жения. За пределами линейных идеализации лежит обширный круг реальных нелинейных закономерностей, с которыми приходится сталкиваться в практической деятельности. Нелинейность систем является главным свойством, определяющим их состояние и поведение, поэтому задача познания заключается в том, чтобы научиться обнаруживать и использовать это свойство. Трудность состоит в том, что общей теории нелинейных дифференциальных уравнений еще не создано. А между тем пренебрежение нелинейностями приводит к существенным ошибкам и невозможности прогнозировать поведение систем, опираясь только на предшествующий опыт. Трудность исследования нелинейных систем заставила упрощать описание их поведения ценой снижения точности расчетов. Таким упрощением и является метод линеаризации нелинейных систем, а при изменении управляющих или внешних воздействий используется принцип дальнодействия классической механики: изменение сил происходит мгновенно, без учета инерции и переходных процессов. Для аналитических и графических методов расчета поведения нелинейных систем применяется кусочно-линейная аппроксимация, которая в тяговых расчетах является основным методом. А так как состояние нелинейных систем в будущем непредсказуемо, то в начале каждого последующего интервала малых отклонений принимается значение параметра в конце предшествующего малого интервала. Такой метод получил название метода наблюдаемости и ранее детально описан.
Однако метод кусочно-линейной аппроксимации допустимо применять лишь при слабом влиянии нелинейности. Кроме того, этот метод применяется в тяговых расчетах при определении закона движения поезда только как механической системы. А если иметь в виду все остальные параметры состояния (ток, напряжение, сцепление, температуру обмоток, термодинамические параметры дизеля и т. д.), то поезд представляется системой со сложными нелинейностями, для одновременного учета которых применение аналитических и графических методов затруднено.
Решение такой проблемы в настоящее время находят путем моделирования, использования численных методов, включающих алгоритмизацию и производство вычислений на ЭВМ.
Системный подход и принятие решений в условиях неопределенности. Когда движение поезда математически описывают как движение его центра масс, то тем самым поезд представляют обособленной, автономной системой, характер движения которой обусловлен тяговыми характеристиками подвижного состава и воздействиями внешней среды. В действительности же поезд является лишь составной частью системы железной дороги, а это требует системного подхода к решению тяговых задач.
Система не представляет собой дискретную совокупность ее частей. Системная взаимосвязь и взаимообусловленность частей проявляются в единстве достижения главной цели. Следовательно, достижение главной цели должно играть решающую роль в использовании тяговых средств. Главной целью системы транспорта является полное удовлетворение народного хозяйства в перевозках и быстродействие доставки грузов и пассажиров, и исходя из этого построен технологический процесс перевозок, организация движения поездов. Это значит, что методы тяговых расчетов должны учитывать цель и технологию перевозок.
Однако, традиционно определяя движение поезда как движение центра масс, методы тяговых расчетов далеко не полностью учитывают фактор технологии-Например, в целях повышения провозной способности дорог поезда движутся с минимально допустимыми интервалами попутного следования. При этом режим тяги впереди идущего поезда обусловливает режим вслед идущих поездов, особенно при параллельном графике движения. Между тем в теории тяги еще не разработано методов расчета потока поездов (группового движения) в условиях слежения, когда необходимо одновременно учитывать поездную ситуацию, профиль пути, расстановку светофоров на линии, тяговые характеристики и природу физических процессов. С решением этой важной проблемы связаны резервы интенсификации перевозок, безопасность движения и надежность работы локомотивов,
250
разработка графиков движения поездов — технологической основы транспорта на более достоверной основе, что в свою очередь должно повысить регулярность его исполнения. Для решения задачи необходимо использовать современную технику, акселерометры, автоматизированные системы регулирования скорости поездов с использованием локаторов и др. А пока этого еще нет, проблему в любых ситуациях решают машинисты, диспетчеры, станционные работники. В кибернетике установлено, что если в управлении принимают участие люди, то на поведение систем оказывает влияние человеческий фактор (квалификация, психофизическое состояние, согласованность действий, технологическая дисциплина). Разумеется, что человеческий фактор играет немалую роль и в то же время является вероятностным, особенно в условиях нестереотипности явлений и ситуаций, происходящих с объектами, дислоцированными на значительном отдалении друг от друга.
Таким образом, в теории тяги поездов возникла весьма актуальная проблема сложности, получения и использования достоверной информации для управления сложными системами. Особенно сложным оказался вопрос при вождении соединенных поездов с расстановкой локомотивов по длине поезда. Поэтому натурный, научно-производственный эксперимент должен стать главным источником информации для оптимизации процесса перевозок и, следовательно, составной частью эксплуатации локомотивов. На основе опытов целесообразно создавать местные, нелинейные, динамические, вероятностные модели тяги и движения поезда. Классический детерминизм должен уступить место вероятностному мировоззрению, аналитические методы расчетов — численным на ЭВМ с использованием вычислительного (имитационного) моделирования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.