Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление процессами перевозок

Диссертационная работа:

Грунтов Кирилл Петрович. Проблемы интервального регулирования движения поездов при росте скорости в транспортных коридорах : Дис. ... канд. техн. наук : 05.22.08 : Москва, 2004 141 c. РГБ ОД, 61:05-5/1238

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4 стр.

Глава 1. Системный анализ отечественного и зарубежного опыта
организации скоростного движения 10 стр.

1.1. Концепция повышения скоростей движения

пассажирских поездов 10 стр.

  1. Характеристики скоростных поездов и систем 16 стр.

  2. Постановка задачи об интервальном регулировании скоростного потока пассажирских поездов при поэтапном увеличении их скорости 20 стр.

Глава 2. Основные эксплуатационно-технические параметры

системы ИРДГТ. Исследование точности движения скоростных

поездов 27 стр.

2.1. Тормозной путь как фактор безопасности движения

и флуктуация его величины при росте скоростей движения 27 стр.

2.2. Экстраполяция тормозных путей скоростных поездов

на величины скоростей в диапазоне 200 - 400 км/ч 34 стр.

2.3. Критериальные подходы к управлению

скоростным движением 46 стр.

2.4. Развитие систем интервального регулирования

движения поездов и критерии их эффективности 57 стр.

2.5. Выводы по главе 2 63 стр.

Глава 3. Исследование интервального регулирования

поездов и их разделения временем и расстоянием 66 стр.

  1. Режимы движения попутных поездов 66 стр.

  2. Защита попутно следующих поездов в пакете временем при четырехзначной сигнализации с резервированием

двумя блок-участками 73 стр.

3.3. Системы ИРДГТ в различных режимах движения поездов 83 стр.

3.4. Исследование потерь скорости при переходе

в нестандартные режимы движения. Разработка методики расчета
потребных ресурсов пропускной способности 95 стр.

3.5. Выводы по главе 3 105 стр.

Глава 4. Основные экономические параметры скоростных
железнодорожных коридоров 109 стр.

4.1. Разработка карт критических соотношений

экономических параметров скоростных поездов 109 стр.

  1. Сравнение скоростных систем поездов ICE и MSB Transrapid 120 стр.

  2. Скорость как показатель качества услуги «поездка на поезде». Структура тарифов на поездки скоростными поездами

(на базе поездов ICE) 127 стр.

4.4. Выводы по 4 главе 130 стр.

5. Заключение 132 стр.

ЛИТЕРАТУРА 134 стр.

Список опубликованных работ но теме диссертации 141 стр.

Введение к работе:

Актуальность темы исследования. Экономика России, стран СНГ и любого современного государства не может успешно функционировать без развитого железнодорожного транспорта. По мере углубления реформ и дальнейшего развития рыночных экономических отношений в России осуществляется увеличение протяженности и модернизация технического оснащения сети железных дорог. Переоснащение основных объектов сети -железнодорожных участков, направлений, узлов, станций и вокзалов выполняется на базе современных информационных технологий, повышения скоростей движения пассажирских и грузовых поездов, сокращения времени поездок пассажиров и сроков доставки грузов.

Программы модернизации железных дорог России и нового железнодорожного строительства направлены на удовлетворение потребностей населения и предприятий разных форм собственности в перевозках, повышение конкурентоспособности железнодорожного транспорта, освоение новых территорий Урала, Сибири и Дальнего Востока, их промышленного, социального и культурного развития. Приоритетная роль в решении этих проблем принадлежит реконструкции существующих железнодорожных направлений для организации движения пассажирских и других срочных поездов с повышенными скоростями движения, а на специализированных линиях (коридорах) при ограниченном уровне инвестиций обеспечивать перевозки с достаточно высокими скоростями. Необходимо, однако, с целью повышения конкурентоспособности железных дорог и удовлетворения спроса населения на перевозки большее разнообразие вариантов по выбору пассажирами времени поездки, типа поездов и вида вагонов, по набору предоставляемых услуг. Особенно актуальны эти проблемы в международных и внутренних транспортных коридорах.

Проблема скорости пассажирских, ускоренных контейнерных и других поездов напрямую связана с затратами наиболее дорогостоящего ресурса транспорта - пропускной способностью при высоком уровне надежности, безопасности технического комплекса. Ведущая роль в решении этой проблемы принадлежит интервальному регулированию потока поездов и в особенности скоростного и высокоскоростного пассажирского поездопотока, созданию системы резервирования надежности и безопасности при выполнении необходимого уровня комфортности и престижа железных дорог на рынке пассажирских и товарных транспортных услуг. Учитывая остроту этих проблем, требования к точному соблюдению сроков поездок, к качеству транспортной работы, научно-техническому уровню железнодорожной системы в условиях конкуренции других видов транспорта значительно возрастают.

Эти и другие факторы определяют актуальность организационного, информационного, математического и экономического обеспечения пассажирских и ускоренных грузовых перевозок в транспортных коридорах, в том числе международных сообщениях. Интеграция транспортной системы России и стран СНГ в мировую фанспортную систему способствует, как известно, решению собственных текущих и долгосрочных внутриэкономических

проблем, улучшению хозяйственных связей между регионами и соседними странами, повышению конкурентоспособности отечественных транспортных коммуникаций, стимулированию транзитных перевозок, формированию международных и внутренних транспортных коридоров (МТК, ВТК) исходя из национальных интересов.

Европейский и отечественный опыт показывает, что рентабельность должна быть пропорциональна скорости, а высокие скорости окупаются в течении 3-4х лет (Франция - линии ТЖВ и другие страны). Скоростные железные дороги повышают мобильность различных групп населения, увеличивают число поездок с информационной и деловой направленностью, ускоряют оборачиваемость товаров срочной доставки.

Задача формирования основной схемы скоростных магистралей России, стран СНГ (во взаимосвязи с европейской схемой) в последние годы начинает приобретать практическое значение.

В Москве в июне 1993 г. на совещании экспертами Управлений дорог была поставлена задача создания «кольца» соединений в России, в Центральной и Восточной Европе, охватывающего города Санкт-Петербург, Москву, Киев, Минск, Варшаву, Бухарест и создания системы быстрых железнодорожных сообщений внутри этого кольца, совпадающей с высокоскоростной сетью Западной Европы.

На территории России сложились транспортные коммуникации, на которых концентрируются внешние и внутренние грузо- и пассажиропотоки; перевозки пассажиров, следующих в международных сообщениях. На этих направления создана, как правило, развитая транспортная инфраструктура, и прежде всего железнодорожная, имеющая общегосударственное значение. К этим направлениям относятся железнодорожные коммуникации Север Юг и Запад -Восток.

Масштабный экономический интерес России и стран СНГ представляют транспортные коммуникации, обеспечивающие транзитные перевозки в направлении Запад - Восток. Ключевая роль в этом принадлежит Транссибирской железнодорожной магистрали. Программа развития железнодорожного транспорта России и роста скоростей пассажирского движения, как в рамках скоростных международных коридоров, так и по многим региональным транспортным коридорам и линиям имеет возрастающую актуальность. На большинстве линий параметры организации скоростного движения будут не одинаковыми.

Проблема интервального регулирования и резервирования скоростного пассажирского и грузового движения входит в состав комплексных проблем организации движения на перспективу 2005 - 2015 годов. Актуальность этой проблемы связана также и с тем, что она включается в разработку новых требований к графику движения пассажирских и грузовых поездов, установлению необходимых резервов пропускных способностей и обеспечения надежности и безопасности пассажирского и грузового движения.

В связи с развитием фундаментальных и прикладных наук и использованием их достижений в народном хозяйстве, на железнодорожном

транспорте России созданы объективные предпосылки расширения проблем скоростных и высокоскоростных линий с обеспечением высокого уровня комфорта, надежности и безопасности. Среди населения поездки по железной дороге идентифицируются с маловероятным уровнем риска для жизни и здоровья пассажиров. Этот фактор во многом предопределяет популярность пассажирских поездов в удовлетворении спроса на поездки и эта популярность должна быть не уменьшена на скоростных и высокоскоростных линиях.

Актуальность проблемы определяется тем, что повышение скоростей входят в государственные программы России, и они решаются в настоящее время, и будут решаться в ближайшем будущем, в диссертации разрабатываются такие вопросы как установление закономерностей транспортного потока при росте скоростей движения как на обычных, так и на скоростных специализированных линиях (внутренних и международных транспортных коридорах), обобщается опыт скоростного движения за рубежом и на сети железных дорог России, разрабатываются методы параметрической декомпозиции систем интервального регулирования без резервирования и с резервированием, для которых проблема защиты временем и расстоянием попутно следующих поездов в пакете имеет определяющее значение и самостоятельный характер, поскольку существующая (традиционная) методика дает значения защитных (блокирующих) параметров, величина которых обратно пропорциональна скорости, что противоречит задаче роста скоростей. Ресурс пропускной способности в системе интервального регулирования при различных диапазонах роста скоростей должен также возрастать пропорционально росту скорости и блокирующих величин гарантированного обеспечения безопасности.

Решение этих вопросов соответствует принятым Программам Правительства РФ и в том числе «Основным направлениям развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года» (М., Ротапринт МПС, 1996, - 76с.) и Программе «Скорость».

Степень научной разработанности проблемы. Рост скоростей до уровня их значений в международных скоростных железнодорожных коридорах сравнительно новая задача, которая поставлена Государственной Программой «Скорость» в конце 90-х годов с переходом экономики России к рыночным отношениям. Это объясняется, , во-первых, тем что необходима системная реализация повышенных скоростей в пассажирском и грузовом движении, обеспечения высокоскоростных коридоров гарантированной безопасностью движения при светофорных и электронных резервированных системах регулирования двилсения и, во-вторых, предшествующий отечественный опыт исходил в основном из скорости до 200 км/ч (линия Москва - Санкт-Петербург). Необходимость роста скоростей объясняется еще и тем, что по меньшей мере РЖД входят в девять мелсдународных коридоров ОСЖД/ЭСКАТО ООН и Панъевропейских (Критских) коридоров, в т.ч. таких по протяженности как Москва - Н. Новгород - Свердловск - Омск - Новосибирск - Тайшет -Красноярск с разветвлением до Ванино и Находки (первый коридор).

Речь идет таким образом о научной проработке проблем, критериев и моделей системной организации скоростного движения в транспортных

коридорах и линиях с использованием международного и отечественного опыта. Вопросы управления скоростными линиями рассматривались в работах В.И.Арсенова, А.А.Гинева, Н.И.Громова, С.В.Доминина, А.Н.Ефанова, А.А.Зайцева, С.М.Резера, Е.А.Сотникова, С.С.Жаброва, Ю.В.Дьякова, Л.Б.Миротина, В.А.Персианова, В.М.Лисенкова, И.Г.Тихомирова, Ф.П.Кочнева и др. В области создания и развития систем ИРДП известны работы отечественных ученых А.И.Шишлякова, Б.Л.Кровацкого, Н.Ф.Пенкина, В.М.Лисенкова, А.С.Переборова, Вл.В. и В.В.Сапожниковых, В.И.Шелухина и др.

Развитию скоростных систем и повышению их роли в управлении и в экономике занимались известные исследователи: Д.Бенсон, Л.Воске, М.Бруке, Х.Кайндрэд, Д.Нэпи, Д.Уайтхез, Р.Харрисон, Д.Холт, Д.Хитшникал, В.Ренерт и другие.

Необходимость решения проблем скоростного движения была сформулирована на международных конференциях по транспорту (Крит, 1994г.; Хельсинки, 1997г.; Евроазиатская конференция Санкт-Петербург, 1998, 2000 г.г.), на которых определены конкретные транспортные коридоры Восток-Запад и Север-Юг, выработаны исходные концепции роста скоростей. Участие в конференциях принимали также Министры транспорта России и евроазиатских стран.

Автор настоящей диссертации получил возможность изучать опыт скоростного движения на стажировке в Германии в высшей школе г.Магдебурга (1997г.).

Цель исследования - разработать методики расчета критериев точности и безопасности выполнения траекторий движения скоростных поездов, определить потерю скорости движения поездов в транспортном потоке в связи с возможными переходами от стационарного режима к режиму движения с пониженными скоростями на основе решения задачи математической теории транспортных потоков. Установить ресурсный подход к защите (блокировке) попутно следующих поездов путем резервирования межпоездного расстояния, рассмотреть системы интервального регулирования движением поездов (ИРДП) как гибкие системы светофорного и электронного регулирования, предложить методику расчета пропускной способности транспортных коридоров в попутном направлении по главным путям, .величина которой пропорциональна величине скорости, плотности потока и времени работы коридора, причем скорость и плотность потока должны быть изолированными параметрами расчета скорости доставки грузов.

Задачи исследования определяются поставленной в теме диссертации целью выполнения работы. Эти задачи сводятся к следующему:

анализ отечественного и зарубежного опыта организации скоростного движения и реализации повышенных скоростей; дать оценку экономических параметров скоростных поездов в виде карт критических соотношений.

установить основные эксплуатационно-технические параметры системы ИРДП при светофорных системах 3/3 и 4/4 без резервирования и с резервированием, а также схемы электронной (без светофорной) системы ИРДП.

- установить критериальные требования к выполнению траекторий
движения скоростных поездов с использованием теории ошибок и многочленов
Эрмита.

- рассмотреть взаимодействие попутно следующих поездов и предложить
методику расчета понижения скорости поездов в потоке на основе решения
задачи, поставленной математической теорией транспортных потоков (численное
определение величины к) и определить в среднем реализуемую скорость потока
поездов.

- предложить методику определения пропускной способности как
совокупною ресурса транспортного коридора, пропорционального величине
средней скорости, средней плотности потока и времени работы коридора (линии),
причем эти параметры должны согласовываться (не противоречить, быть
изоморфными) сроку поездки пассажиров и времени доставки товаров.

В соответствии с поставленными целями и задачами на защиту выносятся следующие вопросы:

1 .Концепция, в соответствии с которой в скоростном движении защитными (блокирующими) ресурсами поездов в потоке являются межпоездное расстояние и время (интервал). В связи с возможными отклонениями от стационарного режима движения эти переменные могут резервироваться одним или несколькими блок-участками (светофорные системы ИРДП) или иметь резерв межпоездного расстояния - электронные системы ИРДП.

2.Регламентация точности выполнения траекторий движения скоростных поездов с использованием многочлена Эрмита. Поскольку этот параметр качества транспортных услуг экспонируется во внешней среде, точность может быть предметом государственного лицензирования, а технология скоростных коридоров железных дорог отнесена к высокоточным технологическим процессам.

3.Решение уравнений Ф.Хєнта в математической теории транспортных потоков, в результате которого определена величина к - потеря скорости в транспортом потоке, рассчитана средняя скорость и коэффициент регулирования потока.

4.Методика расчета пропускных способностей в каждом из попутных направлений главных путей транспортного коридора, величина которых прямо пропорциональна средней скорости потока, его плотности и времени работы коридора. Зависящие переменные согласуются (изоморфны) основным переменным при расчете времени поездки пассажиров и сроков доставки грузов.

Объект исследования - основные параметры регулирования скоростных железнодорожных коридоров.

Предмет исследования - режимы работы, регулирования, пропускная способность, защитные ресурсы поездов в потоке железнодорожных транспортных коридоров.

Теоретико-методологической основой диссертационной работы является системный анализ скоростного движения, дифференциальные уравнения движения (разгона, торможения) поездов, теория ошибок и многочлены Эрмита, математическая теория транспортных потоков, теория расчета пропускных

способностей на железнодорожном транспорте. Использовались научно-методические издания МНС по режимам движения поездов при росте скорости, по безопасности движения и графикам движения МПС.

Эмпирическая, база исследований включает анализ скоростного движения на линии Санкт-Петербург Москва» практическая стажировка в Германии (Магдебург, Стендаль), участие в учебно-методических семинарах и конференциях в Германии, изучение международных конференций по работе скоростных транспортных коридоров в Санкт-Петербурге, изучение международных семинаров но 2-му коридору в Минске и Бресте.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- сформирована ресурсная двухпараметрическая концепция системы ИРДП
при росте скорости в железнодорожных транспортных коридорах;

- разработана новая методика оценки точности выполнения траекторий
движения скоростных поездов на основе теории ошибок и многочленов Эрмита,
позволяющая количественно и качественно идентифицировать траектории
движения скоростных поездов;

- предложена методика определения потерь скорости поездов в
транспортном потоке на основании решения уравнений Ф.Хейта теории
транспортных потоков, позволяющая оценить уровень регулирования
поездопотоков в разных системах ИРДП и выполнения стационарного режима
движения;

- разработана новая аналитическая модель расчета пропускной способности
двухпутных коридоров.

Практическая значимость диссертации заключается в том, что предложенные в ней методические основы направлены на повышение надежности, безопасности и точности выполнения траекторий движения скоростных поездов в координатах (/,/), что эти концепции могут составить предмет государственного лицензирования технологических процессов по организации движения скоростных поездов в железнодорожных транспортных коридорах. Предложенные карты критических соотношений экономических показателей представляют собой необходимый методический материал для бизнес-планов скоростного движения и инвестиционных проектов роста скоростей на железных дорогах компании «РЖД» в том числе при разработке структуры тарифов для скоростных поездов.

Режим работы скоростных коридоров и системы ИРДП могут быть использованы при разработке ТЗ на создание АДЦУ для скоростных коридоров в пределах национальной сети железных дорог России. Они могут быть использованы и уже частично использованы в учебных процессах МГУПС и БелГУТа.

Апробация результатов исследования осуществлена в научных публикациях по теме диссертации, выступлениях на научно-практических конференциях по проблемам транспорта и безопасности его функционирования и организации движения поездов с повышенными скоростями, а также заседаниях кафедр и исследовательских лабораторий УЭР МГУПС и БелГУТа.

Подобные работы
Мащенко Павел Евгеньевич
Повышение работоспособности устройств интервального регулирования движения поездов с учетом уровня электромагнитных помех, создаваемых перспективным электроподвижным составом
Романчиков Андрей Михайлович
Алгоритмические и информационные методы обеспечения безопасности координатной системы интервального регулирования движения поездов
Бестемьянов Петр Филимонович
Методы повышения безопасности микропроцессорных систем интервального регулирования движения поездов
Менакер Константин Владимирович
Методы моделирования движения поездов в координатных системах интервального регулирования
Беляев Сергей Николаевич
Методы организации базы данных в автоматизированной системе управления безопасностью движения поездов
Никитин Александр Борисович
Методы и технические средства концентрации и централизации оперативного управления движением поездов :Развитие теории и практические приложения
Орлов Александр Валерьевич
Совершенствование методов измерения параметров движения поездов
Медведева Наталья Владимировна
Переустройство промежуточных раздельных пунктов для повышения скорости движения пассажирских поездов до 200 км/ч
Харина Елизавета Владимировна
Выбор рациональных мер по повышению скорости движения пассажирских поездов в условиях растущего объема грузовых и пассажирских перевозок
Романов Анатолий Васильевич
Методы технической диагностики и предупреждения перемежающихся отказов в системах интервального регулирования движения поездов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net