Некоторые аспекты расчетов оптимальных режимов движения поездов.
Some aspects of the calculation of the optimal trajectory of the train
The paper describes aspects of the use of dynamic programming method for the determination of the power saving modes control train. Various methods of determining the external forces acting on the train were analyzed and their impact on the accuracy of calculation of phase coordinates. The correction methods of train's phase coordinates were recommended.
Одно из наиболее эффективных средств уменьшения себестоимости перевозок, на железнодорожном транспорте, - снижение энергозатрат на ведение поездов. Наименее затратным способом достижения этой цели есть внедрение энергооптимальних режимов управления поездом. Существует множество методов, предназначенных для расчета таких режимов. В данной работе рассмотрены аспекты использования метода динамического программирования. Применение этого метода предусматривает, что поезд может иметь только дискретные значения фазовых состояний. Под фазовыми состояниями понимают значение скорости, координаты и времени движения поезда. Для реализации этого метода строится сетка в координатах «Скорость – Расстояние».
В процессе построения оптимального режима движения рассматриваются изменения фазовых состояний поезда только между доступными узлами сетки. Метод динамического программирования, в сущности, представляет собой метод направленного перебора вариантов перехода между узлами сетки. Таким образом, может быть полученно конечное множество траекторий (набора режимов движения поезда), так как количество фазовых состояний поезда конечное. Каждой из полученных траекторий отвечает свое время движения и своя величина затрат энергоносителей. Возможность перехода между узлами соседних сечений сетки должна быть определена на первом этапе решения задачи о получении энергооптимальной траектории движения поезда. Под возможностью перехода мы понимаем возможность его реализации. Каждый локомотив имеет ограниченные ресурсы управления поездом, поэтому возможность реализации управления означает применение такого управления, которое не превышает ресурс локомотива.
На практике нужно получить одну из траекторий движения поезда, которая обеспечивает минимальные затраты энергоносителей при заданном времени движения. Но из-за дискретности фазовых состояний поезда невозможно получить такую оптимальную траекторию, для которой время движения поезда будет равняться заданному. Кроме того, в процессе построения траектории движения поезда методом динамического программирования нужно решить несколько задач. Первая из них - определение затрат энергоносителей на переход между узлами соседних сечений сетки. Второе - определение возможности перехода и режима управления при переходе между этими узлами (тяга / торможение / выбег). Третья - определение времени хода поезда между узлами соседних сечений сетки. Четвертая - выбор из множества переходов наиболее подходящего, с точки зрения критерия поиска решения.Таким образом, полученные результаты теоретических исследований разрешают объективно оценить влияние разных вычислительных аспектов на результаты расчета энергооптимальних режимов управления поездом, а также предложить мероприятия для уточнения фазовых координат поезда с целью повышения реализации результатов расчетов.
