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
страница5/6
Дата09.11.2012
Размер0.65 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6
додатках приведені методики та алгоритми моделювання окремих елементів функціональних підсистем станцій, приклади результатів моделювання, які отримані за допомогою програм, що були розроблені при виконанні дисертаційної роботи, а також довідки про використання її результатів.


ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі отримане нове вирішення актуальної наукової проблеми удосконалення конструкції і технології роботи залізничних станцій з використанням інтегрованої системи структурно-параметричних і функціональних моделей. Розроблена система моделей дозволяє автоматизувати вирішення задач аналізу і синтезу станцій; вона може бути покладена в основу автоматизованої системи підтримки прийняття рішень, яка дозволить отримувати кількісну оцінку заходів, спрямованих на поліпшення техніко-технологічних параметрів станцій, і використовувати її для мінімізації простою вагонів і експлуатаційних витрат станцій.

Основні наукові результати і висновки дисертації полягають у наступному:

1. Виконаний аналіз математичних методів і моделей залізничних станцій показав, що методи прямого синтезу оптимальних рішень у даний час розвинуті недостатньо. У зв'язку з цим система моделей повинна підтримувати ітераційний процес удосконалення вихідного варіанта станції на основі послідовного багаторазового вирішення задач аналізу і синтезу.

2. Відповідно до системного підходу інтегрована система повинна включати структурні (геометричні) і функціональні моделі станцій. Геометричні моделі відображують конструкцію колійного розвитку станцій і використовуються для автоматизації параметричного синтезу. Функціональні моделі необхідні для аналізу роботи станцій при заданих параметрах технічних засобів, технології та умовах експлуатації; при цьому інформаційною базою функціональних моделей повинні служити їх геометричні моделі.

3. Система геометричних моделей станцій (вхідна, внутрішня і вихідна), побудованих на основі зважених орграфів, дозволяє здійснити графічне введення у ЕОМ немасштабної схеми станції, автоматизувати її топологічний аналіз, розрахунок та побудову креслення плану колійного розвитку станції.

4. Розроблено теоретичні основи функціонального моделювання станцій.

4.1. Для вирішення задач аналізу станцій, відповідно до теорії взаємодії їх підсистем, інтегрована система повинна включати функціональні моделі 4-х типів: підходів до станції (розв'язок), приймальновідправних парків, сортувальних гірок і районів формування.

4.2. Складність станцій і їх підсистем обумовлює ієрархічну трьохрівневу структуру функціональних моделей. На метарівні станція розглядається як багатофазна багатоканальна система масового обслуговування неоднорідного потоку заявок. На макрорівні здійснюється моделювання руху потоків поїздів, технологічних процесів їх обробки у парках, розформування і формування составів, а також роботи систем залізничної автоматики, що регулюють рух транспортних одиниць. На мікрорівні моделюється переміщення окремих об'єктів з використанням диференціальних рівнянь.

4.3. Сформульована концепція ергатичних імітаційних моделей станцій, у яких людина бере безпосередню участь у процесі моделювання, виконуючи функції диспетчера. Розроблено методологію побудови цих моделей, створені моделі окремих підсистем сортувальної станції (розв'язки, парку прибуття, гірки). Апробація моделі парку прибуття показала, що вона в 50 разів прискорює реальний процес і дозволяє одержати кількісну і неформальну якісну оцінку станції експертом, що виконує моделювання. Для перевірки адекватності моделі парку прибуття використаний критерій Ван дер Вардена; з його допомогою була підтверджена гіпотеза про приналежність вибірок часу простою поїздів, отриманих на реальній станції і методом моделювання, одній генеральній сукупності. Встановлено, що ергатичні моделі можуть використовуватися і як тренажери для підготовки оперативно-диспетчерського персоналу станцій.

4.4. Для одержання адекватної оцінки часу перебування транспортних одиниць на станціях необхідно моделювати усі операції технологічного процесу обробки з урахуванням їх послідовності, взаємної обумовленості, спеціалізації і кількості виконавців, а також законів розподілу часу виконання.

4.5. У моделях станцій обґрунтована доцільність імітації руху поїздів замість завдання постійних значень часу заняття маршрутів. Розроблені точна (на основі диференціальних рівнянь) і наближена моделі, у яких вибір режимів руху здійснюється з урахуванням показань світлофорів залізничної автоматики.

4.6. В якості моделі систем регулювання руху поїздів доцільне використання детермінованих скінченних автоматів. Розроблено методику синтезу таблиць виходів і переходів автоматів для пунктів пересічення і злиття ліній у розв'язках вузлів. Для станцій з великою кількістю світлофорів і рейкових кіл доцільна аналітична форма опису функціонування автоматів, яка базується на використанні бульових функцій.

5. Одержала подальший розвиток теорія моделювання руху об'єктів на станціях і підходах до них, а також на сортувальних гірках. Встановлено, що неперервна апроксимація профілю залізничних колій кубічними сплайнами дозволяє моделювати рух окремого об'єкта диференціальним рівнянням другого порядку, у якому незалежною змінною є час. Це забезпечує синхронізацію паралельних процесів при моделюванні руху потоку поїздів або розпуску составів і, крім того, дозволяє збільшити у 5 разів крок інтегрування при тій же точності обчислень.

6. Удосконалено теорію моделювання сортувального процесу на сортувальних гірках.

6.1. Визначена область припустимих режимів гальмування відчепа, конфігурація якої залежить від його ходових властивостей; знайдені закономірності розподілу у даній області енергетичної висоти, що погашається при гальмуванні. Встановлено, що оптимальний режим гальмування відчепа знаходиться на межі області; це дозволило у 2 рази скоротити розмірність задачі оптимізації режимів гальмування.

6.2. Отримано рішення задачі оптимізації режимів гальмування відчепів состава, що розформовується на гірці, за допомогою розробленого двоетапного методу, який базується на ідеях динамічного програмування. Метод дозволяє максимізувати мінімальний інтервал та забезпечує оптимальний розподіл решти інтервалів між відчепами состава на розділових елементах.

7. Розроблено теоретичні основи функціонального моделювання й оптимізації процесу формування багатогрупних составів.

7.1. Встановлено, що при формуванні доцільно використовувати початкове упорядкування вагонів состава. З цією метою розроблено алгоритм заміни дійсних номерів груп (призначень) логічними, що дозволяє в середньому у 2 рази скоротити кількість груп і за рахунок цього зменшити час формування.

7.2. Формалізацію схем формування составів для комбінаторного і запропонованого у дисертації розподільного методів доцільно виконувати з використанням, відповідно, фібоначчийової та позиційної систем числення.

7.3. Встановлено, що для більшості составів існує множина схем формування, що відрізняються тривалістю. Запропоновано статистичний метод пошуку раціональної схеми, який дозволяє на 20-35% скоротити час формування.

7.4. Встановлено, що найбільший вплив на час формування мають тип сортувального пристрою, а також кількість груп та вагонів у составі. Використання гірки дозволяє у 1,5-2,4 рази скоротити час формування. Отримані залежності можуть бути використані для удосконалення конструкції сортувальних пристроїв і технології формування составів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ За ТЕМою ДИСЕРТАЦІЇ

1. Механизация и автоматизация формирования поездов / Ю.А. Муха, В.А. Король, Н.М. Иванков, А.М. Бледный, В.И. Бобровский; Под общей ред. Ю.А. Мухи. - К.: Техніка, 1987. - 136 с.

2. Бобровский В.И. Представление продольного профиля сортировочных горок в АСУ расформированием составов // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1996. - №1, 2. - с. 19 - 25.

3. Бобровский В.И. Моделирование автоматизированных сортировочных горок // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1996. - №3, 4. - с. 83 - 84.

4. Бобровский В.И. Дифференциальные уравнения движения отцепа и методы их решения // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1996. - №6. - с. 34 - 39.

5. Бобровский В.И. Структурные модели путевого развития железнодорожных станций для автоматизированного проектирования // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1997. - №3. - с. 58 - 63.

6. Бобровский В.И. Компьютерное моделирование в проектировании железнодорожных станций //Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1998. - № 4. - с. 68 - 69.

7. Бобровский В.И. Оценка расходов на передвижение поездов в проектируемых развязках железнодорожных линий с использованием имитационного моделирования. // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1999. - №2. - с. 48 - 51.

8. Бобровский В.И. Поиск оптимальных режимов торможения на проектируемых сортировочных горках. // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1999. - №5. - с. 50 - 54.

9. Бобровский В.И., Козаченко Д.Н. Информационные технологии в проектировании железнодорожных станций и узлов // Залiзничний транспорт України. - 1999. - №6(15). - с. 6 - 10.

10. Бобровский В.И., Козаченко Д.Н. Расчет эксплуатационных расходов в задачах оптимизации продольного профиля железнодорожных станций // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2000. - №2. - с. 14 - 19.

11. Бобровский В.И. Оптимизация формирования многогруппных составов // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2000. - №6. - с. 10 - 14.

12. Бобровский В.И., Вернигора Р. В. Функциональное моделирование железнодорожных станций в тренажерах оперативно-диспетчерского персонала // Математичне моделювання. - 2000. - №2(5). - с. 68-71.

13. Бобровский В.И. Эргатические модели сортировочных горок // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2001.- №5.- с. 7 - 11.

14. Аркатов В.С., Бобровский В.И., Муха Ю.А., Муратов А.А. Улучшение использования сортировочных путей при автоматизации роспуска // Железнодорожный транспорт. - 1983. - №11. - с. 20-22.

15. Муха Ю.А., Бобровский В.И. Исследование влияния высоты сортировочной горки на качество прицельного регулирования // Вопросы механизации и автоматизации сортировочного процесса на железнодорожных станциях: Труды ДИИТа. - Вып. 168/9. - Днепропетровск. - 1975. - с. 39 - 54.

16. Бобровский В.И. Определение вероятностей разделения отцепов на стрелках сортировочной горки // Вопросы механизации и автоматизации сортировочного процесса на станциях: Труды ДИИТа.-Вып.181/10.-Днепропетровск.-1976.-с. 56 - 63.

17. Муха Ю.А., Бобровский В.И. Использование ЭВМ при расчете плана горочной горловины сортировочного парка // Применение вычислительной техники в учебном процессе: Труды вузов МПС. - Вып. 591. - М.: МИИТ, 1977. - с. 140 - 147.

18. Бобровский В.И. Временной принцип моделирования скатывания отцепов с горки // Вопросы механизации и автоматизации сортировочного процесса на станциях: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 197/12.-Днепропетровск: ДИИТ, 1978.- с. 50 - 58.

19. Бобровский В.И., Муратов А.А. Об одном алгоритме управления интервальными тормозными позициями // Вопросы механизации и автоматизации сортировочного процесса на станциях: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 216/14. - Днепропетровск: ДИИТ, 1981. - с. 29 - 36.

20. Бобровский В.И., Горбачева И.А., Муратов А.А. Моделирование управляемого скатывания отцепов на автоматизированных сортировочных горках // Вопросы механизации и автоматизации сортировочного процесса на станциях: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 229/15. - Днепропетровск: ДИИТ, 1983. - с. 22 - 29.

21. Муха Ю.А., Бобровский В.И., Муратов А.А., Бондаренко В.Э. Об идентификации процесса скатывания отцепов с сортировочной горки // Вопросы проектирования и организации работы железнодорожных станций и узлов: Межвуз. сб. научн. тр. - Новосибирск: НИИЖТ, 1985. - с. 41 - 47.

22. Бобровский В.И. Автоматизация проектирования стрелочных горловин сортировочных парков // Совершенствование технических устройств и технологии управления процессом расформирования составов на сортировочных горках: Межвуз. сб. научн. тр. - Днепропетровск: ДИИТ, 1986. - с. 42 - 49.

23. Бобровский В.И Автоматизация составления сортировочного листа при использовании комбинаторного метода сортировки вагонов // Механизация и автоматизация сортировочного процесса на железнодорожных станциях: Межвуз. сб. научн. тр. - Днепропетровск: ДИИТ, 1990. - с. 60 - 69.

24. Бобровский В.И. Моделирование системы управления пропуском поездов через пересечения // Концепцiя пiдвищення ефективностi вантажних перевезень на залiзничному транспортi: Мiжвуз. зб. наук. пр. - Вип. 33. - Харкiв: ХарДАЗТ, 1998. -с. 71-79.

25. Бобровский В.И. Имитационная модель развязки линий в железнодорожном узле // Концепцiя пiдвищення ефективностi вантажних перевезень на залiзничному транспортi: Мiжвуз. зб. наук. пр. Вип. 38. - Харкiв: ХарДАЗТ, 1999. - с. 35 - 42.

26. Бобровский В.И. Оптимизация режимов торможения отцепов на сортировочных горках / Транспорт: Зб. наук. праць ДІІТу.- Дніпропетровськ: Арт-Пресс, 2000.- с. 43 - 47.

ДОДАТКОВІ ПРАЦІ

27. Бобровский В.И. Исследование влияния длины измерительного участка на скорость роспуска составов // Совершенствование технических устройств и технологии управления процессом расформирования составов на сортировочных горках: Межвуз. сб. научн. тр. - Днепропетровск: ДИИТ, 1986. - с. 50 - 59.

28. Бобровский В.И. Функциональное моделирование железнодорожных станций // Тези доповідей міждержавної конференції “Комп'ютерне моделювання”. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 1999. - с. 42-43.

29. Бобровский В.И. Вернигора Р.В. Функциональное моделирование в тренажерах оперативно-диспетчерского персонала железнодорожного транспорта // Тези доповідей міждержавної конференції “Комп'ютерне моделювання”. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2000. - с. 167-168.

30. Бобровский В.И. Временной принцип в имитационной модели процесса скатывания отцепов с сортировочной горки // Вопросы проектирования и технология транспортных узлов: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 674. - М.: МИИТ, 1980. - с. 70-71.

31. Бобровский В.И., Горбачева И.А., Муратов А.А. Моделирование управляемого скатывания отцепов на автоматизированных сортировочных горках // Проблемы наращивания мощности станций и узлов: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 765. - М.: МИИТ, 1985. - с. 55-56.

32. Бобровский В.И., Муратов А.А. Управление интервальными тормозными позициями на автоматизированных сортировочных горках // Совершенствование технологии перевозок и увеличение пропускной способности железных дорог: Межвуз. сб. научн. тр. - Вып. 736. - М.: МИИТ, 1983. - с. 12 - 14.

33. Бобровский В.И. Исследования и оптимизация режимов торможения отцепов на сортировочных горках. //Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1999. - № 4. - с. 86-87.

34. Бобровский В.И. Оптимизация режимов расформирования составов на сортировочных горках // Тези доповідей міждержавної конференції “Комп'ютерне моделювання”. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2000. - с. 165-166.

35. Бобровский В.И. Имитационное моделирование роспуска составов в тренажерах горочных операторов // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2001. - № 4. - с. 112.

36. Бобровский В.И. Интервальное регулирование скорости отцепов на сортировочных горках // Інформаційно - керуючі системи на залізничному транспорті. - 2002. - № 4, 5 (додаток). - с. 23.

37. Бобровский В.И., Козаченко Д.Н. Интегрированные модели железнодорожных станций // Інформаційно - керуючі системи на залізничному транспорті. - 2002. - № 4, 5 (додаток). - с. 23.

38. Бобровский В.И., Вернигора Р. В. Тренажеры для подготовки оперативно- диспетчерского персонала железнодорожных станций // Інформаційно - керуючі системи на залізничному транспорті. - 2002. - № 4, 5 (додаток). - с. 22-23.

АННОТАЦИЯ

Бобровский В. И. Теоретические основы совершенствования конструкции и технологии работы железнодорожных станций. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.20 - эксплуатация и ремонт средств транспорта, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2002.

Диссертация посвящена проблеме совершенствования конструкции и технологии работы железнодорожных станций на основе их математического моделирования. В диссертации разработана интегрированная система структурно-параметрических и функциональных моделей для автоматизированного анализа и синтеза рациональной конструкции и технологии работы станций.

Структурно-параметрические модели отображают конструкцию путевого развития станций и используются для его синтеза. Они реализованы с использованием геометрических моделей станций, основанных на представлении их схем с помощью взвешенных ориентированных графов. Система геометрических моделей, используемых на отдельных этапах синтеза станции (входные, внутренние, выходные модели), позволяет осуществить графический ввод немасштабной схемы, автоматически выполнить ее топологический анализ и идентификацию отдельных элементов, расчет плана путевого развития, а также построение чертежей.

Функциональные модели используются для анализа станций и позволяют получить количественную оценку их эффективности, необходимую для поиска путей улучшения конструкции и технологии работы станций. Система функциональных моделей включает имитационные модели 4-х станционных подсистем: подходов к станциям, включая развязки линий, собственно станций или отдельных парков, сортировочных горок и районов формирования. Модели указанных подсистем построены с использованием системного подхода и имеют иерархическую структуру. На метауровне каждая подсистема станции рассматривается как многофазная, многоканальная управляемая система массового обслуживания потока заявок определенного типа. На макроуровне осуществляется моделирование соответствующей системы регулирования движения поездов и/или маневровых составов, а также моделирование обслуживания потоков заявок. На микроуровне выполняется имитационное моделирование перемещения отдельных единиц подвижного состава с использованием дифференциальных уравнений.

Разработанные функциональные модели построены как эргатические; в них человек принимает непосредственное участие в моделировании, выполняя функции оперативно-диспетчерского персонала.

Модель технологического процесса обслуживания отдельной заявки учитывает очередность всех выполняемых операций, их взаимную обусловленность, закон распределения времени выполнения, а также специализацию и число исполнителей.

Базой данных для функциональных моделей служат геометрические модели станций, которые используются для имитационного моделирования перемещений подвижного состава, а также для создания информационных моделей, необходимых для участия человека в моделировании.

Разработанные основы теории функционального моделирования станций были использованы при создании моделей четырех базовых станционных подсистем. Функциональная модель подхода к станции включает развязки линий и служит для моделирования движения потоков поездов на примыкающих линиях и их пропуска через пункты пересечения. Она включает модель системы регулирования движения поездов, построенную на основе конечного автомата Мили.

Функциональная модель станции (отдельного парка), предназначена для имитации обслуживания поступающих поездов. Разработана методика формализации технологических процессов обработки поездов на базе структурно-временных таблиц операций. Имитационная модель перемещения объектов построена на основе предположения об их равноускоренном движении. Для проверки свободности маршрутов движения создана модель системы ЭЦ, которая построена на основе детерминированного конечного автомата; функционирование автомата описывается совокупностью булевых функций. В состав эргатической модели станции включена информационная модель, позволяющая человеку контролировать протекающие процессы, принимать необходимые решения и обеспечивать их реализацию.

Получила дальнейшее развитие теория сортировочного процесса; усовершенствована модель сортировочной горки на основе сплайн-аппроксимации ее профиля. Установлена область допустимых режимов торможения отцепов, определены ее закономерности. Разработан новый двухэтапный метод оптимизации режимов торможения, основанный на идеях динамического программирования, позволяющий максимизировать минимальный интервал между отцепами состава на разделительных элементах и наилучшим образом распределить остальные интервалы.

Разработаны теоретические основы моделирования процесса формирования многогруппных составов, использованные при создании модели подсистемы формирования, установлены основные факторы, определяющие время формирования, разработана методика формализации процесса формирования, предложен новый распределительный метод формирования. Разработан статистический метод оптимизации схемы формирования, построена имитационная модель для его реализации.

Разработанная совокупность моделей может быть положена в основу автоматизированной системы поддержки принятия решений, которая необходима для оценки и выбора рационального комплекса мероприятий, направленных на совершенствование конструкции и технологии работы железнодорожных станций.

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