CC BY
21
ЭЛЕКТРОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
УДК 656.222:004.94
ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ С УЧЕТОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ
КОКУРИН Иосиф Михайлович, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории проблем организации транспортных систем1; e-mail: [email protected] ПУШКИН Илья Андреевич, аспирант2; e-mail: [email protected]
1 Институт проблем транспорта им. Н. С. Соломенко Российской академии наук
2 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах», Санкт-Петербург
В статье изложен метод повышения достоверности расчетов параметров движения поезда с учетом его длины при движении через место ограничения скорости. Предлагается развитие нормативной технологии тяговых расчетов, которая определяет по законам теоретической механики параметры движения поезда в выбираемом режиме снижения установленной скорости на расстоянии, определяемом методом пошагового приближения к искомой величине от заданного значения, с учетом длины поезда. При расчетах поезд представляется в виде материальной точки с массой, сосредоточенной в середине его длины, а расчет параметров движения выполняется только для центра массы. Расстояние движения по месту снижения скорости увеличивается на длину поезда и учитывается в формулах тяговых расчетов. Длина поезда используется для вычисления массы поезда, которая определяет действующие на него силы и создаваемое ускорение. Скорость и расстояние движения поезда на шаге расчета определяются по задаваемому малому интервалу времени. Разработан алгоритм нахождения места начала снижения скорости при движении через место ограничения скорости, согласующийся с предложенными в правилах тяговых расчетов формулами. Предлагаемая методика, в отличие от правил тяговых расчетов, учитывает эти данные. Доказана необходимость учета данных о длине поезда в расчетах межпоездных и станционных интервалов, используемых при разработке и корректировке нормативных графиков движения.
Ключевые слова: тяговые расчеты, параметры движения, ограничения скорости, режимы снижения скорости, расстояние снижения скорости, длина поезда, интервальное регулирование.
DOI: 10.20295/2412-9186-2024-10-01-52-63
▼ Введение
Правила тяговых расчетов1 не требуют при определении параметров движения (скорости, времени и расстояния) учитывать длину поезда. Данные о длине поезда используются только для определения длин блок-участков [1—4]. В расчетах времени хода поезда по участку рассчитывается ускорение центра масс и на основе ускорения вычисляется итоговая скорость методом суммирования на малых интервалах времени [5]. Но такая методика непригодна в условиях расчета параметров
0
движения по месту ограничения скорости по-^ езда. Поезду требуется проследовать такое ме-
1 сто не только центром массы (ЦМ), но и всей Ц длиной, которая может быть намного больше
п места ограничения скорости. Не учитывание ^ в расчетах длины поезда влечет недопустимое
о 1 Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016 № 867р.
отклонение результатов исследуемого процесса. В настоящее время задача моделирования движения поезда ставит своей целью не только расстановку светофоров, но и планирование движения [6—9]. Все это приводит к необходимости рассчитывать параметры движения с учетом всех особенностей технологической работы железной дороги, в том числе ограничений скорости, которые носят временный характер.
Проблема при расчете движения поезда по месту ограничения скорости заключается в необходимости оценки ординаты начала снижения скорости. Все формулы, которые предлагают правила тяговых расчетов1, учитывают движение времени только вперед и потому не позволяют вычислить ординату поезда до того как он проследует ее [10].
Актуальность исследования вытекает ввиду возросшего объема информации о поездной ситуации у поездных диспетчеров [11—13]
и несовершенства отечественных систем моделирования [5, 14]. В настоящее время оценка железнодорожных участков, технических станций, узлов и направлений выполняется без определения потребности в «окнах» оптимальной продолжительности на длительный период планирования объемов грузовых перевозок, что не позволяет оценивать возможности их выполнения [15].
Основной целью статьи является решение задачи нахождения ординаты начала снижения скорости при приближении к месту ограничения разрешенной скорости движения. Для этого определяются основные уравнения движения поезда, проводится анализ способов снижения скорости и приводится блок-схема алгоритма поиска ординаты начала снижения скорости. Также приводятся примеры тяговых расчетов параметров движения с учетом длин поездов, разности ограничений скорости, режимов и расстояний снижения скорости.
1. Уравнения движения поезда в условиях дополнительной информации
Для определения скорости поезда и проходимого расстояния при всех достигаемых поездом величинах ускорения предлагается использовать следующие уравнения теоретической механики.
Конечную скорость на шаге расчета рекомендуется определять по формуле:
VKi^VHi+aptAtni,
(1)
где Д?п. = 0,1 с — рекомендуемый2 интервал времени на всех шагах расчета. Начальная скорость на первом шаге расчета принимается равной скорости начала расчета.
Пройденное поездом расстояние на шаге расчета следует определять по формуле:
= Ут&т + «я(Д tm2)! 2,
(2)
Алгебраические операции с размерностями величин, входящих в формулы тяговых расчетов (1) м/с + м/с2 • с = м/с, и (2) м/с • с + + м/с2 • с2 = м, доказывают правильность размерностей получаемых результатов м/с для скорости и метры для расстояния.
Представление поезда в виде материальной точки с массой, сосредоточенной в середине длины, требует при тяговых расчетах учитывать длину поезда Lп. Голова поезда (рис. 1) достигает начала места SНСУ2 установленной скорости УСУ2, при отставании ординаты центра массы S'НСУ2 от SНСУ2 на половину длины поезда Lп/2 (положение поезда ПП1). Хвост поезда освобождает конец места SКСУ2 установленной ско-
Уц
км/ч
AS,
>РСС
' СУ 1
4 п
2'
Ln/2
ЦМ «ПП1
AS,
77С2
УСУ2
Ln/2 AS
>РПС
3'
»ПП2
Усуз 4
5НСС $'нСУ2 &НСУ2 &КСУ2 $'кСУ2
Рис. 1. Проследование поездом места ограничения скорости
Sn, км
2 Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016 № 867р.
рости VСУ2, когда ордината центра массы S'КСy2 опережает SКСУ2 на половину длины поезда LП/2 (положение поезда ПП2). С этого положения становится допустимым повышение скорости с VСУ2 до УСУ3, не превышая скорость VСУ2. Расстояние, на котором поезд осуществляет разгон ДSРПС, и расстояние снижения скорости ДSJСС не могут быть равными даже при равенстве скоростей УСУ1 и УСУ2 так как на них оказывают влияние разные силы. На ординате 4 центр массы достигает скорости УСУ3 и начинается движение поезда с этой установленной скоростью.
Расстояние ДSПС2, проходимое поездом с пониженной скоростью VСУ2 (см. рис. 1), равно расстоянию между положениями центра массы поезда ПП1 и ПП2, а также сумме двух половин длины поезда и расстояния продвижения с пониженной скоростью:
^ПС2 =3'кСУ2~3'нСУ2 = 1'П/2 + 1'Су2 + 1,п/2. (3)
Учитывая возможность различий профиля пути при движении первой и второй половин длины поезда, следует вычислять ДSПС2 по формуле (3).
Режим снижения скорости поезда (см. рис. 1) выбирается по минимальному расстоянию при служебном торможении (ДSРССТ) и выбеге (ДSРСС£) на одинаковом профиле пути. Начинать сравнительные расчеты расстояний необходимо с ординаты начала места движения с пониженной скоростью S'НСУ2 по направлению движения поезда. Это обеспе-
чивает сравнение расстояний снижения скорости на одинаковом профиле пути. Меньшее расстояние используется в начале расчета как задаваемая величина расстояния снижения скорости ДSРСС.
Результаты тяговых расчетов (рис. 2—5) расстояний снижения скорости используются в зависимости от сочетаний исходных данных.
Меньшие расстояния снижения скорости (рис. 2 и 3) грузовому и пассажирскому поездам требуются в режиме служебного торможения при всех рассмотренных уклонах пути. Но различия между расстояниями сокращаются с ростом уклона. Отдельно разность расстояний (ДS£_СТ) изображена на рис. 4 и 5.
При увеличении подъема пути более десяти тысячных (рис. 4 и 5) разность расстояний снижения скорости грузового поезда в режиме выбега превышает это расстояние в режиме служебного торможения не более, чем на 100 метров. Для пассажирского поезда аналогичное превышение составляет менее 50 метров. Снижение скорости в режиме выбега не требует затрат энергии, практически применяется в указанном диапазоне подъема пути.
Расстояние снижения скорости ДSРСС, равное (см. рис. 1) разности ординат центра массы поезда при начале движения с пониженной скоростью S 'НСУ2 и начала снижения скорости SНСС, можно определить двумя способами:
[Л<> — — ^
гл^>РСС ° НСУ2 13 НСС
I Л5рСС — £ЯСУ2 '
- Ьп / 2 Бнсс
(4)
Ь&РСС > м 1600
0 О 5 10 15 20 гп,%0 -Дврсст -----Дврссв
Рис. 2. Зависимости расстояния снижения скорости расчетного грузового поезда с 80 до 60 км/ч от уклона пути и режима снижения скорости
AS
рсс> ' 1200
1000
800
600
400
200
0
10 15 ■ ASpccT -----ASpccB
20
Рис. 3. Зависимости расстояния снижения скорости расчетного пассажирского поезда со 120 до 100 км/ч от уклона пути и режима снижения скорости
20 гп>я
Рис. 4. Разность расстояний снижения скорости в режимах выбега и служебного торможения для грузового поезда при снижении скорости с 80 до 60 км/ч
А$В-СТ> м 300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 iii'%0
Рис. 5. Разность расстояний снижения скорости в режимах выбега и служебного торможения для пассажирского поезда при снижении скорости со 120 до 100 км/ч
Определение ординаты SНСС затрудняется тем, что расстояние ASРСС рассчитывается по направлению движения поезда, а ордината SНСС определяется в обратном направлении. Поэтому перед каждым местом снижения установленной скорости ординату SНСС приходится определять пошаговым приближением от промежуточной величины S'НСУ2 к искомой SНСС. Эту задачу решает алгоритм, блок-схема которого представлена на рис. 6.
Блок 1 алгоритма рассчитывает ординату S 'НСУ2 = SНСy2 — ЬП/2 и приравнивает ординаты начала снижения скорости в режимах служеб-
ного торможения SНССТ и выбега SНССВ к ординате N * N = \ = \
^ НСУ2' НССТ НССВ НСУ2'
Блок 2 выполняет тяговые расчеты расстояний снижения скорости от VСУ1 до VСУ2, начиная с ординаты N 'НСУ2 в режимах выбега ^РССВ ^НССВ) и служебного торможения ASРСС^
(Sнccт).
Блок 3 сравнивает расстояния снижения скорости, рассчитанные в блоке 2, для данного поезда, длиной Ь^, на одинаковом профиле пути. Если расстояние №РССТ окажется меньше расстояния ASРССВ, то блок 3 по информации ДА направит процесс приближения промежу-
Рис. 6. Блок-схема алгоритма определения ординат начала и конца места снижения
скорости
точного начала снижения скорости SНССВ в комплекс блоков, обслуживающий режим служебного торможения, блоки 4, 6, 8 и 10, в ином случае — в комплекс блоков режима выбега, блоки 5, 7, 9 и 11.
Блок 4 в начале каждой итерации определяет ординату конца снижения скорости при приведении тормозной системы в действие на ординате начала снижения скорости, в данном случае — это SНССТ. Блок, начиная с ординаты SНССТ, рассчитывает расстояния снижения скорости ДSРССТ и суммируя с SНССТ получает V"
^ НСУ2 Т
Блок 6 рассчитывает разность ДSТ в режиме служебного торможения ДSТ = V 'НСУ2 — S"НСУ2 Т
Если ордината &'НСУ2 Т менее V 'НСУ2, то расстояние ДSРССТ закончится до ординаты V 'НСУ2, и ордината SНССТ увеличится в блоке 10 на величину ДSТ.
Если ордината &'НСУ2Т превысит V 'НСУ2, то расстояние ДSРССТ закончится за ординатой V НСУ2 и ордината SНССТ уменьшится в блоке 10 на величину ДSТ.
Блок 8 проверяет условия окончания работы алгоритма. Пошаговое изменение SНССТ создает условие, при котором ордината V 'НСУ2 становится равной ординате S"НСУ2, а ДSТ = 0. Это заканчивает работу алгоритма.
Блоки 5, 7, 9 и 11 работают аналогично в режиме выбега. В результате, при любом способе снижения скорости, находится SНСС, а блоки 12 и 13 приравнивают получившуюся величину к искомой.
На основе получаемых данных алгоритм строит графики зависимости скорости поезда VП, и времени движения П от величины ординаты центра массы SП.
2. Практика тяговых расчетов
Примеры тяговых расчетов выполняются на профиле пути двухпутного перегона, ограниченного обгонными пунктами Оп А и Оп Б (рис. 7). Величина перегонного времени хода поездов рассчитывается в соответствии с тре-бованием3. При остановке поезда на раздельном пункте по расписанию значения времени на разгон при трогании с места и на замедление при торможении до остановки прибавляются к перегонному времени хода. При изменениях установленной скорости расчеты выполняются с учетом разности скоростей и длин поездов. Длина расчетного грузового поезда не превышает полезную длину путей приема 1050 метров, с учетом допуска 10 метров на установку поезда4, пропускаемого в обоих направлениях.
Для примеров тяговых расчетов используется грузовой поезд с массой состава Q = = (64 + 22) • 72 = 4608 т, длинной 1С = 13,9 • • 72 = 1000,8 м. Масса тепловоза 2ТЭ116 составляет Р = 276 т и длина LЛ = 36,3 м. Длина поезда равна LП = 1000,8 + 36,3 + 10 = = 1047,1 < I = 1050 м, а масса поезда Р + Q = 276 + 4608 = 4884 т. Длина перегона между осями обгонных пунктов составляет 13 250 м.
Примеры тяговых расчетов начинаются с перегонных времен хода грузового поезда, пропускаемого без остановок по главным путям соседних обгонных пунктов (табл. 1).
Скорость грузового поезда необходимо снизить (см. рис. 2) с 80 км/ч до 25 км/ч не позднее вступления головы поезда на начало места снижения скорости LСy. Поэтому поезду требуется проследовать с пониженной скоростью
0.0 4.5 3.2 0.3 0.7 4.2 0.2 1.2 0.2 1.5 0.2 / 0.6 0.3 0.0
1200 1242 1000 679 800 700 600 1100 900 1300 1600 1000 900 1200
ОпА.
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641 OnB.S'KM
Рис. 7. Профиль пути перегона и обгонных пунктов
3 Инструкция по разработке графика движения поездов в ОАО «РЖД». Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 27.12.2006 № 2568р.
4 Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016 № 867р.
Таблица 1. Перегонное время хода грузового поезда в зависимости от установленной скорости
Установленная скорость, км/ч Перегонное время хода, мин
25 31,78
40 19,86
50 15,90
60 13,25
70 11,35
80 09,93
25 км/ч дополнительное расстояние, равное ЬП/2. Для освобождения хвостом поезда места снижения скорости ЬСУ центру массы необходимо дополнительно проследовать Ья/2. Следовательно, заданное расстояние движения с пониженной скоростью ЬСУ необходимо увеличить на длину поезда. В итоге, расстояние движения с пониженной скоростью составит:
ЬПСУ = Ьл-/2 + ЬСУ + ЬП/2.
После этого, не превышая пониженную скорость 25 км/ч, становится допустимым повышение скорости до 80 км/ч. Расстояния, необходимые для снижения ASccy и повышения скорости А£ПСУ, определяются программой тяговых расчетов.
При нулевом уклоне пути (табл. 2) меньшее расстояние снижения скорости требуется в режиме служебного торможения во всем диапазоне сравниваемых скоростей и при отрицательном уклоне пути. При снижении скорости от 80, 70 и 60 км/ч до 20 км/ч и менее расстояния в режиме выбега намного превышают расстояния служебного торможения, которые в табл. 2 не включены. При увеличении уклона до 20 тысячных разница между расстояниями снижения скорости становится меньше (табл. 3), а в некоторых случаях практически нулевая, что доказывает возможность использования выбега в качестве способа снижения скорости.
Расчеты показывают, что перегонное время хода без учета (числитель) и с учетом (знаменатель) длины поезда различаются значительно (см. табл. 5). Отношение времен хода записано в ячейки в виде результата деления.
Длину поезда необходимо учитывать при тяговых расчетах. Это связано с наличием целого ряда мест, требующих изменения скорости движения, даже при рассмотрении случая движения между двумя остановочными пунктами (см. рис. 9). Результаты тяговых расчетов демонстрируют повышение скорости остановленного грузового поезда до 80 км/ч, проследо-
Уп,
км/ч 80
25
Ж
СУ
ЛБссу
'-'ПСУ
Ьсу=Ш м
Ьп/2
Ьп/2
А 5псу
631
632
633
634
635
636 Ял, км
Рис. 8. Проследование грузовым поездом места ограничения скорости длиной 100 м
на перегоне
Таблица 2. Расстояния снижения скорости расчетному грузовому поезду при нулевом уклоне пути, разных начальных и конечных скоростях, в режимах служебного торможения (числитель) и выбега (знаменатель), м
Начальная Конечная скорость поезда, км/ч
скорость поезда, км/ч 70 60 50 40 25 20 10 0
80 658/ 742 864/ 1491 1037/ 2229 1175/ 2936 1315 1344 1379 1385
70 575/ 748 748/ 1486 886/ 2193 1026/ 3116 1055 1091 1100
60 490/ 739 628/ 1445 767/ 2367 797/ 2615 832 842
50 402/ 706 542/ 1629 571/ 1876 606/ 2238 616/ 2371
40 351/ 923 380/ 1170 415/ 1532 425/ 1665
25 161/ 247 197/ 609 206/ 742
20 141/ 361 151/ 495
10 63/ 133
Таблица 3. Расстояния снижения скорости расчетному грузовому поезду при уклоне пути в 20 тысячных, разных величинах начальной и конечной скоростей, в режимах служебного торможения (числитель) и выбега (знаменатель), м
Начальная Конечная скорость поезда, км/ч
скорость поезда, км/ч 70 60 50 40 25 20 10 0
80 249/ 253 380/ 476 486/ 677 571/ 848 660/ 1041 680/ 1087 704/ 1149 711/ 1170
70 227/ 234 340/ 427 426/ 598 515/ 791 534/ 837 558/ 900 565/ 921
60 201/ 211 297/ 372 386/ 565 405/ 611 429/ 673 436/ 694
50 171/ 185 274/ 364 293/ 410 317/ 472 324/ 493
40 179/ 193 198/ 239 222/ 301 229/ 322
25 46/ 88 108/ 112 119/ 129
20 62/ 83 83/ 90
10 21/ 41
Таблица 4. Затраты времени и расстояние, проходимое поездом, в условиях, представленных на рис. 8
Технологическая операция Затраты времени движения, мин Расстояние движения, м
Снижение скорости с 80 до 25 км/ч с использованием служебного торможения, Д5ссу 1,45 1315
Движение по месту ограничения скорости, — 1псу 2,78 1159
Разгон от 25 до 80 км/ч — А5псу 0,93 2230
Снижение скорости с 20 км/ч до остановки 0,32 131
Таблица 5. Перегонное время хода грузового поезда в зависимости от различия установленных скоростей, длин места ограничения скорости, без учета (числитель) и с учетом (знаменатель) длины поезда
Скорости на месте Длина места ограничения скорости, м
ограничения, км/ч 100 200 500
80 - 25 - 80 11,48/ 12,97=0,89 11,63/ 13,15=0,88 12,20/ 13,73=0,89
80 - 40 - 80 10,73/ 11,43=0,94 10,80/ 11,53=0,94 11,08/ 11,78=0,94
80 - 50 - 80 10,40/ 10,83=0,96 10,45/ 10,88=0,96 10,62/ 11,05=0,96
80 - 60 - 80 10,17/ 10,42=0,98 10,18/ 10,43=0,98 10,28/ 10,53=0,98
80 - 70 - 80 10,00/ 10,12=0,99 10,02/ 10,13=0,99 10,05/ 10,17=0,99
Ги,
км/ч
80 60
20 ОпА?
£су=Ю0 м
80
£п/2
£п/2
£п/2
80
25
£п/2
60
£п/2
42
630 631 632 633 634 639 640 641
2НЭ
400
20
£п/2
Оп Б. км
ЧИП 44
Рис. 9. Проследование грузовым поездом места ограничения скорости длиной 100 м на перегоне и остановка на боковом пути Оп Б
вание места ограничения скорости до 25 км/ч, снижение скорости с 80 до 60 км/ч при вступлении на блок-участок за предупредительным светофором 2, снижение скорости с 60 до 50 км/ч при вступлении на блок-участок за входным светофором Ч и снижение скорости с 50 до 20 км/ч при движении по блок-участку перед выходным светофором Ч4 с красным огнем. При тяговых расчетах выполняется требование о снижении скорости поезда при следовании к светофору с запрещающим по-казанием5.
Параметры движения пассажирского и грузового поездов, рассчитанные с учетом дополнительных данных, показывают изменение времени хода в зависимости от разных начальных и конечных скоростей, а также параметров перегона (табл. 6).
5 Распоряжение ОАО «РЖД» от 23 апреля 2019 № 767/р), п. 14, в поездной работе, при следовании к светофору с запрещающим показанием.
Расчеты показывают большое влияние начальных скоростей движения по отклонению и остановок на станциях, даже при движении между двумя соседними станциями. Все это приводит к необходимости увеличения объема учитываемых параметров для повышения точности прогнозирования времен хода. Технология расчетов учитывает затраты времени на проследование перегонов, раздельных пунктов, различая безостановочный пропуск и прием с остановкой на боковой или главный путь.
Заключение
Предложенный в статье метод тяговых расчетов позволяет существенно (до 12 %) повысить достоверность прогноза времени хода поезда, особенно при большой разнице между максимальной скоростью на участке и установленного на участке ограничения.
Таблица 6. Время хода пассажирского или грузового поезда в зависимости от условий проследования обгонных пунктов и перегона
№ Условия проследования перегона и обгонных пунктов Время хода, мин
1 Проследование пассажирским поездом перегона и обгонных пунктов по главным путям со скоростью 120 км/ч 6,60
2 Разгон на обгонном пункте А и проследование пассажирским поездом обгонного пункта Б со скоростью 120 км/ч 7,37
3 Проследование обгонного пункта А по главному пути со скоростью 120 км/ч с остановкой на главном пути обгонного пункта Б. Скорость снижается перед входным светофором с желтым огнем и останавливается перед выходным светофором с красным огнем 8,63
4 Разгон пассажирского поезда на обгонном пункте А до скорости 120 км/ч и остановка на главном пути обгонного пункта Б 9,47
7 Проследование обгонного пункта А по главному пути со скоростью 120 км/ч с остановкой на боковом пути обгонного пункта Б при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/18 8,63
8 Проследование обгонного пункта А по главному пути со скоростью 120 км/ч с остановкой на боковом пути обгонного пункта Б при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/22 8,63
9 Проследование обгонного пункта А по главному пути со скоростью 120 км/ч и проследование обгонного пункта Б по боковому пути при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/18 7,10
10 Проследование обгонного пункта А по главному пути со скоростью 120 км/ч и проследование обгонного пункта Б по боковому пути по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/22 6,60
11 Проследование перегона и обгонных пунктов грузовым поездом по главным путям со скоростью 80 км/ч 9,98
12 Разгон на обгонном пункте А и проследование грузовым поездом обгонного пункта Б со скоростью 80 км/ч 11,55
13 Проследование обгонного пункта А по главному пути грузовым поездом со скоростью 80 км/ч с остановкой на главном пути обгонного пункта Б 10,08
14 Разгон грузового поезда на обгонном пункте А до скорости 80 км/ч и остановка на главном пути обгонного пункта Б 11,70
15 Проследование грузовым поездом обгонного пункта А по главному пути со скоростью 80 км/ч с остановкой на боковом пути обгонного пункта Б при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/9 10,85
16 Проследование грузовым поездом обгонного пункта А по главному пути со скоростью 80 км/ч с остановкой на боковом пути обгонного пункта Б при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/11 10,28
17 Проследование грузовым поездом обгонного пункта А по главному пути со скоростью 80 км/ч и проследование обгонного пункта Б по боковому пути при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/9 10,53
18 Проследование грузовым поездом обгонного пункта А по главному пути со скоростью 80 км/ч и проследование обгонного пункта Б по боковому пути при движении по стрелочному переводу с маркой крестовины 1/11 10,13
По результатам моделирования получены численные значения времени хода поезда с учетом и без учета его длины. Эти значения подтверждают необходимость учета длины поезда при тяговых расчетах. При этом режим снижения установленной скорости следует выбирать по минимуму расстояния снижения скорости, рассчитанному с учетом длины поезда, при служебном торможении или выбеге. Определять расстояния снижения скорости рекомендуется от ординаты начала движения
головы поезда с пониженной скоростью, что создает условия для сравнения расстояний на одинаковом профиле пути.
Перспективы дальнейшей разработки темы заключаются в исследовании процессов, происходящих при движении поездов по станции во время обгона и скрещения, а также процессов, происходящих при одновременном движении нескольких поездов на участках с разными системами интервального регулирования движения поездов. ▲
Библиографический список
1. Воронин В. А. Защитный участок: элемент безопасности или пережиток прошлого? // Железнодорожный транспорт. 2019. № 3. С. 25-27. EDN YYTOEH.
2. Кокурин И. М. Технология определения длин фиксированных блок-участков / И. М. Кокурин, И. А. Пушкин // Автоматика, связь, информатика. 2022. № 10. С. 9-14. DOI 10.34649/AT.2022.10.10.002. EDN FISEIH.
3. Railway Signalling & Interlocking: international Compendium / S. V. Vlasenko. 2-nd Edition. Hamburg: PMC Media House GmbH, 2018. 456 p. ISBN 978-396245-156-1. EDN QGVDEZ.
4. Kokurin J. M. Technological Foundations of Traffic Controller Data Support Automation / J. M. Kokurin,
D. V. Efanov // 2019 IEEE East-West Design and Test Symposium, EWDTS 2019, Batumi, 13-16 сентября 2019 года. Batumi, 2019. P. 8884410. DOI 10.1109/ EWDTS.2019.8884410. EDN OHONVP.
5. Александров А. Э. Использование имитационной системы ИСТРА для моделирования графика движения поездов / А. Э. Александров, А. В. Шипу-лин // Транспорт Урала. 2011. № 4 (31). С. 67-71. EDN OOMTWD.
6. Кокурин И. М. Технологические основы инновационной системы автоматического управления движением поездов / И. М. Кокурин, Д. В. Ефанов // Автоматика, связь, информатика. 2019. № 5. С. 19-23. DOI 10.34649/AT.2019.5.5.003. EDN UNAKVM.
7. Современные системы управления движением поездов: Отечественный и зарубежный опыт /
E. Н. Розенберг, Е. Е. Шухина, А. В. Озеров, В. М. Ма-линов. М. : Общество с ограниченной ответственностью «Издательские решения», 2020. 210 с. ISBN 978-5-0051-0924-8. EDN RWWACV.
8. Hintze P., Pruter F. «But that's not the kilometre in the plan!» — the potential of georeferenced railway infrastructure data // Signal+Draht. 2018. Ausgabe 11. Р. 6-15.
9. Pan D. On Intelligent Automatic Train Control of Railway Moving Automatic Block Systems Based on Multi-
Agent Systems / D. Pan, Y. Zheng, C. Zhang // Proceedings of the 29th Chinese Control Conference, Beijing, China, 29-31 July 2010. Р. 4471-4476.
10. Кокурин И. М. Когнитивный метод для решения задач интервального регулирования движения поездов / И. М. Кокурин, И. А. Пушкин // Транспорт России: проблемы и перспективы — 2020: Материалы Юбилейной международной-научно практической конференции, Санкт-Петербург, 10-11 ноября 2020 года / © ФГБУН Институт проблем транспорта им. Н. С. Соломенко Российской академии наук, 2020 © Коллектив авторов, 2020. Т. 2. Санкт-Петербург: Институт проблем транспорта им. Н. С. Соломенко РАН, 2020. С. 18-27. EDN XCFCWK.
11. Цветков В. Я. Информационная управленческая ситуация на транспорте / В. Я. Цветков, А. Л. Охотников // Государственный советник. 2018. № 2(22). С. 27-33. EDN XRZMPJ.
12. Кокурин И. М. Алгоритмизация решений поездного диспетчера по выбору станций обгона поездов на однопутном участке / И. М. Кокурин, А. Б. Васильев // Вестник транспорта Поволжья. 2015. № 1 (49). С. 64-73. EDN TQMDJP.
13. Кокурин И. М. Автоматизация информационной поддержки принятия решений поездным диспетчером при организации движения поездов / И. М. Кокурин, А. Б. Васильев // Автоматика на транспорте. 2015. Т. 1, № 2. С. 156-167. EDN UGYUKT.
14. Александров А. Э. Расчет и оптимизация транспортных систем с использованием моделей (теоретические основы, методология): специальность 05.22.08 «Управление процессами перевозок» : дис. ... докт. техн. наук. Екатеринбург, 2008. 285 с. EDN QEHPZH.
15. Беседин А. И. Определение потерь наличной пропускной способности двухпутных и многопутных железнодорожных участках, оборудованных автоблокировкой, от действия предупреждений по ограничению скоростей движения поездов / А. И. Беседин // Наука и техника транспорта. 2008. № 3. С. 12-15. EDN JUKTWT.
TRANSPORT AUTOMATION RESEARCH. 2024. Vol. 10, no. 1. P. 52-63 DOI: 10.20295/2412-9186-2024-10-01-52-63
Traction calculations taking into account additional data Information about authors
Kokurin J. M., Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher of the Laboratory of Problems of Organization of Transport Systems1 . E-mail: [email protected]
Pushkin I. A., Postgraduate Student2. E-mail: [email protected]
1 N. S. Solomenko Transport Problems Institute Russian Academy of Sciences, Saint Petersburg
2 Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, Department of Automation and Remote Control on Railways
Abstract. The article outlines a method for increasing the accuracy of calculations of train motion parameters, taking into account its length when moving through a speed limit section. It is proposed to develop a normative technology for traction calculations, which determines, according to the laws of theoretical mechanics, the parameters of train movement in a selectable mode of reducing the set speed at a distance determined by the method of step-by-step approximation to the desired value from a given value, taking into account the length of the train. During calculations, the train is represented as a material point with mass concentrated in the middle of its length, and the calculation of motion parameters is performed only for the center of mass. The travel distance at the point of speed reduction increases by the length of the train and is considered in the traction calculation formulas. The train length is used to calculate the train mass, which determines the forces acting on the train and the acceleration generated. The speed and distance of the train at the calculation step are determined based on a specified small time interval. An algorithm has been developed for finding the place where the speed reduction begins when moving through a speed limit area, consistent with the formulas proposed in the rules for traction calculations. The proposed methodology, in contrast to the rules for traction calculations, takes these data into account. The necessity of taking into account data on the length of the train in the calculations of inter-train and station intervals used in the development and adjustment of standard traffic schedules has been proven.
Keywords: traction calculations, movement parameters, speed limits, speed reduction modes, speed reduction distance, train length, interval regulation.
References
1. Voronin V. A. Zashchitnyj uchastok: element bezopasnosti ili perezhitok pro-shlogo? / V. A. Voronin // Zheleznodorozhnyj transport. 2019. № 3. S. 25-27. EDN YYTOEH. (In Russian)
2. Kokurin I. M. Tekhnologiya opredeleniya dlin fiksirovannyh blok-uchastkov / I. M. Kokurin, I. A. Pushkin // Avtomatika, svyaz', informatika. 2022. № 10. S.9-14. DOI 10.34649/AT.2022.10.10.002. EDN FISEIH. (In Russian)
3. Railway Signalling & Interlocking: international Compendium / S. V. Vlasen-ko. 2-nd Edition. Hamburg: PMC Media House GmbH, 2018. 456 p. ISBN 9783-96245-156-1. EDN QGVDEZ.
4. Kokurin J. M. Technological Foundations of Traffic Controller Data Support Automation / J. M. Kokurin, D. V. Efanov // 2019 IEEE East-West Design and Test Symposium, EWDTS 2019, Batumi, 13-16 sentyabrya 2019 goda. Batumi, 2019. P. 8884410. DOI 10.1109/EWDTS.2019.8884410. EDN OHONVP.
5. Aleksandrov A. E. Ispol'zovanie imitacionnoj sistemy ISTRA dlya modelirovaniya grafika dvizheniya poezdov / A. E. Aleksandrov, A. V. Shipulin // Transport Ura-la. 2011. № 4 (31). S. 67-71. EDN OOMTWD. (In Russian)
6. Kokurin I. M. Tekhnologicheskie osnovy innovacionnoj sistemy avtomatichesk-ogo upravleniya dvizheniem poezdov / I. M. Kokurin, D. V. Efanov // Avtomatika, svyaz', informatika. 2019. № 5. S. 19-23. DOI 10.34649/AT.2019.5.5.003. EDN UNAKVM. (In Russian)
7. Sovremennye sistemy upravleniya dvizheniem poezdov: Otechestvennyj i zarubezhnyj opyt / E. N. Rozenberg, E. E. SHuhina, A. V. Ozerov, V. M. Mali-nov. Moskva: Obshchestvo s ogranichennoj otvetstvennost'yu «Izdatel'skie resheniya», 2020. 210 s. ISBN 978-5-0051-0924-8. EDN RWWACV. (In Russian)
8. Hintze P., Pruter F. «But that's not the kilometre in the plan!»—the potential of georeferenced railway infrastructure data // Signal+Draht. 2018. Ausgabe 11. P. 6-15.
9. Pan D. On Intelligent Automatic Train Control of Railway Moving Automatic Block Systems Based on Multi-Agent Systems / D. Pan, Y. Zheng, C. Zhang // Proceedings of the 29th Chinese Control Conference, Beijing, China, 29-31 July 2010. Р. 4471-4476.
10. Kokurin I. M. Kognitivnyj metod dlya resheniya zadach interval'nogo reguliro-vaniya dvizheniya poezdov / I. M. Kokurin, I. A. Pushkin // Transport Rossii: problemy i perspektivy — 2020: Materialy YUbilejnoj mezhdunarodnoj-nauchno prakticheskoj konferencii, Sankt-Peterburg, 10-11 noyabrya 2020 goda / © FGBUN Institut problem transporta im. N. S. Solomenko Rossijskoj akademii nauk, 2020 © Kollektiv avtorov, 2020. T. 2. Sankt-Peterburg: Institut problem transporta im. N. S. Solomenko RAN, 2020. S. 18-27. EDN XCFCWK. (In Russian)
11. Cvetkov V. Ya. Informacionnaya upravlencheskaya situaciya na transporte / V. Ya. Cvetkov, A. L. Ohotnikov // Gosudarstvennyj sovetnik. 2018. № 2 (22). S. 27-33. EDN XRZMPJ. (In Russian)
12. Kokurin I. M. Algoritmizaciya reshenij poezdnogo dispetchera po vyboru stancij obgona poezdov na odnoputnom uchastke / I. M. Kokurin, A. B. Va-sil'ev // Vestnik transporta Povolzh'ya. 2015. № 1 (49). S. 64-73. EDN TQMDJP. (In Russian)
13. Kokurin I. M. Avtomatizaciya informacionnoj podderzhki prinyatiya reshenij poezdnym dispetcherom pri organizacii dvizheniya poezdov / I. M. Kokurin, A. B. Vasil'ev // Avtomatika na transporte. 2015. T. 1, № 2. S. 156-167. EDN UGYUKT. (In Russian)
14. Aleksandrov A. E. Raschet i optimizaciya transportnyh sistem s ispol'zovaniem modelej (teoreticheskie osnovy, metodologiya): special'nost' 05.22.08 "Up-ravlenie processami perevozok" : dis. ... dokt. tekhn. nauk. Ekaterinburg, 2008. 285 s. EDN QEHPZH. (In Russian)
15. Besedin A. I. Opredelenie poter' nalichnoj propusknoj sposobnosti dvuhput-nyh i mnogoputnyh zheleznodorozhnyh uchastkah, oborudovannyh avtob-lokirovkoj, ot dejstviya preduprezhdenij po ogranicheniyu skorostej dvizheniya poezdov / A. I. Besedin // Nauka i tekhnika transporta. 2008. № 3. S. 12-15. EDN JUKTWT. (In Russian)
