Построение математической модели движения локомотива, анализ основных показателей, страница 5

·  Регулятор времени  - основной блок. Он выдаёт рекомендации таким образом, чтобы моделирование происходило в соответствии с заданными временами  сек.,  при условии  минимум затрат энергии на тягу.

·  Блок статистики

Создание системы ведётся под руководством к.т.н. А.П. Кейзера. В перспективе, на базе анализа данных возможно создание автоматической системы управления локомотивом при контролирующих функциях машиниста, что крайне необходимо при использовании высоких скоростей.

3 ПРОВОДИМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОЙ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ОПТИМЕЗАЦИИ РЕЖИМОВ ВЕДЕНИЯ ПРИ ЗАДАННЫХ ВРЕМЕНАХ ХОДА

Для оценки возможности экономии топлива за счёт оптимизации режимов ведения были проведены следующие исследования:

1.  На участках Гомель – Калинковичи, Гомель – Жлобин было выполнено хронометрирование нескольких экспериментальных поездок машиниста, В процессе хронометража фиксировались режимы движения n_к , и времена выдержки этих режимов с целью сопоставления экспериментальных показателей и рассчитанных математическими методами.  Для выявления экономии топлива за счёт оптимизации режимов ведения в рамках заданного времени хода Тз = S ∆t^э_j  выполнен расчёт оптимальных режимов ведения с определением суммарного расхода топлива S ∆G⁰ .  Проведя расчёт потребления топлива по режимам машиниста и по оптимальным режимам  была получена экономия 3.077 %  по отношению к эксперименту.

2.  На втором этапе проводилось определение возможной экономии топлива методом математического моделирования. Результаты  показали, что хотя при расчёте различными методами траекторий режимы ведения имеют определённые расхождения, суммарные расходы топлива отличаются незначительно (в пределах 1 – 3 %).

Данное исследование показало, что какой бы квалификацией  не был машинист, для одного и того же  тепловоза в рамках заданных времен хода он может экономить не более  3 % дизельного топлива.

3.2   АНАЛИЗ ВОЖДЕНИЯ ПОЕЗДОВ НЕПОЛНОЙ МАССЫ ОДНОЙСЕКЦИЕЙЛОКОМОТИВА

Первоначально была получена закономерность  распределения случайной величины             Q ( массы ) после обработки статистического материала  из 5 выборок. Выборки проводились за разные года и сезоны года, чтобы учесть все факторы влияющие на объёмы перевозок. Мощность каждой выборки n = 100 поездам. Обработав с помощью прикладной программы STATGRAF  мы получили гистограмму  распределения случайной величины Q  на участке Гомель – Калинковичи. При этом Q_ср = 3250 т., и 60% масс на данном участке можно водить одной секцией тепловоза 2ТЭ10М.

В исследовании  экономии при  вождении одной секцией использовалась следующая методика расчета: Первоначально было промоделировано движение двумя секциями, произведя оптимизационные расчёты мы получили время хода по участку Т₂ и расход топлива G₂.  Далее для одной секции задаём такие параметры, чтобы  Т₁ = Т₂ и V_k1 = V_k2   (т.е. чтобы практически совпали времена хода Т₁ – для одной секции локомотива и значение  времени Т₂ – для двух секций, а также конечные скорости на участке). Получив расход топлива G₁ при движении одной секцией, сравнили  его с G₂ .

Экономия топлива за счёт ведения поезда одной секцией тепловоза составила:

         

Данные расчеты подтверждаются практикой работы локомотивных бригад при, зачастую машинисты глушат одна секцию для увеличения экономии топлива (неофициально).

3.3   ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЕЗДКИ НА УЧАСТКЕ ГОМЕЛЬ – РЕЦИЦА

Теоретические эксперименты показанные в предыдущих двух пунктах позволили обосновать необходимость проведения практических экспериментов. Полигоном для эксперимента выбрали участок Гомель – Калинковичи. Работа проходила в пять этапов:

1  Грузовой поезд от ст. Гомель до ст. Речица и обратно проводит опытный машинист – инструктор.

2  Повторно проводит этот же поезд до станции Речица и обратно менее опытный машинист со стажем работы менее 2-х лет за то же время хода.

3  Этот же поезд проводят по этому маршруту одной  секцией локомотива.

4  Проводят этот же поезд по тому же маршруту с соблюдением теоретически рассчитанных оптимальных ( по расходу топлива) перегонных времён хода.

5  Сравнение результатов по каждой поездке.