CC BY
89
Общетехнические задачи и пути их решения
113
личины вибродинамического воздействия. Распространение колебаний в теле железнодорожного полотна и за его пределами описывается экспоненциальной функцией (7).
Библиографический список
1. Колебания глинистых грунтов земляного полотна при высокоскоростном движении поездов / И. В. Прокудин // Вопросы земляного полотна и геотехники на железнодорожном транспорте : сб. научн. тр. - Днепропетровск : ДИИТ, 1979. - Вып. 203, № 28. - С. 43-51.
2. Распространение в железнодорожных насыпях колебаний, возникающих от проходящих поездов / И. В. Прокудин // Вопросы земляного полотна и геотехники на железнодорожном транспорте : сб. научн. тр. - Днепропетровск : ДИИТ, 1980. -Вып. 208, № 29. - C. 24-26.
УДК 656.222.1
А. Г. Котенко, О. В. Котенко, А. В. Гоголева
Петербургский государственный университет путей сообщения
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЧАСТКОВОЙ СКОРОСТИ НА ОСНОВЕ СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРА, ОПИСЫВАЮЩЕГО ВЛИЯНИЕ ЗАДЕРЖЕК ПОЕЗДОВ
Рассмотрен способ определения участковой скорости через ходовую скорость и коэффициент скорости, учитывающий воздействие технологических факторов. Предложено при определении коэффициента скорости использовать параметр влияния факторов, связанных с задержками грузовых поездов. Построена соответствующая стохастическая модель и произведена оценка ее адекватности.
участковая скорость, коэффициент скорости, задержки грузовых поездов, стохастическая модель.
Введение
Одним из ключевых показателей оценки перевозочной деятельности на железных дорогах является участковая скорость. В теории эксплуатации железных дорог известно несколько подходов, позволяющих определить значение участковой скорости.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/4
114
Общетехнические задачи и пути их решения
1 Постановка задачи
В настоящее время для определения планового значения участковой скорости (ууч) используется подход [1], основанный на зависимости:
v
уч
Z NL
Z NT ’
где XNL - общий пробег поездов, предусмотренный по нормативному графику движения (далее - нормативный график), поездо-км; XNT - общие затраты времени нахождения поездов на участках, определяемые по нормативному графику, поездо-ч.
Недостаточная гибкость этого подхода приводит к существенным расхождениям между значениями, рассчитанными по нормативному графику, плановыми и фактическими значениями VyH.
Вместе с тем более гибким способом определения участковой скорости, согласно [2], является выражение Vyч через значение ходовой скорости (vx), определяемое тяговыми расчетами в зависимости от веса поезда, силы тяги локомотива, профиля пути и коэффициента вх, учитывающего потери vx, связанные с технологическими факторами, увеличивающими время нахождения поезда на участке:
v уч = Рх А .
Коэффициент скорости вх определяется по формуле:
(1)
вх = 1
T
1440
(2)
где Тзан - нормативное время занятия графика движения под все виды работ.
В зависимости от вида графика Тзан рассчитывается на основе различных формул. Для двухпутных линий при частично-пакетном графике Тзан можно найти по формуле:
Тан = (0,75+0,3узр )[(1 - 0,30, )7™ К + (!-0.50, )(1,2+ЛС + (1 - 0,7 A)N ], (3)
где узгр - коэффициент заполнения графика; NFp, Nпс - число грузовых и пассажирских поездов (или пар поездов) соответственно; A - отношение времен хода пассажирских и грузовых поездов; ап - коэффициент пакетно-сти; t™, t™ - время стоянок при скрещении пакетов грузовых поездов с
грузовыми и грузовых поездов с пассажирскими соответственно, мин; ^б -время стоянок под обгоном, мин.
Анализ формул определения Тзан показывает, что в них не учитывается влияние факторов xb x2, xn, вызывающих задержки поездов, что при-
водит к сильному огрублению значений Тзан. Для повышения гибкости расчета Тзан можно в формулу (2) ввести поправочный коэффициент А. По
2011/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
115
смыслу А можно считать параметром участковой скорости, учитывающим влияние факторов xb x2, xn. Соответственно
вх = 1 - A •
T
1440’
тогда для определения значения А требуется найти зависимость
(4)
А = f(X1, Х2, Xn).
Предполагая, что факторы xb x2, xn имеют вероятностную природу,
исследуем возможность построения стохастической модели для нахождения коэффициента А.
Исследование проведем на основе реальных данных за период январь-февраль 2011 г. по направлению Санкт-Петербург - Кошта Октябрьской железной дороги.
2 Обработка исходных данных
В качестве исходных для построения стохастической модели используем посуточные данные о выполнении участковой скорости из отчетов ЦО-4 автоматизированной системы централизованной обработки маршрута машиниста (табл. 1) и значения vx, Тзан из нормативного графика движения поездов.
Выводя А из (1) и (4):
А
v 1440 (1 - и V v J т ’
x зан
сформируем ряд значений А.
ТАБЛИЦА 1. Форма отчета ЦО-4 (раздел 3)
Код Наименование Длина Лок-км пробега Лок-ч Средний вес поезда, т Средняя скорость поезда, км/ч
в пути на перегоне Нетто, вкл. од. сл. лок. Брутто, без од. сл. лок. Участковая Техническая
XXX Волховстрой 1 - Пикалево X X X X X X X X X X X X 49,56 53
На основе данных из ежесуточных справок о задержках грузовых поездов, составляемых инженерами-анализаторами графика исполненного движения (табл. 2), с использованием перечня, установленного «Положе-
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/4
116
Общетехнические задачи и пути их решения
нием по отнесению задержек поездов на службы и хозяйства железных дорог и причины», утверждённого распоряжением ОАО РЖД от 31.03.2009 г. № 668р, на основе подсистемы «Анализ» ГИД «Урал-ВНИИЖТ» сформируем ряды посуточных значений x1, x2, ..., x76.
ТАБЛИЦА 2. Форма справки о задержках грузовых поездов
Номер поезда Время опоздания Участки Виновные службы Причина задержки
по от-правлению по проследованию
2х х х хх Войбокало- СПСМ хх Мга, ТР-1, ваг. № хххххххх Рабочий нагрев
2х х х х х Удаление п. 2ххх
1 х х х х х
Отправлено -хх Проследовало -ххх
% выполнения - 100 % выполнения - 95,2
опоздало - 0 опоздало - хх
______________________________________П - х, В - х
Объединяя факторы x1, x2, ..., x76 в группы: несвоевременное формирование составов и подготовки поездных документов Ф1; несоблюдение норм времени на операции по отправлению Ф2; неисправность ПС на станциях Ф3; нарушение нормальной работы технических устройств и объектов инфраструктуры на станциях Ф4; нарушение технологии работ на участках Ф5; чрезвычайные ситуации в пути следования Ф6; неисправность ПС в пути следования Ф7; нарушение нормальной работы технических устройств и объектов инфраструктуры на участках Ф8, получим исходную матрицу наблюдения-признаки размерностью 59х9, где m - количество наблюдений, соответствующее количеству дней в исследуемом периоде; n - количество признаков, включающих результативный признак А и факторные признаки Ф1 - Ф8.
3 Анализ моделируемой совокупности
Предварительную обработку рядов данных начнем с установления закона распределения А (рис. 1).
Для установления закона распределения данных по задержкам поездов проанализируем суммарные значения времени задержек (рис. 2).
Так как соблюдается отношение х2абл << Х2р (a; k), полученные распределения будем считать нормальными.
Для построения уравнения регрессии проверим однородность совокупности по условию
V = 4--100 < 33%, ° X
2011/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения 117
где Ус - коэффициент вариации; о - среднеквадратичное отклонение; X -среднее значение.
Прмн: Параметр А, Распред.:Нормальное
0,5943 0,6400 0,6857 0,7314 0,7771 0,8229 0,8686 0,9143
Группа (верхние границы)
Рис. 1. Распределение значений А
Прмн: Общее время задержек, ч, Распред.: Нормальное Критерий Хи-квадрат = 1,57347, сс = 1 (скорр.) , p = 0,20970
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/4
118
Общетехнические задачи и пути их решения
Результаты проверки однородности сведем в табл. 3.
ТАБЛИЦА 3. Проверка однородности
Показатели А Ф1 Ф2 Ф3 Ф4 Ф5 Ф6 Ф7 Ф8
о 0,053 0 1,252 0,963 0,878 1,824 0 1,425 0,444
X 0,778 0 2,331 1,255 0,783 1,869 0 1,089 0,365
Vo 6,8 0 53,7 76,7 112,1 97,6 0 130,8 121,8
Анализ таблицы 3 показывает, что данные по группам Ф2-Ф8 неоднородны и содержат «аномальные» наблюдения. После устранения «аномальных» наблюдений и исключения из исходной матрицы строк с нулевыми значениями получим окончательную матрицу наблюдения-признаки, где группы Ф1 и Ф6 оказались нулевыми (табл. 4).
ТАБЛИЦА 4. Окончательная матрица наблюдения-признаки
А Ф2 Ф3 Ф4 Ф5 Ф7 Ф8
0,781 3,58 0,78 0,83 1,99 1,02 0,29
0,780 2,29 3,55 0,86 0,90 1,05 0,28
0,772 2,39 1,36 1,03 4,88 2,41 0,46
0,762 3,58 1,20 1,00 1,19 3,66 0,20
0,779 0,81 0,48 0,35 2,08 1,51 0,17
0,820 1,89 2,23 0,28 2,71 3,14 0,81
0,744 2,14 1,45 2,19 1,14 1,50 1,25
0,777 4,74 1,08 0,63 0,86 1,44 0,63
0,735 1,73 0,98 2,03 0,43 0,36 1,06
0,759 3,97 0,78 0,99 1,74 0,88 0,69
4 Построение регрессионной зависимости и оценка ее адекватности
Для рассматриваемых условий в общем случае уравнение регрессии будет иметь вид:
А — а + а2 Ф2 +... + а8Ф8.
Определяя коэффициенты а, а2, ..., а8 с помощью метода наименьших квадратов, получим оценки коэффициентов, при которых сумма квадратов отклонений фактических значений результативного признака А от расчетных А минимальна:
М _
X(А - А)2 ^ min.
i—1
Используя данные из таблицы 4, получим регрессионную статистику (табл. 5), где sea - стандартное значение ошибки для постоянной a; sei - стандартные значения ошибок для коэффициентов a; Г - коэффициент детерминированности; sey - стандартная ошибка для оценки А; F - F-статистика;
2011/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
119
df - степени свободы; ££рег - регрессионная сумма квадратов; ££ост - остаточная сумма квадратов.
ТАБЛИЦА 5. Регрессионная статистика
а8 0,0228 07 0,0021 05 0,0021 o4 -0,0376 03 0,0069 02 -0,001 0 0,7815
se8 0,0142 se7 0,0042 se5 0,0035 se4 0,0089 se3 0,0044 se2 0,0034 sea 0,0192
r2 0,9207 sey 0,0114
F 5,8040 df 3
^рег 0,0045 ssост 0,0004
Таким образом, влияние групп Ф2-Ф8 на А определим уравнением:
А = 0,782-0,001Ф2 + 0,0069Ф3 -0,376Ф4 + 0,0021Ф5 +
+0,0021Ф7 + 0,0228Ф8. (5)
Для проверки адекватности модели сравним (рис. 3) фактические значения туч за рассматриваемый период и значения, полученные путем расчета по формулам (1), (3), (4) с использованием регрессионного уравнения
(5).
Рис. 3. Анализ сходимости результатов расчета участковой скорости
Из рисунка 3 видно, что несмотря на разбросы значений фактическая величина туч за исследуемый период равна 35,68 км/ч, расчетная -35,84 км/ч. Разница составляет 0,4 %, что показывает хорошую сходимость результатов.
Заключение
Полученная стохастическая модель оценки параметра влияния факторов, связанных с задержками грузовых поездов, позволяет при известных
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2011/4
120
Общетехнические задачи и пути их решения
значениях групп факторов Фь Ф2, Ф8 определять ожидаемую величину
туч. Однако прогноз значений Фь Ф2, ..., Ф8 представляет собой отдельную и достаточно сложную задачу, решение которой выходит за рамки настоящего исследования.
Библиографический список
1. Управление эксплуатационной работой на железнодорожном транспорте :
учебник. В 2 т. Т. 2 / В. И. Ковалев, А. Т. Осьминин, В. А. Кудрявцев и др.; ред.
В. И. Ковалев и А. Т. Осьминин. - М. : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2011. - 440 с.
2. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте : учебник для вузов / ред. П. С. Грунтов. - М. : Транспорт, 1994. -543 с.
3. Положение по отнесению задержек поездов на службы и хозяйства железных дорог и причины. Утверждено распоряжением первого веце-президента ОАО РЖД
B. Н. Морозова № 663 от 31.03.2009 г. и введено в действие с 01.04.2009 г.
4. Рациональное соотношение вместимости путей станций и вагонных парков с учетом увеличения доли приватных вагонов / А. Ф. Бородин, Е. А. Сотников // Железнодорожный транспорт. - 2011. - № 3. - С. 8-19.
5. Учет выполнения графика движения грузовых поездов / Г. А. Кузнецов,
C. В. Крашенинников, С. А. Свинин, И. К. Вагизов // Железнодорожный транспорт. -2011. - № 3. - С. 20-25.
УДК 699.86.022.3
А. В. Кузнецов
Петербургский государственный университет путей сообщения
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ В МОНОЛИТНО-КАРКАСНЫХ ДОМАХ
В статье описываются вопросы, связанные с климатическими изменениями, произошедшими в Санкт-Петербурге за последние 100 лет. Рассматриваются основные варианты решений ограждающих конструкций узлов сопряжения наружных стен с перекрытиями. Приводятся некоторые результаты натурных и расчётно-теоретических исследований, в ходе которых были выявлены теплотехнические дефекты. Даются способы повышения теплотехнических качеств ограждающих конструкций.
ограждающая конструкция, строительная теплофизика, энергоэффективность зданий, теплотехнические дефекты зданий, температурный перепад, повышение теплотехнических качеств ограждающих конструкций.
2011/4
Proceedings of Petersburg Transport University
