Организация эксплуатации локомотивов (1 часть дипломной работы), страница 3

Ясно, что в условиях реального графика движения поездов не всегда требуется движение с максимальной скоростью. Может быть, также недопустимо и движение на последовательно-параллельном соединении. В этом случае за счет отключения четырех двигателей и при включенных вентиляторах можно получить несколько процентов экономии энергии на тягу за поездку. Таким образом, кажущееся противоречие в оценке разными исследователями эффекта от отключения секции электровоза, отмеченное в начале статьи, проведенными опытами объясняется полностью. Однако вопрос о возможности и целесообразности снижения скоростей движения для получения указанной экономии энергии требовал практического подтверждения в условиях реальной эксплуатации крупной опытной партии электровозов.

Опытные поездки электровозов были выполнены в 1983...1984 гг. на Западно-Сибирской дороге. Сравнивался расход энергии на тягу поездов на одних и тех же участках движения у двух групп электровозов ВЛ10. Каждая группа — и опытная, и контрольная — была из 100 электровозов. В опытной группе электровозы имели устройства для дистанционного отключения второй секции и должны были эксплуатироваться с отключением ее при малом весе состава.

         Из того источника http:// www.css-mps.ru получена информация об Оптимизации ведения поезда с помощью бортового компьютера.

В 1996 г. Государственные железные дороги Германии (DBAG) приняли обязательство к 2005 г. снизить на 25 % удельное потребление электроэнергии на тягу поездов.

Существенный вклад в достижение этой цели может внести применение бортовых компьютеров, оптимизирующих по потреблению энергии режимы вождения поездов. При наличии компьютеров машинисты получают возможность вести поезда строго по графику и одновременно обеспечивать минимальный расход электроэнергии, используя резервы времени, предусмотренные графиком движения, если эти резервы не были исчерпаны вследствие сбоев.

Оптимизация ведения даже при наличии многочисленных ограничивающих условий (топология участка пути, потери энергии в тяговых агрегатах и вспомогательном оборудовании и т. д.) позволяет снизить потребление электроэнергии более чем на 10 %, что весьма существенно.

Режимы ведения

Наиболее быстро, но с наибольшим расходом электроэнергии можно провести поезд по участку, применяя следующие режимы:

·  разгон и движение при максимальной силе тяги до достижения максимальной допустимой скорости;

·  длительное движение с максимальной допустимой скоростью;

·  торможение с максимальной допустимой тормозной силой, начинаемое в самый последний момент.

Это так называемый энергоемкий режим ведения поезда. Другие режимы требуют большего времени на прохождение участка и, следовательно, больших его резервов. Снизить расход энергии на тягу можно следующими режимами:

·  уменьшением силы тяги, а значит, снижением как ускорения при разгоне, так и скорости движения;

·  полным отключением тяги, что предполагает использование кинетической энергии при движении в гористой местности и переход в режим выбега перед торможением;

·  снижением тормозной силы;

·  применением рекуперативного торможения.

Экономия энергии при любом режиме ведения поезда зависит от имеющихся резервов времени (рис. 4).

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Экономия энергии в зависимости от фактического резерва времени при различных режимах ведения поезда: 1 - оптимальный режим ведения; 2 - снижение максимальной скорости; 3 - применение выбега; 4 - уменьшение замедления поезда

 

 

Если резервы времени недопустимо малы, всегда можно перейти на энергоемкий режим ведения. Разумеется, экономия энергии возрастает с увеличением резервов времени, причем возможности указанных режимов различны. При малых резервах времени применение выбега перед торможением обеспечивает значительную экономию энергии. Однако по мере роста резервов времени увеличивается экономия, которую дает снижение максимальной скорости. Наибольшая экономия энергии обеспечивается умелым комбинированием различных режимов ведения с помощью бортового компьютера.

Для расчета оптимального режима ведения бортовой компьютер должен располагать следующей информацией:

·  регламентированная скорость, сопротивление движению на подъемах, в кривых и в тоннелях;

·  используемые величины сил тяги и торможения, допустимые ускорения и замедления, потери энергии в электрооборудовании масса поезда, полное сопротивление движению.

К методике и средствам расчета предъявляются следующие требования:

·  учет всех существующих режимов ведения поезда, возможность анализа их произвольных комбинаций, высокая скорость вычислений;

Надежность вычислительной техники, оптимальные условия взаимодействия человека и машины, возможность поиска наилучшего компромиссного решения в границах, определяемых риском опоздания и ожидаемой величиной экономии энергии Оптимизация

Главной предпосылкой установления оптимального режима ведения поезда является, прежде всего, быстрота вычислений при рассмотрении максимально возможного числа вариантов прохождения участка. Интеллектуальный метод использует математическую формализацию, что существенно повышает скорость вычислений. Например, с помощью этого метода для расчета оптимального режима ведения поезда ICE на линии Кассиль - Мульда в течение 100 с может быть рассчитано 7300 моделей прохождения, в то время как традиционным шаговым методом рассчитывают лишь 100.