Purpose. The paper involves the development of algorithmic support for simulation and optimization of train traffic modes. Methodology. To describe the process of the train movement in spatial coordinates with the distributed mass along the trajectory of motion, a system model is proposed. The model takes into account traction and support parameters and their changes depending on external and internal factors. For a numerical integration of a system model, a finite-difference method is used. In addition, iterative procedures are developed to meet the boundary conditions, the formation of a sequence of traction, braking and idling modes with appropriate parameters to satisfy the criterion of optimality of traffic and technical limitations with sufficient accuracy. The criterion of optimality includes fuel and energy resources, the frequency of changes in the modes of work of traction means (significantly affect the wear of drives), cost rates, etc. Findings. The developed algorithmic, software and information support provided: calculation of driving modes of arbitrary, including standard ones for formation of traffic schedules, calculation of inter-station and station intervals, and research of influence of extreme parameters of trains on their modes of operation. The system provides for the adaptation of the parameters of the train model based on the results of experimental trips. Originality. The paper proposes the task of calculating train driving modes as a problem of optimal control and proposes a quick method for its solution. This ensured the automation of the process of solving a large set of direct and inverse modes with different optimality criteria. Practical value. The proposed approach to the formulation and solution of tasks of modeling and optimization of train driving modes was tested in the process of calculating the main components for the formation of traffic schedules, the selection of optimal parameters for the reconstruction of the roadbed for high-speed and new types of trains.

    Цель. Работа предусматривает разработку алгоритмического обеспечения для моделирования и оптимизации режимов движения поездов. Методика. Для описания процесса движения поезда в пространственных координатах с распределенной массой вдоль траектории движения предложена системная модель. Она учитывает тяговые и опорные параметры и их изменение в зависимости от внешних и внутренних факторов. Для численного интегрирования модели системы использован метод конечных разностей. Кроме этого, разработаны итерационные процедуры для удовлетворения краевых условий, формирования последовательности из режимов тяги, торможения и холостого хода с соответствующими параметрами, чтобы обеспечить выполнение критерия оптимальности движения и технических ограничений с достаточной точностью. Критерий оптимальности включает топливно-энергетические ресурсы, частоту смены режимов работы тяговых средств (существенно влияет на износ приводов), затратные ставки и тому подобное. Результаты. Разработанное алгоритмическое, программное и информационное обеспечение позволило проведение: расчетов режимов ведения произвольных поездов, в том числе нормативных, для формирования графиков движения, расчет между поездными и станционными интервалами, исследование влияния экстремальных параметров поездов на режимы их ведения. В системе предусмотрена возможность адаптации параметров модели движения поезда по результатам исследовательских поездок. Научная новизна. В работе предложена постановка расчета режимов ведения поездов как задачи оптимального управления, определён быстрый метод ее решения. Это обеспечило автоматизацию процесса решения большого набора прямых и обратных режимных, с различными критериями оптимальности, задач. Практическая значимость. Предложенный подход к постановке и решению задач моделирования и оптимизации режимов ведения поездов прошел апробацию в процессе расчета основных составляющих для формирования графиков движения, выбора оптимальных параметров реконструкции полотна для всех, скоростных и новых, типов поездов.

    Мета. Робота передбачає розроблення алгоритмічного забезпечення для моделювання й оптимізації режимів руху поїздів. Методика. Для описання процесу руху поїзда в просторових координатах із розподіленою масою вздовж траєкторії руху запропонована системна модель. Вона враховує тягові й опірні параметри та їх зміну залежно від зовнішніх і внутрішніх факторів. Для числового інтегрування моделі системи використаний метод скінченних різниць. Крім цього, розроблені ітераційні процедури для задоволення крайових умов, формування послідовності з режимів тяги, гальмування й холостого ходу з відповідними параметрами, щоб забезпечити виконання критерію оптимальності руху й технічних обмежень із достатньою точністю. Критерій оптимальності містить паливно-енергетичні ресурси, частоту зміни режимів роботи тягових засобів (суттєво впливає на зношеність приводів), затратні ставки тощо. Результати. Розроблене алгоритмічне, програмне й інформаційне забезпечення дозволило проведення: розрахунків режимів ведення довільних поїздів, зокрема нормативних, для формування графіків руху, розрахунок міжпоїзних і станційних інтервалів, дослідження впливу екстремальних параметрів поїздів на режими їх ведення. У системі передбачена можливість адаптації параметрів моделі руху поїзда за результатами дослідних поїздок. Наукова новизна. У роботі запропонована постановка розрахунку режимів ведення поїздів як задачі оптимального керування, з’ясований швидкий метод її розв’язування. Це забезпечило автоматизацію процесу розв’язування великого набору прямих та обернених режимних, із різними критеріями оптимальності, задач. Практична значимість. Запропонований підхід щодо постановки й розв’язування задач моделювання та оптимізації режимів ведення поїздів пройшов апробацію в процесі розрахунку основних складових для формування графіків руху, вибору оптимальних параметрів реконструкції полотна для всіх, швидкісних і нових, типів поїздів.


    Zugriff

    Download


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    DEVELOPMENT OF THE ALGORITHMS FORMATION OF ENERGY- OPTIMIZED TRAINS TRAFFIC MODES.
    РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГООПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ.
    РОЗРОБЛЕННЯ АЛГОРИТМІВ ФОРМУВАННЯ ЕНЕРГООПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ РУХУ ПОЇЗДІВ


    Beteiligte:
    Prytula, M. G. (Autor:in) / Pasechnyk, O. A. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2019-01-18


    Anmerkungen:

    Science and Transport Progress ; No. 6(78) (2018); 82-100



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Ukrainisch