Файл: Тихонов, К. К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации железных дорог.pdf

ездных погонных нагрузок на крутизну расчетного уклона (учитывая сравнительно незначительное колебание расчетной скорости по на­ правлениям движения даже при разных типах профиля пути) .

Важное условие математической формализации задачи — выявле­ ние тесноты связи таких условно независимых переменных, как ходо­ вая скорость и расчетная поездная погонная нагрузка . По существу, это степень взаимосвязи весовой нормы и ходовой скорости грузовых поездов при переменных параметрах тяговых средств. Т а к а я взаимо­ связь существует [23]. Она обусловливается тем, что анализируемые приведенные перевозочные затраты в какой-то степени пропорциональ­ ны произведению веса поезда на ходовую скорость, т. е. средней часо­

руемых затрат, пропорциональная произведению веса на ходовую скорость грузового поезда, очень незначительна (4—6%) и в доста­ точно широком диапазоне изменения веса поезда при переменных тяго­ вых средствах не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на уровень оптимальной ходовой скорости. Отсюда следует, что хотя фор­ мально ходовая скорость и расчетная поездная погонная нагрузка и взаимосвязаны, практически их можно считать независимыми пере­ менными. Таким образом могут быть два направления в решении по­ ставленной проблемы:

оптимальная расчетная поездная погонная нагрузка в расчетном направлении движения функционально связана с переменной ходовой

t>x (точка означает, что переменная фиксирована в каком-то расчетном шаге, т. е. количественно определена) предварительно по особой под­

в расчетах критериального значения их полной функции; предвари­ тельной формализации этой взаимосвязи не требуется.

Первый способ сокращает число независимых переменных, опре­ деляющих состояние системы (критерий), но неприменим для мате­ матического анализа функции и решения задачи в общем виде из-за громоздкой аналитической зависимости опт р н = f (и х ) . Этот способ приемлем лишь для расчета на ЭВМ величины самой функции в зави­ симости от изменения той или иной переменной при условно фиксиро­ ванном значении других независимых переменных. Второй способ

48

удобен для дифференциального анализа функции нескольких пере­ менных и общего аналитического решения задачи на экстремум.

Процесс определения оптимальной ходовой скорости и оптимальной расчетной поездной погонной нагрузки, обусловливающих необходи­ мую мощность тяги и наименьший уровень приведенных затрат на ос­ воение заданного объема перевозок в перспективе, первым способом ведется в такой логической последовательности:

в каком-то (четном или нечетном) условно называемом расчетном направлении движения ходовая скорость фиксируется как независимая переменная. Тогда оптимальная расчетная поездная погонная нагрузка на нем — функция ходовой скорости, а во встречном направлении за­ данной окажется мощность тяги и через нее определятся оптимальные расчетная поездная погонная нагрузка и ходовая скорость;

фиксируется оптимальное значение функционала по срокам осу­ ществления мероприятий этапного развития, а также коэффициентам пакетности и двухпутности линии;

повторяется расчет, но расчетным является встречное направление; сравниваются величины критериев в обоих случаях и выбирается

наименьшее значение; фиксируется окончательное решение: оптимальное удлинение стан­

ционных путей и соответствующие ему оптимальные в одну и расчет­ ные в другую сторону движения значения ходовых скоростей и р а с ­ четных поездных погонных нагрузок (оптимальные параметры локомо­ тива и весовые нормы грузовых поездов в обе стороны движения) . Дополнительное решение — оптимальные сроки ввода в эксплуатацию удлиненных станционных приемо-отправочных путей, автоблокировки

Последовательность итерационного процесса программированиятадова:

пути определяется расчетная скорость v'v — функция фиксированного-

49>

ный ряд возможных весовых норм (перебором расчетных поездных погонных нагрузок) и соответствующих им по удельной мощности тя ­ ги ходовых скоростей (не выше максимально допустимой), экономи­ чески сравниваются (только в рассматриваемом направлении движения) и определяются для заданного локомотива локальная оптимальная расчетная поездная погонная нагрузка и соответствующая ей наи­ большая возможная по удельной мощности тяги и типу профиля пути ходовая скорость.

7. Проверяется соответствие найденной д л я встречного направле­ ния ходовой скорости оптимальной, для чего по той ж е подпрограмме при заданном типе локомотива производится повторный техникоэкономический расчет оптимальной расчетной поездной погонной

ления движения приведенные перевозочные затраты на перемещение груженых и порожних поездов за принятый дискретный отрезок

за одинаковый дискретный отрезок времени t окончательно устанавли­ вается расчетное направление, определяющее оптимальные ходовую скорость и мощность тяги, которые уже в качестве заданных включают­ ся в дальнейшие расчеты—определение полного значения функционала при оптимальных сроках осуществления этапных мероприятий раз ­ вития линии в перспективе для данного фиксированного значения (шага) удлинения станционных путей.

Таким образом, если в самом общем виде условно независимыми переменными, определяющими состояние системы, являются: степень

математической модели можно формализовать хотя и сложные, но однозначно определяемые зависимости:

ходовой скорости встречного направления от переменной ходовой скорости расчетного направления;

оптимального уровня расчетных поездных погонных нагрузок в рас­ четном направлении в функции переменной ходовой скорости, а в на­ правлении, встречном расчетному, в функции заданной мощности ло­ комотива.

50

Следовательно, можно считать, что состояние физической системы (перевозочного процесса за расчетный период времени) определится двумя, полностью независимыми переменными: степенью удлинения

независимых переменных ( / у д ; и х ; рх; у и а к ; удв; t, ; / 2 , ; ^з) и л и в по­ шаговой системе прямых расчетов функции в такой логической по­

следовательности:

в одном из направлений движения, принимаемом в качестве рас ­ четного, одновременно в известных пределах с заданным шагом фикси­

сочетания основных независимых переменных. Необходимо подчерк­ нуть, что в подобной системе расчетов как по первой, так и по второй схеме конечный результат будет один и тот ж е .

6. О С О Б Е Н Н О С Т И М Е Т О Д И К И И А Л Г О Р И Т М А ПРИ З А Д А Н Н Ы Х П А Р А М Е Т Р А Х Т Я Г О В Ы Х С Р Е Д С Т В

Принципиальные особенности методики исследования и алгоритма расчетов для ближней перспективы вытекают прежде всего из основ­ ного условного признака ее в данной задаче: параметры локомотивов, которыми можно освоить заданный грузопоток при удлинении стан­ ционных путей, заданы. Они однозначно определяют оптимальную расчетную поездную погонную нагрузку по направлениям движения,

аудельная мощность тяги при заданном типе профиля пути — разную

вчетную и нечетную стороны расчетную ходовую скорость поздов. При этом получающаяся д а ж е при полном использовании мощности задан­ ных локомотивов ходовая скорость не должна превышать некоторый наибольшийтехнически возможный заданный уровень. Наибольший вес поезда (разный в четную и нечетную стороны) может быть ограни­ чен не только длиной станционных путей, но и мощностью тяги .

Следовательно, в пошаговых расчетах рассматриваются и такие состояния физической системы, когда при том или ином типелокомо-

51