Тяговые расчеты на эвм. Математическое обеспечение тяговых расчетов

1.  Тяговые расчеты на эвм

1.1.  Математическое обеспечение тяговых расчетов

1.1.1.  Общие положения

Аналитическое интергирование уравнения движения поезда (1.10) имеет целью определение скорости и времени хода поезда, т.е. получение зависимостей v(S) и t(S).

Интегрирование, т.е. решение этого дифференциального уравнения может производится различными методами, например, графоаналитическим или численным.

Графоаналитический способ удобен для выполнения тяговых расчетов вручную, если объем работы небольшой.

В случае решения сложных проблем проектирования, эксплуатации и содержания железнодорожных участков и полигонов приходится выполнять многовариантные тяговые расчеты в больших объемах. К таким сложным задачам, например относятся:

1. Определение времени хода по перегонам участков железных дорог с целью определения пропускной и провозной способности участков.

2. Этапное усиление мощности железнодорожных участков и полигонов.

3. Оптимальное распределение грузопотока по полигону сети железных дорог.

4. Определение потерь времени хода, топлива (электроэнергии) и повышения  эксплуатационных  расходов на движение поездов по вариантам ограничений скорости движения поездов.

5. Определение режимов движения поезда с целью определения продольных усилий, передаваемых от подвижного состава на железнодорожный путь, для решения задачи расстановки противоугонов на звеньевом пути или корректировки фактической температуры закрепления бесстыковых плетей.

6. Разработка графиков движения поездов.

7. При проектировании СЦБ (например, расстановка проходных светофоров при автоблокировке).

В этом случае необходимо выполнять тяговые расчеты в автоматизированном режиме.

Технико-экономические расчеты по конкретным проблемам проектирования, эксплуатации и содержания железнодорожных участков и полигонов производятся по официально утвержденным методикам, в частности тягово-энергетические расчеты - по ПТР для поездной работы [[i]] и типовой методике проведения тяговых расчетов на персональном компьютере [[ii]].

1.1.2.  Определение скорости движения и времени хода поезда

Зависимость скорости движения и времени хода поезда от пути может быть получена двумя методами.

1.  Задается интервал изменения скорости от v_н до v_к и определяется путь ΔS, соответствующий этому интервалу.

2.  Задается интервал приращения пути ΔS и скорость в его начале v_н и определяется скорость v_к в конце интервала.

Недостаток первого способа расчета по интервалам скорости заключается в том, что правая граница интервала ΔSможет выйти за пределы данного элемента профиля. Тогда надо подбирать последний интервал Δv, постепенно уменьшая его. Это затрудняет применение этого способа в качестве основы программы тяговых расчетов для ЭВМ. Поэтому при разработке программ тяговых расчетов на ЭВМ чаще применяют второй из указанных методов.

Уравнение движения поезда в диапазоне скоростей от V_мин (15-25 км/ч) до допускаемой скорости V_доп интегрируется по переменной S. При этом используется выражение

При этом в качестве шага по пути выбирается весь элемент профиля или его часть таким образом, чтобы удовлетворялись требования:

1)  точности интегрирования;

2)  неизменности уклона пути под хвостом и головой поезда на шаге ΔS;

3)  неизменности ограничения скорости движения точки середины поезда на шаге ΔS.

На малых скоростях при V < V_мин интегрируется по скорости. При этом принимается ΔV £ ΔV_доп (3 – 5 км/ч).

Режим движения поезда на каждом шаге интегрирования выбираются последующим правилам:

1.  Если скорость в начале шага меньше допустимой, то выбирается режим тяги, обеспечивающий максимальное приращение скорости. Если при электрической тяге на этом шаге имеется нейтральная вставка, будет выбран выбег.

2.  При достижении допустимой скорости V_доп на элементе пути, отличном от "вредного" спуска, выбирается два смежных режима (две позиции регулирования или позиция минимальной тяги с выбегом), обеспечивающих при их чередовании движение со средней скоростью, близкой к допустимой.

3.  На "вредном" спуске при достижении скорости V_доп минус ΔV(i_сп) предусматривается переход на выбег, а после выхода на скорость V_доп применяется регулировочное торможение для обеспечения движения со средней скоростью

Если за "вредным" спуском следует тяжелый подъем (т.е. элемент профиля, на котором тяговые позиции не могут обеспечить положительного приращения скорости), предполагается, что поезд выходит на него с максимальной скоростью.