CC BY
9
Применение САК позволяет исключить изменения акустического контакта, вследствие угловых перемещений ПЭП на поверхности ОК. САК не обладает недостатками съемных призм и предназначен для диагностирования ультразвуковым импульсным эхо-методом элементов подвижного состава железных дорог цилиндрической формы диаметром 50 - 150 мм.
Список литературы
1. Харламов П.О. Способи визначення показниюв надшносп нових маневрових тепловозiв // Перспективы розвитку рухомого складу залiзниць: Зб. наук. праць. -Харюв: УкрДАЗТ, 2006. - Вип.. 76. - С. 104-113.
2. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. Изд. 2-е испр. и доп. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2003. - 656с.
3. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. / М.: Машиностроение, 1981. - 240с.
УДК 629.431/.432:629.058
Бабаев М.М., к.тн., доцент (УкрДАЗТ) Сроклин 1.М., асистент (УкрДАЗТ)
МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ШТЕНСИВШСТЬ В1ДМОВ РУХОМОГО СКЛАДУ
Вступ. Використання апарату нечггких множин для описання складних процес1в дае змогу спростити математичш вирази, проте не завжди вдаеться адекватно вщтворити складш зв'язки м1ж змшними. Сучасш програмш засоби надають широк можливост для перев1рки та пор1вняння результата моделювання з фактичними параметрами об'екта дослщжень та результатами, отриманими 1з застосуванням шшого математичного апарату.
Метою е перев1рка можливост використання модел1 впливу експлуатацшних характеристик на штенсивнють вщмов рухомого складу
(РС) для практичних розрахунюв на прикладi ïï використання для прогнозу юлькоси непланових ремонтiв вагошв Харювського метрополiтену.
Постановка проблемы. Удосконалення методiв та засобiв контролю експлуатацшних характеристик рухомого складу вщкривае новi можливостi щодо пiдвищення ефективностi використання рухомого складу.
По-перше, конкретизований та уточнений контроль експлуатацшних характеристик дозволяе отримати iнформацiю для розробки методiв регулювання мiжремонтних iнтервалiв, що в свою чергу дае можливють добиватися ïx оптимальностi.
По-друге, сучаснi методи контролю експлуатацiйниx характеристик дають можливють аргументувати заходи, що направлен на шдвищення рiвномiрностi розподiлу навантаження по вагонах парку, залишаючи незмiнними мiжремонтнi перiоди.
Вказане пiдкреслюе необxiднiсть розвитку напрямку дослщжень впливу експлуатацiйниx характеристик на техшчний стан рухомого складу.
Анал1з до^джень i публЫацш. Наразi наявнi фрагментарнi дослiдження у напрямку врахування впливу змши експлуатацiйниx характеристик на техшчний стан вузлiв рухомого складу [1]. 1нтерес викликае використання математичного апарату неч^ких множин з метою врахування впливу експлуатацшних характеристик на штенсивнють вщмов вагонiв.
Лггература [2] мiстить опис розробки модел^ що враховуе вплив основних експлуатацшних характеристик на статистику вщмов РС. Модель е прикладом спрощеного опису впливу експлуатацшних характеристик на техшчний стан рухомого складу. В данш статл представлено перевiрку похибки та можливост використання запропонованоï моделi.
Основна частина. Математичне моделювання та перевiрку на адекватнiсть моделi виконано на прикладi використання розроблених рiшень в локаизованш системi метрополiтену за допомогою програмного пакета моделювання MATLAB, що мютить спецiалiзований редактор для роботи з математичними моделями, побудованими на базi теори нечiткиx множин (редактор FIS).
При реаизаци моделi в редакторi FIS визначено чотири вхщш та одну виxiдну змiнну, що вщображають середне значення вiдiбраниx експлуатацшних характеристик вагошв метрополггену. До вхщних змiнниx належать «М» (рiвень завантаженост^, «V» (середня теxнiчна швидкiсть),
«В» (середня бальнють коли), <^» (проби вагона). Вхщш змшш задаш вщповщно до модел1 [2]. Вихщну змшну «Р» (кшьюсть непланових ремонлв, що припадае на опорний перюд виконання операцш з техшчного обслуговування вагошв) сформовано вщповщно до фактично! кшькосл виконаних непланових ремонлв вагошв, що документуються у звггах вагоноремонтних депо.
Вщповщно до визначених метод1в агрегування пщумов, акумуляцп висновюв та методу дефазифшаци вибираються пункти опису модел1 (рисунок 1).
Рисунок 1 - Вшно визначення параметр1в модел1
Правила формування нечеткого висновку записуються вщповщно до умов, сформульованих у [2]. У результат! компшяци модел1 вщображено робоче вшно для визначення вхщних та зчитування вихщно! змшно! (рисунок 2).
Рисунок 2 - Вшно роботи зi змiнними моделi: 1 - функци належностi вхiдних змшних;
2 - вiкно введення значень змшних;
3 - правила функцюнування моделц
4 - формування значення вихщно! величини
Такий формат роботи з розробленою моделлю дае можливють перевiрити 11 на адекватнiсть, розрахувати похибку, задавши значення основних експлуатацшних характеристик РС за певний перюд, та порiвнявши розрахунковi данi статистики вщмов вагонiв з фактичним значенням величини.
Для перевiрки вибрано перюд з 2004 по 2007 рж експлуатаци по1здв в Державного шдприемства «Харювський метрополгген». Вхiднi данi визначеш вiдповiдно до рiчних середнiх значень експлуатацшних характеристик вагошв, результати розрахунюв порiвнюються з
фактичними показниками статистики вщмов РС за той же перюд. Вхщш дат задано за допомогою вшна роботи з моделлю (див. рисунок 2).
Слщ зауважити, що юнуюч1 методи врахування умов експлуатацп для щентифшацп фактичного техшчного стану нав1ть при отриманш найбшьш точних результата дослщжень та розрахунюв не враховують змши експлуатацшних характеристик. Виходячи з цього, найбшьш точним розрахунковим значенням штенсивност вщмов РС при прийнятш систем! ремонту е середне значення показника за дослщжуваний перюд. Тобто середне значення коефщента вщмов РС метрополгтену за перюд з 2004 по 2007 рж е найбшьш точним результатом, що може бути отриманий у результат! використання юнуючих метод1в врахування умов експлуатацп.
Пор1вняння середнього значення статистики вщмови РС за розглянутий перюд з фактичним для кожного з перюд1в окремо дае змогу отримати значення похибки юнуючих метод1в врахування умов експлуатацп при визначенш штенсивност вщмов вагошв метрополгтену. В результат! сформовано пор1вняння р1зних способ1в отримання шформацп про штенсивнють вщмов РС.
Сшвставлення результата розрахунку очжувано! р1чно! кшькост1 вщмов РС з дшсним значенням кшькост непланових ремонта за перюд з 2004 по 2007 рш показуе, що при максимальному значенш похибки 15 % середне значення похибки шших розрахункових перюд1в склало 4,04 %.
Значення середнього квадратичного вщхилення розрахунюв коефщ1ента вщмов Р у пор1внянш з розрахунком т1е! ж величини з використанням метод1в шших автор1в майже на 2,1 менше. Це вказуе на достатню точнють модел1 { можливють 11 використання для практичних розрахунюв.
Для розрахунку середнього квадратичного вщхилення р1зних метод1в визначення статистики вщмови вагошв використано вираз
де Ж - середне квадратичне вщхилення;
Рмет- розрахункове значення коефщента вщмов, отримане за допомогою використання певного методу;
Рф - фактичне значення коефщента вщмов РС;
т] - порядковий номер перюду спостережень;
Ттах - порядковий номер останнього перюду спостереження.
(1)
Вираз (1) дае можливють отримати чисельну характеристику похибки рiзних методiв визначення очшувано! статистики вiдмов для порiвняння отриманих у роботi результатiв з юнуючими методами. Оскiльки вибраний перюд спостережень мае суттевi коливання показника, що розраховуеться, отриманi данi наочно показують необхiднiсть врахування коливання експлуатацшних характеристик при визначеннi технiчного стану РС.
З використанням виразу (1) розраховуеться значення середнього квадратичного вщхилення для трьох випадюв. SSроз - вщхилення,
розраховане для випадку використання даних, отриманих за допомогою розроблено! моделi, при цьому значення Рмет позначимо як Рроз. SSгсн -
вiдхилення, розраховане для випадку використання юнуючих пiдходiв до визначення величини впливу експлуатацшних характеристик на штенсивнють вщмов РС, при цьому значення Рмет позначимо як Р1сн. SSдок - вщхилення розраховане для випадку використання паспортних даних з очшувано! штенсивност вщмов вагона, значення Рмет позначимо як Рдок . Результати розрахункiв зведено в таблицю (таблиця 1).
Таблиця 1- Результати розрахунюв похибки при визначенш
статистики вщмов
Перюд спостережень, рк Середне значення величини
2004 2005 2006 2007
Фактичне значення коефщента вщмов Рф 0,520902 0,400134 0,552684 0,679866 0,53838
Розрахункове значення коефщента вщмов Рроз 0,4866 0,4074 0,6378 0,6546
Розрахункове значення коефщента вщмов (юнуюч1 методи) Р^сн 0,53838 0,53838 0,53838 0,53838
Розрахункове значення коефщента вщмов (паспортш даш) Рдок 0,25 0,25 0,25 0,25
Середне квадратичне вщхилення розрахунюв 0,034302 0,007266 0,085116 0,025266 0,037988
Середне квадратичне вщхилення розрахунюв SSг■сн 0,017478 0,138246 0,014304 0,141486 0,077879
Середне квадратичне вщхилення розрахунюв SSд0к 0,270902 0,150134 0,302684 0,429866 0,288397
Реал1зацш та перев1рку на адекватнють розроблено! модел1 впливу експлуатацшних характеристик на статистику вщмов РС виконано за допомогою спещал1зованих програм, що дало змогу в1зуал1зувати результати моделювання (рисунок 3).
Рисунок 3 - Результати моделювання при фшсованих параметрах У=41,4 км/год, L=60 тис. км
Анал1з результата моделювання показуе вщповщне пщвищення величини, що вщображае юлькють вщмов, як припадають на опорну величину пробку вагона при збшьшенш р1вня завантаженост або зниженш бальност коли руху.
Середне квадратичне вщхилення розрахунюв очшувано! кшькосп непланових ремонта РС за весь перюд спостережень в вигляд1 пор1вняльно! характеристики р1зних метод1в визначення очшувано! штенсивносп вщмов вагошв представлено як д1аграму (рисунок 4).
Динамжу змши середнього квадратичного вщхилення очшувано! юлькоси вщмов вщ фактично! за вщповщш перюди спостережень розкрито на рисунку 5.
го Йй ю
X О с
(5 X
т
П5 О.
ч:
П5 СО
ч
ф
а.
ф о
0,3
0,2
0,1
2
1 /
/
поршняння результат»
Рисунок 4 - Порiвняльна характеристика статистики вiдмов РС: 1 - результати, отримаш з використанням розроблено! моделi; 2 - на основi методiв врахування умов експлуатаци; 3 - паспортнi даш з
очшувано! кiлькостi вiдмов
Рисунок 5 - Порiвняльна характеристика статистики вщмов РС: 1 - результати, отримаш з використанням розроблено! моделц 2 - на основi методiв врахування умов експлуатаци; 3 - паспортш данi з
очшувано! кшькост вiдмов
Для визначення похибки розрахунюв моделi, для яко! у результат моделювання отримано значення коефщента вщмов за рiвнi промiжки часу, допустимо розглядати результати моделювання з точки зору часового
ряду. В такому випадку середня вщносна похибка розраховуеться за формулою
N
[Р - Р ) ^Vö—öi^ 10QO/o
r« = -• (2)
де У вiд - середня вiдносна похибка результатiв моделювання;
N - юлькють перiодiв дослщження.
У результатi розрахункiв за виразом (2) отримано увiд= 6,88%, що
дозволяе зробити висновок про можливють використання моделi для практичних розрахунюв.
Висновки. Порiвняння результатiв розрахунку очжувано! кiлькостi вiдмов на прикладi РС Харкiвського метрополiтену з дшсним значенням кiлькостi непланових ремонтiв за перюд з 2004 по 2007 рш дало змогу оцiнити похибку моделi впливу експлуатацiйних характеристик на штенсивнють вiдмов рухомого складу, яка склала 6,88%. Значення середньоквадратичного вщхилення розрахункiв iнтенсивностi вiдмов Р у порiвняннi з розрахунком ие! ж величини з використанням методiв шших авторiв майже на 2,1 менше. Модель можна розглядати як приклад вщображення складного процесу впливу експлуатацших характеристик на технiчний стан РС, також вона може слугувати основою для подальших дослщжень з метою деталiзацil взаемозв'язкiв мiж змiнними.
Список лтератури
1. Горский А.В. Надёжность электроподвижного состава : Учебник для вузов ж.-д. транспорта / А.В. Горский, А.А. Воробьёв. - М. : Маршрут, 2005. - 303 с.
2. Ороклин 1.М. Розробка модел1 впливу експлуатацшних характеристик на в1ропднють вщмови електрорухомого складу / 1.М. Ороклин // Зб. наук. праць Дон11Т. -2008.- Вип. 15. - С. 91 - 99.
