EA027967B1 - Method and system for increasing efficiency of rolling stock - Google Patents
Method and system for increasing efficiency of rolling stock Download PDFInfo
- Publication number
- EA027967B1 EA027967B1 EA201400515A EA201400515A EA027967B1 EA 027967 B1 EA027967 B1 EA 027967B1 EA 201400515 A EA201400515 A EA 201400515A EA 201400515 A EA201400515 A EA 201400515A EA 027967 B1 EA027967 B1 EA 027967B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- rolling stock
- parameters
- mass
- traction
- force
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для экономии энергии, затрачиваемой железнодорожным подвижным составом, например локомотивом, на выполнение поездной и маневровой работы при вождении поездов в автоматическом режиме или в режиме помощи машинисту.The invention is intended to save energy spent by railway rolling stock, such as a locomotive, to perform train and shunting operations while driving trains in automatic mode or in the mode of assisting the driver.
Уровень техникиState of the art
При управлении железнодорожными составами немаловажным является эффективное управление, при котором КПД тяговой силы будет максимальным. В настоящее время эффективность управления ж.д. составом зависит от квалификации машиниста, вследствие чего только опытные и знающие маршрут движения машинисты управляют железнодорожным составом наиболее эффективно.In the management of trains, effective management is important, in which the efficiency of the traction force will be maximum. Currently, railway management efficiency the composition depends on the qualification of the driver, as a result of which only experienced and knowledgeable driving routes train drivers operate the train most efficiently.
Ниже будут рассмотрены некоторые термины, которые в дальнейшем будут использоваться при описании изобретения.Below we will consider some terms that will be used later in the description of the invention.
Коэффициент полезного действия локомотива - отношение полезной работы, выполняемой ведущими колёсами локомотива, к количеству работы, затраченной на её получение у автономных локомотивов, имеющих самостоятельную силовую установку (паровоз, тепловоз), или к энергии, полученной из контактной сети (электровоз, электропоезд). Коэффициент полезного действия локомотива зависит от КПД всех звеньев, участвующих в превращении подводимой энергии в механическую и в передаче её на ведущие колёса, а также от расхода энергии на служебные и вспомогательные нужды. Различают КПД локомотива как силовой установки и КПД эксплуатационный, который зависит от времени работы локомотива на различных режимах при движении поезда и от расхода топлива (энергии) на поддержание локомотива в работоспособном состоянии во время стоянок. Расход топлива на стоянках у паровоза существенно больше, чем у тепловоза, а у электровоза - незначительный. КПД тепловоза зависит от конструктивных особенностей дизеля, конструкции тяговой передачи, холодильника, вспомогательные механизмов, температуры и давления наружного воздуха, реализуемой мощности и др.; макс. значение КПД тепловоза - около 30%, эксплуатационный КПД - около 25%. КПД электровоза, не имеющего самостоятельной силовой установки, составляет 88-90%; КПД электрическое тяги, учитывающий КПД электростанций, устройств внешнего и тягового электроснабжения и ЭПС - 22-24%.The efficiency of a locomotive is the ratio of the useful work performed by the driving wheels of the locomotive to the amount of work spent on it from autonomous locomotives having an independent power plant (steam locomotive, diesel locomotive), or to the energy received from the contact network (electric locomotive, electric train). The efficiency of a locomotive depends on the efficiency of all the links involved in converting the supplied energy into mechanical energy and in transferring it to the drive wheels, as well as on the energy consumption for official and auxiliary needs. Efficiency of the locomotive as a power plant and operational efficiency are distinguished, which depends on the operating time of the locomotive in various modes when the train is moving and on the fuel (energy) consumption for maintaining the locomotive in working condition during parking. The fuel consumption in the parking lots of a steam locomotive is significantly greater than that of a diesel locomotive, while that of an electric locomotive is negligible. The efficiency of the locomotive depends on the design features of the diesel engine, the design of the traction drive, the refrigerator, auxiliary mechanisms, the temperature and pressure of the outside air, the power sold, etc. Max. the efficiency of the locomotive is about 30%, the operational efficiency is about 25%. The efficiency of an electric locomotive that does not have an independent power plant is 88-90%; Efficiency of electric traction, taking into account the efficiency of power plants, devices of external and traction power supply and EPS - 22-24%.
План железнодорожного пути (план пути) - кривизна железнодорожного пути, определяемая его радиусом.The plan of the railway track (plan of the track) is the curvature of the railway track, determined by its radius.
Профиль пути - величина превышения железнодорожного пути относительно некоторой точки.Track profile - the amount of excess of the railway track relative to some point.
Разрядка тормозной магистрали - снижение давления в тормозной магистрали подвижного состава при выполнении пневматического торможения.Discharging the brake line - reducing the pressure in the brake line of the rolling stock when performing pneumatic braking.
Для увеличения эксплуатационного КПД существуют различные системы и способы, обладающие теми или иными ограничениями.To increase operational efficiency, there are various systems and methods that have certain limitations.
Известным в уровне техники решениям присуще использование усредненных характеристик подвижного состава.Known in the prior art, the solutions use the averaged characteristics of the rolling stock.
При производстве допустимыми считаются отклонения до 10% фактических тяговых характеристик от принятых для данного типа локомотивов. В течение срока службы, который составляет более 30 лет, отличия тяговых характеристик возрастают. Еще больше различаются фактические характеристик сопротивления движению от их усредненных значений. В некоторых случаях отклонение может достигать 40%. Наибольшее отклонение от среднего значения имеет коэффициент сцепления колеса с рельсом. При определенных погодных условиях и состоянии железнодорожного пути его фактическая величина может быть до 2,5 раз меньше расчетного значения, что сокращает максимальное возможное значение реализуемой силы тяги локомотива соответственно в 2,5 раза.In production, deviations of up to 10% of the actual traction characteristics from those accepted for a given type of locomotive are considered acceptable. Over the course of a service life of more than 30 years, differences in traction characteristics increase. The actual characteristics of resistance to movement differ even more from their average values. In some cases, the deviation can reach 40%. The greatest deviation from the average value is the coefficient of adhesion of the wheel to the rail. Under certain weather conditions and the condition of the railway track, its actual value can be up to 2.5 times less than the calculated value, which reduces the maximum possible value of the traction force of the locomotive, respectively, 2.5 times.
Также в уровне техники известно изобретение КИ 2409484, Способ и система для усовершенствования техники вождения поездов и снижения расхода топлива, ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ (υδ), опубликованное 20.01.2011. Данное изобретение относится к способу и системе для усовершенствования техники вождения поездов. Способ включает вычисление массы поезда, определение на борту локомотивного состава текущего местоположения, распознавание участка изменения рельефа рельсового пути до достижения поездом участка изменения рельефа рельсового пути, корректировку параметра регулирования мощности локомотивного состава. Данное решение не использует актуальные (рассчитанные для конкретного подвижного состава) параметры (используют усредненные) зависимостей тяговых и тормозных характеристик, зависимостей сопротивления движения и силы сцепления колеса с рельсом, вследствие чего управляющие воздействие получается менее точным и эффективным. Вычисление актуальных параметров зависимостей данного локомотивного состава и внешних условий необходимо для расчета управляющего воздействия, минимизирующего расход энергии на выполнение поездной работы.Also known in the prior art is the invention KI 2409484, Method and system for improving the technique of driving trains and reducing fuel consumption, GENERAL ELECTRIC COMPANY (υδ), published January 20, 2011. This invention relates to a method and system for improving train driving techniques. The method includes calculating the mass of the train, determining on board the locomotive composition of the current location, recognizing the site of the change in the relief of the rail track until the train reaches the site of changing the relief of the rail track, adjusting the power control parameter of the locomotive composition. This solution does not use the actual (calculated for a specific rolling stock) parameters (use the averaged) dependences of the traction and braking characteristics, the dependences of the driving resistance and the adhesion force of the wheel with the rail, as a result of which the control action is less accurate and effective. The calculation of the actual parameters of the dependencies of a given locomotive composition and external conditions is necessary for calculating the control action that minimizes the energy consumption for performing train work.
- 1 027967- 1,027967
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Предложенное изобретение направлено на устранение недостатков, присущих существующим изобретениям.The proposed invention is aimed at eliminating the disadvantages inherent in existing inventions.
Технический результат, достигаемый данным изобретением, состоит в минимизации расхода энергии на выполнение поездной и маневровой работы. Данный технический результат достигается за счет определения актуальных параметров зависимостей тяговых и тормозных характеристик, зависимостей сопротивления движения и силы сцепления колеса с рельсом, используемых при расчете энергооптимального управления.The technical result achieved by this invention is to minimize energy consumption for the implementation of train and shunting work. This technical result is achieved by determining the actual parameters of the dependences of the traction and braking characteristics, the dependences of the driving resistance and the adhesion force of the wheel and rail used in the calculation of energy-optimal control.
В одном из вариантов реализации данного изобретения способ повышения КПД подвижного состава включает следующие шаги: получают параметры подвижного состава, включающие, по крайней мере, скорость, координаты, напряжение контактной сети, напряжение токов тяговых двигателей, разрядку тормозной магистрали, также определяют, по крайней мере, параметры зависимости действующей силы тяги, силы торможения, силы сопротивления движению, силы сцепления колес с рельсами, массу подвижного состава, затем определяют оптимальное управление, реализуемое тяговым и тормозным оборудованием железнодорожного подвижного состава, на основании параметров зависимостей полученных на предыдущем шаге, после чего передают оптимальное управление, определенное на предыдущем шаге, в систему управления подвижного состава для исполнения или отображения машинисту.In one embodiment of the present invention, a method for increasing the efficiency of a rolling stock includes the following steps: obtaining rolling stock parameters including at least speed, coordinates, contact voltage, traction motor current voltage, discharge of the brake line, also determine at least , the parameters of the dependence of the current traction force, braking force, the resistance to movement, the adhesion force of the wheels with rails, the mass of the rolling stock, then determine the optimal control, realizable traction and braking equipment of railway rolling stock, based on dependency parameters obtained in the previous step, and then transmit the optimal control as defined in the previous step, in a rolling stock system to control the execution or display of the engineer.
В некоторых реализациях изобретения шаги способа выполняются циклично.In some implementations of the invention, the steps of the method are performed cyclically.
В некоторых реализациях изобретения координаты и скорость подвижного состава определяются с помощью радионавигационных систем.In some implementations of the invention, the coordinates and speed of the rolling stock are determined using radio navigation systems.
В некоторых реализациях изобретения радионавигационной системой является система СР8 или Глонасс.In some implementations of the invention, the radionavigation system is a CP8 or Glonass system.
В некоторых реализациях изобретения, по крайней мере, общее сопротивление движению и сила торможения, необходимые для определения массы поездного состава, определяются на основе данных предыдущего цикла вычислений.In some implementations of the invention, at least the total motion resistance and braking force necessary to determine the mass of the train are determined based on data from a previous calculation cycle.
В некоторых реализациях координаты и скорость подвижного состава определяются с помощью одометрического датчика.In some implementations, the coordinates and speed of the rolling stock are determined using an odometric sensor.
В некоторых реализациях определяют на основании данных по крайней мере одного предшествующего цикла, по крайней мере, массу подвижного состава и параметры одной из зависимостей: действующей силы тяги, силы торможения, силы сопротивления движению, силы сцепления колес с рельсами.In some implementations, based on the data of at least one previous cycle, at least the mass of the rolling stock and the parameters of one of the dependencies are determined: the effective traction force, braking force, the driving force, the traction force of the wheels with the rails.
В некоторых реализациях, по крайней мере, параметры зависимостей, массу подвижного состава определяют с использованием параметров этих зависимостей, определенных в процессе вычисления.In some implementations, at least the dependency parameters, the mass of the rolling stock is determined using the parameters of these dependencies determined in the calculation process.
В некоторых реализациях параметры, необходимые для вычисления массы подвижного состава, определяются с использованием априорной статистической информации.In some implementations, the parameters needed to calculate the mass of the rolling stock are determined using a priori statistical information.
В некоторых реализациях априорная статистическая информация включает, по крайней мере, математическое ожидание, ковариационную матрицу оцениваемых параметров и ковариационную матрицу ошибок измерений.In some implementations, a priori statistical information includes at least mathematical expectation, a covariance matrix of estimated parameters, and a covariance matrix of measurement errors.
В некоторых реализациях априорная статистическая информация включает, по крайней мере, математическое ожидание, корреляционную матрицу оцениваемых параметров и корреляционную матрицу ошибок измерений.In some implementations, a priori statistical information includes at least mathematical expectation, a correlation matrix of estimated parameters, and a correlation matrix of measurement errors.
В одном из вариантов реализации данное изобретение может быть выполнено в виде системы повышения КПД подвижного состава, включающей одно или более устройство обработки команд, одно или более устройство хранения данных, одну или более программ, где одна или более программ хранятся на одном или более устройстве хранения данных и исполняются на одном и более процессоре, причем одна или более программ включает следующие инструкции: получают параметры подвижного состава, включающие, по крайней мере, скорость, координаты, напряжение контактной сети, напряжение токов тяговых двигателей, разрядку тормозной магистрали, также определяют, по крайней мере, параметры зависимости действующей силы тяги, силы торможения, силы сопротивления движению, силы сцепления колес с рельсами, массу подвижного состава, затем определяют оптимальное управление, реализуемое тяговым и тормозным оборудованием железнодорожного подвижного состава, на основании параметров зависимостей полученных на предыдущем шаге, после чего передают оптимальное управление, определенное на предыдущем шаге, в систему управления подвижного состава для исполнения или отображения машинисту.In one embodiment, the invention may be implemented as a system for increasing the efficiency of rolling stock, including one or more command processing devices, one or more data storage devices, one or more programs, where one or more programs are stored on one or more storage devices data and are executed on one or more processors, and one or more programs includes the following instructions: receive the parameters of the rolling stock, including at least speed, coordinates, contact voltage th network, the voltage of the currents of the traction motors, the discharge of the brake line, also determine at least the parameters of the dependence of the current traction force, braking force, the resistance to movement, the adhesion force of the wheels and rails, the mass of the rolling stock, then determine the optimal control implemented by the traction and brake equipment of railway rolling stock, based on the dependency parameters obtained in the previous step, after which the optimal control, determined in the previous step, is transmitted to the systems rolling to control the execution or display of the engineer.
Система может быть выполнена с возможностью циклично выполнять инструкции.The system may be configured to cyclically follow instructions.
Система может быть выполнена с возможностью определения координат и скорости подвижного состава при помощи радионавигационных систем.The system can be configured to determine the coordinates and speed of the rolling stock using radio navigation systems.
В некоторых реализациях системы радионавигационной системой является система СР8 или Глонасс.In some implementations of the system, the radio navigation system is the CP8 or Glonass system.
Система может быть выполнена с возможностью определения координат и скорости подвижного состава с помощью одометрического датчика.The system can be configured to determine the coordinates and speed of the rolling stock using an odometric sensor.
Система может быть выполнена с возможностью определения на основе данных предыдущего цикла, по крайней мере, общего сопротивления движению и силы торможения, необходимых для определе- 2 027967 ния массы поездного состава.The system can be configured to determine, based on the data of the previous cycle, at least the total resistance to movement and the braking force necessary to determine the mass of the train.
Система может быть выполнена с возможностью определения на основании данных по крайней мере одного предшествующего цикла, по крайней мере, массы подвижного состава и параметры одной из зависимостей: действующей силы тяги, силы торможения, силы сопротивления движению, силы сцепления колес с рельсами.The system can be configured to determine, based on the data of at least one previous cycle, at least the mass of the rolling stock and the parameters of one of the dependencies: the effective traction force, braking force, drag force, traction force of the wheels with rails.
Система может быть выполнена с возможностью определения параметров, необходимых для вычисления массы подвижного состава, с использованием априорной статистической информации.The system can be configured to determine the parameters necessary for calculating the mass of rolling stock using a priori statistical information.
В некоторых реализациях системы априорная статистическая информация включает, по крайней мере, математическое ожидание, ковариационную матрицу оцениваемых параметров и ковариационную матрицу ошибок измерений.In some implementations of the system, a priori statistical information includes at least the mathematical expectation, the covariance matrix of the estimated parameters, and the covariance matrix of measurement errors.
В некоторых реализациях системы априорная статистическая информация включает, по крайней мере, математическое ожидание, корреляционную матрицу оцениваемых параметров и корреляционную матрицу ошибок измерений.In some implementations of the system, a priori statistical information includes at least mathematical expectation, a correlation matrix of estimated parameters, and a correlation matrix of measurement errors.
Система может быть выполнена с возможностью определения, по крайней мере, параметров зависимостей, массы подвижного состава с использованием параметров этих зависимостей, определенных в процессе вычисления.The system can be configured to determine at least the parameters of the dependencies, the mass of the rolling stock using the parameters of these dependencies determined in the calculation process.
В некоторых вариантах реализации изобретение представляет собой распределенную систему повышения КПД подвижного состава, включающую две и более компьютерные системы, соединенные при помощи средств связи, причем каждая из которых включает:In some embodiments, the invention is a distributed system for increasing the efficiency of rolling stock, including two or more computer systems connected by means of communication, each of which includes:
ΐ) одно или более устройств обработки команд; ΐΐ) одно или более устройств хранения данных;ΐ) one or more command processing devices; ΐΐ) one or more storage devices;
ΐΐΐ) одну или более программ, реализующих вышеуказанный способ повышения КПД подвижного состава, причем шаги данного способа могут выполняться на разных компьютерных системах.ΐΐΐ) one or more programs that implement the above method of increasing the efficiency of rolling stock, and the steps of this method can be performed on different computer systems.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Изобретение в различных своих вариантах осуществления может быть выполнено в виде способа, реализуемого на компьютере, в виде системы или машиночитаемого носителя, содержащего инструкции для выполнения вышеупомянутого способа.The invention in its various embodiments can be implemented in the form of a method implemented on a computer, in the form of a system or computer-readable medium containing instructions for performing the aforementioned method.
В некоторых вариантах реализации изобретение может быть реализовано в виде распределенной компьютерной системы.In some embodiments, the invention may be implemented as a distributed computer system.
В данном изобретении под системой подразумевается компьютерная система, ЭВМ (электронновычислительная машина), ЧПУ (числовое программное управление), ПЛК (программируемый логический контроллер), компьютеризированные системы управления и любые другие устройства, способные выполнять заданную, чётко определённую последовательность операций (действий, инструкций).In this invention, a system means a computer system, a computer (electronic computer), CNC (numerical control), PLC (programmable logic controller), computerized control systems and any other devices that can perform a given, well-defined sequence of operations (actions, instructions) .
Под устройством обработки команд подразумевается электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (программы).By a command processing device is meant an electronic unit or an integrated circuit (microprocessor) that executes machine instructions (programs).
Устройство обработки команд считывает и выполняет машинные инструкции (программы) с одного или более устройства хранения данных. В роли устройства хранения данных могут выступать, но не ограничиваясь, жесткие диски (ΗΏΏ), флэш-память, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (55Ώ), оптические приводы.The command processing device reads and executes machine instructions (programs) from one or more data storage devices. Hard drives (ΗΏΏ), flash memory, ROM (read-only memory), solid-state drives (55Ώ), optical drives can act as storage devices.
Программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины или устройством обработки команд.A program is a sequence of instructions intended for execution by a control device of a computer or a device for processing commands.
В данном изобретении эффект экономии энергии достигается расчетом и реализацией силы тяги локомотивного состава и тормозной силы необходимых для перемещения железнодорожного состава на расстояние §к-§0 за время Т и выполнения требований безопасности, включая, но не ограничиваясь, ограничениями скорости движения и сигналов локомотивной сигнализации, при котором энергия, затрачиваемая локомотивом на поездную работу, будет минимальнаIn this invention, the energy-saving effect is achieved by calculating and realizing the traction force of the locomotive train and the braking force necessary to move the train to a distance of § to -§ 0 during time T and meeting safety requirements, including, but not limited to, speed limits and locomotive signaling at which the energy spent by the locomotive on train work will be minimal
А = | Рек —> πιΐη •*0 м//уур-р,-'р(',А-в(рмг}, (О где М - масса поезда, т; ν - скорость, м/с;A = | Rec -> πιΐη • * 0 m // уу р - р , - ' р (' , А-в (рм г }, (О where М - mass of train, t; ν - speed, m / s;
Р - сила тяги или торможения тяговым приводом с возвратом энергии, кН;P - traction or braking force by a traction drive with energy return, kN;
Р э - сила торможения тяговым приводом без возврата энергии, кН;R e - braking force by a traction drive without energy return, kN;
- общее сопротивление движению, кН;- total resistance to movement, kN;
В - сила пневматического (электропневматического) торможения, кН; ξ - переводной коэффициент, зависящий от единиц измерении принятых в расчетах; р - разрядка тормозной магистрали, кПа;B - force of pneumatic (electro-pneumatic) braking, kN; ξ is the conversion coefficient, depending on the units of measurement adopted in the calculations; p - discharge brake line, kPa;
х - текущая координата; γ - коэффициент инерции;x is the current coordinate; γ is the inertia coefficient;
ίρ - время от начала применения пневматического торможения.ί ρ - time from the beginning of the application of pneumatic braking.
- 3 027967- 3 027967
Для расчета энергооптимальной силы тяги Р требуется знание текущих параметров следующих зависимостей:To calculate the energy-optimal traction force P, knowledge of the current parameters of the following relationships is required:
общего сопротивления движению железнодорожного состава; силы сцепления колес с рельсами; силы тяги локомотивного состава; тормозной силы железнодорожного состава.general resistance to the movement of the train; traction forces of wheels with rails; traction force of the locomotive composition; braking power of the train.
а также величин максимальной и минимальной силы тяги, определяемых из технических характеристик локомотивного состава.as well as the values of the maximum and minimum thrust determined from the technical characteristics of the locomotive composition.
Под термином параметр зависимости будем подразумевать значение р (р - вектор размерности η такое, что для любой пары значений х, у, из выражения у = ί(χ,ρ) и для любого ί = 1, м следует, что Р; = οοηδΐ (не зависит ни от х, ни от у).By the term dependence parameter we mean the value of p (p is a vector of dimension η such that for any pair of values of x, y, from the expression y = ί (χ, ρ) and for any ί = 1, m it follows that P; = οοηδΐ (does not depend on x or y).
Согласно изобретению способ повышения КПД подвижного состава включает следующие шаги: определяют параметры подвижного состава, содержащие, по крайней мере скорость, координаты, напряжение на тяговом приводе, токи тяговых двигателей, разрядку тормозной магистрали;According to the invention, a method for increasing the efficiency of rolling stock includes the following steps: determining the parameters of the rolling stock containing at least speed, coordinates, voltage on the traction drive, currents of the traction motors, discharge of the brake line;
скорость и координаты подвижного состава могут определяться, но не ограничиваясь, как на основе показаний датчиков, так и с использованием средств радионавигации, например ОР8, Глонасс;the speed and coordinates of the rolling stock can be determined, but not limited, both on the basis of sensor readings and using radio navigation aids, for example OP8, Glonass;
определяют параметры зависимости действующей силы тяги, на основании которых определяют действующую силу тяги;determine the parameters of the dependence of the effective traction force, on the basis of which determine the effective traction force;
зависимость фактической (действующей) силы тяги от измеряемых параметров, например для локомотивов с коллекторными двигателями, может быть представленаthe dependence of the actual (acting) traction force on the measured parameters, for example for locomotives with collector engines, can be represented
где ν - скорость движения локомотивного состава;where ν is the locomotive train speed;
I - ток, протекающий через якорную цепь тяговых двигателей локомотивного состава; и - напряжение на якорных обмотках тяговых двигателей локомотивного состава.I is the current flowing through the anchor chain of locomotive traction engines; and - voltage at anchor windings of locomotive traction engines.
Здесь и далее в данном изобретении коэффициенты в аналитических зависимостях могут быть рассчитаны, но не ограничиваясь, методом Калмана. Вид зависимостей и используемый метод вычисления коэффициентов для изобретения не существенен.Hereinafter in this invention, the coefficients in the analytical dependencies can be calculated, but not limited to, by the Kalman method. The type of dependencies and the method used to calculate the coefficients for the invention is not significant.
Рассчитанная сила тяги локомотива ограничена минимальной и максимальной силами, которые технически могут быть реализованы тяговым приводом локомотивного состава:The calculated locomotive traction force is limited by the minimum and maximum forces that can technically be realized by the traction drive of the locomotive composition:
Ртт < Е < ^тах О)Pmt <E <max max (O)
Согласно одному из вариантов осуществления минимальная и максимальная сила тяги задаются на этапе конфигурирования и настройки.According to one embodiment, the minimum and maximum traction forces are set at the configuration and adjustment stage.
В некоторых реализациях минимальная и максимальная сила тяги задаются машинистом в диалоговом режиме.In some implementations, the minimum and maximum traction forces are set by the operator in an interactive mode.
Определяют массу подвижного состава.The mass of the rolling stock is determined.
Массу подвижного состава определяют, аналитически используя выражение (1), при этом для определения массы поезда в некоторых вариантах реализации могут понадобиться значения одного или комбинации указанных параметров - М, Р, Р э, А, В.The mass of the rolling stock is determined analytically using the expression (1), while to determine the mass of the train in some embodiments, the values of one or a combination of these parameters may be needed - M, P, P e , A, B.
В некоторых вариантах реализации параметры, необходимые для вычисления массы подвижного состава, определяются с использованием априорной информации, включающей, по крайней мере, математическое ожидание, ковариационную матрицу оцениваемых параметров и ковариационную матрицу ошибок измерений.In some embodiments, the parameters necessary to calculate the mass of the rolling stock are determined using a priori information, including at least the mathematical expectation, the covariance matrix of the estimated parameters and the covariance matrix of measurement errors.
В некоторых вариантах реализации, по крайней мере, общее сопротивление движению и сила торможения, необходимые для определения массы поездного состава, определяются на основе данных предыдущего цикла.In some embodiments, at least the total driving resistance and braking force necessary to determine the mass of the train are determined based on data from a previous cycle.
Выбор способа определения массы подвижного состава не существен для изобретения и может варьироваться.The choice of method for determining the mass of rolling stock is not essential for the invention and may vary.
Определяют параметры зависимости действующей силы торможения, на основании которых определяют действующую силу торможения.The parameters of the dependence of the effective braking force are determined, on the basis of which the effective braking force is determined.
Тормозная сила В может быть представлена аналитической зависимостьюBraking force B can be represented by an analytical relationship
где φ - аналитическая зависимость, устанавливающая связь между разрядкой тормозной магистрали и силой торможения В;where φ is the analytical dependence establishing the relationship between the discharge of the brake line and the braking force B;
р - разрядка тормозной магистрали, кПа; ν- скорость, м/с;p - discharge brake line, kPa; ν - speed, m / s;
ίρ - время от начала применения пневматического торможения.ί ρ - time from the beginning of the application of pneumatic braking.
Определяют параметры зависимости сопротивления движению, на основании которых определяют общее сопротивление движению.Determine the parameters of the dependence of resistance to movement, on the basis of which determine the total resistance to movement.
Общее сопротивление движению определяется основным и дополнительным сопротивлением дви- 4 027967 жению, которое может включать в себя, по крайней мере, сопротивление движению, возникающие от плана и профиля железнодорожного пути ί:The total resistance to movement is determined by the basic and additional resistance to movement, which may include at least the resistance to movement arising from the plan and profile of the railway ί:
IV = Μ · (ί(χ) + а^ + + сущ2), (5) где ато, 1%, Сто - коэффициенты зависимости;IV = Μ · (ί (χ ) + ae + n + 2), (5) where a is 1% hundred - depending coefficients;
М - масса поезда, т;M is the mass of the train, t;
ν - скорость, м/с;ν is the velocity, m / s;
ί(χ) - удельное сопротивление движению от профиля и плана пути.ί (χ) is the specific resistance to movement from the profile and plan of the path.
Определяют параметры зависимости коэффициента сцепления, на основании которых определяют фактический коэффициент сцепления.The adhesion coefficient dependency parameters are determined, based on which the actual adhesion coefficient is determined.
Сила сцепления Раан колес с рельсами может быть представлена аналитической зависимостью, например:The adhesion force P a of wheels with rails can be represented by an analytical relationship, for example:
Р — ^αάΚ ^-α,άΚ + Ьа(1ъУ + СайъА (6) где аааь Ьааь саан - требующие определения параметры зависимости; ν - текущая скорость движения локомотивного состава.F - ^ αάΚ ^ -α, άΚ + b a (+ 1U SayA (6) where a and b and ai and ai with an - requiring determine parameters depending; ν - actual speed of the locomotive composition.
Очевидно, что сила тяги локомотива Р не может превосходить силу сцепления РааьObviously, the traction force of the locomotive P cannot exceed the traction force P a a
Определяют текущее и прогнозируемое оптимальное управляющее воздействие, содержащее силу тяги или тормозную силу с использованием данных определенных на предыдущих шагах.The current and predicted optimal control action containing the traction force or braking force is determined using the data specified in the previous steps.
При известных параметрах зависимостей (2), (4), (5), (6) и массы поезда вычисляется сила тяги, при которой расход энергии будет минимальнымWith the known parameters of dependencies (2), (4), (5), (6) and the train mass, the traction force is calculated at which the energy consumption will be minimal
А - | Рек тт Л'оA - | Rec tt L 'o
Определенное на предыдущем шаге оптимальное значение силы тяги локомотивного состава передается в систему управления локомотивного состава для исполнения или отображения машинисту.The optimal value of the locomotive train traction force determined in the previous step is transmitted to the locomotive train control system for execution or display to the driver.
Специалисту в данной области очевидно, что конкретные варианты осуществления способа и системы повышения КПД подвижного состава были описаны здесь в целях иллюстрации, допустимы различные модификации, не выходящие за рамки и сущности объема изобретения.One skilled in the art will appreciate that specific embodiments of the method and system for increasing the efficiency of rolling stock have been described herein for purposes of illustration, various modifications are possible without departing from the scope and essence of the scope of the invention.
Claims (19)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400515A EA027967B1 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
| PCT/RU2015/000199 WO2015152769A1 (en) | 2014-04-04 | 2015-03-30 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
| CN201580018728.XA CN106458226B (en) | 2014-04-04 | 2015-03-30 | Method and system for the efficiency for improving rolling stock |
| EP15772814.8A EP3127773A4 (en) | 2014-04-04 | 2015-03-30 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
| US15/282,969 US10286934B2 (en) | 2014-04-04 | 2016-09-30 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400515A EA027967B1 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201400515A1 EA201400515A1 (en) | 2015-10-30 |
| EA027967B1 true EA027967B1 (en) | 2017-09-29 |
Family
ID=54344711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201400515A EA027967B1 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA027967B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021225461A1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз" | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950967A (en) * | 1997-08-15 | 1999-09-14 | Westinghouse Air Brake Company | Enhanced distributed power |
| RU2237589C1 (en) * | 2003-07-14 | 2004-10-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Method of selection of most economical conditions of train movement on definite section of way |
| RU2320498C1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АВП-Технология" (ООО "АВП-Технология") | Passenger electric locomotive automated control system |
| RU2409484C2 (en) * | 2005-06-08 | 2011-01-20 | Дженерал Электрик Компани | Method and system for perfecting train handling techniques and reducing fuel consumption |
| JP2011205738A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Hitachi Ltd | Automatic train operating device |
-
2014
- 2014-04-04 EA EA201400515A patent/EA027967B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950967A (en) * | 1997-08-15 | 1999-09-14 | Westinghouse Air Brake Company | Enhanced distributed power |
| RU2237589C1 (en) * | 2003-07-14 | 2004-10-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Method of selection of most economical conditions of train movement on definite section of way |
| RU2409484C2 (en) * | 2005-06-08 | 2011-01-20 | Дженерал Электрик Компани | Method and system for perfecting train handling techniques and reducing fuel consumption |
| RU2320498C1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АВП-Технология" (ООО "АВП-Технология") | Passenger electric locomotive automated control system |
| JP2011205738A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Hitachi Ltd | Automatic train operating device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021225461A1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз" | Method and system for increasing efficiency of rolling stock |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201400515A1 (en) | 2015-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015152769A1 (en) | Method and system for increasing efficiency of rolling stock | |
| US7127336B2 (en) | Method and apparatus for controlling a railway consist | |
| CN106143540B (en) | The self-adaptive computing method of the closely connected operation controlling curve of rail transit train full speed | |
| CN104134378A (en) | Urban rail train intelligent control method based on driving experience and online study | |
| WO2016035597A1 (en) | Automated train operation system | |
| CN104228887B (en) | The method and system that a kind of ATO grade is adjusted in real time | |
| EA023537B1 (en) | Method and system for independent control of vehicle | |
| CN110703757B (en) | Energy consumption optimization-oriented high-speed train speed planning method | |
| ZA200710976B (en) | System and method for improved train handling and fuel consumption | |
| CN102328642A (en) | Method and system for adjusting train braking force according to train running speed | |
| CN103235843A (en) | Train operation optimal control simulation method and system for urban railway system | |
| CN112590738B (en) | ATO (automatic train operation) parking control method compatible with different inter-vehicle generations | |
| RU2237589C1 (en) | Method of selection of most economical conditions of train movement on definite section of way | |
| CN112084030B (en) | Unmanned train control system based on cloud edge coordination and control method thereof | |
| JP2017063556A (en) | Travel pattern generation device, automatic train operation system equipped with travel pattern generation device and automatic train operation device, and operation assisting system equipped with travel pattern generation device and operation assisting device | |
| RU2612459C2 (en) | Method and system for increasing efficiency factor of rolling stock | |
| CN104121132B (en) | Railway vehicle drive system and be equipped with the railway vehicle of this railway vehicle drive system | |
| CN113635943A (en) | Train driving assisting method, system, equipment and computer readable storage medium | |
| EA027967B1 (en) | Method and system for increasing efficiency of rolling stock | |
| RU148444U1 (en) | ROLLING EFFICIENCY SYSTEM | |
| CN106394618B (en) | A kind of train speed limit method based on TCMS controls | |
| CN108778862B (en) | Method for providing brake selection advice to train driver and train driver advisory system | |
| CN103648881A (en) | Power control system for a locomotive consist | |
| CN113954923B (en) | Marshalling train parking control method and control system | |
| EA031738B1 (en) | Method and system for energy-optimized driving a motor vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG TJ TM RU |