Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 2, страница 39

Адаптивные системы для управления тягой и движением поезда должны об­ладать способностью: воспринимать внешние и внутренние воздействия, опреде­ляющие динамику тяги, измерять параметры, контролировать состояние локомо­тива и состава в каждый момент времени в соответствии с показаниями светофо­ров и поездной ситуацией, осуществлять изменение состояния поезда в соответ­ствии с критерием оптимальности (целевой функции). Такие универсальные бор­товые адаптивные системы для грузового движения весьма сложны и недостаточ­но надежны в эксплуатации. Попытки же создать стационарные адаптивные сис­темы управления технологией тяги и движением поездов представляют собой предмет научных идей, но пока нереальны. Видимо, более перспективными явля­ются идентификационные системы не только потому, что они проще и надежней, но и потому, что они могут быть органически увязаны с тяговыми расчетами, с прогнозированием движения поездов.

При разработке бортовых систем автоведения поезда необходимо исходить из целевой функции перевозочного процесса, а остальные локальные критерии оптимальности должны играть роль ограничений. Необходимо отделять функцию управления движением от функции управления продольной динамикой поездов. Первая связана с полезной перевозочной работой, вторая — с вредными дина­мическими воздействиями и прочностью подвижного состава. Проблема прочно­сти должна решаться двумя путями.

1. Известно, что динамические силы в поезде могут в несколько раз превос­ходить силу тяги и приводить к разрушениям. В связи с ориентацией на вожде­ние длинносоставных поездов необходимо признать важнейшей транспортной проблемой создание таких межвагонных связей, при которых распространение силовой волны по длине поезда приводило бы не к нарастанию ударного воз­действия, а к его гашению.

2. Рациональная технология вождения поездов повышенной массы и длины в конкретных условиях эксплуатации должна разрабатываться на основе испы­таний динамометрическими вагонами и передового опыта машинистов.

Для повышения пропускной способности линий и безопасности движения возникла необходимость выполнения системой автоведения поезда функция сле­жения при движении с минимальными интервалами попутного следования.

Проблемы    организационно-управленческой    оптимизации.       Научно-техни-

ческий прогресс в промышленности утвердил мысль о том, что необходимо соз­давать не только оптимизационные системы, но и сами методы оптимизации в об­ласти прогнозирования и организации производства. В настоящее время норми­рование параметров тяги и прогнозирование движения поездов являются перво­основой организации и технологии перевозок. Однако априорная информация и математическое обеспечение ПТР не отражают реальной картины тяги и поэтому оказываются недостаточными для оптимизации технологии тяги и организации движения поездов. Как было сказано, предсказание поведения нелинейных сис­тем в условиях неопределенности решается путем построения идентификацион­ных моделей на основе апостериорной информации и вычислительного экспери­мента. Но получение такой информации и ее использование не простое дело. Они станут возможны, если будут организованы регулярные тягово-эксплуатацион-ные испытания локомотивов с применением современной электронной техники как для измерений и обработки результатов, так и для поиска оптимальных решений.

Нельзя сказать, что эксплуатационные испытания не проводят, но это дела­ется спорадически, отсутствует единая программа испытаний и обработки дан­ных, все это проводится на основе устаревшей техники динамометрических ва­гонов. Как правило, проводят пассивный эксперимент, когда только фиксируют­ся параметры сложившейся технологии тяги. Требуется активный эксперимент, когда управляющие воздействия наперед задаются по определенной программе для поиска оптимальных режимов тяги. При этом необходимо создать надежную систему коммуникаций между управляемым объектом — поездом и управляю­щей системой — динамометрическим вагоном. Возможности активного экспе­римента в настоящее время возросли благодаря использованию ЭВМ, основной функцией которых является управление, а не вычисления, при достаточной ем­кости оперативного запоминающего устройства. Только таким способом, учиты­вающим неполноту информации, можно оптимизировать процесс управления.

В настоящее время управление научно-производственным экспериментом и обработка опытных данных производятся с использованием самостоятельных ин­формационно-измерительных систем (ИИС). Для решения глобальных задач на основе вычислительного эксперимента ИИС должны иметь сопряжение с больши­ми ЭВМ. Для этой цели микроЭВМ используются в качестве терминалов вычис­лительных систем, представляющих собой устройства оперативного ввода и вы­вода информации в ЭВМ следующего уровня при обработке опытных данных, проверке достоверности информации и поиске оптимальных решений.

Итак, для решения нелинейных задач и принятия оптимальных решений в условиях неопределенности необходимо: изучать и использовать методы оптими­зации управления исходя из целевой функции транспорта, системного подхо­да и принципа эмерджентности, локальные критерии оптимальности должны иг­рать роль ограничений; проблема оптимизации должна решаться по двум направ­лениям (совершенствования теории тяги, тяговых расчетов и создания таких бор­товых систем автоведения поездов, у которых недостающая информация обна­руживается по принципу наблюдаемости); в связи с ориентацией на вождение длинносоставных поездов необходимо создать автоматизированные системы уп­равления локомотивами, расставленными по длине поезда, срабатывающими по команде машиниста головного локомотива; для построения моделей тяги и движения поезда целесообразно использовать в сочетании априорную и апосте­риорную информацию; аналитические методы решения уравнений, определяющих состояние и поведение поезда, должны уступить место алгоритмическим мето­дам, легко реализуемым на ЭВМ; поиск оптимальных решений целесообразно производить методом итераций и вычислительного эксперимента; для натурного эксперимента и обработки результатов необходимо оборудовать динамометри­ческие вагоны ИИС на базе микропроцессорной техники; натурный эксперимент необходимо производить регулярно так, чтобы он стал органической частью экс­плуатации локомотивов.

255