7Э 7$ П> 73 £1 ЗГ 1«

з

е/ 6 [б]

I /

► ю ю ►

ИТ 7 4К 72 гэ

в; к и-, Ь 6

—60 * 50 1 51 : 60 и 12 < II

■ " « •• > ; -

[а. гяит | па~ ТТ5

гвэ.о „

от», а - ТУПНН 3 ПРИ вид 1 м <.оЧН„„

■I |1 1 ^ Го^п>Т|

Рисунок 2 - Зняття даних про динамжу роботи ТРК перегону У вщповщтсть розрахованш швидкост ставиться час

{РК„ "ИРК+ ')

1 сер = 1 РК„ ^ + '

2

(5)

де 1сер - час, що вщповщае руху електропо1зда з1 швидюстю V

сер

Для розрахунку середньо! швидкост на дшянщ перегону при звшьненш електропо!здом сусiднiх РК на основi (4) та (5) можемо записати

' (к • 1ваг л ( у, , (к • Iваг )л

X ртг . -I

X рк + 1

РКп+1

у=-( ж-')-( - л-• (6)

^п+1

де t, - час корекци.

У вiдповiднiсть розрахованiй швидкостi ставиться час

t t ж , (tРКп ')-(tРКп+1 ') (7)

tсер ~ tРКп 1 + ^ ' (7)

де tсер - час, що вщповщае руху електропо!зда зi швидкiстю Усер.

Час корекци t' i t" для виразiв (6, 7) вибирався з урахуванням довжини РК, частоти несучо! гармошки. Визначальним часом можливо! похибки е час опитування приладiв апаратурою диспетчерсько! централiзащ!.

Час реакци повторювача колiйного реле ТРК на заняття електропо!здом визначаеться характеристиками приймально! апаратури РК i складае близько 1 - 2 с, а на вихщ з зони ди РК - близько 3 с [3]. Похибка диспетчерсько! централiзацil А =3 с, отже, t' = 3...6 с , а t' = 1... 4 с.

За даними бортового швидкостемiра побудована експериментальна крива руху електропо!зда. Результати аналiтичного розрахунку перемщення електропо!зда та ординати його знаходження дозволили нанести на координатну площину точки. Аналiз величини розсшвання точок навколо експериментально! криво! дае можливють оцiнити методологiчну похибку розрахунюв.

Середня швидкiсть руху електропо!зда по перегону склала 38,556 км/год, середне очжування похибки дорiвнюе 4.03 км/год, тодi середня похибка складе 10,45%. Експериментальна крива та точки, що нанесет на основi отриманих розрахунюв (рисунок 3), наочно демонструють адекватнiсть запропонованого методу контролю криво! руху електропо!зда метрополiтену.

Рисунок 3 - Фактична та теоретична Kpmi руху по перегону

Висновки. Отримаш результати засвщчують дiевiсть методу побудови криво! руху електропо!зда метрополитену за допомогою даних про роботу РК i можливють використання виразу (1) для розрахунку фактичного пробшу вагона. Проведенi удосконалення методу (4-7) стосуються зменшення впливу похибки в розрахунках ординат електропо!зда, що обумовленi точнiстю розрахунку додатково! зони шунтування ТРК. Перевiрка адекватност методу показала задовiльнi результати, проте виявлена необхщшсть подальшого удосконалення даного методу.

Список лтератури

1. Четвергов В.А., Пузанков А.Д. Надёжность локомотивов: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Маршрут, 2003. - 415с.

2. Бабаев М.М., Ороклин 1.М. Контроль фактичного пробку та параметрiв руху електропо!здiв метрополiтену // Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспортi. - 2007.- № 5,6.- С. 33-37

3. Дмитриев В. С., Минин В. А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. - М.: Транспорт, 1992. - 182 с.

4. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81714.5. - М.: Транспорт, 1995. - 444с.