CC BY
34
УДК 656.212
В. В. ЖУРАВЕЛЬ (ДПТ)
ПОКАЗНИКИ РОБОТИ СОРТУВАЛЬНО1 Г1РКИ ТА ФАКТОРИ, ЩО НА НИХ ВПЛИВАЮТЬ
Встановлено вид рiвнянь регреси, яш адекватно описують зв'язок м1ж похибкою гальмування вiдчепiв, ухилом сортувальних колш i показниками роботи сортувально! прки з урахуванням впливу паpаметpiв ваго-нопотоку, що перероблясться.
Установлен вид уравнений регрессии, адекватно описывающих связь между ошибкой торможения отцепов, уклоном сортировочных путей и показателями работы сортировочной горки с учетом влияния параметров перерабатываемого вагонопотока.
A kind of regression equations, which adequately describe the correlation between the error of braking of cuts, the slope of hump-yard tracks and the indices of hump yard work taking into account the influence of parameters of wagon stream processed, is determined.
Вступ
В умовах сьогодення, яю характеризуются певним спадом обсяпв перевезень, важливою задачею для залiзничного транспорту Укра!ни е зменшення непродуктивних витрат, у т.ч. ви-трат палива маневровими локомотивами тд час виконання операцш на сортувальних станщях, що дозволить шдвищити рентабельшсть роботи цих станцш.
На величину витрат палива, зокрема тих, що пов'язаш з осаджуванням вагошв, значною м> рою впливае довжина «вшон», якi утворюються мiж групами вагонiв на колiях сортувального парку, та кiлькiсть операцiй осаджування. Та-кож вiд цих факторiв залежить тривалiсть виконання маневрових операцш з осаджування та, як наслщок, тривалють знаходження вагонiв на станци, що певною мiрою впливае на обш i ро-бочий парк вагошв.
Тому значно зростають вимоги, що висува-ються до якост регулювання швидкостi скочу-вання вщчешв iз сортувально! гiрки i, насампе-ред, прицiльного регулювання.
Крiм того, точшсть гальмування впливае i на швидюсть зiткнення вагонiв на колiях сортувального парку, перевищення нормовано! величини яко! (5 км/год) може викликати по-шкодження вагонiв i вантажiв.
Аналiз статистичних даних [1] показав, що показники, яю досягнуто на юнуючих сортувальних прках, не вiдповiдають вимогам до якос-тi регулювання швидкостi скочування вщчешв.
Вагонопотоки, що переробляються на сор-тувальних гiрках, рiзняться ваговою категорiею вагонiв i кiлькiстю вагонiв у вщчеш.
Також суттево вiдрiзняеться i крутизна ухи-лу сортувальних колш.
Постановка задачi
Метою дано! роботи е встановлення зв'язку мiж основними показниками роботи сортувально! прки, до яких належать середня швидюсть зггкнення вiдчепiв на колiях сортувального парку, середня довжина «вшна» та кшьюсть опера-цiй осаджування на один перероблений вагон, i наступними факторами: 1) похибкою гальмування (середньоквадратичною помилкою роз-рахунку та реалiзацi!' швидкостей виходу вщчешв з гальмових позицiй а„), 2) ваговою катего-рiею вагонiв у потоцi, що пiдлягае розформу-ванню, 3) кiлькiстю вагонiв у вщчеш, 4) ухилом сортувальних колш.
Моделювання процесу розформування составiв на сортувальнш гiрцi
Показники роботи прки визначено на пщста-вi результата iмiтацiйного моделювання процесу розформування составiв. В iмiтацiйнiй моделi загальна енергiя кожного вiдчепа, яка погаша-еться на гальмових позицiях, визначаеться за умови забезпечення задано! швидкосп в точцi прицiлювання. Значення швидкосп виходу з парково! гальмово! позици визначаеться з урахуванням характеристик самого вщчепа, крутиз-ни ухилу сортувальних колiй, дальностi пробiгу по сортувальнш коли та вах шших факторiв. У цих умовах отримаш показники вiдображують потенцiйнi (граничнi) можливосп прицiльного регулювання на вiдповiднiй прщ.
У роботi розглянуто сортувальну прку велико! потужностi з параметрами, яю наведено у [1].
Основними вихщними даними для моделю-вання е:
- швидюсть розпуску - 1,7 м/с;
© Журавель В. В., 2010
- швидюсть прицшювання - 1,4 м/с (5 км/год);
- похибка гальмування «у для кожно! галь-мово! позици, яка варiювалася у межах 0,1... 1 м/с з кроком 0,1 м/с;
- ухил сортувальних колш - 0,6 %о;
- частота появи вагонiв рiзно! вагово! кате-гори та вiдчепiв з рiзною кiлькiстю вагонiв (табл. 1).
Таблиця 1
Параметри вагонопотоку
Вагова категорш Частота Юльюсть ваго- Частота
вагонгв появи, % нгв у в1дчет появи,%
легка 32 1 64
легко-середня 9 2 18
середня 4 3 6
середньо-важка 7 4 3
важка 48 5 1 б1льше 9
Пiд час дослiджень розглянуто вюм варiан-тiв, якi вiдрiзняються частотою появи у потоцi, що переробляеться, вагонiв рiзно! вагово! кате-гори (табл. 2). Параметри вщчешв прийнято згiдно табл. 1.
Таблиця 2
Частоти появи вагошв рiзноT ваговоТ категорп, %
Вагова категор1я Вар1ант
вагошв 1 2 3 4 5 6 7 8
легка 5 15 25 35 45 55 65 75
легко-середня 5 5 5 5 5 5 5 5
середня 5 5 5 5 5 5 5 5
середньо-важка 5 5 5 5 5 5 5 5
важка 80 70 60 50 40 30 20 10
Також розглянуто вюм варiантiв, якi вiдрiз-няються частотою появи вiдчепiв з рiзною кшь-кiстю вагонiв [2]. Iншi параметри прийнято згi-дно табл. 1.
Крiм того, розглянуто вгам варiантiв, у яких ухил сортувальних колiй варiюеться у межах 0,6...2 %о з кроком 0,2 %о. Параметри вагонопотоку прийнято згiдно табл. 1.
Результати дослщження
Аналiз отриманих даних показав, що мiж факторами та показниками роботи прки е пев-ний нелшшний кореляцiйний зв'язок, для оцш-ки тiсноти якого використано кореляцшне вщ-ношення п [3].
Отримаш результати дозволили встановити наступне:
1. На середню швидкiсть зiткнення вщчешв на колiях сортувального парку суттево впливае похибка гальмування «у (п =
= 0,70.0,93), в незначнш мiрi - вагова катего-рiя вагонiв, кiлькiсть вагонiв у вщчеш (п = = 0,10...0,15), i значною мiрою - ухил сортувальних колш (п = 0,48).
2. На середню довжину «вшна» та кшь-кiсть операцш осаджування на один перероб-лений вагон значною мiрою впливае похибка гальмування (п = 0,51.0,86 i п = 0,56.0,87, вiдповiдно), а також вагова категорiя вагонiв i кiлькiсть вагонiв у вiдчепi (п = 0,41.0,44 i п = 0,42.0,45, вщповщно), i в незначнш мiрi -ухил сортувальних колш (п = 0,27).
Наявнiсть нелшшного кореляцiйного зв'я-зку мiж похибкою гальмування вiдчепiв i показниками роботи сортувально! гiрки дозволяе встановити вид рiвнянь регреси, коефiцiенти яких визначаються методом найменших квад-раив [3].
Пiд час дослiджень використано 40 видiв можливих однофакторних i 58 видiв двофакто-рних рiвнянь регреси, з яких для подальшого розгляду рiвняння обиралися за принципом найменшо! залишково! дисперси Оз [4].
Для перевiрки адекватностi опису результата експерименпв рiвнянням регреси використано Р-критерш Фiшера [5] i вiдносне вщхи-лення V дшсних значень у, вiд прогнозних [6]. Прийнято, що рiвняння регреси е адекватним, якщо розраховане значення Р-критерда бiльше табличного Ртабл у р^ ймовiрностi помилки 5 % i вiдносне вiдхилення V < 10 %. Для оцiнки якост двофакторного рiвняння регреси також використано множинне кореляцiйне вщношен-ня Я' [5]. Критерiем адекватностi е виконання умови Я' > 0,95 .
Даш щодо однофакторних рiвнянь регреси для опису зв'язку мiж похибкою гальмування «у i показниками роботи сортувально! прки з урахуванням вагово! категори вагошв або кшь-кост вагонiв у вiдчепi наведено у [1, 2].
Але тд час подальших дослiджень виявле-но, що адекватшсть рiвнянь регресi!, яю опи-сують зв'язок мiж похибкою «у i середньою довжиною «вшна» /в1к або юльюстю операцiй осаджування Рос на один перероблений вагон покращуеться, якщо розглянути три випадки щодо вагово! категорi! вагонiв - 1) варiанти 1-2, 2) варiанти 2-4, 3) варiанти 4-8 i п'ять випадкiв щодо кiлькостi вагошв у вщчеш - 1) варiанти 1-2, 2) варiанти 2-3, 3) варiанти 3-4, 4) варiанти 4-6, 5) варiанти 6-8.
У цьому разi рiвняння регресi! мае вигляд:
у = Ь0 + Ъ,«2.
^ 0 1 У
Виконаний анал1з дозволив встановити, що зв'язок мiж похибкою гальмування вщчешв cv, ухилом сортувальних колш i та середньою швидкiстю зiткнення вiдчепiв на них, середньою довжиною «в1кна» або кiлькiстю операцiй осаджування на один перероблений вагон мож-на описати двофакторними рiвняннями perpeciï виду:
j = Ъ0 + ble°v + Ъ2ё + bi2e°v' + V"2 + b22e'2 ; (1)
л 2 2
y = Ъ0 + Ъ1а + b2i + Ъ12а i + Ъ11а + b22i ; (2)
J 0 1 v 2 12 v 11 v 22'
22
У = bo + ^av + b2i , (3)
для яких визначено F-критерш Ф1шера, вщнос-не вiдхилення v дшсних значень yi вiд прогноз-них i множинне кореляцiйне вiдношення R ' (табл. 3).
Таблиця 3
Даш для мерев1рк'и адекватностi piitnuiih регреси
Вид рш-няння F F табл v , % R
Середня швидисть зпкнення вщчешв на сортувальних кол1ях
1 0,0004675 41,07 1,45 1,1 0,988
2 0,0007922 24,24 1,4 0,980
3 0,0017675 10,86 2,1 0,954
Середня довжина «вжна» на один перероблений вагон
1 0,8553550 64,26 4,3 0,992
2 0,8979960 61,21 1,45 4,4 0,992
3 1,7606880 31,22 5,8 0,984
Середня к1льк1сть операцш осаджування на один вагон
1 0,0000028 64,00 3,8 0,992
2 0,0000029 61,04 1,45 3,9 0,992
3 0,0000058 31,13 5,2 0,984
Данi табл. 3 свiдчать про виконання всiх умов адекватносп для трьох видiв рiвнянь регреси. Отже, зв'язок мiж похибкою гальмування вщчешв, ухилом сортувальних колш i показниками роботи сортувальноï прки можна описати рiвнянням регреси виду
y = Ъ0 + Ъ1с2 + Ъ2i2, як найпроспшим з роз-глянутих.
Наявшсть нелiнiйного зв'язку мiж окремими факторами та показниками роботи сортувальноï прки, а також можливють його адекватного опису дозволяють встановити вид двофактор-
ного рiвняння регресiï у = f (av, i; Ъ0, Ъ1, ..., Ък )
з урахуванням впливу ваговоï категорiï вагошв у потощ, що пiдлягаe розформуванню, та кшь-костi вагонiв у вщчеш.
Рiвняння регресiï для опису зв'язку мiж похибкою гальмування cv, ухилом сортувальних колiй i та середньою швидкютю зiткнення вщчешв на них отримано для двох сшввщношень (табл. 4).
Таблиця 4
Смiввiдношення, що розглядаються, мвд час ексмерименту
Стввщношення Вагова категор1я Юльюсть вагонiв
вагошв у в1дчет
Середня швидисть зпкнення вщчегпв на сортувальних колях
1 вар1анти 1-3 вар1анти 1-8
2 вар1анти 3-8 вар!анти 1-8
Середня довжина «вжна» або киьюсть операцш
осаджування на один перероблений вагон
1 вар!анти 1-2
2 вар!анти 2-3
3 вар1анти 1-2 вар!анти 3-4
4 вар!анти 4-6
5 вар!анти 6-8
6 вар1анти 1-2
7 вар1анти 2-3
8 вар1анти 2-4 вар!анти 3-4
9 вар1анти 4-6
10 вар!анти 6-8
11 вар1анти 1-2
12 вар1анти 2-3
13 вар1анти 4-8 вар1анти 3-4
14 вар1анти 4-6
15 вар1анти 6-8
Рiвняння регресiï для опису зв'язку мiж похибкою <5v , ухилом i та середньою довжиною «в1кна» або кшьюстю операцiй осаджування на один перероблений вагон з урахуванням впливу вагово1' категори вагонiв i кiлькостi вагошв у вщчеш отримано для п'ятнадцяти сшввщношень (див. табл. 4).
Для визначення рiвняння регреси виконано активний регресшний експеримент з програм-ним управлшням за планом, який розроблено для середньо1' швидкостi з1ткнення вiдчепiв на колiях сортувального парку (табл. 5) i середньо1' довжини «в1кна» або кiлькостi операцiй осаджування на один перероблений вагон (табл. 6) окремо.
Пщ час проведення експерименту частота появи вагошв рiзноï вагово1' категорiï та появи вщчешв iз рiзною кiлькiстю вагошв для кожного випадку вардавалася на верхньому (ВР) i нижньому (НР) рiвнях, що дозволило зменшити кiлькiсть дослiдiв, не погiршуючи при цьому адекватностi експерименту. Похибка гальмування вардавалася у межах 0,1.. .1 м/с з кроком 0,1 м/с. Ухил сортувальних колш вардавався у межах 0,6.2,0 %о iз кроком 0,2 %о.
Таблиця 5
План проведення експерименту для отримання значень середньоТ швидкост з^кнення вiдчепiв на колiях сортувального парку
Спшв1дно-шення Вагова категор1я вагошв Кшьюсть вагошв у вщчеш Сшввщно-шення Вагова категор1я вагошв Кшьюсть вагошв у в1дчеш
Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант
1 ВР 1 ВР 1 2 ВР 3 ВР 1
ВР 1 ПР 3 ВР 3 ПР 3
НР 3 ВР 1 НР 8 ВР 1
НР 3 ПР 3 НР 8 ПР 3
ВР 1 ПР 4 ВР 3 ПР 4
ВР 1 НР 8 ВР 3 НР 8
НР 3 ПР 4 НР 8 ПР 4
НР 3 НР 8 НР 8 НР 8
Таблиця 6
План проведення експерименту для отримання значень середньоТ довжини «вшна» або юлькосп операцш
осаджування на один перероблений вагон
Спшв1дно- Вагова категор1я Кшьюсть вагошв у Спшвщно- Вагова категор1я Кшьюсть вагошв у
шення вагонш в1дчет шення вагошв в1дчет
Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант Ршень Вар1ант
ВР 1 ВР 1 ВР 2 ВР 4
1 ВР 1 НР 2 9 ВР 2 НР 6
НР 2 ВР 1 НР 4 ВР 4
НР 2 НР 2 НР 4 НР 6
ВР 1 ВР 2 ВР 2 ВР 6
2 ВР 1 НР 3 10 ВР 2 НР 8
НР 2 ВР 2 НР 4 ВР 6
НР 2 НР 3 НР 4 НР 8
ВР 1 ВР 3 ВР 4 ВР 1
3 ВР 1 НР 4 11 ВР 4 НР 2
НР 2 ВР 3 НР 8 ВР 1
НР 2 НР 4 НР 8 НР 2
ВР 1 ВР 4 ВР 4 ВР 2
4 ВР 1 НР 6 12 ВР 4 НР 3
НР 2 ВР 4 НР 8 ВР 2
НР 2 НР 6 НР 8 НР 3
ВР 1 ВР 6 ВР 4 ВР 3
5 ВР 1 НР 8 13 ВР 4 НР 4
НР 2 ВР 6 НР 8 ВР 3
НР 2 НР 8 НР 8 НР 4
ВР 2 ВР 1 ВР 4 ВР 4
6 ВР 2 НР 2 14 ВР 4 НР 6
НР 4 ВР 1 НР 8 ВР 4
НР 4 НР 2 НР 8 НР 6
ВР 2 ВР 2 ВР 4 ВР 6
7 ВР 2 НР 3 15 ВР 4 НР 8
НР 4 ВР 2 НР 8 ВР 6
НР 4 НР 3 НР 8 НР 8
ВР 2 ВР 3
8 ВР 2 НР 4
НР 4 ВР 3
НР 4 НР 4
З уше! розглянуто! сукупносп двофакторних лишково! дисперсi! Оз обрано полiном другого рiвнянь регресi! за принципом найменшо! за- ступеню виду (2).
Для pÎBHHHb perpeciï, що описують зв'язок мiж похибкою cv, ухилом i та:
1) середньою швидкiстю зпкнення вiдчепiв - D3 = 0,002191.. .0,003724 (м/с)2, F (10,17. 12,52) > F-рабл (1,00), V (2,0.3,1) < 10 %, Я'(0,95...0,96) > 0,95;
2) середньою довжиною «вшна» на один пе-рероблений вагон - D3 = 0,806690.2,991301 (м/вагон)2, F (10,89.23,09) > FTÄ (1,26), v (7,8.9,9) < 10 %, Я'(0,95...0,98) > 0,95;
3) середньою юльюстю оперaцiй осаджування на один перероблений вагон - D3 = 0,000004.0,000014 (операцш/вагон)2, F (8,31.25,47) > Fтaбл (1,26), V (7,3.9,8) < 10 %, Я'(0,95...0,98) > 0,95.
Таким чином, зв'язок мiж похибкою гальмування вiдчепiв, ухилом сортувальних колш i показниками роботи сортувaльноï прки з ура-хуванням впливу вaговоï кaтегорiï вaгонiв i ю-лькостi вaгонiв у вщчеш адекватно описуеться рiвняннями регресiï у виглядi полiному другого ступеню виду:
v = Ъ„ + Ъ,с + Ъл + Ъ,0с i + Ъ, ,с2 + Ъ~А2.
J 0 1 v 2 12 v 11 v 22
Висновки
1. Отримано однофакторне рiвняння регреси, яке з урахуванням пaрaметрiв вагонопотоку адекватно описуе зв'язок мiж похибкою гальмування вщчешв cv i середньою довжиною <œi-кна» або кшьюстю операцш осаджування на один перероблений вагон.
2. Урахування впливу на показники роботи прки вагово1' категори вагошв е можливим шляхом отримання рiвнянь регреси для трьох випадюв - коли частота появи у потощ, що пе-реробляеться, вагошв важко1' та середньо-важко1' вагово1' кaтегорiï складае: 1) 75 % i б> льше; 2) 55.75 %; 3) менш, шж 55 %.
3. Урахування впливу на показники роботи прки кшькосп вагошв у вщчеш е можливим шляхом отримання рiвнянь регреси для п'яти випадюв - коли частота появи у потощ, що пе-реробляеться, вщчешв з 1 вагону та 5 i бшьше вагошв складае: 1) 70.80 % i 15.5 %, вщповщно; 2) 60.70 % i 25.15 %, вщповщно;
3) 50.60 % i 35.25 %, вщповщно;
4) 30.50 % i 55.35 %, вщповщно;
5) 10.30 % i 75.55 %, вщповщно.
4. Отримано двофакторш рiвняння регреси, яю адекватно описують зв'язок мiж похибкою гальмування cv, ухилом сортувальних колш i та показниками роботи сортувально!' прки.
5. Отримано рiвняння регреси, яке адекватно описуе зв'язок мiж похибкою гальмування су, ухилом / та середньою швидюстю зггкнення вщчешв на колiях сортувального парку з урахуванням параметрiв вагонопотоку. Останне е можливим шляхом отримання рiвнянь регреси для двох випадюв - коли частота появи у пото-щ, що переробляеться, вагонiв важко! та серед-ньо-важко! вагово! категори складае: 1) 65 % i бшьше; 2) менш, шж 65 %.
6. Отримано рiвняння регреси, яю адекватно описують зв'язок мiж похибкою гальмування су, ухилом / та середньою довжиною «вiкна» або кшьюстю операцш осаджування на один перероблений вагон з урахуванням параметрiв вагонопотоку. Останне е можливим шляхом отримання рiвнянь регреси для п'ятнадцяти сшввщношень, у яких сполучаються три випа-дки щодо вагово! категори вагошв i п'ять випадюв щодо кiлькостi вагонiв у вщчеш.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Журавель, В. В. Точнють гальмування, вага вагошв 1 показники роботи сортувально!' п-рки [Текст] / В. В. Журавель, Г. I. Музикша, I. Л. Журавель // Зал1зн. трансп. Украни. -2008. - № 5. - С. 46-48.
2. Журавель, В. В. Точнють гальмування, кшьюсть вагошв у вщчеш та показники роботи сортувально! прки [Текст] / В. В. Журавель // В1сник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2009. - № 28. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2009. - С. 133-136.
3. Акулиничев, В. М. Математические методы в эксплуатации железных дорог [Текст] : учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / В. М. Акулиничев, В. А. Кудрявцев, А. Н. Корешков. - М.: Транспорт, 1981. - 223 с.
4. Шторм, Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества [Текст] / Р. Шторм. - М.: Мир, 1970. -368 с.
5. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул [Текст] : учеб. пособие / Е. Н. Львовский. - М.: Высш. шк., 1982. - 224 с.
6. Негрей, Н. П. Прогнозирование размеров работы сортировочных станций с помощью статистических методов [Текст] / Н. П. Негрей; под ред. Н. В. Правдина // Проблемы проектирования станций и узлов : Межвуз. сб. науч. статей. - Гомель: БелИИЖТ, 1984. - С. 10-21.
Надшшла до редколеги 19.04.2010.
Прийнята до друку 20.04.2010.
