The optimization of retarding regimes within the particular group of cuts

ЕКСПЛУАТАЦІЯ

ТА

РЕМОНТ

ЗАСОБІВ

ТРАНСПОРТУ

УДК

656.212.5

В

.

И

.

БОБРОВСКИЙ

,

А

.

С

.

ДОРОШ

1_{Каф. «Станциииузлы», Днепропетровскийнациональныйуниверситетжелезнодорожноготранспортаим. акад.} В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, 49010, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (066) 444 63 95, эл. почта [email protected]

2*_{Каф. «Станциииузлы», Днепропетровскийнациональныйуниверситетжелезнодорожноготранспортаим. акад.} В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, 49010, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (066) 927 84 62, эл. почта [email protected]

ОПТИМИЗАЦИЯ

РЕЖИМОВ

ТОРМОЖЕНИЯ

ОТЦЕПОВ

РАСЧЕТНОЙ

ГРУППЫ

СОСТАВА

Цель. Совершенствование метода определения режима торможения управляемого отцепа расчетной группысцелью повышениякачества интервальногорегулированияскоростиотцеповсоставанаавтомати

-зированной сортировочной горке. Методика. Для проведения исследований процесса расформирования составов на сортировочной горке использовался метод имитационного моделирования. Результаты. Вы

-полненыисследованияусловийразделения отцеповрасчетной группыиихсвязисрежимами торможения управляемогоотцепанаосновесистемногоподхода. Приэтомрассматривалисьинтервалымеждуотцепами расчетнойгруппыодновременноинастрелках, иназамедлителяхспускнойчастигорки. Отмеченыособен

-ностиинтервального регулирования насортировочных горках сразличным взаимнымрасположением го

-ловнойстрелки иверхней тормозной позиции. Научная новизна. Установлено, чтоприоптимизации ре

-жимов торможения группы отцепов необходимо обеспечить наилучшие условия разделения отцепов на стрелочныхпереводахиназамедлителяхтормозныхпозицийспускнойчастигорки. Практическаязначи

-мость. Формальнооптимизированазадачавыборарежиматорможения управляемогоотцепавгруппе, при которомнаименьшийизинтерваловобращаетсявмаксимум. Этоспособствуетповышениюэффективности сортировочногопроцессаприавтоматизациирасформированиясоставовнагорке.

Ключевыеслова:сортировочнаягорка; отцеп; режимторможения; интервал; тормознаяпозиция

Введение

Одной из основных задач автоматизации управленияроспускомсоставовнасортировоч

-ных горках является обеспечение требований безопасности роспускаинеобходимого качест

-ва интервального регулирования скорости ска

-тывающихсяотцепов.

Цель

С этой целью необходимо установить ра

-циональный режим торможения (РТ) для каж

-догоотцепа расформируемого состава, при ко

-тором обеспечиваются наилучшие условия их разделениянастрелках.

Для решенияданной задачив работах [8, 9]

предложена интеллектуальная модель управле

-ниянабазенечеткойлогики, котораяпозволяет определить скорости выхода отцепов из тор

-мозных позиций в условиях адаптации к теку

-щейситуациинаспускнойчастигорки.

Методы

В работе [1] решение задачи оптимизации РТотцепов состававыполнено сиспользовани

-ем итерационного метода. Предложенный ме

-тод позволяет установить до роспуска состава такие РТ отцепов, при которых расчетные ин

-тервалы на стрелках во всех парах разделяю

-нимают максимально возможные значения [2].

Однако недостатком данного метода является решение задачи оптимизации РТ отцепов

в детерминированной постановке. Так, выпол

-ненные в [4] исследования показали, что влия

-ние случайных факторов существенно услож

-няет определение режимов торможения отце

-пов при расформировании составов. В связи с этимв [5, 6] оптимизацию режимов интерваль

-ного регулирования скорости отцепов предло

-жено выполнять по критерию минимума веро

-ятности неразделения отцепов на стрелочных переводах. Такой подход позволяет решать за

-дачу поиска РТ отцепов при стохастических условияхскатывания, чтопозволяетболее пол

-но учесть влияние случайных факторов в про

-цессе расформирования составов на горке. За

-дача выбора РТ отцепов по предложенному критерию решена в [3]; при этом установлен

-ные режимы обеспечивают минимальную ве

-личину окон на сортировочных путях и мини

-мальный риск неразделения отцепов на стрел

-ках при заданном уровне безопасности сорти

-ровочногопроцесса.

Выполненный анализ научных работ пока

-зывает, что оптимизация РТ отцепов выполня

-ется по условию обеспечения их разделения только на стрелочных переводах; при этом

разделение отцепов на замедлителях спускной частигоркинеучитывается, либорассматрива

-етсякакограничение [7], чтонепозволяетмак

-симально повысить качество интервального регулированияна всехразделительныхэлемен

-тахспускнойчастигорки.

Исследования, выполненныенаосновеими

-тационного моделирования роспуска составов наавтоматизированныхгорках, показали, чтов некоторых случаях при достаточно больших интервалахмеждуотцепаминастрелкахимеют местонеразделенияотцеповнавходныхзамед

-лителях средних тормозных позиций (СТП).

Как показал анализ, в подобных случаях уста

-новленныеспомощьюметода [1] расчетныеРТ отцепов обеспечивают максимальные интерва

-лы на стрелках, тогдакак интервалына замед

-лителях имеют недостаточную величину. Из

-вестно, что интервалмежду отцепами на вход

-ных замедлителях ТП _δtТП _{должен быть не} меньшевремени t_пб, необходимогодляперево

-да балок замедлителя из одного положения в

другоедовходананегоочередногоотцепа. Для обеспечения данного требования в задачу оп

-тимизации режимов торможения отцепов со

-става введены специальные ограничения. С этой целью в [7] разработана методика, с по

-мощью которой в области допустимых режи

-мов (ОДР) управляемого отцепа устанавлива

-ются режимы торможения, обеспечивающие выполнения условия δt_i≥t_пб. В дальнейшем в процессе оптимизации режимов торможения отцепов в установленной таким образом ОДР находят режимы, при которых интервалы на стрелках максимальны; при этом интервалы на замедлителях _δtТП _{могут лишь незначительно} превышатьустановленныезначения t_пб. Втаких случаях даже незначительные погрешности в реализациирасчетныхрежимовторможениямо

-гутприводитькнеразделениямотцеповнаТП.

Кроме того, приведеннаяв [7] методика по

-иска указанных ограничений является доста

-точно сложной, требующей для её реализации использования имитационного моделирования и регрессионного анализа. Это затрудняет реа

-лизацию данной методики в системах автома

-тизированного управления роспуском составов на горках. Вэтой связи дляповышения эффек

-тивностиитерационногометодавданнойрабо

-те быливыполнены исследованияусловий раз

-деленияотцеповиихсвязисРТ наосновесис

-темного подхода. При этом рассматривались интервалы между отцепами расчетной группы отцепов ОП-ОХ-ОП одновременно и на стрел

-ках, иназамедлителяхспускнойчастигорки.

Известно, чтовгруппеиз 3-хотцеповсуще

-ствует два интервала между ними на раздели

-тельных стрелках (δt₁₂, δt₂₃), а также может быть до 4-х интервалов на замедлителях верх

-ней (ВТП) исредней (СТП) тормозныхпозиций

( ВТП CТП ВТП CТП 12 , , , 12 23 23

t t t t

δ δ δ δ ). При этом с пози

-ций интервального регулирования наилучшим длясреднего отцепаявляетсятакойрежимтор

-можения _H*_{, при котором наименьший из ин} -терваловвгруппеобращаетсявмаксимум:

* * ВТП *

12 23 12

CТП * ВТП * CТП *

12 23 23

min{ ( ), ( ), ( ),

( ), ( ), ( )} max

t t t

t t t

δ δ δ

δ δ δ →

H H H

H H H (1)

Конкретное число входящих в (1) интерва

-ной горке, так и от маршрутов следования от

-цепов группы. Как показал анализ, на горках,

имеющих 4 пучкасортировочных путей, суще

-ствует 9 комбинаций разделительных стрелок группы из 3-х отцепов, которые отличаются числом и расположением разделительных эле

-ментовнатормозных позицияхспускнойчасти горки и, соответственно, числом интервалов в целевой функции (1). Для анализа особенно

-стейразделенияотцеповтакойгруппывтабл. 1

приведены 9 указанных комбинаций раздели

-тельных стрелок, в которых каждая пара отце

-пов разделяется либо на головной стрелке

(σ=1), либо на стрелке, определяющей выбор пучка (σ=2), либо на одной из стрелок пучка

(σ=3-5). Следует заметить, что данная таблица построенадлягорки, накоторой ВТПрасполо

-женазаголовнойстрелкой.

Как видно из табл. 1, условия разделения отцепов группы в 9 указанных комбинациях

существенно различаются как числом интерва

-лов на разделительных элементах, так и усло

-виями их регулирования. Так, число интерва

-лов в группе может изменяться от 2 (комб. 1,

σ1=1, σ2=1) до 6 (комб. 9, σ1=3-5, σ2=3-5). Ука

-занные различиявызваны тем, что при отдель

-ных комбинациях назначений группы отсутст

-вуют разделения отцепов на ВТП и/или СТП.

Одновременно при этом могут отличаться и условия регулирования интервалов между от

-цепами – интервал может быть нерегулируе

-мым (помечены в табл. 1 знаком ‘*’), может зависеть от торможения ОХ только на ВТП

(δt_{i i}σ_{, 1+} ( )h₂′ ), либо на обеих позициях – ВТП и

СТП (δt_{i i}σ_{, 1+} ( , )h h₂′ ′′₂ ). Перечисленные особенно

-сти существенно усложняют выбор оптималь

-ногоРТуправляемогоотцепагруппы.

Таблица 1 Условияразделениягруппыиз 3-хотцеповнагорке, накоторойВТП

расположеназаголовнойстрелкой

Интервалынаразделительныхэлементахвпарахотцеповгруппы Раздели

-тельные

стрелки _{1-япара 2-япара}

Число

разделенийнаТП

Комбинация σ1 σ2 Стрелка ВТП СТП Стрелка ВТП СТП _пара1-я _пара2-я Всего

1 1 1 1

12 t

δ * – – 1

23 t

δ * – – 0 0 0

2 1 2 1

12 t

δ * – – 2

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 0 1 1

3 1 3-5 1

12 t

δ * – – 3-5

23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 0 2 2

4 2 1 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 1

23 t

δ * – – 1 0 1

5 2 2 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 2

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 1 1 2

6 2 3-5 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 3-5 23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 1 2 3

7 3-5 1 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * ÑÒÏ 12 ( )2

t h

δ ′ 1

23 t

δ * – – 2 0 2

8 3-5 2 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * ÑÒÏ 12 ( )2

t h

δ ′ 2

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 2 1 3

9 3-5 3-5 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * ÑÒÏ 12 ( )2

t h

δ ′ 3-5 23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 2 2 4

Примечания:

« – » – Интервалвпареотцеповнаданномразделительномэлементеотсутствует; « * » – Интервалвпареотцеповнаданномразделительномэлементенерегулируемый.

Следуетзаметить, чтоусловияразделенияот

-цеповгруппы на 1-й стрелке ина ВТП, а также особенности регулирования интервалов на этих элементах существенно зависят от взаимного расположенияголовной стрелкигоркииВТП. В

этой связи в табл. 2 приведены 9 комбинаций разделительных стрелокдля группыиз 3-х отце

-пов, рассмотренныхвыше, длягорки, накоторой ВТПрасположенадоголовнойстрелки.

-висят от торможения ОХ на ВТП ( 1 , 1( )2 i i t h

δ ₊ ′ ),

тогдакакранее (см. табл. 1) онибылинерегули

-руемые. Крометого, вданномслучае, интервалы наВТПимеютместововсех 9 комбинациях; при этомв 1-йпареотцеповонинерегулируемые, аво

2-йпареонизависятотторможенияОХнаВТП

( ВТП 23 ( )2 t h

δ ′ ).Таким образом, очевидно, чтовыбор режимовторможениянаданнойгорке несколько сложнее, чем нагорке, накоторойВТПрасполо

-женазаголовнойстрелкой.

Для анализа влияния режимов торможения на условия разделениябыливыполнены иссле

-дования 9 групп отцепов ОП-ОХ-ОП, стрелки разделения в которых соответствуют комбина

-циям, приведенным в табл. 1-2. С этой целью было выполнено имитационноемоделирование управляемого скатывания группы отцепов ОП

-ОХ-ОП на горках с двумя рассматриваемыми вариантами взаимного расположения ВТП и головной стрелкипри различныхрежимахтор

-можения.

Таблица 2 Условияразделениягруппыиз 3-хотцеповнагорке, накоторойВТП

расположенадоголовнойстрелки

Интервалынаразделительныхэлементахвпарахотцеповгруппы Раздели

-тельные

стрелки _{1-япара 2-япара}

Число

разделенийнаТП

Комбинация σ1 σ2 Стрелка ВТП СТП Стрелка ВТП СТП _пара1-я _пара2-я Всего

1 1 1 1

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 1

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 1 1 2

2 1 2 1

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 2

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 1 1 2

3 1 3-5 1

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 3-5 23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 1 2 3

4 2 1 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 1

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 1 1 2

5 2 2 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 2

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 1 1 2

6 2 3-5 2

12( )2 t h

δ ′ ÂÒÏ 12 t

δ * – 3-5 23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 1 2 3

7 3-5 1 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * ÑÒÏ 12 ( )2

t h

δ ′ 1

23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 2 1 3

8 3-5 2 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * δt12ÑÒÏ( )h2′

2 23( )2

t h

δ ′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ – 2 1 3

9 3-5 3-5 3-5 12 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 12 t

δ * ÑÒÏ 12 ( )2

t h

δ ′ 3-5 23( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ ÂÒÏ 23 ( )2

t h

δ ′ ÑÒÏ 23 ( , )2 2

t h h

δ ′ ′′ 2 2 4

Примечания:

« – » – Интервалвпареотцеповнаданномразделительномэлементеотсутствует; « * » – Интервалвпареотцеповнаданномразделительномэлементенерегулируемый.

Врезультатемоделированиябылиполучены значения интервалов между отцепами группы настрелкахσ1-σ2, атакженазамедлителяхВТП и СТП в обеих парах при заданных режимах торможения. Для исследования интерваловме

-жду отцепами в группе для отцепа ОХ была определена область допустимых режимов тор

-можения (ОДР) - рис. 1.

Оптимизациярежимовторможениявгруппеиз

3-х отцепов осуществлялась двумя методами. В первомметоде, предложенномв [7], максимизация интервалов осуществляется только на раздели

-тельныхстрелках; при этоминтервалы на замед

-лителях рассматриваются как ограничения

( ТП

, 1 min i i

t t

δ ₊ ≥δ ). Прииспользованииданногомето

-да оптимальный РТ среднего отцепа _H* _всегда располагаетсянаодномизучастковграницыОДР;

при выборе участка учитывается соотношение координат точек занятия sвх(σ1) и освобождения sвых(σ2) среднимотцепомИЗУстрелокразделения σ1иσ2, соответственно, c предыдущимиспосле -дующимотцепами.

Во втором методе, предложенном в данной статье, оптимальнымдлясреднегоотцепаявля

в группе (до 6 интервалов) обращается в мак

-симум (1). В данном методе правила выбора оптимальногорежима _H* _{различныдляразных} комбинаций разделительных стрелок и, кроме того, они зависят от конструкции плана голов

-нойчастигорки.

Результатыоптимизациирежима торможения управляемогоотцепа вгруппенагорке, накото

-рой ВТП расположена за головной стрелкой,

полученные с использованием двух указанных методовдлявсех 9 возможных комбинаций раз

-делительныхстрелок, приведенывтабл. 3.

Анализ полученных результатов позволяет установить особенности выбора оптимального режима торможения управляемого отцепа в группе. Очевидно, чтов 1-йпареотцеповгруп

-пы интервалы δt на всехразделительных эле

-ментах возрастают при увеличении торможе

-ния среднего отцепа H=( , )h h' '' , а во 2-й паре они, наоборот, уменьшаются. При этом вели

-чина каждого интервала и интенсивность их изменения при варьировании H существенно

различаются, что сказывается на выборе опти

-мальногорежиматорможения.

0 0,5 1 1,5 2 2,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 Б

БН МН

М

БВ МВ

h'', м.эн.в

h', м.эн.в

ОДР

Режим h', м.эн.в h", м.эн.в

Б 0,121 1,194

БН 1,444 0,000

МН 2,400 0,000

М 2,400 0,658

МВ 0,460 2,400

БВ 0,121 2,400

Рис. 1 Областьдопустимыхрежимовторможения отцепаОХнагорке, накоторойВТПрасположена

заголовнойстрелкой

Таблица 3 Результатыоптимизациирежиматорможенияуправляемогоотцепавгруппенагорке,

накоторойВТПрасположеназаголовнойстрелкой Комб σ1 σ2 Метод h', м.эн.в h'', м.эн.в δt12,с

ÂÒÏ 12

t

δ ,с δt12ÑÒÏ , с δt23,с

ÂÒÏ 23

t

δ , с δtÑÒÏ23 ,с

1 ∼ ∼ 2,465 – – 4,577 – –

1 1 1 _{2 ∼ ∼ 2,465 – – 4,577 – –}

1 1,887 0 2,465 – – 2,464 6,056 –

2 1 2 _{2 0,121 1,194–2,40 2,465 – – 8,054 6,574 –}

1 1,612 0 2,465 – – 2,465 6,163 2,910

3 1 5 _{2 0,121 1,194 2,465 – – 9,207 6,574 8,819}

1 1,915 1,093 4,577 2,275 – 4,577 – –

4 2 1 _{2 2,400 0–0,658 9,160 2,275 – 4,577 – –}

1 1,688 0 3,747 2,275 – 3,747 6,135 –

5 2 2 _{2 1,688 0 3,747 2,275 – 3,747 6,135 –}

1 1,538 0 3,333 2,275 – 3,333 6,190 3,449

6 2 5 _{2 1,538 0 3,333 2,275 – 3,331 6,189 3,448}

1 0,650 1,582 4,582 2,275 1,015 4,577 – –

7 5 1 _{2 2,400 0,658 63,389 2,275 16,063 4,577 – –}

1 0,650 1,786 7,142 2,275 1,015 7,141 6,452 –

8 5 2 _{2 1,566 1,407 46,639 2,275 4,364 4,362 6,180 –}

1 1,500 0 3,748 2,275 4,010 3,749 6,203 3,706

9 5 5 _{2 1,494 0,015 3,742 2,275 3,977 3,742 6,205 3,741}

Примечания:

« ∼ » - режимторможенияпроизвольный

В случае, когда обе пары отцепов группы разделяются на 1-й стрелке (комб. 1), режим торможенияотцепаОХможетбыть произволь

-ным, а величина каждого интервала при этом зависитотконструкциигорки.

определенбезвыполненияпроцедур оптимиза

-ции, посколькувнихинтервалы δt, зависящие от режима торможения, сосредоточены только воднойизпаротцепов (в 4-йи 7-йкомбинаци

-ях – в 1-йпаре отцепов, во 2-йи 3-йкомбина

-циях – во 2-йпаре – см. табл. 1). Вэтойсвязив

4-й и 7-й комбинациях наибольшие интервалы на разделительных элементах обеспечиваются при максимальном торможении отцепа ОХ

(медленныйрежим (М) вОДР - см. рис. 1), аво

2-й и 3-й комбинациях – при минимальном торможенииОХ (быстрый режимБ). При этом во 2-йи 4-йкомбинациях интервалыδtзависят только от торможения ОХ на ВТП и поэтому торможениенаСТПможетизменятьсявдопус

-тимыхпределах (линииБ-БВ для 2-йкомбина

-циииМН-Мдля 4-й, см. рис. 1). Длясравнения

необходимо отметить, что при 1-м методе оп

-тимизации во всех указанных случаях режим торможения определяется путем выравнивания интервалов на стрелках, что приводит к суще

-ственному уменьшению некоторых из них

(см. табл. 3, комб. 7).

При всех остальных комбинациях стрелок

(5, 6, 8, 9) определениережиматорможенияОХ осуществляется с использованием двухуказан

-ных методов. При этом для комбинаций 5, 6

результаты одинаковы, а для 9-й они весьма близкие (см. табл. 3). Втожевремяприкомби

-нации 8 первыйметодустанавливаетв 1-йпаре отцепов минимальный интервал

СТП 12 t

δ = 1,015 с, тогдакакпредложенный метод позволяетувеличитьэтотинтервалдо 4,364 с.

Таблица 4 Результатыоптимизациирежиматорможенияуправляемогоотцепавгруппенагорке,

накоторойВТПрасположенадоголовнойстрелки

Комб σ1 σ2 Метод h', м.эн.в h'', м.эн.в δt12,с

ÂÒÏ 12

t

δ ,с ÑÒÏ

12

t

δ , с δt23,с

ÂÒÏ 23

t

δ , с ÑÒÏ

23

t

δ ,с

1 1,295 0 3,098 2,252 – 3,098 4,439 –

1 1 1 _{2 1,295 0-1,246 3,098 2,252 – 3,098 4,439 –}

1 1,041 0 2,852 2,252 – 2,851 4,600 –

2 1 2 _{2 1,041 0-1,453 2,852 2,252 – 2,851 4,600 –}

1 1,213 0 3,012 2,252 – 3,012 4,494 0,752

3 1 5 _{2 1,054 0 2,863 2,252 – 5,784 4,592 2,863}

1 1,021 1,470 4,233 2,252 – 4,232 4,612 –

4 2 1 _{2 1,021 0-1,470 4,233 2,252 – 4,232 4,612 –}

1 0,948 0,018 3,696 2,252 – 3,698 4,653 –

5 2 2 _{2 0,948 0,018 3,696 2,252 – 3,698 4,653 –}

1 1,106 0 4,936 2,252 – 4,935 4,561 2,220

6 2 5 _{2 0,969 0 3,849 2,252 – 7,073 4,641 3,833}

1 0,720 1,298 5,089 2,252 1,028 5,083 4,772 –

7 5 1 _{2 1,065 1,433 44,833 2,252 4,076 4,076 4,585 –}

1 0,720 1,316 5,423 2,252 1,028 5,425 4,772 –

8 5 2 _{2 0,991 1,454 29,042 2,252 3,315 3,319 4,629 –}

1 1,180 0,109 2,973 2,252 5,404 2,977 4,515 1,168

9 5 5 _{2 1,040 0,500 2,690 2,252 3,808 2,689 4,600 2,768}

Такимобразом, прикомбинациях стрелок 2, 4, 5 интервалынаразделительныхэлементахне зависят от степени торможения управляемого отцепа на СТП, а при 1-й комбинации режим торможения вообщенеопределенный. Это объ

-ясняется тем, что при этих комбинациях обе стрелки разделения группы расположены до СТП. Следуетзаметить, однако, чтовэтихслу

-чаяхуправляемыйотцеп, какправило, входитв кортеж, включающийболее 3-хоцепов, вкото

-ром имеют место вторичные разделения на стрелках пучков (σ > 2). В таких случаях ука

-занные разделения ибудут определятьРТ дан

-ного отцепа. Если же в кортеже управляемого отцепа вторичные разделения отсутствуют, то его РТ может быть выбран с использованием дополнительных условий (например, по мини

-мумурасходаэнергиизамедлителями).

-лителях возрастает более чем на 30 % (см.

табл. 2), что усложняет процедуру выбора оп

-тимального режима торможения управляемого отцепа в группе. Результаты оптимизации ре

-жимовторможения наданнойгоркеприведены втабл. 4.

Как показывает анализ полученных резуль

-татов, наданнойгоркерешение задачиоптими

-зации режима торможения управляемого отце

-павгруппе должно осуществлятьсяпривсех 9

комбинациях разделительных стрелок. При этомсложность решения возрастает с увеличе

-нием числа участвующих интервалов δt, осо

-бенно при разделении отцепов на пучковых стрелках, когдавеличинаинтерваловзависитот двухпеременныхh', h".

Сравнение особенностей определения ре

-жима торможения на данной горке при двух рассматриваемых методах оптимизации было выполнено для комбинации 3, при которой

σ1 = 1, σ2 = 5 (см. табл. 2, 4)

При такой комбинации разделительных стрелок 2-й отцеп проходит СТП уже после разделения с 1-м отцепом и поэтому наилуч

-шимпоусловиямразделения 2-йпарыотцепов являетсярежим, прикоторомh" = 0 (отсутствие торможения на СТП). Тогда задача определе

-ния режима торможения 2-го отцепа ОХ за

-ключаетсяввыборетакогозначения h', прико

-тором обеспечиваются максимальные интерва

-лы между отцепами группы. Как видно из табл. 2, вданномслучаевгруппе 5 интервалов;

приэтоминтервалнаВТПв 1-йпареможетне учитываться, т.к. он не зависитот режима тор

-моженияОХ. Остальные 4 интервала, какбыло указановыше, изменяютсяопределеннымобра

-зом: интервалв 1-йпарена стрелке 1 возраста

-ет с увеличением h'; остальные 3 интервала во

2-йпаре (наВТП, наСТПинастрелке 5), соот

-ветственно, уменьшаются (см. рис. 2). Тогда,

если использовать первый метод, в котором учитываются интервалытолько настрелках, то оптимальное значение h' = 1,213 м.эн.в., а

1 5

12 23 t t

δ =δ = 3,01 с (см. рис. 2); при этом интер

-валнаСТПсоставляетвсего СТП 23 t

δ = 0,75 с, что можетстатьпричинойнагонаотцеповдажепри незначительной погрешности реализации уста

-новленногорежима.

В то же время, при использовании предло

-женного метода, когда при оптимизации учи

-тываютсявсе 4 интервала, рациональноезначе

-ние h' = 1,055 м.эн.в. определяется из условия выравнивания интервалов δt₁₂1 и δt₂₃СТП

(см. рис. 2). При этом δt₁₂1 = 2,86 с, что не на

-многоменьше, чемвпервомслучае, но засчет этого СТП

23 t

δ увеличиваетсядо такогожезначе

-ния, а 5 23 t

δ возрастаетдо 5,78 с.

0 1 2 3 4 5 6

0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4

dt12t₁₂ dt23 ВТП23 СТП23

δ , с

t δ

', м.эн.в h

0, 75с t

δ =

23 t

δ ВТП

23 t

δ δtСТП₂₃

2,86с t

δ = 3, 01с t

δ = 5, 78с t

δ =

1, 055

'

h = h'=1, 213

Следует заметить, что интервал на ВТП во второйпаренеучаствуетвоптимизации, т.к. он не ограничивает РТ. Таким образом, данный пример подтверждает эффективность предло

-женного метода оптимизации режима тормо

-женияотцеповвгруппе.

Результаты

Наосновевыполненныхисследований была формализована постановка рассматриваемой задачи оптимизации режима торможения управляемогоотцепавгруппеихтрехотцепов.

В данной постановке целевая функция Ф (1)

представляет собой недифференцируемую функцию, составленную из гладких функций вида _{( , )}' ''

i

t f h h

δ = ; приэтомпроизводныеотФ

имеют разрывы в точках, в которых Ф,

i j

t t i j

δ =δ = ≠ . Эта негладкаязадача может быть преобразована вгладкую путем введения дополнительной переменной Z, имеющей смысл нижней границы для всех значений

, 1,...,

i

t i n

δ = , которые при этом переходят в ограничения (δt_i≥Z ). Тогда для определения оптимальногорежиматорможенияуправляемо

-го отцепа необходимо решить следующую за

-дачу:

найти max Z приограничениях

2 2

( , ) , 1,...,

i

t h hσ Z i n

δ ′ ′′ ≥ = ,

где n – общее число управляемых интервалов между отцепами группы, величина которых зависитот режиматорможения среднего оцепа

' '' 2 =( , )h h2 2

H .

Выводы

Такимобразом, выполненные исследования показали, что при оптимизации режимов тор

-можения группы отцепов необходимо обеспе

-чить наилучшие условия разделения отцепов какнастрелочныхпереводах, такиназамедли

-телях тормозных позиций спускной части гор

-ки. Дляобеспечения данноготребованиявста

-тье формализована оптимизационная задача выбора режима торможения управляемого от

-цепа в группе, при котором наименьший из управляемых интервалов обращается в макси

-мум.

СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бобровский, В. И. Оптимизациярежимоврегу

-лированияскоростиотцеповприроспускесоста

-вов на горках / В. И. Бобровский, Н. В. Рогов //

ВісникДніпропетр. нац. ун-тузалізн. трансп. ім.

акад. В. Лазаряна. – Д. : ДНУЖТ, 2004. – Вип. 4. – С. 174–182.

2. Бобровский, В. И. Совершенствованиеметоди

-ки оптимизации режимов расформирования со

-ставовнагорках / В. И. Бобровский, А. В. Кудря

-шов // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. працьДніпропетр. нац. ун

-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Д. :

ДНУЗТ, 2011. – Вип. 1. – С. 17−21.

3. Козаченко, Д. М. Ефективні режими гальму

-ваннявідчепівнасортувальнихгірках / Д. Н. Ко

-заченко // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. працьДніпропетр. нац. ун

-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Д. :

ДНУЗТ, 2011. – Вип. 2. – С. 55−59.

4. Козаченко, Д. М. Моделювання роботи со

-ртувальної гірки в умовах невизначеності пара

-метрів вiдчепiвтахарактеристикнавколишнього середовища / Д. М. Козаченко, М. I. Березовий,

О. I. Таранець // Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Д. :

ДНУЗТ, 2007. – Вип. 16. – С. 73−76.

5. Козаченко, Д. Н. Исследованиеусловийинтер

-вального регулирования скорости скатывания отцепов на автоматизированных горках /

Д. Н. Козаченко // ВісникДніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Д. :

ДНУЗТ, 2010. – Вип. 34. – С. 46−50.

6. Козаченко, Д. Н. Критерий оптимизации ре

-жимовторможения отцепов расчетнойгруппы в условиях действия случайных факторов /

Д. Н. Козаченко // Зб. наук. працьДонецькогоін

-ту залізн. трансп. укр. державної акад. залізн.

трансп. – Дн. : Вид-воДонІЗТ, 2010. – Вип. 23. –

С. 14−21.

7. Оптимизациярежимовторможенияотцепов на сортировочных горках : монография / В. И Бо

-бровский, Д. Н. Козаченко, Н. П. Божко,

Н. В. Рогов, Н. ИБерезовый, А. В. Кудряшов. –

Д. : Изд-воМаковецкий, 2010. – 260 с.

8. Jing ming, YAO. Study on Neural Network Based Space-interval Speed-control Model / YAO Jing ming, LI Xue ren, LIU Hu xing // China Railway Science. – 2001. – № 02. – P. 127−133.

В

.

І

.

БОБРОВСЬКИЙ

,

А

.

С

.

ДОРОШ

*

1_{Каф. «Станціїтавузли», Дніпропетровськийнаціональнийуніверситетзалізничноготранспортуім. акад.}

В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, 49010, Дніпропетровськ, Україна, тел. +38(066) 444 63 95, ел. пошта [email protected];

2*_{Каф. «Станціїтавузли», Дніпропетровськийнаціональнийуніверситетзалізничноготранспортуім. акад. В. Лазаряна,} вул. Лазаряна, 2, 49010, Дніпропетровськ, Україна, тел. +38(066) 927 84 62, ел. пошта [email protected]

ОПТИМІЗАЦІЯ

РЕЖИМІВ

ГАЛЬМУВАННЯ

ВІДЧЕПІВ

РОЗРАХУНКОВОЇ

ГРУПИ

СОСТАВА

Мета. Удосконаленняметодувизначеннярежимугальмуваннякерованоговідчепарозрахунковоїгрупи зметоюпідвищенняякостіінтервальногорегулюванняшвидкостівідчепівсоставанаавтоматизованійсор

-тувальній гірці. Методика. Дляпроведення досліджень процесу розформування составів насортувальній гірцібуло використано метод імітаційного моделювання. Результати. Виконано дослідження умов розді

-леннявідчепіврозрахунковоїгрупиіїхзв'язкузрежимамигальмуваннякерованоговідчепанаосновісис

-темного підходу. При цьому розглядалися інтервали між відчепами розрахункової групи одночасно і на стрілках, інауповільнювачахспускноїчастинигірки. Відміченоособливостіінтервальногорегулюванняна сортувальнихгіркахзрізнимвзаємнимрозташуваннямголовноїстрілкиіверхньоїгальмівноїпозиції. Нау

-ковановизна. Встановлено, щоприоптимізаціїрежимівгальмуваннягрупивідчепівнеобхіднозабезпечити найкращіумовиподілувідчепівнастрілочнихпереводахінасповільнювачах гальмівнихпозиційспускної частинигірки.Практичназначимість. Формальнооптимізованезавданнявиборурежимугальмуванняке

-рованоговідчепувгрупі, приякомунайменшийзінтервалівзвертаєтьсявмаксимум.

Ключовіслова:сортувальнагірка; відчеп; режимгальмування; інтервал; гальмівнапозиція

V. I. BOBROVSKIY

, A. S. DOROSH

*

1 _{Departament of Stations and Junctions, The Dnepropetrovsk National University of Railway Transport named after}

Academician V. Lazaryan, Lazaryan Str., 2, 49010, Dnepropetrovsk, Ukraine, tel. +38 (066) 444 63 95, e-mail [email protected];

2* _{Departament of Stations and Junctions, The Dnepropetrovsk National University of Railway Transport named after}

Academician V. Lazaryan, Lazaryan Str., 2, 49010, Dnepropetrovsk, Ukraine, tel. +38 (066) 927 84 62, e-mail [email protected]

THE OPTIMIZATION OF RETARDING REGIMES WITHIN

THE PARTICULAR GROUP OF CUTS

Purpose. The purpose is the improvement of the method of choosing the retarding regimes of cut rolling within the particular group in order to increase the quality of interval speed control of cuts at the automated hump. Meth-odology. Simulation method was used for research the trains’ breaking up process at the hump. Findings. The sepa-ration conditions of cuts within the particular group and their relation between the retarding regimes of cut control based on a system approach were studied. Interval between cuts within the particular group at the switches and re-tarders were considered simultaneously. The features of interval controlling at the classification humps with differ-ent mutual alignmdiffer-ent of the first switch and master retarder were stressed. Originality. The researches found out that during optimization of the retarding regimes of cuts within the particular group one should provide the best conditions of cuts separation at the switches and retarders. Practical value. The problem of choosing the retarding regimes of cuts within the particular group is optimized formally. This retarding regime allows maximizing the minimum value of interval between cuts within the group.

REFERENCES

1. Bobrovskiy V.I., Rogov N.V. Optimizatsiya rezhimov regulirovaniya skorosti ottsepov pri rospuske sostavov na gorkakh [Optimization of speed control modes of cuts during the train breaking-up on the hump]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana

[Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Laza-ryan], 2004, no. 4, pp. 174-182.

2. Bobrovskiy V.I., Kudryashov A.V. Sovershenstvovaniye metodiki optimizatsii rezhimov rasformirovaniya sostavov na gorkakh [The improvement of optimization method of trains breaking-up modes on the hump].

Zbirnyk naukovykh prats Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana «Transportni systemy ta tekhnolohii perevezen» [Bulletin of Dnipropetrovsk Na-tional University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2011, no. 1, pp. 17-21. 3. Kozachenko D.M. Efektyvni rezhymy halmuvannia vidchepiv na sortuvalnykh hirkakh [The efficient braking

modes of cuts on the hump]. Zbirnyk naukovykh prats Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zal-iznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana «Transportni systemy ta tekhnolohii perevezen» [Bul-letin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2011, no. 2, pp. 55-59.

4. Kozachenko D. M., Berezovyi M. I., Taranets O. I. Modeliuvannia roboty sortuvalnoi hirky v umovakh ne-vyznachenosti parametriv vidchepiv ta kharakterystyk navkolyshnoho seredovyshcha [The hump functioning simulation under undefined cut parameters and environmental conditions]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsio-nalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2007, no. 16, pp. 73-76. 5. Kozachenko D.N. Issledovaniye usloviy intervalnogo regulirovaniya skorosti skatyvaniya ottsepov na

av-tomatizirovannykh gorkakh [The researching of conditions of interval speed controlling of cut rolling down process on the automated humps]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2010, no. 34, pp. 46-50

6. Kozachenko D. N. Kriteriy optimizatsii rezhimov tormozheniya ottsepov raschetnoy gruppy v usloviyakh deystviya sluchaynykh faktorov [The optimization criteria of braking modes of cuts of design group under conditions of random factors effecting]. Zbirnyk naukovykh prats Donetskoho instytutu zaliznychnoho trans-portu ukrainskoi derzhavnoi akademii zaliznychnoho transtrans-portu [Bulletin of Donetsk Railway Transport In-stitute of Ukrainian State Academy of Railway Transport], 2010, no. 23, pp. 14-21

7. Bobrovskiy V.I, Kozachenko D.N., Bozhko N.P., Rogov N.V., Berezovyy N.I., Kudryashov A.V. Optimizat-siya rezhimov tormozheniya ottsepov na sortirovochnykh gorkakh [The optimization of cuts’ braking modes on the humps]. Dnepropetrovsk, Makovetskiy Publ., 2010. 260 p.

8. Jing ming YAO, Xue ren LI, Hu xing LIU. Study on Neural Network Based Space-interval Speed-control Model. China Railway Science, 2001, no. 02, pp. 127-133.

9. Wan-an XU, Xuan SHI, Tong-yuan LIN. Calculating Exit Speed of Rolling Cuts Based on Fuzzy Neural Networks. China Railway Science, 2001, no. 03, pp. 161-165.

Статья рекомендована к публикации д.т.н., доц. Д. Н. Козаченко (Украина); д.т.н. Т. В. Бутько (Украина)

Поступилавредколлегию 12.12.2012