Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту




НазваниеТеоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту
страница2/6
Дата09.11.2012
Размер0.65 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6
Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, семи розділів, висновків і 9 додатків. Повний обсяг роботи - 534 сторінки; з них основний текст на 295 сторінках, 74 рисунка і 43 таблиці на 73 сторінках, список використаних джерел з 254 найменувань на 24 сторінках, додатки на 142 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність проблеми, сформульовані мета і задачі досліджень, відображена наукова новизна результатів, їх практичне значення. Приводяться відомості про апробацію і публікацію результатів дисертації.

У першому розділі виконаний аналіз основних етапів розвитку і сучасного стану методів моделювання, що використовуються для пошуку шляхів удосконалення конструкції і технології роботи залізничних станцій.

Однією з основних наукових проблем в галузі експлуатації залізничних станцій є підвищення їх пропускної і перероблювальної спроможності. Для вирішення зазначеної проблеми широко використовувалися математичні моделі і методи, роль яких зростала в міру поширення засобів обчислювальної техніки. Великий внесок у теорію удосконалення залізничних станцій з використанням методів моделювання внесли вчені Акулінічев В.М., Архангельський Є.В., Бутько Т.В., Буянов В.О., Бикадоров О.В., Гриценко В.І., Ґрунтов П.С., Єфименко Ю.І., Жуковицький І.В.,

Іванченко В.М., Козлов П.О., Козлов І.Т., Корнаков А.М., Мірошниченко В.М., Муха Ю.О., Нагорний Є.В., Негрей В.Я., Образцов В.М., Павлов В.Є., Правдін М.В., Персианов В.О., Скалов К.Ю., Сотніков Є.О., Сотніков І.Б., Таль К.К., Тішкін Є.М., Усков М.С., Федотов М.І., Шабалін Н.Н., Шафіт Є.М., Ющенко М.Р. та ін.

У сучасних умовах роботи залізничного транспорту України задача удосконалення конструкції і технології роботи станцій є, як і раніше, актуальною, незважаючи на зміну її цілей і критеріїв. У теоретичному аспекті дану задачу можна розглядати як задачу синтезу системи з заданими якостями. Її вирішення може бути отримане шляхом послідовного поліпшення вихідного варіанта станції на основі аналізу його математичної моделі, у результаті якого одержують кількісну оцінку техніко-технологічних параметрів станції. Зазначена оцінка використовується для прийняття рішення про завершення чи продовження пошуку; в останньому випадку виконується параметричний синтез чергового варіанта, після чого знову здійснюється його аналіз.

Для вирішення задач аналізу і синтезу станцій необхідна система структурно-параметричних і функціональних моделей. Структурно-параметричні моделі відображають конструкцію станцій і використовуються для їх синтезу; вони також повинні служити інформаційною базою для функціональних моделей.

Функціональні моделі станцій відображають відповідні технологічні процеси і використовуються для вирішення задач аналізу; вони дозволяють одержати кількісну оцінку ефективності станцій, яка необхідна для пошуку шляхів удосконалення їх конструкції і технології роботи.

Зазначена система математичних моделей може бути покладена в основу автоматизованої системи підтримки прийняття рішень, що повинна використовуватися працівниками станцій для вибору заходів, спрямованих на підвищення ефективності їх експлуатації. Створення подібних систем розглядається в Програмі реструктуризації, як один з основних напрямків інформатизації залізничного транспорту.

Як показав аналіз можливих типів структурних моделей, для опису конструкції колійного розвитку станцій доцільно використовувати геометричні моделі. Зазначені моделі досить широко використовуються для автоматизації розрахунків з'єднань колій. До цього часу створено значну кількість програмних засобів для розрахунків різноманітних елементів колійного розвитку станцій. Однак, як показав аналіз, вони мають ряд недоліків, які перешкоджають їх використанню для вирішення поставленої задачі. Головним недоліком є складність підготовчої роботи, яка вимагає ручного кодування схем станцій і введення в ЕОМ інформації в цифровій формі. Крім того, при розрахунках, як правило, потрібне попереднє розбивання станцій на окремі типові елементи. Такі програмні засоби вимагають високої кваліфікації користувачів в області проектування станцій, що утруднює їх широке використання технологами станцій. Слід зазначити також, що існуючі геометричні моделі, які використовуються для розрахунку планів колійного розвитку, не можуть одночасно використовуватися і для функціонального моделювання станцій. Виходячи з цього, сформульована перша задача дослідження: побудувати систему геометричних моделей станцій для забезпечення графічного введення в ЕОМ їх немасштабних схем, автоматизації параметричного синтезу планів колійного розвитку, побудови креслень і підготовки даних для функціонального моделювання.

Проблема створення функціональних моделей станцій ускладнюється великою різноманітністю їх типів і особливостями технологічного процесу. У цих умовах доцільна уніфікація моделей окремих станційних підсистем та їх наступне використання для побудови моделей конкретних станцій. Відповідно до теорії взаємодії в технології станцій, для аналізу роботи станцій більшості типів досить створити функціональні моделі чотирьох основних підсистем: підходів до станцій, приймальновідправних парків, сортувальних гірок і районів формування составів. У зв'язку з цим в дисертації був виконаний аналіз робіт вітчизняних і закордонних учених, присвячених проблемам функціонального моделювання станцій по чотирьох зазначених напрямках.

Одним з основних недоліків існуючих моделей станцій є те, що в них вибір черговості виконання операцій з поїздами, локомотивами, составами та ін. здійснюється за допомогою деякого алгоритму, побудованого на основі постійного набору правил. У той же час, ефективність експлуатації станцій визначається не тільки її конструкцією і технологією, але і діючою системою керування, основною ланкою якої є диспетчер. З огляду на те, що в даний час не існує методів адекватного моделювання діяльності диспетчера, у дисертації була поставлена друга задача дослідження: розробити теоретичні основи і методику побудови ергатичних функціональних моделей станцій, у яких людина бере безпосередню участь у моделюванні, виконуючи функції оперативно-диспетчерського персоналу.

В існуючих функціональних моделях час заняття кожного елемента станції, як правило, є постійним і повинен бути заданим при підготовці до моделювання. Такий підхід істотно збільшує трудомісткість підготовки до моделювання, ускладнює саме моделювання, знижує його точність і, крім того, він не дозволяє визначити витрати, пов'язані з пересуванням рухомого складу.

Для ліквідації зазначених недоліків необхідне моделювання переміщення рухомого складу по станції. Особливо необхідна модель руху поїздів на підходах до станцій (у вузлах), де розташовані пункти пересічення і злиття ліній. Подібна модель, що побудована на основі диференціальних рівнянь руху поїздів, дозволить визначати пропускну здатність пунктів пересічень, а також витрати, що зв'язані як із пробігами поїздів, так і з їх можливими затримками у цих пунктах. Беручи до уваги, відсутність подібних інтегрованих моделей, була сформульована третя задача досліджень: удосконалити теорію моделювання руху об'єктів на станціях і підходах до них; розробити інтегровану імітаційну модель руху потоків поїздів на лініях розв'язок залізничних вузлів і їх пропуску через пункти пересічення і злиття ліній.

Одним із найважливіших елементів сортувальних станцій є гірки, якість роботи яких визначає ефективність експлуатації станцій в цілому. Теорія моделювання сортувального процесу розроблена в даний час досить глибоко. Працями багатьох вітчизняних і закордонних учених докладно досліджений процес скочування відчепів з гірки, створені його математичні моделі. Одним із недоліків існуючих моделей є використання кусково-лінійної апроксимації профілю гірки. Це не дозволяє використовувати диференціальні рівняння руху відчепів, у яких незалежною змінною є час, і тим самим утруднює моделювання паралельних процесів насування состава і скочування відчепів та їх синхронізацію з роботою всіх гіркових пристроїв. Використання ж для апроксимації профілю поліномів та інших неперервних кривих не забезпечує необхідної точності. Не вирішеною залишається проблема оптимізації режимів гальмування відчепів состава. У зв'язку з цим була сформульована четверта задача дослідження: узагальнити досвід моделювання сортувального процесу, удосконалити моделі скочування відчепів і розпуску составів на основі неперервної апроксимації профілю гірки; розробити метод оптимізації режимів гальмування відчепів состава.

Четвертим елементом системи функціональних моделей станцій є модель процесу формування составів. Це найбільш складний і трудомісткий технологічний процес на станціях, особливо при формуванні багатогрупних составів. Його складність обумовлена необхідністю багаторазового сортування вагонів, що виникає в умовах обмеженої кількості сортувальних колій при великій кількості груп у составі. При цьому, як правило, існує дуже велика кількість можливих варіантів сортування, серед яких необхідно знайти оптимальний, що забезпечує мінімальний час формування. Як показав аналіз, в багатьох наукових працях пропонуються різні методи формування багатогрупних составів. У той же час теоретичним дослідженням процесу формування, методиці його оптимізації приділяється недостатня увага. З огляду на перелічені обставини, була поставлена п'ята задача досліджень: виконати аналіз і формалізацію методів формування багатогрупних составів, побудувати імітаційну модель процесу формування, розробити метод його оптимізації; встановити залежності часу формування составів від їх параметрів, а також від характеристик пристроїв, що використовуються для формування.

В другому розділі виконані дослідження і побудова геометричних моделей, що використовуються на окремих етапах синтезу планів колійного розвитку станцій (вхідні, внутрішні, вихідні моделі), а також розроблені методи їх перетворення. В основу моделей покладене представлення схем станцій у вигляді орграфів, вершинам і дугам яких ставляться у відповідність необхідні параметри.

Вхідною моделлю станції є орієнтований граф G = {e1, e1, …, em}, представлений списком дуг ei = (vлi, vпi), де vлi, vпi - відповідно, ліва і права вершини, інцидентні дузі ei. Розроблена вхідна модель станції дозволила реалізувати графічне введення в ЕОМ немасштабної схеми, її автоматичний аналіз і перетворення у внутрішню модель. Графічне введення дозволяє істотно прискорити синтез планів станцій за рахунок ліквідації етапу ручного кодування схем і зменшення можливої кількості помилок. Для графічного введення використовується адаптований до даної задачі пакет AutoCAD.

Внутрішня модель включає канонічну модель станції і модель її горизонтальних колій і використовується для розрахунку плану колійного розвитку.

Канонічна модель відображає топологічну структуру станції і являє собою орграф G = (V, E), множина вершин якого V розділена на три підмножини: центри стрілочних переводів VS (номери NSО{1, 99}), вершини кутів повороту VC (номери NCО{201, 299}) і кінці колій VW (номери NWО{101, 199}), так що V= VSИVCИVW. Кожна дуга орграфа e=(v, u) відповідає ділянці колії від вершини v до u; прийнято, що всі дуги орієнтовані зліва направо (рис. 1).

Для представлення канонічної моделі в ЕОМ використані списки інцидентності вершин {u:v®u}, що забезпечують необхідну компактність представлення. Кожній вершині графа поставлений у відповідність вектор параметрів, що характеризують даний елемент станції. Компоненти зазначених векторів визначаються типом відповідної вершини ("vОVS: XS, "vОVC : XC, "vОVW : XW). Дана модель дозволяє виконати автоматичний аналіз схеми, ідентифікацію її типових елементів і їх розрахунок за допомогою розроблених програмних модулів.

Горизонтальні колії станції представлені вершинами деревоподібного графа D=(W, H), кожному ребру якого поставлене у відповідність окреме міжколійя. Для одержання дерева D на основі вхідної моделі станції необхідно побудувати неорієнтований зважений граф горизонтальних колій станції , в якому вершинам wi відповідають колії, а ребрам hj – відстані між ними. У графі за допомогою алгоритму Прима знаходиться найкоротший кістяк , на основі якого будується шукане дерево D, починаючи від опорної вершини (стрілки із заданою ординатою Y0), що є коренем дерева. Отримане дерево D визначає пари колій (wi, wj), для яких потім в інтерактивному режимі задається необхідна ширина міжколійя gij. Модель горизонтальних колій використовується для визначення ординат Y і кутів нахилу q приналежних їм елементів.

Для розрахунку координат точок станції на орграфі схеми будується кістякове дерево з використанням алгоритму пошуку в глибину (рис. 2). Це дозволяє контролювати наявність у схемі замкнутих контурів і при необхідності автоматично коректувати розрахунок вставок. Розрахунок починається з пошуку горизонтальних колій, визначення ординат яких здійснюється з використанням заданої ширини міжколій.

Вихідна модель станції містить усі необхідні розміри плану колійного розвитку станції і забезпечує його графічне відображення на екрані дисплея; передбачене її представлення у форматі AutoCAD для побудови креслення. Модель також включає дані про повну і будівельну довжини колій.

В якості моделі гіркових горловин використане параметризоване бінарне ордерево Gг= (V, E). На базі цієї моделі розроблено ітераційний метод розрахунку невідомих кутів повороту b додаткових кривих на спускній частині гірки. Чергове наближення невідомого кута bk+1 визначається за допомогою рекурентного виразу:

bk+1 = bk + sign(Y - y(bk)), b0 = 0, (1)

де Db - крок ітерації;

Y - задана ордината розрахункової колії;

y(bk) - попереднє наближення ординати розрахункової колії.

Величина y(bk) обчислюється як сума проекцій елементів розрахункової колії на вертикальну вісь; ітераційний процес продовжується, поки пY- y(bk )п- e > 0.

Сформульовано задачу оптимізації параметрів з'єднувальних кривих на сортувальних коліях, розроблений інтерактивний метод їх розрахунку з графічною візуалізацією результатів і контролем ширини міжколійя суміжних колій. З цією метою розроблений метод визначення координат точок, в яких досягається мінімальна задана ширина міжколійя. Метод заснований на побудові еквідистант суміжних колій і визначенні точки їх перетинання.

Виконана програмна реалізація підтвердила ефективність розроблених геометричних моделей і алгоритмів параметричного синтезу плану колійного розвитку станцій.

У
1   2   3   4   5   6

Похожие:

Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту icon«Хімічні технології харчових добавок та косметичних засобів» ● Хімія природних органічних сполук ●
Основи товарознавства продуктів харчування та сенсорний та фізико-хімічний аналіз продуктів харчування та косметичних засобів
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconІнформаційні технології
Т, інформаційно-комунікаційні технології (Information and Communication Technologies, ict)— cукупність методів, виробничих процесів...
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconЛеонов В. П. Атлас науки
Філинюк М. А. Основи негатроніки: Монографія. Т теоретичні І фізичні основи негатроніки. Вінниця: універсум-вінниця, 2006. 456 с
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconЗміст вступ 2 Розділ Теоретичні основи управління інвестиційним портфелем комерційного банку 4
Розділ Теоретичні основи управління інвестиційним портфелем комерційного банку 4
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconОснови комп’ютерної грамотності. Основи роботи в Інтернеті для бібліотечних працівників
Модуль 1 складається з 2-х розділів які містять 8 тем, зв’язаних між собою змістовими складовими
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconРозділ 1 наф україни: теоретичні основи організації документів
Вступ
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconАвтореферат розісланий «27»
Теоретичні основи ергономічного забезпечення автотранспортних технологічних процесів
Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconРозділ Теоретичні І методичні основи розвитку агротуризму та формування ринку агротуристичних послуг

Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconРозділ Теоретичні основи формування конкурентоспроможності національної економіки в умовах інноваційної конкуренції

Теоретичні основи удосконалення конструкції та технології роботи залізничних станцій 05. 22. 20- експлуатація та ремонт засобів транспорту iconЛюбченко павло миколайович
Розділ Громадянське суспільство: теоретичні основи становлення І розвитку
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница