ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2015; 3: 34-44
http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2015-3-34-44
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГООПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ВЕДЕНИЯ ПОЕЗДА С УЧЁТОМ ВОЗМУЩЕНИЙ
Юренко Константин Иванович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Вычислительная техника и автоматизированные системы управления», Ростовский государственный университет путей сообщения. г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: ki-yurenko@yandex.ru
Савоськин Анатолий Николаевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Электрическая тяга», Московский государственный университет путей сообщения. г. Москва, Россия. E-mail: elmechtrans@mail.ru
Фандеев Евгений Иванович – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: eif@inbox.ru
Аннотация
Проанализирована постановка задачи оптимального управления движением поезда и основные методы её решения. Разработана имитационная модель и ее программная реализация, позволяющая на основе вариантного тягового расчёта осуществлять поиск энергооптимальной траектории движения поезда на участке с заданными параметрами с учетом возмущений. Рассмотрены основные факторы, влияющие на характер движения поезда. Предложен вычислительный алгоритм для оценки их влияния на расход энергии и время хода, а также определения экономического эффекта в виде снижения расхода электроэнергии при уточнённых параметрах математической модели. Указаны возможные пути повышения точности расчётов. Результаты вычислительного эксперимента подтверждают возможность получения в этом случае ощутимой экономии электроэнергии на тягу.
Ключевые слова: математическое моделирование; имитационная модель; вычислительный эксперимент; управление движением поезда; энергооптимальная траектория движения; случайные факторы
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
1. Никифоров Н.Б., Головин В.И., Кутыев Ю.Г. Автоматизация управления торможением поездов. М.: Транспорт, 1985. 263 с.
2. Матюхин В.Г., Шабунин А.Б. ИСУЖТ. Концепция и реализация // Сб. науч. тр. Первой науч.-техн. конф. «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте» ИСУЖТ-2012. Москва, 15-16 ноября 2012 г. М.: Изд-во ОАО «НИИАС». 2012. С. 15 – 18.
3. Баранов Л.А. [и др.] Микропроцессорные системы автоведения подвижного состава / под ред. Л.А. Баранова. М.: Транспорт, 1990. 272 с.
4. Мугинштейн Л.А., Илютович А.Е., Ябко И.А. Энергооптимальные методы управления движением поездов // Сб. науч. тр. ОАО «ВНИИЖТ». М.: Интекст, 2012. 80 с.
5. Климович, А.В. Оптимизация управления движением поезда по минимуму затрат энергоресурсов на тягу. М.: Компания Спутник+, 2008. 263 с.
6. Юренко К.И. Расчёт энергооптимальных режимов движения перспективного подвижного состава методом динамического программирования // Изв. вузов. Электромеханика. 2013. № 3. С. 78 – 82.
7. Benjamin B., Howlett P., Pudney P., Vu X. Freightmaster: optimal speed profiles for long haul trains // Proceedings of the 10 th International Conference in Applications of Advanced Technologies in Transportation. 27-30 May, 2008, Athens, Greece. P. 1 – 12.
8. Coleman D., Yee R., Pudnev P. Saving fuel on long-haul trains: Australian stage 2 trial results, INNA, Rio de Janeiro. 2005. P. 1 – 5.
9. Leander P., Lagos M., Karlsson M., Rydberg S. Computer aided train operation. CATO, IHHA. Kiruna. 2007. P. 423 – 432.
10. Баранов Л.А., Савоськин А.Н., Пудовиков О.Е. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: учебник: в 3 ч. / ФГБОУ «Учебно-методи-ческий центр по образованию на железнодорожном транспорте», М., 2013. Ч. 1: Теория автоматического управления. 400 с.
11. Мелёшин И.С. Оценка основного сопротивления поезда метрополитена на основе фильтра Калмана // Меха-троника, автоматизация, управление. 2011. № 1. С. 31 – 36.
12. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. 536 с.
13. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Дрофа, 2006. 175 с.
14. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Электрическая тяга. М.: Трансжелдориздат, 1962. 376 с.
15. Осипов С.И., Феоктистов В.П., Осипов С.С. Теория электрической тяги. М.: Маршрут, 2006. 436 с.
16. Юренко К.И., Савоськин А.Н., Фандеев Е.И. Исследование оптимальных траекторий движения поезда с учетом случайных факторов // Труды третьей науч.-техн. конф. «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте ИСУЖТ-2014» г. Москва, ОАО «НИИАС» 18 ноября 2014 г. Ч. 2. С. 211 – 214.
17. Юренко К.И., Фандеев Е.И., Жлоба Ю.А. Программный комплекс для математического моделирования движения поезда // Материали за 10-а междунар. науч.-практ. конф., «Найновите научни постижения», 2014. Т. 32. Технологии. София. «БялГРАД-БГ » ООД. С. 80 – 85.
18. Юренко К.И., Фандеев Е.И., Нефедов В.В. Математическое моделирование движения скоростного поезда // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-27: сб. тр. XXVII Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т. 5. Секция 5 / под общ. ред. В.С. Балакирева. Тамбов: Тамбовск. гос. техн. ун-т, 2014. С. 150 – 154.