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
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.