УДК 656.2.05:629.423.082.3
Гопкало В. Н.
Модель нагрузки, оказываемой потоком поездов на систему электроснабжения
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
This work describes model of energy usage for cargo train moving. The model is needed for energy effective dispatching train traffic.
Keywords: railroad; mathematic model; energy; energy usage.
В работе описана модель потребления электроэнергии на движение потока поездов, позволяющая определить потребление отдельного участника перевозочного процесса. Указанная модель подразумевает использование в создании технологии автоматизированного энергоэффективного управления потоком поездов.
Ключевые слова: электроподвижной состав, математическая модель, энергопотребление.
Одним из важных показателей качества железнодорожного перевозочного процесса является расход электрической энергии на тягу поездов. Однако анализ динамики расхода и выработка действий, направленных на его снижение, производятся после окончания определенного производственного периода. Это не позволяет реализовать весь потенциал экономии дорогостоящего ресурса. Существенно улучшить ситуацию позволяет использование адаптивного управления движением потока поездов, введение величины расхода энергии в число критериев выработки регулировочных мер. При этом возникает задача оперативного – в темпе, соответствующем динамике движения, – и детального контроля энергопотребления.
В ряде работ [1, 2] приводятся данные, которые свидетельствуют о тесной связи показателей расхода энергии на тягу с качеством пропуска потока поездов, о высокой чувствительности показателей энергопотребления к ограничениям скорости и задержкам. Настоящее исследование рассматривает пути решения задачи анализа потребления, который проводится в реальном времени с использованием средств автоматической обработки поступающих данных. Показатели расхода энергии - результаты анализа - играют роль индикаторов, определяющих выбор рациональных диспетчерских регулировок при ликвидации нарушений процесса движения на участке железой дороги.
Оперативный контроль расхода энергии на тягу в процессе следования поездов можно произвести двумя способами. Первый заключается в измерении энергии с помощью электросчетчика на борту каждого локомотива, передачи данных по каналу радиосвязи в центр контроля и автоматическом анализе информации. Результаты расчетов поступают в АРМ поездных диспетчеров. Описанная технология сбора информации используется на ряде железных дорог Европы. Однако задача обеспечения высокой энергоэффективности путем оптимального пропуска потока поездов не ставится. Причиной служит приоритетность характеристик пунктуальности над экономичностью процесса в условиях интенсивного движения пассажирских поездов.
Второй способ основывается на измерении объемов энергии, переданных тяговыми подстанциями в каждую из межподстанционных зон (МПЗ) в границах контрольного участка. Информация о расходе снимается с электросчетчиков, которыми оснащены фидеры контактной сети, и передается по каналам связи к месту расположения сервера автоматизированной системы учета энергии (АСКУЭ). В результате обработки информации определяется объем энергии, израсходованный каждым из электровозов в границах МПЗ и в целом за поездку. Кроме того, вычисляется показатель потребления в границах каждого перегона, производится его сравнение с нормативной величиной.
Рассмотрим ключевую задачу, решение которой позволяет реализовать способ контроля расхода по данным тяговых подстанций, - выделение компонент, соответствующих отдельным поездам или участкам дороги (перегонам) из информации о суммарных объемах потребленной энергии. Анализ показывает, что эта задача может решаться методами, используемыми в теории обнаружения и измерения параметров сигналов, которые поступают на приемное устройство в смести с мощными детерминированными помехами и флюктуационным шумом.